RU2484906C1 - Thermal detoxication of pesticides - Google Patents
Thermal detoxication of pesticides Download PDFInfo
- Publication number
- RU2484906C1 RU2484906C1 RU2011143299/13A RU2011143299A RU2484906C1 RU 2484906 C1 RU2484906 C1 RU 2484906C1 RU 2011143299/13 A RU2011143299/13 A RU 2011143299/13A RU 2011143299 A RU2011143299 A RU 2011143299A RU 2484906 C1 RU2484906 C1 RU 2484906C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- flue gases
- pesticides
- slag
- furnace
- pyrolysis
- Prior art date
Links
Landscapes
- Treating Waste Gases (AREA)
- Incineration Of Waste (AREA)
Abstract
Description
Заявляемый объект относится к области обезвреживания твердых специфических отходов и может быть использован для обезвреживания непригодных к использованию ядохимикатов и подобных им химических веществ.The inventive object relates to the field of neutralization of specific solid waste and can be used to neutralize unusable pesticides and similar chemicals.
Наиболее близким по совокупности признаков к заявляемому объекту является выбранный в качестве прототипа способ обезвреживания пестицидов, ядохимикатов и подобных им химических веществ. Известный способ включает подачу ядохимикатов в печь и сжигание органической части ядохимикатов в печи с жидкой ванной из расплава щелочных реагентов (например, каустической соды). В процессе сжигания органической части ядохимикатов жидкую ванну перемешивают сжатым воздухом. Образовавшийся шлак сливают в шлаковню. Дожигание дымовых газов осуществляют в камере дожигания. Предварительную очистку дымовых газов от крупных частиц пыли осуществляют в вихревом аппарате. Очистку дымовых газов от кислотных составляющих осуществляют путем впрыска аэрозоля щелочного раствора. Очистку дымовых газов от недогоревших органических токсинов и оксида углерода проводят в каталитическом реакторе. Затем дымовые газы подают в рекуператор для нагрева воздуха горения и охлаждают в газоохладителе перед тонкой очисткой дымовых газов от мелких частиц пыли в рукавном фильтре. Очищенный дымовой газ подают в дымовую трубу (патент Украины №84320, МПК В09В 3/00, F23G 7/00, опубл. 10.10.08, бюл. №19).The closest in combination of features to the claimed object is the selected as a prototype method of disposal of pesticides, pesticides and similar chemicals. The known method includes feeding pesticides into the furnace and burning the organic part of pesticides in a liquid bath furnace from a melt of alkaline reagents (for example, caustic soda). In the process of burning the organic part of pesticides, the liquid bath is mixed with compressed air. The resulting slag is poured into the slag. The combustion of flue gases is carried out in the afterburner. Preliminary cleaning of flue gases from large particles of dust is carried out in a vortex apparatus. Purification of flue gases from acidic components is carried out by spraying an alkaline solution aerosol. Purification of flue gases from unburned organic toxins and carbon monoxide is carried out in a catalytic reactor. Then the flue gases are fed to a recuperator to heat the combustion air and cooled in a gas cooler before thin cleaning of flue gases from small dust particles in a bag filter. Purified flue gas is fed into the chimney (patent of Ukraine No. 844320, IPC B09B 3/00, F23G 7/00, publ. 10.10.08, bull. No. 19).
