RU2320923C2 - Sparging melting furnace for neutralization of toxic substances - Google Patents
Sparging melting furnace for neutralization of toxic substances Download PDFInfo
- Publication number
- RU2320923C2 RU2320923C2 RU2006105200/03A RU2006105200A RU2320923C2 RU 2320923 C2 RU2320923 C2 RU 2320923C2 RU 2006105200/03 A RU2006105200/03 A RU 2006105200/03A RU 2006105200 A RU2006105200 A RU 2006105200A RU 2320923 C2 RU2320923 C2 RU 2320923C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- melt
- chamber
- pyrolysis
- furnace
- melting
- Prior art date
Links
Landscapes
- Gasification And Melting Of Waste (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к конструкции преимущественно транспортабельных сборно-разборных барботажных плавильных печей для обезвреживания токсичных веществ, по меньшей мере, путем их пиролиза в минеральном расплаве и сжигания газообразных продуктов. Печи предназначены в основном для переработки в местах хранения таких концентрированных органических и/или элементоорганических химикалий, как:The invention relates to the construction of predominantly transportable collapsible bubble-type melting furnaces for the neutralization of toxic substances, at least by pyrolysis in a mineral melt and combustion of gaseous products. The furnaces are mainly intended for processing in storage places of concentrated organic and / or organoelemental chemicals, such as:
гербициды, инсектициды, дефолианты и иные пестициды и им подобные ядохимикаты в случаях, когда срок их годности истек,herbicides, insecticides, defoliants and other pesticides and similar pesticides in cases when their expiration date has expired,
отработанные трансформаторные масла и иные промышленные отходы, содержащие токсичные ароматические преимущественно многоядерные соединения и т.д.,waste transformer oils and other industrial wastes containing toxic aromatic predominantly multinuclear compounds, etc.,
отходы полимеров типа полиуретанов, поливинилхлорида, тефлона и т.п.waste polymers such as polyurethanes, polyvinyl chloride, teflon, etc.
Естественно, что печи пригодны также для переработки иных твердых и пастообразных промышленных, медицинских и бытовых отходов, содержащих существенную (как правило, не менее 20% по массе) примесь углеродсодержащих веществ.Naturally, the furnaces are also suitable for the processing of other solid and pasty industrial, medical and household waste containing a substantial (usually at least 20% by weight) admixture of carbon-containing substances.
Уровень техникиState of the art
Общеизвестно, что промышленное производство и потребление пестицидов систематически возрастает. По мере введения в хозяйственный оборот современных пестицидов с пониженной экологической опасностью на складах остаются высокотоксичные пестициды типа ДДТ (дихлордифенилтрихлорэтана), использование которых запрещено. Далее, нередки случаи, когда у потребителей остаются неиспользованные запасы пестицидов, которые подлежат уничтожению из-за превышения срока годности. И, наконец, заметная часть токсичных веществ вследствие аварий при транспортировке или неосторожного хранения попадает в почву в концентрированном виде.It is well known that industrial production and consumption of pesticides is systematically increasing. As modern pesticides with reduced environmental hazard are introduced into the economy, highly toxic pesticides such as DDT (dichlorodiphenyl trichloroethane) remain in warehouses, the use of which is prohibited. Further, there are frequent cases when consumers have unused stocks of pesticides that are subject to destruction due to the expiration date. And, finally, a significant part of toxic substances due to accidents during transportation or careless storage gets into the soil in a concentrated form.
Химический состав пестицидов и им подобных токсичных веществ весьма разнообразен. Соответственно их химическое обезвреживание с применением специфических реагентов экономически нецелесообразно. Мало того, продукты такого обезвреживания нередко требуют надежного захоронения.The chemical composition of pesticides and similar toxic substances is very diverse. Accordingly, their chemical neutralization using specific reagents is not economically feasible. Moreover, products of such neutralization often require reliable disposal.
Поэтому токсичные вещества обычно обезвреживают путем высокотемпературного пиролиза в расплаве подходящего инертного материала с последующим дожиганием газообразных продуктов пиролиза и остатков пироуглерода (FR 2170998, US 3946680, DE 2362691 В2, US 4280417, WO 95/14885 А1, GB 2256036 А, ЕР 0767342 А1, ЕР 0846917 А2, RU 2104445 и мн. др.).Therefore, toxic substances are usually neutralized by high-temperature pyrolysis in a melt of a suitable inert material, followed by the afterburning of gaseous pyrolysis products and pyrocarbon residues (FR 2170998, US 3946680, DE 2362691 B2, US 4280417, WO 95/14885 A1, GB 2256036 A, EP 076767 A1, EP 076767 A1, EP 076767 EP 0846917 A2, RU 2104445 and many others).
Выбор типа и конкретной конструкции устройства для пиролиза зависит от массы токсичных веществ, которые подлежат обезвреживанию, и их локализации.The choice of the type and specific design of the device for pyrolysis depends on the mass of toxic substances that are subject to disposal, and their localization.
Так, для пиролиза отработанных шин с металлическим кордом, бытового мусора, находящегося на городских свалках, и отходов крупных предприятий органического синтеза целесообразно строить стационарные пиролизные установки с электропечами, как это предусмотрено, например, в RU 2135896, а предпочтительно - с более экономичными крупногабаритными шахтными барботажными тазовыми печами согласно RU 2036384.So, for the pyrolysis of waste tires with metal cord, household waste located in urban landfills, and waste from large organic synthesis enterprises, it is advisable to build stationary pyrolysis plants with electric furnaces, as provided, for example, in RU 2135896, and preferably with more economical large-sized mine bubble pelvic stoves according to RU 2036384.
