[go: up one dir, main page]

EA046442B1 - REACTOR FOR WASTE TREATMENT DEVICE - Google Patents

REACTOR FOR WASTE TREATMENT DEVICE Download PDF

Info

Publication number
EA046442B1
EA046442B1 EA202391498 EA046442B1 EA 046442 B1 EA046442 B1 EA 046442B1 EA 202391498 EA202391498 EA 202391498 EA 046442 B1 EA046442 B1 EA 046442B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
reactor
electrode
waste
cavity
processing device
Prior art date
Application number
EA202391498
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Александрович Мещанинов
Дмитрий Янович Агасаров
Original Assignee
Михаил Александрович Мещанинов
Дмитрий Янович Агасаров
Сергеев Антон Викторович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Михаил Александрович Мещанинов, Дмитрий Янович Агасаров, Сергеев Антон Викторович filed Critical Михаил Александрович Мещанинов
Publication of EA046442B1 publication Critical patent/EA046442B1/en

Links

Description

Изобретение относится к устройствам для утилизации отходов в твердом и/или жидком состоянии, в частности к устройствам утилизации методом плазмохимической деструкции.The invention relates to devices for recycling waste in solid and/or liquid states, in particular to devices for recycling using the method of plasma-chemical destruction.

Известен комплекс для переработки твердых органических отходов по патенту РФ № 2741004 (опубликован 22.01.2021), в котором с помощью высокотемпературного плазменного реактора, использующего в качестве плазмообразующего газа водяной пар, с температурой в зоне реакции порядка 16002000°C осуществляется переработка твердых органических отходов посредством их паровой плазменной газификации с получением синтез-газа.There is a known complex for processing solid organic waste according to RF patent No. 2741004 (published on January 22, 2021), in which, using a high-temperature plasma reactor using water vapor as a plasma-forming gas, with a temperature in the reaction zone of the order of 1600-2000°C, solid organic waste is processed by their steam plasma gasification to produce synthesis gas.

Недостатком реактора является неполная переработка твердых органических отходов, поскольку результатом переработки является синтез-газ, который также подлежит утилизации, а также невозможность переработки неорганических веществ, присутствующих в составе твердых бытовых отходов.The disadvantage of the reactor is the incomplete processing of solid organic waste, since the result of processing is synthesis gas, which is also subject to disposal, as well as the impossibility of processing inorganic substances present in municipal solid waste.

Техническим результатом, на получение которого направлено изобретение, является создание реактора, обеспечивающего деструкцию как органических, так и неорганических веществ, входящих в состав твердых и/или жидких бытовых отходов.The technical result to which the invention is aimed is the creation of a reactor that ensures the destruction of both organic and inorganic substances included in solid and/or liquid household waste.

Технический результат достигается в реакторе в виде закрытой полости, выполненной с входным отверстием, соединенным с устройством подачи отходов, и с выходным отверстием для вывода газообразных продуктов деструкции, при этом внутренние поверхности полости частично или полностью выполнены проводящими, а в реактор введен изолированный от них электрод, соединенный с источником высоковольтных импульсов напряжения, причем размер зазора между электродом и проводящими поверхностями полости обеспечивает формирование стримеров плазмы коронного разряда.The technical result is achieved in a reactor in the form of a closed cavity, made with an inlet connected to a waste supply device, and with an outlet for removing gaseous destruction products, while the internal surfaces of the cavity are partially or completely conductive, and an electrode isolated from them is introduced into the reactor , connected to a source of high-voltage voltage pulses, and the size of the gap between the electrode and the conducting surfaces of the cavity ensures the formation of corona discharge plasma streamers.

Предпочтительно выполнение электрода цилиндрическим и с заостренным концом.It is preferable to make the electrode cylindrical and with a pointed end.

Предпочтительно выполнение электрода из стали.It is preferable to make the electrode from steel.

В одном из вариантов исполнения дно полости покрыто проводящей водосодержащей жидкостью.In one embodiment, the bottom of the cavity is coated with a conductive water-containing liquid.

