RU2479622C1 - Method to recycle solid domestic wastes into fuel for furnaces of high-temperature synthesis of cement clinker - Google Patents

Method to recycle solid domestic wastes into fuel for furnaces of high-temperature synthesis of cement clinker Download PDF

Info

Publication number
RU2479622C1
RU2479622C1 RU2012109528/04A RU2012109528A RU2479622C1 RU 2479622 C1 RU2479622 C1 RU 2479622C1 RU 2012109528/04 A RU2012109528/04 A RU 2012109528/04A RU 2012109528 A RU2012109528 A RU 2012109528A RU 2479622 C1 RU2479622 C1 RU 2479622C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fuel
solid waste
furnaces
waste
sdw
Prior art date
Application number
RU2012109528/04A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Александрович Конев
Антонина Викторовна Бондаренко
Михаил Викторович Конев
Владимир Дмитриевич Коршиков
Игорь Николаевич Чмырев
Владимир Николаевич Антипов
Алексей Юрьевич Кривцов
Владимир Николаевич Дегтярев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Липецкий государственный технический университет" (ЛГТУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Липецкий государственный технический университет" (ЛГТУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Липецкий государственный технический университет" (ЛГТУ)
Priority to RU2012109528/04A priority Critical patent/RU2479622C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2479622C1 publication Critical patent/RU2479622C1/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10Biofuels, e.g. bio-diesel
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/30Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel

Landscapes

  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)

Abstract

FIELD: power engineering.
SUBSTANCE: invention relates to the method of recycling solid domestic wastes (SDW) into fuel for furnaces of high-temperature synthesis of a cement clinker, including sorting of initial SDW so that at first such incombustible fractions such as batteries, stones, fragments of glass and faience, then secondary materials are extracted, including ferrous and non-ferrous metals. The remaining mass is previously ground to the fraction of 50-100 mm, dried to humidity of 5-10%, and then ground to the fraction of 8-10 mm. The ground raw materials are heated to 160-200°C and exposed to thermoplastic extrusion to produce fuel pellets.
EFFECT: method makes it possible to increase physical and mechanical strength of RDF fuel, to eliminate water absorption due to capsulation of granules in process of their manufacturing, to prevent possibility of rotting and self-ignition, to reduce costs during storage and transportation, to reduce energy intensity of its production, to improve environment, also to reduce volume of SDW removed to SDW landfills, to eliminate capital costs for construction of plants for wastes management in connection with usage of equipment of existing cement production facilities.
1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области экологии, в частности к переработке твердых бытовых отходов (далее по тексту - ТБО) в топливо для печей высокотемпературного синтеза цементного клинкера, при сжигании которого соблюдаются требования охраны окружающей среды, и может быть использовано в цементной промышленности с одновременным решением экологических проблем, экономии природных ресурсов и утилизации ТБО. Также такое топливо может использоваться в других печах при соблюдении определенных требований к очистке дымовых газов (продуктов сгорания).The invention relates to the field of ecology, in particular to the processing of municipal solid waste (hereinafter - MSW) into fuel for furnaces for high-temperature synthesis of cement clinker, the combustion of which complies with environmental protection requirements, and can be used in the cement industry while solving environmental problems , saving of natural resources and disposal of solid waste. Also, such fuel can be used in other furnaces subject to certain requirements for the purification of flue gases (combustion products).

На сегодняшний день во многих странах мира, в том числе и в нашей стране, сложилась критическая ситуация с накоплением и утилизацией ТБО, что делает решение этих проблем актуальной жизненной необходимостью. Для сбора и складирования ТБО требуются все новые территории, транспорт, погрузочно-разгрузочная техника, людские ресурсы. Уже существующие полигоны требуют дополнительных вложений для обеспечения безопасности окружающей среды. Имеющихся в нашей стране мощностей предприятий по сжиганию ТБО недостаточно, а главное, что используемая на них технология технически весьма проблематична, экологически опасна и экономически неэффективна.Today, in many countries of the world, including in our country, there is a critical situation with the accumulation and disposal of solid waste, which makes solving these problems an urgent vital necessity. The collection and storage of solid waste require ever new territories, transport, loading and unloading equipment, human resources. Existing landfills require additional investments to ensure environmental safety. The capacities of MSW incineration plants available in our country are insufficient, and most importantly, the technology used on them is technically very problematic, environmentally hazardous and economically inefficient.

Известны различные способы получения формованных, в том числе экструзией, материалов из различных типов отходов (см. RU №2118256, В29В 17/00; В29В 7/42; В29С 47/00, В29С 47/76, 1998; RU №2397829, B09B 3/00, 2010; RU №2212287, В09В 3/00; С04В 12/00, 2003).There are various methods for producing molded, including extrusion, materials from various types of waste (see RU No. 2118256, B29B 17/00; B29B 7/42; B29C 47/00, B29C 47/76, 1998; RU No. 2397829, B09B 3/00, 2010; RU No. 2212287, B09B 3/00; C04B 12/00, 2003).

