PL210283B1

PL210283B1 - The manner and installation of thermal combustion of organic and non-organic wastes

Info

Publication number: PL210283B1
Application number: PL383877A
Authority: PL
Inventors: Henryk Karcz; Marian Janowski; Tomasz Butmankiewicz
Original assignee: Zakłady Budowy Urządzeń Spalających Zbus Comb Społka Z Ograniczon&A
Priority date: 2007-11-26
Filing date: 2007-11-26
Publication date: 2011-12-30
Also published as: PL383877A1

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest sposób i instalacja termicznego spalania odpadów organicznych i nieorganicznych, zwł aszcza odpadów komunalnych, szpitalnych, toksycznych odpadów chemicznych, metali ciężkich, popiołów lotnych ze spalarni, włókien azbestowych i odpadów przemysłowych.The subject of the invention is a method and installation for thermal combustion of organic and inorganic waste, especially municipal waste, hospital waste, toxic chemical waste, heavy metals, fly ash from incineration plants, asbestos fibers and industrial waste.

Znane są rozwiązania konstrukcyjne urządzeń i instalacji do spalania i termicznej utylizacji odpadów organicznych, między innymi urządzenie według zgłoszenia wynalazku P. 362586. W urządzeniu tym odpady organiczne wprowadza się do komory obrotowej pieca zespolonego i w czasie obrotów tej komory odpady rozdrabnia się, nagrzewa, suszy i poddaje się pirolizie poprzez obróbkę termiczną przy spalaniu paliwa ciekłego w temperaturze powyżej 1000°C. Ze spalania i pirolizy odpadów wytwarzający się gaz pirolityczny po zmieszaniu z powietrzem wtórnym, jako palna mieszanka gazowa spala się w komorze wylotowej, natomiast wytwarzający się karbonizat pod wpływem sił ciężkości i obrotów komory obrotowej zsypuje się do paleniska fluidalnego, w którym ulega całkowitemu spaleniu, przy czym palna mieszanka gazowa i karbonizat zapalają się od płomienia zapłonowego w górnej części komory wylotowej. Według opisu wynalazku w zgłoszeniu P. 372523 sposób i instalacja termicznej utylizacji toksycznych produktów odpadowych polega na tym, że przed rozpoczęciem termicznej utylizacji przeprowadza się proces termicznej destrukcji wstępnie przygotowanego wsadu, w wyniku, którego wydzielają się tłuszcze, opary oraz mączka mięsno-kostna, które podaje się do obrotowej komory, w której przeprowadza się proces suszenia i pirolizy oraz spalanie tłuszczu zwierzęcego z oparami. W procesie spalania wytwarza się gaz pirolityczny wysokokaloryczny, który spala się w fluidalnej komorze spalania.Design solutions for devices and installations for combustion and thermal utilization of organic waste are known, including the device according to the invention application P. 362586. In this device, organic waste is introduced into the rotary chamber of the combined furnace and during the rotation of this chamber, the waste is crushed, heated, dried and subjected to pyrolysis by thermal treatment while burning liquid fuel at a temperature above 1000 ° C. From the combustion and pyrolysis of waste, the pyrolysis gas produced after mixing with secondary air, as a combustible gas mixture, is burnt in the outlet chamber, while the carbonizate produced under the influence of gravity and rotation of the rotating chamber is poured into the fluidized furnace, where it is completely combusted at the same time. whereby the combustible gas mixture and char ignite from the ignition flame in the upper part of the outlet chamber. According to the description of the invention in the application P. 372523, the method and installation of thermal utilization of toxic waste products consists in the fact that prior to the commencement of thermal utilization, the process of thermal destruction of the pre-prepared charge is carried out, as a result of which fats, vapors and meat and bone meal are released. is fed to a rotary chamber where the drying and pyrolysis process is carried out, as well as the combustion of animal fat with vapors. The combustion process produces high calorific pyrolysis gas which is burned in the fluidized combustion chamber.

