CN1367812A - 可燃性废弃物的处理方法 - Google Patents

可燃性废弃物的处理方法 Download PDF

Info

Publication number
CN1367812A
CN1367812A CN00811183A CN00811183A CN1367812A CN 1367812 A CN1367812 A CN 1367812A CN 00811183 A CN00811183 A CN 00811183A CN 00811183 A CN00811183 A CN 00811183A CN 1367812 A CN1367812 A CN 1367812A
Authority
CN
China
Prior art keywords
combustible waste
destructive distillation
treatment process
waste treatment
carbide
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Granted
Application number
CN00811183A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1168798C (zh
Inventor
上野一郎
冈田敏彦
有山达郎
庵屋敷孝思
六川庄一
石井纯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Engineering Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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 Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Publication of CN1367812A publication Critical patent/CN1367812A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1168798C publication Critical patent/CN1168798C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10BDESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B57/00Other carbonising or coking processes; Features of destructive distillation processes in general
    • C10B57/16Features of high-temperature carbonising processes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/3078Thermal treatment, e.g. calcining or pyrolizing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/20Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising free carbon; comprising carbon obtained by carbonising processes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10BDESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B53/00Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10BDESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B57/00Other carbonising or coking processes; Features of destructive distillation processes in general
    • C10B57/02Multi-step carbonising or coking processes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L5/00Solid fuels
    • C10L5/40Solid fuels essentially based on materials of non-mineral origin
    • C10L5/46Solid fuels essentially based on materials of non-mineral origin on sewage, house, or town refuse
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10Biofuels, e.g. bio-diesel
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/30Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

可燃性废弃物的处理方法是由用于得到干馏碳化物和可燃性气体,对可燃性废弃物进行干馏的工序、为了净化过程中排放气体,把干馏碳化物吹入到过程中的排放气体中的工序、用集尘装置回收过程中排放气体中的干馏碳化物的工序组成。干馏至少要在400℃以上的温度下进行。