Если же масса токсичных веществ или загрязненной ими почвы незначительна (в частности, составляет от нескольких тонн до нескольких десятков тонн), их целесообразно обезвреживать непосредственно на складах или в местах загрязнений.If the mass of toxic substances or soil contaminated by them is insignificant (in particular, from several tons to several tens of tons), it is advisable to neutralize them directly in warehouses or in places of pollution.
Для этого нужны транспортабельные сборно-разборные пиролизные установки.For this we need transportable collapsible pyrolysis plants.
Один из вариантов такой установки известен из Сборника научных трудов XIII (ежегодной) международной научно-технической конференции «Экология и здоровье человека, охрана водного и воздушного бассейнов, утилизация отходов», которая состоялась 13-17 июня 2005 г. в Алуште, Украина. В тезисах доклада Четверикова В.В., Гринченко Н.Н., Олабина В.М. и Максимука А.Б. «Технология термического обезвреживания непригодных к использованию химических средств защиты растений» (см. указанный Сборник, т.2, с.798-801) описана барботажная газовая печь для обезвреживания токсичных веществ. Эта известная печь, которая наиболее близка к предлагаемой далее печи по технической сущности, имеет:One of the options for such an installation is known from the Collection of scientific papers of the XIII (annual) international scientific and technical conference "Ecology and human health, protection of water and air pools, waste management", which was held June 13-17, 2005 in Alushta, Ukraine. In the theses of the report Chetverikov V.V., Grinchenko N.N., Olabina V.M. and Maksimuka A.B. “The technology of thermal neutralization of chemical plant protection products unsuitable for use” (see the indicated Collection, vol. 2, pp. 798-801) describes a bubble gas furnace for neutralizing toxic substances. This known furnace, which is closest to the further offered furnace in technical essence, has:
(1) замкнутый термостойкий корпус, полость которого разделена на сообщающиеся:(1) a closed heat-resistant housing, the cavity of which is divided into communicating:
(1.1) плавильную камеру (именуемую в докладе «зона нагрева») и(1.1) a melting chamber (referred to in the report as the “heating zone”) and
(1.2) камеру («зону») пиролиза обезвреживаемых веществ в расплаве подходящего минерального или искусственного минералоподобного материала;(1.2) a chamber (“zone”) for the pyrolysis of neutralized substances in a melt of a suitable mineral or artificial mineral-like material;
(2) по меньшей мере, одно средство («камеру») загрузки минеральной основы для формирования расплава и обезвреживаемых веществ в печь, смонтированное на крышке корпуса;(2) at least one means (“chamber”) for loading the mineral base for forming the melt and the substances to be neutralized into the furnace mounted on the housing cover;
(3) по меньшей мере, одну погружную (обычно газокислородную) горелку, которая размещена в донной части плавильной камеры и служит источником тепла для приготовления указанного расплава и поддержания его текучести;(3) at least one immersion (usually gas-oxygen) burner, which is located in the bottom of the melting chamber and serves as a heat source for preparing said melt and maintaining its fluidity;
(4) по меньшей мере, одну горелку для дожигания газообразных продуктов пиролиза (пирогаза), которая подключена к окну для их вывода из камеры пиролиза (как правило, через, по меньшей мере, один аппарат для очистки пирогаза от негорючих токсичных примесей);(4) at least one burner for afterburning gaseous products of pyrolysis (pyrogas), which is connected to a window for their output from the pyrolysis chamber (usually through at least one apparatus for cleaning pyrogas from non-combustible toxic impurities);
(5) летку, которая расположена в придонной части корпуса и служит для вывода расплава из печи (например, в гранулятор);(5) a notch, which is located in the bottom of the hull and serves to remove the melt from the furnace (for example, into a granulator);
(6) канал для выпуска продуктов сгорания в атмосферу (обычно через, по меньшей мере, один аппарат для их окончательной очистки от негорючих токсичных примесей).(6) a channel for the release of combustion products into the atmosphere (usually through at least one apparatus for their final cleaning from non-combustible toxic impurities).
Описанная барботажная плавильная печь, которая может быть легко изготовлена в сборно-разборном варианте, в принципе обеспечивает:The described bubbling melting furnace, which can be easily manufactured in a collapsible version, in principle provides:
приготовление инертного минерального расплава и заполнение этим расплавом обеих указанных камер печи до достижения заданного уровня;preparation of an inert mineral melt and filling of these two furnace chambers with this melt until a predetermined level is reached;
по меньшей мере, периодическую подачу обезвреживаемого материала в печь и его пиролиз в высокотемпературном минеральном расплаве в условиях интенсивного перемешивания;at least periodically feeding the material to be neutralized into the furnace and pyrolyzing it in a high-temperature mineral melt under conditions of intensive mixing;
отбор пирогаза на последующую утилизацию (с предварительной очисткой, если она необходима, на дополнительном оборудовании);selection of pyrogas for subsequent disposal (with preliminary cleaning, if necessary, on additional equipment);
практически полное выжигание остатков пироуглерода;almost complete burning of pyrocarbon residues;
периодический слив избытка расплава, который может образовываться вследствие усвоения минеральных компонентов обезвреживаемого материала, и практически полный слив расплава при остановке печи.periodic drainage of excess melt, which can be formed due to the assimilation of mineral components of the neutralized material, and almost complete drainage of the melt when the furnace is stopped.
