RU2335700C2 - Способ утилизации органосодержащих твердых отходов, загрязненных радиоактивными компонентами - Google Patents
Способ утилизации органосодержащих твердых отходов, загрязненных радиоактивными компонентами Download PDFInfo
- Publication number
- RU2335700C2 RU2335700C2 RU2005118381/03A RU2005118381A RU2335700C2 RU 2335700 C2 RU2335700 C2 RU 2335700C2 RU 2005118381/03 A RU2005118381/03 A RU 2005118381/03A RU 2005118381 A RU2005118381 A RU 2005118381A RU 2335700 C2 RU2335700 C2 RU 2335700C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gases
- pyrolysis
- waste
- thermal decomposition
- flue gases
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/12—Heat utilisation in combustion or incineration of waste
Landscapes
- Gasification And Melting Of Waste (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области переработки радиоактивных отходов. Способ утилизации органосодержащих твердых отходов, загрязненных радиоактивными компонентами, включает термическое разложение без доступа кислорода органических компонентов отходов в камере термического разложения, сжигание образующихся запыленных газов пиролиза с образованием дымовых газов, снижение температуры газов в теплообменнике и очистку дымовых газов в системе пылеочистки. Кроме того, он включает очистку от пыли и промывку образующихся дымовых газов жидкостью. При этом образующийся в камере термического разложения при пиролизе отходов коксовый остаток сжигают с использованием воздуха на колосниковой решетке, расположенной под камерой термического разложения, образовавшуюся золу выгружают в герметичную емкость. Технический результат заключается в возможности получения тепловой энергии при сжигании радиоактивных отходов. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области утилизации органосодержащих отходов, загрязненных радиоактивными компонентами (спецодежда, фильтры и т.д.), образующихся в ходе технологических процессов.
Известен способ утилизации твердых отходов, загрязненных радиоактивными компонентами, включающий сжигание отходов в шахтной печи, содержащей горелочное устройство с подводом избыточного количества воздуха [1].
Недостатком данного способа является то, что, поскольку сжигание отходов производится за счет работы горелочного устройства с избытком воздуха и подачей дымовых газов на слой материала, весь технологический процесс проходит под избыточным давлением, в результате чего существует возможность неконтролируемого выхода радиоактивных материалов в атмосферу.
Другим недостатком данного способа является отсутствие устройств, предотвращающих возможность попадания в атмосферу радиоактивных компонентов при загрузочно-разгрузочных операциях, а также несоответствие конструктивного исполнения отдельных узлов требованиям ядерной безопасности.
Наиболее близким к предлагаемому способу по совокупности существенных признаков, достаточных для достижения технического результата, является способ утилизации органосодержащих твердых радиоактивных отходов, загрязненных радиоактивными компонентами, включающий термическое разложение без доступа кислорода - пиролиз органических компонентов отходов в камере термического разложения, сжигание образующихся запыленных газов пиролиза с образованием дымовых газов, снижение температуры дымовых газов в теплообменнике и очистку дымовых газов в системе пылеочистки, включающей очистку от пыли и промывку образующихся дымовых газов жидкостью [2].
Данный способ предусматривает швелевание (пиролиз) при температуре 450-600°С, сжигание при температуре 1000-1200°С образующихся швельгазов с недостатком воздуха, пропускание образовавшихся дымовых газов через реакционную зону, заполненную угольной засыпкой, охлаждение швельгаза в теплообменнике, очистку его от пыли и использование его в качестве источника энергии для поддержания процесса, объединение выделенной из швельгаза радиоактивной пыли и коксового остатка из реактора пиролиза и их сбор в специальную емкость для последующего хранения. Этот способ обеспечивает уменьшение объема отходов в 10 раз.