Description

可燃性废弃物的处理方法
技术领域
本发明是关于可燃性废弃物处理方法的发明。具体说是关于不产生HCl和二噁英等有害物质,处理可燃性废弃物的方法。
背景技术
可燃性废弃物现在一般是作为锅炉用燃料、水泥用原料、发电用燃料等来有效的利用,或掩埋处理。此外还有大家知道的作为可燃性废弃物特殊形式的固化垃圾燃料(RDF:Refuse Derived Fuel)。固化垃圾燃料是把可燃性垃圾作为燃料资源可以再利用的固化后的垃圾,在它的存储性能、运输性能和性状的稳定性方面看有可能代替矿物燃料,正在研究用它做锅炉用燃料、水泥用原料、发电用燃料等来使用。
可是存在有包含RDF在内的可燃性废弃物中的氯造成水泥质量降低,因燃烧气体中存在有HCl(氯化氢)造成的锅炉水管的腐蚀,发电效率降低,燃烧排放气体中和粉尘中含有二噁英等问题。此外含有副产品的重金属的灰尘最终处理要另寻途径,为了有效利用可燃性废弃物,对排放气体的处理、粉尘和灰的处理等的附属设备、工艺需要另外的办法。
最近正在开发从这些可燃性废弃物中制造活性炭来有效利用可燃性废弃物的技术。例如特开平9-208963号公报中发表了从工业废弃物制造价格便宜的活性炭的技术。
但是现状是由于包含RDF在内的可燃性废弃物中含有不纯物,例如氯,灰分,重金属等,由此得到的活性炭的利用就受到限制。也就是即使在干馏过程中把氯除去,在制造的活性炭中也还含有灰分和灰分中的重金属,所以存在有把重金属熔炼出来的问题,不能用于水处理。此外最初原料的可燃性废弃物的性状有各种各样,在干馏过程中粉化等,得到的活性炭形状不统一,这也是限制其利用的原因之一。
发明内容
本发明的目的是提供一种不排出HCl和二噁英,重金属等有害物质,把可燃性废弃物作为燃料有效利用的方法。
为了达到上述目的,本发明提供由下述组成的可燃性废弃物的处理方法:为了得到干馏碳化物和可燃性气体,把可燃性废弃物干馏的工序以及使过程中排放的气体净化的使用工序;此可燃性废弃物至少从含有纸和塑料组成的东西中选一种,此可燃性废弃物进而还可含有从煤、煤焦油、沥青、活性污泥和石油系列的残渣中的至少一种。此外此可燃性废弃物进而还可含有轧制氧化铁皮和点集尘器粉尘中的至少一种。
此可燃性废弃物也可以是固化垃圾燃料(RDF:Refuse DerivedFuel)。
此干馏工序要在400℃以上干馏温度条件下干馏可燃性废弃物。希望至少在600℃以上干馏温度条件下干馏可燃性废弃物。
为了除去干馏碳化物中的挥发成分,也可以在1000℃-1300℃的干馏温度干馏可燃性废弃物。希望上述干馏碳化物的挥发成分在重量%的1%以下。希望此干馏工序在非活性的气氛中干馏可燃性废弃物。也可以对干馏得到的干馏碳化物进行活化处理。经过活化处理的干馏碳化物的比表面积和细孔直径要变大。
为了净化过程中排放的气体,此干馏碳化物被吹入到过程中的排放气体中。此过程中的排放气体希望是从垃圾焚烧炉、发电厂、炼钢用电炉、废金属熔炼炉、炼铁用烧结机等的排放气体中任选一种过程中的排放的气体。
回收的干馏碳化物可以作为燃料或原料使用。作为燃料用于炼铁用烧结机生产烧结矿。干馏工序中得到的可燃性气体可以作为干馏用的热源或炼铁过程的热源来利用。
本发明还提供由把可燃性废弃物预干馏的工序、使预干馏碳化物成型的工序、成型后干馏制成干馏碳化物的工序组成的可燃性废弃物处理方法。
此预干馏希望在300-800℃温度下进行。成型是用球团机成型,希望制作成球团。干馏希望在600-1000℃温度下进行。
此可燃性废弃物即可以是含有固化垃圾燃料的可燃性废弃物,也可以是固化垃圾燃料。希望此可燃性废弃物是具有O/C原子数比为0.2-0.8,H/C原子数比为0.5-2.3的可燃性废弃物。
上述可燃性废弃物的处理方法进而也可具有破碎预干馏碳化物的工序和从破碎的预干馏碳化物去除铁和有色金属的工序。此外上述的可燃性废弃物处理方法也可有把粘合剂加入到此预干馏碳化物中,进行混合的工序。
此干馏碳化物可以作为排放气体处理剂使用。细颗粒的干馏碳化物返回到使预干馏碳化物成型的工序,或作为燃料的吹入原料来使用。
本发明提供使可燃性废弃物在500-1000℃温度下进行干馏的工序,以及干馏后得到干馏物和干馏气体的工序组成的可燃性废弃物的处理方法。希望干馏在0.5-50MPa的压力下进行。
本发明提供准备固化垃圾燃料的工序、把固化垃圾燃料在500-1000℃温度下进行干馏的工序、干馏后得到干馏物和干馏气体的工序组成的可燃性废弃物处理方法。固化垃圾燃料希望是含有粘合剂的固化垃圾燃料。
附图简要说明
图1为表示用于对可燃性废弃物进行干馏处理的电炉简图。
图2为表示用于评价吸附性能的试验装置的图。
图3为表示烧结试验装置的简图。
图4为表示从可燃性废弃物制造活性炭的流程简图。
图5为表示干馏使用的另一种管式电炉结构的简图。
图7为表示干馏碳化物的制造和使用方法的模式图。
图8为表示制造干馏碳化物流程简图。
图9为表示用于评价吸附性能使用的吸附塔的模式图。
实施发明的最佳方案最佳方案1
最佳方案1的可燃性废弃物处理方法的特征为:干馏可燃性废弃物,得到的干馏物用于净化过程中的排放气体。
在最佳方案1中,通过可燃性废弃物的干馏处理,利用可燃成分中的碳元素的机能。也就是利用把可燃性废弃物干馏处理,把可燃性废弃物中含有的可燃物碳化并成多孔状。这是由于干馏过程可燃物中通过含有的纤维素的脱水反应形成气孔。这种碳化的多孔干馏碳化物吸附二噁英等有害物质的能力非常大。因此利用把此干馏碳化物吹入各种过程中的排放气体中,可使排放的气体净化。此外通过可燃性废弃物干馏,可以去除含有的氯成分。一般干馏过程是在惰性气氛的条件下,所以能抑制二噁英类的生成。
可燃性废弃物也可以是炼钢厂产生的废煤粉、活性污泥。
以前曾指出,这种炼钢厂废弃物的废煤粉、活性污泥是用烧结机处理的,这些废弃物中含有的氯化物和有机物是生成二噁英的物质。由于把含有废煤粉和活性污泥的可燃性废弃物进行干馏处理,所以能抑制上述二噁英类的生成。
希望把回收的干馏碳化物作为各种工艺中的热源、原料中的一种加以利用。通过把可燃性废弃物中的可燃成分在两个阶段来利用,能有效利用可燃性废弃物。也就是首先在第1阶段利用碳元素的机能,进行上述的排放气体的净化。在第2阶段把吸附了有害物质的干馏碳化物作为各种工艺过程中的热源、原料中的一种来利用。由于干馏碳化物中含有的氯含量非常少,即使把干馏碳化物作为热源、原料来使用,也不会成为生成HCl和二噁英类的原因。干馏碳化物吸附的二噁英通过各种工艺过程中的燃烧热而被分解。
希望被回收的干馏碳化物中的挥发成分的量在重量百分数表示的5%以下。最好是在1重量%以下。干馏碳化物中的挥发成分的量在5重量%以下的话,作为热源、原料使用时,可以抑制二噁英的生成。
回收的干馏碳化物可作为热源和原料使用。
作为固体燃料的用途,特别是炼铁过程中烧结机用热源使用是有效的。这是由于燃烧温度最高达1400℃,被放入的二噁英和它的前体物质几乎都要分解,以及灰分最终在高炉中形成炉渣(无害化),可以大量处理等原因。
关于干馏可燃性废弃物的温度,在作为烧结机原料使用的情况下,希望尽量除去干馏物中成为生成二噁英原因的挥发成分,为此要提高干馏温度,希望在1000℃以上。
希望把钢厂内产生轧制氧化铁皮和电集尘器粉尘放在干馏可燃废弃物的干馏炉中处理。现在轧制氧化铁皮和电集尘器粉尘这样的钢厂废弃物用烧结机处理,但这些废弃物中含有的氯化物和有机化合物被认为是生成二噁英的物质,被认为是一个现存的问题。在本方法中把这些钢厂的废弃物和可燃性废弃物放在一起,先干馏处理后再用烧结机处理,可以把二噁英的生成控制到最低限度。
干馏可燃性废弃物时生成的可燃性气体,可作为干馏用的热源或钢厂工艺过程的热源。干馏固化垃圾燃料时生成的可燃性气体可以作为干馏用的热源循环使用。由于此气体中含有氯等有害物质,为了要利用它必须要有除去这些有害物质的装置。此外还需要除去干馏装置排放气体有害物质用的装置。把产生的可燃性气体作为干馏用的热源循环使用的话,可以省掉除去可燃性气体含有的有害物质的装置。
此外可以把此可燃性气体作为炼铁各种工艺过程(高炉、焦炉、烧结炉等)的热源使用。在这些炼铁的各种过程中,由于设置有性能好的排放气体处理设备,没有必要为了除去可燃性气体含有的有害物质,另外再设置排放气体处理设备。
下面详细说明本发明实施方案的示例。
作为原料的可燃性废弃物是在一般废弃物和工业废弃物中含有可燃性成分的废弃物,由可燃性物质和不可燃性物质组成。此比例很大程度上取决于作为原料的垃圾的材质,可燃性物质以纸和塑料为主,不可燃性物质有金属、砂等。具体说,可燃性废弃物有碎纸、旧纸、木屑、纤维屑、废塑料、厨房垃圾、稻壳、豆渣、咖啡渣、玉米渣、啤酒渣、橘皮、研磨机的粉末、下水污泥以及一般家庭排出的一般的废弃物。
在本发明的实施方案中,最具特色的实施方案是通过分两段利用可燃性废弃物的可燃成分(把这叫做阶段式),以达到更有效利用的目的,同时利用在炼铁过程中,通过处理使有害的杂质变得无害。
也就是说首先在第1阶段利用碳的功能。通过可燃性废弃物干馏处理,把含有的可燃物碳化变成多孔状。这是由于利用含在可燃物中的纤维脱水反应,形成碳化的多孔体。利用把这样形成的多孔体的碳作为吸附材料使用,来利用碳的机能。然后在第2阶段开始通过作为热源来利用,以达到有效利用上述可燃性废弃物的目的。
也可以在可燃性废弃物中加入作为第3种成分的褐煤等的煤和煤焦油、沥青、活性污泥、石油系列残渣等。由于添加这些物质,碳的比例相对于灰分是增加了,可以期望作为吸附剂使用的性能会提高。特别是可以利用炼钢厂产生的可燃性废弃物的废煤等。也可以把轧制氧化铁皮和电集尘器的粉尘等钢厂内的废弃物同时进行处理。通常这些钢厂内的废弃物是用烧结机进行处理的,存在的问题是在这些废弃物中含有的氯化物和有机化合物是生成二噁英的物质。与此相反,预先干馏处理后在烧结机处理的话,可以把产生二噁英控制到最低限度。
干馏处理是在非活性气氛中进行。通过在非活性气氛中处理,抑制了碳的燃烧。其结果是能够提高干馏物的成品率和干馏物中碳的比例,同时能够抑制二噁英的产生。此外在氧和水蒸气存在的条件下,利用干馏使碳的比表面积增加,可扩大细孔径。
干馏炉也可利用一般的工业炉。例如回转窑、活动炉底式炉、炼焦炉等。干馏温度在400℃以上,希望在600℃以上。在400℃以下作为吸附剂使用得不到所需要的比表面积和吸附性能。此外作为烧结机的热源使用的情况下,为了尽力除去干馏物中的挥发成分,希望在1000℃以上干馏。这是由于挥发成分是指生成二噁英的物质。但是为了避免一部分灰分熔融造成操作上的事故,希望不要超过1300℃。在作为烧结机热源使用时,希望干馏时间长,尽量减少挥发成分。
也可以利用水蒸气对得到的干馏物进行活化处理。通过这样处理后可期待比表面积和细孔径变大。但是必须注意的是在干馏物中灰分含量高的情况下,由于碳的消耗,相反有时会出现比表面积降低的情况。
得到的干馏物也可以直接吹入各种工艺过程中的排放气体中,根据需要希望进行破碎处理。通过破碎处理可以增加比表面积,提高向排放气体中的分散程度。希望破碎的粒度在5mm以下,最好在1mm以下。对破碎处理的考虑一般是上述粒度组成占有一定的比例就可以。例如0.8mm以下的粒度组成重量百分比占80%以上的破碎程度就可以。再有同时或破碎后也可用比重分离等方法除去灰分。这样做可使单位重量吸附剂的比表面积增加。
希望干馏碳化物中挥发成分在5重量%以下。最好在1重量%以下。采用这样的做法,在用于热源和原料时能把二噁英的产生抑制到最小的限度。
把得到的干馏物作为吹入对象的排气,例如是从垃圾焚烧炉、发电厂、炼钢用电炉、废料融化炉、炼铁过程中的烧结机等产生的。吹入得到干馏物主要是为了除去排放气体中含有的二噁英和SOx。可以在集尘器之前吹入排放气体中。吹入干馏物可以使用一般的吹入固体的喷嘴,与空气或氮气等的气流同时吹入。吸附剂的吹入量与排放气体的种类有关,一般每1Nm3的排放气体中吸附剂中碳质量的换算吹入量在0.01到1.0Nm3,希望是0.1到0.5Nm3。其中所谓的碳的质量是除去吸附剂中的灰分的值。其中所说灰分是指用JIS M8812测定的值。
使用的集尘装置可以用袋滤器或电集尘器。集尘时的排放气体温度在200℃以下,最好在150℃以下。这是因为在200℃以上的话,除去二噁英的效果明显降低,根据情况的不同,有时会出现二噁英再合成而增加的情况。
用集尘装置回收的干馏物可以直接掩埋,但最好作为固体燃料使用。例如可用于发电用燃料、水泥用原料燃料、锅炉用燃料。通过干馏挥发性杂质的氯大部分被除去,所以也可用于水泥的原料燃料。但是作为锅炉用燃料使用时,希望尽可能使其充分燃烧。在不完全燃烧的情况下,有可能生成二噁英,要采用其他的处理排放气体的方法。
作为固体燃料使用,特别是用于炼铁过程烧结机用的热源是有效的。这是由于燃烧温度最高为1400℃左右,投入的二噁英和它的前体物质几乎分解,灰分最终在高炉成炉渣(变得无害),可大批量处理的原因。
干馏时生成的可燃性气体希望可以作为干馏用热源或炼钢厂内工艺过程的热源使用。炼钢厂内热源利用的目标是高炉、焦炉、金属加热炉、热处理炉和焚烧炉。这些炼铁设备中设置有高性能的排放气体处理设备,所以干馏时生成的可燃性气体用于这些设备的话,没有必要专门设置排放气体处理设备。作为干馏用热源循环使用的话,同样没有必要设置特别排放气体处理设备。
如以上所述,在本发明中,解决了现有技术中的杂质问题,把可燃性废弃物作为吸附剂、气体燃料、固体燃料有效地利用。此外含有的有害金属等在炼铁过程中可以变得无害。
如以上说明的那样,作为可燃性废弃物的一种,固体燃料可使用RDF(Refuse Derived Fuel)。RDF是把一般废弃物和工业废弃物破碎、干燥、成型制成的,是由可燃物和不可燃物组成的。此比例与作为原料的垃圾的材质有很大关系,可燃物以纸和塑料为主,不可燃物是金属、砂等。把固化垃圾燃料作为锅炉用燃料、发电用燃料使用时,利用此可燃性成分的热量。(实施例1)
作为可燃性废弃物使用旧纸(水分15%、灰分5%、可燃性成分80%)。把此旧纸用图1所示的管式电炉干馏。在图1中1为石英玻璃管、2为电加热器、3为热电偶、4为氮气、5为干馏的排放气体、6为可燃性废弃物、7为温度控制器。把可燃性废弃物(旧纸)6放入电加热器2中,以50ml/分钟通入氮气4,以升温速度10℃/分钟使干馏温度升高到1000℃,进行干馏处理10分钟。温度用热电偶3测定,用温度控制器7控制。得到的干馏碳化物的成品率为22%,用JISM8812测定的灰分、挥发成分分别为33%、3.5%,用BET法测定的比表面积为215m2/g。(实施例2)
作为可燃性废弃物使用下水污泥(水分72.9%、灰分14.7%、可燃性成分12.4%)。除干馏温度为1100℃以外,用与实施例1完全相同的方法得到干馏物。得到的干馏碳化物的成品率为18%,用JISM8812测定的灰分、挥发成分分别为72%、0.6%,用BET法测定的比表面积为73m2/g。(实施例3)
以可燃性废弃物为100份,加入重量比50份的褐煤(水分15%、灰分3.1%、可燃性成分81.9%),除此以外用与实施例2完全相同的方法得到干馏物。得到的干馏碳化物的成品率为24.7%,用JIS M8812测定的灰分、挥发成分分别为49%、0.5%,用BET法测定的比表面积为149m2/g。(实施例4)
作为可燃性废弃物使用与实施例1同样的旧纸。把旧纸用外热式回转窑干馏。炉内在氮气的气氛中使温度保持在1000℃。从炉子的装料口以10Kg/小时的速度装入下水污泥,设定的滞留时间为30分钟,进行了干馏处理。得到的干馏碳化物的成品率为16%,用JIS M8812测定的灰分、挥发成分分别为24%、0.5%,用BET法测定的比表面积为221m2/g。(实施例5)
