Полигон для утилизации твердых бытовых отходов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

ПОЛИГОН ДЛЯ УТИЛИЗАЦИИ ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ

Н.А. Грибова, А.А. Язев

Изобретение относится к утилизации отходов и может быть использовано при проектировании, строительстве, эксплуатации и рекультивации полигонов твердых бытовых отходов (ТБО).

Известен способ совместного складирования ТБО и жидких бытовых отходов (ЖБО) на специальных полигонах, при котором ведут строительство водогазонепроницаемых изолирующих экранов в основании мусорохранилища, в средине массива и на его поверхности. В массив мусорохранилища сливают ЖБО для их утилизации и активизации биологических процессов разложения органических веществ, отходы уплотняют, а потом при рекультивации хранилища массив дегазируют (см. патент США № 4442901, кл. Е21В43/22, 17.04.1984 и В.В. Разнощик и др. Усовершенствованные полигоны для обезвреживания городских отходов, ПГБ, № 31-71, 1971, стр.12-15). Недостатком известного способа является низкая эффективность совместной утилизации ТБО и ЖБО вследствие того, что не полностью используются физико-химические особенности отходов, а так же сохраняется опасность загрязнения окружающей среды продуктами разнообразных химических реакций, которые происходят спонтанно.

Заявителям не известны конструкции систем для утилизации ТБО, которые можно было бы взять за аналог.

В основу изобретения поставлена задача создания полигона для утилизации ТБО, который обеспечивает без предварительной сортировки целенаправленную утилизацию ТБО и прочих углеродсодержащих отходов, а именно: сельскохозяйственных, биоилов очистных сооружений, целлюлозно-бумажных, текстильных, деревообработки, пищевой промышленности и прочих, без использования внешних энергоносителей путем производства альтернативных энергоносителей, электрической, тепловой энергии и разнообразных товарных продуктов на небольшой по размеру промышленной площадке без вредного воздействия на экологическое состояние окружающей среды.

Решение поставленной задачи достигается тем, что полигон для утилизации ТБО содержит последовательно соединенные между собой блок выявления высокотоксичных и радиоактивных отходов, бункер ТБО с отсеком для приема углеродсодержащих отходов, блок магнитной сепарации, блок измельчения негабаритов, блок пиролиза с газгольдером пиролизного газа, емкости углеводородных пиролизных жидкостей и емкости пиролизной воды, отделение высокотемпературной утилизации и утилизатор тепла, блок газификации с отделением переработки золы и шлака и отделение брикетирования и остеклования, газгольдер генераторного газа с отделением сепарации генераторного газа, когенератор, отделение сепарации выхлопных газов и фильтр очистки выхлопных газов, кроме того, отделение высокотемпературной утилизации напрямую соединено с отделением сепарации генераторного газа, которое, в свою очередь, соединено дополнительно с блоком газификации. Вместе с тем, бункер ТБО, посредством отсека для приёма углеродсодержащих отходов, дополнительно соединён с блоком газификации, а блок газификации через ёмкости углеводородных пиролизных жидкостей дополнительно соединён с блоком пиролиза. изобретение полигон твердые бытовые отходы

Предложенное изобретение имеет следующие преимущества.

Исключает поступление высокотоксичных и радиоактивных отходов на полигон вследствие тщательного контроля, который осуществляется в блоке выявления высокотоксичных и радиоактивных отходов.

Благодаря применению блока магнитной сепарации полностью удаляются из массы ТБО магнитные материалы.

Использование блоков измельчения негабаритов, пиролиза и газификации позволяет, без предварительной сортировки, осуществить обеззараживание ТБО и получить из них альтернативные энергоносители в виде пиролизного и генераторного газов, нефтеподобных углеводородных пиролизных жидкостей, моторного топлива и пирокарбона (полукокса).

Обеспечивает осуществление всех технологических процессов в автотермическом режиме, базируясь на альтернативних энергоносителях, которые производят в процессе утилизации ТБО, кроме того, полученные жидкие, газообразные и твердые продукты утилизации могут быть реализованы как товарные продукты. Например: газы заменители метана и пропан-бутана, окись углерода, водовод, углекислый газ, редкие газы, соединения серы и хлора, сольвенты, ксилолы, толуол, бензол, пирокарбон (полу кокс) и другие. Кроме того, производство из золы и шлака рудных концентратов цветных и редких металлов, строительных материалов, керамических и шлакоситаловых изделий, значительно уменьшает или полностью исключает необходимость в площадках для складирования ТБО, что оказывает положительное воздействие экономические параметры и экологические характеристики.

