×
10.05.2014
216.012.c21d

СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ ТЕПЛОТЫ СГОРАНИЯ ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ НА МУСОРОСЖИГАТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКЕ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к технике и технологии термического обезвреживания твердых бытовых отходов. Способ утилизации теплоты сгорания твердых бытовых отходов на мусоросжигательной установке заключается в том, что поток отходящих газов, образующихся в мусоросжигательной установке, оснащенной печью, системами дожигания и охлаждения отходящих газов, газоочистки и золошлакоудаления, поступает с температурой 1150°С-1250°С из системы дожигания поочередно в параллельно подключенные проточные двухканальные газо-воздушные теплообменные аппараты, образующие совместно с системой подачи сжатого воздуха, воздушной турбиной и генератором систему генерации электрической энергии. При этом переключение подачи потока отходящих газов в каждый последующий теплообменный аппарат проводят после нагрева предыдущего теплообменного аппарата до температуры 800°С-1000°С. Причем поток отходящих газов, охлажденный при прохождении в каждом теплообменном аппарате, подается после системы газоочистки в атмосферу. При этом после нагрева в каждый теплообменный аппарат поочередно подается сжатый воздух, который нагревается в каждом аппарате до температуры 600°С-800°С и поступает во входное устройство воздушной турбины, соединенной с генератором электрической энергии, при прохождении через которую сжатый воздух охлаждается и подается в печь мусоросжигательной установки. Изобретение позволяет снизить затраты на получение тепловой энергии, загрязнение окружающей среды и повысить эффективность производства энергии. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 1 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к технике и технологии термического обезвреживания твердых бытовых отходов и предназначено для снижения их негативного влияния на окружающую среду и повышения эффективности производства энергии на мусоросжигательных установках (МСУ).

Известны способ и устройство для утилизации теплоты сгорания твердых бытовых отходов (DE 4235464 А1, опубл. 28.04.1994), согласно которым в процессе горения отходов, в испарителе котла МСУ образуется питательная вода и пар высокого давления, образующийся в качестве насыщенного пара или влажного пара, который выводится из котла и перегревается во внешнем котле отопления и затем подается на турбины высокого давления для производства электроэнергии. Таким образом, энтальпия сгорания отходов может быть использована с высокой степенью эффективности, конвертировав весь пар МСУ в электроэнергию.

Традиционная схема утилизации тепла на МСУ по данному изобретению имеет и традиционный недостаток: в качестве теплоносителя используется пар, получаемый из специально подготовленной химически очищенной воды. Система водоподготовки, как правило, выполняется замкнутой и требует больших капитальных и эксплуатационных затрат.

Известны способ и устройство использования мусора или других отходов в качестве топлива для экологически чистого производства электроэнергии (ЕР 0399104 А1, опубл. 08.12.89), в которых пар, вырабатываемый в теплоутилизационной системе МСУ подается на турбины электростанции и используется для генерации электрического тока.

Это позволяет при генерации энергии на МСУ использовать вырабатываемую электроэнергию для работы аппаратов системы очистки дымовых от газов продуктов сжигания ТБО на выходе МСУ, насосов системы водоподготовки, транспортеров для подачи ТБО в печь и вспомогательных устройств МСУ.

Недостатком известного изобретения является необходимость охлаждения отходящих газов в газоводяных теплообменных аппаратах перед системой газоочистки, что приводит к получению пара для работы паровой турбины и тепловой энергии для отопительных и производственных целей, при этом система водоподготовки и кондиционирования пара перед турбиной, как правило, выполняется замкнутой и требует больших капитальных и эксплуатационных затрат.

Прототипом предложенного изобретения являются способ и устройство для использования твердых бытовых отходов, на тепловых электростанциях (ТЭС) в качестве топлива, для экологически чистого производства электроэнергии (ЕР 1428987 А1, опубл. 24.04.2003), в которых отходы сжигаются в реакторе сгорания с регулируемой скоростью воздушного потока, дымовые газы охлаждаются в газовоздушных теплообменных аппаратах и очищаются в системе газоочистки, а очищенные дымовые газы, в смеси с воздухом, используют в указанных электростанциях для работы газотурбинных генерирующих установок.

Недостатками известного изобретения являются: необходимость дополнительного нагрева смеси отходящих газов с воздухом перед газотурбинными генерирующими установками за счет дополнительной подачи и сжигания топлива, что приводит к удорожанию стоимости вырабатываемой энергии, а также к необходимости в дополнительной газоочистке отходящих газов после газовой турбины от продуктов сгорания дополнительно подаваемого топлива.