作为可燃性废弃物使用如表1所示性状的RDF,除此以外用与实施例1完全相同的方法得到干馏物。得到的干馏碳化物的成品率为21%,用JIS M8812测定的灰分、挥发成分分别为59d.b.%、0.6d.b.%,用BET法测定的比表面积为110m2/g。
             表1
    水分(重量%)     3.2
    挥发成分(重量%)干重     72.3
    固定碳(重量%)干重     13.1
    灰分(重量%)干重     14.7
    低位发热量(kcal)     3850
(实施例6)
除干馏温度在1100℃以外,用与实施例5完全相同的方法得到干馏物。得到的干馏碳化物的成品率为19%,用JIS M8812测定的灰分、挥发成分分别为61.5d.b.%、0.2d.b.%,用BET法测定的比表面积为108m2/g。(实施例7)
使用实施例5的RDF100份,加入重量比50份的褐煤(水分15%、灰分3.1d.b.%、可燃性成分81.9d.b.%),除此以外用与实施例5完全相同的方法得到干馏物。得到的干馏碳化物的成品率为35%,用JISM8812测定的灰分、挥发成分分别为28d.b.%、0.3d.b.%,用BET法测定的比表面积为145m2/g。(实施例8)
作为可燃性废弃物使用与实施例5同样的RDF。把RDF用外热式回转窑干馏。炉内在氮气的气氛中使温度保持在1000℃。从炉子的装料口以10Kg/小时的速度装入下水污泥,设定的滞留时间为30分钟,进行了干馏处理。得到的干馏碳化物的成品率为23%,用JIS M8812测定的灰分、挥发成分分别为61d.b.%、0.7d.b.%,用BET法测定的比表面积为126m2/g。(实施例9)
除干馏温度为400℃以外用与实施例1完全相同的方法得到干馏物。得到的干馏碳化物的成品率为35%,用JIS M8812测定的灰分、挥发成分分别为20%、7.4%,用BET法测定的比表面积为1.5m2/g。(实施例10)
除干馏温度为600℃以外用与实施例5完全相同的方法得到干馏物。得到的干馏碳化物的成品率为33%,用JIS M8812测定的灰分、挥发成分分别为16.d.b.%、4.1d.b.%,用BET法测定的比表面积为95m2/g。
用图2所示的试验装置评价得到的吸附剂的性能。在图2中8为烧结机排放气体烟道、9为烧结机排放气体的流向、10为热交换器、11为吸附剂料斗、12为吸附剂吹入口、13为袋滤器、14为鼓风机、15和16为排放气体采样口。
在炼铁过程中,用鼓风机14从烧结机的排放气体烟道8把实际的排放气体吸入,用热交换器把排放气体的温度调整到200℃。把储存在吸附剂料斗11中的干馏碳化物通过吸附剂吹入口12定量地送出,每1Nm3排放气体量大约吹入0.5g(换算成碳相当于0.38g/Nm3)。在原来排放气体中的粉尘和吹入的干馏碳化物用袋滤器13回收。两次测定从排放气体采样口15和16采集的排放气体中的二噁英浓度进行平均。从采样口15采集的排放气体中的二噁英的浓度作为100时,从采样口16采集的排放气体中的二噁英浓度为12。其中所说的二噁英是Poly chloro dibenzo-p-dioxin、Poly chloro dibenzo-furan的总称,所谓的二噁英浓度是指不是毒性换算值的实际浓度。
用袋滤器13回收的粉尘和和吸附剂能不能代替作为烧结机热源的粉状焦碳,用图3所示的烧结试验装置进行了评价。在图3中17为点火炉、18为点火烧咀、19为锅、20为风箱。把试料放入过19中,用点火炉的点火烧咀点火。在锅19的下部设置有风箱20,从这里空气被吸引出外部。利用这些装置,试料经过与制造烧结矿相同的过程进行烧结。
把烧结用的粉状焦碳用回收的等价热量的吸附剂代替使用。其结果是即使在几乎100%替换的情况下,得到的烧结矿制品的性能一点也不差。
如以上说明所述,在本发明中干馏可燃性废弃物,把得到的干馏物吹入各种工艺过程中的排放气体中,利用集尘装置回收这些干馏物,净化排放气体,所以能有效利用可燃性废弃物中可燃成分中的碳的机能。此外能够除去可燃性废弃物中的氯的成分,能防止产生二噁英类。
可燃性废弃物含有炼钢厂产生的废煤粉、活性污泥,所以能抑制从这些炼钢厂内废弃物中产生二噁英类。
把回收的干馏碳化物至少可以用于各种工艺过程中的燃料、原料中的一种,所以可燃性废弃物中的可燃成分可在两个阶段得到利用。
干馏碳化物中的挥发成分的量在1重量%以下,所以作为热源和原料使用时,能够把产生的二噁英抑制到最小的限度。
把干馏碳化物作为热源和原料使用的过程是炼铁过程中的烧结机,投入的二噁英和它的前体物质几乎分解,灰分最终在高炉形成渣(变得无害),不用排出有害物质,可以大批量处理。
干馏可燃性废弃物的温度由于是在1000℃以上,作为烧结机的原料使用时,可以除去产生二噁英原因的干馏物中的挥发成分。
把从炼钢厂内产生的轧制氧化铁皮和电集尘器粉尘,用干馏可燃性废弃物的干馏炉处理,能把从这些物质中产生的二噁英抑制到最小的限度。
干馏可燃性废弃物时生成的可燃性气体作为干馏用的热源或炼钢厂内过程中的热源来使用,可以省略可燃性气体用的去除有害物质的装置。最佳方案2
最佳方案2是提供由可燃性废弃物预干馏工序、把预干馏碳化物成型的工序、把成型物干馏,制成干馏碳化物的工序组成的可燃性废弃物处理方法。
预干馏希望在300-800℃的温度下进行。低于300℃处于未燃烧状态,在加入粘合剂后的干馏工序中未燃烧的物质挥发,不能得到碳化物制品所需的强度。预干馏温度超过800℃的话,预干馏后的成型性恶化,成型物的低温的强度低。这样从预干馏后的成型性、低温的强度、干馏后的碳化物制品强度等考虑,希望预干馏温度为300-800℃,最好是400-600℃。
通过设置上述的预干馏工序对于由于可燃性废弃物的种类、季节的不同造成的垃圾组成的变化,可以制造稳定的制品。通过预干馏温度和时间的控制,可燃性废弃物成分中含有的塑料熔融或分解,发生脱氯化氢。脱氯化氢的树脂炭化,在随后的干馏处理工序完全碳化。此外在最佳方案2中希望预干馏后的干馏温度为600~1000℃。第2阶段的干馏温度定为600~1000℃是因为低于600℃不能得到活性炭的性能,超过1000℃的话,作为制品的活性炭性能的提高达到饱和,不能得到与投入的热量相应的效果,还可以由于一部分灰分熔融造成制品质量降低。因此第2阶段的干馏温度希望定为600~1000℃。最好为700~900℃。
希望在预干馏后的可燃性废弃物中加入粘合剂。利用在预干馏的可燃性废弃物中加入粘合剂,不仅可以提高成型后低温下的强度,干馏后的碳化物制品的强度也能提高。此外利用加入粘合剂使活性炭中的灰分含量降低,结果是可以提高活性炭的吸附性能。关于粘合剂例如可以是作为无机的粘合剂的水泥等,作为有机的粘合剂的煤焦油系列的重质油、沥青、煤液化油、特定油系构成的石油系的减压的残油、乙烯釜残油、改质油等。可以是这些油中的任一种,或它们的混合物。
希望在预干馏后的可燃性废弃物种加入煤或焦碳后干馏。利用在预干馏后的可燃性废弃物中加入煤或焦碳,对于因可燃性废弃物的种类、季节不同造成的变化,也可以生产出稳定的制品。此外加入煤或焦碳有利于最终制品的强度,有利于提高最终制品的性状。作为煤希望是粘结性煤、为粘结性煤、强粘结性煤,希望要流动性好的。
希望可燃性废弃物O/C原子数比为0.2-0.8和H/C原子数比为0.5-2.3。O/C低于0.2的话,大部分气化,碳化的成品率降低。O/C超过0.8的话,碳化物细化,在成型工序中要增加粘合剂。H/C低于0.5的话,制成的碳化物不能成孔状。H/C超过2.3的话,碳化物中固定的碳的比例降低。
希望可燃性废弃物是把垃圾固化的固化垃圾燃料(RDF)。RDF以一般的废弃物和工业废弃物为原料,破碎、干燥、成型而制成,其尺寸从大到15cm到小到2mm左右的粒状。一般的形状为园柱形,不仅储存和输送方便,流动性也好。在制造工序中添加石灰类的情况下,也能解决产生臭气的问题。此外石灰中的Ca作为碳化物的气化的催化剂也是有效的,能有效提高碳化物制品的性能。
预干馏后的残渣几乎保持干馏前的形状,可作为粒状的活性炭使用,利用在干馏前工序添加粘合剂,可以提高最终产品的物理强度。其结果是利用活性炭时的限制少,可以用于水处理、气体处理等各种领域。
以性质比较稳定的RDF为原料,可以容易地制造性能稳定的活性炭。进而,利用本方法也可以把一般的废弃物分出的塑料、旧纸、废木材等作为原料使用。这些原料放入预干馏炉中时的形状可以是得到时的形状,但为了使预干馏后碳化物的碳化性状(碳化程度)均匀,希望在送入预干馏炉前的工序中进行破碎处理,预先调整预干馏原料的粒度。再有为了避免预干馏时熔融的塑料附着在要的内壁,希望把分选出的塑料和旧纸、废木材按一定比例混合后成型。分选出的塑料和旧纸、废木材可以用一般的成型机成型。使用的成型机例如有环形模式压缩成型机、双轴挤压成型机等。成型时分选出的塑料和旧纸、废木材的混合比例、(分选出的塑料)/(旧纸+废木材)的重量比为3/97~60/40,希望为10/90~50/50。分选出的塑料比例小于3重量%,成形性能恶化,在60重量%以上预干馏收得率降低,碳化物比表面积降低。在用旧纸、废木材作预干馏原料时,没有必要设置成型工序,(分选出的塑料)/(旧纸+废木材)的重量比为10重量%以下的情况下,也没有必要担心附着在窑的内壁上,没有必要设置成型工序。进而采用本方法可以利用从垃圾分选出塑料后的垃圾制造的RDF,从废弃物处理的观点来看也是个好方法。
希望干馏处理在水蒸气存在的条件下进行。利用把预干馏物在水蒸气存在条件下进行干馏处理,比表面积增加,吸附性能提高。
希望把干馏气体作为干馏处理的热源使用。因此能够在干馏的过程系统内有效利用干馏气体。由于从干馏过程系统内排放的气体量少,所以这些气体的净化设备可以小型化。
采用本发明的可燃性废弃物为豆渣、厨房垃圾、咖啡渣、稻壳、啤酒渣、污泥、旧纸、固化垃圾燃料(RDF)等。干馏处理在非活性气氛中进行。在本发明的方法中,干馏时即使存在氧也可以,通过在非活性气氛中处理,控制碳的燃烧,其结果干馏物的成品率和干馏物中碳的比例可以增加,所以希望在非活性气氛中干馏。此外在非活性气氛中干馏还能抑制二噁英的生成。
预干馏炉、干馏炉可使用一般的工业炉。例如可以是回转窑、活动炉底式炉、炼焦炉、连续式渗碳炉、间歇式炉等。
预干馏温度在300℃以上,800℃以下,希望在400℃以上,600℃以下。低于300℃处于未燃烧状态,在添加粘合剂后的干馏工序中未燃物要挥发,得不到碳化物制品需要的强度。预干馏温度超过800℃的话,预干馏后的成形性能恶化,成型物在低温下的强度变低。从这样的预干馏后的成形性能、低温下的强度、干馏后碳化物制品的强度考虑,希望预干馏温度为300℃~800℃。
通过设置预干馏工序对于因可燃性废弃物的种类、季节造成垃圾组成的变化,仍可制造稳定的制品。另外,通过控制预干馏温度和时间的操作,作为可燃性废弃物中成分的塑料熔融或分解,发生脱氯化氢,脱氯化氢的树脂炭化,在随后的干馏处理工序完全碳化。
虽然预处理的碳化物保持预碳化前的形状,但是由于制品的碳化物是要作成颗粒状来使用的,所以可以把预处理的碳化物破碎,用一般的成型机成型。成型机可以使用例如环形冲模式压缩成型机、搓绦板式压缩成型机、双轴挤压成型机、球团机等。从生产率和制品的强度的观点希望使用搓绦板式压缩成型机和球团机。用环形冲模式压缩成型机有颗粒细小的预处理的碳化物、粘合剂从模具上脱落的缺点,需要用摩擦热和压缩热熔融热粘合剂,所以粘合剂的选择和制造过程的控制困难。用双轴挤压成型机由于从很多的模具上排出成型物的排出速度不同,难以得到尺寸均匀的制品。
通过在预炭化后设置破碎工序,使破碎所需要的动力减小,通过在破碎后放置成型工序可以制造满足不同目的的各种颗粒直径的RDF。
预干馏后的干馏温度在600℃以上,1000℃以下。低于600℃得不到活性炭的性能,超过1000℃的话,活性炭制品性能的提高达到饱和,不仅得不到与投入的热量相应的效果,而且由于一部分灰分熔融有可能出现制品质量降低的问题。因此希望第2阶段的干馏温度在600℃以上,1000℃以下,最好在700℃以上,900℃以下。
干馏时间与干馏温度和装入物的含水量有关,预干馏温度在450℃的情况下,最少15分钟,干馏温度800℃的情况下,最少10分钟。
干馏时可以用水蒸气进行活化处理。利用此处理,干馏物的比表面积和细孔的容积可以变大。但是干馏物中的灰分多的情况下,必须注意由于碳的消耗,有时会有物理强度降低的情况。
按照上述本发明的实施方案,可以实现已有技术难以得到的高收得率,从可燃性废弃物制造活性炭。同时可以制造质量稳定的、性能优良的活性炭。特别是能制造细孔径分布与现在不同的活性炭。用本发明制造的活性炭超过500微孔很少,20-500的中间孔径的多,所以能有效吸附有害物质。
进而,干馏时产生的可燃性气体可用于干馏用的热源,在系统内能有效利用,所以希望这样做。此外也可以作为能源供给相邻各种工序。
作为原料用的可燃性废弃物特别希望使用固化垃圾燃料(RDF)。RDF由可燃物和不可燃物组成。其比例与RDF的种类有很大关系构成原料的垃圾性质,可燃物以纸和塑料为主,不可燃物是金属和砂。本发明的情况是利用可燃物的成分。因此希望含有可燃成分多的RDF作为原料使用。
为了提高成型后的低温强度和制品碳化物的强度、降低制品碳化物的灰分含量,也可以在预干馏后的RDF中加入粘合剂和煤或焦碳。这种情况下,粘合剂有无机的粘合剂的水泥等,作为有机的粘合剂的煤焦油系列的重质油、沥青、煤液化油、特定油系构成的石油系的减压的残油、乙烯釜残液、改质油等。可以是这些油中的任一种,或它们的混合物。
加入的量因所要求的强度而异,相对于预干馏后的碳化物希望加入5重量%~30重量%,最好是8重量%~25重量%。煤希望是微粘结性煤、粘结性煤、强粘结性煤,希望要流动性好的。加入量因粘合剂的加入量不同而不同,相对于预干馏后的碳化物希望加入5重量%~30重量%,最好是8重量%~25重量%。像上述这样,通过在预干馏后的可燃性废弃物中加入粘合剂和煤或焦碳,在因可燃性废弃物的种类、季节使垃圾组成变化的情况下,仍可以制造质量稳定的制品。
图4为从可燃性废弃物制造活性炭的流程简图。把固化垃圾(RDF)放入加料装置102,供给由回转窑构成的预干馏炉104。然后把得到的预干馏物105用破碎机106破碎细化,用搅拌机118与从粘合剂供料器120提供的粘合剂充分混合。混合物用球团成型机122成型,用由回转窑构成的干馏炉128干馏。这样就能够得到需要的活性炭150。
使用的固化垃圾燃料(RDF)的性质示于表2。使用表2中所示的RDF在表3所示的干馏条件、配合比例、成型条件下,用表4所示的流程制造活性炭。用BET法测定制品的比表面积,强度是以记录强度标示。在表3、表4中成型性能分为非常好(◎)、良好(○)、稍差(△)、差(×)的四个级别评价。
               表2
    形状     圆柱形(φ10mm×15mm)
水分(重量%)     3.5
挥发成分(重量%)干重     73.2
固定碳(重量%)干重     12.5
灰分(重量%)干重     14.3
低位发热量(kcal)     3885
表3A
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
  干馏条件     预干馏温度(℃)     450     450     450     450
    干馏温度(℃)     800     800     800     800
    添加水蒸气     不     不     不     不
配合比例(%) 原料     预干馏物     95     85     70     80
    煤     5