Sposób termicznego spalania odpadów organicznych i nieorganicznych zwłaszcza toksycznych odpadów chemicznych i przemysłowych, metali ciężkich, popiołów lotnych i popiołów ze spalarni, wszelkich produktów azbestowych, odpadów komunalnych, w tym toksycznych osadów i odpadów z oczyszczalni ś cieków obejmują cy wstę pny proces przygotowania wsadu przez segregację odpadów, oddzielenie skalnych i ceramicznych odpadów oraz produktów odpadkowych ze szkła i metali, a także poprzez rozdrobnienie i zważenie za pomocą wagoprzenośnika taśmowego, charakteryzuje się tym, że przygotowany wsad wprowadza się do obrotowej komory spalania, w której wsad suszy się i odgazowuje poprzez spalanie gazu ziemnego w czasie rozruchu instalacji a po osiągnięciu parametrów eksploatacyjnych instalację przestawia się na spalanie gazu syntezowego z wykorzystaniem gorącego powietrza i energii elektrycznej pochodzącej z generatora prądowego uruchamianego turbiną parową lub silnikiem tłokowym Spillinga, zasilanym parą wodą wytworzoną w fluidalnej komorze spalania i w kotle odzysknicowym. Do spalanych odpadów zawierających siarkę w ilości powyżej 0,3% wprowadza się do obrotowej komory spalania tlenek wapnia CaO, który częściowo ulega termicznemu rozkładowi do postaci lotnej, reagujący z lotnymi tlenkami siarki, natomiast tlenek wapnia CaO w postaci stałej wraz z karbonizatem wprowadza się do złoża fluidalnego w fluidalnej komorze spalania. Powietrze niezbędne do całkowitego i zupełnego spalania odpadów podaje się do kilku stref spalania, w tym do obrotowej komory spalania doprowadza się powietrze w ilości do 0,2 powietrza stechiometrycznego, do fluidalnej komory spalania gazów pirolitycznych wprowadza się w ilości od 0,3 do 0,7 ilości powietrza stechiometrycznego, do spalania karbonizatu w złożu fluidalnym w ilości od 0,1 do 0,4 powietrza stechiometrycznego oraz do dopalania gazów palnych i lotnego koksiku w komorze spalania kotła odzysknicowego od 0,1 do 0,4 stechiometrycznej ilości powietrza do spalania. Tworzy się wsad w postaci pulpy wodnej z popioł ów pochodzą cych ze zł o ż a fluidalnego w fluidalnej komorze spalania, z komory spalania kotł a odzysknicowego i odpylaczy, a przygotowany wsad spala si ę w temperaturzeThe method of thermal combustion of organic and inorganic waste, especially toxic chemical and industrial waste, heavy metals, fly ash and ash from incineration plants, all asbestos products, municipal waste, including toxic sludge and waste from sewage treatment plants, includes a preliminary process of charge preparation by segregation waste, separation of rock and ceramic waste and waste products from glass and metals, as well as by grinding and weighing with a belt weighing conveyor, characterized by the fact that the prepared charge is introduced into a rotary combustion chamber, in which the charge is dried and degassed by burning gas natural gas during the start-up of the installation, and after reaching the operating parameters, the installation switches to the combustion of synthesis gas using hot air and electricity from a current generator run by a steam turbine or a Spilling piston engine, powered by steam ą produced in the fluidized combustion chamber and in the waste heat boiler. Calcium oxide CaO, which partially undergoes thermal decomposition into a volatile form, reacts with volatile sulfur oxides, is introduced into the combustion waste containing sulfur in an amount exceeding 0.3%, while calcium oxide CaO in a solid form along with the char is introduced into the rotary combustion chamber. a fluidized bed in a fluidized combustion chamber. The air necessary for complete and complete combustion of waste is fed to several combustion zones, including the rotary combustion chamber is supplied with air in an amount of up to 0.2 stoichiometric air, and in the amount of 0.3 to 0 in the fluidized combustion chamber of pyrolysis gases, 7 amounts of stoichiometric air, for combustion of char in a fluidized bed in the amount of 0.1 to 0.4 stoichiometric air and for afterburning of flammable gases and volatile coke breeze in the combustion chamber of the waste heat boiler from 0.1 to 0.4 stoichiometric amount of combustion air. A water pulp charge is created from ashes coming from the fluidized bed in the fluidized combustion chamber, from the combustion chamber of the waste heat boiler and dust collectors, and the prepared charge is burned at a temperature of