В первом и втором объектах изобретения достигается технический результат, заключающийся в снижении затрат на получение тепловой энергии за счет исключения замкнутой системы водяного охлаждения отходящих газов, а также исключения дополнительного нагрева смеси отходящих газов с воздухом перед газотурбинными генерирующими установками за счет дополнительной подачи и сжигания топлива, и дополнительной газоочистки отходящих газов после газовой турбины от продуктов сгорания дополнительно подаваемого топлива.

Указанный технический результат в первом объекте изобретения достигается следующим образом.

Способ утилизации теплоты сгорания твердых бытовых отходов на мусоросжигательной установке заключается в том, что поток отходящих газов, образующихся в мусоросжигательной установке, оснащенной печью, системами дожигания и охлаждения отходящих газов, газоочистки и золошлакоудаления, поступает с температурой 1150°С-1250°С из системы дожигания поочередно в параллельно подключенные проточные двухканальные газовоздушные теплообменные аппараты.

Теплообменные аппараты образуют совместно с системой подачи сжатого воздуха, воздушной турбиной и генератором систему генерации электрической энергии.

В процессе утилизации проводят переключение подачи потока отходящих газов в каждый последующий теплообменный аппарат после нагрева предыдущего теплообменного аппарата до температуры 800°С-1000°С.

Поток отходящих газов, охлажденный при прохождении в каждом теплообменном аппарате, подается после системы газоочистки в атмосферу.

После нагрева в каждый теплообменный аппарат поочередно подается сжатый воздух, который нагревается в каждом аппарате до температуры 600°С-800°С и поступает во входное устройство воздушной турбины, соединенной с генератором электрической энергии.

При прохождении через воздушную турбину сжатый воздух охлаждается и подается в печь мусоросжигательной установки.

Кроме того, поток отходящих газов охлаждается при прохождении в каждом теплообменном аппарате до температуры 250°С-350°С.

Также сжатый воздух при прохождении через воздушную турбину охлаждается до температуры 250°С-350°С.

Указанный технический результат во втором объекте изобретения достигается следующим образом.

Устройство для утилизации теплоты сгорания твердых бытовых отходов мусоросжигательной установки, оснащенной печью, системами дожигания отходящих газов, газоочистки, золошлакоудаления и соединенной с системой генерации электрической энергии, включает систему параллельно подключенных проточных однокорпусных двухканальных газовоздушных теплообменных аппаратов с высокой собственной тепловой емкостью, теплоизолированных от окружающей среды и выполненных из высокотемпературных неметаллических огнеупорных материалов.

Вход одного канала каждого теплообменного аппарата через переключатель газовых потоков соединен с каналом подачи потока отходящих газов из системы дожигания. Выход этого канала соединен с каналом отвода потока отходящих газов в систему газоочистки.

Вход второго канала каждого теплообменного аппарата через переключатель воздушных потоков соединен с каналом подачи сжатого воздуха от компрессора, а выход второго канала соединен с каналом подачи нагретого сжатого воздуха во входное устройство воздушной турбины.

Последняя соединена с генератором электрической энергии, выходное устройство которой соединено с каналом подачи охлажденного сжатого воздуха в печь мусоросжигательной установки.

Кроме того, количество теплообменных аппаратов, площадь и форма поперечного сечения входных и выходных каналов, а также их длина выбираются из условия нагрева сжатого воздуха в аппарате потоком отходящего газа до температуры 800°С-1000°С, а давление и расход сжатого воздуха на выходе из второго канала каждого аппарата выбираются исходя из характеристик воздушной турбины.

Изобретение поясняется чертежом, на котором изображено устройство для утилизации теплоты сгорания твердых бытовых отходов мусоросжигательной установки.

На чертеже показаны мусоросжигательная установка 1, оснащенная либо печью кипящего слоя, либо печью с колосниковыми решетками, а также системами дожигания отходящих газов, газоочистки, золошлакоудаления, соединенная с системами утилизации тепловой и генерации электрической энергии, бункер 2 для подачи отходов в мусоросжигательную установку 1, ряд параллельно расположенных проточных однокорпусных двухканальных теплообменных емкостных регенеративных аппаратов 3 шахтного типа, теплоизолированные от окружающей среды и выполненные из высокотемпературных неметаллических огнеупорных материалов, каждый аппарат 3 имеет канал 4 подачи потока отходящих газов из системы дожигания установки 1, канал 5 отвода потока отходящих газов в систему газоочистки 6, канал 7 подачи сжатого воздуха в аппарат 3 от компрессора 8, канал 9 отвода нагретого сжатого воздуха в воздушную турбину 10, генератор 11 электрической энергии, канал 12 отвода отработанного охлажденного воздуха из воздушной турбины в печь установки 1.

