LT6798B - Atliekų dugno pelenų ir šlako panaudojimo degimo proceso dujų valymui būdas - Google Patents
Atliekų dugno pelenų ir šlako panaudojimo degimo proceso dujų valymui būdas Download PDFInfo
- Publication number
- LT6798B LT6798B LT2019040A LT2019040A LT6798B LT 6798 B LT6798 B LT 6798B LT 2019040 A LT2019040 A LT 2019040A LT 2019040 A LT2019040 A LT 2019040A LT 6798 B LT6798 B LT 6798B
- Authority
- LT
- Lithuania
- Prior art keywords
- bottom ash
- slag
- carbon dioxide
- waste incineration
- concentration
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/20—Waste processing or separation
Abstract
Išradimas skirtas dujinių teršalų valymo būdui, konkrečiai – atliekų dugno pelenų ir šlako sorbcijos procesui, siekiant sumažinti anglies dioksido (CO2) koncentracijas dujiniuose degimo produktuose. Išradimo tikslas – sukurti degimo proceso dujinių teršalų (CO2) valymo (mažinimo) būdą, panaudojant atliekų deginimo dugno pelenus ir šlaką, kaip efektyvų sorbcinio filtro užpildą, kurį po eksploatacijos galima būtų naudoti civilinėje inžinerijoje. Ši technologija turi du pagrindinius privalumus: iš dujų yra pašalinamas nepageidaujamas anglies dvideginis; reaguojant kalcio oksidui (CaO), anglies dvideginiui (CO2) ir vandens garams (H2O) vyksta karbonizacijos reakcija, kurios metu susidaro netirpus kalcio karbonatas (CaCO3), kuris dugno pelenų ir šlako stabilizavimo procese tarnauja kaip rišiklis, neleisdamas išsiplauti sunkiesiems metalams. Metodui naudoja atliekų deginimo dugno pelenus ir šlaką, kaip sorbcinę medžiagą; dugno pelenuose ir šlake kalcio oksido (CaO2) koncentracija yra ne mažesnė nei 20 %; dugno pelenų ir šlako dalelių dydis 0-11,2 mm, o drėgnis 20 %.
Description
IŠRADIMO SRITIS
Išradimas skirtas dujinių teršalų valymo būdui, konkrečiai - atliekų dugno pelenų ir šlako sorbcijos procesui, siekiant sumažinti anglies dioksido (CO2) koncentracijas dujiniuose degimo produktuose.
TECHNIKOS LYGIS
Klimato kaita - didelė rizika, su kuria susidūrė žmonija. Išsiskyrusios į atmosferą šiltnamio efektą sukeliančios dujos (toliau - ŠESD), kurių pagrindas yra CO2, sukelia atmosferos oro temperatūros kilimą. CO2 į atmosferą patenka dėl natūralių procesų, tiek ir antropogeninės veiklos. Pagrindiniai CO2 emisijų šaltiniai yra transportas ir energetikos objektai, deginantys iškastinį kurą.
Tačiau, mokslininkai nustatė, kad nepaisant visų CO2 emisijas mažinančių priemonių, kurios jau yra pritaikytos pasaulyje, atmosferinio CO2 koncentracija didėja apie 2 ppm per metus. Patikimai klimato kaitos prognozei užtikrinti, reikalingas pakankamai gilus supratimas apie CO2 emisijų šaltinius. Daugiausiai ŠESD emisijų susidaro Kinijoje, todėl šios šalies valdžia nusprendė, kad iki 2020 metų sumažins ŠESD emisijas iki 45 % palyginus su 2005 metais, ir iki 65 % iki 2030 metų. ES iki 2020 m. ketina sumažinti išmetamą teršalų kiekį 30 %, jei kitos ekonomiškai stipriausios šalys įsipareigotų sąžiningai prisidėti prie visuotinių pastangų.
Šiuo metu yra taikomi tokie pagrindiniai dujinių teršalų valymo metodai: katalitinis, biologinis, sorbcinis. Projektuojant valymo sistema būtina atsižvelgti į ekonominius ir eksploatacinius rodiklius, todėl filtrai-absorberiai yra perspektyvi alternatyva katalitiniams ir biologiniams dujinių teršalų valymo įrenginiams. Sorbciniai metodai skirstomi į: fizinė absorbcija (vandeniu), cheminė absorbcija (šarminiais hidroksidais, šarminiais karbonatais, etanolaminais), šalinimas mebranomis ar molekuliniais filtrais.
Šiuolaikinių sorbcinio valymo būdų užduotis - padidinti dujinių teršalų valymo efektyvumą. Tam tikslui pasiekti tikslinga naudoti energijos gamybos proceso metu susidariusias atliekas, turinčias didelę dujinių teršalų sorbcinę gebą (atliekų deginimo dugno pelenus ir šlaką).
Viena iš pagrindinių sorbcinio valymo technologijų problemų yra sorbcinių filtrų užpildų aukšta kaina ir/arba sudėtingas išankstinio apdorojimo/gamybos procesas bei žemas antrinio panaudojimo potencialas.
Pateikiamo išradimo prototipas yra CO2 sorbento gamybos būdas ir jo taikymo metodas (Rusijos Federacijos patentas Nr. 2451542 „ilomoTMTenb flnoKCMfla ymepofla, cnoco6 ero nonyMeHMH (BapnaHTbi) m cnoco6 ero nonyneHH^”). Prototipe aprašytas sorbento paruošimo būdas apima kelias stadijas:
Anglies dioksido pašalinimo iš dujų mišinių serbentas turi 4-70 % kalcio oksido ir 29-95 % itrio oksido.
Itrio oksidas yra impregnuojamas tirpių kalcio junginių tirpalu, arba maišant su kalcio junginiais. Gauta medžiaga išdžiovinama ir atliekamas kalcinavimas (granuliavimas), esant 1000 °C temperatūrai;
Dujinių teršalų srauto drėgnis gali siekti iki 100 %, srauto temperatūra - 550850 °C, dujų slėgis - 1-30 atm.
Sorbentas gali būti taikomas šiluminėje energetikoje.
Aprašytas prototipas turi keletą trūkumų:
Itrio išgavimas sudėtingas ir brangus procesas, nes metalinis itris gaunamas redukuojant bevandenį itrio halogenidą ličiu arba kalciu, po to distiliuojant priemaišas;
Sorbento sudėtinės medžiagos turi būti papildomai apdorojamos aukštoje temperatūroje, kas reikalauja didelių elektros energijos sąnaudų.
Eksploatuoto sorbento antrinio panaudojimo galimybės (statybos, kelių tiesybos sektoriuje) yra ribotos.
IŠRADIMO ESMĖ
Išradimo tikslas - sukurti degimo proceso dujinių teršalų (CO2) valymo (mažinimo) būdą, panaudojant atliekų deginimo dugno pelenus ir šlaką, kaip efektyvų sorbcinio filtro užpildą, kurį po eksploatacijos galima būtų naudoti civilinėje inžinerijoje.
Pagal šį išradimą atliekų deginimo dugno pelenai ir šlakas (po dalinės metalų separacijos, naudojant elektromagnetą) yra imami iš deginimo jėgainės, iš dugno pelenų ir šlako saugojimo patalpos. Jėgainėje ne žemesnėje nei 850-1050 °C temperatūroje yra deginamos pakartotinai nepanaudojamos ar neperdirbamos atliekos.
Skirtingo dydžio dugno pelenų ir šlako dalelių naudojimas sumažina aerodinaminį pasipriešinimą ir pagerina filtracines savybes.
Ši technologija turi du pagrindinius privalumus: iš dujų yra pašalinamas nepageidaujamas anglies dvideginis; reaguojant kalcio oksidui (CaO), anglies dvideginiui (CO2) ir vandens garams (H2O) vyksta karbonizacijos reakcija, kurios metu susidaro netirpus kalcio karbonatas (CaCOs), kuris dugno pelenų ir šlako stabilizavimo procese tarnauja kaip rišiklis, neleisdamas išsiplauti sunkiesiems metalams.
IŠSAMUS IŠRADIMO APRAŠYMAS
Sorbcinio filtro užpildo paruošimas
Dugno pelenai ir šlakas vėsinami aplaistant vandeniu, todėl norint gauti sausos dugno pelenų ir šlako masės mėginį, reikia džiovinti. Dugno pelenai ir šlakas džiovinami džiovinimo spintoje ne mažiau nei 24 vai., kurioje nuolat palaikoma 105 °C temperatūra.
