RU2338122C1 - Method for recycling of wastes that contain organics - Google Patents
Method for recycling of wastes that contain organics Download PDFInfo
- Publication number
- RU2338122C1 RU2338122C1 RU2007109894/03A RU2007109894A RU2338122C1 RU 2338122 C1 RU2338122 C1 RU 2338122C1 RU 2007109894/03 A RU2007109894/03 A RU 2007109894/03A RU 2007109894 A RU2007109894 A RU 2007109894A RU 2338122 C1 RU2338122 C1 RU 2338122C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- thermal decomposition
- chamber
- pyrolysis
- waste
- flue gases
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 40
- 239000002699 waste material Substances 0.000 title claims abstract description 35
- 238000004064 recycling Methods 0.000 title abstract 4
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 claims abstract description 40
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 claims abstract description 36
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 25
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 20
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 6
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims abstract description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000011368 organic material Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 claims description 37
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 22
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 15
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 claims 1
- 239000012265 solid product Substances 0.000 claims 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 abstract description 10
- 239000010802 sludge Substances 0.000 abstract description 7
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000007792 gaseous phase Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 10
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N Nitric oxide Chemical compound O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 5
- 150000004826 dibenzofurans Chemical class 0.000 description 4
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000004827 dibenzo-1,4-dioxins Chemical class 0.000 description 3
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- HGUFODBRKLSHSI-UHFFFAOYSA-N 2,3,7,8-tetrachloro-dibenzo-p-dioxin Chemical compound O1C2=CC(Cl)=C(Cl)C=C2OC2=C1C=C(Cl)C(Cl)=C2 HGUFODBRKLSHSI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- -1 HCl compound Chemical class 0.000 description 2
- 231100000770 Toxic Equivalency Factor Toxicity 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 150000002013 dioxins Chemical class 0.000 description 2
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 230000000877 morphologic effect Effects 0.000 description 2
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 1
- 239000000543 intermediate Substances 0.000 description 1
- 238000004949 mass spectrometry Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007353 oxidative pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 239000010893 paper waste Substances 0.000 description 1
- 230000001717 pathogenic effect Effects 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 229940070527 tourmaline Drugs 0.000 description 1
- 229910052613 tourmaline Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011032 tourmaline Substances 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Incineration Of Waste (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области утилизации твердых отходов, содержащих органические материалы, в том числе хлорсодержащие и инфицированные.The invention relates to the field of disposal of solid waste containing organic materials, including chlorine-containing and infected.
Предлагаемый способ утилизации включает загрузку отходов, через постоянно промываемое инертным газом шлюзовое устройство, в металлическую камеру термического разложения (КТР), где они подвергаются термическому разложению (пиролизу) при температуре 550-700°С. Камера термического разложения нагревается с внешней стороны комплексно расположенной в непосредственной близости к ней горелкой, дымовыми газами от сжигания в циклонной топке при температуре 1200-1300°С газообразных продуктов пиролиза (парогазовой смеси) и дымовыми газами от сжигания на колосниковой решетке твердых продуктов пиролиза (полукокса). Теплообмен во внутреннем объеме камеры термического разложения интенсифицируют постоянным перемешиванием отходов и созданием искусственной циркуляции газовой фазы за счет подачи в нижнюю часть камеры нагретого до 600-700°С инертного газа. Приготовление нагретого инертного газа осуществляют за счет теплового потенциала дымовых газов. Газообразные продукты из камеры термического разложения вводят для сжигания в горелочное устройство циклонной топки, снабженное постоянным источником открытого огня, посредством инжекции, причем в качестве инжектирующей среды используется необходимый для горения продуктов воздух, предварительно подогретый до 350-400°С отходящими дымовыми газами. Твердые продукты пиролиза выгружают из КТР на колосниковую решетку, где они дожигаются до золы за счет окислительной составляющей и теплового потенциала дымовых газов из топки и от горелки. Дымовые газы от всех источников дообезвреживают в каталитическом дожигателе, охлаждают в теплообменнике, очищают в циклоне и «мокром» скруббере ударного действия и через дымосос выбрасывают в атмосферу. Уловленный в скруббере шлам направляют на повторный пиролиз в камеру термического разложения. Весь процесс проводят под разрежением.The proposed method of disposal includes loading the waste, through a constantly inert gas flush lock, into a metal thermal decomposition chamber (CTE), where they undergo thermal decomposition (pyrolysis) at a temperature of 550-700 ° C. The thermal decomposition chamber is heated from the outside by a burner complex located in close proximity to it, with flue gases from combustion in a cyclone furnace at a temperature of 1200–1300 ° С of gaseous pyrolysis products (steam-gas mixture) and flue gases from combustion of solid pyrolysis (semi-coke) products on the grate ) The heat transfer in the internal volume of the thermal decomposition chamber is intensified by constant mixing of the waste and the creation of artificial circulation of the gas phase due to the supply of inert gas heated to 600-700 ° C to the lower part of the chamber. The preparation of heated inert gas is carried out due to the thermal potential of the flue gases. Gaseous products from the thermal decomposition chamber are introduced for combustion into the burner of the cyclone furnace, equipped with a constant source of open fire, by injection, and the air necessary for the combustion of products used, which is preheated to 350-400 ° C with flue gases, is used as the injection medium. Solid pyrolysis products are discharged from KTP to the grate, where they are burned to ash due to the oxidizing component and the thermal potential of the flue gases from the furnace and from the burner. Flue gases from all sources are decontaminated in a catalytic afterburner, cooled in a heat exchanger, cleaned in a cyclone and a “wet” impact scrubber and emitted into the atmosphere through a smoke exhauster. The sludge trapped in the scrubber is sent for re-pyrolysis to the thermal decomposition chamber. The whole process is carried out under vacuum.