В результате анализа данного способа можно отметить ряд его недостатков, один из которых заключается в том, что он не предотвращает попадания в атмосферу радиоактивных компонентов при загрузочно-разгрузочных операциях и при нештатном повышении давления в системе, осуществляющей этот способ. В последнем случае это связано с тем, что вся система постоянно находится под разрежением, создаваемым вентилятором, и поэтому существует возможность засасывания в систему (в частности, в реактор-пиролизер) воздуха, который в смеси с швельгазом образует взрывоопасную смесь. Возгорание такой смеси (хлопок) приводит к кратковременному повышению давления в системе, вследствие чего возможем выброс в окружающую среду радиоактивных компонентов через воздухозаборные каналы, поскольку они не оснащены соответствующими средствами защиты.
Другим недостатком данного способа является отсутствие операции и соответствующих устройств для дожига до золы органической составляющей коксозольного остатка, выводимого из реактора-пиролизера. Количество коксозольного остатка при пиролизе отходов указанного состава (древесина, текстиль, резина и т.п.) составляет примерно 30% от исходной массы отходов. При этом масса зольного остатка, в котором сосредотачивается основное количество радиоактивных компонентов, составляет только 8-10%.
Недостатком способа является также то, что сжигание швельгаза с недостатком воздуха приводит к образованию повышенного количества сажи, которая в виде шлама улавливается в газопромывателе и далее выводится на захоронение, что также увеличивает объем отходов, подлежащих цементации.
К недостатку способа можно также отнести отсутствие устройств для докисления обязательно присутствующих в дымовых газах остатков горючих компонентов, например СО и сажи.
Задачей данного изобретения является такая утилизация отходов, загрязненных радиоактивными компонентами, которая исключает возможность попадания этих компонентов в атмосферу, позволяет использовать с пользой энергию, полученную в результате утилизации теплового потенциала органической части отходов, а также позволяет снизить объем отходов, подлежащих захоронению.
Поставленная задача решается тем, что в способе утилизации органосодержащих твердых отходов, загрязненных радиоактивными компонентами, включающем термическое разложение без доступа воздуха (пиролиз) органических компонентов отходов в камере термического разложения, сжигание образующихся запыленных газов пиролиза с образованием дымовых газов, снижение температуры дымовых газов в теплообменнике и очистку дымовых газов в системе пылеочистки, включающей сухую очистку от пыли и промывку образующихся дымовых газов и их промывку жидкостью; коксовый остаток, образующийся в камере термического разложения при пиролизе, сжигают с использованием воздуха на колосниковой решетке, расположенной под камерой термического разложения, образовавшуюся золу выгружают в герметичную емкость, газы пиролиза смешивают с воздухом и сжигают в топке, дымовые газы пропускают через картридж каталитического дожигателя, а затем направляют в теплообменник, далее дымовые газы направляют в систему пылеочистки, где очищают в циклоне, а затем промывают жидкостью в скруббере, уловленный в скруббере шлам направляют на повторный пиролиз в камеру термического разложения, очищенные дымовые газы через дымосос выбрасывают в атмосферу, все операции, включая загрузку отходов и выгрузку промежуточных продуктов через боксы, осуществляют под разрежением, создаваемым дымососом, расположенным на выходе из установки, воздухозабор осуществляют через воздухозаборные каналы, оснащенные фильтрами с обратными клапанами.
Перечисленные выше признаки в данном способе являются существенными, так как они достаточны для того, чтобы отличить данный способ утилизации органосодержащих твердых отходов, загрязненных радиоактивными отходами от всех известных аналогичных способов утилизации органосодержащих твердых отходов, и при наличии указанных признаков добиваемся получения положительного эффекта, а именно: исключение попадания загрязненных радиоактивных компонентов в атмосферу при их утилизации, использование с пользой энергии, полученной в результате утилизации теплового потенциала органической части отходов, а также снижение объема отходов, подлежащих захоронению.
Термическое разложение (пиролиз) отходов в бескислородной атмосфере позволяет перевести основную массу содержащей в отходах органики в газообразное состояние, концентрируя тем самым основное количество радиоактивных компонентов в твердом остатке. Дожигание коксового остатка позволяет сконцентрировать в золе более 80% исходных радиоактивных отходов и уменьшает объем золы, подлежащей захоронению.