    焦碳
粘合剂     粘合剂A     5     15     30     15
    粘合剂B
其他     水(另外)     10     10     10     10
  成型条件     成型温度(℃)     100     100     100     100
    成型压力(Ton/cm2)     2     2     2     2
  预干馏物成型性能     成品率(%)     87     90     85     90
    成型性能     ○     ◎     ○     ◎
  制品质量     记录强度(%)     88     93     95     95
    比表面积(m2/g)     175     172     160     166
      表3B
实施例5 实施例6 实施例7 实施例8
  干馏条件   预干馏温度(℃)     450     450     450     450
  干馏温度(℃)     800     800     800     800
  添加水蒸气     不     不     不     加
  配合比例(%) 原料   预干馏物     65     80     85     85
  煤     25
  焦碳     5
粘合剂   粘合剂A     10     15     15
  粘合剂B     15
其他   水(另外)     10     10     10     10
  成型条件   成型温度(℃)     100     100     100     100
  成型压力(Ton/cm2)     2     2     2     2
  预干馏物成型性能   成品率(%)     90     87     86     90
  成型性能     ◎     ○     ○     ◎
  制品质量   记录强度(%)     98     91     90     89
  比表面积(m2/g)     155     180     148     185
(对比例)
对比例示于表4。使用实施例和表2所示的RDF,同样按照图4所示的制造流程制造了活性炭。用BET方法测定了制品的比表面积,强度使用记录强度标示。
比较表3和表4可以看出,实施例中记录强度都在88%以上,比表面积最低为148m2/g,高的达到160m2/g以上,与此相反,对比例中记录强度在78%以下,比表面积最高为150m2/g。
 表4
对比例1   对比例2
    干馏条件 预干馏温度(℃)     250     450
干馏温度(℃)     800     1100
添加水蒸气     不     不
配合比例(%)   原料 预干馏物     85     85
焦碳
  粘合剂 粘合剂A     15     15
粘合剂B
  其他 水(另外)     10     10
    成型条件 成型温度(℃)     100     100
成型压力(Ton/cm2)     2     2
    预干馏物成型性能 成品率(%)     75     90
成型性能     △     ◎
    制品质量 记录强度(%)     75     78
比表面积(m2/g)     150     142
煤:MORA炭
粘合剂A:软化点约为50℃的重油
粘合剂B:软化点约为120℃的重油
成型方法:球团成型机
球团辊:φ650mm×105mm
模:20mm×12mm×3.5mm
辊间隙:1mm
预干馏物的成形性能:从离开球团辊脱模,把外观分4级评价。
得到的吸附剂的性能用图6所示的试验装置评价。从炼铁过程中的烧结机排放气体烟道210取出实际排放气体,利用升压机211把实际排放气体升压。升压后的实际排放气体通过流量调节器212送到排放气体入口213,进入吸附塔214。吸附塔214是活性炭的填充塔,如图9所示由吸附塔A和再生塔B构成。实际的排放气体与填充在吸附塔A内的活性炭接触后,流向排放气体出口215。从供给活性炭料斗221提供的活性炭,从吸附塔A上部向下部移动的结构,从吸附塔下部排出的活性炭用输送设备219送入到再生塔B中。送入到再生塔B中的活性炭在加热部位223从外部进行加热,吸附的物质分解后排出,作为再生的活性炭用输送设备220再送到吸附塔A中。这样形成填充到吸附塔214中的活性炭通过活动床面在吸附塔A和再生塔B间循环的结构。形成从排放气体出口215排出的实际的排放气体又返回到烧结机的排放气体烟道中的结构。用这样的试验装置,设定吸附塔内排放气体空间速度为700h-1进行了吸附试验。吸附试验时排放气体温度大约为120℃。n=2次测定了从排放气体采样口216和217得到的排放气体中二噁英,取平均值,其结果为从采样口216取出的排放气体中的DXN浓度为100的话,从采样口217取出的排放气体中二噁英浓度为0.4。其中所说的二噁英是指多氯二苯并二噁英、多氯二苯并呋喃的总称,此外二噁英浓度意味着毒性换算值。n=2次测定了从排放气体采样口216和217得到的排放气体中SOx浓度,取平均值,其结果为从采样口216取出的排放气体中的SOx浓度为100的话,从采样口217取出的排放气体中二噁英浓度为14。吸附试验结束后,相对于总循环量(从吸附塔下方排出的总活性炭量)-1mm产生的粉量小于0.5%,用本方法能够得到具有优良性能和性状的活性炭。
图7表示从固化垃圾燃料(RDF)制造干馏碳化物和它的使用方法的模式图。固化垃圾燃料(RDF)装入加料装置102,提供给由回转窑构成的预干馏炉104,制造预干馏碳化物。在预干馏碳化物中加入粘合剂120,用球团成型机122成型,制成球团。把球团用干馏炉128干馏,成为干馏碳化物150。细颗粒的干馏碳化物152作为球团用原料再次使用,作为高炉160的燃料从风口吹入。干馏碳化物150用于处理烧结机158生产烧结矿时产生的排放气体。排放气体被导入填充了干馏碳化物的吸附塔154,除去二噁英和硫氧化物等有害成分。被使用的吸附了有害成分的干馏碳化物在再生塔156可以再生。(实施例10)
图8为表示从可燃性废弃物制造干馏碳化物的流程简图。φ5-25mm的固化垃圾燃料(RDF)装入加料装置102,提供给由回转窑构成的预干馏炉104。在500℃预干馏30分钟,生成预干馏碳化物和热分解气体。碳化成品率30重量%。用破碎机106把预干馏碳化物破碎,用筛108把铁类和非金属分开。用磁选机110筛选出铁类和非金属。破碎的、除去铁类和非金属的预干馏碳化物被送到缓冲料仓112。煤和焦碳等辅料储存在辅料料仓114。预干馏碳化物和辅料从缓冲料仓112和辅料料仓114运出,经过计量料斗116,送到混合机118。在混合机118在预干馏碳化物和辅料中加入粘合剂120,用水蒸气边从外部加热边混合,边制成混合物。混合物用球团成型机122成型,制成蛋形球团。制成的球团用筛124筛分,筛子上面的送到缓冲料仓126,筛子下面的循环使用。球团从缓冲料仓126供给干馏炉128。在800℃干馏30分钟,生成干馏碳化物和热分解气体。碳化成品率为80重量%。干馏碳化物用成品冷却器130冷却,储存在料仓134中。冷却用的介质用冷却塔132冷却后再使用。预干馏炉104和干馏炉128产生的热分解气体用二次燃烧炉136燃烧,用排放气体设备处理。最佳方案3
最佳方案3是把可燃性废弃物在500~1000℃干馏温度干馏制造活性炭的方法。
在最佳方案3中,在干馏可燃性废弃物时,规定干馏温度为500~1000℃。干馏温度定为500~1000℃是因为低于500℃不能得到活性炭的性能,超过1000℃的话,活性炭性能的提高达到饱和,不仅得不到与投入的热量相应的效果,而且由于一部分灰分熔融有可能出现操作故障和制品质量降低的问题,由于上述的原因,希望在此范围内,最好在600~800℃。
希望干馏在0.5~50MPa的压力下进行。在干馏时加压(相对于大气压增加的压力,也就是以大气压为标准的压力)在0.5MPa以上是因为比这个压力低,活性炭的收得率恶化,50MPa以下是因为即使比这个压力再高,也不会进一步改善收得率,提高压力没有意义。希望在此范围内,最好在1MPa以上,30MPa以下。
希望可燃性废弃物是把垃圾固化的固化垃圾燃料(RDF)。以一般废弃物和工业废弃物为原料,破碎、干燥、成型制造RDF,成型大到15cm,小到2mm左右的粒状,有各种不同的大小。此外一般的形状是园柱体,不仅存储性、运送性好,而且流动性也好。此外在制造工序中添加石灰的情况下,也能解决臭气的问题。进而,干馏后的残渣几乎具有与干馏前相同的形状,可以作为粒状的活性炭来利用。其结果使用活性炭时的限制减少,可以期待用于水处理、气体处理的各个领域。采用性质比较稳定的RDF为原料,容易制造性能稳定的活性炭。
使垃圾固化的固体燃料中希望添加煤或含碳高的垃圾进行干馏。通过添加煤或含碳高的垃圾,不仅仅是相对于得到的RDF的量变化也能制造一定量的活性炭,而且活性炭中的灰分含量降低,结果活性炭吸附性能提高。作为含碳高的垃圾可以使用煤、旧纸、沥青、废塑料等。
干馏后把残渣破碎,碳和灰分也可分离。利用破碎残渣,容易除去灰分,同时增加比表面积,作为粉末状的活性炭使用。通过破碎后碳和灰分分离,能够制造更纯的活性炭。
作为干馏的热源希望使用干馏气体。这样可以在干馏工序系统内有效利用干馏气体。从干馏过程排出的气体量少,所以可以使净化这些气体的设备小型化。
下面对本发明实施方案的例子做详细说明。
采用本发明的可燃性废弃物为豆渣、厨房垃圾、咖啡渣、稻壳、啤酒渣、污泥、旧纸、固化垃圾燃料等。干馏处理在非活性气氛中进行。在本发明的方法中,即使有氧也可以,通过在非活性气氛中处理,抑制碳的燃烧,其结果干馏物的成品率和干馏物中碳的比例可以提高,所以希望在非活性气氛中干馏。同时能抑制二噁英的生成。
干馏炉可以使用能加压的高压釜等工业炉。炉内加压(相对于大气压的正压力)希望在0.5MPa以上,50MPa以下。最好在1MPa以上,30MPa以下。这是因为低于0.5MPa活性炭的收率恶化,在50MPa以上加压收率的提高幅度小。作为干馏炉此外可以利用一般的工业炉。例如回转窑、活动炉底式炉、炼焦炉、连续式碳化炉等。
干馏温度在500℃以上、1000℃以下,希望在600℃以上、800℃以下。500℃以下不能得到活性炭的性能。在1000℃以上活性炭性能不再提高,所以不能得到与投入的热量相应的效果。此外有可以产生因一部分灰分的熔融造成操作故障、制品质量降低。干馏时间与干馏温度有关,干馏温度600℃压力2MPa情况下,最少需要10分钟。
在干馏物中也可以利用水蒸气进行活化处理。采用这样的处理可以使干馏物的比表面积和细孔径变大。但是必须注意的是在干馏物中灰分含量大的情况下,由于要消耗碳会出现比表面积降低的相反的情况。
本发明与现有的方法相比,比表面积大而且活性炭的收得率高,其原因推测是产生的气体中的焦油和碳氢化合物等,在干馏时在一次得到的活性炭表面沉积,在加压下容易热分解而碳化。此外认为气体中的水分形成的水蒸气同时也起到活化作用。
在把得到的干馏物作为粉末状的活性炭使用的情况下,根据需要可进行破碎处理。期待通过破碎使比表面积增加,同时容易利用比重分离的方法除去灰分。
这样利用本发明可以得到现有技术难以得到的高的收得率,从可燃性废弃物制造活性炭。同时制造的活性炭质量稳定、性能好。
干馏时产生的可燃性气体可以作为干馏用的热源,这样做的话,在系统内能够得到有效的利用,这是所期望的。也可以供给相邻各工序作为能源使用。
此外作为原料的可燃性废弃物特别希望使用固化垃圾燃料(RDF)。RDF由可燃物和不可燃物组成。其比例与RDF的种类(作为原料的垃圾的材质)有关,可燃物以纸和塑料为主,不可燃物为金属和砂。本发明的情况是利用它的可燃成分。因此希望使用含可燃性成分多的RDF作原料。
也可以在RDF中添加煤、旧纸、沥青和废弃的塑料等含碳多的垃圾。这种情况下希望煤是褐煤那样的埋藏历史短的煤。通过添加这些成分,不仅仅是相对于得到的RDF的量变化也能制造一定量的活性炭,而且使活性炭中的灰分含量降低,其结果活性炭吸附性能提高。
利用上述的固化垃圾燃料(RDF)作原料,解决了现有技术中的原料储存方面、运输方面、装卸方面的问题,可以制造现有技术难以制造的粒状的活性炭。同时制造的活性炭质量稳定、性能好。
下面对本发明的实施例进行具体的说明。使用与图1相同的管状电炉进行干馏。(实施例1)
把具有表5所示性状值的固化垃圾燃料(RDF6)放入电加热器2中,以50ml/分通入氮气4,以升温速度10℃/分使干馏温度升高到600℃,进行10分钟的干馏处理。温度用热电偶3测定,用温度控制器7控制。压力为大气压。
得到的干馏物保持粒状。活性炭的成品率为30%,用JIS M 8812测定的灰分为44%,用BET法测定的比表面积为116m2/g。
   表5
    形状 园柱形(φ9mm×15mm)
    水分(重量%)     3.2
    挥发成分(重量%)干重     72.3
    固定碳(重量%)干重     13.1
    灰分(重量%)干重     14.7
    低位发热量(kcal)     3850
(实施例2)
除干馏温度为800℃以外,采用与实施例1完全相同的方法得到干馏物。得到的干馏物保持粒状。活性炭的成品率为25.4%,用JIS M8812测定的灰分为51.5%,用BET法测定的比表面积为108m2/g。(实施例3)
把具有表5所示性状的固化垃圾燃料(RDF)用高压釜干馏的。把RDF装入高压釜,用氮气置换高压釜内的空气,除去氧气后,以升温速度10℃/分使干馏温度升高到600℃,进行10分钟的干馏处理。此时加压的压力为1.7MPa。得到的活性炭的成品率为45%,用JIS M8812测定的灰分为43%,用BET法测定的比表面积为160m2/g。(实施例4)
除干馏温度为800℃以外,采用与实施例3完全相同的方法得到干馏物。此时加压的压力为2.5MPa。活性炭的成品率为44.4%,用JISM 8812测定的灰分为42.5%,用BET法测定的比表面积为118m2/g。(实施例5)
除在常温下以0.5MPa压力的氮气吹入高压釜以外,采用与实施例3完全相同的方法得到干馏物。此时加压的压力为3.5MPa。活性炭的成品率为46.4%,用JIS M 8812测定的灰分为41.5%,用BET法测定的比表面积为190m2/g。(实施例6)
用图5所示的管状电炉把表5所示性状的固化垃圾燃料(RDF)进行干馏。图5所示的管状电炉设置有使干馏的排放气体排到管状炉入口的排气扇8,仅此一点与图1不同。
从上部以50ml/分通入氮气4,用排气扇8把干馏的排放气体5仅以50ml/分返回到管状炉的上部与氮气4混合,并以升温速度10℃/分使干馏温度升高到600℃,进行10分钟的干馏处理。干馏的压力为大气压。活性炭的成品率为40%,用JIS M 8812测定的灰分为44%,用BET法测定的比表面积为130m2/g。(实施例7)
除干馏温度为800℃以外,采用与实施例6完全相同的方法得到干馏物。得到的干馏物保持粒状。活性炭的成品率为40.4%,用JIS M8812测定的灰分为42.5%,用BET法测定的比表面积为135m2/g。(实施例8)
在具有表5所示性状的固化垃圾燃料(RDF)中,在成型前工序添加RDF的20重量%的废塑料,把固化垃圾燃料用与实施例相同的方法干馏。得到的干馏物保持粒状。活性炭的成品率为31.2%,用JIS M8812测定的灰分为46%,用BET法测定的比表面积为120m2/g。(实施例9)
得到的吸附剂性能用图6所示的试验装置评价。从炼铁过程中烧结机排放气体烟道210取实际排放气体,用升压机211把实际排放气体升压。升压后的排放气体通过流量调节器212,送入排放气体入口213,进入吸附塔214。吸附塔214成为活性炭的填充塔,实际排放气体与填充在吸附塔内的活性炭接触后,流向排放气体出口215。其结构是从排放气体出口215排出的实际排放气体,再返回到烧结机排气机构。用这样的试验装置设定吸附塔内排放气体空间速度为700h-1进行了吸附试验。吸附试验时排放气体温度大约为120℃。N=2次测定了从排放气体采样口216和217得到的排放气体中二噁英,取平均值,其结果为从采样口216取出的排放气体中的DXN浓度为100的话,从采样口217取出的排放气体中二噁英浓度为0.6。其中所说的二噁英是指多氯二苯并二噁英、多氯二苯并呋喃的总称,此外二噁英浓度意味着毒性换算值。n=2次测定了从排放气体采样口216和217得到的排放气体中SOx浓度,取平均值,其结果为从采样口216取出的排放气体中的SOx浓度为100的话,从采样口217取出的排放气体中二噁英浓度为17。(对比例1)
除干馏温度为400℃以外,采用与实施例1完全相同的方法得到干馏物。得到的干馏物保持粒状。活性炭的成品率为47.8%,用JIS M8812测定的灰分为29.0%,用BET法测定的比表面积为0.1m2/g。在此对比例中,由于干馏温度过低,比表面积显著变小,得不到活性炭的性能。最佳方案4
最佳方案4是在从废弃物制造活性炭的方法中,使用固化垃圾燃料为原料,把此原料在500~1000℃干馏温度干馏制造活性炭的方法。
在最佳方案4中,选定固化垃圾燃料(RDF)作为制造活性炭时的原料。RDF以一般的废弃物和工业废弃物为原料,破碎、干燥、成型而制成,其尺寸从大到15cm到小到2mm左右的粒状。一般的形状为园柱形,不仅储存和输送方便,流动性也好。在制造工序中添加石灰类的情况下,也能解决产生臭气的问题。
通过把这样的RDF在500~1000℃干馏,可以制造粒状活性炭。也就是干馏处理后的残渣几乎保持干馏前的形状,可作为粒状的活性炭使用。
在本方法中,干馏温度定为500~1000℃是因为低于500℃不能得到活性炭的性能,超过1000℃的话,活性炭性能的也不能再提高,不仅热效率恶化,而且由于一部分灰分熔融,担心有可能出现操作故障和活性炭质量降低的问题。从这种观点看,干馏温度最好在600~800℃。干馏时间与干馏温度有关,操作人员可以很容易用试验方法得到,干馏温度在600℃情况下最少需要10分钟。
此外用质量比较稳定的RDF作原料,容易制造性能稳定的活性炭。进而,用本方法从一般的垃圾中把塑料分离后的垃圾制造的RDF也能利用,从废弃物利用的观点来看也是个好方法。
希望在干馏前的工序固化垃圾燃料中含浸粘合剂。
用RDF制造的活性炭,例如使用回转窑、活动炉底式炉等进行工业上干馏处理情况下,即使预先进行压缩成型处理,物理形状被损坏,粒状活性炭的成品率会降低。利用在干馏前在固化垃圾燃料中添加粘合剂,粘合剂在一个个废弃物之间起到粘结剂的作用,在干馏处理工序中把形状的损伤控制到最小的限度。
利用在干馏前工序中含浸粘合剂,使活性炭中的灰分含量降低,结果是不仅活性炭的吸附性能可以提高,活性炭的物理强度也可以提高。这样做的结果是在利用活性炭时的限制减少,期待能用于水处理、气体处理的各个领域。此外在RDF使用量发生变化的情况下,也能制造一定量的活性炭。
固化垃圾燃料中含浸粘合剂的工序希望在把固化垃圾燃料压缩成型的工序前进行。这样由于粘合剂在一个个废弃物之间起到粘结剂的作用,在干馏处理工序中能把固化垃圾燃料的形状损伤抑制到最小的限度。
希望在水蒸气存在的条件下进行干馏处理。通过在水蒸气存在的条件下进行干馏处理,干馏物的比表面积和细孔径变大。
希望在干馏处理后进行活化处理。活化处理用水蒸气等实现。这样干馏物的比表面积和细孔径变大。
可以把干馏的气体作为干馏处理的热源使用。通过把干馏的气体作为干馏处理的热源使用,可以减少干馏时使用的其他的热源的用量,同时干馏气体不需要特别的气体净化设备。
下面对本发明的实施方案的示例进行说明。
作为原料的RDF由可燃性物质和不可燃性物质组成。此比例很大程度上取决于RDF的种类(作为原料的垃圾的材质),可燃性物质以纸和塑料为主,不可燃性物质有金属、砂等。具体说是碎纸、旧纸、木屑、纤维屑、废塑料、厨房垃圾、稻壳、豆渣、咖啡渣、玉米渣、啤酒渣、橘皮、研磨机的粉末、下水污泥以及一般家庭排出的一般的废弃物等。本发明的情况是利用其中的可燃成分。因此希望使用含有可燃成分多的RDF。
也可在RDF中加入粘合剂。关于粘合剂例如可以是作为无机的粘合剂水泥等,作为有机的粘合剂有煤焦油系列的重质油、沥青、煤液化油、特定油系构成的石油系的减压的残油、乙烯釜残液、改质油等。可以是这些油中的任一种,或它们的混合物。通过含浸这些成分,在RDF使用量发生变化的情况下,不仅能制造一定量的活性炭,而且使活性炭中的灰分降低,结果是可以提高活性炭的吸附性能。
含浸的方法可以采用一般的方法,可以根据情况灵活地采用把固化垃圾燃料或压缩成型前的固化垃圾燃料放在熔融的粘合剂中浸渍一定时间的方法。通过浸渍温度和时间的操作,RDF成分中含有的塑料熔融或分解,发生脱氯化氢作用。脱氯化氢的树脂木炭化,利用下一工序的干馏处理碳化。
添加粘合剂和添加后的压缩成型方法没有特别的限定,例如用挤压机那样的成型装置混合、加热并加压后,可以作成所希望的颗粒状的形状。加热条件因使用油的不同而不同,采用软化熔融的最低温度是适宜的。
干馏处理在非活性气氛中进行。干馏时即使存在氧也可以,通过在非活性气氛中处理,抑制碳的燃烧,其结果干馏物的成品率和干馏物中碳的比例可以增加。同时还能抑制二噁英的生成。干馏炉可使用一般的工业炉。例如可以是回转窑、流动床炉、炼焦炉、连续式渗碳炉等。
干馏温度在500℃以上、1000℃以下。优选的在600℃以上、800℃以下。干馏温度低于500℃不能得到活性炭的性能。超过1000℃的话,由于活性炭性能不能再提高,得不到与投入的热量相应的效果。此外由于一部分灰分熔融有可能出现操作故障和制品质量降低的问题。干馏时间与干馏温度有关,干馏温度在600℃的情况下,最少需要10分钟。
干馏处理可以在水蒸气中进行,也可以对干馏物用水蒸气进行活化处理。通过这样处理后比表面积和细孔径能够变大。但是必须注意的是在干馏物中灰分含量高的情况下,由于碳的消耗,相反有时会出现比表面积降低的情况。
得到的干馏物即使用流动床样的装置物理的粉化率也低,有很好的强度,但在作为粉末状活性炭使用情况下,根据需要可进行破碎处理。希望通过破碎使比表面积增加,同时容易利用比重分离的方法除去灰分。
希望干馏时产生的可燃性气体作为干馏用的热源使用。此外也可以作为能源供给相邻各种工序。
采用上述本发明的实施方案,用固化垃圾燃料(RDF)作原料,解决了现有技术中的原料储存方面、运输方面、操作方面的问题,可以制造现有技术难以制造的粒状的活性炭。同时制造的活性炭质量稳定、性能好。
下面对本发明的实施例与对比例进行具体的说明。干馏时使用了与图5相同的管状式电炉。(实施例1)
把具有表6所示性状值的固化垃圾燃料(RDF6)放入电加热器2中,以50ml/分从上部通入氮气4,以升温速度10℃/分使干馏温度升高到600℃,进行10分钟的干馏处理。温度用热电偶3测定,用温度控制器7控制。得到的干馏物保持粒状。活性炭的成品率为27%,用JIS M 8812测定的灰分为45%,用BET法测定的比表面积为114m2/g。用JIS M 8801测定的记录试验强度([试验后留在筛子中的干馏物的重量]/[试验前干馏物的重量]×100)为60%。
  表6
    形状 园柱形(φ9mm×15mm)
    水分(重量%)     3.2
    挥发成分(重量%)干重     72.3
    固定碳(重量%)干重     13.1
    灰分(重量%)干重     14.7
    低位发热量(kcal)     3850
(实施例2)
把压缩成型前具有表6所示性状值的固化垃圾燃料(RDF6),在压缩成型前浸入10%体积沥青,放入电加热器2中,以50ml/分通入氮气4,以升温速度10℃/分使干馏温度升高到600℃,进行10分钟的干馏处理。温度用热电偶3测定,用温度控制器7控制。
得到的干馏物保持粒状。活性炭的成品率为40%,用JIS M 8812测定的灰分为40%,用BET法测定的比表面积为152m2/g。用JIS M 8801测定的记录试验强度为88%。(实施例3)
除干馏温度为800℃以外,采用与实施例2完全相同的方法得到干馏物。得到的干馏物保持粒状。活性炭的成品率为35%,用JIS M 8812测定的灰分为46%,用BET法测定的比表面积为148m2/g。用JIS M 8801测定的记录试验强度为84%。(实施例4)
把压缩成型前具有表6所示性状值的固化垃圾燃料(RDF6),在压缩成型前浸入50%vol.沥青,采用与实施例2完全相同的方法得到干馏物。得到的干馏物保持粒状。活性炭的成品率为40%,用JIS M8812测定的灰分为36%,用BET法测定的比表面积为152m2/g。用JISM 8801测定的记录试验强度为97%。(实施例5)
把压缩成型前具有表6所示性状值的固化垃圾燃料(RDF6),在压缩成型前浸入50%vol.沥青,采用与实施例3完全相同的方法得到干馏物。得到的干馏物保持粒状。活性炭的成品率为35%,用JIS M8812测定的灰分为40%,用BET法测定的比表面积为136m2/g。用JISM 8801测定的记录试验强度为93%。(实施例6)
除干馏温度为800℃、干馏气氛为含10%水蒸气的氮气以外,采用与实施例2完全相同的方法得到干馏物。得到的干馏物保持粒状。活性炭的成品率为34%,用JIS M 8812测定的灰分为46%,用BET法测定的比表面积为162m2/g。用JIS M 8801测定的记录试验强度为83%。(实施例7)
除干馏温度为800℃以外,采用与实施例2完全相同的方法得到干馏物。得到的干馏物在850℃、含10%水蒸气的氮气中活化处理15分钟。得到的活化处理物保持粒状。活性炭的成品率为32%,用JIS M8812测定的灰分为47%,用BET法测定的比表面积为173m2/g。用JISM 8801测定的记录试验强度为83%。(实施例8)
除了把RDF压缩成型后含浸沥青以外,采用与实施例2完全相同的方法得到干馏物。得到的干馏物保持粒状。活性炭的成品率为40%,用JIS M 8812测定的灰分为40%,用BET法测定的比表面积为152m2/g。用JIS M 8801测定的记录试验强度为88%。(实施例9)
除干馏温度为800℃以外,采用与实施例8完全相同的方法得到干馏物。得到的干馏物物保持粒状。活性炭的成品率为35%,用JIS M8812测定的灰分为46%,用BET法测定的比表面积为146m2/g。用JISM 8801测定的记录试验强度为80%。(实施例10)
除了浸润沥青的量为50%vol以外,采用与实施例8完全相同的方法得到干馏物。得到的干馏物保持粒状。活性炭的成品率为40%,用JIS M 8812测定的灰分为36%,用BET法测定的比表面积为150m2/g。用JIS M 8801测定的记录试验强度为95%。(实施例11)
除了含浸沥青的量为50体积%以外,采用与实施例9完全相同的方法得到干馏物。得到的干馏物保持粒状。活性炭的成品率为35%,用JIS M 8812测定的灰分为40%,用BET法测定的比表面积为135m2/g。用JIS M 8801测定的记录试验强度为90%。(实施例12)
把具有表7所示性状值的一般垃圾中分离出塑料后的垃圾中,在压缩成型前添加20重量%的沥青,环冲模成型机成型。成型为保持园柱形的、坚固的成形物。把此成形物放入电加热器2中,从上部以50ml/分钟通入氮气4,以升温速度10℃/分钟使干馏温度升高到800℃,进行10分钟的干馏处理。温度用热电偶3测定,用温度控制器7控制。
得到的干馏物保持粒状。活性炭的成品率为37%,用JIS M 8812测定的灰分为30%,用BET法测定的比表面积为150m2/g。用JIS M 8801测定的记录试验强度为86%。
   表7
    形状   园柱形(φ9mm×15mm)
    水分(重量%)     2.5
    挥发成分(重量%)干重     65.4
    固定碳(重量%)干重     19.5
    灰分(重量%)干重     8.8
    低位发热量(kcal)     3345
(对比例1)
除干馏温度为400℃以外,采用与实施例2完全相同的方法得到干馏物。得到的干馏物物保持粒状。活性炭的成品率为47%,用JIS M8812测定的灰分为28%,用BET法测定的比表面积为0.2m2/g。用JISM 8801测定的记录试验强度为72%。也就是此对比例中由于干馏温度过低,比表面积明显减小,得不到活性炭的性能。(对比例2)
除干馏温度为400℃以外,采用与实施例8完全相同的方法得到干馏物。得到的干馏物物保持粒状。活性炭的成品率为47%,用JIS M8812测定的灰分为28%,用BET法测定的比表面积为0.1m2/g。用JISM 8801测定的记录试验强度为70%。也就是此对比例中由于干馏温度过低,比表面积明显减小,得不到活性炭的性能。(对比例3)
除了使用具有表7所示性状值的一般垃圾中分离出塑料后的垃圾(不添加粘合剂)这一点以外,采用与实施例12完全相同的方法成形,得到干馏物。成形物勉强维持园柱形状,能简单地用手分开。得到的干馏物有一些保持园柱形状,但几乎是粉末状的干馏物。活性炭的成品率为30%,用JIS M 8812测定的灰分为32%,用BET法测定的比表面积为110m2/g。用JIS M 8801测定的记录试验强度为65%。此对比例中成形时由于摩擦热、压缩变形热造成的熔融后起到粘合剂作用的塑料成分分离被除去,得不到比表面积具有某种程度的干馏物强度。(实施例13)
得到的吸附剂的性能用图6所示的试验装置评价。从炼铁过程中的烧结机排放气体烟道210取出实际排放气体,利用升压机211把实际排放气体升压。升压后的实际排放气体通过流量调节器212送到排放气体入口213,进入吸附塔214。吸附塔214是活性炭的填充塔,如图9所示由吸附塔A和再生塔B构成。实际的排放气体与填充在吸附塔A内的活性炭接触后,流向排放气体出口215。形成从吸附塔A上部向下部移动的结构,从吸附塔下部排出的活性炭用输送设备219送入到再生塔B中。送入到再生塔B中的活性炭在加热部位223从外部进行加热,吸附的物质分解后排出,作为再生的活性炭用输送设备220再送到吸附塔A中。形成填充到吸附塔214中的活性炭通过移动床在吸附塔A和再生塔B间循环的结构。形成从排放气体出口215排出的实际的排放气体又返回到烧结机的排放气体烟道中的结构。用这样的试验装置,设定吸附塔内排放气体空间速度为700h-1进行了吸附试验。吸附试验时排放气体温度大约为120℃。N=2次测定了从排放气体采样口216和217得到的排放气体中二噁英,取平均值,其结果为从采样口216取出的排放气体中的DXN浓度为100的话,从采样口217取出的排放气体中二噁英浓度为0.5。其中所说的二噁英是指多氯二苯并二噁英、多氯二苯并呋喃的总称,此外二噁英浓度意味着毒性换算值。n=2次测定了从排放气体采样口216和217得到的排放气体中SOx浓度,取平均值,其结果为从采样口216取出的排放气体中的SOx浓度为100的话,从采样口217取出的排放气体中二噁英浓度为15。吸附试验结束后相对于总循环量(从吸附塔A下方排出的总活性炭量)-1mm产生的粉量小于0.5%,用本方法能够得到具有优良性能和性状的活性炭。