Известны способы получения строительных материалов из полимерных отходов, используемых в качестве связующего, и наполнителей (песка, древесной пыли или мелких опилок), например, полимер песчаной черепицы (http://www.openbusiness.rn/html/dop/polimer-cherepiza.htm) и так называемых деревопластиков (http://drevoplastic.m/ekstruzia-drevoplastika.html). В частности, способ производства полимер песчаной черепицы из полимерных отходов не предполагает очистку и глубокую сортировку полимерного сырья. Даже присутствие машинного масла, попадаемого с канистрами, не влияет на качество черепицы. После измельчения компоненты в пропорции 70% наполнитель - песок, 30% полимеры подаются в экструзивную машину, где нагреваются до температуры 170-190°С и продавливаются через фильеры с получением изделий требуемой конфигурации.Known methods for producing building materials from polymeric waste used as a binder, and fillers (sand, wood dust or fine sawdust), for example, polymer sand tiles (http://www.openbusiness.rn/html/dop/polimer-cherepiza. htm) and the so-called wood plastic (http: //drevoplastic.m/ekstruzia-drevoplastika.html). In particular, the method for producing polymer sand tiles from polymer waste does not involve the purification and deep sorting of polymer raw materials. Even the presence of engine oil that comes in cans does not affect the quality of the tiles. After grinding, the components in a proportion of 70% filler - sand, 30% polymers are fed into an extrusion machine, where they are heated to a temperature of 170-190 ° C and pressed through spinnerets to obtain products of the desired configuration.

Указанные выше способы переработки различных типов отходов обладают рядом недостатков, основным из которых является их неудовлетворительная экологическая проработка, связанная с образованием вторичных отходов, содержащих высокотоксичные органические соединения, и с высокой ценой переработки.The above methods of processing various types of waste have a number of disadvantages, the main of which is their unsatisfactory environmental study, associated with the formation of secondary waste containing highly toxic organic compounds, and with a high cost of processing.

Известны способы изготовления из ТБО топлива для цементных печей путем измельчения его и вдувания в печи (О.Н.Кайгородов. Измельчительная техника для подготовки альтернативного топлива, Цемент и его применение №1, 2009 г.).Known methods for the manufacture of solid waste fuel for cement kilns by grinding it and blowing it in a furnace (O.N. Kaigorodov. Grinding equipment for the preparation of alternative fuel, Cement and its application No. 1, 2009).

К недостаткам этих способов можно отнести отсутствие термической обработки ТБО при температурах 170-190°С и, как следствие, наличие в этом топливе патогенных и болезнетворных микроорганизмов и других биологических вредностей, а также высокие энергетические затраты на мелкофракционное измельчение.The disadvantages of these methods include the lack of heat treatment of solid waste at temperatures of 170-190 ° C and, as a result, the presence of pathogenic and pathogenic microorganisms and other biological hazards in this fuel, as well as the high energy costs of fine fraction grinding.

Известны способы изготовления из ТБО топлива для цементных печей путем сушки, термической обработкой при температурах до 230 градусов Цельсия, брикетирования его либо измельчения до пылевидной фракции и вдувания в печи.Known methods for the manufacture of solid waste fuel for cement kilns by drying, heat treatment at temperatures up to 230 degrees Celsius, briquetting it or grinding to a dust fraction and blowing in an oven.

К недостаткам этих способов можно отнести возможность, при увлажнении ТБО, возникновения очагов гниения и самопроизвольного самовозгорания.The disadvantages of these methods include the possibility, when moistened with solid waste, the occurrence of foci of decay and spontaneous spontaneous combustion.

Известен способ производства твердого топлива, изготовленного из промышленных и бытовых отходов, заключающийся в том, что на первом этапе осуществляют сортировку промышленных и бытовых отходов и разделение на три группы: первая группа содержит крупногабаритные металлические объекты, шнуры и опасные вещества, которые удаляются из общей массы исходных отходов и впоследствии утилизируются; вторая группа содержит крупногабаритные промышленные и бытовые отходы; третья группа содержит отходы, которые по габаритным размерам меньше 150 мм; на втором этапе осуществляют первый этап обработки промышленных и бытовых отходов для уменьшения их габаритных размеров менее 150 мм, при этом отходы второй группы помещают в шнековую дробилку; на третьем этапе осуществляют второй этап обработки промышленных и бытовых отходов, в процессе которого отходы второй и третьей групп подают в горизонтальную установку разбивания для уменьшения их объема; на четвертом этапе в полученные в горизонтальной установке разбивания отходы добавляют известь, затем осуществляют формовку круглых брикетов при высоких давлении и температуре, сушку полученных круглых брикетов с образованием конечного продукта диаметром 15-30 мм, длиной 30-150 мм, калорийностью свыше 6000 ккал/кг и температурой горения свыше 1100°С. Полученное твердое топливо применяют для сжигания в энергетических установках (RU №2405027, C10L 5/48; C10L 5/46; 2010). Принято за прототип.A known method of producing solid fuels made from industrial and household waste, which consists in the fact that at the first stage sorting of industrial and household waste and separation into three groups is carried out: the first group contains large-sized metal objects, cords and hazardous substances that are removed from the total mass source waste and subsequently disposed of; the second group contains bulky industrial and household waste; the third group contains waste that is less than 150 mm in overall dimensions; at the second stage, the first stage of processing industrial and household waste is carried out to reduce their overall dimensions less than 150 mm, while the waste of the second group is placed in a screw crusher; at the third stage, the second stage of processing industrial and household waste is carried out, during which the waste of the second and third groups is fed to a horizontal breaking plant to reduce their volume; at the fourth stage, lime is added to the waste obtained in a horizontal batching unit, then round briquettes are molded at high pressure and temperature, the obtained round briquettes are dried to form the final product with a diameter of 15-30 mm, a length of 30-150 mm, and calorific value over 6000 kcal / kg and a combustion temperature in excess of 1100 ° C. The resulting solid fuel is used for combustion in power plants (RU No. 2405027, C10L 5/48; C10L 5/46; 2010). Taken as a prototype.

Прототип также обладает рядом недостатков. Способ энергоемок, так как для брикетирования требуются высокие давления и температуры. Кроме того, при увлажнении будет происходить гидратация извести и возможное разрушение брикетов, конечного продукта.The prototype also has several disadvantages. The method is energy intensive, since briquetting requires high pressures and temperatures. In addition, when moistened, hydration of lime will occur and possible destruction of briquettes, the final product.

Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является повышение прочностных и улучшение эксплуатационных свойств топлива из ТБО для печей высокотемпературного синтеза цементного клинкера, при сжигании которого обеспечиваются требования охраны окружающей среды.The problem to which the claimed invention is directed, is to increase the strength and improve the operational properties of fuel from solid waste for furnaces for high-temperature synthesis of cement clinker, the combustion of which ensures environmental protection requirements.

Технический результат заключается в повышении физико-механической прочности топлива RDF, исключении водопоглощения за счет капсулирования гранул в процессе их изготовления, предотвращении возможностей гниения и самовозгорания, снижении затрат при хранении и транспортировке, снижении энергоемкости его производства, улучшении экологической обстановки, в том числе уменьшение объема вывозимых на полигоны твердых бытовых отходов, исключении капитальных затрат на строительство установок по уничтожению отходов в связи с использованием оборудования действующих цементных производств.The technical result consists in increasing the physical and mechanical strength of RDF fuel, eliminating water absorption due to encapsulation of granules during their manufacture, preventing the possibility of rotting and spontaneous combustion, reducing costs during storage and transportation, reducing the energy consumption of its production, improving the environmental situation, including reducing the volume solid waste disposed of at landfills, excluding capital costs for the construction of waste disposal facilities in connection with the use of equipment of existing cement production.

Сущность изобретения заключается в том, что в способе переработки твердых бытовых отходов в топливо для печей высокотемпературного синтеза цементного клинкера, включающего сортировку исходных ТБО с удалением различных фракций, измельчение оставшейся массы, получение конечного продукта и последующее его сжигание, особенность состоит в том, что вначале отсеивают такие негорючие фракции, как элементы питания, камни, осколки стекла и фаянса, затем извлекают вторичные материалы, в том числе черные и цветные металлы, а оставшуюся массу предварительно измельчают до фракции 50-100 мм, сушат до влажности 5-10%, и затем измельчают до фракции 8-10 мм, после чего измельченное сырье подогревают до 160-200°С и подвергают термопластической экструзии с получением топливных гранул, которые по выходу из экструдера охлаждают и отправляют в качестве топлива на цементные заводы для последующего сжигания в печах высокотемпературного синтеза цементного клинкера.The essence of the invention lies in the fact that in the method of processing municipal solid waste into fuel for furnaces for high-temperature synthesis of cement clinker, which includes sorting the initial solid waste with the removal of various fractions, grinding the remaining mass, obtaining the final product and its subsequent burning, the feature is that first non-combustible fractions such as batteries, stones, fragments of glass and faience are sifted out, then secondary materials, including ferrous and non-ferrous metals, are extracted, and the remaining mass is preliminarily it is ground to a fraction of 50-100 mm, dried to a moisture content of 5-10%, and then crushed to a fraction of 8-10 mm, after which the crushed raw material is heated to 160-200 ° C and subjected to thermoplastic extrusion to obtain fuel granules that yield they are cooled from the extruder and sent as fuel to cement plants for subsequent combustion in high-temperature synthesis of cement clinker furnaces.

Совокупность указанных существенных признаков позволяет получить указанный технический результат.The combination of these essential features allows you to get the specified technical result.

Согласно проведенным авторами исследований морфологического и компонентного состава «хвостов» ТБО (см. таблицу 1 фиг.1), они содержат незначительное количество пищевых отходов, но при этом полимерные фракции составляют около 35% от сухой массы ТБО. Данное обстоятельство позволяет предположить, что присутствующие полимерные фракции могут быть использованы в качестве связующего для брикетирования. При этом их высокая теплота сгорания обеспечит приемлемый энергопотенциал топливных брикетов.According to the authors of studies of the morphological and component composition of the “tailings” of solid waste (see table 1 of figure 1), they contain a small amount of food waste, but the polymer fractions make up about 35% of the dry weight of solid waste. This circumstance suggests that the polymer fractions present can be used as a binder for briquetting. At the same time, their high calorific value will provide an acceptable energy potential of fuel briquettes.

Лабораторный процесс получения брикетов (см. фиг.2) из модельных ТБО показал, что углеродсодержащий твердый остаток пропитывался расплавленными полимерами и при последующем прессовании это обеспечивало высокую твердость брикетов, практически однородную структуру распила брикета, низкую влагоемкость. Выход брикетов составил 43% от рабочей массы ТБО.The laboratory process for producing briquettes (see Fig. 2) from model MSW showed that the carbon-containing solid residue was impregnated with molten polymers and, during subsequent pressing, this ensured high briquette hardness, an almost uniform briquette cut structure, and low moisture capacity. The output of briquettes amounted to 43% of the working mass of solid waste.

Данное брикетированное топливо может использоваться для дальнейшего пиролиза, что предотвратит необходимость складирования необработанных ТБО вблизи цементных заводов, не осложнит антропогенную нагрузку на район расположения предприятий и позволит избежать опасности самовозгорания.This briquetted fuel can be used for further pyrolysis, which will prevent the need for storing untreated solid waste near cement plants, will not complicate the anthropogenic load on the location of enterprises and will avoid the risk of spontaneous combustion.

Правильно организованная сортировка ТБО обеспечивает значительное уменьшение количества образующихся отходов и снижение негативного влияния ТБО на окружающую среду и позволяет извлечь полезные компоненты.Properly organized sorting of solid waste provides a significant reduction in the amount of generated waste and a decrease in the negative impact of solid waste on the environment and allows you to extract useful components.