Предпочтительно выполнение зазора между электродом и, по крайней мере, одним из участков проводящих внутренних поверхностей полости, или поверхностью проводящей водосодержащей жидкости, покрывающей такой участок, из диапазона 5-50 мм.It is preferable to make the gap between the electrode and at least one of the sections of the conductive internal surfaces of the cavity, or the surface of the conductive aqueous liquid covering such a section, from the range of 5-50 mm.

Предпочтительно выполнение проводящих участков внутренних поверхностей полости из стали, или иного металла, и с заземлением.It is preferable to make the conductive sections of the internal surfaces of the cavity from steel or other metal, and with grounding.

В одном из вариантов исполнения внутренние непроводящие поверхности полости могут быть выполнены с защитным покрытием из диэлектрика.In one embodiment, the internal non-conductive surfaces of the cavity can be made with a protective coating of a dielectric.

В одном из вариантов исполнения цилиндрический электрод снабжен лепестками, выполненными в виде стальных полос, закрепленных на нем короткими сторонами, обращенных длинными сторонами к электроду и расположенными под углом к нему в сторону его заостренного конца.In one embodiment, the cylindrical electrode is equipped with petals made in the form of steel strips, fixed on it with short sides, with long sides facing the electrode and located at an angle towards it towards its pointed end.

Предпочтительно угол между стальными лепестками и осью электрода выбирать из диапазона 2060°.It is preferable to select the angle between the steel petals and the electrode axis from the range of 2060°.

Предпочтительно использование от 3 до 6 стальных лепестков.It is preferable to use 3 to 6 steel petals.

В одном из вариантов исполнения дно полости выполнено плоским и проводящим, а цилиндрический электрод расположен с зазором перпендикулярно ему.In one embodiment, the bottom of the cavity is made flat and conductive, and the cylindrical electrode is located with a gap perpendicular to it.

В одном из вариантов исполнения параллельно дну на изоляторах, прикрепленных к нему, закреплена стальная решетка с отверстием для цилиндрического электрода, и выполненная с зазором вокруг него, а свободные концы лепестков опираются на изоляторы, закрепленные на решеткеIn one embodiment, parallel to the bottom, a steel grid with a hole for a cylindrical electrode is fixed parallel to the bottom on insulators attached to it, and made with a gap around it, and the free ends of the petals rest on insulators fixed to the grid

Предпочтительно выполнение зазора вокруг цилиндрического электрода из диапазона 3-10 мм, но при этом меньшим, чем зазор между его острием и проводящим дном.It is preferable to make a gap around the cylindrical electrode in the range of 3-10 mm, but smaller than the gap between its tip and the conductive bottom.

Предпочтительно выполнение реактора с давлением внутри него пониженным на 0,1-1 Па по сравнению с атмосферным.It is preferable to make the reactor with the pressure inside it reduced by 0.1-1 Pa compared to atmospheric pressure.

В одном из вариантов исполнения понижение давления внутри реактора осуществлено за счет подключения к выходному отверстию электростатического фильтра с вытягивающим воздушным вентилятором.In one embodiment, the pressure inside the reactor is reduced by connecting an electrostatic filter with an exhaust air fan to the outlet.

Предпочтительно выполнение реактора с ограничением поступления воздуха.It is preferable to implement the reactor with limited air supply.

В одном из вариантов исполнения ограничение поступление воздуха обеспечено за счет пыжа, перекрывающего вход в реактор, предварительно сформированного прессованием отходов перед подачей в реактор.In one embodiment, the restriction of air supply is ensured by a wad blocking the entrance to the reactor, pre-formed by pressing waste before feeding it into the reactor.

Изобретение иллюстрируется фигурой.The invention is illustrated by the figure.

На фигуре изображено вертикальное поперечное сечение реактора, где 1 - корпус реактора с внутренней полостью, 2 - входное отверстие, 3 - выходное отверстие, 4 - внутренняя поверхность полости реактора, 5 - проводящие участки внутренней поверхности полости реактора, 6 - заостренный электрод, 7 - изоляторы, 8 - источник высоковольтных импульсов, 9 - острие электрода, 10 - проводящее дно реактора, 11 - устройство дозированной подачи перерабатываемых отходов, 12 - электростатический фильтр с вытягивающим воздушным вентилятором.The figure shows a vertical cross-section of the reactor, where 1 is the reactor body with an internal cavity, 2 is the inlet, 3 is the outlet, 4 is the inner surface of the reactor cavity, 5 is the conductive sections of the inner surface of the reactor cavity, 6 is a pointed electrode, 7 insulators, 8 - source of high-voltage pulses, 9 - electrode tip, 10 - conductive bottom of the reactor, 11 - device for dosed supply of recyclable waste, 12 - electrostatic filter with an exhaust air fan.