Claims (48)

1.可燃性废弃物的处理方法,其由以下工序构成:为了得到干馏碳化物和可燃性气体,使可燃性废弃物干馏的工序;及为了净化工艺过程中的排放气体使用的工序。
2.如权利要求1所述的可燃性废弃物处理方法,其特征为:此可燃性废弃物至少应含有纸和塑料中的一种。
3.如权利要求2所述的可燃性废弃物处理方法,其特征为:此可燃性废弃物至少应含有煤、煤焦油、沥青、活性污泥、石油系残渣中的一种。
4.如权利要求2所述的可燃性废弃物处理方法,其特征为:此可燃性废弃物至少应含有轧制氧化铁皮和电集尘器的粉尘中的一种。
5.如权利要求1所述的可燃性废弃物处理方法,其特征为:此干馏工序至少要在400℃以上的干馏温度下,对可燃性废弃物进行干馏处理。
6.如权利要求5所述的可燃性废弃物处理方法,其特征为:此干馏工序至少要在600℃以上的干馏温度下,可燃性废弃物进行干馏处理。
7.如权利要求6所述的可燃性废弃物处理方法,其特征为:此干馏工序在1000~1300℃的干馏温度下,对可燃性废弃物进行干馏处理。
8.如权利要求1所述的可燃性废弃物处理方法,其特征为:此干馏工序在非活性气氛中对可燃性废弃物进行干馏处理。
9.如权利要求1所述的可燃性废弃物处理方法,其特征为:此干馏工序为了得到干馏碳化物和可燃性气体,对可燃性废弃物进行干馏,对此干馏碳化物进行活化处理。
10.如权利要求1所述的可燃性废弃物处理方法,其特征为:把上述干馏碳化物破碎成粒度小于5mm的工序。
11.如权利要求1所述的可燃性废弃物处理方法,其特征为:上述干馏碳化物最多含有重量百分比5%以下的挥发成分。
12.如权利要求1所述的可燃性废弃物处理方法,其特征为:上述干馏碳化物最多含有重量百分比1%以下的挥发成分。
13.如权利要求1所述的可燃性废弃物处理方法,其特征为:此过程中的排放气体为从垃圾焚烧炉、发电设备、炼钢用电炉、废料融化炉、炼铁用烧结机产生的过程排放气体中的一种。
14.如权利要求1所述的可燃性废弃物处理方法,其特征为:把回收的干馏碳化物作为燃料和原料使用的工序。
15.如权利要求13所述的可燃性废弃物处理方法,其特征为:此燃料是被用于在炼铁用的烧结机制造烧结矿的燃料。
16.如权利要求1所述的可燃性废弃物处理方法,其特征为:具有把此可燃性气体作为干馏用的热源或炼铁过程的热源使用的工序。
17.如权利要求1所述的可燃性废弃物处理方法,其特征为:此可燃性废弃物为固化垃圾燃料(RDF:Refuse Derived Fuel)。
18.如权利要求1所述的可燃性废弃物处理方法,其特征为:此可燃性废弃物至少应含有纸和塑料中的一种,此可燃性废弃物至少应含有轧制氧化铁皮和电集尘器的粉尘中的一种,此干馏工序在1000~1300℃的干馏温度下,对可燃性废弃物进行干馏处理。
19.可燃性废弃物处理方法由以下工序构成:为了制造预干馏碳化物,对可燃性废弃物进行预干馏的工序;为了得到成型物,把此预干馏碳化物成型的工序;为了制造干馏碳化物,对成型物进行干馏的工序。
20.如权利要求19所述的可燃性废弃物处理方法,其特征为:此预干馏工序是使可燃性废弃物在300~800℃温度进行预干馏。
21.如权利要求19所述的可燃性废弃物处理方法,其特征为:此成型工序是用球团机制成球团。
22.如权利要求19所述的可燃性废弃物处理方法,其特征为:此干馏工序是使成型物在600~1000℃温度进行干馏。
23.如权利要求19所述的可燃性废弃物处理方法,其特征为:此干馏工序是在水蒸气存在的条件下进行干馏。
24.如权利要求19所述的可燃性废弃物处理方法,其特征为:此干馏工序是把干馏气体作为热源进行干馏的。
25.如权利要求19所述的可燃性废弃物处理方法,其特征为:此可燃性废弃物为含有固化垃圾燃料的可燃性废弃物。
26.如权利要求19所述的可燃性废弃物处理方法,其特征为:此可燃性废弃物为固化垃圾燃料。
27.如权利要求19所述的可燃性废弃物处理方法,其特征为:此可燃性废弃物具有O/C原子比为0.2-0.8、H/C原子比为0.5-2.3。
28.如权利要求19所述的可燃性废弃物处理方法,其特征为:还具有破碎预干馏碳化物的工序、从预干馏碳化物中除去铁和有色金属的工序。
29.如权利要求19所述的可燃性废弃物处理方法,其特征为:还具有在此预干馏物中加入煤或焦碳的工序。破碎预干馏碳化物的工序、从预干馏碳化物中去除铁和有色金属的工序。
30.如权利要求19所述的可燃性废弃物处理方法,其特征为:还具有在此预干馏碳化物中添加粘合剂后混合的工序。
31.如权利要求19所述的可燃性废弃物处理方法,其特征为:还具有把干馏碳化物作为排放气体处理剂利用的工序。
32.如权利要求19所述的可燃性废弃物处理方法,其特征为:还具有从干馏碳化物中去除细小干馏碳化物的工序,以及把细小的干馏碳化物再返回到使预干馏碳化物成型的工序。
33.如权利要求19所述的可燃性废弃物处理方法,其特征为:还具有从干馏碳化物中去除细小干馏碳化物的工序,以及把此细小干馏碳化物作为燃料吹入的原料使用的工序。
34.用权利要求19所述的可燃性废弃物处理方法制造的活性炭。
35.如权利要求34所述的可燃性废弃物处理方法,其特征为:此活性炭具有88%以上的记录强度和148m2/g以上的比表面积。
36.可燃性废弃物处理方法,其由以下工序构成:把可燃性废弃物在500~1000℃温度干馏的工序,和干馏后得到干馏物和干馏气体的工序。
37.如权利要求36所述的可燃性废弃物处理方法,其特征为:干馏是在0.5~50Mpa的压力下进行。
38.如权利要求36所述的可燃性废弃物处理方法,其特征为:此可燃性废弃物为固化垃圾燃料。
39.如权利要求36所述的可燃性废弃物处理方法,其特征为:此可燃性废弃物由把垃圾固化后的固体燃料和煤或含高碳的垃圾组成。
40.如权利要求36所述的可燃性废弃物处理方法,其特征为:把干馏得到的残渣破碎,把碳和灰分分离。
41.如权利要求36所述的可燃性废弃物处理方法,其特征为:具有把干馏气体作为干馏的热源使用的工序。
42.可燃性废弃物的处理方法由下述工序组成:准备固化垃圾燃料的工序、在500~1000℃的温度下干馏固体燃料的工序和干馏后得到干馏物和干馏气体的工序。
43.如权利要求42所述的可燃性废弃物处理方法,其特征为:准备固化垃圾燃料的工序是在固化垃圾燃料中浸润粘合剂。
44.如权利要求42所述的可燃性废弃物处理方法,其特征为:准备固化垃圾燃料的工序是在固化垃圾燃料中浸润粘合剂,然后把此固化垃圾燃料压缩成型。
45.如权利要求42所述的可燃性废弃物处理方法,其特征为:此干馏工序是在水蒸气存在的条件下进行干馏。
46.如权利要求42所述的可燃性废弃物处理方法,其特征为:对干馏物进行活化处理。
47.如权利要求42所述的可燃性废弃物处理方法,其特征为:把干馏的气体作为干馏的热源使用。
48.用权利要求42所述的可燃性废弃物处理方法制造的活性炭。
CNB008111839A 1999-08-04 2000-08-03 可燃性废弃物的处理方法及按此方法制造的活性炭 Expired - Fee Related CN1168798C (zh)

