RU2039321C1

RU2039321C1 - Method and device for processing waste products

Info

Publication number: RU2039321C1
Application number: SU904894184A
Authority: RU
Inventors: Шалль Герхард; Петцель Ханс-Карл; Штади Лотар
Original assignee: Саарбергверке АГ; Сименс АГ
Priority date: 1989-04-15
Filing date: 1990-12-14
Publication date: 1995-07-09

Abstract

FIELD: heat processing of waste products by combustion. SUBSTANCE: waste products are dried by direct heat exchanging with hot flue gas of a plant having a coal furnace. Both gas mixture obtained during drying and dried product obtained are fed to the plant with the coal furnace. EFFECT: enhanced efficiency. 6 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к способу термической обработки отходов, содержащих органические компоненты, а также к устройству для их термической обработки. The invention relates to a method for heat treatment of waste containing organic components, as well as to a device for heat treatment.

Известен способ обработки отходов, содержащих органические компоненты, путем их сушки и последующего сжигания в установке с угольной топкой. A known method of processing waste containing organic components by drying and subsequent burning in a coal-fired plant.

Известно устройство для обработки отходов, включающее транспортер отходов, дробилку, магнитный сепаратор, дробилку сепарированных отходов с транспортером, сушилку, установку с угольной топкой с трубопроводами отходящих дымовых газов [1]
В топках с колосниковыми решетками из-за сильных колебаний в теплотворной способности отходов сгорание является довольно негомогенным, это приводит к тому, что доля несгоревших частей в шлаке и в летучем газе является сравнительно высокой. Это неполное сгорание ведет к проблеме возникновения неприятных запахов, в том числе и у золы, а следовательно, и к тому, что перерабатывать такую золу становится значительно сложнее, чем золу, получаемую, например, на тепловых электростанциях с использованием каменного угля. Частично такие золы могут складироваться в специальных удаленных местах. К тому же не исключается, что в случае, когда отходы содержат органические или также неорганические соединения хлора, как например, полихлорированные бифенилы (РСВ), вследствие неполного сгорания могут возникать высокотоксичные диоксины, как например, полихлорированные дибензодиоксины или также полихлорированные дибензофураны.A device for treating waste is known, including a waste conveyor, a crusher, a magnetic separator, a separated waste crusher with a conveyor, a dryer, a coal-fired plant with flue gas pipelines [1]
Due to strong fluctuations in the calorific value of the waste in combustion grates, combustion is rather inhomogeneous, which leads to the fact that the proportion of unburned parts in slag and in volatile gas is relatively high. This incomplete combustion leads to the problem of unpleasant odors, including ash, and therefore to the fact that processing such ash becomes much more difficult than ash obtained, for example, in thermal power plants using coal. Partially such ashes can be stored in special remote places. Moreover, it is possible that in the case when the waste contains organic or also inorganic chlorine compounds, such as polychlorinated biphenyls (RSV), highly toxic dioxins, such as polychlorinated dibenzodioxins or also polychlorinated dibenzofurans, can occur due to incomplete combustion.

Техническим результатом является создать простой, экономичный и не загрязняющий окружающее пространство способ термической обработки отходов, содержащих органические компоненты. The technical result is to create a simple, economical and environmentally friendly way of heat treatment of waste containing organic components.

Достигается это тем, что отходы высушивают в непосредственном теплообмене с горячим дымовым газом установки с угольной топкой, и что как газовая смесь, выделяющаяся при сушке, так и получающийся после сушки продукт возвращается обратно в установку с угольной топкой. This is achieved by the fact that the waste is dried in direct heat exchange with the hot flue gas of a coal-fired unit, and that both the gas mixture emitted during drying and the product obtained after drying are returned to the coal-fired unit.