В заявляемом способе и прототипе совпадают такие существенные признаки. Оба способа включают подачу ядохимикатов в печь, пиролиз органической части ядохимикатов в печи с жидкой ванной из расплава щелочных реагентов, последующий слив шлака в шлаковню, дожигание дымовых газов в камере дожигания, очистку дымовых газов от кислотных составляющих путем впрыска аэрозоля щелочного раствора, очистку дымовых газов от недогоревших органических токсинов и оксида углерода в каталитическом реакторе, подачу дымовых газов в рекуператор для нагрева воздуха горения, охлаждение дымовых газов в газоохладителе, тонкую очистку дымовых газов от мелких частиц пыли в рукавном фильтре и подачу дымовых газов в дымовую трубу.In the claimed method and prototype, such essential features coincide. Both methods include feeding the pesticides into the furnace, pyrolyzing the organic part of the pesticides in a furnace with a liquid bath from a melt of alkaline reagents, then draining the slag into slag, afterburning the flue gases in the afterburning chamber, purifying the flue gases from acidic components by injecting an alkaline solution aerosol, and cleaning the flue gases from unburned organic toxins and carbon monoxide in a catalytic reactor, flue gas supply to a recuperator for heating combustion air, cooling of flue gases in a gas cooler, fine cleaning flue gases from small dust particles in the bag filter and the supply of flue gases to the chimney.
Достижению ожидаемого технического результата при использовании прототипа препятствуют такие причины. Известный способ не позволяет обеспечить высокую скорость и эффективность разложения сложных органических соединений при пиролизе непригодных ядохимикатов и подобных им химических веществ, а также не позволяет обеспечить высокую эффективность улавливания и обезвреживания образующихся продуктов разложения. Это, в частности, обуславливается тем, что перемешивание жидкой ванны осуществляется барботированием с помощью сжатого воздуха, а это не позволяет перемешивать расплав достаточно равномерно и эффективно. Работа каталитического аппарата на грязном газе приводит к быстрому зарастанию катализатора пылью, что, в свою очередь, приводит к низкой эффективности очистки дымовых газов от недогоревших органических токсинов и оксида углерода, а также характеризуется высокими эксплуатационными затратами. Кроме того, в способе по прототипу отсутствует возможность полного слива шлака перед плановым ремонтом печи.The achievement of the expected technical result when using the prototype is hindered by such reasons. The known method does not allow to ensure high speed and efficiency of decomposition of complex organic compounds during the pyrolysis of unsuitable pesticides and similar chemicals, and also does not provide high efficiency for capturing and neutralizing the resulting decomposition products. This, in particular, is due to the fact that the mixing of the liquid bath is carried out by sparging with compressed air, and this does not allow the melt to be mixed evenly and efficiently. The operation of the catalytic apparatus on dirty gas leads to rapid overgrowth of the catalyst by dust, which, in turn, leads to low efficiency of cleaning flue gases from unburned organic toxins and carbon monoxide, and is also characterized by high operating costs. In addition, in the method of the prototype there is no possibility of a complete discharge of slag before the scheduled repair of the furnace.
В основу заявляемого объекта поставлена задача создать такой способ термического обезвреживания ядохимикатов, в котором усовершенствования путем введения новой совокупности действий позволят при использовании объекта обеспечить достижение технического результата, заключающегося в повышении скорости и эффективности разложения сложных органических соединений при пиролизе непригодных ядохимикатов и подобных им химических веществ, а также в повышении эффективности улавливания и обезвреживания образующихся продуктов разложения.The claimed object is based on the task of creating such a method of thermal neutralization of pesticides, in which improvements by introducing a new set of actions will make it possible to use the object to achieve a technical result consisting in increasing the speed and efficiency of decomposition of complex organic compounds during the pyrolysis of unsuitable pesticides and similar chemicals, as well as to increase the efficiency of collection and neutralization of the resulting decomposition products.