Подогрев массы сырья перед экструзией и в процессе экструзии приводит к тому, что полимерная составляющая «хвостов» ТБО расплавляется, пропитывает весь объем перерабатываемого материала и таким образом капсулирует органическую составляющую, присутствующую в нем. Предварительный подогрев в определенном интервале температур необходим для равномерного прогрева материала, что не достигается просто при обычной экструзии, т.к. исследования показали низкую теплопроводность ТБО. Т.к. в «хвостах» ТБО присутствуют полиэтилен и полипропилен, температура плавления которых различна, то ниже температуры 160 С не происходит расплавления полиэтилена, а выше температуры 200°С происходит его газификация.Heating the mass of raw materials before extrusion and during the extrusion process leads to the fact that the polymer component of the “tailings” of solid waste melts, impregnates the entire volume of the processed material and thus encapsulates the organic component present in it. Preheating in a certain temperature range is necessary for uniform heating of the material, which is not achieved simply with conventional extrusion, because studies have shown low thermal conductivity of solid waste. Because polyethylene and polypropylene are present in the “tailings” of solid waste, the melting temperature of which is different, then polyethylene does not melt below 160 ° C, and gasification occurs above 200 ° C.

Измельчение отходов обеспечивает более качественную их подготовку для капсулирования. Также измельчение облегчает транспортирование и манипулирование отходами в ходе процесса переработки.Shredding of waste provides better preparation for encapsulation. Shredding also facilitates the transport and handling of waste during the recycling process.

Высушивание массы сырья позволяет уменьшить удельный вес и повысить теплотворную способность конечного продукта. Увеличение влагосодержания до уровня более 10% увеличивает энергозатраты и расход топлива.Drying the mass of raw materials can reduce the specific gravity and increase the calorific value of the final product. An increase in moisture content to a level of more than 10% increases energy consumption and fuel consumption.

Капсулирование обеспечивает топливу высокую физико-механическую прочность, исключает водопоглощение, что позволяет снизить затраты на его хранение, погрузку, разгрузку и транспорт. Снижение энергоемкости и увеличение прочности топлива обеспечивает возможность его хранения под открытым небом. Низкое влагонасыщение и возможность хранения на открытых складах расширяют функциональные возможности использования топлива и снижают затраты на его хранение.Encapsulation provides fuel with high physical and mechanical strength, eliminates water absorption, which reduces the cost of its storage, loading, unloading and transportation. Reducing energy consumption and increasing the strength of the fuel provides the possibility of its storage in the open. Low moisture saturation and the ability to store in open warehouses expand the functionality of fuel use and reduce the cost of its storage.

Цементные предприятия располагают современным мощным технологическим оборудованием, а цементная печь является в настоящее время самым экологически чистым агрегатом по утилизации отходов, в том числе и вредных для человека и окружающей среды. Технологические и теплотехнические процессы в ней проходят при температуре до 1700°С, что обеспечивает снижение до минимума содержание вредных веществ в отходящих газах, а также химическое связывание в клинкерных минералах части вредных веществ, выделяемых из отходов в процессе их переработки при более высоких температурах, чем, например, в топках мусороперерабатывающих заводов или в агрегатах других промышленных производств. Кроме того, сжигание в цементных печах топливосодержащих отходов позволяет существенно уменьшить потребление дорогостоящего топлива (газ, мазут, уголь) и снизить затраты на производство цемента.Cement enterprises have modern powerful technological equipment, and the cement kiln is currently the most environmentally friendly waste disposal unit, including those harmful to humans and the environment. Technological and heat engineering processes in it take place at temperatures up to 1700 ° C, which ensures the minimization of the content of harmful substances in the exhaust gases, as well as chemical bonding in clinker minerals of some harmful substances released from the waste during their processing at higher temperatures than , for example, in the furnaces of waste processing plants or in units of other industrial plants. In addition, the burning of fuel-containing waste in cement kilns can significantly reduce the consumption of expensive fuel (gas, fuel oil, coal) and reduce the cost of cement production.

Предлагаемый способ изготовления из ТБО топлива для печей высокотемпературного синтеза цементного клинкера может быть реализован на штатном оборудовании мусоросортировочной станции, доукомплектованной необходимым для его реализации оборудованием.The proposed method for the production of solid fuel from solid waste for furnaces for high-temperature synthesis of cement clinker can be implemented on the standard equipment of the waste sorting station, understaffed with the necessary equipment for its implementation.

На фиг.1 представлена таблица 1 - морфологический состав ТБО после линии сортировки Липецкого мусоросортировочного завода в пересчете на сухое вещество; на фиг.2 - образец топливных брикетов, полученных из ТБО в эксперименте; на фиг.3 представлена технологическая схема установки; на фиг.4 представлена таблица 2 - данные бухгалтерской отчетности ЗАО «ЭкоПром Липецк» за 2011 год.Figure 1 presents table 1 - the morphological composition of solid waste after the sorting line of the Lipetsk waste sorting plant in terms of dry matter; figure 2 is a sample of fuel briquettes obtained from solid waste in the experiment; figure 3 presents the technological scheme of the installation; figure 4 presents table 2 - the data of the financial statements of ZAO EcoProm Lipetsk for 2011.

Способ переработки ТБО в топливо для печей высокотемпературного синтеза цементного клинкера осуществляется следующим образом (см. фиг.3).A method of processing solid waste into fuel for furnaces for high-temperature synthesis of cement clinker is as follows (see figure 3).

