Николай Леонидович Егин -
изобретатель и рационализатор

Главная страница

Правовые аспекты
Новые изобретения

Вы можете ознакомиться с изобретениями Николая Егина
Данный сайт остается как память об изобретателе

Важная информация об авторских свидетельствах

Печи для утилизации деревянные шпал и других токсических отходов

Принципы работы и устройство новых газогенераторных и пиролизных печей в классе «Евро-5» НЭС были подробно раскрыты в журнале «ИР»12, 2010 «Печи в классе «Евро-5».
За прошедшие полтора года мы выполнили заказы от частных лиц и фирм на утилизацию твёрдых бытовых отходов и промышленных отходов: упаковка, резина, пластмасса, обрезки фанеры, ДСП (древесно-стружечная плита) и многое другое. Во всех указанных случаях наши печи мощностью от 20 КВт до 1 МВт успешно справлялись с поставленными задачами по мощностям производства тепла и электроэнергии с соблюдением жёстких экологических норм «Евро-5», и никаких доработок или изменений конструкции не требовали. Но один весьма неожиданный заказ от Российских Железных Дорог заставил нас внести важные изменения в устройство и технологию печей.
Дело в том, что на крупных межрегиональных железнодорожных магистралях деревянные шпалы практически ушли в прошлое. Их заменили железобетонные шпалы с улучшенными эксплуатационными параметрами. Старые шпалы в штабелях лежат в покгаузах, на складах РЖД, на привокзальных площадках, прилегающих к путям территориях и промзонах. На свалки и технические полигоны их не принимают, так как сжигать деревянные шпалы, пропитанные токсичным ядовитым креозотом нельзя.
Если учесть, что необходимо заменить ещё на десятках тысяч километров железнодорожных путей местного значения деревянные шпалы на железобетонным, то становится понятно, насколько важна экологически чистая утилизация таких опасных и крупногабаритных отходов. Дело в том, что находясь в штабелях на открытых площадках шпалы выделяют в атмосферу, а под воздействием дождя в почву ядовитый креозот и его компоненты, а также хлористый цинк, которые убивают всё живое.

Рис. 1 и 2. Контейнер для печи 1 МВт и Печь "Евро-5" НЭС тепловой мощностью 1 МВт.

Учитывая достаточно большую длину шпал, их вес, а также сложность и дороговизну их измельчения, было принято решение утилизировать шпалы целиком. Для этого топочную камеру 1 печи «Евро-5» мощностью 1 МВт увеличили по длине и объёму. Камеру газогенерации 2, расположенную над камерой сгорания 1 также расширили и снабдили большим люком для контроля за состоянием металлокатализаторов и кислородного коллектора. Над камерой 2 установили многосекционный дожигатель 3 токсичных газов.
Каждая секция дожигателя состоит из прямоугольных пористых керамических камер 4, прилегающих друг к другу. Путь движения газов через секции создаёт лабиринт, значительно увеличивающий время и площадь контакта газов со стенками керамических камер. В пористых стенках находятся катализаторы – нейтрализаторы токсичных газов, а керамика жаропрочная из периклазоуглерода или периклазохромита. Последние применяют для рабочего слоя метало-плавильных печей и футеровки сталеразливочных ковшей. Они гарантированно выдерживают температуру не менее 2000 градусов С и устойчивы к скалыванию при термоударах.
В указанных секциях установлены кислородно-водородные горелки, которые питаются от электролизёра 5 повышенной производительности, выполненного на активированных углеродных электродах. В процессе дожига токсичных гадов внутри керамических камер 4 создаётся газовая плазма температурой не менее 1800 градусов С, которая полностью разрушает химические соединения креозота и хлористого цинка. В финишные секции кислород и водород не подаётся, а их стенки охлаждаются водой через каналы 6, поэтому отходящие газы в них также охлаждаются до пожаробезопасной температуры и отводятся в атмосферу через керамическую трубу 7.
Все технические изменения печи «Евро-5» незначительно повлияли на её себестоимость, которая не превысила 1 млн руб при тепловой мощности 1 МВт и производительности сжигания около 60т/сутки деревянных шпал и других отходов. В эту стоимость по-прежнему входит контейнер 8 с горизонтальной или наклонной съёмной крышей из гофрометалла по выбору заказчика. Установка может работать и на открытой площадке под небольшим навесом от дождя и снега.
Рассмотрим, какой же экономический эффект даёт применение печи мощностью 1 МВт на площадке утилизации деревянных шпал или других промышленных и бытовых отходов.
В водяном контуре печи вода нагревается до 98⁰С. Известно, что с бойлерной от ТЭЦ (тепло-электро централь) вода при температуре 45-50 градусов С обогревает жилые помещения из расчёта 1 КВт на 10 м². Теплоноситель при температуре 90-95 градусов С может обогреть из расчёта 1 КВт на 20 м² жилой площади. Таким образом, печь 1 МВт обогревает 20000 м² жилья, используя не дорогие энергоносители, а ненужные отходы.
По нормативам ЖКС (жилищно-коммунальных хозяйств) плата за отопление 1 м² жилья в среднем по регионам составляет 32 руб за месяц. Например, оплата за отопление однокомнатной квартиры 31 м² равна 960 руб/месяц., т.е. 32руб/м2 за месяц. Оплата за отопление двухкомнатной квартиры 45 м2 равна 1392 руб/мес.
За горячее водоснабжение плата в размере 366 руб/месяц с человека. Если условно взять в каждой квартире по 3 человека, тогда получается примерно 1100 руб с каждой квартиры за 1 месяц.
Примем среднюю площадь 1,2 3-х комнатных квартир на 1 этаже равной 50 м 2, тогда 20000 м2 составят 400 квартир, жильцы которых платят за отопление 20000 м² Х 32 руб/м² = 640000 руб/месяц или 6,4 млн руб/год.
За горячую воду 1100 руб Х 400 квартир = 440000 руб/мес или 5,28 млн руб/год.
Общая сумма за отопление и горячее водоснабжение составляет 11,68 млн руб/год.
За уборку твёрдых бытовых отходов и мусора и приём их на свалку ЖКХ платит примерно 1000 руб за 3 тонны. При вывозе из города 60 т/сутки приходится платить 20000 руб или 600000 руб/месяц, то есть 7,2 млн руб/год. За землепользование под свалку более 10 гектар площади из городского бюджета отчисляют около 600000 руб/год.
Экологические штрафы за утечку в землю, воду и атмосферу вредных веществ со свалки составляют около 450000 руб/год.

Итого экономический эффект от утилизации отходов (мощностью печи 1 МВ): 11,68 + 7,2 + 0,6 + 0,45 = 20 млн руб/год.

Фото 3. Печь с отдельным дожигателем топлива и транспортировке заказчику

Фото 4. Элемент жаропрочного керамического дожигателя

Именно такой экономический эффект обеспечивает применение модернизированной экологически чистой печи «Евро-5» для утилизации крупногабаритных отходов, как деревянные шпалы, автошины больших размеров вместе с другими промышленными отходами и ТБО различных размеров без их предварительного измельчения.
Загрузка крупногабаритных отходов в топочную камеру, например, шпал производится через люк при помощи тельфера, который располагается между печью и штабелем из отходов. Работа тельфера выполняется в полуавтоматическом режиме одним оператором, который после загрузки печи управляет тепловым режимом горения. В зависимости от времени года, заданной производительности печи и температуры воды, управление выполняется воздушными шиберами, насосами и электролизером, в соответствии с инструкцией по эксплуатации и техническим паспортом.

Все представленные на сайте изобретения имеют авторские свидетельства на изобретение, чертежи и конструкторскую документацию. Автор – Николай Егин.

Важная информация об авторских свидетельствах