Изобретение может быть реализовано в реакторе, в корпусе 1 которого выполнено входное отверстие 2, соединенное с устройством 11 для дозированной подачи перерабатываемых твердых и/или жидких отходов, выполненным с возможностью ограничения поступления воздуха в реактор, и выходное отверстие 3 для удаления газообразных продуктов деструкции, соединенное с электростатическим фильThe invention can be implemented in a reactor, in the housing 1 of which there is an inlet hole 2 connected to a device 11 for dosed supply of recyclable solid and/or liquid waste, designed to limit the flow of air into the reactor, and an outlet hole 3 for removing gaseous destruction products, connected to electrostatic filter

--

Claims (9)

тром, снабженным вытягивающим воздушным вентилятором, а участки 5 внутренней поверхности полости корпуса 1 и дно 10 выполнены из стали, при этом через изолятор 7 в полость корпуса 1 введен электрод 6, подключаемый к источнику высоковольтных импульсов 8, причем острие 9 электрода 6 расположено с зазором 20 мм относительно проводящего дна 10 корпуса 1 реактора. Устройство работает следующим образом. На электрод 6 подаются импульсы высоковольтного напряжения от источника 8, при этом, как известно из источника [1], при каждом импульсе, между острием 9 электрода 6 возникает большое число стримеров, которые начинают размножаться и распространяться к проводящему дну 10 корпуса 1, постепенно заполняя межэлектродный зазор и формируя коронный разряд. После этого, в устройство через входное отверстие 2 из устройства дозированной подачи перерабатываемых отходов 11 подается, например, порция спрессованных твердых бытовых отходов, с ограничением прохождения атмосферного воздуха внутрь корпуса 1 при подаче через отверстие 2. Плазма коронного разряда воздействует на воду, содержащуюся в поступивших отходах, вызывая образование свободных радикалов при разрушении молекулы воды H2O ^ OH· + H·. Кроме того, в реакторе под воздействием стримеров коронного импульсного разряда образуются и другие активные вещества O3, O2(a,A). H2O2, OH, O(3P), NO, HNO2 и HNO3. Коронный разряд является также источником ультрафиолетового (УФ) излучения. Указанные активные вещества и УФ излучение оказывают разрушающее воздействие на любые органические и неорганические вещества, содержащиеся в обрабатываемых отходах, приводя к их деструкции с образованием безвредных газообразных продуктов реакции - воды и углекислого газа. Неорганические составляющие отходов разрушаются кислотами HNO2 и HNO3, которые образуются в реакторе под воздействием коронного разряда. Процесс окисления органических веществ в воде является цепной реакцией [2]. Инициирование цепной реакции с малой скоростью может осуществляться кислородом воздуха и озоном. С высокой скоростью цепная реакция инициируется радикалами ОН·. То есть, в устройстве осуществляется плазмохимическая деструкции как органических, так и неорганических веществ, присутствующих в отходах. А в выходное отверстие реактора поступают газообразные продукты деструкции. Таким образом, в устройстве достигается заявленный технический результат в виде плазмохимической деструкции как органических, так и неорганических веществ, присутствующих в составе бытовых отходов.three, equipped with an exhaust air fan, and sections 5 of the inner surface of the cavity of the housing 1 and the bottom 10 are made of steel, while through the insulator 7, an electrode 6 is inserted into the cavity of the housing 1, connected to the source of high-voltage pulses 8, and the tip 9 of the electrode 6 is located with a gap 20 mm relative to the conductive bottom 10 of the reactor vessel 1. The device works as follows. Electrode 6 is supplied with high-voltage pulses from source 8, while, as is known from source [1], with each pulse, a large number of streamers appear between the tip 9 of electrode 6, which begin to multiply and spread to the conductive bottom 10 of housing 1, gradually filling interelectrode gap and forming a corona discharge. After this, for example, a portion of compressed solid household waste is supplied to the device through the inlet 2 from the device for dosed supply of recyclable waste 11, with the restriction of the passage of atmospheric air into the housing 1 when supplied through the hole 2. The corona discharge plasma acts on the water contained in the incoming waste. waste, causing the formation of free radicals when the water molecule H2O ^ OH· + H· is destroyed. In addition, other active substances O3, O2(a,A) are also formed in the reactor under the influence of corona pulse discharge streamers. H2O2, OH, O(3P), NO, HNO2 and HNO3. Corona discharge is also a source of ultraviolet (UV) radiation. These active substances and UV radiation have a destructive effect on any organic and inorganic substances contained in the processed waste, leading to their destruction with the formation of harmless gaseous reaction products - water and carbon dioxide. The inorganic components of the waste are destroyed by the acids HNO2 and HNO3, which are formed in the reactor under the influence of a corona discharge. The process of oxidation of organic substances in water is a chain reaction [2]. A low-speed chain reaction can be initiated by atmospheric oxygen and ozone. At high speed, the chain reaction is initiated by OH· radicals. That is, the device carries out plasma-chemical destruction of both organic and inorganic substances present in the waste. And gaseous destruction products enter the outlet of the reactor. Thus, the device achieves the stated technical result in the form of plasma-chemical destruction of both organic and inorganic substances present in household waste. 