После доставки твердых бытовых отходов на площадки накопители мусоросортировочных станций (заводов) из них предварительно извлекаются крупногабаритные отходы с дальнейшим измельчением их в дробилках. Разрушаются (разрезаются, разрываются) полиэтиленовые пакеты с ТБО, выполняется грохочение ТБО на барабанных либо других сепараторах, грохотах с отсеиванием из них элементов питания, камней, осколков стекла, фаянса, песка и прочих мелкофракционных отходов. Сортировка ТБО осуществляется с максимальным извлечением из них вторичных материалов, в том числе черных и цветных металлов. Магнитной сепарацией извлекают черные металлы, цветные металлы - с помощью переменного магнитного поля или методом дробления с последующей пневмовибросепарацией. Увеличение извлечения металлических фракций приводит к уменьшению токсичности остатка.After the delivery of municipal solid waste to the sites, the storage bins of the waste sorting stations (plants) from them large-sized waste is preliminarily extracted with their further grinding in crushers. Plastic bags with MSW are destroyed (cut, torn), MSW is screened on drum or other separators, screens with the sieving of batteries, stones, glass fragments, earthenware, sand and other small-fraction waste. Solid waste sorting is carried out with the maximum extraction of secondary materials from them, including ferrous and non-ferrous metals. Ferrous metals are extracted by magnetic separation, non-ferrous metals are extracted using an alternating magnetic field or by crushing followed by pneumovibro-separation. An increase in the extraction of metal fractions leads to a decrease in the toxicity of the residue.

Оставшаяся масса отходов ТБО - «хвосты» (в данном случае - сырье) сбрасываются на конвейер 1 и подаются им на предварительное измельчение до фракции 50-100 мм в дробилку 2 типа шредер необходимой производительности. После дробилки 2 измельченное сырье поступает на сушилку 3 для удаления из него влаги до 5-10%. Сушка производится в сушилках, исключающих контакт материала, «хвостов» ТБО, с греющим агентом, дымовыми газами. При этом температура сушки должна быть ниже 140°С. Данный способ нагрева необходим для предотвращения выбросов в атмосферу токсикантов и болезнетворных микроорганизмов, присутствующих в ТБО, с дымовыми газами, что особенно актуально для противоточной схемы сушки. Сушка требуется только при влажности «хвостов» ТБО более 15%. Далее сырье по конвейеру 4, оснащенному магнитным сепаратором 5 для извлечения, возможно, оставшихся черных металлов и контейнером 6 для металлических отходов подается в ножевую, молотковую, либо шредерную дробилку 7 для окончательного измельчения до фракции 8,0-10,0 мм. Измельчение до более мелких фракций предпочтительней, но экономически нецелесообразно. После измельчения сырье поступает в подогреватель 8 сырья, конструкция которого может быть аналогична конструкции сушилки 3, где подогревается до температуры 160-200°С. Подогретое сырье поступает в пресс-гранулятор 9 шнекового, либо другого типа, где из него методом термопластической экструзии получаются топливные гранулы, которые по выходу из экструдера охлаждаются, загружаются, например, в Биг-Бэги, или другую тару, или насыпью и отправляются на цементные заводы для последующего сжигания в печах высокотемпературного синтеза цементного клинкера путем загрузки полученных гранул в обжиговую печь.The remaining mass of solid waste - “tails” (in this case, raw materials) are discharged onto conveyor 1 and fed to them for preliminary grinding to a fraction of 50-100 mm into a crusher of type 2 shredder of the required capacity. After the crusher 2, the crushed raw material enters the dryer 3 to remove moisture from it up to 5-10%. Drying is carried out in dryers that exclude contact of the material, the “tailings” of solid waste, with a heating agent, flue gases. In this case, the drying temperature should be below 140 ° C. This heating method is necessary to prevent emissions of toxicants and pathogens present in the MSW with flue gases into the atmosphere, which is especially important for a countercurrent drying scheme. Drying is required only when the moisture content of the “tailings” of solid waste exceeds 15%. Further, the raw materials on the conveyor 4, equipped with a magnetic separator 5 for the extraction of possibly remaining ferrous metals and a container 6 for metal waste are fed into a knife, hammer, or shredder mill 7 for final grinding to a fraction of 8.0-10.0 mm. Grinding to smaller fractions is preferable, but not economically feasible. After grinding, the raw material enters the raw material heater 8, the design of which can be similar to that of the dryer 3, where it is heated to a temperature of 160-200 ° C. The heated raw material enters the press granulator 9 of a screw or other type, where fuel granules are obtained from it by thermoplastic extrusion, which are cooled by the exit from the extruder, loaded, for example, into Big Bags, or other containers, or in bulk and sent to cement plants for subsequent combustion in furnaces of high-temperature synthesis of cement clinker by loading the obtained granules into a kiln.

Пример. Технологическая схема линии производства топливных гранул может быть оборудована следующим образом:Example. The technological scheme of the pellet production line can be equipped as follows:

1. конвейер подающий1. feed conveyor

2. двухроторная дробилка серии GL2. GL series twin rotor crusher

3. многофункциональная конвейерная печь3. multifunctional conveyor oven

4. конвейер приемный4. receiving conveyor

5. магнитный сепаратор5. magnetic separator

6. поддон для черного металла6. ferrous metal tray

7. дробилка вторичного измельчения ХРS8007. HRS800 secondary crusher

8. многофункциональная конвейерная печь8. multifunctional conveyor oven

9. экструдерный пресс ЭБ 10009. extruder press EB 1000

10. бункер готовой продукции10. finished product bin

11. выносная топка11. portable firebox

12. горелка.12. burner.

Преимущества предлагаемого способа заключаются в том, что при нагреве ТБО до температуры 160-200°С погибают все болезнетворные и патогенные микроорганизмы, полимеры размягчаются и плавятся, обволакивая измельченные ТБО, связывая и капсулируя их, а гранулы удобны для перевозки, например, загруженные в Биг-Беки. У них отсутствует водопоглощение, они не гниют и не самовозгораются.The advantages of the proposed method are that when the solid waste is heated to a temperature of 160-200 ° C, all pathogenic and pathogenic microorganisms die, the polymers soften and melt, enveloping the ground solid waste, binding and encapsulating them, and the granules are convenient for transportation, for example, loaded into Big - Becks. They have no water absorption, they do not rot and do not ignite spontaneously.