Устройство характеризуется наличием сушилки, содержащей сушильную камеру с транспортером для подвода отходов в сушильную камеру; трубопроводом для подвода горячего дымового газа от электростанции в сушильную камеру, трубопроводом для отвода газовой смеси, выделяющейся в сушильной камере, к зоне топки электростанции, транспортером для подачи твердого высушенного вещества, получающегося в сушильной камере, к зоне топки электростанции. The device is characterized by the presence of a dryer containing a drying chamber with a conveyor for supplying waste to the drying chamber; a pipeline for supplying hot flue gas from the power plant to the drying chamber, a pipeline for discharging the gas mixture emitted in the drying chamber to the furnace zone of the power station, a conveyor for supplying the dried solid material obtained in the drying chamber to the furnace zone of the power station.

Поэтому удается использовать преимущества установки с угольной топкой, высоким КПД сгорания, как это имеет место, например, в парогенераторах с жидким золоудалением или удалением сухой золы тепловых электростанций на каменном угле, в том числе и для сжигания негомогенных отходов. При высоких температурах, например, свыше 1000^оС, при которых происходит сжигание, в том числе при сжигании отходов, например, пластмасс всех видов, а также компонентов, содержащих РСВ, по- лучаются безопасные для окружающей среды продукты реакции. Предотвращается образование токсичных диоксинов или фуранов или же в случае необходимости такие соединения, получающиеся как промежуточные продукты реакции, надежно разлагаются при высоких температурах сжигания.Therefore, it is possible to take advantage of the installation with a coal furnace, high combustion efficiency, as is the case, for example, in steam generators with liquid ash removal or dry ash removal of coal-fired power plants, including for the combustion of inhomogeneous waste. At high temperatures, eg above ¹⁰⁰⁰ ° C, at which the combustion, including the combustion of waste, such as plastics of all kinds, as well as components containing RSV po- Luciano environmentally safe reaction products. The formation of toxic dioxins or furans is prevented or, if necessary, such compounds obtained as intermediate reaction products decompose reliably at high combustion temperatures.

Обе фракции, выделяющиеся во время вышеописанной сушки отходов, а именно сухой продукт и газовая смесь, содержащие горючие компоненты, без труда могут сжигаться в противоположность к необработанным отходам в высокоэффективной установке с угольной топкой с получением сухой золы или жидким золоудалением, например, в электростанции на каменном угле. Высушенный материал может размалываться совместно или отдельно от угля до необходимого размера зерен и термически разлагаться с помощью одной или нескольких обычных горелок, уже имеющихся в котле. Both fractions emitted during the above-described drying of waste, namely, a dry product and a gas mixture containing combustible components, can be burned without difficulty as opposed to untreated waste in a highly efficient coal-fired plant to produce dry ash or liquid ash, for example, in a power plant at coal. The dried material can be milled together or separately from coal to the desired grain size and thermally decomposed using one or more conventional burners already available in the boiler.

Целесообразно, чтобы доля высушенного материала, применяемая вместо угля, составляла меньше или была равна 20% от всего количества горючего. В частности, подтверждается, что при доле высушенного продукта в указанном диапазоне размеров менее 20% оказывается небольшое влияние или не оказывается его совсем на типичные реакции сгорания в топке. It is advisable that the fraction of dried material used in place of coal is less than or equal to 20% of the total amount of fuel. In particular, it is confirmed that when the fraction of the dried product in the indicated size range is less than 20%, there is little or no effect on typical combustion reactions in the furnace.

Так состав дымовых газов меняется очень мало. При дозированной подаче отходов от 0 до 20% ни в коем случае не превышается диапазон содержания вредных веществ в дымовых газах, установленный при применении различных сортов угля. Это касается не только содержания оксидов серы и азота в дымовых газах, но и хлоридов, фторидов и в особенности токсичных субстанций, таких как диоксины и фураны. So the composition of the flue gases varies very little. With a metered supply of waste from 0 to 20%, in no case does the range of harmful substances in flue gases established with the use of various grades of coal be exceeded. This applies not only to the content of sulfur and nitrogen oxides in flue gases, but also to chlorides, fluorides and especially toxic substances such as dioxins and furans.

Данное предложение позволяет без труда ежегодно сжигать, например, на обычной тепловой электростанции на каменном угле мощностью 700 кВт и ежегодным потреблением каменного угля, равном 1 млн.т высушенных отходов, без влияния на работу электростанции. This proposal allows you to easily burn annually, for example, at a conventional coal-fired thermal power plant with a capacity of 700 kW and an annual consumption of coal equal to 1 million tons of dried waste, without affecting the operation of the power plant.

На чертеже представлено предлагаемое устройство. The drawing shows the proposed device.

Согласно чертежу исходят из уже переработанных отходов с органическими компонентами, т. е. отходов, подвергшихся грубой сортировке, и от которых отделены подлежащие дальнейшему использованию грубые составные компоненты, такие как бутылки, большие металлические детали и т.п. Отходы подводятся транспортером 1 к измельчителю 2, например роторным ножницам, и там измельчаются до заданной крупности. В заключение отходы поступают в сушильную камеру 3 сушилки 4 с дном в виде сита, решетки или транспортного полотна 5. Сушка отходов осуществляется в непосредственном теплообмене с еще не обеспыленным дымовым газом тепловой электростанции 6 на каменном угле, который подается при температуре около 800^оС через транспортер 7 и через дно 5 в виде сита поступает в сушильную камеру 3 сушилки 4. За счет регулирования времени пребывания дымового газа в сушилке 4 или количества дымового газа температура сушки может регулироваться до заданного уровня ниже 800^оС.According to the drawing, they start from already processed waste with organic components, i.e. waste that has been coarse sorted, and from which coarse composite components, such as bottles, large metal parts, etc., that are to be used later, are separated. Waste is conveyed by conveyor 1 to the grinder 2, for example rotary shears, and there it is crushed to a given size. In conclusion, the waste fed to the drying chamber 3 to the bottom of the dryer 4 as a sieve, grating or transport webs 5. Drying the waste is carried out in direct heat exchange with the not yet dust-free flue gas thermal power plant 6 coal, which is supplied at a temperature of about 800 ^{° C} over conveyor 7 and through the bottom 5 in the form of a sieve enters the drying chamber 3 of the dryer 4. By adjusting the residence time of the flue gas in the dryer 4 or the amount of flue gas, the drying temperature can be adjusted to a predetermined level 800 ^about S.

В частности, при более высоких температурах из сырых отходов наряду с водой выделяются также легколетучие и часто интенсивно пахнущие субстанции. In particular, at higher temperatures, volatile and often intensively smelling substances are also released from raw waste along with water.

Газовая смесь, выделяющаяся в сушилке 4, отсасывается вытяжным вентилятором 8 через трубопровод 9 из сушильной камеры 3 и подается через трубопровод 10 в зону 11 сушильной топки котла 12 тепловой электростанции 6 на каменном угле. Пыль, подаваемая с газовой смесью для защиты вытяжного вентилятора, отделяется в пылеуловителе 13 и после вытяжного вентилятора снова вводится в газовую смесь. Температура газовой смеси, поступающей из сушилки 4, может регулироваться до рабочей температуры, которую выдерживает всасывающий вентилятор путем добавки холодного потока дымовых газов, отсасываемого за электрофильтром 14 электростанции 6 с помощью охлаждающего вентилятора 15 и примешивания в зоне смешения 16 в трубопровод 9. The gas mixture released in the dryer 4 is aspirated by an exhaust fan 8 through a pipe 9 from the drying chamber 3 and fed through a pipe 10 to the zone 11 of the drying furnace of the boiler 12 of the coal-fired power plant 6. The dust supplied with the gas mixture to protect the exhaust fan is separated in the dust collector 13 and after the exhaust fan is again introduced into the gas mixture. The temperature of the gas mixture coming from the dryer 4 can be adjusted to the operating temperature that the suction fan can withstand by adding a cold flue gas stream, sucked behind the electrostatic precipitator 14 of the power plant 6 using a cooling fan 15 and mixing in the mixing zone 16 into the pipe 9.

Горючие компоненты смеси сгорают полностью и без опасности загрязнения окружающей среды в зоне 11 топки при имеющейся там температуре. Combustible components of the mixture burn completely and without danger of environmental pollution in the furnace zone 11 at the temperature there.

Твердый продукт, образующийся в сушильной камере 3 сушилки 4 на соответствующем транспортере 17, сначала охлаждается в холодильнике 14 для обожженного материала, затем в магнитном сепараторе 18 от него отделяются металлические компоненты, затем он измельчается в молотковой дробилке 19 и наконец складируется в бункере 20 для высушенного продукта. Из бункера 20 продукт поступает в ударную мельницу-сепаратор 21 с имеющимся в ней вентилятором, в которой осуществляется размалывание до крупности, подходящей для топки электростанции. Размолотый продукт в конце участка транспортирования вместе с углем, который подводится другим транспортером 22, сжигается в зоне 11 топки. Доля высушенного продукта в общем количестве горючего вещества К в установке угольной топки должна составлять максимально 20%
Дымовой газ, выделяющийся при сжигании компонентов отходов, проходит вместе с дымовым газом, получающимся при сгорании угля, через котел 12, затем через электрофильтр 23 и наконец через вентилятор установки для обессеривания дымовых газов 24. После этого он отводится в атмосферу.The solid product formed in the drying chamber 3 of the dryer 4 on the appropriate conveyor 17 is first cooled in the fired material cooler 14, then the metal components are separated from it in the magnetic separator 18, then it is ground in a hammer mill 19 and finally stored in the hopper 20 for dried product. From the hopper 20, the product enters the impact mill-separator 21 with an existing fan in it, in which grinding is carried out to a particle size suitable for the furnace of the power plant. The milled product at the end of the transportation section together with coal, which is supplied by another conveyor 22, is burned in the furnace zone 11. The proportion of the dried product in the total amount of combustible substance K in the installation of a coal furnace should be at most 20%
The flue gas emitted during the combustion of waste components passes along with the flue gas resulting from the combustion of coal through the boiler 12, then through the electrostatic precipitator 23 and finally through the fan of the flue gas desulfurization plant 24. After that, it is vented to the atmosphere.

Если под тепловой электростанцией 6 на каменном угле подразумевается электростанция с отводом жидкой золы, зола, получающаяся в топке при сжигании отходов, сплавляется с золой от угля. Гранулят, получающийся после охлаждения точно так же, как гранулят угольной топки, может использоваться для обычных целей в строительной промышленности. If coal-fired thermal power station 6 means a power plant with liquid ash removal, the ash obtained in the furnace by burning waste is fused with coal ash. The granules obtained after cooling in the same way as the granules of a coal furnace can be used for ordinary purposes in the construction industry.

Claims

1. A method of treating waste containing organic components by drying and then burning it in a coal-fired furnace, characterized in that the waste is dried by flue gases from a coal-fired furnace, and the resulting gas mixture is returned to the furnace and burned together with dried waste.

2. The method according to claim 1, characterized in that the fraction of dry waste is not more than 20% of the total amount of combustible material in the coal furnace.

3. A device for treating waste, including a waste conveyor, a crusher, a magnetic separator, a crusher of separated waste with a conveyor, a dryer, a coal-fired plant with flue gas pipelines, characterized in that the dryer is connected to a coal-fired plant with a flue gas pipeline, the gas mixture pipeline and the conveyor for the supply of dried waste.

4. The device according to claim 3, characterized in that it is equipped with a suction fan, to which a gas mixture pipe is connected.

5. The device according to PP.3 and 4, characterized in that it is equipped with a dust collector installed in front of the suction fan.

6. The device according to paragraphs. 4 and 5, characterized in that the gas mixture pipeline is connected to the exhaust flue gas pipeline.

7. The device according to PP.4 to 6, characterized in that it is equipped with a refrigerator installed after the dryer, a magnetic separator, a crusher and a hopper for the dry product.