CZ279584B6

CZ279584B6 - Method of combined evaluation of fine grained solidand pasty waste substances

Info

Publication number: CZ279584B6
Application number: CZ144793A
Authority: CZ
Inventors: Wolfgang Dipl. Chem. Rabe; Manfred Dipl. Ing. Dürlich; Günter Dr. Ing. Lorenz
Original assignee: Sekundärrohstoff-Verwertungszentrum Schwarze Pumpe Gmbh
Priority date: 1992-08-06
Filing date: 1993-07-20
Publication date: 1995-05-17
Also published as: CZ144793A3; DE4226032C1

Abstract

Pevné, jemnozrnné odpadní látky se zrněním až 100 mm, kde podíl do 20 mm činí více jak 50 % hmot. smísí v podílu 60 až 99 % hmot. s pastovitými odpadními látkami v podílu 1 až 40 % hmot. a tato směs se v podílu 1 až 70 % hmot. přivede s kusovými zplyňovacími látkami obsahujícími uhlík a/nebo s aglomeráty z jemnozrnných odpadních látek a jemnozrnného uhlí do tlakového zplyňovače s pevným ložem pro chemické zreagování a tepelnou úpravu a ohřev zbytkových látek a/nebo odpadních látek v tlakovém zplyňovači s pevným ložem v redukující atmosféře se nastaví na teplotu 350 .sup.o.n. C až 400 .sup.o.n. C a nastaví se i doba prodlevy u zbytkových látek a/nebo odpadních látek v tlakovém zplyňovači s pevným ložem až k přímému styku s vyrobeným proudem surového plynu, který vykazuje teplotu vyšší jak 350 .sup.o.n. C, a který se po opuštění tlakového zplyňovače s pevným ložem šokem ochladí na teplotu nižší než 200 .sup.o .n.C, na dobu delší než 30 minut. ŕSolid, fine-grained waste with a grain size of up to 100 mm, where up to 20 mm is more than 50% by weight. in a proportion of 60 to 99 wt. with pasty waste materials in a proportion of 1 to 40 wt. and the mixture is in a proportion of 1 to 1 70 wt. introduces carbon-containing and / or fine-grained and fine-grained agglomerates into a fixed bed gasifier for chemical reaction and heat treatment and heating of residuals and / or waste matter in a fixed bed gasifier in a reducing atmosphere set to 350 .sup.on C to 400 .sup.o.n. C and also the residence time of the residuals and / or waste materials in the fixed bed gasifier to a direct contact with the produced raw gas stream having a temperature of more than 350 .mu.m. C, and which, after leaving the fixed bed gasification pressurizer, is cooled to a temperature of less than 200 [mu] o [deg.] C. for more than 30 minutes. ŕ

Description

IDID

0) d0) d

(57) Anotace:(57)

Pevné jemnozrnné odpadní látky se zrněním až do 100 mm, kde podíl do 20 mm činí více jak 50 % hmot., se smísí v podílu 60 až 99 % hmot, s pastovitými odpadními látkami v podílu 1 až 40 % hmot, a tato směs se v podílu 1 až 70 % hmot, přivede s kusovými zplyňovacími látkami, obsahujícími uhlík a/nebo s aglomeráty z jemnozrnných odpadních látek a jemnozrnného uhlí, do tlakového zplyňovače s pevným ložem pro chemické zreagování a tepelnou úpravu a ohřev zbytkových látek a/nebo odpadních látek, v tlakovém zplyňovači s pevným ložem v redukující atmosféře se nastaví teplota na 350 °C až 400°C, a nastaví se i doba prodlevy u zbytkových látek a/nebo odpadních látek v tlakovém zplyňovači s pevným ložem až do přímého styku s vyrobeným proudem surového plynu, který vykazuje teplotu Vyšší jak 350°C, a který se po opuštění tlakového zplyňovače s pevným ložem šokem ochladí na teplotu nižší než 200°C, na dobu delší néž 30 minut.Solid fine-grained waste materials with a grain size of up to 100 mm, where the proportion up to 20 mm is more than 50% by weight, is mixed in a proportion of 60 to 99% by weight, with pasty waste materials in a proportion of 1 to 40% by weight. in a proportion of 1 to 70% by weight, it is fed with lump gasifiers containing carbon and / or agglomerates of fine-grained waste and fine-grained coal to a fixed bed pressure gasifier for chemical treatment and heat treatment and heating of residual substances and / or waste , the temperature is set at 350 ° C to 400 ° C in a fixed bed gasifier in a reducing atmosphere, and the residence time of the residual substances and / or waste materials in the fixed bed gasifier until direct contact with the produced raw stream is set a gas having a temperature greater than 350 ° C and which is cooled to below 200 ° C after leaving the fixed bed pressure gasifier, for longer than 30 minutes.