1. Реактор для устройства переработки отходов, выполненный в виде закрытой полости, выполненной с входным отверстием, соединенным с устройством подачи отходов, и с выходным отверстием для вывода газообразных продуктов деструкции, отличающийся тем, что внутренние поверхности полости частично или полностью выполнены проводящими, а в реактор введен изолированный от них электрод, соединенный с источником высоковольтных импульсов напряжения, причем размер зазора между электродом и проводящими поверхностями полости обеспечивает формирование стримеров плазмы импульсного коронного разряда при подаче на электрод импульсов высоковольтного напряжения.1. A reactor for a waste processing device, made in the form of a closed cavity, made with an inlet connected to a waste supply device, and with an outlet for removing gaseous destruction products, characterized in that the internal surfaces of the cavity are partially or completely made conductive, and in In the reactor, an electrode isolated from them is introduced, connected to a source of high-voltage voltage pulses, and the size of the gap between the electrode and the conducting surfaces of the cavity ensures the formation of plasma streamers of a pulsed corona discharge when high-voltage pulses are applied to the electrode. [1] . Аристова Н.А., Пискарев И.М., Ивановский А.В., Селемир В.Д., Спиров Г.М., Шлепкин СИ. Инициирование химических реакций под действием электрического разряда в системе твердый диэлектрик - газ - жидкость. // Журнал физической химии. 2004. Т. 78. № 7. С. 1326-1331.[1] . Aristova N.A., Piskarev I.M., Ivanovsky A.V., Selemir V.D., Spirov G.M., Shlepkin S.I. Initiation of chemical reactions under the influence of an electric discharge in a solid dielectric - gas - liquid system. // Journal of Physical Chemistry. 2004. T. 78. No. 7. P. 1326-1331. 2. Реактор для устройства переработки отходов по п.1, отличающийся тем, что электрод выполнен цилиндрическим и с заостренным концом.2. A reactor for a waste processing device according to claim 1, characterized in that the electrode is cylindrical and has a pointed end. [2] . Пискарев И.М. Окислительно-восстановительные процессы в воде, инициированные электрическим разрядом над ее поверхностью. //Журнал общей химии. 2001. Т. 71. Вып.10. С. 1622.[2]. Piskarev I.M. Redox processes in water initiated by an electrical discharge above its surface. //Journal of General Chemistry. 2001. T. 71. Issue 10. S. 1622. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM 3. Реактор для устройства переработки отходов по п.1, отличающийся тем, что электрод выполнен из стали.3. A reactor for a waste processing device according to claim 1, characterized in that the electrode is made of steel. 4. Реактор для устройства переработки отходов по п.1, отличающийся тем, что дно полости покрыто проводящей водосодержащей жидкостью.4. A reactor for a waste processing device according to claim 1, characterized in that the bottom of the cavity is covered with a conductive water-containing liquid. 5. Реактор для устройства переработки отходов по п.1, отличающийся тем, что зазор между электродом и, по крайней мере, одним из участков проводящих внутренних поверхностей полости выполнен размером от 5 мм до 50 мм.5. The reactor for a waste processing device according to claim 1, characterized in that the gap between the electrode and at least one of the sections of the conductive internal surfaces of the cavity is made in size from 5 mm to 50 mm. 6. Реактор для устройства переработки отходов по п.4, отличающийся тем, что зазор между электродом и поверхностью проводящей водосодержащей жидкости, покрывающей участок проводящей внутренней поверхности полости, выполнен размером от 5 до 50 мм.6. The reactor for a waste processing device according to claim 4, characterized in that the gap between the electrode and the surface of the conductive water-containing liquid covering the area of the conductive inner surface of the cavity is made in size from 5 to 50 mm. 7. Реактор для устройства переработки отходов по п.1, отличающийся тем, что проводящие участки внутренних поверхностей полости выполнены из стали, или иного металла, и с заземлением.7. A reactor for a waste processing device according to claim 1, characterized in that the conductive sections of the internal surfaces of the cavity are made of steel or other metal and are grounded. 8. Реактор для устройства переработки отходов по п.1, отличающийся тем, что внутренние непроводящие поверхности полости могут быть выполнены с защитным покрытием из диэлектрика.8. The reactor for a waste processing device according to claim 1, characterized in that the internal non-conducting surfaces of the cavity can be made with a protective coating of a dielectric. 9. Реактор для устройства переработки отходов по п.1, отличающийся тем, что цилиндрический электрод снабжен лепестками, выполненными в виде стальных полос, закрепленных на нем короткими сторонами, обращенных длинными сторонами к электроду и расположенными под углом к нему в сторо-9. The reactor for a waste processing device according to claim 1, characterized in that the cylindrical electrode is equipped with petals made in the form of steel strips, fixed on it with short sides, with long sides facing the electrode and located at an angle to it away from the electrode. --
EA202391498 2021-12-30 2022-09-21 REACTOR FOR WASTE TREATMENT DEVICE EA046442B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021140063 2021-12-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EA046442B1 true EA046442B1 (en) 2024-03-14