Комплексная пылеочистка позволяет обеспечить остаточную радиоактивность дымовых газов в пределах диапазона допустимых значений, а повторный пиролиз шлама также позволяет сконцентрировать основную часть радиоактивности в золе.
Исключается возможность выхода радиоактивных компонентов в ходе технологического процесса за счет работы всей технологической цепочки под разрежением, создаваемым дымососом, расположенным на выходе из установки, а также за счет применения во всех воздухозаборных каналах фильтров с обратными клапанами. Снижение температуры дымовых газов в теплообменнике позволяет получить тепловую энергию в виде горячей воды или воздуха, и тем самым использовать тепловой потенциал органических отходов.
На чертеже представлена схема установки, реализующей данный способ.
Установка содержит термореактор 1, состоящий из обогревательной камеры 2 с размещенной в ней камерой 3 термического разложения, которая снабжена загрузочным устройством 4, устройством 5 для выгрузки коксозольного остатка и каналом 6 для вывода газообразных продуктов термического разложения, каталитический дожигатель 7, теплообменник 8, систему 9 газоочистки, дымосос 10, дымовую трубу 11. В обогревательную камеру 2 также входит газораспределительное устройство 12, вертикальная циклонная топка 13, имеющая горелку 14, и колосниковая решетка 15. Узлы загрузки отходов и выгрузки золы и шлама снабжены боксами 16, 17 и 18. Все воздухозаборные каналы установки оснащены фильтрами 19 с обратными клапанами. В конструкции установки соблюдены требования ядерной безопасности в части объемов и размеров ее элементов.
Установка, реализующая данный способ, работает следующим образом.
Твердые отходы сначала размещают в боксе 16, находящемся под разрежением, а затем перемещают в загрузочное устройство 4. Далее их направляют в камеру 3 термического разложения, представляющую собой металлическую реторту, обогреваемую снаружи дымовыми газами, образующимися от сжигания внешнего топлива в горелке 14. Отходы нагревают до конечной температуры 650-700°С без доступа кислорода. В процессе нагрева происходит их термическое разложение (пиролиз), в результате которого образуется примерно 60-70% газообразных горючих газов и 30-40% коксозольного остатка.
Газообразные продукты пиролиза за счет тяги дымососа 10 через канал 6 поступают в топку 13. В топке они смешиваются с необходимым количеством воздуха, в результате чего происходит их сжигание. Образовавшиеся дымовые газы за счет тяги дымососа 10 последовательно просасываются через картридж каталитического дожигателя 7, в котором происходит низкотемпературное доокисление остатков органических соединений, теплообменник 8, где осуществляется снижение температуры газов до уровня 150-120°С, и далее поступают в систему 9 пылеочистки. В системе пылеочистки осуществляется сначала очистка дымовых газов от пыли в «сухом» циклоне, а затем их промывают жидкостью в «мокром» скруббере.
Очищенные дымовые газы поступают в дымосос 10, через который они выбрасываются в атмосферу. Выгрузка уловленной пыли из циклона системы 9 производится по мере ее накопления в герметичную емкость через бокс 17, находящийся под разрежением. Утилизация этой пыли производится по специальной технологии. Сбор и выгрузка шлама из скруббера системы 9 производится через тот же бокс 17 в текстильные или пластиковые мешки. Загруженные в мешки шламы направляются снова в камеру 3 термического разложения. Образовавшийся в результате пиролиза коксозольный остаток по мере накопления в камере 3 выгружается через устройство выгрузки 5 на колосниковую решетку 15, под которую за счет тяги дымососа 10 поступает атмосферный воздух для сжигания этих остатков. Оставшаяся после сгорания неорганическая часть коксозольного остатка (зола) выводится из-под решетки 15 специальным транспортным устройством через бокс 18, находящийся под разрежением.
Выгрузка золы производится в герметичную емкость, а ее утилизация осуществляется по специальной технологии.