4000°C + 5000°C w reaktorze plazmowym z udziałem katalizatora korzystnie w postaci koksu metalurgicznego w ilości od 1 do 5% masy podawanego popiołu do reaktora oraz z udziałem topnika w postaci tlenku wapnia CaO lub tlenku krzemu SiO2 w ilości od 0,2 do 1,2% masy podawanego popiołu, natomiast substancje mineralne z procesów spalania doprowadza się stosując temperaturę z zakresu 4000°C + 5000°C do otrzymania płynnej lawy w postaci płynnego żużla, z którego poprzez plazmową witryfikację otrzymuje się zgranulowane kruszywo o własnościach zbliżonych do skały bazaltowej, jako materiał drogowy i budowlany.4000 ° C + 5000 ° C in a plasma reactor with the aid of a catalyst, preferably in the form of metallurgical coke in an amount from 1 to 5% of the weight of the ash fed to the reactor, and with calcium oxide flux CaO or silicon oxide SiO2 in an amount from 0.2 to 1.2% of the mass of the supplied ash, while the mineral substances from the combustion processes are supplied using the temperature in the range of 4000 ° C + 5000 ° C to obtain liquid lava in the form of liquid slag, from which, by means of plasma vitrification, granulated aggregate with properties similar to rock is obtained basalt as a road and construction material.

Instalacja termicznego spalania odpadów organicznych i nieorganicznych zawierająca składowisko odpadów, stanowisko sortowania odpadów, urządzenia rozdrabniające niektóre niejednorodne odpady oraz urządzenie w postaci wagoprzenośnika taśmowego do ważenia przygotowanego wsadu, charakteryzuje się tym, że zawiera obrotową komorę spalania i fluidalną komorę spalania zamkniętą od spodu złożem fluidalnym, kocioł odzysknicowy, odpylacz spalin, baterie katalizatorów, reaktor plazmowy,The installation for thermal incineration of organic and inorganic waste, including a waste landfill, waste sorting station, devices shredding some heterogeneous waste and a device in the form of a weighing and conveyor belt for weighing the prepared charge, is characterized by the fact that it includes a rotating combustion chamber and a fluidized combustion chamber closed at the bottom with a fluidized bed, heat recovery boiler, exhaust gas dust collector, catalyst batteries, plasma reactor,

PL 210 283 B1 wymiennik ciepła schładzający gaz syntezowy, turbinę parową lub silnik tłokowy Spillinga napędzający generator prądowy oraz zespół wentylatorów podmuchowych tłoczących powietrze do wymiennika ciepła i do skrzyni powietrza fluidalnego, a także wentylator wyciągowy tłoczący spaliny do komina. Instalacja jest wyposażona w aparaturę kontrolno-pomiarowa umieszczoną w kanale spalin bezpośrednio na wylocie z kotła odzysknicowego przed odpylaczem spalin, określającą skład chemiczny i parametry termodynamiczne spalin oraz jest wyposażona w aparaturę kontrolno-pomiarowa umieszczoną w kanale spalin przed wlotem do komina określającą skład chemiczny i parametry termodynamiczne spalin odprowadzanych przez komin do atmosfery.A heat exchanger cools the synthesis gas, a steam turbine or a Spilling piston engine driving a current generator and a set of blast fans forcing air to the heat exchanger and fluidized air box, and an exhaust fan forcing the exhaust gas into the chimney. The installation is equipped with control and measurement equipment located in the flue gas duct directly at the outlet of the heat recovery boiler before the flue gas dust collector, determining the chemical composition and thermodynamic parameters of the flue gas, and is equipped with control and measurement equipment located in the flue gas duct before the inlet to the chimney, defining the chemical composition and parameters thermodynamic exhaust gas discharged through the chimney to the atmosphere.

Zastosowane wysokotemperaturowe procesy spalania odpadów według wynalazku zapewniają optymalne rozwiązania problemów stwarzanych przez odpady powstające w gospodarce komunalnej, spożywczej, rolniczej i przemysłowej, a szczególnie problemów stwarzanych przez odpady toksyczne i niebezpieczne. Procesy spalania odpadów są jednocześnie zintegrowane z procesem wytwarzania energii elektrycznej i plazmowej obróbki popiołów. W wyniku zastosowanych procesów powstaje czysta energia ze źródeł odnawialnych i produkt stały w postaci zeszklonego żużla o własnościach zbliżonych do skały bazaltowej, przy czym zgranulowany żużel stanowi pożądany materiał drogowy i budowlany. Zastosowana instalacja zapewnia przetwarzanie odpadów jednorodnych fizycznie i/lub przetwarzanie mieszaniny różnorodnych odpadów w dowolnych proporcjach o maksymalnej wilgotności do 90% przy średniej wilgotności kierowanej do spalania mieszaniny do 60%. Proces przetwarzania odpadów i utylizacji odpadów toksycznych jest bezpieczny dla środowiska, ponieważ nie prowadzi do powstania jakichkolwiek niepożądanych pozostałości w postaci gazowej, płynnej lub stałej.The applied high-temperature waste incineration processes according to the invention provide optimal solutions to the problems caused by waste generated in the municipal, food, agricultural and industrial economy, and in particular to the problems caused by toxic and hazardous waste. Waste incineration processes are simultaneously integrated with the process of generating electricity and plasma ash treatment. As a result of the applied processes, clean energy from renewable sources is produced and a solid product in the form of vitrified slag with properties similar to basalt rock, with granulated slag being a desirable road and construction material. The applied installation ensures the processing of physically homogeneous waste and / or the processing of a mixture of various types of waste in any proportions with a maximum humidity of 90% with an average humidity of up to 60% for combustion of the mixture. The process of waste treatment and disposal of toxic waste is safe for the environment as it does not generate any undesirable residues in gaseous, liquid or solid form.

Przedmiot wynalazku jest dodatkowo objaśniony za pomocą rysunku, na którym jest przedstawiony schemat instalacji i termicznego przetwarzania odpadów organicznych i nieorganicznych.The subject of the invention is further explained by means of a drawing which shows a diagram of the installation and thermal processing of organic and inorganic waste.

Proces przygotowania wsadu do spalania odpadów obejmuje składowiska 1 z których niektóre odpady są transportowane do stanowisk sortowania 2 celem dokonania segregacji i wyodrębnienia skalnych i ceramicznych produktów odpadowych gromadzonych w zasobnikach 3 oraz oddzielenia produktów ze szkła, metali, tworzyw sztucznych i innych produktów odpadowych nadających się do recyklingu przekazywanych do zasobników 4. W następnej kolejności mieszaninę odpadów palnych o wilgotności dochodzącej do 60% i o różnych wymiarach geometrycznych kieruje się do urządzenia rozdrabniającego 5. Rozdrobniona mieszanina o wymiarach poniżej 150 mm jest przekazywana przenośnikami taśmowymi lub zgrzebłowymi na wagoprzenośnik taśmowy 6 mierzący wsad kierowany do obrotowej komory spalania 7 w której prowadzi się proces suszenia i szybkiej pirolizy w temperaturze 850°C jeżeli ilość chloru w odpadach jest mniejsza od 1%) i w temperaturze 1100°C jeżeli ilość chloru jest większa od 1%, a także w temperaturze 1100°C są utylizowane termicznie odpady szpitalne kierowane do komory 7 odrębnym przenośnikiem 8 i zasypem 8a. Obrotowa komora 7 w której odbywa się proces suszenia, szybkiej pirolizy i utylizacji jest nagrzewana palnikiem 9 zasilanym gazem ziemnym poprzez przewód 10 w czasie rozruchu urządzeń spalających, a po osiągnięciu założonych parametrów spalania zasilanie palnika 9 zostaje przełączone na spalanie gazu syntezowego-wodorowego poprzez przewód 11, wytworzonego z syntezy wody w komorze reaktora plazmowego 12. Powietrze do palnika 9 jest podawane z otoczenia przez wentylator 13 lub zamiennie z wymiennika ciepła 14 do którego powietrze z otoczenia jest tłoczone przez wentylator 15. Przy stwierdzeniu na podstawie pomiarów występowania w odpadach siarki w ilości powyżej 0,3%) do obrotowej komory 7 wprowadza się zasypem 16 tlenek wapnia CaO, który w komorze 7 ulega rozkładowi i staje się reagentem gazowym dla tlenków siarki w fazie gazowej i reagentem dla siarki w fazie stałej w karbonizacie. Wytworzone gazy pirolityczne z komory 7 są kierowane do fluidalnej komory spalania 17 i są spalane całkowicie lub częściowo w temperaturze od 1100°C do 1600°C w górnej części 17a komory 17 palnikiem 17b przy udziale powietrza ze skrzyni powietrza 17c. Wytworzone ciepło w komorze 7 jest odbierane przez rurowe powierzchnie ogrzewalne, z których jest zbudowana fluidalna komora spalania 17. Karbonizat, popiół i częściowo nierozłożony wapień z obrotowej komory 7 przesypują się do złoża fluidalnego 17d, do którego jest doprowadzone powietrze fluidyzacyjne ze skrzyni powietrza 17e i są spalane w złożu fluidalnym 17d w temperaturze od 950°C do 1200°C. Powietrze fluidyzacyjne do skrzyni powietrza 17e jest doprowadzone z otoczenia przez wentylator 28 lub jako powietrze gorące tłoczone z wymiennika ciepła 14 przez wentylator 15. Zapłon gazów pirolitycznych w górnej części 17a komory 17 odbywa się za pomocą palnika 17b zasilanego gazem syntezowym z reaktora plazmowego 12 lub gazem pochodzącym z sieci. Zasilanie palnika 17b powietrzem zimnym odbywa się przez wentylator podmuchowy 13 lub powietrzem gorącym z wymiennika ciepła 14 przez wentylator 15. Powstałe gazy w fluidalnej komorze spalania 17 pochodzące zarówno ze spalania gazów pirolitycznych jak i karbonizatu odprowadzaneThe process of preparing the charge for waste incineration includes landfills 1, of which some waste is transported to sorting stations 2 in order to segregate and separate rock and ceramic waste products collected in containers 3 and to separate products from glass, metals, plastics and other waste products suitable for recycled materials sent to bins 4. Next, the mixture of combustible waste with a moisture content of up to 60% and of various geometrical dimensions is directed to the crushing device 5. The shredded mixture with dimensions below 150 mm is transferred by belt or scraper conveyors to a belt weighing conveyor 6 measuring the charge sent to rotary combustion chamber 7 in which the drying and fast pyrolysis process is carried out at a temperature of 850 ° C if the amount of chlorine in the waste is less than 1%) and at a temperature of 1100 ° C if the amount of chlorine is greater than 1%, and also at a temperature of 1100 ° C are u Thermally dispersed hospital waste directed to chamber 7 by a separate conveyor 8 and hopper 8a. The rotary chamber 7 in which the drying, fast pyrolysis and utilization process takes place is heated with a burner 9 powered by natural gas through a conduit 10 during the start-up of the combustion devices, and after achieving the assumed combustion parameters, the burner 9 power is switched over to the combustion of synthesis-hydrogen gas via conduit 11 , made from the synthesis of water in the plasma reactor chamber 12. The air to the burner 9 is supplied from the environment by the fan 13 or alternatively from the heat exchanger 14 to which the ambient air is forced by the fan 15. When determining the presence of sulfur in the waste on the basis of measurements greater than 0.3%), calcium oxide CaO is fed with charge 16 to the rotary chamber 7, which in chamber 7 decomposes and becomes a gaseous reactant for sulfur oxides in the gas phase and a reactant for solid-phase sulfur in the char. The produced pyrolysis gases from the chamber 7 are directed to the fluidized combustion chamber 17 and are completely or partially burned at a temperature of 1100 ° C to 1600 ° C in the upper part 17a of the chamber 17 by a burner 17b with the participation of air from the air box 17c. The heat generated in the chamber 7 is received by the tubular heating surfaces of which the fluidized combustion chamber 17 is made. The char, ash and partially undecomposed limestone from the rotating chamber 7 fall into the fluidized bed 17d, to which is supplied fluidizing air from the air box 17e and they are burned in a fluidized bed 17d at a temperature of 950 ° C to 1200 ° C. Fluidizing air to the air box 17e is supplied from the environment by a fan 28 or as hot air forced from the heat exchanger 14 by a fan 15. Ignition of pyrolysis gases in the upper part 17a of the chamber 17 takes place by means of a burner 17b fed with synthesis gas from plasma reactor 12 or gas from the web. The burner 17b is supplied with cold air by a blast fan 13 or by hot air from the heat exchanger 14 by a fan 15. The resulting gases in the fluidized combustion chamber 17, both from the combustion of pyrolysis gases and the carbonisate, are discharged

PL 210 283 B1 są do kotła odzysknicowego 18 w którym ulegają dopaleniu od płomienia palnika zapłonowego 18a jeżeli w spalinach znajdują się gazy palne i/lub koksik karbonizatu. Na wylocie z kotła 18 pobierane są próbki spalin przez aparaturę kontrolno-pomiarowa 19, która dokonuje pomiarów ilości i składu części stałych w spalinach oraz składu chemicznego tych spalin, które są tłoczone do odpylacza spalin 22 i na baterie katalizatorów 23 przez wentylator 24 jeśli pomiary wykażą w spalinach występowanie szkodliwych związków chloru, fluoru, siarki, tlenków węgla, wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych oraz par metali ciężkich i alkalicznych. Po przejściu przez baterie katalizatorów 23 spaliny są przez wentylator wyciągowy 24 tłoczone do komina 25. Przed wlotem spalin do komina jest pobierana próbka gazów przez aparaturę kontrolno-pomiarowa 26 monitorującą skład spalin opuszczających instalację termicznego przekształcania odpadów. Palnik zapłonowy 18a jest zasilany gazem syntezowym z reaktora plazmowego 12 lub gazem z sieci, natomiast powietrze do spalania jest poprzez skrzynię powietrza 18b doprowadzone jako gorące z wymiennika 14 przez wentylator 15 lub powietrze z otoczenia kierowane z wentylatora 13. Powietrze niezbędne do całkowitego i zupełnego spalania odpadów jest podawane do kilku stref spalania w tym do obrotowej komory spalania 7 w ilości do 0,2 powietrza stechiometrycznego, do fluidalnej komory spalania 17 gazów pirolitycznych w ilości od 0,3 do 0,7 ilości powietrza stechiometrycznego, do spalania karbonizatu w złożu fluidalnym 17d w ilości od 0,1 do 0,4 powietrza stechiometrycznego, oraz do dopalania gazów palnych i lotnego koksiku w komorze spalania kotła odzysknicowego 18 w ilości od 0,1 do 0,4 stechiometrycznej ilości powierza do spalania. Para wodna wytworzona w kotle 18 przez wytwornicę jest kierowana do silnika tłokowego Spillinga 20, napędzającego generator prądotwórczy 21, a przepracowana para wodna z tego silnika lub z turbiny parowej jest podawana do wymiennika ciepła 20a podgrzewającego wodę do dalszego wykorzystania. Substancje mineralne ze spalanych odpadów w postaci popiołu ze złoża fluidalnego 17d, z kotła odzysknicowego 18 i z odpylacza 22 są przez leje zsypowe 17f, 18c, 22a podawane w postaci pulpy wodno-popiołowej zespołem hydrotransportowym do reaktora plazmowego 12 przez zasyp 12a, do którego jest dodatkowo podawany topnik w postaci tlenku wapnia oraz katalizator w postaci koksu węglowego z zasobników 12b zasypem 12c. Elektrody 12d reaktora plazmowego 12 są zasilane prądem z generatora prądowego 21 przynależnego do zastrzeganej instalacji lub są zasilane prądem z zewnętrznej sieci energetycznej. Woda wprowadzana w postaci pulpy wodno-popiołowej wraz z katalizatorem i topnikiem do komory gazyfikacyjnej reaktora plazmowego w temperaturze rzędu 4000 τ 5000°C wytworzonej przez palniki plazmowe ulega rozpadowi na cząsteczkę wodoru H₂ i atom tlenu O. Wysoka temperatura powoduje całkowity i nieodwracalny rozpad struktur molekularnych na cząsteczki chemiczne, a w wyniku rozpadu cząsteczki H2O na H2 i 1/2O2 powstaje gaz syntezowy składający się z cząsteczki H2, CO, powstający w wyniku reakcji cząsteczki tlenu 1/2O2 z atomem węgla C koksu metalurgicznego, przy czym koks metalurgiczny stanowi jednocześnie katalizator, po którym spływa płynna lawa popiołowa oraz stanowi źródło atomów węgla dla procesu częściowego spalania CO. Powstały gaz syntezowy jest gromadzony w zbiorniku 27 i schładzany w wymienniku ciepła 14. Składa się z cząsteczek wodoru H₂, tlenku węgla CO i ma wartość opałową od 18 τ 30 MJ/kg. Materiał nieorganiczny zawarty w popiołach i żużlach wprowadzony do reaktora plazmowego 12 w postaci pulpy wodno-popiołowej zostaje zredukowany do płynnej lawy, która przesącza się przez warstwę katalizatora w postaci koksu metalurgicznego zalegającego na dnie komory reaktora plazmowego 12. Po dotarciu do dna komory płynna lawa w postaci płynnego żużla powstała z popiołów i topników w temperaturze 4000°C τ 5000°C, spływa do instalacji chłodzenia i witryfikacji 12e, i z tej lawy powstaje żużel w postaci zgranulowanej. Żużel zgranulowany, jako kruszywo drogowe i budowlane wykazuje właściwości zbliżone do bazaltu. Prowadzone procesy wysokotemperaturowego przekształcania odpadów i plazmowej witryfikacji substancji mineralnych umożliwiają przetwarzanie dowolnego rodzaju odpadów w tym odpadów komunalnych, szpitalnych, toksycznych, i niebezpiecznych odpadów przemysłowych z wyjątkiem odpadów radioaktywnych, odpadów chemicznych, metali ciężkich, lotnych popiołów i popiołów ze spalarni, włókien azbestowych, odpadów i osadów z oczyszczalni ścieków komunalnych i przemysłowych, wszelkich odpadów organicznych w tym odpadów zwierzęcych.They are to a waste heat boiler 18 in which they are burned out by the flame of the ignition burner 18a if the flue gas contains flammable gases and / or a charcoal burner. At the outlet of the boiler 18, exhaust gas samples are taken by control and measurement equipment 19, which measures the amount and composition of solids in the exhaust gas and the chemical composition of these exhaust gases, which are pumped to the exhaust gas dust separator 22 and to the catalyst batteries 23 by the fan 24, if the measurements show the presence of harmful compounds of chlorine, fluorine, sulfur, carbon oxides, polycyclic aromatic hydrocarbons and heavy and alkali metal vapors in the exhaust gas. After passing through the catalyst batteries 23, the exhaust gas is forced through the exhaust fan 24 to the stack 25. Before the exhaust gas enters the stack, a gas sample is collected by the control and measurement apparatus 26 monitoring the composition of exhaust gases leaving the waste thermal treatment plant. The ignition burner 18a is fed with synthesis gas from the plasma reactor 12 or gas from the network, while the combustion air is supplied as hot from the exchanger 14 through the air box 18b by the fan 15 or the ambient air from the fan 13. Air necessary for complete and complete combustion waste is fed to several combustion zones, including the rotary combustion chamber 7 in the amount of up to 0.2 stoichiometric air, to the fluidized combustion chamber of 17 pyrolysis gases in the amount of 0.3 to 0.7 stoichiometric air, for combustion of the char in the fluidized bed 17d in an amount of 0.1 to 0.4 stoichiometric air, and for the afterburning of combustible gases and volatile coke breeze in the combustion chamber of the recovery boiler 18 in an amount of 0.1 to 0.4 stoichiometric amount of combustion air. The steam generated in the boiler 18 by the generator is directed to the Spilling 20 reciprocating engine driving the generator 21, and the used steam from the engine or steam turbine is fed to a heat exchanger 20a heating the water for further use. Mineral substances from incinerated waste in the form of ash from the fluidized bed 17d, from the recovery boiler 18 and from the dust collector 22 are fed through chutes 17f, 18c, 22a in the form of ash-water pulp by a hydrotransport system to the plasma reactor 12 through the hopper 12a, to which it is additionally the fed flux in the form of calcium oxide and the catalyst in the form of carbon coke from the bunkers 12b by the charge 12c. The electrodes 12d of the plasma reactor 12 are supplied with current from a current generator 21 belonging to the claimed installation or are supplied with electricity from an external power grid. Water introduced in the form of water-ash pulp together with the catalyst and flux into the gasification chamber of the plasma reactor at a temperature of 4000 τ 5000 ° C generated by plasma burners decomposes into a hydrogen molecule H ₂ and an oxygen atom O. High temperature causes complete and irreversible decomposition of structures into chemical molecules, and as a result of the decomposition of the H2O molecule into H2 and 1 / 2O2, a synthesis gas is formed consisting of the H2, CO molecule, resulting from the reaction of the 1 / 2O2 oxygen molecule with the C carbon atom of metallurgical coke, while metallurgical coke is also a catalyst , on which liquid ash lava flows and is a source of carbon atoms for the partial combustion of CO. The synthesis gas produced is collected in a tank 27 and cooled down in a heat exchanger 14. It consists of hydrogen molecules H ₂ , carbon monoxide CO and has a calorific value from 18 τ 30 MJ / kg. The inorganic material contained in the ashes and slags introduced into the plasma reactor 12 in the form of water-ash pulp is reduced to liquid lava, which is filtered through the catalyst layer in the form of metallurgical coke lying at the bottom of the plasma reactor chamber 12. After reaching the bottom of the chamber, the liquid lava in in the form of liquid slag, formed from ashes and fluxes at a temperature of 4000 ° C τ 5000 ° C, flows down to the cooling and vitrification 12e installation, and from this lava, granulated slag is formed. Granulated slag, as road and construction aggregate, has properties similar to basalt. The processes of high-temperature waste conversion and plasma vitrification of mineral substances enable the processing of any type of waste, including municipal waste, hospital waste, toxic waste, and hazardous industrial waste, except for radioactive waste, chemical waste, heavy metals, fly ash and ash from incineration plants, asbestos fibers, waste and sludge from municipal and industrial wastewater treatment plants, any organic waste, including animal waste.

