Способ переработки снега и устройство для его осуществления

. (9) 17 1 Н 5/10 Е ИЗОБРЕТЕН ИС А Изобретение относится к технологическим процессам и устройствам переработки в снега, собранного с территорий и улиц круп- н ных городов, и может быть использовано в л системах энергоснабжейия и теилоснабже- и ния, в химической, нефтехимической и дру- т гих отраслях промышленности и в науке.Известен способ переработки снега, за- с ключающийся в его растапливан иотвспо- з могательного источника тепла,: - .: лНедостатком этого способа является. и фвысокая энергоемкость переработки снега и р увеличение загрязнения окружающей сре дц за ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(71) Специализированное проектно-конструкторское и технологическое бюро Территориального . производственногоспециализированного транспортного объединения по очистке городских территорий иводных протоков Исполкома Ленсовета(56) Авторское свидетельство СССРМ 1081267, кл, Е 01 Н 5/10, 1982,Авторское свидетельство СССРМ 1323632, кл. Е 01 Н 5/10, 1986,Авторское свидетельство СССРМ 846650, кл. Е 02 0 27/10, 1979.(54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ СНЕГА И УСТ-,РОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Наиболее близким способом перераотки снега является способ, заключающийя в его растапливании путем спользования тепла сточных вод.(57) Использование: для переработки собранного с территорий и улиц городов снега в системах эйергоснабжения и теплоснабжения, в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности, Сущность изобретения: способ переработки снега заключается в его нагреве до полного испарения и выводе образованных при этом паров через фильтр в атмосферу; Для этого снег загружают в бункер с приемным и разгрузочными люками, который размещен над открытой сверху подземной камерой, Камера сообщена через установленный в ней трубопровод с подземным источником тепла через скважину,-которая выполнена под дном подземной камеры. Верхний конец трубопровода размещен в бункере, а нижний выполнен перфорированным, 2 с. и 5 з.п. ф-лы, 6 ил,Недостатком этого способа являетсяысокое загрязнение окружающей среды и изкая эксплуатационная надежность канаияаОионных сетей за счет сброса в них еска, солей, различных химических реагенов и т.п. загрязнителей.Известно устройство для переработкинега, содержащее открытую сверху подемную камеру, сообщенную через установенный в ней вертикальный трубопровод с сточником тепла, размещенный над камеой бункер для снега с приемным и разгруочнцми люками, механизм отделения.грязнителей иэ снега.Недостатком устройства для переработки снега является высокое загрязнение окружающей среды.50 Цель изобретения - уменьшение загрязнения окружающей среды,, Указанная цель достигается тем, что в известном способе переработки снега, заключающемся в его растапливании путем нагрева, нагрев снега осуществляют до полного его испарения, а пары выводят через фильтр в атмосферу.При этом в известном устройстве для переработки снега, содержащем открытую сверху подземную камеру, сообщенную через установленный в ней вертикальный трубопровод с источником тепла, размещенный над камерой бункер для снега с приемным и разгрузочными люками, механизм отделения загрязнителей из снега, трубопровод сообщен с подземным источником тепла через скважину, выполненную под дном подземной камеры, при этом трубопровод на нижнем конце выполнен перфорированным, а его верхний конец размещен в бункере; устройство снабжено фильтром, сообщенным с бункером, для очистки паров и газов; механизм отделения загрязнителей из снега включает в себя приводной грохот, размещенный в бункере под приемным люком, и отводящий загрязнители конвейер; верхний конец трубопровода размещен под приводным грохотом; в стенках и в дне подземной камеры выполнены каналы, сообщенные с ее поло-, стью и с источником давления газов через. систему трубопроводов, а перфорированный участок трубопровода размещен на его верхнем конце; механизм отделения загрязнителей из снега выполнен в виде гидроциклона и насоса, сообщенных с полостью подземной камеры, причем патрубок для разгрузки твердого размещен напротив верхнего конца трубопровода,На фиг, 1 изображена схема расчистки (предварительной переработки снега) проезжей части улицы колонной плужно-щеточных снегоочистителей; на фиг, 2 - схема загрузки снега в машину шнекороторным снегоочистителем; на фиг. 3 - устройство для переработки снега, продольный разрез, вариант выполнения; на фиг, 4 - то же, другой вариант выполнения; на фиг. 5 - то же, третий вариант выполнения; на фиг, 6 - то же, четвертый вариант выполнения.