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2786209C1 (en) Reactor for waste processing device
EA046442B1 (en) REACTOR FOR WASTE TREATMENT DEVICE
WO2023126698A1 (en) Reactor for a waste transformation device
KR102162219B1 (en) Plasma generating device having double structure of dielectric pipe
RU2815316C1 (en) Method for low-temperature processing of household wastes
WO2025018911A2 (en) Reactor for a waste processing device
RU199195U1 (en) PLASMA CONVERTER OF TOXIC GASES
RU2815317C1 (en) Method for destruction of organic wastes with low water content
EA046183B1 (en) METHOD FOR DESTRUCTION OF ORGANIC WASTE WITH LOW WATER CONTENT
EA046213B1 (en) METHOD FOR LOW TEMPERATURE PROCESSING OF HOUSEHOLD WASTE
EP2692694A1 (en) Device for removing organic and chemical microbic pollutants from water
CN103241806B (en) Method for treating organic wastewater through high-frequency and high-voltage discharge and reactor thereof
WO2025018910A2 (en) Ion-electron destruction device for processing waste
RU2802933C1 (en) Inductor for reactor of waste processing device
RU2814515C1 (en) Mobile crematorium
KR100402021B1 (en) Device for treating flue gas using catalyst and plasma
CN216755947U (en) Spiral gas circuit type dielectric barrier discharge device
KR102505634B1 (en) Atmospheric pressure plasma device for treating harmful gas
EA046247B1 (en) MOBILE CREMATORIUM
Budiman et al. Improved Single Barrier Ozone Chamber
CN116917045A (en) Air purifying device
RU2478082C1 (en) Method of producing ozone
WO2025017396A1 (en) Ion-electron waste processing plant
JPH04247219A (en) Exhaust gas treating device
Ji et al. Removal of mixed volatile organic compounds using bipolar pulsed DBD