Изобретение осуществляется следующим образом.

Утилизация теплоты отходящих газов, образующихся при сгорании твердых бытовых отходов мусоросжигательной установки 1, происходит путем поочередного регенеративного конвективного нагрева потоком отходящих газов потока сжатого воздуха в параллельно подключенных проточных однокорпусных двухканальных теплообменных емкостных регенеративных аппаратах 3 шахтного типа, теплоизолированных от окружающей среды и выполненных из высокотемпературных неметаллических огнеупорных материалов. Каждый аппарат 3 представляет собой массивный корпус 13, обладающий большой собственной теплоемкостью. Цикл поочередного нагрева сжатого воздуха потоком отходящих газов повторяется непрерывно.

Каждый аппарат 3 содержит в массивном корпусе 13 изолированные друг от друга канал 4 подачи отходящих газов из системы дожигания установки 1, канал 5 отвода отходящих газов в систему газоочистки 6, канал 7 подачи сжатого воздуха в аппарат 3 от компрессора 8, канал 9 отвода нагретого сжатого воздуха в воздушную турбину 10.

Поток отходящих печных газов с температурой 1150°С-1250°С направляется из системы дожигания отходящих газов поочередно на вход одного из каналов 4 одного из проточных теплообменных аппаратов 3 и нагревает его корпус 13 до температуры 800°С-1000°С. При достижении указанной температуры корпуса 13 поток отходящих газов переключается в аналогичный канал следующего проточного теплообменного аппарата. После завершения нагрева последнего из проточных однокорпусных двухканальных теплообменных аппаратов 3, поток отходящих печных газов с температурой 1150°С-1250°С направляется из системы дожигания в первый из теплообменных аппаратов 3. И цикл их поочередного нагрева повторяется непрерывно.

После нагрева корпуса первого проточного теплообменного аппарата 3 до температуры 800°С-1000°С, на вход его второго 7 канала подается сжатый воздух, который на выходе нагревается до температуры 600°С-800°С и подается по каналу 9 во входное устройство воздушной турбины 10, соединенной с генератором 11 электрической энергии. При снижении температуры выходящего воздуха ниже 600°С, поток воздуха от компрессора переключается в аналогичный канал следующего проточного теплообменного аппарата. После завершения нагрева воздуха в последнем из проточных однокорпусных двухканальных теплообменных аппаратов, поток воздуха из компрессора направляется в первый из теплообменных аппаратов и цикл их поочередного нагрева повторяется непрерывно.

Воздух, выходящий из воздушной турбины, имеет достаточно высокую температуру для повторного использования и направляется по каналу 12 на горение в печь установки 1.

Применение настоящего изобретения позволяет существенно снизить затраты на утилизацию тепла отходящих газов МСУ любого типа, за счет использования открытой газовоздушной схемы вместо замкнутой традиционной газоводяной схемы с системой водоподготовки. Применение изобретения позволяет существенно повысить энергоэффективность генерации электрической энергии за счет применения воздушной турбины вместо паровой турбины.


СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ ТЕПЛОТЫ СГОРАНИЯ ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ НА МУСОРОСЖИГАТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКЕ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 11.
27.04.2013
№216.012.3ab0

Исполнительный орган горной машины

Изобретение предназначено для разрушения горными машинами полезных ископаемых при добыче, например, угля, сланцев, каменных солей и известняков как подземным, так и открытым способами. Обеспечивает повышение эффективности извлечения полезного ископаемого, повышение его сортности и безопасность...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480585
Дата охранного документа: 27.04.2013
10.06.2013
№216.012.473a

Способ утилизации твердых токсичных зольных отходов с фильтров мусоросжигательных заводов

Изобретение относится к области утилизации твердых токсичных отходов и может быть использовано для утилизации отходов систем газоочистки мусоросжигательных заводов (МСЗ) путем их термической обработки. Подачу твердых токсичных зольных отходов осуществляют в шнековый реактор, установленный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483814
Дата охранного документа: 10.06.2013
27.06.2014
№216.012.d9b2