Комплекс технических средств для переработки снега может состоять из вспомогательных, например, плужно-щеточных снегоочистителей (см. фиг, 1), роторного снегоочистителя (см. фиг. 2), транспортных средств 3 со сменными кузовами и основного средства - устройства 4 для переработки снега (см. фиг, 4-6),5 10 15 20 25 30 35 40 Устройство 4 для переработки снега включает в себя подземную камеру, которая содержит концентрически расположенные трубчатые секции 5, 6, 7, нижние части которых снабжены кольцевыми уступами 8. Между трубчатыми секциями 5-7, а также между грунтом 9 и внешней трубчатой секцией 5 имеются кольцевые зазоры 10, 11, 12 с шириной от одного до нескольких дециметров, заполняемые электропроводящей текучей средой, например, тиксотропным раствором, Трубчатые секции 5 - 7 выполне-ны, например, из сверхпрочного шлакощелочного бетона.Для пропорционального распределения нагрузок с внешней трубчатой секциина внутренние секции конструкции предусматривается пропорциональное распределение гидростатических давлений текучейсреды в кольцевых зазорах конструкции.При этом боковое давление, действующеена внутреннюю поверхность трубчатой секции, предусматривается значительно меньше, чем боковое давление, действующее на.внешнюю поверхность той же трубчатойсекции, Это обеспечивается либо изменением удельного веса текучей среды, либо изменением высоты трубчатой секции.Так, в случае использования конструкции, изображенной на фиг, 3, 5 и 6, распределение нагрузок между секциямиосуществляется эа счет изменения удельного веса текучей среды в кольцевых зазорах,При этом удельный вес текучей среды вкольцевом зазоре 10 больше, чем в кольце-вом зазоре 11, а в кольцевом зазоре 12меньше, чем в кольцевом зазоре 11,В случае использования конструкции,изображенной на фиг. 4, распределение нагрузок между секциями осуществляешься за счет изменения противодавлений между секциями при разной высоте трубчатых секций и одинаковом удельном весе текучей среды в кольцевых зазорах,Указанные варианты исполнения подземных конструкций обеспечивают снижение толщины стенок трубчатых секций, экономию материалов и не уменьшают их надежность,В нижней части трубчатой секции 7 (см. фиг, 3, 5, 6) и в нижних частях трубчатых секций 6 и 7 (см, фиг, 4) изготавливаются плиты-днища 13 из высокопрочного теплотокопроводящего материала, например титана, Плиты-днища 13 (дно) электрически связаны с арматурой трубчатых секций 5-7 (не показано). Трубчатые секции 5-7 с днищем 13 образуют опускное сооружение. Глубина опускного сооружения может510 15 го 25 39 30 35 40 дов 45 50 55 составлять несколько сот метров в зависимости от объема растапливаемого снега.Под плитой-днищем 13 подземной камеры пробуривается скважина 14, сообщающая полость подземной камеры сподземным источником тепла с температурой в пределах 99-105 С за счет излучениятепла окружающих пород на ее нижних горизонтах, при этом. скважина 14 выполняетфункцию теплопровода для обогреваниятрубчатых секций 5-7 и их внутреннего пространства,Скважина 14 на нижнем конце можетиметь сферическую полость, которую возможно сформировать посредством взрывавзрывчатых веществ, Скважина 14 сообща-.ется через отверстие 15, выполненное вплите-днище 13, вертикальный трубопровод 16 с верхней частью трубчатых секций5-7, На нижнем конце вертикального трубопровода 16 выполнена перфорация 17для слива загрязнителей в скважину, Верхний конец вертикального трубопровода 16закреплен в перекрытии 18 и размещен втеплоизолированном и герметизированномбункере 19 с приемным 20 и разгрузочными21 люками. Приемный 20 люк выполнен ввиде приводного секторного барабана, аразгрузочные 32 люки снабжены решетками, исключающими попадание в подземнуюкамеру крупных предметов (не показаны),Вертикальный трубопровод 16 предназначен также для установки датчиков температуры, давления и других приборов дляведения технологических процессов. В вертикальный трубопровод 16 может быть опущен положительный электрод длявозбуждения в нижней полости трубчатойсекции 7, являющейся отрицательным элек. тродом, электрогидравлических ударов дляобезвреживания осадков при растапливании снега.