Известны методы термического обезвреживания твердых промышленных отходов и установки для их осуществления [1].Known methods for thermal neutralization of solid industrial waste and installation for their implementation [1].
Известен способ, предусматривающий сжигание отходов с недостатком воздуха в камере сжигания, дожиг образующегося швельгаза в камере дожигания при температуре 1200°С, охлаждение и очистку дымовых газов. [2]A known method involving the burning of waste with a lack of air in the combustion chamber, afterburning the resulting channel gas in the afterburning chamber at a temperature of 1200 ° C, cooling and purification of flue gases. [2]
Известен аналогичный способ сжигания отходов и устройство для его осуществления (инсинератор), предусматривающий сжигание отходов с недостатком воздуха при температуре 600-700°С в нижней части камеры сжигания, горение выделяющихся газов в верхней части камеры при температуре 900-1000°С и в пламени верхней форсунки при температуре 1500°С и дожигание отходящих газов в камере дожигания при температуре 1000°С. Далее дымовые газы поступают в пылеуловитель и затем в дымоход, где разбавляются воздухом до температуры 450°С. [3]A similar method of burning waste and a device for its implementation (incinerator) is known, which provides for the burning of waste with a lack of air at a temperature of 600-700 ° C in the lower part of the combustion chamber, the combustion of the released gases in the upper part of the chamber at a temperature of 900-1000 ° C and in a flame the upper nozzle at a temperature of 1500 ° C and the afterburning of exhaust gases in the afterburner at a temperature of 1000 ° C. Next, the flue gas enters the dust collector and then into the chimney, where it is diluted with air to a temperature of 450 ° C. [3]
Общим недостатком этих способов является невозможность обезвреживания, в частности, хлоросодержащих, газообразных продуктов путем их дожигания в камере дожига, так как относительно небольшое количество вредных компонентов рассредоточено в большой массе дымовых газов, что делает практически невозможным их нагрев до высоких температур.A common drawback of these methods is the impossibility of neutralizing, in particular, chlorine-containing, gaseous products by burning them in the afterburner, since a relatively small number of harmful components are dispersed in a large mass of flue gases, which makes them almost impossible to heat to high temperatures.
Еще одним недостатком является то, что для поддержания процесса используется теплота от сжигания внешнего топлива и, в то же время, не используется для этой цели тепловой потенциал дымовых газов, образующихся при сжигании отходов.Another disadvantage is that the heat from the burning of external fuel is used to maintain the process and, at the same time, the thermal potential of the flue gases generated by the burning of waste is not used for this purpose.
Наиболее близкой к заявляемому способу, по организации процесса и достигаемому результату, является установка для пиролиза отходов композиционных материалов, включающая камеру пиролиза, систему обезвреживания продуктов сгорания, состоящую из камеры дожигания, узла восстановления окислов азота, газоохладителя, адсорбера и фильтра, и дымососа [4].Closest to the claimed method, the organization of the process and the achieved result, is an installation for the pyrolysis of composite materials waste, including a pyrolysis chamber, a combustion product neutralization system consisting of a afterburner, a nitrogen oxide reduction unit, a gas cooler, an adsorber and a filter, and a smoke exhauster [4 ].
Недостатком данной установки является невозможность полноценного огневого обезвреживания в камере дожигания газообразных продуктов пиролиза, поскольку при проведении окислительного пиролиза в камеру дожигания поступает большой объем дымовых газов с рассредоточенными в них газообразными продуктами пиролиза. Догрев всей массы дымовых газов до температуры порядка 1200°С, которая исключает возможность сохранения диоксинов и патогенных компонентов в выбросах при утилизации хлорсодержащих и инфицированных материалов, при таких условиях невозможен. При такой организации процесса какая-то часть вредных компонентов, находящихся в дымовых газах обязательно покидает зону дожига без контакта с факелом горелки и, следовательно, не подвергается огневому обезвреживанию. Поэтому для обеспечения экологической чистоты выбросов в установке используется дополнительная, эффективная, а следовательно, дорогая, система пылеочистки, включающая циркониевую каталитическую насадку, адсорбер и волокнистый фильтр.The disadvantage of this installation is the impossibility of full-fledged fire disposal in the afterburning chamber of gaseous pyrolysis products, since during oxidative pyrolysis, a large volume of flue gases with gaseous pyrolysis products dispersed in them comes into the afterburning chamber. Heating the entire mass of flue gases to a temperature of about 1200 ° C, which eliminates the possibility of preserving dioxins and pathogenic components in emissions during the disposal of chlorine-containing and infected materials, is impossible under such conditions. With such an organization of the process, some of the harmful components in the flue gases will necessarily leave the afterburner without contact with the torch of the burner and, therefore, will not undergo fire neutralization. Therefore, to ensure the ecological purity of emissions in the installation, an additional, effective, and therefore expensive, dust cleaning system is used, including a zirconium catalytic nozzle, an adsorber, and a fiber filter.