Способ термического обезвреживания биогаза полигонов твердых бытовых отходов

Изобретение относится к экологии. Для экологически безопасного термического обезвреживания биогаза полигонов твердых бытовых отходов извлекают бизогаз посредством дренажа и создания принудительного разрежения. Затем снижают содержание влаги в извлекаемом биогазе за счет резкого снижения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002521508
Дата охранного документа: 27.06.2014
20.07.2014
№216.012.dded

Устройство для фильтрации сточных вод с системой очистки обратноосмотических мембран

Изобретение относится к технологии защиты окружающей среды, использующей фильтрующие обратноосмотические мембраны для очистки стоков, например фильтрата полигонов захоронения твердых бытовых отходов. Устройство содержит приемный резервуар, основной нагнетающий насос, входной трехпозиционный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522599
Дата охранного документа: 20.07.2014
20.07.2014
№216.012.de05

Устройство для смешивания бумажно-полимерной массы

Изобретение относится к области смешения различных материалов и предназначено для изготовления из полимерного сырья и отходов бумажной промышленности требуемых продуктов смешения, которые могут использоваться в природоохранной, химической, строительной, пищевой, лакокрасочной, полимерной и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522623
Дата охранного документа: 20.07.2014
10.02.2015
№216.013.2396

Вращательно-вибрационный смеситель непрерывного действия для обработки осадка

Изобретение относится к конструкции смесителя, который позволяет смешивать различные по фазовому состоянию и физико-механическим параметрам вещества и компоненты, получая требуемые продукты смешения, и может использоваться в природоохранной, химической, строительной, пищевой, лакокрасочной,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002540563
Дата охранного документа: 10.02.2015
27.07.2015
№216.013.65e3

Способ обезвреживания грунтов от загрязнений нефтью, нефтепродуктами и тяжелыми металлами и устройство для его осуществления

Способ включает безотвальную вспашку грунта при создании пористой механоактивированной почвенной структуры, мульчирующее боронование. Осуществляют обработку почвы распылением водного раствора смеси биологического и органоминерального препаратов, выбранных в соотношении (0,5÷1):3. После чего...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002557636
Дата охранного документа: 27.07.2015
20.12.2015
№216.013.9cb8

Способ дополнительной стабилизации высококонцентрированного пероксида водорода для его хранения и транспортировки в емкостях из нержавеющей стали

Изобретение относится к химической промышленности. Способ заключается в том, что в растворы высококонцентрированного пероксида водорода, содержащие в качестве стабилизатора пирофосфорно-кислый натрий и оловянно-кислый натрий, в качестве ингибитора коррозии - азотнокислый аммоний, вводят в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002571745
Дата охранного документа: 20.12.2015
13.01.2017
№217.015.7b0b

Твердый катализатор разложения высококонцентированного пероксида водорода и способ его получения

Изобретение относится к получению твердых катализаторов разложения высококонцентрированного пероксида водорода (ВПВ), которые могут использоваться в ракетно-космической технике, системах ориентации космического аппарата, маршевых жидких реактивных двигателях для вывода большей массы полезной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002600331
Дата охранного документа: 20.10.2016
25.08.2017
№217.015.a1a7

Измельчитель пищевых отходов

Изобретение относится к средствам измельчения и может быть использовано для переработки пищевых отходов в сфере общепита, пищевой промышленности, сельском хозяйстве. Измельчитель пищевых отходов содержит корпус 1 с загрузочным люком 2 и рабочей камерой 3. Рабочая камера 3 снабжена неподвижной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002606831
Дата охранного документа: 10.01.2017
Показаны записи 1-2 из 2.
10.06.2013
№216.012.473a

Способ утилизации твердых токсичных зольных отходов с фильтров мусоросжигательных заводов

Изобретение относится к области утилизации твердых токсичных отходов и может быть использовано для утилизации отходов систем газоочистки мусоросжигательных заводов (МСЗ) путем их термической обработки. Подачу твердых токсичных зольных отходов осуществляют в шнековый реактор, установленный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483814
Дата охранного документа: 10.06.2013
27.06.2013
№216.012.50af

Способ биосинтеза l-лизина

Изобретение относится к области биотехнологии. Предложен способ биосинтеза L-лизина на ферментационных средах. Готовят основную ферментационную среду на основе ферментолизата крахмала в количестве 8-15% по глюкозе и дополнительную ферментационную среду, содержащую компоненты основной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486248
Дата охранного документа: 27.06.2013
+ добавить свой РИД