Кроме того, вертикальный трубопроводможет быть использован для направлениябура при очистке его внутренней полости искважины 14,Бункер 19 сообщен посредством газопровода 22 с фильтром 23 известной конструкции, Фильтр 23 может сообщаться либос атмосферой, либо с газгольдером для сбора горючих газов (не показан),Между приводным секторным приемным люком 20 и разгрузочными люками 21могут быть установлены механизмы отделения загрязнителей из снега различных конструкций, например, для отделения пескаприменяемой в городах пескосоляной смеси, используемой для борьбы со снежно-ледяными образованиями, устанавливаютприводные грохоты 24, заключенные в общий кожух 25, сообщенный с вертикальным трубопроводом 16, Под ситами 26 грохотов 24 устанавливаются пескоулавители 27 с трубопроводами 28, размещенными над приводными конвейерами 29 для транспортирования песка в складское помещение(не показано). Конвейеры 29 размещаются в кожухах (не доказаны) для исключения промо-раживания песка при транспортировании.Над бункером 19 смонтирована эстакада 30 для разгрузки транспортных средств 3 со сменными кузовами,Отличительной особенностью устройства для переработки снега, изображенного на фиг, 5, является то, что в трубчатой секции 7 и в плите-днище 13 подземной камеры выполнены каналы 31, 32 и 33, сообщенные с ее полостью и с источником давления газов 34, выполненным в виде турбокомпрессора, К бункеру 19 подключен вентилятор 35, нагнетательный патрубок которого сообщен с фильтрами 23.Нагнетательный патрубок турбокомпрессора 34 сообщен с каналами 33 посредством системы трубопроводов 36, 37 и 38. Всасывающий патрубок турбокомпрессора 34 может быть сообщен либо с атмосферой,либо с загазованными зонами крупных предприятий посредством трубопровода Кроме того, перфорированный участоквертикального трубопровода 16 размещен на его верхнем конце для обогрева бункера19,Конструкция устройства для переработки снега (фиг, 5) может быть использована, преимущественно, для переработки снега без пескосоляной смеси. В летних условиях устройство может быть использовано для метанового брожения органических отхоОтличительной особенностью устройства для переработки снега, изображенного на фиг, 6, является то, что в устройстве использован другой вариант выполнения механизма отделения загрязнителей из снега(см. фиг. 6), состоящего из трубопровода 40, гидроциклона 41, насоса 42, сообщенных трубопроводами 43 и 44 с полостями гидро- циклона 41 и подземной камеры, Патрубок для разгрузки твердого гидроциклона 41 размещен напротив верхнего конца вертикального трубопровода 16, снабженного перфорированным участком 17. Нагнетательный патрубок насоса 42 соединен либо с трубопроводом 40, либо со сливным тру- бопроводом при аварийном переполнении подземной камеры посредством приводных распределительных задвижек (не показаны). По трубопроводу 40 могут также подаваться сливные стоки, например, автотранспортных предприятий, снегоуборочных машин и машин для мойки мусорныхконтейнеров,Кроме того, отличительной особенностыю устройства для переработки снега(фиг, 3-6) является то, что устройство можетбыть использовано в системе теплоснабжения зданий городов для этого в верхнейчасти вертикального трубопровода 16 устанавливается, например, змеевик, подключенный к системе отопления.Способ переработки снега осуществляют следующим образом,Предварительно выбирают площадкудля строительства устройства для переработки снега 4, Проводят полный комплексизыскательских работ, в том числе бурят наплощадке сверхглубокую скважину 14. Бурение скважины предварительно производят на поиск нефти или газа, Приотрицательном результате поиска, а такжепрй отсутствии радиоактивных руд, продолжают бурение скважины с замером температуры окружающих пород через каждый100 м, При достижении заданных температур окружающих пород в пределах 99 - 1050 Сна нижних горизонтах скважины строят устройство для переработки снега 4.После предварительных операций, в частности, расчистки проезжей части улицыплужно-щеточн ыми снегоочистителями 1,как показано на фиг. 1, формирования снежного вала осуществляют загрузку снега втранспортные средства 3 со сменными кузовами шнекороторным снегоочистителем 2(см, фиг. 2), затем снег транспортируют кустройству для переработки снега 4. Транспортное средство 3 задним ходом въезжаетна эстакаду 30 устройства и разгружает снегв приводной секторный приемный люк 20бчнкера 19, затем люк 20 поворачивают на1800. Снег под действием собственного веса разгружается либо в приводные грохоты24 для отделения песка из снега(см, фиг. 3,4), либо непосредственно в полость бункера19 при отсутствии в снеге пескосолянойсмеси (см, фиг. 5, 6).