Claims

1. Method of thermal combustion of organic and inorganic waste, especially toxic chemical and industrial waste, heavy metals, fly ash and ashes from incineration plants, all asbestos products, municipal waste and toxic sludge from sewage treatment plants, including

The process of preparing the charge by segregating waste and separating rock and ceramic waste and waste products made of glass and metals, as well as by grinding and weighing with a belt weighing conveyor, characterized in that the prepared charge is introduced into a rotary combustion chamber, in which the charge is is dried and degassed by burning natural gas during the start-up of the combustion installations and devices, and after achieving the assumed operating parameters, the installation and combustion devices in this installation are switched to the combustion of synthesis gas using hot air and electricity coming from a current generator run by a steam turbine or a Spilling reciprocating engine, powered by steam from the water generated in the fluidized combustion chamber and the waste heat boiler.

2. The method according to p. The method of claim 1, characterized in that calcium oxide CaO, which partially undergoes thermal decomposition into a volatile form, reacting with volatile sulfur oxides, is introduced into the rotary combustion chamber to the waste containing sulfur in an amount greater than 0.3%, and calcium oxide CaO in solid form with with char is introduced into the fluidized bed in the fluidized combustion chamber.

3. The method according to p. The method of claim 1, characterized in that the air necessary for complete and complete combustion of waste is fed to several combustion zones, including air in an amount of up to 0.2 stoichiometric air is supplied to the rotary combustion chamber, and in an amount from 0.3 to 0.7 amounts of stoichiometric air, for combustion of char in a fluidized bed in the amount of 0.1 to 0.4 stoichiometric air and for afterburning of flammable gases and coke breeze in the combustion chamber of a waste heat boiler from 0.1 to 0.4 the stoichiometric quantity of combustion air.

4. The method according to p. A charge in the form of a water-ash pulp from ashes from the fluidized bed of the fluidized combustion chamber, the combustion chamber of the waste heat boiler and dust collectors, which charge is burned at a temperature of 4000 ° C 5000 ° C in a plasma reactor with with a catalyst preferably in the form of metallurgical coke in an amount from 1 to 5% of the weight of ash fed to the reactor and with a calcium oxide flux CaO or silicon oxide SiO2 in an amount of 0.2 to 1.2% of the weight of the ash fed.

5. The method according to p. 4, characterized in that the mineral substances in the ashes formed in the waste incineration processes are brought at a temperature of 4000 ° C 5000 ° C to obtain liquid lava in the form of liquid slag from which, through vitrification, granulated aggregate with properties similar to basalt rock is obtained as a road material and construction.

6. Installation of thermal incineration of organic and inorganic waste, including a waste landfill, waste sorting stations, grinding devices and a device for weighing the charge in the form of a belt weight conveyor, characterized in that it includes a rotary combustion chamber (7) for drying and degassing waste, a fluidized combustion chamber ( 17) a fluidized bed closed at the bottom (17d), heat recovery boiler (18), exhaust gas dust collector (22), catalyst batteries (23), plasma reactor (12), heat exchanger (20a) cooling synthesis gas, steam turbine or Spilling engine ( 20) driving the current generator (21) and a set of blast fans (15), (28) forcing air to the heat exchangers (14) and the fluidized air box (17e), as well as the exhaust gas exhaust fan (24) forcing the exhaust gas into the chimney (25) .

7. Installation according to p. 6, characterized by the fact that it is equipped with control and measurement equipment (19) located in the flue gas duct directly at the outlet of the waste heat boiler (18) and before the flue gas dust collector (22), determining the chemical composition and thermodynamic parameters of the flue gas, and control and measurement equipment (26) located in the flue gas duct before the inlet to the chimney (25), determining the chemical composition and thermodynamic parameters of the fumes discharged through the chimney (25) to the atmosphere.