Způsob kombinovaného zhodnocení jemnozrnných pevných a pastovitých odpadních látekMethod of combined evaluation of fine-grained solid and pasty waste materials

Oblast technikyTechnical field

Předmětem vynálezu je způsob kombinovaného zhodnocení jemnozrnných pevných a pastovítých odpadních látek.It is an object of the present invention to provide a method for the combined recovery of fine-grained solid and pasty waste materials.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Z historického hlediska bylo nejméně nákladným způsobem odstraňování pevných odpadních látek ukládáním v otevřených deponiích nebo v podzemních deponiích. Deponie pro nezpracovaný odpad přináší sebou ale vážné problémy. Vyluhováním dochází snadno ke znečištění spodních vod. Ztratí se cenné půdní plochy. Mohou vzniknout požáry.Historically, the least expensive way to remove solid waste was by depositing it in open or underground deposits. However, the disposal of unprocessed waste presents serious problems. By leaching, groundwater is easily contaminated. Valuable soil will be lost. Fire can occur.

Příznivější způsob, který zmenšuje tyto problémy, spočívá v sanitární výplni terénu kompostem a překrytím odpadu půdou. Nehledě na to stával se tento způsob ve větších městských oblastech neatraktivním, neboť je k dispozici stále méně vhodných míst. Oba uvedené způsoby byly také doplněny spalováním odpadu před vyplněním terénu. Běžné spalování odpadů sice podstatně zmenšuje objem odpadních látek a zmenšuje tím znečištění, způsobené vyluhováním, ale přináší sebou nové problémy pro životní prostředí, například znečištění vzduchu a zvýšený odpad zatěžujících pevných látek, jako filtračních prachů a solných kalů. Ačkoliv jsou možná zmenšení objemu o 80 až 90 % obj. , není zbytek nebo popel ve všech případech biologicky neaktivní, takže je dále nezbytné vyplňování terénu. Dále je při běžném spalování minimální možnost získat zpět užitkové hodnoty.A more favorable way of reducing these problems is by sanitizing the ground with compost and covering the waste with soil. Nevertheless, this method has become unattractive in larger urban areas as there are less and less suitable places available. Both of these methods were also supplemented by the incineration of waste before filling the terrain. Conventional waste incineration considerably reduces the volume of waste and thus reduces leaching pollution, but brings new environmental problems, such as air pollution and increased waste of polluting solids such as filter dust and salt sludge. Although a volume reduction of 80 to 90% by volume is possible, the residue or ash is not biologically inactive in all cases, so that terrain filling is also necessary. Furthermore, in normal incineration, there is minimal opportunity to recover utility values.

Andersonův způsob /US P 3 729 298/ ukazuje návrh řešení zplyňování odpadu. Při tom se odpadní látky zavádí do horní části a kyslík do dolní části nastojato postavené šachtové pece. Při provádění způsobu se používá nezhutněný rozkouskovaný odpad. Tekutá struska, vznikající ve spodní části, se kontinuálně vypouští. Tento způsob měl ten nedostatek, že se rozkouskovaný odpad v reaktoru zhutnil a vedl ke kanálovému proudění se známými nedostatky snížení výkonu a nebezpečí explozeThe Anderson method (US P 3,729,298) shows a proposal for a waste gasification solution. The waste substances are introduced into the upper part and the oxygen is introduced into the lower part of the standing furnace. Non-compacted shredded waste is used in the process. The liquid slag produced in the lower part is continuously discharged. This method had the drawback that the scrap debris in the reactor had been compacted and led to channel flow with known drawbacks and a risk of explosion

Podle DE-OS 26 19 302 bylo navrhováno zplyňovat odpadní látky v definovaných peletách z rozkouskovaného odpadu v šachtové peci. Tento způsob je omezen na zplyňování definovaných pelet a odtah kapalné strusky.According to DE-OS 26 19 302 it has been proposed to gasify waste materials in defined pellets from shredded waste in a shaft furnace. This method is limited to the gasification of defined pellets and the removal of liquid slag.

V DE-AS 23 23 654 se popisuje způsob, při kterém se odpadní látky z domovního odpadu zavádí do horní části a kapalné kondenzáty, obsahující uhlovodíky z čištění plynu, jakož i kapalné odpadní látky, do spodní části reaktoru. Tento způsob vykazuje ten nedostatek, že nedojde k cílené fixaci, popřípadě eliminaci organických a anorganických škodlivin. Při navrhovaném ochlazení plynu na 300 °C není vyloučena Denovova syntéza dioxinu a furanů.DE-A-23 23 654 describes a process in which waste materials from household waste are introduced into the upper part and liquid condensates containing hydrocarbons from the gas purification as well as liquid waste substances into the lower part of the reactor. This method has the drawback that there is no targeted fixation or elimination of organic and inorganic pollutants. The proposed cooling of the gas to 300 ° C does not exclude the Denov synthesis of dioxins and furans.

Podle řešení v DE-OS 33 42 383 se v kombinovaném fluidním zplyňovači s pevným ložem při primárním procesu zplyňuje suspenze a při sekundárním procesu kusová zplyňovači látka, přičemž odpaAccording to the solution in DE-OS 33 42 383, in a fixed bed combination fluidized bed gasifier, the slurry is gasified in the primary process and a lump-type gasifier in the secondary process, the

-1CZ 279584 B6 dající struska se zachycuje v tavné natriumkarbonátové lázni. Tento způsob slouží k zabránění reakcím těžkých kovů, zejména vanadu, s vyzdívkou.The slag is collected in a melt sodium carbonate bath. This method serves to prevent the reaction of heavy metals, especially vanadium, with the lining.

Tento způsob vykazuje ten nedostatek, že použití pevných a kapalných odpadních látek je velmi úzce omezeno, a že zejména rozklad uhlovodíků anebo dioxinu v sekundárním reaktoru se může zdařit pouze nedokonale.This process has the drawback that the use of solid and liquid waste materials is very narrowly restricted and that, in particular, the decomposition of hydrocarbons and / or dioxin in the secondary reactor can only be performed imperfectly.

Cíl a úloha vynálezu spočívá ve zhodnocení velkých podílů kontaminovaných jemnozrnných odpadních látek a zbytkových látek a pastovitých odpadních látek a zbytkových látek, které obsahují různé chemické nečistoty.The object and object of the invention is to evaluate the large amounts of contaminated fine-grained waste and residual substances and pasty waste and residual substances containing various chemical impurities.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Podle vynálezu je úloha vyřešena tím, že se pevné jemnozrnné odpadní látky se zrněním až do 100 mm, v podílu 60 až 99 % hmot, smísí s pastovitými odpadními látkami v podílu 1 až 40 % hmot, a tato směs se v podílu 1 až 70 % hmot, spolu s kusovými odpadními látkami anebo kusovými zplyňovacími látkami, obsahujícími uhlík, anebo s aglomeráty z jemnozrnných odpadních látek a jemnozrnného uhlí přivedou do tlakového zplyňovače s pevným ložem pro chemické zreagování a termickou úpravu. Při provádění způsobu může podíl jemnozrnných pevných odpadních látek se zrněním menším než 20 mm činit více než 50 % hmot. Ohřev zbytkových anebo odpadních látek v tlakovém zplyňovači s pevným ložem se nastaví v redukující atmosféře na 350° až 400 °C, jakož i doba prodlevy zbytkových látek anebo odpadních látek v tlakovém zplyňovači s pevným ložem až do přímého styku s vyrobeným proudem surového plynu, který vykazuje teplotu větší než 3500 °C a který se po opuštění tlakového zplyňovače s pevným ložem ochladí šokem na méně než 200 °C, na více než 30 minut.According to the invention, the problem is solved by mixing solid fine-grained waste materials with a grain size of up to 100 mm in a proportion of 60 to 99% by weight with pasty waste substances in a proportion of 1 to 40% by weight and this mixture in a proportion of 1 to 70%. % by weight, together with lump waste materials or lump gasification substances containing carbon, or with agglomerates of fine-grained waste materials and fine-grained coal, are fed to a fixed bed gasification gasifier for chemical treatment and thermal treatment. In carrying out the process, the proportion of fine-grained solid waste with a grain size of less than 20 mm may be more than 50% by weight. The heating of the residual or waste materials in the fixed bed gasifier is set in a reducing atmosphere at 350 ° to 400 ° C, as well as the residence time of the residual or waste materials in the fixed bed gasifier until directly in contact with the raw gas stream produced. It has a temperature greater than 3500 ° C and which, after leaving the fixed bed gasifier, is shock-cooled to less than 200 ° C for more than 30 minutes.