Однако возможность циркуляции расплава между плавильной камерой и камерой пиролиза и разделения потоков пирогаза и продуктов его сгорания, которые должны быть удалены в атмосферу, лишь упомянуты в цитированном докладе без указания соответствующих средств. Этого явно недостаточно для эффективного регулирования массообменных процессов внутри работающей печи.However, the possibility of circulation of the melt between the melting chamber and the pyrolysis chamber and the separation of the fluxes of pyrogas and its products of combustion, which must be removed to the atmosphere, are only mentioned in the cited report without indicating the appropriate means. This is clearly not enough for the effective regulation of mass transfer processes inside a working furnace.
Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION
В основу изобретения положена задача усовершенствованием взаимосвязи (и взаимодействия) между плавильной камерой и камерой пиролиза и расположения средств загрузки и выгрузки относительно корпуса создать такую барботажную плавильную печь, которая допускала бы более эффективное регулирование массообменных процессов в печном пространстве и соответственно облегчала настройку на переработку разных по химическому составу токсичных веществ.The basis of the invention is the task of improving the relationship (and interaction) between the melting chamber and the pyrolysis chamber and the location of the loading and unloading means relative to the housing to create such a bubbler melting furnace that would allow more efficient regulation of mass transfer processes in the furnace space and, accordingly, would facilitate the adjustment for processing different chemical composition of toxic substances.
Эта задача решена тем, что барботажная плавильная печь для обезвреживания токсичных веществ, имеющая:This problem is solved in that a bubbler smelter for the neutralization of toxic substances, having:
замкнутый термостойкий корпус, полость которого разделена на сообщающиеся плавильную камеру и камеру пиролиза обезвреживаемых веществ в расплаве подходящего минерального или искусственного минералоподобного материала;a closed heat-resistant casing, the cavity of which is divided into interconnected melting chamber and a pyrolysis chamber of neutralized substances in a melt of a suitable mineral or artificial mineral-like material;
по меньшей мере, одно средство загрузки минеральной основы для формирования расплава и обезвреживаемых веществ в печь, смонтированное на крышке корпуса,at least one means of loading the mineral base for forming the melt and the neutralized substances in the furnace mounted on the housing cover,
по меньшей мере, одну погружную газокислородную горелку, которая размещена в донной части плавильной камеры и служит источником тепла для приготовления и поддержания текучести указанного расплава,at least one submersible gas-oxygen burner, which is located in the bottom of the melting chamber and serves as a heat source for preparing and maintaining the flow of the specified melt,
по меньшей мере, одну горелку для дожигания газообразных продуктов пиролиза (пирогаза), которая подключена к окну для их вывода из камеры пиролиза,at least one burner for afterburning gaseous pyrolysis products (pyrogas), which is connected to the window for their output from the pyrolysis chamber,
летку, которая расположена в придонной части корпуса и служит для вывода расплава из печи, иa notch, which is located in the bottom of the hull and serves to remove the melt from the furnace, and
канал для выпуска продуктов сгорания в атмосферу,a channel for the release of combustion products into the atmosphere,
согласно изобретениюaccording to the invention
оснащена практически вертикальной жаропрочной перегородкой, которая изготовлена из подходящего газонепроницаемого материала, жестко и герметично закреплена относительно верхней части корпуса и имеет нижнее окно и верхнее окно для циркуляции расплава между плавильной камерой и камерой пиролиза,equipped with an almost vertical heat-resistant partition, which is made of a suitable gas-tight material, is rigidly and hermetically fixed relative to the upper part of the housing and has a lower window and an upper window for melt circulation between the melting chamber and the pyrolysis chamber,
камера пиролиза оснащена дополнительной верхней леткой, которая расположена ниже нижней переливной кромки верхнего окна в вертикальной жаропрочной перегородке,the pyrolysis chamber is equipped with an additional upper notch, which is located below the lower overflow edge of the upper window in a vertical heat-resistant partition,
дно камеры пиролиза расположено ниже дна плавильной камеры, указанная летка для вывода расплава из печи расположена в придонной зоне камеры пиролиза,the bottom of the pyrolysis chamber is located below the bottom of the melting chamber, said tap hole for removing the melt from the furnace is located in the bottom zone of the pyrolysis chamber,
средство загрузки минеральной основы для формирования расплава выполнено в виде люка в крышке плавильной камеры,means for loading the mineral base for forming the melt is made in the form of a hatch in the lid of the melting chamber,
а для загрузки обезвреживаемых веществ предусмотрено отдельное средство, установленное в крышке камеры пиролиза.and for loading neutralized substances, a separate tool is provided that is installed in the cover of the pyrolysis chamber.
В такой печи и при периодической, и при непрерывной загрузке обезвреживаемого вещества удается создать такие режимы циркуляции расплава, которые приемлемы для обезвреживания химикалий разной химической природы. Действительно при наличии вертикальной жаропрочной перегородки с двумя окнами нетрудно создать запас минерального расплава, зеркало которого в стационарном режиме будет ниже верхней переливной кромки верхнего окна. Соответственно каждая очередная порция обезвреживаемого вещества будет вначале входить в контакт только с верхним слоем минерального расплава, который перетекает через верхнее окно из плавильной камеры в камеру пиролиза и интенсивно разлагается с выделением пирогаза. Регулируя размеры порций или расход обезвреживаемого вещества, нетрудно обеспечить условия, при которых прорыв пирогаза через верхнее окно в перегородке будет практически исключен и в плавильную камеру вместе с циркулирующим расплавом сможет поступать только пироуглерод.In such a furnace, both during periodic and continuous loading of the neutralized substance, it is possible to create such melt circulation modes that are acceptable for the neutralization of chemicals of different chemical nature. Indeed, in the presence of a vertical heat-resistant partition with two windows, it is not difficult to create a reserve of mineral melt, the mirror of which in stationary mode will be lower than the upper overflow edge of the upper window. Accordingly, each subsequent portion of the neutralized substance will initially come into contact only with the upper layer of the mineral melt, which flows through the upper window from the melting chamber into the pyrolysis chamber and is rapidly decomposed with the release of pyrogas. By adjusting the portion sizes or consumption of the neutralized substance, it is not difficult to ensure the conditions under which the breakthrough of the pyrogas through the upper window in the partition will be practically eliminated and only pyrocarbon can enter the melting chamber together with the circulating melt.
