CS260434B1 - Způsob výroby cementářského slínku z kapalných nebo pevných chlorovaných organických odpadů - Google Patents

Abstract

Účelem řešení je výroba kvalitního cementářského slínku z organických chlór obsahujících odpadů s energetickým potenciálem a jejich současná likvidace ekologicky nezávadným a ekonomicky výhodným způsobem. Uvedeného účelu se dosáhne: Dávkováním kapalných organických odpadů obsahujících chlór společně s primárním ušlechtilým palivem kapalným nebo plynným do hořáku rotační pece na výpal slínku, přičemž vznikající chlór obsahující plynné zplodiny hoření reagují s alkalickými podíly cementářské suroviny za tvorby alkalickochloridové taveniny vedoucí k nízkoteplotní solné technologii výroby kvalitního alinitického slínku obsahujícího jako hlavní hydraulické minerály chíórsilikát a chlóraluminát vápenatý. Spalováním pevných organických odpadů obsahujícím chlór za redukčních podmínek v incinerátoru, přičemž je směs chlorovodíku a energeticky bohatého plynu vedena v proudu sekundárního vzduchu do rotační pece se stejným důsledkem na vzniku slínku jako v případě dávkování kapalných odpadů.

Description

Řešení· se týká. způsobu! výroby cementóřského, slínku z kapalných netto pevných chlorovaných organických odpadu za současného snížení teploty/ výpalu, pňičemž dochází k ekologicky nezávadhé likvidaci využitých odpadů.

Dosud· známé· způsoby bezpečné likvidace chlorovaných uhlovodíků, například zejména polychlorovaných bifenylů, jsou investičně i provozně značně náročné. Kromě jiných způsobů je znám způsob přidávání výše uvedených sloučenin do paliva dávkovaného do hořáků cementářských rotačních pecí obvykle v malém množství řádově cca 1 % vztaženo na množství dávkovaného tekutého paliva; přičemž hlavním limitujícím důvodem výše tohoto přídavku je zpravidla obsah rozpustných chloridů (alkalických Cl^-) ve slínku, jenž je obvykle veden strohými standardními požadavky vyplývajícími z obav z nadměrné koroze ocelových armatur. Množství likvidovaných chlorovaných uhlovodíků v tepelných agregátech jedné cementárny jp tak nepříznivě nízké. Současně je- však znám způsob tzv. nízkoteplotní solné technologie cementářského slínku (lze uvést například práce Β. I. Nudelmana, které vyústily v AO č. 326 152 a 301315) charakterizovaný relativně vysokými obsahy Cl v surovině komponované s ohledem na tuto technologii výroby slínku tak, aby tvorba hydraulicky aktivních slínkových minerálů nového· typu, pnobíhalai v tzv. chloridové tavenině. Tento proces je charakterizoT ván relativně nízkou teplotou slinování (teplota ve slinovacím pásmu je cca 1100°C) a tudíž podstatně nižšími nároky na spotřebu tepla a vyššími specifickými výkony technologického zařízení. Chlór je v případě této výroby strukturně vázán ve slínkovém minerálu tzv. alinitu (zásaditý chlórsilikát vápenatý Ca22j (Si0₀,₇₅Alo,25) O_4/8O4Cl2 a chlóraluminát vápenatý CÁ12O32CI2] a není nebezpečí známé u cementů s vysokým obsahem alkalických Cl^-. Úkaz tvorby základního strukturního motivu v alinitu je zaregistrován v SSSR jako objev 210 a na složení vsázky do rotační pece pro výroby alinitického slínku je v SSSR uděleno autorské osvědčení.

Nevýhodou tohoto procesu je nutnost přípravy suroviny speciálního složení s obsahem neběžných chlór obsahujících příměsí, což komplikuje skladbu a přípravu surovinové směsi.

Nevýhody výše zmíněných procesů jsou odstraněny způsobem podle vynálezu, kterého podstatou je výroba cementářského slínku z kapalných nebo pevných chlorovaných organických odpadů za současného snížení teploty výpalu, přičemž kapalné nebo pevné chlorované odpady jsou ekologicky nezávadným způsobem spalovány jako částečná náhrada ušlechtilého kapalného nebo plynného paliva. Způsob spalování výše uvedených odpadů lze volit buď v hořáku rotační pece, nebo za redukčních podmínek v incinerátoru za vzniku směsi· chlorovodíku a energeticky bohatého plynu vedeného v proudu sekundárního' vzduchu do rotační pece. V obou popsaných případech dávkování: se chlór obsahující organické sloučeniny kvantitativně tepelně rozkládají na chlorovodík a další obvyklé zplodiny hoření. Chlorovodík okamžitě reaguje v prostoru rotační pece se zásaditými podíly cementářské suroviny a dochází ke vzniku chloridové taveniny, v níž se tvoří, alinlt — již zmíněné minerály chlórsilikát a chlóralumlnát vápenaté jako účinné hydraulicky aktivní slínkové složky.