Недостатком способа является также то, что процесс пиролиза проводится при высоких температурах, следствием чего является повышенное образование окислов азота, что, в свою очередь, делает необходимым использование дорогостоящего узла гомогенного восстановления окислов азота.The disadvantage of this method is that the pyrolysis process is carried out at high temperatures, resulting in increased formation of nitrogen oxides, which, in turn, makes it necessary to use an expensive site for the homogeneous reduction of nitrogen oxides.
Недостатками данной установки также являются: - отсутствие в камере пиролиза устройств, интенсифицирующих процесс термического разложения, - отсутствие устройств для выгрузки и утилизации твердого остатка (полукокса), - отсутствие топочного устройства, обеспечивающего обезвреживание газообразных продуктов пиролиза и унесенных твердых частиц непосредственно в процессе их собственного горения.The disadvantages of this installation are also: - the absence in the pyrolysis chamber of devices that intensify the thermal decomposition process, - the absence of devices for unloading and disposal of solid residue (semi-coke), - the absence of a furnace device that ensures the neutralization of gaseous pyrolysis products and entrained solid particles directly in the process of their own burning.
Еще одним недостатком является то, что для поддержания процесса пиролиза используется теплота от сжигания внешнего топлива и, в то же время, не используется для этой цели тепловой потенциал дымовых газов, образующихся при сжигании отходов.Another disadvantage is that to maintain the pyrolysis process, the heat from the burning of external fuel is used and, at the same time, the thermal potential of the flue gases generated during the burning of waste is not used for this purpose.
Задачей данного изобретения является экологически чистая утилизация отходов, содержащих органические компоненты (включая хлорсодержащие и инфицированные биологические), путем обеспечения наиболее благоприятных условий для проведения каждой из стадий технологического процесса, а также достижение экономического эффекта за счет уменьшения продолжительности процесса и сокращения затрат тепла на его проведение.The objective of the invention is the environmentally friendly disposal of wastes containing organic components (including chlorine-containing and infected biological), by providing the most favorable conditions for each of the stages of the process, as well as achieving an economic effect by reducing the duration of the process and reducing heat costs for its implementation .
Поставленная задача достигается следующим:The task is achieved by the following:
1. Использование процесса пиролиза при утилизации хлорсодержащих отходов позволяет снизить возможность образования диоксинов (дибензодиоксинов и дибензофуранов) за счет связывания хлора уже на стадии термического разложения, так как выделяющийся в процессе разложения свободный хлор немедленно реагирует с обязательным продуктом пиролиза - водородом, образуя стойкое соединение HCl.1. The use of the pyrolysis process for the disposal of chlorine-containing waste reduces the possibility of the formation of dioxins (dibenzodioxins and dibenzofurans) due to the binding of chlorine already at the stage of thermal decomposition, since the free chlorine released during the decomposition process immediately reacts with the obligatory pyrolysis product - hydrogen, forming a stable HCl compound .
2. Загрузка отходов в камеру термического разложения через шлюзовое загрузочное устройство, постоянно промываемое инертным газом, исключает возможность попадания в камеру воздуха и образование в ней взрывоопасной газовоздушной смеси.2. The loading of waste into the thermal decomposition chamber through a lock loading device constantly flushed with an inert gas eliminates the possibility of air entering the chamber and the formation of an explosive gas-air mixture in it.
3. Косвенный нагрев отходов в камере термического разложения до температур 550-700°С через металлическую стенку камеры позволяет проводить процесс термического разложения (среднетемпературный пиролиз) без доступа кислорода и получать в качестве полупродуктов концентрированную горючую парогазовую смесь и полукокс.3. Indirect heating of the waste in the thermal decomposition chamber to temperatures of 550-700 ° C through the metal wall of the chamber allows the thermal decomposition process (medium temperature pyrolysis) without oxygen and to obtain concentrated flammable vapor-gas mixture and semi-coke as intermediates.
4. Сжигание концентрированной парогазовой смеси в циклонной топке при температуре 1200-1350°С и времени пребывания в этой зоне более двух секунд обеспечивает сгорание в качестве топлива всех органических компонентов, включая вредные, что гарантирует огневое обезвреживание газообразных продуктов и экологическую безопасность дымовых газов.4. The burning of a concentrated vapor-gas mixture in a cyclone furnace at a temperature of 1200-1350 ° C and a residence time of more than two seconds in this zone ensures that all organic components, including harmful ones, are burned as fuel, which ensures fire-fighting of gaseous products and the environmental safety of flue gases.
5. Подача в горелочное устройство циклонной топки воздуха, нагретого до 350-400°С отходящими дымовыми газами, позволяет интенсифицировать процесс горения.5. The supply to the burner of the cyclone furnace of air heated to 350-400 ° C with exhaust flue gases, allows to intensify the combustion process.
6. Нагрев камеры термического разложения дымовыми газами, полученными от сжигания газообразных продуктов пиролиза в циклонной топке и от сжигания полукокса на колосниковой решетке, позволяет использовать собственное тепло на поддержание и тепловое регулирование процесса пиролиза, обеспечивает автомодельность процесса и позволяет экономить внешнее топливо.6. The heating of the thermal decomposition chamber with flue gases obtained from the combustion of gaseous pyrolysis products in a cyclone furnace and from the burning of semi-coke on the grate, allows you to use your own heat to maintain and heat control the pyrolysis process, provides a self-similar process and allows you to save external fuel.