Первое дополнительное отличие состоит в том, что верхнее окно для циркуляции расплава между плавильной камерой и камерой пиролиза оснащено подходящим регулятором расхода расплава. Это позволяет регулировать время обработки обезвреживаемого материала в печи с учетом его химического состава и особенностей пиролиза даже при непрерывной загрузке.The first additional difference is that the upper window for melt circulation between the melting chamber and the pyrolysis chamber is equipped with a suitable melt flow controller. This allows you to adjust the processing time of the neutralized material in the furnace, taking into account its chemical composition and the characteristics of pyrolysis, even with continuous loading.
Второе дополнительное отличие состоит в том, что указанный регулятор расхода расплава выполнен в виде поворотной или шиберной заслонки. Эта форма выполнения регулятора наиболее проста и надежна.The second additional difference is that the specified melt flow controller is made in the form of a rotary or slide gate. This form of execution of the controller is the simplest and most reliable.
Третье дополнительное отличие состоит в том, что нижнее окно для циркуляции расплава имеет вид постоянно открытой щели между нижним торцом вертикальной жаропрочной перегородки и дном плавильной камеры. Это облегчает демонтаж перегородки и зачистку подины после каждой очередной остановки печи.The third additional difference is that the lower window for melt circulation has the form of a constantly open gap between the lower end of the vertical heat-resistant partition and the bottom of the melting chamber. This facilitates the dismantling of the partition and the cleaning of the hearth after each next stop of the furnace.
Четвертое дополнительное отличие состоит в том, что в крышке камеры пиролиза установлена, по меньшей мере, одна горелка для разогрева стенок указанной камеры перед каждым очередным запуском печи. Это исключает формирование настылей на стенках камеры пиролиза и деформацию ее проходного сечения.A fourth additional difference is that at least one burner is installed in the lid of the pyrolysis chamber for heating the walls of said chamber before each subsequent start of the furnace. This eliminates the formation of accretions on the walls of the pyrolysis chamber and the deformation of its bore.
Пятое дополнительное отличие состоит в том, что указанное средство для загрузки обезвреживаемых веществ, которое установлено в крышке камеры пиролиза, состоит из бункера-накопителя, входного патрубка и шлюза. Эти средства достаточны для периодического питания печи обезвреживаемым веществом.The fifth additional difference is that the indicated means for loading neutralized substances, which is installed in the cover of the pyrolysis chamber, consists of a storage hopper, an inlet pipe and a lock. These funds are sufficient for periodic feeding of the furnace with a neutralized substance.
Шестое дополнительное отличие состоит в том, что указанное средство для загрузки обезвреживаемых веществ, которое установлено в крышке камеры пиролиза, состоит из бункера-накопителя, входного патрубка и секторного питателя. Эти средства достаточны для непрерывного питания печи обезвреживаемым веществом.A sixth additional difference is that the indicated means for loading neutralized substances, which is installed in the lid of the pyrolysis chamber, consists of a storage hopper, an inlet pipe and a sector feeder. These funds are sufficient for continuous feed of the furnace with a neutralized substance.
Специалисту понятно, что при выборе конкретных вариантов осуществления изобретения возможны произвольные комбинации указанных дополнительных отличий с основным изобретательским замыслом и что описанные ниже предпочтительные примеры его воплощения никоим образом не ограничивают объем прав изобретателей.It will be appreciated by those skilled in the art that, when selecting specific embodiments of the invention, arbitrary combinations of these additional differences with the main inventive concept are possible and that the preferred examples described below do not in any way limit the scope of rights of inventors.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Далее сущность изобретения поясняется подробным описанием конструкции и работы барботажной плавильной печи для обезвреживания токсичных веществ со ссылками на прилагаемый чертеж, где предложенная печь изображена в продольном разрезе вертикальной плоскостью.Further, the invention is illustrated by a detailed description of the design and operation of a bubbler smelter for the neutralization of toxic substances with reference to the attached drawing, where the proposed furnace is shown in longitudinal section in a vertical plane.
Наилучшие варианты реализации изобретательского замыслаThe best options for implementing the inventive concept
Барботажная плавильная печь согласно изобретению имеет замкнутый термостойкий корпус 1, полость которого разделена практически вертикальной жаропрочной перегородкой 2 на плавильную камеру 3 и камеру 4 пиролиза обезвреживаемых веществ в расплаве подходящего минерального или искусственного минералоподобного материала.The bubbler melting furnace according to the invention has a closed heat-resistant casing 1, the cavity of which is divided by an almost vertical heat-resistant partition 2 into a melting chamber 3 and a chamber 4 for the pyrolysis of neutralized substances in a melt of a suitable mineral or artificial mineral-like material.
