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

Экологически чистая печь для переработка мусора в полезное тепло

Проблема утилизации мусора и ТБО (твердые бытовые отходы) в населенных пунктах и их решение не раз освещалось на страницах СМИ, например, журн. «ИР» № 12, 2010 г. «Печи в классе Евро- 5». Нерегулярная уборка мусора и его вывоз на технические полигоны за город приводят к образованию стихийных свалок во дворах. Даже в Москве вопрос уборки территорий назрел столь остро, что Президент Медведев на одном из совещаний Правительства заявил, что лично будет проверять чистоту дворов.

Еще сложнее и намного раз дороже уборка мусора на транспорте. Что происходит, например, на огромных круизных теплоходах? За длительное плавание тысячи людей оставляют десятки тонн ТБО, которые строго запрещается выбрасывать за борт. Все это собирается в специальных накопителях, которые перегружают на судно – мусоровоз в установленных портах приписки. От парадного причала «чистильщик» плывет к грузовой пристани, где этот мусор перегружается на автомобильные мусоровозы и везут за несколько десятков километров на свалку. Если посчитать тонно – километры проделанные круизными ТБО и затраты времени, топлива на это, то туристический мусор будет поистине золотым. Возникает вопрос, а как убытки превратить в доходную часть на флоте?

Фото 1 Печь «Евро-5» мощностью до 20 кВт тепла.

Фото 2 Печь «Евро-5» мощностью до 2 МВт тепла

Экологически чистую печь «Евро - 5» в зависимости от числа туристов и длительности путешествий между портами приписки выбирают мощностью от 20 кВт до 2 МВт и устанавливают на самом судне (см. фото 1 и фото 2). Горячую воду от печи можно использовать для камбуза и столовой, обогрева бассейна, сауны, душа, отопления кают прохладными ночами. Подсчет килокалорий тепла, выделяемого даже при низшей теплоте сгорания МДж/кг самых распространенных ТБО (см. таблицу 1) дают результат не хуже, чем от горения дров или угля.

Таблица 1.
Элементный состав, выход летучих продуктов и удельная теплота сгорания отдельных компонентов бытовых отходов

Компонент	Элементарный состав в рабочей массе отходов, %							Выход летучих	Низшая теплота сгорания Qн
	Углерод, С	Водород, H	Кислород, O	Азот, N	Сера, S	Зола, A	Влажность, W	%	МДж/кг	ккал/кг
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
Бумага	27,7	3,7	26,3	0,16	0,14	15,0	25	79,0	9,490	2270
Пищевые отходы	12,6	1,8	8,0	0,95	0,15	4,5	72	65,2	3,430	920
Текстиль	40,4	4,9	23,2	3,4	0,1	8,0	20	74,3	15,720	3760
Древесина	40,5	4,8	33,8	0,1	-	0,8	20	67,9	14,480	3160
Отсев	13,9	1,9	14,1	-	0,1	50,0	20	44,0	4,600	1100
Пластмасса	55,1	7,6	17,5	0,9	0,3	10,6	8	79,0	24,370	5830
Зола, шлак	25,2	0,45	0,7	-	0,45	63,2	10	2,7	8,650	2070
Кожа, резина	65	5,0	12,6	0,2	0,67	11,6	5	49,0	25,790	6170
Прочее	47	5,3	27,7	0,1	0,2	11,7	8	60,2	18,140	4340

Экономический эффект такой новации только за один круиз составляет несколько десятков тысяч Евро. При этом атмосферный воздух остается без запахов продуктов горения и вредных выбросов, что отмечено в протоколах испытаний независимых и профильных лабораторий СЭС. См. динамическое описание испытаний во времени (таблица 2) и параметры отбора проб газов на выходе из печи (таблица 3).

ПРОТОКОЛ Испытаний установки сжигания мусора, производимых в рамках хоздоговора № 8 на тему «Переработка древесных отходов и вторичного сырья»

Характеристика установки сжигания мусора:

• Топливо – древесные отходы и органические отходы различного
• Происхождения: резина, полимерные отходы, бытовой мусор
• Количество топлива в загрузке – 1 м³
• Катализатор – полиметаллический
• Расположение катализатора – катализатор расположен в газоходе
• Выбросной линии отходящих газов
• Длительность испытаний – 2 часа.