Džiovintas užpildas saugomas sandariose plastikinėse talpose, siekiant apsaugoti nuo galimo neigiamo aplinkos poveikio ar mėginių užteršimo.
Norint gauti tinkamo dydžio dalelių užpildą, sausi dugno pelenai ir šlakas sijojami per 11,2 mm akučių sietą. Norint palengvinti frakcijų atskyrimą naudojamas vibracinis sietų kratytuvas. Dugno pelenai ir šlakas taip pat gali būti smulkinami panaudojant žiauninį smulkintuvą.
Užpildo panaudojimas degimo proceso duju valymui
CO2 šalinimas iš dujų yra pagrįstas hidratacijos ir karbonizacijos reakcijomis:
CaO + H2O Ca(0H)2 (1)
Ca(OH)2 + C02 -» CaCO3 + H2O (2)
Procesams ypač svarbus deginimo kameroje prasidedantis kalcio monoksido virsmas į kalcio hidroksidą (1 formulė). Esant kontaktui (sąlyčiui) su anglies dvideginiu (CO2) prasideda karbonizacijos reakcija (2 formulė). Pirmiausiai, anglies dvideginis yra absorbuojamas dugno pelenų ir šlako porose esančiame vandenyje, tada kalcio hidroksidui (Ca(OH)2) reaguojant su ištirpusiu CO2 (reakcijai būtinas vanduo), susidaro kalcio karbonatas. Kadangi iš dujų šalinant nepageidaujamą anglies dvideginį, būtinas vanduo, todėl užpildo (dugno pelenų ir šlako drėgnis) turi būti 20 %. Pasiekti tinkamam drėgnumui dugno pelenai ir šlakas yra įsotinami vandeniu.
Norint pasiekti efektyvų CO2 šalinimą dugno pelenai ir šlakas savo sudėtyje privalo turėti didelę (>20 %) kalcio oksido (CaO) koncentraciją.
Atlikti moksliniai tyrimai rodo, kad 1 tona atliekų deginimo proceso metu susidariusių dugno pelenų ir šlako (0-40 mm dalelių dydžio) gali sulaikyti apie 10,9 kg CO2.
Smulkiausios frakcijos (0-2 mm), kuri turi didžiausią paviršiaus plotą, CO2 sorbcijos (šalinimo) geba yra didžiausia (beveik 35 kgCO2/tdp). Nors didėjant dugno pelenų ir šlako dalelių dydžiui sorbcinė geba mažėja, tačiau per didelis aerodinaminis pasipriešinimas, mažina metodo efektyvumą. Norint užtikrinti metodo efektyvumą sorbcinio filtro užpildui naudojamos 0-11,2 mm dydžio dugno pelenų ir šlako dalelės.
BRĖŽINIŲ IR PAVEIKSLŲ APRAŠYMAS pav. pateikiamas skirtingų frakcijų dugno pelenų ir šlako dalelių, kurios naudojamos degimo proceso dujų valymui būde kaip sorbcinis užpildas, vaizdas.
IŠRADIMO REALIZAVIMO APRAŠYMAS
Atliekų dugno pelenų ir šlako panaudojimo degimo proceso dujų valymui būdo realizavimas prasideda nuo atliekų dugno pelenų ir šlako apdorojimo proceso, kurio metu yra atskiriama 0-11,2 mm dalelių frakcija. Panaudojant paruoštą medžiagą yra gaminamos filtrinės kasetės arba sorbcine medžiaga užpildomos talpos pro kurias bus filtruojami degimo produktai.
Šis degimo proceso dujų valymo būdas gali būti naudojamas nedidelėse katilinėse arba indvidualiuose namuose, norint sumažinti CO2 koncentraciją dujiniuose degimo procesuose.
Claims (1)
- IŠRADIMO APIBRĖŽTIS1. Atliekų dugno pelenų ir šlako panaudojimo degimo proceso dujų valymui būdas, siekiant sumažinti anglies dioksido CO2 koncentraciją dujiniuose degimo procesuose, besiskiriantis tuo, kad:metodui naudoja atliekų deginimo dugno pelenus ir šlaką, kaip sorbcinę medžiagą;dugno pelenuose ir šlake kalcio oksido (CaOz) koncentracija yra nemažesnė nei 20 %;dugno pelenų ir šlako dalelių dydis 0-11,2 mm, o drėgnis 20 %.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| LT2019040A LT6798B (lt) | 2019-06-26 | 2019-06-26 | Atliekų dugno pelenų ir šlako panaudojimo degimo proceso dujų valymui būdas |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| LT2019040A LT6798B (lt) | 2019-06-26 | 2019-06-26 | Atliekų dugno pelenų ir šlako panaudojimo degimo proceso dujų valymui būdas |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| LT2019040A LT2019040A (lt) | 2021-01-11 |
| LT6798B true LT6798B (lt) | 2021-02-10 |
Family
ID=74105634
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| LT2019040A LT6798B (lt) | 2019-06-26 | 2019-06-26 | Atliekų dugno pelenų ir šlako panaudojimo degimo proceso dujų valymui būdas |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| LT (1) | LT6798B (lt) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2451542C2 (ru) | 2010-07-21 | 2012-05-27 | Учреждение Российской академии наук Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения РАН | Поглотитель диоксида углерода, способ его получения (варианты) и способ его применения |
-
2019
- 2019-06-26 LT LT2019040A patent/LT6798B/lt not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2451542C2 (ru) | 2010-07-21 | 2012-05-27 | Учреждение Российской академии наук Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения РАН | Поглотитель диоксида углерода, способ его получения (варианты) и способ его применения |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| LT2019040A (lt) | 2021-01-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2721677C (en) | Capture and sequestration of carbon dioxide in flue gases | |
| US7371357B2 (en) | Process for removal of pollutants | |
| US7842126B1 (en) | CO2 separation from low-temperature flue gases | |
| AU2012256278B2 (en) | System and method of carbon capture and sequestration, environmental remediation and metals recovery | |
| CA2995643C (en) | Process for capture of carbon dioxide and desalination | |
| CN110267729B (zh) | 从排放流中去除温室气体和重金属 | |
| JP6496104B2 (ja) | ハロゲン化合物吸収剤およびそれを用いた合成ガスの製造方法 | |
| US20140130670A1 (en) | System and method for removing carbon dioxide from an atmosphere and global thermostat using the same | |
| Madzaki et al. | Carbon dioxide adsorption on activated carbon hydrothermally treated and impregnated with metal oxides | |
| WO2015097674A1 (pt) | Processo de carbonatação de resíduos industriais e urbanos e regeneração dos reagentes | |
| LT6798B (lt) | Atliekų dugno pelenų ir šlako panaudojimo degimo proceso dujų valymui būdas | |
| CN204429103U (zh) | 一种高速公路长大隧道汽车尾气净化系统 | |
| US8916118B2 (en) | CO2 and SO2 capture method | |
| Costa | Accelerated carbonation of minerals and industrial residues for carbon dioxide storage | |
| Tinchana et al. | Leaching of steelmaking slag using acetic acid solution and deionized water for CO2 sequestration | |
| Mazzella et al. | Chemical characterization and economic evaluation of the coal fly ash pre-washing and carbonation process | |
| Rausis | Formation and evolution of carbonate phases upon accelerated carbonation of Mg-oxides and silicates | |
| CN103203171A (zh) | 一种回收法脱除烟气中so2的工艺 | |
| Jung et al. | CO2 absorption study in a bubble column reactor with Mg (OH) 2 | |
| AU2018229070B2 (en) | Flue gas emissions reduction technology | |
| Rao et al. | The role of Amines in post-combustion CO2 capture of Automobiles-AComprehensive review | |
| Azhdarpour et al. | High purity calcium carbonate production from FGD gypsum | |
| Piredda | Stabilization of MSW combustion residues by accelerated carbonation treatment and their potential carbon dioxide sequestration | |
| Tarannum et al. | A Thesis | |
| RU2521508C1 (ru) | Способ термического обезвреживания биогаза полигонов твердых бытовых отходов |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BB1A | Patent application published |
Effective date: 20210111 |
|
| FG9A | Patent granted |
Effective date: 20210210 |
|
| MM9A | Lapsed patents |
Effective date: 20220626 |