Applications Claiming Priority (12)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22088399 1999-08-04
JP220883/99 1999-08-04
JP220883/1999 1999-08-04
JP220884/99 1999-08-04
JP220884/1999 1999-08-04
JP22088499 1999-08-04
JP287566/99 1999-10-08
JP28756699 1999-10-08
JP287566/1999 1999-10-08
JP169092/2000 2000-06-06
JP2000169092 2000-06-06
JP169092/00 2000-06-06

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1367812A true CN1367812A (zh) 2002-09-04
CN1168798C CN1168798C (zh) 2004-09-29

Family

ID=27476980

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB008111839A Expired - Fee Related CN1168798C (zh) 1999-08-04 2000-08-03 可燃性废弃物的处理方法及按此方法制造的活性炭

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20030027088A1 (zh)
EP (1) EP1219697A4 (zh)
KR (1) KR100469581B1 (zh)
CN (1) CN1168798C (zh)
AU (1) AU6317600A (zh)
WO (1) WO2001010978A1 (zh)

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102964041A (zh) * 2012-12-03 2013-03-13 厦门荣惠盛新材料有限公司 污泥焚烧处理装置及其焚烧处理方法
CN101768452B (zh) * 2009-02-23 2013-03-13 深圳市兖能环保科技有限公司 以垃圾分选物为原料制取煤气和活性炭的系统、装置和方法
CN101845310B (zh) * 2006-07-25 2013-06-05 上海泓森环境工程科技有限公司 一种生物质裂解转化处理的炼制转化工艺技术
CN103160301A (zh) * 2013-03-21 2013-06-19 何建祥 一种油砂、油泥、油页岩及生物质的低温干馏设备及方法
CN103447284A (zh) * 2013-05-24 2013-12-18 韩明杰 生活垃圾中可燃物无尘分选、熔炼制品一体机
CN103537477A (zh) * 2013-10-16 2014-01-29 华东理工大学 一种制革废弃物分级处理设备及其工艺
CN104837964A (zh) * 2012-05-11 2015-08-12 谐和能源有限责任公司 产生具有减少的氯含量的工程化燃料原料的系统和方法
CN106180158A (zh) * 2016-09-19 2016-12-07 重庆冠虹环保能源股份有限公司 垃圾筛下物中植物纤维与污泥的混合碳化处理方法
CN107597793A (zh) * 2017-09-06 2018-01-19 深圳市康瑞源再生资源有限公司 一种垃圾复合炭化资源化处理工艺
CN108499553A (zh) * 2018-04-13 2018-09-07 梁海 一种用于垃圾焚烧的催化剂
CN108584946A (zh) * 2018-05-08 2018-09-28 华侨大学 一种啤酒糟和啤酒废酵母资源化利用的方法
CN111453948A (zh) * 2020-04-02 2020-07-28 北京北控京仪环保科技有限公司 一种含油污泥成型系统及方法
CN111944548A (zh) * 2020-08-13 2020-11-17 中南大学 一种钢铁烧结工艺协同利用有机固废的方法