Пример конкретного выполнения.
Утилизирована партия отходов, содержащих радиоактивные компоненты следующего морфологического состава (мас.%): резина - 87%, ветошь - 10%, бумажные отходы+фильтры Петрянова+полиэтилен - 3%.
В качестве конечных продуктов процесса образовались дымовые газы, сухая зола и шлам.
Выход золы на исходное сырье - 4%, выход шлама - 0,5%.
Основные экологические показатели процесса.
Среднее содержание твердых взвешенных частиц в дымовых газах на выходе в атмосферу (после пылеочистки) - 6,34 мг/куб.м; среднесуточная α-активность - 0,08 Бк/куб.м, β-активность - 0,45 Бк/куб.м.
Среднее содержание радиоактивных компонентов в пыли из-под циклона «сухой» пылеочистки составляет 1,05-1,16 (мас.%), а в золе из-под колосниковой решетки - 15,9(мас.%).
Средняя радиоактивность загрязненной шламом жидкости в скруббере «мокрой» пылеочистки: α-активность - 900 Бк/куб.м, β-активность - 2350 Бк/куб.м.
По сравнению с запыленностью газа, α- и β-активности жидкости в скруббере значительно выше, что свидетельствует об эффективной очистке в нем газа от радиоактивных компонентов.
Таким образом, совокупность указанных выше существенных признаков в данном способе исключает попаданияе радиоактивных составляющих отходов в атмосферу за счет качественной их очистки, позволяет использовать с пользой энергию, полученную в результате утилизации теплового потенциала органической части отходов и позволяет снизить массу отходов, подлежащих захоронению.
Источники информации
1. Патент на полезную модель RU №22837 U1, F23G 5/08, 5/14, опубл. 20.12.2002.
2. Патент DE 3224054 A1, С21F 9/32, опубл. 29.12.1983.
Claims (1)
- Способ утилизации органосодержащих твердых отходов, загрязненных радиоактивными компонентами, включающий термическое разложение без доступа кислорода - пиролиз органических компонентов отходов в камере термического разложения, сжигание образующихся запыленных газов пиролиза с образованием дымовых газов, снижение температуры газов в теплообменнике и очистку дымовых газов в системе пылеочистки, включающей очистку от пыли и промывку образующихся дымовых газов жидкостью, отличающийся тем, что образующийся в камере термического разложения при пиролизе отходов коксовый остаток сжигают с использованием воздуха на колосниковой решетке, расположенной под камерой термического разложения, образовавшуюся золу выгружают в герметичную емкость, сжигают газы пиролиза в топке, где смешивают с воздухом, дымовые газы предварительно пропускают через картридж каталитического дожигателя, а затем направляют в теплообменник, далее, дымовые газы направляют в систему пылеочистки, где очищают в циклоне, а затем промывают жидкостью в скруббере, уловленный в скруббере шлам направляют на повторный пиролиз в камеру термического разложения, очищенные дымовые газы через дымосос выбрасывают в атмосферу, все операции, включая загрузку отходов и выгрузку промежуточных продуктов через боксы, осуществляют под разряжением, создаваемым дымососом, расположенным на выходе из установки, воздухозабор осуществляют через воздухозаборные каналы, оснащенные фильтрами с обратными клапанами.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005118381/03A RU2335700C2 (ru) | 2005-06-15 | 2005-06-15 | Способ утилизации органосодержащих твердых отходов, загрязненных радиоактивными компонентами |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005118381/03A RU2335700C2 (ru) | 2005-06-15 | 2005-06-15 | Способ утилизации органосодержащих твердых отходов, загрязненных радиоактивными компонентами |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2005118381A RU2005118381A (ru) | 2006-12-20 |
RU2335700C2 true RU2335700C2 (ru) | 2008-10-10 |
Family
ID=37666638
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005118381/03A RU2335700C2 (ru) | 2005-06-15 | 2005-06-15 | Способ утилизации органосодержащих твердых отходов, загрязненных радиоактивными компонентами |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2335700C2 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2479877C2 (ru) * | 2011-08-01 | 2013-04-20 | Учреждение Российской Академии наук Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова РАН | Способ кондиционирования твердых органических радиоактивных отходов |
CN108800156A (zh) * | 2018-06-26 | 2018-11-13 | 杭州翼兔网络科技有限公司 | 一种焚烧设备 |
RU2721617C1 (ru) * | 2019-04-18 | 2020-05-21 | Акционерное общество "Энергетический институт им. Г.М. Кржижановского" (АО "ЭНИН") | Способ и устройство для исследования процесса термического разложения органических материалов |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113587111B (zh) * | 2021-08-09 | 2023-11-24 | 绵阳科大久创科技有限公司 | 高温焚烧炉以及相配合的烟气冷却净化塔 |
-
2005
- 2005-06-15 RU RU2005118381/03A patent/RU2335700C2/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
СОБОЛЕВ И.А, ХОМЧИК Л.М. Обезвреживание РАО на централизованных пунктах. - М.: ЭНЕРГОАТОМИЗДАТ, 1983, с.19-34. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2479877C2 (ru) * | 2011-08-01 | 2013-04-20 | Учреждение Российской Академии наук Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова РАН | Способ кондиционирования твердых органических радиоактивных отходов |
CN108800156A (zh) * | 2018-06-26 | 2018-11-13 | 杭州翼兔网络科技有限公司 | 一种焚烧设备 |
RU2721617C1 (ru) * | 2019-04-18 | 2020-05-21 | Акционерное общество "Энергетический институт им. Г.М. Кржижановского" (АО "ЭНИН") | Способ и устройство для исследования процесса термического разложения органических материалов |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2005118381A (ru) | 2006-12-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9139785B2 (en) | Method and apparatus for gasification of organic waste in batches | |
CN103438461B (zh) | 一种一体式热解还原系统及垃圾处理方法 | |
EA023478B1 (ru) | Система утилизации отходов | |
CN102816578A (zh) | 一种生活垃圾综合分选干馏热解气化无二噁英排放的方法 | |
CZ283211B6 (cs) | Zařízení a způsob tepelného zpracování odpadu | |
CN204629501U (zh) | 一种零排放、能量自耗型垃圾完全裂解处理系统 | |
CN205316329U (zh) | 移动式农村垃圾热解气化装置 | |
CN106433799A (zh) | 处理生活垃圾的系统和方法 | |
CN112161273B (zh) | 一种生活垃圾无害化处理装置及方法 | |
CN100582576C (zh) | 无氧碳化危险固体废物处置装置 | |
CN113877940B (zh) | 一种医疗废物处理工艺 | |
RU2335700C2 (ru) | Способ утилизации органосодержащих твердых отходов, загрязненных радиоактивными компонентами | |
RU158206U1 (ru) | Устройство для кондиционирования горючих органических радиоактивных отходов | |
CN106871126A (zh) | 一种生活垃圾低温碳化‑无害化焚烧的处理方法 | |
JP2015224795A (ja) | 有機物の燃料ガス化発生装置とその熱利用 | |
CN202766491U (zh) | 垃圾干馏热解气化发电系统 | |
CN210764947U (zh) | 一种污泥干化炭化气化系统 | |
CN106871132A (zh) | 一种干燥式垃圾气化炉 | |
CN206143142U (zh) | 处理生活垃圾的系统 | |
CN1136290C (zh) | 生物质秸杆制气的方法及用于该方法的煤气发生炉 | |
CN212227043U (zh) | 一种固体危险废物资源化利用系统 | |
CN210718694U (zh) | 一种危废车间废气协同处置系统 | |
WO2011014094A1 (ru) | Способ и устройство для утилизации влажных отходов, содержащих органические материалы | |
JP2011068824A (ja) | 有機性含水廃棄物の炭化設備 | |
RU81292U1 (ru) | Установка для термического уничтожения твердых отходов, содержащих радиоактивные компоненты |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |