RU2146347C1

RU2146347C1 - Method for processing combustible minerals and solid industrial and domestic waste

Info

Publication number: RU2146347C1
Application number: RU98109465A
Authority: RU
Inventors: Б.А. Цыганков
Original assignee: Цыганков Борис Александрович
Priority date: 1998-05-13
Filing date: 1998-05-13
Publication date: 2000-03-10

Abstract

FIELD: utilization of waste. SUBSTANCE: method relates to processing of combustible minerals and utilization of solid industrial and domestic waste and it can be used in mining industry and at enterprises of public services. Method for processing of combustible minerals and/or solid industrial and domestic waste into technogenic raw material includes loading of mineral and domestic waste into furnace and performing pyrolysis by means of air blasting at heating them to temperature of 900-1200 C. On completion of pyrolysis process, air blasting is replaced with chlorine blasting. Application of aforesaid method improves economy and ecological cleanliness in processing of combustible minerals and solid industrial and domestic waste. EFFECT: higher efficiency.

Description

Изобретение относится к области переработки горючих ископаемых и утилизации твердых бытовых отходов и может быть использовано в горной промышленности и на предприятиях коммунального хозяйства. The invention relates to the field of processing of fossil fuels and the disposal of municipal solid waste and can be used in mining and utilities.

Известен способ, разработанный американской корпорацией "Пиролиз систем", когда измельченные отходы без разделения на органическую и неорганическую фракции подвергают разложению в реакторе при температуре 850^oC. В результате образуется смесь газов: водорода, метана, окиси углерода, предельных и непредельных углеводов. Подачу отходов и удаление твердого остатка осуществляют с помощью виброконвейера. (См. Цыганков А.П., Сенин В.Н. Циклические процессы в химической технологии, основы безотходных производств. М.: Химия, 1988, с.172).A known method developed by the American corporation "Pyrolysis systems", when the crushed waste without separation into organic and inorganic fractions is decomposed in a reactor at a temperature of 850 ^o C. The result is a mixture of gases: hydrogen, methane, carbon monoxide, saturated and unsaturated carbohydrates. The supply of waste and removal of solid residue is carried out using a vibrating conveyor. (See. Tsygankov A.P., Senin V.N. Cyclic processes in chemical technology, the basics of non-waste production. M: Chemistry, 1988, p. 172).

Известно также устройство для переработки твердых отходов по патенту России N 2076272 (кл. 6 F 23 G 5/027), в котором твердый материал сжигают путем подачи воздуха и топлива. По мере роста температуры начинается пиролиз органической составляющей отходов и выделение газообразных продуктов пиролиза, которые поступают в зону сушки, фильтруясь через слой материала, отдают ему свое тепло, очищаются от пыли и вместе с парами воды поступают в топку. Там сгорают, замещая за счет теплотворной способности горючей составляющей соответствующую часть необходимого для процесса топлива. Образованный в зоне пиролиза твердый осадок поступает в зону дожигания, куда подают воздух. В результате этот твердый остаток газифицируется с образованием коксозольного остатка, который удаляют из этой зоны, а полученные газообразные продукты возвращают в процесс. A device for processing solid waste according to the patent of Russia N 2076272 (CL 6 F 23 G 5/027), in which solid material is burned by supplying air and fuel, is also known. As the temperature rises, the pyrolysis of the organic component of the waste begins and the gaseous pyrolysis products are released, which enter the drying zone, being filtered through a layer of material, give it their heat, are cleaned of dust and, together with water vapor, enter the furnace. They are burned there, replacing due to the calorific value of the combustible component the corresponding part of the fuel necessary for the process. A solid precipitate formed in the pyrolysis zone enters the afterburning zone, where air is supplied. As a result, this solid residue is gasified to form a coke-ash residue, which is removed from this zone, and the resulting gaseous products are returned to the process.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ переработки твердых бытовых отходов по патенту России N 2079051 (кл. 6 F 23 G 5/027), по которому твердые бытовые отходы, содержащие горючие компоненты, загружают в вертикальную печь и противотоком к ним подают газифицирующий агент, содержащий кислород. В печи организуют режим пиролиза твердых бытовых отходов с последующим сжиганием /газификацией углеродных остатков пиролиза. The closest in technical essence and the achieved effect is a method of processing municipal solid waste according to the patent of Russia N 2079051 (CL 6 F 23 G 5/027), according to which municipal solid waste containing combustible components is loaded into a vertical furnace and served countercurrently to them gasifying agent containing oxygen. The furnace organizes a pyrolysis regime for municipal solid waste followed by burning / gasification of carbon pyrolysis residues.

Режим переработки оптимизируют расходом газифицирующего агента и соотношением в твердых бытовых отходах негорючих и горючих составляющих и содержанием кислорода в газофицирующем агенте, а также возможно и путем введения твердого негорючего материала или твердого топлива в состав перерабатываемых твердых бытовых отходов. The processing mode is optimized by the consumption of a gasifying agent and the ratio of non-combustible and combustible components in solid household waste and the oxygen content in the gas-forming agent, and also possibly by introducing solid non-combustible material or solid fuel into the composition of recycled solid household waste.