7. Перемешивание отходов в камере термического разложения, при одновременной подаче в ее нижнюю часть нагретого до 600-700°С инертного газа, приводит к образованию внутри камеры вынужденной циркуляции газовой среды, что способствует съему тепла со стенок камеры и значительно интенсифицирует процесс пиролиза. В качестве инертного газа может быть использован водяной пар.7. Stirring of the waste in the thermal decomposition chamber, while simultaneously supplying inert gas heated to 600-700 ° С to its lower part, leads to the formation of forced circulation of the gas medium inside the chamber, which contributes to the removal of heat from the chamber walls and significantly intensifies the pyrolysis process. Water can be used as an inert gas.
8. Использование «мокрого» скруббера ударного действия обеспечивает эффективную очистку дымовых газов от твердых взвешенных частиц, которые улавливаются жидкостью и оседают в его нижней части в виде шлама. Повторный пиролиз уловленного в скруббере шлама в КТР вместе с отходами снимает проблему необходимости его депонирования. Раствор HCl, образующийся в ходе термического разложения, нейтрализуется в скруббере добавлением соды.8. The use of a “wet” shock scrubber provides an effective purification of flue gases from solid suspended particles that are trapped by liquid and settle in its lower part in the form of sludge. Repeated pyrolysis of the sludge trapped in the scrubber in the KTP together with the waste eliminates the problem of the need to deposit it. The HCl solution formed during thermal decomposition is neutralized in a scrubber by the addition of soda.
9. Ведение всего технологического процесса под разрежением, создаваемым дымососом, расположенным в конце технологической цепочки, обеспечивает увеличение глубины термических превращений при пиролизе исходного материала, а также исключает возможность попадания газообразных продуктов пиролиза в окружающую среду.9. Maintaining the entire technological process under the vacuum created by the exhaust fan located at the end of the technological chain provides an increase in the depth of thermal transformations during pyrolysis of the starting material, and also eliminates the possibility of gaseous pyrolysis products entering the environment.
На чертеже представлена схема устройства, реализующего предлагаемый способ.The drawing shows a diagram of a device that implements the proposed method.
Установка содержит теплоизолированный корпус 1, во внутреннем объеме которого размещена металлическая камера термического разложения 2 (КТР), соединенная газоходом с вертикальной циклонной топкой 3. Верхняя часть камеры термического разложения снабжена загрузочным шлюзовым устройством 4, содержащим устройство для подачи инертного газа 5, а нижняя часть камеры снабжена люком 6, для выгрузки коксозольного остатка (полукокса) на колосниковую решетку 7. Камера термического разложения снабжена механическим перемешивающим устройством 8 и расположенной в ее нижней части системой подачи нагретого инертного газа 9. Инертный газ нагревается в устройстве 10 и догревается в устройстве 11, размещенных в корпусе установки. В корпусе 1, в непосредственной близости от КТР, размещена горелка 12. Вертикальная циклонная топка снабжена расположенным в ее верхней части газоходом 13 для ввода парогазовой смеси из КТР, постоянным источником открытого огня 14 (дежурным факелом) и системой подачи воздуха 15, снабженной системой подогрева 16, размещенной в газоходе-дожигателе 17 циклонной топки. Циклонная топка в нижней части снабжена двумя выходами для дымовых газов, один из которых направлен в сторону КТР, а другой соединен с газораспределителем 18, соединенным, через каталитический дожигатель 19 с теплообменником 20. Выход дымовых газов из теплообменника соединен через циклон 21, скруббер 22 и дымосос 23 с дымовой трубой 24.The installation comprises a heat-insulated casing 1, in the internal volume of which there is a metal thermal decomposition chamber 2 (KTP) connected by a gas duct to a vertical cyclone furnace 3. The upper part of the thermal decomposition chamber is equipped with a loading lock device 4 containing an inert gas supply device 5, and the lower part the chamber is equipped with a hatch 6, for unloading the coke ash residue (semi-coke) on the grate 7. The thermal decomposition chamber is equipped with a mechanical mixing device 8 and laid in its lower part by the heated inert gas supply system 9. The inert gas is heated in the device 10 and warmed up in the device 11 located in the installation casing. In case 1, in the immediate vicinity of KTR, a burner 12 is located. The vertical cyclone furnace is equipped with a gas duct 13 located in its upper part for introducing a gas-vapor mixture from KTR, a constant open-fire source 14 (standby torch), and an air supply system 15 provided with a heating system 16, located in the flue-afterburner 17 of the cyclone furnace. The cyclone furnace in the lower part is equipped with two exits for flue gases, one of which is directed towards KTP, and the other is connected to a gas distributor 18 connected through a catalytic afterburner 19 to a heat exchanger 20. The flue gas exit from the heat exchanger is connected through a cyclone 21, a scrubber 22 and smoke exhaust 23 with a chimney 24.
Утилизация отходов осуществляется следующим образом.Disposal of waste is carried out as follows.