Поставленная задача решается за счет того, что способ термического обезвреживания ядохимикатов включает подачу ядохимикатов в печь, пиролиз органической части ядохимикатов в печи с жидкой ванной из расплава щелочных реагентов с последующим сливом шлака в шлаковню, дожигание дымовых газов в камере дожигания, очистку дымовых газов от кислотных составляющих путем впрыска аэрозоля щелочного раствора, очистку дымовых газов от недогоревших органических токсинов и оксида углерода в каталитическом реакторе, подачу дымовых газов в рекуператор для нагрева воздуха горения, охлаждение дымовых газов в газоохладителе, тонкую очистку дымовых газов от мелких частиц пыли в рукавном фильтре, доочистку в адсорбере и подачу дымовых газов в дымовую трубу. Отличительной особенностью заявляемого способа является то, что пиролиз органической части ядохимикатов осуществляют в непрерывно качающейся печи с жидкой ванной из расплава щелочных реагентов с периодическим сливом шлака в шлаковню, причем подачу в печь ядохимикатов и щелочных реагентов осуществляют после очередного слива шлака. При этом очистку дымовых газов в каталитическом реакторе от недогоревших органических токсинов и оксида углерода осуществляют после тонкой очистки дымовых газов от пыли в рукавном фильтре и после их подогрева за счет тепла дымовых газов в теплообменнике, установленном за камерой дожигания.The problem is solved due to the fact that the method of thermal neutralization of pesticides involves feeding pesticides into the furnace, pyrolysis of the organic part of pesticides in a furnace with a liquid bath from a melt of alkaline reagents, followed by discharge of slag into the slag, afterburning of flue gases in the afterburning chamber, purification of flue gases from acid components by injection of an alkaline solution aerosol, purification of flue gases from unburned organic toxins and carbon monoxide in a catalytic reactor, supply of flue gases to the recuperate p for heating the combustion air, the flue gases cooled in the gas cooler, fine purification of flue gas from the fine dust particles in the baghouse, and advanced treatment in adsorber flue gas flow in the chimney. A distinctive feature of the proposed method is that the pyrolysis of the organic part of pesticides is carried out in a continuously swinging furnace with a liquid bath from a melt of alkaline reagents with periodic discharge of slag into the slag, moreover, the feed of pesticides and alkaline reagents into the furnace is carried out after the next discharge of slag. In this case, the flue gas in the catalytic reactor is cleaned of unburned organic toxins and carbon monoxide after fine flue gas is cleaned from dust in a bag filter and after it is heated by the heat of the flue gas in a heat exchanger installed behind the afterburner.
В отдельных случаях использования заявляемый объект характеризуется тем, что:In some cases, the use of the claimed object is characterized in that:
- при очередном сливе шлака его сливают в количестве 0,8÷0,98 массы загрузки, затем в печь подают ядохимикаты и щелочные реагенты при массовом соотношении от 1:0,3 до 1:1 в количестве 25÷35% емкости ванны и осуществляют пиролиз органической части ядохимикатов в течение 25÷40 минут до очередного слива шлака;- at the next slag discharge, it is poured in an amount of 0.8 ÷ 0.98 of the loading mass, then pesticides and alkaline reagents are fed into the furnace at a mass ratio of 1: 0.3 to 1: 1 in an amount of 25 ÷ 35% of the bath capacity and is carried out pyrolysis of the organic part of pesticides within 25 ÷ 40 minutes before the next slag discharge;
- в процессе пиролиза органической части ядохимикатов жидкую ванну перемешивают путем качания печи с частотой 1÷2 колебания в минуту;- in the process of pyrolysis of the organic part of pesticides, the liquid bath is mixed by rocking the furnace with a frequency of 1 ÷ 2 vibrations per minute;
- в качестве воздуха горения используются аспирационные выбросы от камеры, укрывающей зону загрузки печи и слива шлака и соединенной воздухопроводом с вентилятором для подачи воздуха горения;- as combustion air, suction emissions are used from the chamber covering the furnace loading zone and slag discharge and connected by an air duct to a fan for supplying combustion air;
- температуру жидкой ванны в процессе пиролиза органической части ядохимикатов поддерживают на уровне 800÷1000°С, при этом воздух горения подают в печь нагретым до температуры 350÷400°С;- the temperature of the liquid bath during the pyrolysis of the organic part of the pesticides is maintained at 800 ÷ 1000 ° C, while the combustion air is fed into the furnace heated to a temperature of 350 ÷ 400 ° C;
- дожигание дымовых газов осуществляют при температуре 1100÷1200°С в течение 2÷3 секунд при коэффициенте избытка воздуха 1,4÷1,5;- afterburning of flue gases is carried out at a temperature of 1100 ÷ 1200 ° C for 2 ÷ 3 seconds with a coefficient of excess air 1.4 ÷ 1.5;
- дымовые газы после теплообменника за камерой дожигания обрабатывают аэрозолем водного раствора щелочных реагентов при концентрации щелочи в дымовых газах 0,01÷0,03 масс.%;- flue gases after the heat exchanger behind the afterburner are treated with an aerosol of an aqueous solution of alkaline reagents at an alkali concentration in flue gases of 0.01 ÷ 0.03 wt.%;
- дымовые газы перед рукавным фильтром охлаждают до температуры 120÷180°С в газоохладителе, в качестве которого используют газовоздушный теплообменник, экономайзер или паровой котел, а перед каталитическим реактором дымовые газы подогревают в теплообменнике камеры дожигания до температуры 550÷650°С.- the flue gases in front of the bag filter are cooled to a temperature of 120 ÷ 180 ° C in a gas cooler, which is used as a gas-air heat exchanger, economizer or steam boiler, and in front of the catalytic reactor the flue gases are heated in the afterburner to a temperature of 550 ÷ 650 ° C.
При использовании заявляемого способа обеспечивается достижение технического результата, заключающегося в повышении скорости и эффективности разложения сложных органических соединений при пиролизе непригодных ядохимикатов и подобных им химических веществ, а также в повышении эффективности улавливания и обезвреживания образующихся продуктов разложения.When using the proposed method, the technical result is achieved, which consists in increasing the speed and efficiency of decomposition of complex organic compounds during the pyrolysis of unsuitable pesticides and similar chemicals, as well as in increasing the efficiency of trapping and neutralizing the resulting decomposition products.
Между совокупностью существенных признаков заявляемого объекта и достигаемым техническим результатом существует такая причинно-следственная связь.Between the set of essential features of the claimed object and the achieved technical result there is such a causal relationship.
При периодической подаче ядохимикатов и щелочных реагентов в непрерывно качающуюся печь с жидкой ванной из расплава щелочных реагентов органические соединения ядохимикатов интенсивно и равномерно перемешиваются со щелочными реагентами по всему объему жидкой ванны печи при ее качании. Органические соединения ядохимикатов интенсивно разлагаются и кислые составляющие связываются щелочью, а СО и пары органических соединений, в основном, сгорают в рабочем пространстве над ванной. При этом обеспечивается существенное повышение скорости пиролиза, эффективности разложения и полноты связывания кислых продуктов разложения ядохимикатов и подобных им химических веществ, образующихся при пиролизе в жидкой ванне печи.During periodic feeding of pesticides and alkaline reagents into a continuously swirling furnace with a liquid bath from a melt of alkaline reagents, organic compounds of pesticides are intensively and uniformly mixed with alkaline reagents throughout the entire volume of the liquid bath of the furnace when it is swinging. Organic compounds of pesticides are rapidly decomposed and acidic components are bound by alkali, and CO and vapors of organic compounds are mainly burned in the working space above the bath. This provides a significant increase in the speed of pyrolysis, the decomposition efficiency and the completeness of binding of acidic decomposition products of pesticides and similar chemicals formed during pyrolysis in a liquid bath of the furnace.