Таблица. 2
Динамическое описание испытаний

Время	Операции и параметры испытаний
10-30	Розжиг печи, топливо древесина
11-00	Отбор пробы газа № 1
11-20	Дожиг остатков топлива
11-20	Загрузка древесно – стружечных плит
11-30	Отбор пробы газа № 2
11-40	Дожиг остатков топлива
11-45	Загрузка резины
11-55	Отбор пробы № 3
12-00	Дожиг остатков топлива
12-10	Загрузка полиэтилена высокого давления
12-20	Отбор пробы газа № 4

Параметры отбора проб газа:

Таблица 3.
Качественный и количественный состав газа

№ пробы	Компоненты газа, % об.
	СО2	СН	Н2	Воздух	Углерод	СО
1. Дерево	8,2	-	-	91,8	-	следы
2. ДСП	6,7		0,1	93,2		следы
3. Резина	8,6	-	-	91,4	следы	-
4. ПЭ	9,1	-	следы	91,9	-	-

Не намного короче путь следования ТБО со дворов на полигоны в больших городах. Мусоровозы в Москве из центра за МКАД добираются многими часами, простаивая 60 % рабочего времени в пробках. Затраты на приемку мусора и дорогого топлива на перевозки составляют составляют огромную часть бюджета. Зимой к этим расходам добавляется уборка снега, его перевозка на пункты таяния и мегаватные расходы электрической энергии для ТЭНов (трубчатые электронагреватели) на этих пунктах. Для каждого теплового пункта приходится делать свою подстанцию с подводкой высоковольтной линии или силового кабеля, что еще более повышает расходы на уборочные работы. Все это резко ограничивает число тепловых пунктов в городе, а значит увеличивает путь перевозки к ним тысяч тонн снега, что ведет к дополнительным расходам топлива и бюджетных средств.

Возникает вопрос, как можно объединить решение проблем ЖКХ по уборке мусора и ТБО со дворов и улиц с решением проблем борьбы со снегом и льдом. Экономические расчеты, проделанные совместно с опытными работами по использованию печи Евро-5 на дворовых и районных территориях городов показали следующее. На небольших территориях частных домов, коттеджей и т.п. достаточно установить печь тепловой мощностью 50 - 100 кВт (см. фото 1). С учетом того, что 1 кВт выделяемого в печи тепла обогревает зимой 10 м² площади, такая печь обогреет общую площадь жилых и подсобных помещений 500 - 1000 м², что достаточно. Для дворов многоэтажных зданий и микрорайонов подойдет печь мощностью 1 - 1,5 МВт, (см. фото 2). Она имеет двухкамерную пиролизную топку, в одной из которых идет сушка мусора, в другой дожигание. На одной закладке печь может работать всю ночь, что удобно в обслуживании одним оператором. Размещается все оборудование в штатном контейнере (см. фото справа) с дверью и замком. Устанавливать контейнер удобно рядом с площадкой сбора мусора и ТБО, недалеко от канализационного коллектора и подъездного пути. Между печью и коллектором монтируют тепловой пункт снеготаяния, в котором дорогие и ненадежные ТЭНы заменены трубчатыми водонагревателями вместо стальных труб, которые подвержены коррозии, можно применить пластиковые трубы, например, типа «Касафлекс-155», которые выдерживают нагрев до 155 ºС, недорогие, легкие, коррозионноустойчивые, простые в монтаже. Собранный с прилегающих дорог и дворовых территорий снег поступает на тепловой пункт и в виде талой воды уходит в канализацию.

Когда снежные заносы ликвидированы, то тепловую мощность печи можно направить, например, на подогрев тротуарной плитки. Пешеходная дорожка шириной 1,5 - 2 метра с подушкой из песка и гравия высотой 25 - 30 см, которые служат тепловыми аккумуляторами и подогреваются пластиковой трубой, остаются сухими и чистыми от снега и льда всю зиму. Печь мощностью 1 МВт способна обогреть указанные пешеходные дорожки протяженностью 5 - 7,5 км. Реально дворовые и квартальные дорожки намного короче, поэтому «лишнее» тепло можно направить на решение еще одной наболевшей проблемы ЖКХ. На крышах домов нарастают огромные сосульки и глыбы льда, которые разбивают автомобили и головы прохожим.

По краю крыши на кронштейнах устанавливают туже тепловую трубу, но но меньшего диаметра, через которую печной насос прокачивает горячую воду. Наледи и сосульки не образуются при любых атмосферных условиях. Вместо трубы по краю кровли можно проложить углеродную ленту, которая нагревается электрическим током низкого напряжения. В целях экономии бюджетных средств электроэнергию можно получать от мусоросжигающей печи, которая может работать в режиме когенерации, т.е. одновременно давать горячую воду (горячий воздух) и электричество. Если для хозяйственных субъектов, например, ТСЖ (товарищество собственников жилья) и этого кажется мало, то можно тепло и электричество, за которое не надо платить, направить на обогрев различных кружков по интересам: техническое творчество, домоводство, ремесла, эстрада и музыка, спорт и многое другое, находящихся в подвальных помещениях.

Дальнее плавание никто не отменял, но надо сначала оглядеться вокруг себя и навести элементарный порядок в своих дворах, кварталах, микрорайонах и городах. Реальную помощь в этом могут оказать предложенные разработки, окупаемость которых не превышает 6 месяцев эксплуатации.

---

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

Важная информация об авторских свидетельствах