Svými vlastnostmi jsou cementy nízkoteplotního solného výpalu stejné nebo blízké známým druhům portlandských cementů a podle řady ukazatelů jejich, jakost· převyšují.

Navrhovaný způsob likvidace chlorovaných uhlovodíků a jiných organických odpadů obsahujících chlór se vyznačuje celou řadou dalších nesporných výhod, z nichž uvádíme:

— ekologicko výhody tohoto způsobu likvidace obtížných· chlor obsahujících odpadů, zejména polychlorovaných bifenylů s vysoce příznivými ekonomickými účinky;

— náhrada části ušlechtilého paliva ekologicky obtížným odpadem;

— možnost likvidace i tuhých chlór obsahujících odpadů v přídavném incinerátoru;

— snížení měrné spotřeby tepla na výpal slínku opnoti: současným hodnotám;

— snížení teploty výpalu s následným vlivem na snížení tepelných ztrát agregátu a na úsporu vyzdívky;

— zvýšení výkonu pecního agregátu včetně roštových chladičů, slínku a-mlýnice.-slínku;.

— úspora elektrické energie na. mletí v důsledku vyšší, schopnosti aliriitických, šlím ků k zdrobňování;

— mafé. investiční a provozní náklady, případně zisk z poplatků, firem za. likvidaci, obtížných odpadů;

— snadná, aplikovalelnost vo všech typech, cementáren s rotační pecí vytápěných kapalnými a plynnými palivy.

P ř í k 1 ad

K realizaci byla vybrána pec na· výpal slínku suchým.způsobem vytápěná, mazutem, s průměrným výkonem- 62,5 tuny, slínku za. hodinu.

A. Průměrné základní, vstupní a výstupní hodnoty, pecního, agregátu při, běžné výrobě klasického slínku. portlandského cementu:

výhřevnost mazutu 39, MJ. kg^-1 dávkování do pece:

cementářská surovina 103,1 t.hod^-1 mazut 5,51 t. hod^-1 produkce slínku 62,5 t. hod^-1 teplota výpalu 1 430 °C

B. Průměrné vstupní a výstupní hodnoty při dávkování polychlorovaných bifenylů do paliva a při výrobě aliuitického slínku v téže pecí:

požadovaný obsah chlóru ve slínku 2,4 % výhřevnost mazutu 39 MJ.kg^-1 výhřevnost polychlórbifenylu 19 MJ. kg^-1 (transformovaný olej)

Oproti průměrným výkonům se v případě B zvyšuje výkon pecního agregátu asi o 1/5 při snížení teploty výpalu o 250 ^CC. Vzniklý slínek má následující chemicko-fyzikální vlastnosti:

při semletí na měrný povrch 3 700 ciiú-g^-1 dosahuje pevnost po 28 dnech 5,9 MPa v ohybu a 49,0 MPa v tlaku počátek tuhnutí 50 min.

obsah chlóru			doba tuhnutí	do 10 hodin
v polychlórbifenylu		45 %
dávkování do pece:			Obsah hlavních slínkových	minerálů:
cementářská surovina	128,7	t.hod 1	trikalciumsilíkát	47 %
palivo: mazut	2,65	t.hod-1	β-díkalciumsilikát	33 %
pcb — odpad	3,34	t. hod-1	chlórsilikát vápenatý	10 %
produkce slínku	78,0	t. hod'1	chlóraluminát vápenatý	5 %
teplota ve sliuovacím	pásmu	1 160°C	chlóralumoferit vápenatý	2 %
			obsah chlóru ve slínku	2,35 %
	PREDMET	VYNALEZU

Claims (1)

1. Způsob výroby cementářského slínku z kapalných nebo pevných chlorovaných organických odpadů za současného snížení teploty výpalu, vyznačující se tím, že kapalné nebo pevné chlorované organické odpady jsou dávkovány jako částečná náhrada ušlechtilého paliva a spalovány buď přímo v hořáku rotační pece společně s hlavním palivem, nebo v incinerátoru za vzniku chlorovodíku a energeticky bohatého plynu vedoucího v proudu sekundárního vzduchu ke spálení do rotační pece při maximálním dávkování odpadu do limitní hodnoty max. 15 proč. chlóru v surovině.