Отходы через постоянно промываемое инертным газом шлюзовое устройство, перемещаются в камеру термического разложения (КТР), где они подвергаются термическому разложению (пиролизу) при температуре 550-700°С, в результате которого образуется примерно 60-70% газообразных горючих газов и 30-40% коксозольного остатка (полукокса). Камера термического разложения нагревается с внешней стороны комплексно расположенной в непосредственной близости к ней горелкой, дымовыми газами от сжигания в циклонной топке при температуре 1200-1300°С, газообразных продуктов пиролиза (парогазовой смеси) и дымовыми газами от сжигания на колосниковой решетке твердых продуктов пиролиза (полукокса). Теплообмен во внутреннем объеме камеры термического разложения интенсифицируют постоянным перемешиванием отходов и созданием вынужденной циркуляции газовой фазы за счет подачи в нижнюю часть камеры нагретого до 600-700°С инертного газа. Газообразные продукты пиролиза из камеры термического разложения вводят для сжигания в топочный объем циклонной топки, снабженный постоянным источником открытого огня, за счет разрежения, создаваемого дымососом, и посредством инжекции воздухом. Необходимый для горения продуктов воздух предварительно подогревается до 350-400°С отходящими дымовыми газами и используется в качестве инжектирующей среды. Дымовые газы из топки за счет тяги дымососа последовательно просасываются через картридж каталитического дожигателя, где происходит низкотемпературное доокисление остатков органических соединений, теплообменник, где осуществляется снижение температуры газов до уровня 150-120°С, и поступают в систему пылеочистки. В системе пылеочистки производится сначала очистка дымовых газов от пыли в «сухом» пилоне, а затем их промывка жидкостью в «мокром» скруббере ударного действия. Очищенные дымовые газы поступают в дымовую трубу, через которую выбрасываются в атмосферу. Твердые продукты пиролиза выгружают из КТР на колосниковую решетку, где они дожигаются до золы за счет окислительной составляющей и теплового потенциала дымовых газов из топки и от горелки. Приготовление нагретого инертного газа осуществляют также за счет теплового потенциала дымовых газов. Уловленный в скруббере шлам направляют на повторный пиролиз в камеру термического разложения. Весь процесс проводят под разрежением.Waste through a constantly inert gas flush lock device is transported to a thermal decomposition chamber (CTE), where it undergoes thermal decomposition (pyrolysis) at a temperature of 550-700 ° C, resulting in approximately 60-70% of gaseous combustible gases and 30-40 % coke residue (semi-coke). The thermal decomposition chamber is heated from the outside by a burner integrated in the immediate vicinity, flue gases from combustion in a cyclone furnace at a temperature of 1200-1300 ° C, gaseous pyrolysis products (steam-gas mixture) and flue gases from combustion on the grate of solid pyrolysis products ( semi-coke). Heat transfer in the internal volume of the thermal decomposition chamber is intensified by constant mixing of the waste and the creation of a forced circulation of the gas phase due to the supply of inert gas heated to 600-700 ° C to the lower part of the chamber. Gaseous pyrolysis products from the thermal decomposition chamber are introduced for combustion into the furnace volume of the cyclone furnace, equipped with a constant source of open fire, due to the vacuum created by the smoke exhauster, and by air injection. The air required for the combustion of products is preheated to 350-400 ° C with exhaust flue gases and used as an injection medium. Flue gases from the furnace due to the draft of the exhaust fan are successively sucked through the catalytic afterburner cartridge, where the low-temperature oxidation of the residues of organic compounds takes place, the heat exchanger, where the temperature of the gases is reduced to the level of 150-120 ° С, and enters the dust cleaning system. In the dust cleaning system, the flue gases are first cleaned of dust in a “dry” pylon and then washed with liquid in a “wet” impact scrubber. Purified flue gases enter the chimney through which they are released into the atmosphere. Solid pyrolysis products are discharged from KTP to the grate, where they are burned to ash due to the oxidizing component and the thermal potential of the flue gases from the furnace and from the burner. The preparation of heated inert gas is also carried out due to the thermal potential of the flue gases. The sludge trapped in the scrubber is sent for re-pyrolysis to the thermal decomposition chamber. The whole process is carried out under vacuum.
Ниже приведены примеры, подтверждающие практическую применимость предлагаемого способа.The following are examples confirming the practical applicability of the proposed method.
Пример 1. Утилизирована партия хлорсодержащих отходов в количестве 50 кг следующего морфологического состава (мас.%):Example 1. A batch of chlorine-containing waste in an amount of 50 kg of the following morphological composition (wt.%) Was disposed of:
резина - 85%, ветошь - 5%, ткань ПХВ - 5%, пластикат - 2%, бумажные отходы + полиэтилен - 3%. Хлор (до половины массы) содержится в пластикате и ткани ПХВ.rubber - 85%, rags - 5%, PVC fabric - 5%, plastic - 2%, paper waste + polyethylene - 3%. Chlorine (up to half the mass) is contained in the plastic compound and the PVC fabric.
В качестве конечных продуктов процесса образовались дымовые газы, сухая зола и шлам.Flue gases, dry ash and sludge formed as end products of the process.
Основные экологические показатели процесса.Key environmental indicators of the process.
Среднее содержание твердых взвешенных частиц в дымовых газах в дымовой трубе на выходе в атмосферу - 2,34 мг/м3.The average content of suspended solids in flue gases in the chimney at the outlet to the atmosphere is 2.34 mg / m 3 .
Выход золы на исходное сырье - 4%, выход шлама - 0,5%.The ash yield of the feedstock is 4%, the sludge yield is 0.5%.
Соляная кислота, накапливающаяся в скруббере, периодически нейтрализовалась добавлением углекислого натрия (сода) в соотношении сода/кислота = 1,45 кг/кг.The hydrochloric acid accumulating in the scrubber was periodically neutralized by the addition of sodium carbonate (soda) in the ratio soda / acid = 1.45 kg / kg.
Пример 2. Утилизирована партия ТБО усредненного морфологического состава в количестве 30 кг.Example 2. A batch of solid waste of an average morphological composition in the amount of 30 kg was disposed of.
Выполнены прямые замеры содержания полихлорированных дибензо-п-диоксинов и дибензофуранов в устье источника выброса - дымовой трубе установки.Direct measurements were made of the content of polychlorinated dibenzo-p-dioxins and dibenzofurans at the mouth of the discharge source - the chimney of the installation.
Анализ отобранной пробы производился методом хромато-масс-спектрометрии (ПНД Ф 13.3.10-97).The analysis of the selected sample was carried out by chromatography-mass spectrometry (PND F 13.3.10-97).
Величина массового выброса в атмосферу полихлорированных дибензо-п-диоксинов и дибензофуранов составила 0,6 нг/с, в эквивалентах токсичности 2,3,7,8-ТХДД. Значение максимальной приземной концентрации полихлорированных дибензо-п-диоксинов и дибензофуранов в эквивалентах токсичности 2,3,7,8-ТХДД, полученное расчетным путем по методике ОНД-86 (при высоте трубы 10 м для европейской части РФ без учета фона), составляет 0,5 пг/н.м3 на расстоянии 45 м от источника выброса.The mass emission into the atmosphere of polychlorinated dibenzo-p-dioxins and dibenzofurans was 0.6 ng / s, in toxic equivalents 2,3,7,8-TCDD. The value of the maximum surface concentration of polychlorinated dibenzo-p-dioxins and dibenzofurans in toxic equivalents of 2,3,7,8-TCDD calculated by the OND-86 method (at a pipe height of 10 m for the European part of the Russian Federation without background) is 0 , 5 pg / nm 3 at a distance of 45 m from the source of emission.
Пример 3. Для разогрева установки до рабочей температуры и в том числе камеры термического разложения до 800°С, в течение 1 часа необходимо затратить 8 кг дизельного топлива, что составляет примерно 80000 ккал. Для поддержания процесса пиролиза с учетом потерь, при использовании в качестве дежурного факела той же горелки, необходимы затраты тепла в количестве примерно 95000 ккал/час. В то же время при пиролизе 50-ти килограмм ТБО (Qн p=~3000 ккал/кг) в течение часа выделяется ~150000 ккал. Это тепло концентрируется в дымовых газах, выходящих из циклонной топки, и необходимая его часть путем байпастирования используется для постоянного подогрева камеры термического разложения. Таким образом, отключение горелочного устройства, после нагрева установки до рабочей температуры, позволяет экономить внешнее топливо.Example 3. To warm the installation to operating temperature, including the thermal decomposition chamber to 800 ° C, within 1 hour it is necessary to spend 8 kg of diesel fuel, which is approximately 80,000 kcal. To maintain the pyrolysis process taking into account losses, when using the same burner as the duty torch, heat costs of approximately 95,000 kcal / h are required. At the same time, during the pyrolysis of 50 kg of MSW (Q n p = ~ 3000 kcal / kg), ~ 150,000 kcal is released within an hour. This heat is concentrated in the flue gases leaving the cyclone furnace, and the necessary part of it is bypassed to continuously heat the thermal decomposition chamber. Thus, turning off the burner, after heating the unit to operating temperature, allows you to save external fuel.
Пример 4. Перемешивание отходов внутри камеры механической мешалкой со скоростью 15 об/мин, при одновременной подаче в нижнюю часть камеры перегретого до 540°С водяного пара в количестве 3 кг/час, за счет увеличения интенсивности конвективного переноса тепла, позволило сократить время пиролиза на 12%.Example 4. Stirring of the wastes inside the chamber with a mechanical stirrer at a speed of 15 rpm, while at the same time supplying 3 kg / h of water vapor superheated to 540 ° С to the lower part of the chamber, due to the increase in the intensity of convective heat transfer, reduced the pyrolysis time by 12%.
Таким образом, совокупность указанных существенных признаков обеспечивает возможность экологически чистой термической утилизации твердых отходов, а также улучшает экономические показатели за счет экономии топлива и сокращения времени процесса.Thus, the combination of these essential features provides the opportunity for environmentally friendly thermal disposal of solid waste, and also improves economic performance due to fuel economy and reduction of process time.
В связи с вышеизложенным предлагаемое изобретение отвечает критерию «новизна».In connection with the foregoing, the present invention meets the criterion of "novelty."
Анализ технических решений, относящихся к способу утилизации отходов, позволяет выявить в них признаки, отличающие заявленное техническое решение от прототипа, что, в свою очередь, позволяет сделать вывод о соответствии критерию «изобретательский уровень».Analysis of technical solutions related to the method of waste disposal, reveals in them the signs that distinguish the claimed technical solution from the prototype, which, in turn, allows us to conclude that the criterion of "inventive step".