Předmíšené jemnozrnné a pastovité odpadní látky se mohou před přimíšením ke kusovým odpadním látkám anebo kusovým zplyňovacím látkám aglomerovat.The premixed fine-grained and pasty waste materials may be agglomerated prior to admixture with the lump waste and / or lump gasification substances.

Před aglomerací se mohou do použitého produktu vnést odpadní anebo použité látky, obsahující vápník v podílu více než 5 % hmot.Prior to agglomeration, waste or waste substances containing calcium in a proportion of more than 5% by weight may be introduced into the product used.

Použitím vynálezu se zdaří převést jemnozrnné kontaminované zbytkové látky a odpadní látky do stavu, ve kterém se dají dopravovat, a při kterém se zabrání tvorbě kontaminovaných prachů. Jinak se dají pastovité zbytkové látky a odpadní látky těžko dopravovat a nejsou tekuté. Smíšením s jemnozrnnými produkty se vyrobí směsný produkt, který je schopen téci, a který se dá snadno dávkovat. Tak se podaří definovaným smíšením převést jak jemnozrnné kontaminované, tak i pastovité zbytkové látky v kombinovaný produkt, který se dá dopravovat.By using the present invention, it is possible to convert fine-grained contaminated residuals and waste materials into a transportable state in which contaminated dust formation is prevented. Otherwise, pasty residuals and waste materials are difficult to transport and are not liquid. Mixing with fine-grained products produces a mixed product that is flowable and easy to dispense. In this way, both fine-grained contaminated and pasty residual substances can be converted into a combined product which can be transported by defined mixing.

Bylo zjištěno, že přísadou produktů, obsahujících vápník, do tlakového zplyňovače s pevným ložem při zvýšeni teploty až na 800 °C se zhutní použití produkt a tím se zabrání zvýšenému odnosu prachu a nedokonalé reakci použitého produktu.It has been found that by adding calcium-containing products to a fixed bed pressure gasifier at a temperature increase to 800 ° C, the use of the product is compacted, thereby preventing increased dust removal and imperfect reaction of the product used.

-2CZ 279584 B6-2GB 279584 B6

Vynález je použitelný při zhodnocování, popřípadě dekontaminaci půdy, zatížené dioxinem, nebo kontaminovaných prachů společně se zbytky dehtu, čiřícího kalu nebo lakového kalu. Rovněž je možné kombinované odstranění znečištěných produktů sádry nebo jiných jemnozrnných odpadních látek, obsahující vápník, například z čištění kouřových plynů s čiřícím kalem, přičemž směsný produkt se může slisováním upravit do pevného tvaru, schopného dopravy, pro zhodnocení v tlakovém zplyňovači s pevným ložem.The invention is applicable to the recovery or decontamination of dioxin-loaded soil or contaminated dust together with tar residues, clarifying sludge or lacquer sludge. It is also possible to combine the removal of contaminated gypsum products or other fine-grained waste materials containing calcium, for example from purifying flue gases with clarifying sludge, wherein the mixed product can be compressed to a transportable solid shape for recovery in a fixed bed pressure gasifier.