Кроме того возможно укрупненно оценить экономическую эффективность утилизации ТБО предложенным способом по сравнению с существующей технологией захоронения «хвостов» ТБО на полигоне реализуемой ЗАО «ЭкоПром -Липецк», г.Липецк. Исследование эффективности утилизации ТБО в качестве топлива печей цементного клинкера проводилось на основании данных бухгалтерской отчетности ЗАО «ЭкоПром Липецк» за 2011 год (см. таблица 2 фиг.4).In addition, it is possible to aggregate evaluate the economic efficiency of the disposal of solid waste by the proposed method in comparison with the existing technology for the disposal of “tailings” of solid waste at the landfill sold by ZAO EcoProm-Lipetsk, Lipetsk. The study of the effectiveness of the disposal of solid waste as fuel for cement clinker furnaces was carried out on the basis of the financial statements of EcoProm Lipetsk CJSC for 2011 (see table 2 of figure 4).

Таким образом, на прессование и захоронение 1 тонны «хвостов» ТБО затраты (полигон + энергия) составили 466,7 руб./т.Thus, for pressing and burying 1 ton of solid waste “tailings”, the costs (landfill + energy) amounted to 466.7 rubles / ton.

Единовременные затраты:One-time costs:

- стоимость пресса фирмы «Imbed Iberica. C.A.» 22,0 млн руб.- the cost of the press company Imbed Iberica. C.A. "22.0 million rubles.

- затраты на сооружение план-карты полигона ТБО 11,0 млн руб. Единовременные затраты на оборудование в пересчете на тонну перерабатываемых ТБО составили: 1413,22 руб./т.- The cost of constructing a plan card for a solid waste landfill is 11.0 million rubles. The one-time equipment costs in terms of a ton of processed solid waste were: 1413.22 rubles / t.

Прочие затраты (на транспорт, заработную плату, и т.д.) не рассматриваются, так как сохраняются в предлагаемых альтернативных технологиях.Other costs (for transportation, wages, etc.) are not considered, as they are saved in the proposed alternative technologies.

Получение топливных брикетов.Getting fuel briquettes.

Для условий г.Липецка годовой объем выпускаемых топливных брикетов при условии полной переработки хвостов ТБО - 14011,0 т брикетов с теплотой сгорания 28,63 МДж/кг.For the conditions of the city of Lipetsk, the annual volume of fuel briquettes produced, subject to the complete processing of solid waste tailings, is 14011.0 tons of briquettes with a calorific value of 28.63 MJ / kg.

На нагрев и испарение влаги, содержащейся в «хвостах» ТБО - 9340,4 т необходимо 25,0×106 МДж тепла, что обеспечивается сжиганием 2000 т брикетов, при этом оставшиеся 120000 тонн являются товарным продуктом и могут заменить 10200 тыс.м3 природного газа, что обеспечит экономию 27030 тыс. руб. при цене природного газа 2650 руб./10003 м3 без НДС.25.0 × 10 6 MJ of heat is required for heating and evaporating the moisture contained in the “tailings” of solid waste - 9340.4 tons, which is ensured by burning 2000 tons of briquettes, while the remaining 120,000 tons are a commercial product and can replace 10,200 thousand m 3 natural gas, which will save 27030 thousand rubles. at the price of natural gas 2650 rubles / 10003 m 3 without VAT.

Затраты на переработку «хвостов» ТБО в топливные гранулы, брикеты на установке производительностью 1 т/ч складываются в том числе из затрат электроэнергии на приводы агрегатов. И составляют для экспериментального образца:The costs of processing the “tailings” of solid waste into fuel pellets, briquettes at a plant with a capacity of 1 t / h are added, including the cost of electricity to drive the units. And make up for the experimental sample:

конвейер подающий, кВт/чfeed conveyor, kW / h 1,51,5 конвейер приемный, кВт/чreceiving conveyor, kW / h 1,51,5 многофункциональная конвейерная печь, кВт/чmultifunctional conveyor furnace, kW / h 2,72.7 двухроторная дробилка серии GL, кВт/чGL rotary crusher, kW / h 15+1515 + 15 дробилка вторичного измельчения XFS800, кВт/чsecondary crusher XFS800, kW / h 22,022.0 многофункциональная конвейерная печь, кВт/чmultifunctional conveyor furnace, kW / h 2,72.7 экструдерный пресс ЭБ 1000, кВтextruder press EB 1000, kW 15,015.0 выносная топка, кВт/чremote firebox, kW / h 1,51,5 Всего на процесс, кВт/тTotal per process, kW / t 76,976.9 Всего на процесс, руб./тTotal for the process, RUB / t 423,0423.0

Единовременные затраты на оборудование:One-time equipment costs:

конвейер подающийfeed conveyor 1,00 млн руб.RUB 1.00 million двухроторная дробилка серии GLGL series twin rotor crusher 2,10 млн руб.2.10 million rubles. многофункциональная конвейерная печьmultifunctional conveyor oven 1,40 млн руб.1.40 million rubles. конвейер приемныйreceiving conveyor 1,00 млн руб.RUB 1.00 million магнитный сепараторmagnetic separator 0,10 млн руб.0.10 million rubles дробилка вторичного измельчения XFS800XFS800 secondary crusher 1,750 млн руб.1.750 million rubles. многофункциональная конвейерная печьmultifunctional conveyor oven 1,40 млн руб.1.40 million rubles. экструдерный пресс ЭБ 1000extruder press EB 1000 0,50 млн руб.0.50 million rubles. бункер для топливных брикетовfuel briquette hopper 0,05 млн руб.0.05 million rubles. выносная топкаremote firebox 1,50 млн руб.1.50 million rubles. металлоконструкцииmetal structures 0,30 млн руб.0.30 million rubles. Всего на оборудование необходимо затратитьTotal equipment needed 11,10 млн. руб.11.10 million rubles

При работе ЭО печи в составе установки производства топливных гранул производительностью 1,0 т/ч единовременные затраты на оборудование в пересчете на тонну перерабатываемых ТБО составят: на оборудование 1401,52 руб./т.When the EA furnace is operating as part of a pellet production plant with a capacity of 1.0 t / h, the one-time costs for equipment in terms of a ton of processed solid waste will be: 1401.52 rubles / t for equipment.