Корпус 1 имеет в плане, как правило, прямоугольную форму и может быть оснащен не показанной особо подходящей внешней теплоизоляцией и/или рубашкой водяного охлаждения. Принципы выбора таких средств хорошо известны специалистам по промышленным печам.The housing 1 has in the plan, as a rule, a rectangular shape and can be equipped with not shown particularly suitable external thermal insulation and / or a water cooling jacket. The principles for selecting such products are well known to those skilled in industrial furnaces.
Желательно, чтобы, по меньшей мере, дно и стенки камеры 4 пиролиза футерованы сменной (в случаях капитального ремонта) кладкой 5 из огнеупорного материала типа шамота или динаса. Высота кладки 5 должна превышать максимально допустимый уровень расплава в работающей печи.It is desirable that at least the bottom and walls of the pyrolysis chamber 4 are lined with removable (in cases of major repairs) masonry 5 made of refractory material such as chamotte or dinas. The height of the masonry 5 should exceed the maximum permissible melt level in a working furnace.
Вертикальная перегородка 2 изготовлена из газонепроницаемого материала (обычно из стали) в виде полого короба. Он имеет хорошо известные специалистам и потому не показанные особо:The vertical partition 2 is made of a gas-tight material (usually steel) in the form of a hollow box. It has well-known specialists and therefore not shown particularly:
снаружи - шипы или рифы для фиксации огнеупорной обмазки (перед пуском печи) или гарнисажа (в стационарном режиме работы печи) иoutside - spikes or reefs for fixing the refractory coating (before starting the furnace) or skull (in the stationary mode of operation of the furnace) and
внутри - лабиринт для циркуляции хладагента (как правило, воды).inside - a labyrinth for the circulation of the refrigerant (usually water).
Перегородка 2 жестко и герметично закреплена относительно верхней части корпуса 1 и имеет два расположенных на разной высоте окна 6 и 7 для циркуляции расплава между плавильной камерой 3 и камерой 4 пиролиза.The partition 2 is rigidly and hermetically fixed relative to the upper part of the housing 1 and has two windows 6 and 7 located at different heights for circulating the melt between the melting chamber 3 and the pyrolysis chamber 4.
Окно 6 расположено в нижней части перегородки 2, как правило, имеет вид щели между нижним торцом перегородки 2 и дном плавильной камеры 3 и постоянно открыто.The window 6 is located in the lower part of the partition 2, as a rule, has the form of a gap between the lower end of the partition 2 and the bottom of the melting chamber 3 and is constantly open.
Окно 7 расположено в средней (по высоте) части перегородки 2 и оснащено подходящим регулятором расхода расплава, например, в виде поворотной (или шиберной) заслонки 8, которая конструктивно подобна перегородке 2.The window 7 is located in the middle (in height) part of the partition 2 and is equipped with a suitable melt flow regulator, for example, in the form of a rotary (or slide) shutter 8, which is structurally similar to the partition 2.
Камера 4 пиролиза имеет две расположенные на разной высоте летки 9 и 10.The pyrolysis chamber 4 has two slots 9 and 10 located at different heights.
Верхняя летка 9 обычно расположена ниже нижней переливной кромки указанного окна 7 в перегородке 2 и предназначена для слива избытка расплава, который в стационарном режиме работы может формироваться в печи из минеральных примесей к обезвреживаемым веществам.The upper notch 9 is usually located below the lower overflow edge of the specified window 7 in the partition 2 and is designed to drain excess melt, which in a stationary mode of operation can be formed in the furnace from mineral impurities to neutralized substances.
Нижняя летка 10 расположена в придонной зоне камеры 4 пиролиза и предназначена для слива отработанного минерального расплава перед остановкой печи на техническое обслуживание или ремонт или перед демонтажем печи для ее перевозки на другое место эксплуатации (в случаях исчерпания запаса обезвреживаемого вещества).The lower notch 10 is located in the bottom zone of the pyrolysis chamber 4 and is designed to discharge the spent mineral melt before stopping the furnace for maintenance or repair or before dismantling the furnace for transportation to another place of operation (in case of exhaustion of the stock of neutralized substance).
В средней части не обозначенной особо крышки камеры 4 пиролиза установлена, по меньшей мере, одна (обычно газокислородная) горелка 11 для разогрева огнеупорной кладки 5 перед каждым очередным запуском печи. На той же крышке смонтировано устройство для предпочтительно периодической (хотя возможно и непрерывной) подачи обезвреживаемого материала в камеру 4 пиролиза.At least one (usually gas-oxygen) burner 11 is installed in the middle part of the cover of the pyrolysis chamber 4 not specifically designated, for heating the refractory masonry 5 before each next start of the furnace. A device is mounted on the same lid for a preferably periodic (although possibly continuous) supply of the material to be neutralized into the pyrolysis chamber 4.
Обычно это устройство имеет вид бункера-накопителя 12, входного патрубка 13 и не показанного особо шлюза (или секторного питателя) с надлежащими уплотнениями.Typically, this device takes the form of a storage hopper 12, an inlet pipe 13, and a gateway (or sector feeder) not shown especially with appropriate seals.