Podíl vápníku ovlivňuje příznivě chování taveniny popele a je v ní vázán. Podíl síry zreaguje na sirovodík H₂S a nakonec se pomocí praní při hlubokých teplotách s pomocí SulfosolvanClausova zařízení upraví na nejčistší síru.The proportion of calcium positively influences the behavior of ash melt and is bound in it. The sulfur fraction is converted to hydrogen sulphide H ₂ S and is finally converted to the purest sulfur by washing at low temperatures with a SulfosolvanClaus apparatus.

Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Řešení je dále popsáno pomocí dvou příkladů provedení, v nichž podíly % pevných látek znamenají % hmotnosti.The solution is further described by means of two exemplary embodiments in which the percentages of solids represent% by weight.

Příklad 1Example 1

Z oblasti, která se má sanovat, se 600 t půdy, která je zatížena 10 000 ng dioxinu, dekontaminuje.From the area to be remediated, 600 t of land, which is loaded with 10,000 ng of dioxin, is decontaminated.

Půda je předložena v zrnění: 50 % zrn do 2 mm, 30 % s 2 až 5 mm, a 5 % s 20 až 60 mm.Soil is presented in grain size: 50% grains to 2 mm, 30% with 2 to 5 mm, and 5% with 20 to 60 mm.

Přímá doprava a použití produktu v tlakovém zplyňovači s pevným ložem není na základě jemné zrnitosti a prašnosti možné. Z jiného sanovaného stanoviště se má odvést 70 t dehtového kalu, který se na základě konsistence nedá odstranit v tlakovém zplyňovači s pevným ložem. Ve směšovacím zařízení známé konstrukce se důkladně promísí s kontaminovanou půdou. Tímto způsobem vznikne drobivý produkt se zrněním: 1 až 5 mm v 50 %, ve 40 % 5 až 20 mm a v 10 % 20 až 60 mm, který vykazuje příznivé chování při dopravě a sypnost. Prašné podíly půdy, zatížené dioxinem, jsou obklopeny uhlovodíkovým filmem, obsahujícím pevnou látku a mohou se zpracovávat bez emisí dioxinu. Směsný produkt se vnese v množství 5 t/h s 15 t/h briket do tlakového zplyňovače s pevným ložemDirect transport and use of the product in a fixed bed gasifier is not possible due to fine grain size and dustiness. 70 tonnes of tar sludge should be removed from another rehabilitated site, which cannot be removed in a fixed bed gasifier on the basis of consistency. In a mixing device of known construction, it is thoroughly mixed with the contaminated soil. This produces a friable product with a grain size of 1 to 5 mm in 50%, in 40% of 5 to 20 mm and in 10% of 20 to 60 mm, which exhibits favorable transport behavior and flowability. Dioxin-laden soils are surrounded by a solid-containing hydrocarbon film and can be processed without dioxin emissions. The mixed product is introduced at a rate of 5 t / h with 15 t / h briquettes into a fixed bed pressure gasifier.