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002285855A (ja) * 2001-03-28 2002-10-03 Masaki Sadakata 燃料ブリケットおよびそれを用いたガスエンジンシステム
CA2473453A1 (en) * 2002-01-10 2003-07-24 Shigeo Muramatsu Smokeless porous carbon production method and its production system
JP4444051B2 (ja) * 2004-09-17 2010-03-31 新日本石油精製株式会社 吸着剤及びその製造方法、並びに含油排水の処理方法
JP4814621B2 (ja) * 2005-11-21 2011-11-16 新日鉄エンジニアリング株式会社 廃棄物処理方法
US20080010898A1 (en) * 2006-07-12 2008-01-17 Chandaria Ashok V Pellets with infused accelerants and method of use
KR100808512B1 (ko) * 2007-03-10 2008-03-03 전호건 산림 잔여물의 연료화 장치 및 방법
US20090232725A1 (en) * 2007-11-23 2009-09-17 Sherman Aaron Flow rate of gas in fluidized bed during conversion of carbon based material to natural gas and activated carbon
US9688934B2 (en) 2007-11-23 2017-06-27 Bixby Energy Systems, Inc. Process for and processor of natural gas and activated carbon together with blower
CN101880119B (zh) * 2009-05-07 2011-12-07 陈丰 生化污泥和废油脂综合处理技术
DE102009021692A1 (de) * 2009-05-18 2010-12-02 Ziemann Energy Gmbh Verfahren zum Behandeln von Reststoffen von Brauereien
KR101033212B1 (ko) * 2011-03-10 2011-05-06 주식회사 이라산업 커피박 펠릿 연료 제조방법 및 이에 의해 제조된 커피박 펠릿
CN103693839B (zh) * 2014-01-07 2016-03-30 北京神雾环境能源科技集团股份有限公司 污泥处理方法及其处理系统
CN104403712A (zh) * 2014-09-30 2015-03-11 贵州大学 高碳质黑色页岩混合生物质材料制备有机颗粒燃料的方法
KR200483363Y1 (ko) 2016-03-17 2017-05-08 한국남부발전 주식회사 발전용 우드 펠릿 성형 공급장치
RU2746733C2 (ru) * 2016-04-06 2021-04-19 УБЭ Индастриз, Лтд. Аппаратура для охлаждения карбонизированной биомассы
MX2019001020A (es) * 2017-05-26 2019-06-10 Novelis Inc Sistema y metodo para hacer briquetas de polvo del ciclon a partir de sistemas de decapado.
WO2018229520A1 (en) * 2017-06-16 2018-12-20 Arcelormittal Operating method of an iron making installation and associated operating installation
CN107640769B (zh) * 2017-11-08 2019-12-20 山西新华化工有限责任公司 回收炭粉再生脱硫脱硝活性炭的生产方法
CN108277029A (zh) * 2018-01-11 2018-07-13 武汉科技大学 一种铁矿烧结用城市生活垃圾热解炭及其制备及应用方法
CN109161393B (zh) * 2018-09-28 2020-06-16 浙江科技学院 一种畜禽粪便分级炭化的系统及方法
CN110551550A (zh) * 2019-09-17 2019-12-10 龙朝锋 一种生活垃圾制rdf及高温热解气化处理工艺
CN110903836A (zh) * 2019-11-29 2020-03-24 同济大学 一种有机废物的资源化处理方法
WO2021260181A1 (en) * 2020-06-25 2021-12-30 Amateq Holding Gmbh Treatment of mill scale containing hydrocarbons
CN111662044A (zh) * 2020-06-30 2020-09-15 湖南翰坤实业有限公司 快速凝固混凝土及其制备方法
KR102467205B1 (ko) * 2020-12-16 2022-11-16 주식회사 포스코 하수 슬러지와 콜타르 슬러지를 이용한 바이오콜 및 이의 제조방법

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4052173A (en) * 1974-07-29 1977-10-04 Dynecology Incorporated Simultaneous gasification of coal and pyrolysis of organic solid waste materials
US4561860A (en) * 1980-03-24 1985-12-31 The Secretary Of State For The Environment In Her Britannic Majesty's Government Of The United Kingdom Of Great Britain And Northern Ireland Process and apparatus for production of refuse derived fuel
US5562743A (en) * 1989-06-19 1996-10-08 University Of North Texas Binder enhanced refuse derived fuel
DE4235368A1 (de) * 1991-10-21 1993-04-22 Mitsui Mining Co Ltd Verfahren zum herstellen von aktiviertem formkoks und durch dieses verfahren erhaltener formkoks und brenngas
JPH0947795A (ja) * 1995-08-09 1997-02-18 Kubota Corp 有機性廃棄物炭化再生装置
JP3545504B2 (ja) * 1995-08-16 2004-07-21 Jfeエンジニアリング株式会社 固形燃料の製造方法及びその装置
JPH09208963A (ja) * 1996-02-02 1997-08-12 Kato Shigeru 含水炭素を含む産業廃棄物を用いた活性炭の製造方法
JPH10259013A (ja) * 1997-03-21 1998-09-29 Ube Ind Ltd 有機性廃棄物等の高温熱処理装置
JPH10296078A (ja) * 1997-04-23 1998-11-10 Nippon Steel Corp 高強度、高吸着能を有する活性コークスの製造方法
JPH1182987A (ja) * 1997-09-01 1999-03-26 Ebara Corp 固形廃棄物のガス化処理方法
JPH11106210A (ja) * 1997-09-30 1999-04-20 Kurimoto Ltd 廃棄物固形燃料からの活性炭の製造方法
JP3506893B2 (ja) * 1997-12-26 2004-03-15 株式会社栗本鐵工所 廃棄物固形燃料からの炭化物の製造方法

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101845310B (zh) * 2006-07-25 2013-06-05 上海泓森环境工程科技有限公司 一种生物质裂解转化处理的炼制转化工艺技术
CN101768452B (zh) * 2009-02-23 2013-03-13 深圳市兖能环保科技有限公司 以垃圾分选物为原料制取煤气和活性炭的系统、装置和方法
CN104837964A (zh) * 2012-05-11 2015-08-12 谐和能源有限责任公司 产生具有减少的氯含量的工程化燃料原料的系统和方法
CN102964041B (zh) * 2012-12-03 2014-02-12 厦门荣惠盛新材料有限公司 污泥焚烧处理装置及其焚烧处理方法
CN102964041A (zh) * 2012-12-03 2013-03-13 厦门荣惠盛新材料有限公司 污泥焚烧处理装置及其焚烧处理方法
CN103160301A (zh) * 2013-03-21 2013-06-19 何建祥 一种油砂、油泥、油页岩及生物质的低温干馏设备及方法
CN103447284B (zh) * 2013-05-24 2016-01-20 韩明杰 生活垃圾中可燃物无尘分选、熔炼制品一体机
CN103447284A (zh) * 2013-05-24 2013-12-18 韩明杰 生活垃圾中可燃物无尘分选、熔炼制品一体机
CN103537477A (zh) * 2013-10-16 2014-01-29 华东理工大学 一种制革废弃物分级处理设备及其工艺
CN106180158A (zh) * 2016-09-19 2016-12-07 重庆冠虹环保能源股份有限公司 垃圾筛下物中植物纤维与污泥的混合碳化处理方法
CN106180158B (zh) * 2016-09-19 2018-05-18 重庆冠虹环保能源股份有限公司 垃圾筛下物中植物纤维与污泥的混合碳化处理方法
CN107597793A (zh) * 2017-09-06 2018-01-19 深圳市康瑞源再生资源有限公司 一种垃圾复合炭化资源化处理工艺
CN108499553A (zh) * 2018-04-13 2018-09-07 梁海 一种用于垃圾焚烧的催化剂
CN108584946A (zh) * 2018-05-08 2018-09-28 华侨大学 一种啤酒糟和啤酒废酵母资源化利用的方法
CN108584946B (zh) * 2018-05-08 2021-11-09 华侨大学 一种啤酒糟和啤酒废酵母资源化利用的方法
CN111453948A (zh) * 2020-04-02 2020-07-28 北京北控京仪环保科技有限公司 一种含油污泥成型系统及方法
CN111944548A (zh) * 2020-08-13 2020-11-17 中南大学 一种钢铁烧结工艺协同利用有机固废的方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2001010978A1 (fr) 2001-02-15
CN1168798C (zh) 2004-09-29
AU6317600A (en) 2001-03-05
EP1219697A4 (en) 2006-02-08
KR20020052147A (ko) 2002-07-02
US20030027088A1 (en) 2003-02-06
KR100469581B1 (ko) 2005-02-02
EP1219697A1 (en) 2002-07-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1168798C (zh) 可燃性废弃物的处理方法及按此方法制造的活性炭
CN1294280C (zh) 粒状金属铁的制法
AU2019254838B2 (en) Method of producing solid composites
CN1179149C (zh) 通过气化处理废物的方法
CN1195818C (zh) 废物处理方法及废物处理装置
CN1774514A (zh) 直接用宽粒度范围的煤生产煤压块的方法、使用其制造铁水的方法和设备
CN103958046A (zh) 具有改进的碳床和降低的焦炭需求的等离子体气化反应器
CN1771340A (zh) 制备冶金用改质煤的方法以及使用该改质煤制备还原金属和含氧化有色金属的炉渣的方法
CN87108122A (zh) 烧成球团矿烧结块的制造方法
JP2004131778A (ja) 溶融金属製造用原料の製造方法および溶融金属の製造方法
JP5319980B2 (ja) 廃棄物溶融炉用コークスの製造方法
CA2387694C (en) Method of producing reduced metals and apparatus for reducing metal oxides
CN1214740A (zh) 处理炼铁和炼钢粉尘的方法及其所用的设备
CN1735702A (zh) 还原含铬材料的方法
KR101545985B1 (ko) 바이오매스를 활용한 소결광의 제조방법
CN1613971A (zh) 用于制造高炉用焦炭的原料煤的改性·预处理方法
JP2006007186A (ja) 重金属類の捕捉材、および重金属類の分離除去方法
CN1055730C (zh) 还原铁和铁水的制造方法及还原铁的制造装置
JP4218442B2 (ja) バイオマスからのフェロコークスの製造方法
JP2005053986A (ja) 高炉用フェロコークスの製造方法
JPH05230558A (ja) 焼結鉱の製造方法
JP2012219182A (ja) 石炭ガス中のタール分解方法
CN101048516A (zh) 用于制造熔融铁的方法和设备
CN1040654C (zh) 活性污泥煤球
JP2005270696A (ja) 下水汚泥のリサイクル方法

Legal Events

Date Code Title Description
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C06 Publication
PB01 Publication
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: JFE STEEL CORP.

Free format text: FORMER OWNER: ITALY-RICH ENGINEERING CO., LTD.

Effective date: 20040430

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20040430

Address after: Tokyo, Japan

Applicant after: NKK Corporation

Address before: Tokyo, Japan

Applicant before: JFE Engineering Corporation

C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C19 Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee