Описание технологии плазмо-химической переработки промышленных отходов
ДЕСТРУКТОР
Форма организации материи в пространстве, известная сначала образования Вселенной — организованная вихревая структура. В космосе, в атмосфере, на макро и микроуровне пространство и материя в нем организуется во вращающуюся упорядоченную форму.
В основе всех этих явлений лежит вращение материи под действием внешних или внутренних сил, а при объединении в групповое вращение — создание мощнейших пространственных энергетических систем, способных изменять окружающий мир.
Конструкция вихревого реактора основана на разделе потоков газов в пространстве как по температуре, так и по молекулярному химическому составу. При нагреве углеродсодержащего вещества начинается интенсивное выделение газов (газификация), затем начинается реакция и на начальном этапе протекает по типу пиролиза без доступа внешнего атмосферного воздуха.
Далее, под действием внешней силы — разрежения создаваемым вытяжным вентилятором и особой геометрии реактора, газы внутри реактора формируются в вихрь, где под воздействием уже вихревых сил и высокой температуры химические реакции происходят на несколько порядков быстрее, а само вещество частично ионизируется и переходит в плазму.
В образованном вихре тяжелые молекулы и высокомолекулярные летучие углеродные фрагменты газификации в форме плазмы затягиваются вращением вверх. Лёгкие элементы и простые газы до температуры 850°С (монооксид углерода) и выше температуры 850°С (водород) в керне затягиваются в дымоход, вниз конструкции в форме узкого подвижного пучка плазмы.
Интенсивно происходят плазмохимические реакции, происходит разрыв химических соединений на элементы (С, 02, Н2 и т.д.), вихревая структура газового потока направляется по внешним границам вверх и во внутреннем конусе вниз, где происходит образование зольного осадка нейтральных, не растворимых в воде элементов. Твёрдый остаток имеет мелкодисперсную структуру и подвижность, газовым потоком затягивается в дымоход и улавливается специальным устройством.
Физически исходное вещество преобразуется в газ, порция вещества постепенно меняет исходный объем, проседает, и «опускается» на перегородку между камерами до полного исчезновения, после чего подается новая порция для продолжения реакции.
Большое количество тепла, которое далее используется в качестве топлива в жаротрубном котле или ином устройстве получения тепловой энергии поддерживается закольцованным перетеканием тяжелых молекул из верхней камеры, где находится исходное вещество, в нижнюю вихревую (высокотемпературную) камеру, пока не произойдет полная деструкция исходного вещества с переходом в газ и золу.
Зольный осадок Ма$0О4‚ Са5О4 и Ее5О4 , который в виде песка образуется за счет плазмохимических реакций связывания серы, происходящих в реакторе, содержит калий и натрий (Са, МА), в больших количествах, которые входят в состав органических молекул и твердого топлива, а также присутствуют в воде, что определяет влажность исходного вещества.
Опасные соединения фосфора в агрессивных отходах восстанавливаются до так называемого «чёрного фосфора», представляющего собой чёрное вещество с металлическим блеском и не растворяются в воде или органических растворителях.
На фотографиях, выполненных с помощью электронного микроскопа, видна мелкодисперсная структура зольного остатка. Зола на выходе из установки улавливается золоуловителем (циклоном), а на установках большой производительности, дополнительно к механическим способам удаления — зола собирается электрической абсорбцией в электрофильтре.
«БМД-350» (блочно-модульный деструктор) — это современная высоко- технологичная автоматизированная установка, которая может переработать любые коммунальные и муниципальные отходы, в том числе пластик, ткани, резину и органику при высоких температурах 1600-1800°С.
При использовании в качестве топлива твердых, горючих коммунальных отходов, в том числе загрязненными машинными маслами, мазутом - в установке «БМД-350» за одни сутки утилизируется не менее 1200 кг отходов.
На схеме показана установка «БМД-350» объёмом рабочей камеры 120 л с устройством автоматизированной механизированной подачи в топку материала (уголь, топливные смеси мусора и твердого топлива) с жаротрубным водогрейным котлом, тепловой мощностью 350 кВт, обеспечивающий обогрев помещений общей площадью не менее 4500 м2.
Современные огнеупорные материалы позволяют разогревать внутреннюю камеру установки и поддерживать в ней температуру 1300-1600°С.
Этой температуры достаточно для создания условий проведения плазмохимической реакции всех сложных и простых углеродосодержащих материалов при отсутствии активного внешнего поступления кислорода.
Создание и удержание стабильной рабочей температуры внутри установки ДЕСТРУКТОРА от 1300°С до 1600°С в устойчивой вихревой плазменной среде внутри установки позволяет путем деструкции без доступа внешнего кислорода и азота из атмосферы разрушить все вредные и химически опасные вещества, включая фураны, диоксины, фенолы и другие неизбежные продукты разложения или сжигания углеводородов. На выходе из установки остается только 6% нейтрального не растворимого зольного осадка в виде мелкодисперсного песка, воды и химически инертных простых газов.
Традиционное твердое топливо наряду со всеми углеродосодержащими веществами является участником плазмохимических реакций, однако топливо используется для целей получения энергии, в частности, в составе топливной смеси угля или дровяных паллетов с добавкой измельченных углеродосодержащих отходов, которые нельзя сжигать в мусоросжигательных печах и которые не подлежат захоронению на полигонах.
ДЕСТРУКТОР - это установка, которая не только может переработать любые коммунальные и муниципальные отходы, но и получить из любого углеродосодержащего вещества тепловую энергию. Энергию можно использовать:
- на отопление помещений (нагрев теплофикационной воды или водопроводной воды);
- упаренное, а затем высушенное вещество (нефтяные шламы или высушенный концентрат фильтрата) служит топливом для установки, а зольный остаток может использоваться в качестве фильтрата в фильтрационных колоннах тонкой фильтрации воды;
- для создания и подачи по технологии - реагента: перегретой до 200°С парогазовой смеси на различные нужды, например, на выпаривание воды из различных отходов птицеводства (куриный помет) или - выпаривание воды из водосодержащих нефтяных загрязнений (густые нефтяные шламы) или концентрата фильтрата полигонов ТКО.
Таким образом, достигается комплексный разбор конечных продуктов плазмохимической реакции: тепла, парогазовой смеси и зольного остатка. Энергия, выделяемая установкой ДЕСТРУКТОРА, превосходит энергию на поддержание работы механизмов и системы управления самой установки.