устройство для переработки мусора и отходов

Формула изобретения

1. Устройство для переработки мусора и отходов, содержащее герметизированную ванну, загрузочное устройство, летки для выпуска металла и шлака, газоход отходящих газов и плазменную горелку, отличающееся тем, что герметизированная ванна выполнена в виде удлиненного тигеля с возможностью его работы под избыточным давлением, закрытого крышкой, загрузочное устройство выполнено с возможностью непрерывной подачи мусора и отходов в тигель под избыточным давлением, плазменная горелка выполнена в виде герметизированного катода, заключенного в герметичный кожух и с возможностью зажигания и тушения вольтовой (электрической) дуги установленного в нем анода, и с возможностью образования пара из воды под давлением и дозированно подаваемой в кожух и затем через форсунку под избыточным давлением и с регулированием дозирующим устройством подачи его в катод, и с возможностью подачи полученной плазмы через сопло под избыточным давлением в тигель, в количестве одной или нескольких штук, последовательно и в ряд установленных на крышке удлиненного тигеля.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что анод выполнен с увеличивающей его площадь поверхности насадком.

3. Устройство по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что катод и анод выполнены с катализатором.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области переработки отходов, в частности к устройствам для термической переработки мусора, бытовых и промышленных отходов.

Известно устройство для переработки мусора и бытовых отходов, содержащее вертикально расположенный корпус, футерованный огнеупорным материалом и по всей высоте корпуса разделенный встряхивающими створками с приводом на зоны загрузки, сушки, газификации, горения и золоудаления, патрубки подачи газа, воздуха и отвода газов. /Патент РФ № 2023211, F23G 5/00, 15.11.1994 г./ [1].

Недостатком известной установки является затратность загрузки мусора в бункер расположенный наверху вертикального корпуса, сложная система обеспечения горения мусора и передачи его из зоны в зону, использование воздуха, топлива для горения, что наносит огромный вред экологии.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство для термической переработки отходов, содержащее шахтную печь с загрузочным устройством, снабженную герметизирующей рабочее пространство шахты подсводовой ванной, установленные в подгорновой зоне шахты, по ее периметру, плазменные горелки, куда подается охлаждающая вода, газо-электропитание и воздух, летки для выпуска металла и шлака, газоход отходящих газов и блоки бактериального контроля. /Патент РФ № 2038537, F23S 5/00, 27.06.1995 г./ [2].

Недостатком ближайшего аналога является материалоемкость, громоздкость, сложность конструкции и использование топлива с воздухом в переработке отходов, что наносит вред экологии.

Техническая задача, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в повышении эффективности переработки отходов с одновременным исключением использования топлива, воздуха и упрощением конструкции.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве для переработки мусора и отходов, содержащем герметизированную ванну, загрузочное устройство, летки для выпуска металла и шлака, газоход отходящих газов и плазменную горелку. Герметизированная ванна выполнена в виде удлиненного футерованного огнеупорным материалом тигеля с возможностью его работы под избыточным давлением, например 0,3 МПа, закрытого крышкой. Загрузочное устройство, например шнековый питатель, выполнено с возможностью непрерывной подачи мусора и отходов в тигель под избыточным давлением, например 0,3 МПа. Плазменная горелка выполнена в виде герметизированного катода, заключенного в герметичный кожух, и с возможностью зажигания и тушения вольтовой /электрической/ дуги установленного в нем анода, и с возможностью образования пара из воды, под давлением, например 0,3 МПа, и дозированно, например краном, подаваемой насосом в кожух, и затем через форсунку под давлением, например 0,3 МПа, и с регулированием дозирующим устройством, например краном, подачи его в полость катода, и с возможностью подачи полученной плазмы, через сопло под избыточным давлением, например 0,3 МПа, в удлиненный тигель, в количестве одной или нескольких штук, например трех штук, последовательно и в ряд установленных на крышке удлиненного тигеля. При этом анод может быть выполнен с увеличивающей его площадь поверхности насадкой, а катод с анодом с катализатором, например напиленными платиновой чернью, что повышает эффективность работы плазменной горелки.

Изобретение поясняется чертежом, где

на фиг.1 - схематичный продольный разрез тигеля,

на фиг.2 - вид по стрелке А на фиг.1.