Таким образом, внедрение технологии получения топливных брикетов за счет экономии электроэнергии и отказа от полигонов по приблизительной оценке позволит сократить расходы на утилизацию ТБО 55,40 руб./т или для г.Липецка 1,29 млн. руб./год.Thus, the introduction of technology for producing fuel briquettes due to energy saving and refusal from landfills, according to a rough estimate, will reduce the cost of disposal of solid waste by 55.40 rubles per ton or for the city of Lipetsk 1.29 million rubles per year.

Кроме того, экономия за счет замещения технологического топлива топливом из ТБО составит 27030 тыс.руб. год при цене природного газа 2650 руб./1000 м3 без НДС.In addition, the savings due to the replacement of process fuel with fuel from solid waste will be 27030 thousand rubles. year at a price of natural gas 2650 rubles / 1000 m 3 without VAT.

Изобретение позволяет одновременно решить вопросы экологии, экономии природных ресурсов, утилизации отходов и получить топливные материалы, которые могут найти применение для сжигания в печах высокотемпературного синтеза цементного клинкера. Полученное топливо обладает высокой механической прочностью, позволяющей снизить затраты на его хранение, погрузку, разгрузку и транспорт.The invention allows to simultaneously solve environmental issues, save natural resources, waste management and obtain fuel materials that can be used for burning in cement kilns high-temperature synthesis of clinker. The resulting fuel has high mechanical strength, which reduces the cost of its storage, loading, unloading and transportation.

Способ позволяет осуществить вторичное использование ТБО, повышая их ценность. Топливо получается транспортабельным и легко используемым. Его можно хранить в течение длительного времени даже под открытым небом и расходовать по мере необходимости, что снизит антропогенную нагрузку на территорию, окружающую цементное производство.The method allows for the secondary use of solid waste, increasing their value. Fuel is transportable and easy to use. It can be stored for a long time even in the open air and spent as needed, which will reduce the anthropogenic load on the territory surrounding the cement production.

Предложенное комплексное технологическое решения по переработке ТБО, рассчитанное на выпуск конкурентоспособной товарной продукции, может сегодня привлечь внимание частных инвесторов к мусороперерабатывающему бизнесу.The proposed integrated technological solutions for the processing of solid waste, designed to produce competitive commercial products, can today attract the attention of private investors to the waste recycling business.

Claims (1)

Способ переработки твердых бытовых отходов в топливо для печей высокотемпературного синтеза цементного клинкера, включающий сортировку исходных ТБО с удалением различных фракций, измельчение оставшейся массы, получение конечного продукта и последующее его сжигание, отличающийся тем, что вначале отсеивают такие негорючие фракции, как элементы питания, камни, осколки стекла и фаянса, затем извлекают вторичные материалы, в том числе черные и цветные металлы, а оставшуюся массу предварительно измельчают до фракции 50-100 мм, сушат до влажности 5-10% и затем измельчают до фракции 8-10 мм, после чего измельченное сырье подогревают до 160-200°С и подвергают термопластической экструзии с получением топливных гранул, которые по выходу из экструдера охлаждают и отправляют в качестве топлива на цементные заводы для последующего сжигания в печах высокотемпературного синтеза цементного клинкера. A method of processing municipal solid waste into fuel for high-temperature cement clinker synthesis furnaces, including sorting the initial solid waste with the removal of various fractions, grinding the remaining mass, obtaining the final product and its subsequent burning, characterized in that such non-combustible fractions as batteries, stones are first screened out fragments of glass and faience, then recycle secondary materials, including ferrous and non-ferrous metals, and the remaining mass is pre-crushed to a fraction of 50-100 mm, dried to moisture and 5-10% and then crushed to a fraction of 8-10 mm, after which the crushed raw material is heated to 160-200 ° C and subjected to thermoplastic extrusion to obtain fuel granules, which are cooled down upon leaving the extruder and sent to cement plants as fuel subsequent combustion in furnaces of high-temperature synthesis of cement clinker.
RU2012109528/04A 2012-03-14 2012-03-14 Method to recycle solid domestic wastes into fuel for furnaces of high-temperature synthesis of cement clinker RU2479622C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012109528/04A RU2479622C1 (en) 2012-03-14 2012-03-14 Method to recycle solid domestic wastes into fuel for furnaces of high-temperature synthesis of cement clinker

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012109528/04A RU2479622C1 (en) 2012-03-14 2012-03-14 Method to recycle solid domestic wastes into fuel for furnaces of high-temperature synthesis of cement clinker

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2479622C1 true RU2479622C1 (en) 2013-04-20

Family

ID=49152702

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012109528/04A RU2479622C1 (en) 2012-03-14 2012-03-14 Method to recycle solid domestic wastes into fuel for furnaces of high-temperature synthesis of cement clinker