Не требует применения специальных способов защиты от распространения в окружающую среду загрязняющих веществ при складировании полученных продуктов утилизации благодаря тому, что жидкие и газообразные продукты хранятся в специальных ёмкостях, твердые компоненты переработки предварительно брикетируют и подвергают остеклованию, а так же исключает процессы накопления фильтратных вод и необходимость их очистки.

С помощью когенератора и утилизатора тепла дает возможность производить тепловую и электрическую энергию, которой достаточно для обеспечения собственных технологических потребностей, а излишки сбывают внешним потребителям.

Снижает, практически полностью, вредное воздействие на окружающую среду и санитарно-гигиенические условия благодаря использованию продуктов аспирации производственных помещений и оборудования в качестве дутьевых газов в блоке газификации.

Способствует организации новых производств и рабочих мест, позитивно влияет на социальную обстановку в регионе использования.

Результатом изобретения является обеспечение целенаправленной полной утилизации ТБО в автоэнергетическом режиме с одновременным производством альтернативных энергоносителей, тепловой, электрической энергии и целой цепочки товарных продуктов с позитивными экономическими, экологическими, санитарно-гигиеническим и социальными эффектами.

В основу изобретения поставлена задача создания полигона ТБО, который обеспечивает без предварительной сортировки полную утилизацию ТБО и углеродсодержащих отходов, а именно: биоилов, отходов бумажно-картонной, сахарной, пищевой, мясомолочной промышленности, сельскохозяйственных и других, без использования внешних энергоносителей с производством электрической, тепловой энергии и разнообразных товарных продуктов на небольшой по размеру промплощадке без вредного воздействия на экологическое и санитарно-гигиеническое состояние окружающей среды.

Оснащение полигона ТБО блоком выявления высокотоксичных и радиоактивных отходов предотвращает их попадание на переработку.

Применение блока магнитной сепарации позволяет использовать ценные металлы и сплавы.

Использование блока измельчения негабаритов исключает необходимость сортировки ТБО.

Применение блока пиролиза для утилизации ТБО обеспечивает получение альтернативных газообразных, жидких и твердых энергоносителей, а на их базе, тепловой и электрической энергии, необходимых для проведения всех технологических процессов утилизации в автоэнергетическом режиме.

Оснащение отделением высокотемпературной утилизации дает возможность осуществить полное разложение и обеззараживание вредных веществ при соответствующих температурах.

Выполнение блока пиролиза с утилизатором тепла позволяет использовать излишнюю энергию для выработки тепловой и электрической энергии в виде товарной продукции.

Использование блока газификации обеспечивает утилизацию продуктов реакций пиролиза, выбросов из системы аспирации полигона ТБО, а так же углеродсодержащих отходов, в том числе с высоким содержание воды, с получением генераторного газа, золы и шлака.

Применение отделения переработки золы и шлака дает возможность вырабатывать рудные концентраты цветных и редких металлов, строительные материалы, керамические и шлакоситалловые изделия.

Оснащение отделением брикетирования и остеклования обеспечивает уменьшение объема остатков утилизированных отходов и приводит их агрегатное состояние в не подвергающееся влиянию процессов естественной эрозии.

Применение в составе полигона отделения сепарации генераторного газа делает возможным получение оксида углерода, водорода, азота, углекислого и редких газов, разнообразных соединений серы, хлора и так далее.

Оснащение полигона когенератором обеспечивает выработку тепловой и электрической энергии, а в сочетании с отделением сепарации выхлопных газов, получение углекислого газа, азота и редких газов.

Использование фильтра очистки выхлопных газов исключает попадание в окружающую среду каких либо вредных выбросов.

Вся совокупность существенных признаков предложенного решения дает возможность без использования внешней энергии осуществлять полную утилизацию ТБО при максимальном получении полезных товарных продуктов из ненужных, вредных и опасных веществ с исключением негативного воздействия на окружающую среду при улучшении социальной обстановки в регионе применения.

Предлагаемый полигон для утилизации ТБО схематично представлен на фиг.1.

Полигон для утилизации ТБО состоит из блока выявления высокотоксичных и радиоактивных отходов -1, бункера ТБО -2 с отсеком для приема углеродсодержащих отходов -3, блока магнитной сепарации -4, блока измельчения негабаритов -5, блока пиролиза -6, с газгольдером пиролизного газа -7, емкостями углеводородных пиролизных жидкостей -8, емкостями пиролизной воды -9, отделения высокотемпературной утилизации -10 и утилизатора тепла -11, блока газификации -12 с отделением переработки золы и шлака -13, отделения брикетирования и остеклования золы и шлака -14, газгольдера генераторного газа -15, отделения сепарации генераторного газа -16, когенератора -17, отделения сепарации выхлопных газов -18 и фильтра очистки выхлопных газов -19. Все технологические блоки и отделения соединяют между собой соответствующими транспортными средствами - конвейерами или трубопроводами и другими необходимыми инженерными коммуникациями.

Полигон для утилизации ТБО работает следующим образом.

ТБО, поступающие на утилизацию проверяют на наличие в них высокотоксичных и радиоактивных веществ в блоке выявления высокотоксичных и радиоактивных отходов -1. В случае выявления их наличия, ТБО не разгружают, а возвращают поставщику, в соответствии с правилами обращения с высокотоксичными и радиоактивными веществами. Далее, ТБО подают в бункер ТБО -2.

Затем, ТБО подают в блок магнитной сепарации -4, отделяют магнитные материалы, которые направляют потребителям, а ТБО, после измельчения негебаритных материалов в блоке -5, поступают в блок пиролиза -6. Процесс пиролиза проводят в автоэнергетическом режиме используя горючие продукты пиролиза или газификации. Продукты пиролиза, а именно, пиролизный газ, подают в газгольдер пиролизного газа -7, углеводородные жидкости пиролиза собирают в емкости углеводородных пиролизных жидкостей -8, а в емкости пиролизной воды -9 сливают пиролизную воду. Пирокарбон со всеми твердыми остатками направляют на газификацию в блок газификации -12 или потребителям. Полученные пиролизный газ и углеводородные жидкости используют как топливо в блоке пиролиза -6, отделении высокотемпературной утилизации -10, а потом, благодаря применению утилизатора тепла -11, получают тепловую и электрическую энергию и направляют потребителям.

Выхлопные газы из отделения высокотемпературной утилизации -10 перед выбросом в атмосферу направляют на очистку в отделение сепарации выхлопных газов -18. Пиролизную воду, содержащую вредные вещества, обеззараживают в отделении высокотемпературной утилизации -10, или используют как присадку для проведения процесса газификации пирокарбона в блоке газификации -12.

В блоке газификации -12 производят утилизацию пирокарбона и веществ из отсека углеродсодержащих отходов -3. Для обеспечения процесса газификации в блок газификации -12, так же подают газы дутья в виде воздуха, отработанного в системе аспирации технологического оборудования и помещений полигона. Кроме того, в блок газификации -12 подают углекислый газ из отделения сепарации выхлопных газов -18. Благодаря отделению переработки золы и шлака -13 получают в виде товарных продуктов строительные материалы, керамические и шлакоситалловые изделия, рудные концентраты различных металлов, в том числе, редких. Твердые продукты газификации, на которые нет спроса, брикетируют и после поверхностного остеклования в отделении брикетирования и остеклования золы и шлака -14, направляют на складирование. Генераторный газ, полученный в блоке газификации -12, отправляют в газгольдер генераторного газа -15, откуда его подают в отделение сепарации генераторного газа -16 в котором получают оксид углерода, водород, азот, углекислый газ, соединения серы, хлора и редкие газы, или, после очистки от соединений серы и хлора, используют как топливо в когенераторе -17, благодаря чему получают тепловую и электрическую энергию. Выхлопные газы когенератора -17 отправляют в отделение сепарации выхлопных газов -18 за счет чего получают редкие газы, углекислый газ и азот, а потом в фильтр очистки выхлопных газов -19 и после очистки отводят в атмосферу.

Наименование и направления движения потоков ТБО и продуктов утилизации, которые указаны на фиг.1, приведены ниже.

Все вышеуказанное, в целом, обеспечивает уменьшение необходимого земельного участка для размещения полигона ТБО, сокращает расстояние перевозки отходов от населенных пунктов, дает возможность осуществить полную и управляемую утилизацию отходов с производством различных альтернативных энергоносителей, моторного топлива, растворителей, сырья и материалов для металлургической, химической, нефтеперерабатывающей, машиностроительной и прочих отраслей промышленности, при полном исключении негативного влияния на экологию, санитарно-гигиенические условия и социальную сферу региона использования.

Размещено на Allbest.ru