Устройство для переработки мусора и отходов содержит герметизированный крышкой 1 удлиненный и футерованный огнеупорным материалом тигель 2, выполненный для работы под избыточным давлением, например 0,3 МПа, загрузочное устройство 3, например шнековый питатель, выполненное для непрерывной подачи мусора и отходов в тигель под давлением, например 0,3 МПа, летки для выпуска металла 4 и шлака 5, газоход 6 отходящих газов. Плазменную горелку 7, выполненную в виде герметичного катода 8, заключенного в герметичный кожух 9, и с возможностью зажигания и тушения вольтовой /электрической/ дуги установленного в нем анода 10, и с возможностью образования пара из воды, под давлением, например 0,3 МПа, и дозированно, например краном 11, подаваемой в кожух насосом 12, и затем, через форсунку 13 под избыточным давлением, например 0,3 МПа, и с регулированием дозирующим устройством, например краном 14, подачи его в полость катода, и с возможностью подачи полученной плазмы через сопло 15 под давлением, например 0,3 МПа, в тигель, в количестве одной или нескольких штук, например трех штук, последовательно и в ряд установленных на крышке удлиненного и герметизированного тигеля. При этом анод может быть выполнен с увеличивающей его площадь поверхности насадкой 16, а катод и анод с напыленным катализатором, например платиновой чернью, что повышает эффективность электролиза воды.

Установка для переработки мусора и отходов работает следующим образом.

Для начала работы установки на катод 8 и анод 10 подают постоянный ток и зажигают между ними вольтовую /электрическую/ дугу. Включают насос 12 и, например, под давлением 0,3 МПа, и с дозированном краном 11 подают воду в кожух 9 плазменной горелки 7, где вода превращается в водяной пар. Затем этот пар под давлением, например 0,3 МПа, через форсунку 13 и с дозированном краном 14, из кожуха 9 подают в полость катода 8 с установленным там анодом 10 с насадкой 16, которая за счет своей площади поверхности способствует повышенной диссоциации и ионизации пара, когда через него проходит электрический ток, а катализатор, нанесенный на электроды, усиливает этот процес. Затем ионизированный и частично диссоциированный пар под давлением, например 0,3 МПа, поступает и проходит через зону горения вольтовой дуги и окончательно диссоциируется и ионизируется. В итоге из сопла 15 плазменной горелки 7, установленной на крышке 1 тигеля 2, или из плазменных горелок 7, которых несколько штук последовательно и в ряд установлено на крышке 1 удлиненного тигеля 2, под давлением, например 0,3 МПа, выходит плазма воды с температурой, примерно 8000°С, в герметизированный крышкой 1 и футерованный огнеупорным материалом тигель 2. Затем включают загрузочное устройство, например шнековый питатель 3, который в непрерывном режиме и с определенной скоростью, например два метра в минуту, и под давлением, например 0,3 МПа, подает мусор и отходы по удлиненному тигелю 2 в сторону летки 5 для выпуска шлака. Плазменная струя из первой по ходу мусора и отходов плазменной горелки 7 подвергает их прогреву, без доступа воздуха до температуры порядка 1200°С, что приводит к пиролизу и плавлению компонентов мусора и отходов. Вторая и последующие плазменные горелки 7, установленные последовательно и в ряд по ходу расплава по тигелю 2, доводят эту температуру до 1800°С и до полного высокотемпературного разложения, плавления и пиролиза мусора и отходов без доступа воздуха и использования топлива. Далее расплав металла, шлака и пиролизный газ, опять же под давлением, выводят из тигеля 2: металл через леток 4 отправляют на переделку; шлак через леток 5 пускают на изготовление стройматериалов; пиролизный газ по газоходу 6 подают, например, в котельную и в смеси с воздухом используют как высококалорийное топливо. Для остановки устройства отключают шнековый питатель 3, электрический ток и насос 12, а остатки металла и шлака из тигеля 2 удаляют через леток 4.

Предлагаемое устройство для переработки мусора и отходов простое, компактное и недорогое в изготовлении, в эксплуатации высокопроизводительно, малозатратно и так как не использует в своей работе воздух и топливо, экологически абсолютно безопасно. Найдет широкое применение для высокоэффективной переработки мусора и отходов как на мелких предприятиях, так и для работы на крупных мусороперерабатывающих заводах.