O a nechá se zreagovat s 2 300 m kyslíku/h a 15 t zplyňovači páry/h při 400 až 1 300 °C. Dioxin se v oblasti ohřevu při 200 až 400 °C při době prodlevy 1 h v redukující atmosféře prosté kyslíku při 2,5 MPa z největší části rozloží. Při vyšších teplotách se odeženou podíly dehtu a zkrakují. Zbytkový koks obaluje dále kontaminovanou půdu a převede se konečně při 800 až 1 300 °C převážně na vodík, monoxid uhelnatý a methan. Malá zbytková množství dioxinu se v této oblasti dokonale rozloží. Surový plyn, obsahující uhlovodíky s teplotou 420 C, se v dále zapojeném pracím chladiči ochladí šokem na 195 °C. Frakce kondenzátu s uhlíkem se nechá zreagovat v dále připojeném fluidním zplyňovači při 1 350 °C převážně na monoxid uhelnatý a vodík. Směs popela/strusky, vznikající v tlakovém zplyňovači s pevným ložem, se může používat jako přísada ve stavebním průmyslu.It is reacted with 2300 m of oxygen / h and 15 t of gasifier steam / h at 400 to 1300 ° C. Dioxin decomposes for the most part in the heating region at 200 to 400 ° C with a dwell time of 1 h in an oxygen-free reducing atmosphere at 2.5 MPa. At higher temperatures, the tar fractions are driven off and shortened. The residual coke also envelops the contaminated soil and is finally converted at 800 to 1300 ° C predominantly into hydrogen, carbon monoxide and methane. Small residual amounts of dioxin are perfectly distributed in this area. The crude gas containing hydrocarbons having a temperature of 420 ° C was cooled to 195 ° C by shock in a downstream scrubber cooler. The condensate-carbon fraction was reacted to a carbon monoxide and hydrogen in a downstream gasifier at 1350 ° C. The ash / slag mixture produced in the fixed bed gasifier can be used as an additive in the construction industry.

-3CZ 279584 B6-3GB 279584 B6

Příklad 2Example 2

Čiřící kal s obsahem pevných látek 5 % se smísí s produkty sádry z čištění kouřových plynů z uhelných elektráren v poměru 85 % čiřícího kalu a 15 % produktů sádry ve směšovacím zařízení známé konstrukce a potom se slisuje v komorovém filtračním lisu známé konstrukce. Vznikající desky filtračního koláče s obsahem pevných látek 35 % se rozmělní ostnatým válcem známé konstrukce na kusy menší než 100 mm.The clarifying slurry with a solids content of 5% is mixed with gypsum products from flue gas cleaning from coal-fired power plants in a ratio of 85% clarifying sludge and 15% gypsum products in a mixer of known design and then compressed in a chamber filter press of known design. The resulting filter cake plates with a solids content of 35% are comminuted by a barbed cylinder of known construction into pieces smaller than 100 mm.

Tento kusový směsný produkt se vnese v množství 5 t/h spolu s 15 t/h briket do tlakového zplyňovače s pevným ložem a organické podíly se převedou analogicky jako v příkladu 1 k využitelným podílům plynu. Vázaná síra se opět zhodnotí v dále zapojeném čističi plynů za vzniku nejčistší síry. Podíly těžkých kovů v čiřícím kalu se budou vázat do neeluovatelné vznikající strusky.This lump mixture product is introduced at a rate of 5 t / h together with 15 t / h of briquettes into a fixed bed pressure gasifier, and the organic fractions are converted, as in Example 1, into usable fractions of gas. The bound sulfur is recovered in a downstream gas scrubber to produce the purest sulfur. The proportions of heavy metals in the clarifying sludge will bind to the non-eluting slag formed.

PATENTOVÉ NÁROKYPATENT CLAIMS

Claims

A method for the combined recovery of fine-grained solid and pasty waste materials in a fixed bed gasification process, characterized in that solid fine-grained waste materials having a grain size of up to 100 mm, where the proportion up to 20 mm is more than 50% by weight. is mixed in a proportion of 60 to 99% by weight with pasty waste materials in a proportion of 1 to 40% by weight, and this mixture is introduced in a proportion of 1 to 70% by weight with lump gasifiers containing carbon and / or fine-grain agglomerates Waste and fine-grained coal to a fixed bed gasifier for chemical reacting and heat treatment and heating of residual materials and / or waste, in a fixed bed gasifier in a reducing atmosphere, set the temperature to 350 ° C to 400 ° C and adjust the residence time of the residual substances and / or waste materials in the fixed bed gasifier until directly in contact with the produced raw gas stream having a temperature of more than 350 ° C and which is cooled down after leaving the fixed bed gasifier temperature lower than 200 ° C for more than 30 minutes.

Method according to claim 1, characterized in that the premixed fine-grained solid and pasty waste materials are agglomerated prior to admixture with the lump waste and / or lump gasification substances.