Номер патента:
2182233
Класс(ы) патента:
F01K25/14, C10L5/44
Номер заявки:
2001120757/06
Дата подачи заявки:
25.07.2001
Дата публикации:
10.05.2002
Заявитель(и):
Аристархов Дмитрий Викторович (RU); Егоров Николай Николаевич (RU); Журавский Геннадий Иванович (BY); Саенко Валерий Павлович (RU)
Создатель(ы):
Аристархов Д.В. (RU); Егоров Н.Н. (RU); Журавский Геннадий Иванович (BY); Саенко В.П. (RU)
Патентообладатель(и):
Аристархов Дмитрий Викторович (RU); Егоров Николай Николаевич (RU); Журавский Геннадий Иванович (BY); Саенко Валерий Павлович (RU)
Описание изобретения:
Изобретение относится к технологии обработки отходов
в установках с внедрением отходящих газов и может быть использовано
в топливно-энергетическом комплексе.
Известна установка, в какой
древесные отходы размельчают до размеров частиц (0,04 — 10,9)•10-3
м, обрабатывают перегретым водяным паром при температуре до 300oС
в режиме фильтрации и прессуют. Для обработки употребляют перегретый
пар с температурой 100-300oС при скорости фильтрации его через
слой отходов 2,48 м/с (патент РФ 2046821, 1995).
Недочетами
данного метода являются:
— высочайшая энергоемкость процесса, вызванная
необходимостью издержек энергии на создание перегретого водяного
пара, также тем, что в процессе обработки употребляется только
теплота перегрева пара, а теплота испарения (составляет более
80% издержек энергии на получение перегретого пара) не употребляется;
— огромные расходы водяного пара, обусловленные высочайшей (2,48
м/с) скоростью фильтрации его через слой отходов;
— образование
огромных количеств водянистых товаров, которые нужно очищать
перед возвратом в парогенератор для получения пара;
— наличие
специальной системы перегрева водяного пара до 300oС, что усложняет
оборудование для получения топливных брикетов по данному методу.
Задачей предлагаемого изобретения является понижение энергоемкости
и уменьшение количества выбросов в окружающую среду.
Поставленная
задачка решается тем, что после измельчения отходы увлажняют до
влажности 5÷50 мас.% методом подачи воды, а в качестве теплоносителя
употребляют парогазовую смесь, содержащую водяной пар и продукты
теплового разложения отходов в массовом соотношении (1÷20):1,
которую получают методом испарения воды из отходов и теплового
разложения последних при температуре 180-320oС и давлении 1÷10
кгс/см2.
Не считая того, новым будет то, что для увлажнения отходов
употребляют конденсат в количестве (0,053÷1,0)кг на килограмм отходов,
который получают методом конденсации отработавшей парогазовой консистенции.
На чертеже изображена парогазовая установка для воплощения
предлагаемого метода.
Установка содержит измельчитель отходов
1, соединенный невмотранспортом с бункером-накопителем 2, в каком
установлен влагомер 3, емкость для конденсата 4, расходомер воды
5, кран 6, шнек 7, установленный в бункере-накопителе 2, дозатор
для подачи отходов 8 в камеру термической обработки 9, топку 10, рубаху
11 камеры 9, дымосос 12, присоединенный к дымовой трубе 13, движок
14, соединенный со шнеком 15, датчик температуры 16 и газоанализатор
17, установленные в камере 9, дозатор 18 для подачи отходов в
пресс 19, рольганг 20, манометр-регулятор 21 и исполнительный
механизм 22, кран 23 для регулирования подачи парогазовой консистенции
в конденсатор 24, вентилятор 25, кран 26, кран 27 для подачи
парогазовой консистенции в топку 10.
Установка работает последующим образом.
В измельчитель 1 подают древесные отходы и размельчают их. Не считая
того, перерабатываться могут такие отходы биомассы как трава,
шелуха семян подсолнечника, початки кукурузы, рисовая шелуха
и пр. Дальше пневмотранспортом размельченные отходы подают в бункер-накопитель
2, где при помощи влагомера определяют влажность отходов. Из емкости
4 через расходомер 5 и кран 6 в бункер 2 подают воду (конденсат).
При помощи шнека 7 отходы перемешивают для заслуги равномерного
увлажнения и потом через дозатор 8 подают в камеру 9.
Сразу
в топке 10 сжигают сухие древесные отходы и продукты сгорания
подают в рубаху 11, а дальше при помощи дымососа 12 продукты сгорания
выводят в дымовую трубу 13. Сразу с подачей отходов в
камеру 9 при помощи мотора 14 приводят во вращение шнек 15,
который перемещает отходы от входа в камеру 9 к выходу из нее.
За температурой в камере наблюдают по свидетельствам датчика температуры
16, а за составом парогазовой консистенции — по свидетельствам газоанализатора
17.
Для обеспечения данного состава парогазовой консистенции и температуры
на выходе из камеры регулируют число оборотов шнека и изменяют
количество прокачиваемых через рубаху 11 товаров сгорания
при помощи дымососа 12. При уменьшении содержания товаров разложения
в парогазовой консистенции (увеличении количества водяного пара, что
указывает прибор 17) уменьшают число оборотов шнека, что наращивает
время пребывания отходов в камере, и наращивают расход товаров
сгорания через рубаху термокамеры.
При достижении данных характеристик
(температура и состав парогазовой консистенции) при помощи дозатора 18
обработанные отходы выводят в пресс 19 и прессуют в брикеты,
которые по рольгангу 20 направляют на склад. Образующаяся в камере
смесь делает давление, за величиной которого наблюдают по свидетельствам
манометра-регулятора 21. При превышении давления в камере 9 через
клапан 22 и кран 23 смесь подают отчасти в конденсатор 24, где
ее конденсируют охлаждая воздухом, подаваемым вентилятором 25.
Часть консистенции и неконденсирующиеся газы через клапан 22, краны
26 и 27 подают в топку 10 и сжигают.
При обработке отходов перегретым
водяным паром полезно употребляется только теплота перегрева пара,
которая расходуется на нагрев отходов, испарение воды отходов,
перегрев образовавшегося из воды отходов водяного пара, тепловое
разложение древесной породы.
Отношение теплоты перегрева пара к теплоте,
затрачиваемой на его получение, составляет величину (см. Теоретические
базы теплотехники. Теплотехнический опыт: Справочник/Под
ред. В.А. Григорьева, В.М.Зорина — 2-е изд. , перераб. М.: Энергоатомиздат,
1988, с.211, кн.2, табл.3.15; стр. 127, табл.2.10)

где Ср п
= 2 кДж/кгoС — удельная теплоемкость водяного пара;
Тпер. = (Тпара
— 100oС) — величина перегрева пара;
Ср в= 4,18 кДж/кгoС — удельная
теплоемкость воды;
ΔTнагр = 100°C; Rф=2257 кДж/кг — теплота испарения
воды.
Из (1) следует, что величина теплоты перегрева может быть
сопоставимой с затратами тепла на создание пара только при значимом
перегреве. К примеру, теплота перегрева приравнивается теплу, затрачиваемому
на получение пара, при Тпер.= 1337oС. При использовании перегретого
пара с Т=1437oС (Тпер.= 1337oС) для обработки древесных отходов
коэффициент полезного деяния, представляющий отношение теплоты
перегрева пара к полному количеству тепла, затрачиваемому на получение
и перегрев пара, не превзойдет 50%.
В тоже время, для получения
пара с высочайшей температурой (Т=1000oС) требуется особое
оборудование из жаропрочных материалов, а внедрение такового
пара в качестве теплоносителя может привести к перегревам и газификации,
т. е. превращению части древесной породы в газ в итоге реакций
взаимодействия водяного пара с обуглившейся древесной породой, что повлечет
за собой понижение прочности брикетов при следующем прессовании
и выделении вредных газов (в газах газификации содержится СO)
в атмосферу.
Внедрение в качестве теплоносителя заместо перегретого
водяного пара парогазовой консистенции, получаемой методом испарения воды
из отходов и теплового разложения последних обеспечивает понижение
энергозатрат на процесс обработки, уменьшение расхода пара и
понижение количества вредных выбросов в окружающую среду.
Это
обосновано тем, что теплоноситель для обработки отходов получают
не в парогенераторе, а в массе отходов, в итоге чего сразу
удаляется влага из отходов и генерируется перегретый водяной
пар. В данном случае тепло, используемое на нагрев и испарение воды
(воды отходов), употребляется полезно. Сразу понижается
и расход перегретого водяного пара за счет использования пара,
генерируемого из воды отходов. Таким макаром, для обработки
отходов употребляется не только лишь тепло перегрева пара, да и тепло
нагрева и испарения воды, потому что греется и испаряется собственная
влага отходов. Величина полезного использования тепла (кпд),
подводимого к отходам в данном случае определяется только величиной
теплопотерь в процессе обработки и может достигать (при неплохой
термоизоляции) 80-85%.
Так как теплоотдачи зависят не только лишь
от свойства термоизоляции, да и от температурного уровня процесса
(с уменьшением температуры процесса уменьшаются теплоотдачи),
то для увеличения кпд нужно снижать температуру обработки,
а означает и температуру теплоносителя. Понижение температуры обработки
отходов приводит к понижению количества газообразных товаров,
образующихся в итоге обработки, что тянет понижение вредных
выбросов в окружающую среду.
Применение в качестве теплоносителя
парогазовой консистенции (перегретый водяной пар и продукты теплового
разложения древесной породы) приводит к увеличению интенсивности процессов
теплопередачи и ускорению нагрева отходов, а означает — к понижению
времени обработки, расходу теплоносителя и, как следствие, уменьшению
энергозатрат.
Интенсификация теплопередачи от теплоносителя к
древесным отходам обеспечивается тем, что парогазовая смесь имеет
плотность огромную по сопоставлению с перегретым водяным паром.
Понятно,
что плотность перегретого водяного пара миниатюризируется с ростом
температуры (см. табл.).
Для роста плотности теплоносителя
нужно к перегретому водяному пару добавлять газообразные
составляющие с более высочайшей плотностью чем водяной пар. Такими
компонентами в нашем случае являются газообразные продукты теплового
разложения отходов.
Таким макаром, парогазовая смесь будет иметь
тем огромную плотность, чем большее количество газов теплового
разложения древесной породы в ней содержится. В тоже время на создание
газов теплового разложения расходуется тепло и углерод, содержащийся
в древесной породе и являющийся горючим элементом, также кислород
древесной породы. Удаление углерода из древесной породы приводит к понижению
теплоты сгорания ее, а выход кислорода — к увеличению теплоты
сгорания обработанной древесной породы. Количество газов теплового
разложения древесной породы также зависит от температуры и с ростом
температуры это количество увеличивается.
Тепловое разложение
древесной породы со значимым выделением газов начинается при Т=180oС.
Потому для получения парогазовой консистенции нужно древесную породу
нагревать до 180oС и выше. При нагревании древесной породы ниже 180oС
выделяется только влага и маленькое количество СО и СО2, т.е.
при нагревании древесной породы ниже 180oС нереально получить парогазовую
смесь с плотностью выше плотности водяного пара.
При нагревании
древесной породы выше 320oС резко увеличивается удаление углерода из древесной породы
и резко понижается выход кислорода, что тянет резкое падение
теплоты сгорания обработанной древесной породы, т.к. существенное количество
энергии в виде теплоты сгорания газов разложения удаляется из
обработанной массы, а это приводит к росту энергозатрат на процесс
брикетирования и в данном случае получаются брикеты с низкой теплотой
сгорания.
Тепловое разложение древесных отходов нужно
проводить при давлении Р=1-10 кгс/см2 без доступа воздуха. При
попадании воздуха в массу отходов появляется горючая смесь из
газов разложения и воздуха, что может привести к взрыву, также
возгоранию отходов. Потому для предотвращения взрывов и возгораний
давление парогазовой консистенции при обработке отходов нужно поддерживать
не ниже 1 атм (1 кгс/см2).
Увеличение давления выше 10 кгс/см2
приведет к тому, что при нагревании до 180o С влага отходов не
будет испаряться (температура кипения воды при 10 кгс/см2 составляет
180oС), процесс теплового разложения замедляется и парогазовая
смесь не будет создаваться. Не считая того, увеличение давления
выше 10 кгс/см2 востребует роста металлоемкости оборудования,
а означает энергозатрат на нагревание и теплоотдачи.
Процесс теплового
разложения отходов протекает с поглощением тепла в спектре
температур Т=180-275oС и с выделением тепла в спектре 275-320oС.
Интенсивность процесса определяется термообменом с теплоносителем,
т.е. с ростом интенсивности термообмена (ростом количества подводимого
тепла) растет и скорость теплового разложения. Одним из
причин, влияющих на термообмен, является плотность теплоносителя,
т.к. с ростом плотности теплоносителя увеличивается количество переносимого
тепла.
Внедрение парогазовой консистенции, содержащей водяной пар
и продукты теплового разложения древесной породы в массовом соотношении
(1-20):1 обеспечивает интенсификацию термической обработки. При содержании
товаров теплового разложения в парогазовой консистенции в количестве
наименьшем, чем 0,05 кг на 1 кг водяного пара плотность значительно
не меняется, т.к. преобладает водяной пар. С ростом содержания
товаров теплового разложения в парогазовой консистенции растет
ее плотность, в итоге чего растет количество тепла,
переносимого консистенцией, т.к.
Qконсистенции = CсмpρсмGсмΔT, (2)
где Qконсистенции
— количество тепла, кДж/с; Ср см — удельная теплоемкость консистенции,
кДж/кгoС; ρсм — плотность консистенции, кг/м3; Gсм- расход консистенции, кг/с;
ΔT = Tвхода-Tвыхода — разность температур консистенции на входе в слой
отходов и на выходе из слоя.
Повышение содержания товаров
теплового разложения в парогазовой консистенции более чем 1 кг на
1 кг водяного пара водяного пара приводит к росту энергозатрат
на создание товаров разложения, т.к. нужно наращивать
температуру нагрева отходов выше 320oС и затрачивать энергию
на получение газов с высочайшей теплотой сгорания.
Для получения
парогазовой консистенции нужно испарять воду отходов. В случае
обработки сухих отходов их нужно увлажнять до определенной
влажности. Малая влажность, до которой нужно увлажнять
сухие отходы, должна быть не ниже 5 мас.%, т.е. в 1 кг увлажненных
отходов должно содержаться более 0,05 кг воды.
При содержании
в отходах воды наименее 5 мас.% нереально получить парогазовую
смесь с содержанием водяного пара и товаров теплового разложения
20:1, также обеспечить давление не ниже 1 атм.
Увлажнение отходов
до влажности более 50 мас.% востребует в процессе термической обработки
больших издержек энергии на испарение воды и, таким макаром, резко
вырастут энегозатраты на процесс брикетирования, также вырастет
количество парогазовой консистенции, которую нужно очищать перед
выбросом в окружающую среду.
Для предотвращения выбросов газообразных
и водянистых товаров в окружающую среду целенаправлено для увлажнения
отходов использовать конденсат, получаемый методом конденсации
отработавшей парогазовой консистенции. При всем этом для обеспечения влажности
5-50 мас.% нужно на 1 кг сухих отходов расходовать 0,053-1,00
кг конденсата.
Изобретение иллюстрируется последующими примерами.
Пример 1.
В измельчитель 1 подают 500 кг/ч полностью сухих древесных
отходов и размельчают их до состояния опилок (1-5 мм в поперечнике).
Дальше размельченные отходы пневмотранспортом из измельчителя 1
подают в бункер-накопитель 2, где при помощи влагомера 3 определяют
влажность отходов. Из емкости 4 через расходомер воды и кран
6 в бункер 2 подают (распыляют в бункере) 500 кг/ч воды, что
соответствует влажности 50 мас.%. При помощи шнека 7 производят
смешивание отходов для выравнивания их влажности, которую
держут под контролем по свидетельствам влагомера 3. При достижении равномерного
увлажнения отходов (влагомер повсевременно указывает влажность 50
мас.%) при помощи дозатора 8 увлажненные древесные отходы с расходом
1000 кг/ч подают в камеру термической обработки 9. Сразу в топку
10 подают сухие древесные отходы в количестве 120,9 кг/ч, сжигают
их, а продукты сгорания направляют в рубаху 11 камеры термической обработки
и дальше при помощи дымососа 12 продукты сгорания выводят в дымовую
трубу 13.
Сразу с подачей в камеру 9 отходов при помощи
мотора 14 приводят во вращение шнек 15, который перемещает
отходы от входа в камеру к выходу из нее.
В камере термической обработки
9 за счет тепла дымовых газов (температура газов на входе в рубаху
1000oС, а выходя из рубахи — 200oС) производят нагрев отходов,
испарение 500 кг/ч воды, перегрев пара, тепловое разложение,
в итоге чего получают парогазовую смесь, содержащую 500
кг перегретого до 180oС водяного пара и 500 кг•0,05=25 кг и товаров
теплового разложения, что соответствует массовому соотношению
водяного пара товаров теплового разложения 20:1.
Расход
тепла на обработку отходов в камере 9 составит величину
Qкам=(Qнагр
отх+Qисп в+Qтерм)•1,1, (3)
Qнагр отх=Ср отхМотхТотх=1,9 кДж/кгoС•500
кг/ч•(180oС-15oС)=156750 кДж/ч
Qисп в=Ср вМв(100oС-15oС)+Ср пМв(180oС-100oС)+2257
кДж/кг•Мв= 4,18 кДж/кгoС•500кг/ч•85oС+2 кДж/кгoС•500 кг/ч•80oС+2257
кДж/кг•500кг/ч= 1386150 кДж/ч
Qтерм=qтерм•Мотх=30 кДж/кг•500 кг/ч=15000кДж/ч,
где Ср отх=1,9 кДж/кгoС — удельная теплоемкость полностью сухих
древесных отходов;
Ср в — удельная теплоемкость воды;
Ср п=2
кДж/кгoС- удельная теплоемкость водяного пара;
Мв= 500 кг/ч —
масса испаряемой воды в камере 9;
ΔTотх = (180°C-15°C) — разность
температур отходов на входе в камеру (15oС) и на выходе из камеры
(180oС);
(180oС — 100oС) — величина перегретого водяного пара;
2257 кДж/кг — теплота испарения воды отходов;
Qтерм = 30 кДж/кг
— поглощаемое тепло при разложении древесной породы в интервале 150-180oС.
Таким макаром, с учетом 10% теплопотерь расход тепла в камере
9 составит величину
Qкам = (156750 + 1386150 + 15000)•1,1 = 1713690
кДж/ч.
Мощность камеры термической обработки Р= 1713690/3600 = 476 кВт
Для обеспечения такового теплоподвода через рубаху камеры термической обработки
9 нужно прокачать последующее количество товаров сгорания

При условии кпд топки 10, равном 75% количество древесных отходов,
сжигаемых для обеспечения теплом камеры термической обработки составит
величину

где Qн р=18900 кДж/кг — теплота сгорания древесных
отходов.
За температурой нагрева древесных отходов в камере термической обработки
наблюдают по свидетельствам датчика температуры 16, а за составом
парогазовой консистенции наблюдают по свидетельствам газоанализатора 17.
Для обеспечения данного состава парогазовой консистенции и температуры
на выходе из камеры Т=180oС регулируют число оборотов шнека (уменьшают
либо наращивают) и изменяют количество прокачиваемой через рубаху
11 товаров сгорания при помощи дымососа 12. При уменьшении содержания
товаров разложения в парогазовой консистенции (увеличении количества
водяного пара, что указывает прибор 17) уменьшают число оборотов
шнека, что наращивает время пребывания отходов в камере, и наращивает
расход товаров сгорания через рубаху термокамеры и таким макаром
устанавливают заданную температуру и состав парогазовой консистенции.
По достижении данных характеристик (температура Т=180oС и состав
консистенции парпродукты разложения 20:1) при помощи дозатора 18 обработанные
отходы подают в пресс 19 и прессуют в брикеты, которые по рольгангу
20 направляют на склад.
Расход обработанных древесных отходов
через дозатор 18 составит величину
500 кг/ч — 25 кг/ч=475 кг/ч
где 25 кг/ч — продукты разложения (газообразные) древесных отходов.
Образующаяся в камере 9 парогазовая смесь делает давление, за
величиной которого наблюдают по свидетельствам манометра-регулятора
21. В нашем случае при помощи манометра 21 и исполнительного механизма
(клапана) 22 устанавливают давление парогазовой консистенции в термокамере
1 атм (1 кгс/см2). При превышении давления в камере 9 лишная
парогазовая смесь через клапан 22 и кран 23 подается в конденсатор
24, где в итоге остывания потоком воздуха, создаваемым
вентилятором 25, конденсируется и конденсат подается в накопитель
4, а неконденсирующийся газ через кран 26 подается в топку 10
и сжигается (газ содержит СО, СО2, СН4, Н2).
Для увлажнения сухих
отходов до влажности 50 мас.% нужно в нашем случае (500
кг отходов) 500 кг конденсата. Потому во избежание скопления
излишнего конденсата в емкости 4 при помощи крана 23 в конденсатор
24 подают 505 кг/ч парогазовой консистенции, из которой появляется 500
кг/ч конденсата (количество, нужное для увлажнения отходов),
а 5 кг/ч неконденсирующихся газов (СО, СО2, СН4, Н2) из конденсатора
24 через кран 26 и 20 кг/ч парогазовой консистенции через клапан 22
и кран 27 подают в топку 10 и сжигают.
Пример 2.
В измельчитель
1 подают 1000 кг/ч полностью сухих древесных отходов и размельчают
их до состояния опилок. Потом размельченные отходы пневмотранспортом
из измельчителя 1 подают в бункер 2, где при помощи влагомера
3 определяют влажность отходов. Из емкости 4 через расходомер воды
5 и кран 6 в бункер 2 подают (распыляют в бункере) 52,7 кг/ч
воды, что соответствует влажности 5 мас.%. При помощи шнека 7
производят смешивание отходов для выравнивания их влажности,
которую держут под контролем по свидетельствам влагомера 3. При достижении
равномерного увлажнения отходов (влагомер повсевременно указывает
влажность 5 мас. %) при помощи дозатора 8 увлажненные древесные
отходы с расходом 1052,6 кг/ч подают в камеру термической обработки
9. Сразу в топку 10 подают сухие древесные отходы в количестве
кг/ч, сжигают их, а продукты сгорания направляют в рубаху 11
камеры термической обработки и дальше при помощи дымососа 12 продукты
сгорания выводят в дымовую трубу 13. Сразу при помощи мотора
14 приводят во вращение шнек 15, который перемещает отходы от
входа в камеру 9 к выходу из нее.
В камере термической обработки 9 производят
нагрев отходов до температуры 320oС. В итоге нагрева происходит
испарение 52,7 кг/ч воды отходов, перегрев пара, тепловое
разложение древесной породы с образованием парогазовой консистенции, содержащей
52,7 кг перегретого водяного пара и 52,7 кг товаров разложения
отходов.
За температурой нагрева древесных отходов в камере 9
наблюдают по свидетельствам датчика температуры, а за содержанием
перегретого водяного пара в консистенции наблюдают по свидетельствам газоанализатора
17.
При отклонении этих характеристик от данных (Т=320oС, соотношение
пар-продукты разложения — 1:1) регулируют их методом конфигурации
расхода товаров сгорания и скорости вращения шнека 7.
В камере
термической обработки 9 тепло от дымовых газов (товаров сгорания)
расходуется на нагрев отходов до 275oС в количестве:
Qнагр отх=1,9
кДж/кгoС•1000 кг/ч•(275oС-15oС)=494000 кДж/ч
Часть тепла товаров
сгорания расходуется на испарение воды отходов и перегрев пара
до 275oС:
Qисп в=4,18 кДж/кгoС•52,7 кг/ч•85oС+2 кДж/кгoС•52,7 кг/ч•(275oС-100oС)+2257
кДж/кг•52,7 кг/ч=156113,2 кДж/ч
Тепло товаров сгорания расходуется
также на тепловое разложение:
Qтерм=qтерм•Мотх=863,3 кДж/кг•1000
кг/ч=863300 кДж/ч,
где qтерм= 863,3 кДж/кг — среднее в спектре
температур (180-275)oС тепло, используемое на тепловое разложение
отходов.
Таким макаром, с учетом 10% теплопотерь расход тепла
в камере 9 при нагревании отходов до Т=275oС составит величину
Qкам=(494000 кДж/кг+156113 кДж/ч+863300 кДж/ч)•1,1=1664754,5 кДж/ч
Мощность камеры 9 Р=462,4 кВт
Для обеспечения такового теплоподвода
через рубаху камеры 11 нужно прокачать последующее количество
товаров сгорания

При условии, что кпд топки 10 составляет
75% количество древесных отходов, сжигаемых для обеспечения теплом
камеры термической обработки составит величину:

По достижении температуры
в камере термической обработки 275oС процесс теплового разложения
перебегает из эндотермической в экзотермическую стадию, т. е.
тепло уже не поглощается, а выделяется [6].
На нагрев отходов
от 275oС до 320oС нужно затратить последующее количество тепла
Qнагр отх=1,9 кДж/кгoС•(1000 кг/ч-52,7 кг/ч)•(320oС-275oС)=80994,2
кДж.
На перегрев парогазовой консистенции от 275oС до 320oС затрачивается
тепло
Qпер см= Ср смМсмТ= 2 кДж/кгoС (52,7 кг/ч+52,7 кг/ч)•(320oС-275oС)=9486
кДж/ч
С учетом 10% теплопотерь расход тепла на стадии нагрева
отходов от 275oС до 320oС составит величину:
Qнагр отх= 1,1 (80994,2
кДж/ч+9486 кДж/ч) =99473 кДж/ч.
Для обеспечения теплоподвода
в камеру 9 на стадии нагрева отходов от 275oС до 320oС нужно
спаливать последующее количество горючего (древесных отходов)

Так как
при нагревании от 275oС до 320oС выделяется тепло, то во избежании
перегрева отходов выше 320oС нужно в согласовании с показаниями
датчика температуры уменьшать расход дымовых газов (товаров
сгорания отходов) через рубаху камеры 9 и задерживать (регулируя
расход дымовых газов) температуру отходов Т=320oС на выходе из
камеры 9.
По достижении данных характеристик (температура Т=320oС
и состав консистенции пар-продукты разложения 1:1) при помощи дозатора
18 обработанные отходы подают в пресс 19 и прессуют в брикеты,
которые по рольгангу 20 направляют на склад.
Выход брикетов составляет
величину
1000 кг/ч — 52,7 кг/ч=947,3 кг/ч
Образующаяся в камере
9 парогазовая смесь делает давление, за величиной которого наблюдают
по свидетельствам манометра-регулятора 21. В нашем случае при помощи
манометра 21 и исполнительного механизма 22 устанавливают давление
парогазовой консистенции в камере 9 равным 10 атм. При превышении давления
в камере 9 лишная парогазовая смесь через клапан 22 и кран
23 подается в конденсатор 24, где в итоге остывания потоком
воздуха, создаваемым вентилятором 25, конденсируется и конденсат
подается в накопитель 4, а неконденсирующийся газ через кран
26 подается в топку 10 и сжигается.
Для увлажнения сухих отходов
до влажности 5 мас.% нужно в нашем случае 52,7 кг конденсата(т.е.0,053
кг на 1 кг сухих отходов). Потому во избежание скопления излишнего
конденсата в емкости 4 при помощи крана 23 в конденсатор 24 подают
63 кг/ч парогазовой консистенции, из которой появляется 52,7 кг/ч конденсата,
а 10,3 кг/ч неконденсирующихся товаров из конденсатора 24 через
кран 26 и 42,4 кг/ч парогазовой консистенции через клапан 22 и кран
27 подают в топку 10 и сжигают.
Формула изобретения:
1. Метод брикетирования отходов,
включающий их измельчение, обработку размельченных отходов теплоносителем
и следующее прессование, отличающийся тем, что после измельчения
отходы увлажняют до влажности 5-50 мас. % методом подачи воды,
а в качестве теплоносителя употребляют парогазовую смесь, содержащую
водяной пар и продукты теплового разложения отходов в массовом
соотношении (1-20): 1, которую получают методом испарения воды
из отходов и теплового разложения последних при температуре
180-320oС и давлении 1-10 кгс/см2.
2. Метод по п. 1, отличающийся
тем, что для увлажнения отходов употребляют конденсат в количестве
0,053-1,0 кг на килограмм отходов, который получают методом конденсации
отработавшей парогазовой консистенции.