Одна из стенок камеры 4 пиролиза имеет в верхней части, по меньшей мере, одно окно 14 для вывода газообразных продуктов пиролиза (пирогаза) на дожигание непосредственно или через не показанные здесь и не оговоренные особо средства доочистки от токсичных примесей (например, адсорбер, абсорбер, нейтрализатор и т.п.), которые могут быть выбраны специалистами из числа доступных на рынке.One of the walls of the pyrolysis chamber 4 has in the upper part at least one window 14 for outputting gaseous products of pyrolysis (pyrogas) for afterburning directly or through means of additional purification of toxic impurities (not shown, adsorber, absorber, converter, etc.) that can be selected by specialists from among those available on the market.
Желательно, чтобы дно камеры 4 пиролиза было ниже дна плавильной камеры 3.It is desirable that the bottom of the pyrolysis chamber 4 is lower than the bottom of the melting chamber 3.
В средней части не обозначенной особо крышки плавильной камеры 3 имеется люк 15 для подачи твердой минеральной основы расплава в период каждого очередного запуска печи. В донную часть плавильной камеры 3 вмонтировано не менее одной (а предпочтительно не менее двух) погружных газовых горелок 16 для расплавления минеральной основы при запуске печи и поддержания текучести полученного расплава.In the middle part of the lid of the melting chamber 3, which is not specifically designated, there is a hatch 15 for supplying the solid mineral base of the melt during each subsequent launch of the furnace. At least one (and preferably at least two) submersible gas burners 16 are mounted in the bottom of the melting chamber 3 to melt the mineral base upon starting the furnace and maintain the fluidity of the obtained melt.
Плавильная камера 3 оснащена в верхней части преимущественно одной (обычно газокислородной) горелкой 17 для дожигания пирогаза, отводимого из камеры 4 пиролиза через окно 14.The melting chamber 3 is equipped in the upper part of a predominantly one (usually gas-oxygen) burner 17 for afterburning the pyrogas removed from the pyrolysis chamber 4 through the window 14.
Верхняя часть пространства плавильной камеры 3 сообщается с атмосферой через канал 18 для выпуска продуктов сгорания, получаемых при работе горелок 16 и 17. Специалисту понятно, что на выходе из этого канала 18 при необходимости может быть установлен по меньшей мере один подходящий аппарат для окончательной очистки продуктов сгорания от негорючих токсичных примесей.The upper part of the space of the melting chamber 3 communicates with the atmosphere through the channel 18 for the release of combustion products obtained during operation of the burners 16 and 17. One skilled in the art will recognize that at least one suitable apparatus for final cleaning of products can be installed, if necessary, at the outlet of this channel 18 combustion from non-combustible toxic impurities.
В сборно-разборном варианте воплощения изобретения целесообразно, чтобы плавильная камера 3 и камера пиролиза 4 были разъемными и имели габариты, допустимые для автомобильных перевозок.In a collapsible embodiment of the invention, it is advisable that the melting chamber 3 and the pyrolysis chamber 4 are detachable and have dimensions that are acceptable for road transport.
Токсичные вещества обезвреживают в описанной печи следующим образом.Toxic substances are neutralized in the described furnace as follows.
При запуске печи:When starting the oven:
включают горелку (или горелки) 11 и разогревают огнеупорную кладку 5 камеры 4 пиролиза до температуры не менее 1000°С (а предпочтительно не менее 1250°С),turn on the burner (or burners) 11 and heat the refractory masonry 5 of the pyrolysis chamber 4 to a temperature of at least 1000 ° C (and preferably at least 1250 ° C),
включают погружные газовые горелки 16 в донной части плавильной камеры 3,include immersion gas burners 16 in the bottom of the melting chamber 3,
через люк 15 в крышке плавильной камеры 3, как правило, одномоментно заваливают минеральную основу (например, доменный шлак и тому подобные, как правило, искусственные минералоподобные силикатосодержащие материалы, способные образовывать текучие расплавы),through the hatch 15 in the lid of the melting chamber 3, as a rule, simultaneously overwhelm the mineral base (for example, blast furnace slag and the like, as a rule, artificial mineral-like silicate-containing materials capable of forming fluid melts),
люк 15 герметично закрывают, чтобы исключить выброс брызг расплава из плавильной камеры 3,the hatch 15 is hermetically closed to prevent the emission of melt splashes from the melting chamber 3,
плавят заваленный материал и заполняют полученным расплавом плавильную камеру 3 и камеру пиролиза 4 до уровня, незначительно превышающего нижнюю кромку верхнего окна 7 в перегородке 2, иthe littered material is melted and the melting chamber 3 and the pyrolysis chamber 4 are filled with the melt to a level slightly exceeding the lower edge of the upper window 7 in the partition 2, and
отключают горелку (или горелки) 11 в крышке камеры 4 пиролиза.turn off the burner (or burner) 11 in the cover of the pyrolysis chamber 4.
Полученный расплав, средняя температура в массе которого обычно составляет от 1250°С до 1350°С, под действием газлифта, создаваемого продуктами сгорания от работающих погружных газовых горелок 16, начинает циркулировать между плавильной камерой 3 и камерой 4 пиролиза через верхнее окно 7 и нижнее окно 6 в перегородке 2. Необходимую температуру и текучесть расплава поддерживают, регулируя работу погружных газовых горелок 16.The resulting melt, the average temperature in the mass of which is usually from 1250 ° C to 1350 ° C, under the action of the gas lift created by the combustion products from the working gas immersion burners 16, begins to circulate between the melting chamber 3 and the pyrolysis chamber 4 through the upper window 7 and the lower window 6 in the baffle 2. The required temperature and melt flow are maintained by regulating the operation of submersible gas burners 16.
Если печь оснащена регулятором расхода расплава (в частности, в виде поворотной заслонки 8, которая установлена в проеме верхнего окна 7 в перегородке 2), то скорость циркуляции расплава устанавливают, изменяя положение заслонки 8.If the furnace is equipped with a melt flow controller (in particular, in the form of a rotary damper 8, which is installed in the opening of the upper window 7 in the partition 2), the melt circulation speed is set by changing the position of the damper 8.
В стационарном режиме работы печи происходят такие процессы.In the stationary mode of the furnace, such processes occur.
Обезвреживаемое вещество периодически (или непрерывно) подают в камеру пиролиза 4 через бункер-накопитель 12, входной патрубок 13 и упомянутый выше шлюз (или секторный питатель).The substance to be disposed of is periodically (or continuously) fed into the pyrolysis chamber 4 through the storage hopper 12, the inlet pipe 13 and the aforementioned gateway (or sector feeder).
Это вещество падает на поверхность высокотемпературного расплава, интенсивно нагревается до температуры, существенно превышающей температуру термической деструкции произвольных органических веществ, и разлагается с выделением пирогаза, появлением остаточного пироуглерода и в случае обезвреживания органоминеральных композиций - минерального остатка.This substance falls onto the surface of a high-temperature melt, intensively heats up to a temperature significantly higher than the temperature of thermal destruction of arbitrary organic substances, and decomposes with the release of pyrogas, the appearance of residual pyrocarbon, and in the case of neutralization of organic-mineral compositions - a mineral residue.
Пирогаз через окно 14 удаляют из камеры 4 пиролиза и непосредственно (или после предварительной очистки от токсичных негорючих примесей) подают на дожигание в горелку 17 в газовом пространстве плавильной камеры 3 с прямой утилизацией тепла на подавление образования настыли на входе в канал 18.Pyrogas through the window 14 is removed from the pyrolysis chamber 4 and directly (or after preliminary purification from toxic non-combustible impurities) is fed to the burner 17 in the gas space of the melting chamber 3 for direct heat recovery to suppress the formation of impingement at the entrance to the channel 18.
Пироуглерод и минеральный остаток усваиваются потоком циркулирующего минерального расплава и (по мере охлаждения и под напором «свежего» расплава, изливающегося из верхнего окна 7 в перегородке 2) увлекаются в придонную зону камеры 4 пиролиза. Далее обогащенный указанными продуктами пиролиза расплав через нижнее окно 6 в перегородке 2 перетекает в плавильную камеру 3, где сквозь него барботируют продукты сгорания от работающих погружных газовых горелок 16. При этом:Pyrocarbon and mineral residue are absorbed by the flow of the circulating mineral melt and (with cooling and under the pressure of the “fresh” melt pouring from the upper window 7 in the partition 2) they are entrained in the bottom zone of the pyrolysis chamber 4. Further, the melt enriched with the indicated pyrolysis products through the lower window 6 in the partition 2 flows into the melting chamber 3, where combustion products from the working submersible gas burners 16 are bubbled through it.
избыток окислителя, который обычно используют для сжигания газа в этих горелках 16, обеспечивает практически полное выжигание пироуглерода,the excess oxidizer, which is usually used to burn gas in these burners 16, provides almost complete burning of pyrocarbon,
тепло, передаваемое расплаву барботирующими сквозь него продуктами сгорания, обеспечивает окончательное плавление и усвоение минерального остатка (с соответствующим увеличением объема и массы циркулирующего расплава), аthe heat transferred to the melt by the combustion products sparging through it provides the final melting and assimilation of the mineral residue (with a corresponding increase in the volume and mass of the circulating melt), and
подогретый расплав в газлифтном режиме поднимается внутри плавильной камеры 3 выше уровня верхнего окна 7 в перегородке 2 и перетекает через это окно 7 в камеру 4 пиролиза.The heated melt in gas-lift mode rises inside the melting chamber 3 above the level of the upper window 7 in the partition 2 and flows through this window 7 into the pyrolysis chamber 4.
Отработанные продукты сгорания, генерируемые погружными газовыми горелками 16 и горелкой 17, через канал 18 непосредственно (или через дополнительную очистную аппаратуру) выходят в атмосферу.Exhaust combustion products generated by submersible gas burners 16 and burner 17 through the channel 18 directly (or through additional treatment equipment) are released into the atmosphere.
По мере накопления расплава его избыток может без остановки печи быть удален из камеры 4 пиролиза. Для этого предпочтительно использовать верхнюю летку 9, хотя не исключено и использование нижней летки 10 и даже обеих леток одновременно.As the melt accumulates, its excess can be removed from the pyrolysis chamber 4 without stopping the furnace. For this, it is preferable to use the upper notch 9, although the use of the lower notch 10 and even both notches at the same time is not excluded.
В случаях переработки металлосодержащих токсичных отходов расплавленная металлическая фаза обычно скапливается в придонной части камеры 4 пиролиза. Именно для таких случаев предпочтительны печи, у которых дно камеры 4 пиролиза ниже дна плавильной камеры 3.In cases of processing metal-containing toxic waste, the molten metal phase usually accumulates in the bottom of the pyrolysis chamber 4. It is for such cases that furnaces are preferred in which the bottom of the pyrolysis chamber 4 is lower than the bottom of the melting chamber 3.
При остановке печи:When stopping the oven:
прекращают подачу обезвреживаемого вещества в камеру 4 пиролиза,stop the flow of the neutralized substance into the pyrolysis chamber 4,
перекрывают окно 14 вывода газообразных продуктов пиролиза,block the window 14 output of gaseous pyrolysis products,
открывают нижнюю летку 10 и постепенно сливают расплав из корпуса 1 (например, в гранулятор для получения искусственного щебня),open the lower notch 10 and gradually melt the melt from the housing 1 (for example, into a granulator to obtain artificial crushed stone),
после прекращения выхода расплава из летки 10 прекращают подачу горючего газа в погружные газовые горелки 16 и продувают полость корпуса только окислителем или иным подходящим негорючим газом.after the exit of the melt from the recess 10 is stopped, the supply of combustible gas to the immersion gas burners 16 is stopped and the body cavity is blown out only with an oxidizing agent or other suitable non-combustible gas.
Остывшая печь готова к техническому обслуживанию, ремонту или разборке для перевозки на другое место эксплуатации.The cooled furnace is ready for maintenance, repair or disassembly for transportation to another place of operation.
Далее описанный процесс повторяется.The following process is repeated.
Промышленная применимостьIndustrial applicability
Предложенная печь может быть легко изготовлена промышленным путем и в транспортабельном сборно-разборном варианте эффективно использована для обезвреживания локальных скоплений токсичных отходов.The proposed furnace can be easily manufactured industrially and in a transportable collapsible version it is effectively used to neutralize local accumulations of toxic waste.
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006105200/03A RU2320923C2 (en) | 2006-02-21 | 2006-02-21 | Sparging melting furnace for neutralization of toxic substances |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006105200/03A RU2320923C2 (en) | 2006-02-21 | 2006-02-21 | Sparging melting furnace for neutralization of toxic substances |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2006105200A RU2006105200A (en) | 2007-09-10 |
RU2320923C2 true RU2320923C2 (en) | 2008-03-27 |
Family
ID=38597846
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006105200/03A RU2320923C2 (en) | 2006-02-21 | 2006-02-21 | Sparging melting furnace for neutralization of toxic substances |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2320923C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2466332C1 (en) * | 2011-05-27 | 2012-11-10 | Александр Анатольевич Симонов | Method for thermal recycling of industrial and household wastes and apparatus for realising said method |
RU2484906C1 (en) * | 2010-11-15 | 2013-06-20 | Государственное предприятие "Украинский научно-технический центр металлургической промышленности "Энергосталь" (ГП "УкрНТЦ "Энергосталь") | Thermal detoxication of pesticides |
-
2006
- 2006-02-21 RU RU2006105200/03A patent/RU2320923C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ЧЕТВЕРИКОВ В.В. и др. Тезисы докл. «Технология термического обезвреживания непригодных к использованию химических средств защиты растений». Сб. научных трудов XIII (ежегодной) международной научно-технической конференции «Экология и здоровье человека, охрана водного и воздушного бассейнов, утилизация отходов», 13-17 июня 2005 г., г.Алушта, Украина, т.2, с.798-801. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2484906C1 (en) * | 2010-11-15 | 2013-06-20 | Государственное предприятие "Украинский научно-технический центр металлургической промышленности "Энергосталь" (ГП "УкрНТЦ "Энергосталь") | Thermal detoxication of pesticides |
RU2466332C1 (en) * | 2011-05-27 | 2012-11-10 | Александр Анатольевич Симонов | Method for thermal recycling of industrial and household wastes and apparatus for realising said method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2006105200A (en) | 2007-09-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2966219B2 (en) | Continuous scrap preheating method and apparatus | |
RU2127850C1 (en) | Method of treatment of worked-out lining of electrolytic fusion of aluminium, installation for its realization, device for processing of waste of reclamation of worked-out lining and injection system for loading of worked-out lining | |
RU2674005C2 (en) | Method and device for incineration, melting and verification of organic and metal wastes | |
US4136624A (en) | Incinerator for refuse in containers and method of incineration therefor | |
CN101983087A (en) | Method and apparatus of treating waste | |
US5452671A (en) | Equipment and process for ultra hazardous liquid and gas molecular decomposition | |
RU2699114C2 (en) | Melting apparatus of submersible combustion | |
KR0139189B1 (en) | Method and apparatus for using hazardous waste to form non-hazardous aggregate | |
RU2320923C2 (en) | Sparging melting furnace for neutralization of toxic substances | |
JP2002503328A (en) | High-temperature waste treatment method and system | |
US5230292A (en) | Apparatus for making solid waste material environmentally safe using heat | |
RU2557190C2 (en) | Reverberatory furnace for aluminium scrap remelting | |
RU54143U1 (en) | Smelting furnace for the neutralization of toxic substances | |
US11596988B2 (en) | Method and plant for waste treatment | |
RU2623394C1 (en) | Method of thermal neutralisation of municipal waste in melted slag and furnance for its implementation | |
UA16042U (en) | Melting furnace for neutralization of toxic substances | |
KR20080014963A (en) | Apparatus and method for thermally removing coatings and/or impurities | |
US5370066A (en) | Method for making solid waste material environmentally safe using heat | |
RU2135895C1 (en) | Domestic waste combustion plant | |
RU2417340C2 (en) | Smelting furnace for thermal destruction of pesticides | |
KR950013974B1 (en) | Method and apparatus for using hazardous waste to form no-hazardous aggregate | |
RU75095U1 (en) | REACTOR FOR THERMAL WASTE PROCESSING | |
RU2153632C2 (en) | Method of processing liquid household garbage and industrial waste | |
JP3321380B2 (en) | Waste melting furnace | |
RU1810391C (en) | Plasma shaft furnace for processing radioactive wastes of low and middle level activity |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090222 |