Источники информацииInformation sources
1. Беспамятов Г.П., Богушевская К.К. и др. Технические методы обезвреживания отходов. Л.: Химия, 1975 г.1. Bespamyatov G.P., Bogushevskaya K.K. and others. Technical methods of waste disposal. L .: Chemistry, 1975.
2. JOSEPH EGLI AG, Verbrennungsanlagen, Industrie - und umweltschutzanlagen, http/www.jeag.com.2. JOSEPH EGLI AG, Verbrennungsanlagen, Industrie - und umweltschutzanlagen, http://www.jeag.com.
3. Инсинератор, серия ИН, ТУ 4859-003-27478712-96, Торговый дом «Турмалин», С-Петербург, 1997 г.3. Incinerator, IN series, TU 4859-003-27478712-96, Trading house "Tourmaline", St. Petersburg, 1997
4. Установка для пиролиза отходов композиционных материалов. RU 2208203, С2.4. Installation for the pyrolysis of waste composite materials. RU 2208203, C2.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007109894/03A RU2338122C1 (en) | 2007-03-20 | 2007-03-20 | Method for recycling of wastes that contain organics |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007109894/03A RU2338122C1 (en) | 2007-03-20 | 2007-03-20 | Method for recycling of wastes that contain organics |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2338122C1 true RU2338122C1 (en) | 2008-11-10 |
Family
ID=40230371
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007109894/03A RU2338122C1 (en) | 2007-03-20 | 2007-03-20 | Method for recycling of wastes that contain organics |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2338122C1 (en) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2387847C1 (en) * | 2009-03-10 | 2010-04-27 | Открытое акционерное общество "Инженерный центр энергетики Урала - УРАЛВНИПИЭНЕРГОПРОМ, Уралсельэнергопроект, УралТЭП, УралОРГРЭС, УралВТИ, Уралэнергосетьпроект, Челябэнергосетьпроект" | Steam gas plant with coal pyrolysis |
| WO2015038025A1 (en) * | 2013-09-16 | 2015-03-19 | Jamalova Gulya Abaevna | Method and installation for utilizing solid household waste in landfills |
| RU2572400C2 (en) * | 2013-10-25 | 2016-01-10 | Максим Натанович Стрижевский | Pyrolysis cleaning of processing tooling and recovery of production wastes |
| RU2684263C1 (en) * | 2018-10-31 | 2019-04-04 | Акционерное общество "Энергетический институт им. Г.М. Кржижановского" (АО "ЭНИН") | Method of recycling solid medical wastes |
| RU2688990C1 (en) * | 2018-08-06 | 2019-05-23 | Общество с ограниченной ответственностью "Новые технологии" | Method of utilization of solid hydrocarbon wastes (including medical and biological wastes) and installation for its implementation |
| RU2700424C1 (en) * | 2019-04-25 | 2019-09-17 | Акционерное общество "Энергетический институт им. Г.М. Кржижановского" (АО "ЭНИН") | Method for utilization of solid chlorine-containing medical waste |
| RU2711422C1 (en) * | 2018-10-31 | 2020-01-17 | Акционерное общество "Энергетический институт им. Г.М. Кржижановского" (АО "ЭНИН") | Unit for recycling solid medical wastes |
| RU196603U1 (en) * | 2019-12-31 | 2020-03-06 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пензенский государственный технологический университет" | INSTALLATION OF SOLID WASTE DISPOSAL |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1594370A (en) * | 1977-11-08 | 1981-07-30 | Energy Inc | Treatment of waste |
| RU17599U1 (en) * | 2000-11-03 | 2001-04-10 | Двоскин Григорий Исакович | SOLID WASTE PROCESSING PLANT |
| RU27678U1 (en) * | 2002-09-06 | 2003-02-10 | Решитько Валерий Фёдорович | COMPREHENSIVE INSTALLATION FOR DISINFECTION AND DISPOSAL OF SOLID MEDICAL WASTE |
| RU42289U1 (en) * | 2004-07-22 | 2004-11-27 | Ооо Нпо "Экотехслав" | INSTALLATION FOR DISPOSAL OF SOLID WASTE |
| RU46560U1 (en) * | 2005-02-28 | 2005-07-10 | Авраменко Александр Владимирович | INSTALLATION FOR DISPOSAL OF WASTE CONTAMINATED BY RADIOACTIVE COMPONENTS |
| RU52978U1 (en) * | 2005-10-14 | 2006-04-27 | Григорий Исакович Двоскин | INSTALLATION FOR DISPOSAL OF OIL SLUDGES AND ORGANIC CONTAMINATED SOILS |
| RU2005118381A (en) * | 2005-06-15 | 2006-12-20 | Александр Владимирович Авраменко (RU) | METHOD FOR DISPOSAL OF WASTE CONTAMINATED BY RADIOACTIVE COMPONENTS |
-
2007
- 2007-03-20 RU RU2007109894/03A patent/RU2338122C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1594370A (en) * | 1977-11-08 | 1981-07-30 | Energy Inc | Treatment of waste |
| RU17599U1 (en) * | 2000-11-03 | 2001-04-10 | Двоскин Григорий Исакович | SOLID WASTE PROCESSING PLANT |
| RU27678U1 (en) * | 2002-09-06 | 2003-02-10 | Решитько Валерий Фёдорович | COMPREHENSIVE INSTALLATION FOR DISINFECTION AND DISPOSAL OF SOLID MEDICAL WASTE |