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2479622C1 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2567861C1 (en) * 2014-04-18 2015-11-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт строительных материалов и композитов" ООО "НИИ СТРОМКОМПОЗИТ" Production of combustible briquettes from solid household wastes sites
RU2613589C1 (en) * 2015-12-09 2017-03-17 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" Method of evaluating component composition of solid public wastes
RU2681655C1 (en) * 2018-07-10 2019-03-12 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" Method of obtaining alternative fuel from municipal solid waste
RU2729638C1 (en) * 2019-11-21 2020-08-12 Закрытое акционерное общество "Липецкметаллургпроект" Method for manufacturing fuel from solid municipal wastes
RU2749055C1 (en) * 2020-06-09 2021-06-03 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" Method for production of solid biological fuel out of municipal solid waste
RU2774418C1 (en) * 2021-09-02 2022-06-21 Игорь Викторович Торопов Method for solid municipal waste treatment

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995035354A1 (en) * 1994-06-20 1995-12-28 Ecomat S.A. Method for making solid fuel from waste
RU2134288C1 (en) * 1994-03-29 1999-08-10 Бастимар С.Л. Solid fuel production process
RU2158636C2 (en) * 1999-01-19 2000-11-10 Борисенко Владимир Петрович Method and module for reprocessing of domestic wastes
RU2238156C2 (en) * 2003-01-20 2004-10-20 Киселенко Владимир Викторович Method of processing domestic waste
RU2405027C2 (en) * 2009-01-26 2010-11-27 Нина Вячеславовна Гумбург Manufacturing method of solid fuel made from industrial and domestic wastes

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2134288C1 (en) * 1994-03-29 1999-08-10 Бастимар С.Л. Solid fuel production process
WO1995035354A1 (en) * 1994-06-20 1995-12-28 Ecomat S.A. Method for making solid fuel from waste
RU2158636C2 (en) * 1999-01-19 2000-11-10 Борисенко Владимир Петрович Method and module for reprocessing of domestic wastes
RU2238156C2 (en) * 2003-01-20 2004-10-20 Киселенко Владимир Викторович Method of processing domestic waste
RU2405027C2 (en) * 2009-01-26 2010-11-27 Нина Вячеславовна Гумбург Manufacturing method of solid fuel made from industrial and domestic wastes

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2567861C1 (en) * 2014-04-18 2015-11-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт строительных материалов и композитов" ООО "НИИ СТРОМКОМПОЗИТ" Production of combustible briquettes from solid household wastes sites
RU2613589C1 (en) * 2015-12-09 2017-03-17 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" Method of evaluating component composition of solid public wastes
RU2681655C1 (en) * 2018-07-10 2019-03-12 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" Method of obtaining alternative fuel from municipal solid waste
RU2729638C1 (en) * 2019-11-21 2020-08-12 Закрытое акционерное общество "Липецкметаллургпроект" Method for manufacturing fuel from solid municipal wastes
RU2749055C1 (en) * 2020-06-09 2021-06-03 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" Method for production of solid biological fuel out of municipal solid waste
RU2774418C1 (en) * 2021-09-02 2022-06-21 Игорь Викторович Торопов Method for solid municipal waste treatment
RU2783180C1 (en) * 2022-05-06 2022-11-09 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева" (ФГБОУ ВО РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева) Method for processing municipal solid waste into secondary raw materials
RU2816183C1 (en) * 2023-02-08 2024-03-26 Государственное автономное образовательное учреждение Астраханской области высшего образования Астраханский Государственный Архитектурно-Строительный Университет Method of processing solid household wastes
RU2819577C1 (en) * 2023-03-06 2024-05-21 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт строительных материалов и композитов" ООО "НИИ СТРОМКОМПОЗИТ" Method for complete wasteless utilization of solid municipal wastes in direction of obtaining fuel and technogenic soil

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20180015515A1 (en) A novel method and an apparatus in converting unsorted municipal solid waste into geo-polymer pellets/briquettes and geo-polymer bricks/paver blocks
CN102175026B (en) Garbage burning pretreatment process
RU2479622C1 (en) Method to recycle solid domestic wastes into fuel for furnaces of high-temperature synthesis of cement clinker
CN102557500B (en) Cement kiln co-processing process for hazardous solid wastes
CN102357516B (en) Linkage process of municipal waste pre-treatment and cement kiln resource comprehensive utilization and system thereof
US10538716B1 (en) Process and system for producing engineered fuel
CN105665421A (en) Municipal refuse handling method and equipment
CN102776048A (en) Preparation process for granular fuels
CN206927865U (en) RDF manufacturing systems based on high-pressure extrusion isolation technics
KR101860041B1 (en) Hybrid Sludge Fuel, Manufacturing Method and System of Fuel Production thereof
CN202174105U (en) Combined system for pretreating municipal waste and comprehensively utilizing cement kiln resources
CN104646396A (en) Method for preparing hydrogen carbon fuel by utilizing solid wastes
JPH10501569A (en) Method for producing solid fuel from waste
KR101427724B1 (en) manufacturing method of solid fuel from sludge
CN101781594A (en) Method and device for converting solid waste into fuel or energy
KR20230000003A (en) Manufacturing method of solid fuel using domestic waste including waste vinyl
CN102329090B (en) Method for producing cement by using garbage
RU2729638C1 (en) Method for manufacturing fuel from solid municipal wastes
RU2783180C1 (en) Method for processing municipal solid waste into secondary raw materials
KR101334663B1 (en) support fuel
CN218154220U (en) System for municipal sludge and light industry leftover bits replace cement kiln fuel
LU500064B1 (en) Method for lowering the CO2 footprint of industrial operations using biomass
CN114034046B (en) Industrial kiln co-treatment method and equipment for hazardous waste
RU66701U1 (en) LARGE-SIZE WASTE DISPOSAL SYSTEM
KR101347777B1 (en) Method for preparing solid fuel using combustible waste

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140315