Результат интеллектуальной деятельности: Способ переработки лежалых твердых бытовых отходов

Предлагаемое изобретение относится к области утилизации лежалых твердых бытовых отходов (ТБО) методом термической переработки с целью рекультивации земель, занятых под полигоны.

Известен способ переработки отходов и устройство для его осуществления (патент РФ №2165052 опуб. 10.04.2001 Бюл. №10) включающий сбор отходов, поступающих в твердом и жидком агрегатном состоянии, сортировку, подготовку к безотходной утилизации. Прием с образованием энергетического промпродукта коллоидного жидкого и последующей очисткой его от токсичных элементов, ионов тяжелых металлов, а утилизацию осуществляют термическим способом, подавая энергетический промпродукт коллоидный жидкий струей в топку котла с кипящим слоем.

Недостатком способа является сортировка и очистка энергетического промпродукта от токсичных элементов, что влечет за собой дополнительный расход теплоносителя.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ переработки лежалых твердых бытовых отходов (ТБО) (патент РФ №2345282 опуб. 27.01.2009 Бюл. №3) включающий их доставку, сортировку с отделением негабаритов, выделением металлической фракции и термическую переработку. Перед термической переработкой отходы смешивают с низкокалорийным углем, при этом соотношение количества низкокалорийного угля к количеству лежалых твердых бытовых отходов составляет (0,2-1,0):1, с последующим увлажнением полученной смеси до влажности 5-10%, а термическую переработку осуществляют в ванне расплава.

Недостатком способа является повышенный расход теплоносителя (угля) для подержания требуемых температур и низкая степень удаления вредных продуктов образующихся при хранении ТБО.

Задачей изобретения является упрощение процесса.

Технический результат изобретения заключается в повышении степени экологической защиты окружающей среды, расширении технологических возможностей с помощью обеспечения безотходного цикла утилизации и возможности переработки образующегося при хранении ТБО биогаза и снижении энергозатрат.

Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом способе переработки лежалых ТБО, включающем их доставку, сортировку с отделением негабаритов, выделением металлической фракции и термическую переработку в ванне расплава, в расплав вдувают природный газ и биогаз выделенный в результате разложения ТБО в теле полигона (свалки) при суммарной теплоте сжигания природного газа, биогаза и ТБО от 7000 до 8100 кДж/кг для поддержания температуры расплава от 1300 до 1500°С.

При суммарной теплоте сжигания природного газа, биогаза и ТБО ниже 7000 кДж/кг выделяется недостаточное количество теплоты для достижения температуры сжигания 1300°С и не происходит полного разложения вредных веществ находящихся в ТБО и биогазе. При суммарной теплоте сжигания природного газа, биогаза и ТБО выше 8100 кДж/кг идет необоснованный перерасход природного газа добавляемого для компенсации недостатка тепла который не дает сжигание только лишь ТБО и биогаз.

При температуре сжигания ниже 1300°С происходит не полное разложение находящиеся в биогазе вредных веществ, что не обеспечивает повышение степени экологической защиты окружающей среды. При температуре сжигания выше 1500°С идет нецелесообразный перерасход энергии.

Биогаз, выделенный в результате разложения ТБО в теле полигона (свалки), содержит компоненты, вредно действующие на здоровье человека, которые могут значительно превышать установленные для них в атмосферном воздухе ПДК в разы. Имея теплоту сгорания 1800-25100 кДж/м³ и соединяясь с природным газом, в результате конверсии образуется синтез газ (СО и Н₂), которые сгорают с выделением тепла необходимого для поддержания требуемой температуры расплава, в котором сжигаются ТБО. Тем самым биогаз дает возможность экономить расход теплоносителя и обеспечить безотходность цикла утилизации. Кроме того, замена угля (как в прототипе) на природный газ позволит вести процесс с меньшими выделениями вредных веществ.

Способ можно осуществить в печи шлакового расплава.

Пример 1 Для осуществления способа переработки лежалых ТБО шлак соства масс. %: О - 43,3; Si - 20,1; Са - 16,8; С - 4,3; Al - 2,8; Fe - 6,4; Mg - 3,1; прочие - 3,2; загружали в алундовый тигель 1 установленный в силитовую печь 2 (фиг.). Печь разогревали до требуемой температуры, включали продувку расплава воздухом обогащенный кислородом на 40%, природным газом и биогазом через алундовые трубки 3 с одновременной подачей в тигель ТБО. Результаты опытов приведены в таблице.

Технический результат изобретения заключается в повышении степени экологической защиты окружающей среды, расширении технологических возможностей с помощью обеспечения безотходного цикла утилизации и возможности переработки образующегося при хранении ТБО биогаза и снижении энергозатрат.