| RU42289U1 (en) * | 2004-07-22 | 2004-11-27 | Ооо Нпо "Экотехслав" | INSTALLATION FOR DISPOSAL OF SOLID WASTE |
| RU46560U1 (en) * | 2005-02-28 | 2005-07-10 | Авраменко Александр Владимирович | INSTALLATION FOR DISPOSAL OF WASTE CONTAMINATED BY RADIOACTIVE COMPONENTS |
| RU2005118381A (en) * | 2005-06-15 | 2006-12-20 | Александр Владимирович Авраменко (RU) | METHOD FOR DISPOSAL OF WASTE CONTAMINATED BY RADIOACTIVE COMPONENTS |
| RU52978U1 (en) * | 2005-10-14 | 2006-04-27 | Григорий Исакович Двоскин | INSTALLATION FOR DISPOSAL OF OIL SLUDGES AND ORGANIC CONTAMINATED SOILS |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2387847C1 (en) * | 2009-03-10 | 2010-04-27 | Открытое акционерное общество "Инженерный центр энергетики Урала - УРАЛВНИПИЭНЕРГОПРОМ, Уралсельэнергопроект, УралТЭП, УралОРГРЭС, УралВТИ, Уралэнергосетьпроект, Челябэнергосетьпроект" | Steam gas plant with coal pyrolysis |
| WO2015038025A1 (en) * | 2013-09-16 | 2015-03-19 | Jamalova Gulya Abaevna | Method and installation for utilizing solid household waste in landfills |
| RU2572400C2 (en) * | 2013-10-25 | 2016-01-10 | Максим Натанович Стрижевский | Pyrolysis cleaning of processing tooling and recovery of production wastes |
| RU2688990C1 (en) * | 2018-08-06 | 2019-05-23 | Общество с ограниченной ответственностью "Новые технологии" | Method of utilization of solid hydrocarbon wastes (including medical and biological wastes) and installation for its implementation |
| RU2684263C1 (en) * | 2018-10-31 | 2019-04-04 | Акционерное общество "Энергетический институт им. Г.М. Кржижановского" (АО "ЭНИН") | Method of recycling solid medical wastes |
| RU2711422C1 (en) * | 2018-10-31 | 2020-01-17 | Акционерное общество "Энергетический институт им. Г.М. Кржижановского" (АО "ЭНИН") | Unit for recycling solid medical wastes |
| RU2700424C1 (en) * | 2019-04-25 | 2019-09-17 | Акционерное общество "Энергетический институт им. Г.М. Кржижановского" (АО "ЭНИН") | Method for utilization of solid chlorine-containing medical waste |
| RU196603U1 (en) * | 2019-12-31 | 2020-03-06 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пензенский государственный технологический университет" | INSTALLATION OF SOLID WASTE DISPOSAL |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2338122C1 (en) | Method for recycling of wastes that contain organics | |
| Rutberg et al. | The technology and execution of plasmachemical disinfection of hazardous medical waste | |
| KR100314507B1 (en) | Incinerator | |
| RU2166697C1 (en) | Plant for receiving moisture from air | |
| RU2135895C1 (en) | Domestic waste combustion plant | |
| RU88103U1 (en) | MOBILE WASTE PROCESSING PLANT | |
| JP3952702B2 (en) | Pyrolysis treatment facility using gas engine power generation facility using digestion gas | |
| KR100433095B1 (en) | Thermal cracking system with a movable grate in a incinerator | |
| RU118027U1 (en) | INSTALLATION FOR THERMAL DESTRUCTION OF SOLID BIOLOGICAL WASTE | |
| RU2147713C1 (en) | Method of thermal reworking of solid wastes | |
| RU89670U1 (en) | DEVICE FOR DISPOSAL OF WET WASTE CONTAINING ORGANIC MATERIALS | |
| RU231732U1 (en) | INDUSTRIAL AND DOMESTIC WASTE DISPOSAL UNIT | |
| WO2011014094A1 (en) | Method and device for recycling moist waste matter comprising organic materials | |
| RU231530U1 (en) | INDUSTRIAL AND DOMESTIC WASTE DISPOSAL UNIT | |
| RU231486U1 (en) | INDUSTRIAL AND DOMESTIC WASTE DISPOSAL UNIT | |
| EP1071912B1 (en) | Method and apparatus for the prevention of global warming, through elimination of hazardous exhaust gases of waste and/or fuel burners | |
| RU16193U1 (en) | WASTE PROCESSING PLANT | |
| JP2002276912A (en) | Method and apparatus for incinerating waste | |
| RU2688990C1 (en) | Method of utilization of solid hydrocarbon wastes (including medical and biological wastes) and installation for its implementation | |
| JP2003010824A (en) | Heating and processing method and apparatus therefor | |
| RU27678U1 (en) | COMPREHENSIVE INSTALLATION FOR DISINFECTION AND DISPOSAL OF SOLID MEDICAL WASTE | |
| RU52978U1 (en) | INSTALLATION FOR DISPOSAL OF OIL SLUDGES AND ORGANIC CONTAMINATED SOILS | |
| RU2248769C2 (en) | Method of utilizing emission gases when combusting toxic industrial wastes | |
| JP2001316675A (en) | Carbonization apparatus | |
| KR101161367B1 (en) | Material for incinerating waste and incinerating method using the same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20111010 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140321 |