Ввиду того, что тепло непрерывно поступает от подземного источника тепла через скважину 14, вертикальный. трубопровод 16 в подземную камеру. в полости бункера 19 и кожуха 25 приводныхгрохотов 24 снег растапливается как в грохотах 24, так и в бункере 19, при этом подводтепла осуществляется за счет канвекции ициркуляции потоков воздуха между нагретыми породами источника тепла и элементами устройства.10 15 20 25 30 35 В грохотах 24 осуществляется грохочение снега и разделение его нэ фракции. Рассол (вода с растворенной солью или химическими реагентами), проникая через мельчайшие отверстия сеток грохотов (не показаны), сливается в скважину 14 через разгрузочные люки 21; перфорацию 17 вертикального трубопровода 16 устройства (см. фиг. 3, 4), Песок посредством сит 26, отделяясь от мусора, улавливается пескоулавителями 27 и через трубопроводы 28 разгружается на конвейеры 29 для его транспортирования в складское помещение(не показано). Мусор, накапливаясь в бункере 19, периодически удаляется для последующей переработкиВ скважине 14 из рассола выпаривается вода, Пары воды, перемещаясь вверх в устройстве, удаляются через фильтр 23 в атмосферу. Таким образом, нагрев снега осуществляется до полного его испарения,В случае осуществления способа переработки снега в устройствах (см. фиг. 5 и 6) загрузку снега в бункер 19 производят опи-. санными приемами. Часть снега растапливается в бункере 19, а другая часть проваливается через разгрузочные люки 21 в подземную камеру, Одновременно с загрузкой снега в бункер 19 в подземную камеру подают газы посредством турбокомп рессора 34 через систему трубопроводов 36-38 и каналы 31-33, а в приводной секторный приемный люк 20 подают реаген; ты, например СаО (известь), В дне подземной камеры, т,е, в плите-днище 13, формируется поток струй газа, направленный вверх, Поток струй газа, бэрботируясь через растопленный снег, обезвреживается и ускоряет процесс парообразования. Очищенные газы и пары воды отсасываются вентилятором 35 из подземной камеры устройства и выбрасываются через фильтр 23 в атмосферу.Крупные промышленные центры городов задымлены, из атмосферы которых вснег выпадают мелкие фракции золы, капоти и вредных для здоровья людей веществ(тяжелые металлы),Отличительной особенностью осущест вления способа переработки снега в устройстве (см, фиг, 6) является то, что вгидроциклоне 41 осуществляется разделение растопленного снега на твердое вещество и жидкую фракцию, Твердое веществоразгружается в скважину 14, а жидкая фракция выпаривается, пары воды которой выбрасываются через фильтр 23 в атмосферу,Технико-экономические преимуществапредлагаемого изобретения заключаются в уменьшении загрязнения окружающей сре 1781359 10ды, а также снижении энергетических затрат при нагреве снега до полного его испарения.Формула изобретения1, Способ переработки снега, заключающийся в его растапливании путем нагрева, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения загрязнения окружающей среды, нагрев снега осуществляют до полного его испарения, а пары выводят через фильтр в атмосферу.2. Устройство для переработки снега, содержащее открытую сверху подземную камеру, сообщенную через установленный в ней вертикальный трубопровод с источником тепла, размещенный над камерой бункер для снега с приемным и разгрузочными люками, механизм отделения загрязнителейотснега, отличающееся тем,что, с целью уменьшения загрязнения окружающей среды, трубопровод сообщен с подземным источником тепла через скважину, выполненную под дном подземной камеры, при этом трубопровод на нижнем конце выполнен перфорированным, а его верхний конец размещен в бункере. 3, Устройство по и, 2, о т л и ч а ю ще ес я тем, что оно снабжено сообщенным сбункером фильтром для очистки паров и газов,5 4. Устройство по пп, 2 и 3, о т л и ч а ющ е е с я тем, что механизм отделения загрязнителей от снега включает в себя приводной грохот размещенный в бункере подприемным люком, и отводящий загрязните 10 ли конвейер.5. Устройство по и. 4, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что верхний конец трубопроводаразмещен под приводным грохотом.6, Устройство по пп, 2 и 3, о т л и ч а ю 15 щ е е с я тем, что в стенках и дне подземнойкамеры выполнены каналы, сообщенные с .ее полостью и источником давления газовчерез системутрубопроводов, при этом верхний участок трубопровода выполнен пер 20 форированным,7. Устройство по пп. 2, 3 и 6, о т л и ч а ющ е е с я тем, что механизм отделения загрязнителей от снега состоит из гидроциклона и насоса, сообщенных с полостью25 подземной камеры, причем патрубок дляразгрузки твердого вещества размещен напротив верхнего конца трубопровода,1781359 ставитель Г,Нестеровхред М.Моргентал Корректо Редакто траш Гагарина, 101 атент", г. Ужго льский комби Производственно аказ 4259 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГК 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5