При этом температуру горения поддерживают в пределах 700-1400^oC и единовременно температуру газов на выходе из реактора ниже 400^oC. Неконденсируемые газы, имеющие высокую теплотворную способность, могут быть использованы как топливо.In this case, the combustion temperature is maintained within the range of 700-1400 ^o C and at the same time the temperature of the gases at the outlet of the reactor is below 400 ^o C. Non-condensable gases having high calorific value can be used as fuel.

Однако известный способ предусматривает переработку только твердых бытовых отходов. При этом углеродистые остатки пиролиза сжигают, после чего остаются зола и шлак, которые являются вторичными отходами, и появляется проблема их утилизации, а содержащиеся в золе ценные примеси теряются. However, the known method involves the processing of only municipal solid waste. In this case, carbon residues of pyrolysis are burned, after which ash and slag remain, which are secondary waste, and there is a problem of their disposal, and the valuable impurities contained in the ash are lost.

Сущность изобретения состоит в том, что горючие ископаемые и(или) твердые бытовые и промышленные отходы загружают в печь, разогревают до 900-1200^oC и проводят пиролиз с помощью воздушного дутья, которое по окончании процесса пиролиза заменяют дутьем хлором.The essence of the invention lies in the fact that combustible minerals and (or) solid household and industrial waste are loaded into a furnace, heated to 900-1200 ^o C and pyrolysis is carried out using air blasting, which at the end of the pyrolysis process is replaced with chlorine blasting.

Предлагаемое техническое решение состоит в следующем. The proposed technical solution is as follows.

Горючие ископаемые и/или твердые бытовые и промышленные отходы подают в загрузочное устройство и сбрасывают в печь. Поджигают и поддерживают горение подачей в нижнюю часть печи воздуха в минимальных количествах, необходимых для горения. Combustible fossil and / or municipal solid and industrial waste is fed to the loading device and dumped into the furnace. They set fire to and support combustion by supplying to the lower part of the furnace air in the minimum quantities necessary for combustion.

В процессе пиролиза органическая часть шихты разлагается с образованием горячих и горючих газов (метана, водорода, окиси углерода) и смолы, аналогичной каменноугольной. Смола содержит смесь органических веществ (бензола, толуола, фенола, нафталина и др.). In the process of pyrolysis, the organic part of the mixture decomposes with the formation of hot and combustible gases (methane, hydrogen, carbon monoxide) and tar, similar to coal. The resin contains a mixture of organic substances (benzene, toluene, phenol, naphthalene, etc.).

Газы являются источником энергии, а смола используется в качестве сырья для промышленности органической химии. Gases are a source of energy, and resin is used as a raw material for the organic chemistry industry.

Через оставшуюся после окончания процесса пиролиза в печи твердую смесь из минеральных веществ и углерода при разогреве ее до 900-1200^oC (температуры образования хлоридов) вместо воздуха продувают хлор. При этом образуется смесь хлоридов различных химических элементов, одних в виде расплава, а других в парообразном состоянии.Through the solid mixture of minerals and carbon remaining after the end of the pyrolysis process in the furnace, when it is heated to 900-1200 ^o C (temperature of formation of chlorides), chlorine is purged instead of air. In this case, a mixture of chlorides of various chemical elements is formed, some in the form of a melt, and others in a vaporous state.

Расплав смеси хлоридов выпускают из печи, охлаждают, растворяют в воде и разделяют на отдельные вещества путем перекристаллизации на основе их различной растворимости. The melt of the chloride mixture is discharged from the furnace, cooled, dissolved in water and separated into separate substances by recrystallization based on their different solubilities.

Смесь летучих хлоридов разделяют на индивидуальные хлориды путем ректификации. A mixture of volatile chlorides is separated into individual chlorides by distillation.

Индивидуальные хлориды, полученные путем ректификации и перекристаллизации, и являются техногенным сырьем. Individual chlorides obtained by distillation and recrystallization are technogenic raw materials.

Производство по переработке полученного технического сырья целесообразно располагать в непосредственной близости, чтобы выделяемый при переработке хлоридов хлор возвращать в производственный процесс переработки горючих ископаемых и твердых производственных и бытовых отходов. It is advisable to arrange production processing of the obtained technical raw materials in close proximity so that the chlorine released during the processing of chlorides is returned to the production process for the processing of combustible minerals and solid industrial and household waste.

Широкое применение предлагаемой технологии позволит избежать образования свалок твердых производственных и бытовых отходов и загрязнения окружающей среды при их сжигании. При этом промышленность обеспечивается техногенным сырьем и сберегаются природные ресурсы. The widespread use of the proposed technology will avoid the formation of landfills of solid industrial and household waste and environmental pollution during their incineration. At the same time, industry is provided with technogenic raw materials and natural resources are saved.

Claims

A method of processing combustible minerals and / or solid industrial and household waste into industrial raw materials, including loading them into a furnace and pyrolysis using air blasting at heating to 900 - 1200 ^o C, characterized in that when the pyrolysis process is completed, air blasting is replaced with chlorine blasting.