Отходящие от печи дымовые газы проходят через ряд аппаратов для дальнейшего обеззараживания, охлаждения и очистки. Смешивание выходящих из печи дымовых газов в верхней части камеры дожигания с направленными сверху вниз потоками продуктов сгорания жидкого или газообразного топлива и дополнительно подаваемым нагретым воздухом горения обеспечивает стабильно высокую температуру обезвреживания дымовых газов на уровне 1100÷1200°С в течение 2÷3 секунд при содержания кислорода до 8÷10%.Flue gases leaving the furnace pass through a number of devices for further disinfection, cooling and cleaning. Mixing the flue gases leaving the furnace in the upper part of the afterburning chamber with the flow of liquid or gaseous fuel combustion products from top to bottom and additionally supplied heated combustion air ensures a stable high temperature of flue gas neutralization at a level of 1100 ÷ 1200 ° C for 2 ÷ 3 seconds at a content oxygen up to 8 ÷ 10%.
После дожигания дымовые газы направляют в теплообменник дым-дым, где осуществляют охлаждение дымовых газов с одновременным нагреванием очищенного от пыли дыма перед подачей в каталитический аппарат и нагреванием за каталитическим аппаратом воздуха горения, направляемого в печь и камеру дожигания. После теплообменника дымовые газы обрабатывают аэрозолем щелочного раствора (например, каустической соды), что обеспечивает связывание SOx, HCl и Cl2. После обработки дымовых газов щелочным раствором их дополнительно охлаждают в газоохладителе или теплоутилизаторе перед рукавным фильтром до температуры эксплуатации рукавов фильтра. После рукавного фильтра дымовые газы направляют в теплообменник дым-дым для нагрева перед каталитическим реактором. Последующая обработка очищенных от пыли нагретых дымовых газов в каталитическом реакторе предотвращает быстрое зарастание катализатора пылью и позволяет эффективно обеспечить разложение и дожигание остатков тяжелых углеводородов и оксида углерода в дымовых газах в течение длительного периода работы катализатора (1,5÷2,5 года) без дополнительных эксплуатационных затрат на периодическую замену катализатора.After the afterburning, the flue gases are sent to a smoke-smoke heat exchanger, where the flue gases are cooled while heating the dust purified from the smoke before feeding it into the catalytic apparatus and heating the combustion air sent to the furnace and afterburner behind the catalytic apparatus. After the heat exchanger, the flue gases are treated with an aerosol of an alkaline solution (for example, caustic soda), which ensures the binding of SO x , HCl and Cl 2 . After processing the flue gases with an alkaline solution, they are additionally cooled in a gas cooler or heat exchanger in front of the bag filter to the operating temperature of the filter bags. After the bag filter, flue gases are sent to a smoke-smoke heat exchanger for heating in front of the catalytic reactor. Subsequent treatment of dust-free heated flue gases in a catalytic reactor prevents rapid catalyst dusting and allows efficient decomposition and afterburning of residues of heavy hydrocarbons and carbon monoxide in flue gases over a long period of catalyst operation (1.5 ÷ 2.5 years) without additional operating costs for periodic replacement of the catalyst.
Охлаждение дымовых газов после каталитического реактора в рекуператоре с последующим разбавлением воздухом до температуры конденсации паров ртути и других тяжелых металлов обеспечивает конденсацию ртути и других тяжелых металлов, а также их улавливание их в фильтре-адсорбере (например, из углеродной ткани), через который дымовые газы подают дымососом в дымовую трубу.The cooling of the flue gases after the catalytic reactor in the recuperator, followed by dilution with air to the temperature of condensation of the mercury vapor and other heavy metals, ensures the condensation of mercury and other heavy metals, as well as their capture in the filter-adsorber (for example, from carbon fabric) through which the flue gases served by a smoke exhauster into the chimney.
Кроме того, при осуществлении пиролиза органической части ядохимикатов в непрерывно качающейся печи очень просто обеспечивается периодический слив шлака в заданном количестве, которое зависит от угла наклона печи в сторону выпускного отверстия, и обеспечивается возможность полного слива шлака перед плановым ремонтом печи.In addition, when pyrolyzing the organic part of pesticides in a continuously swinging furnace, it is very easy to periodically discharge slag in a predetermined amount, which depends on the angle of inclination of the furnace toward the outlet, and it is possible to completely drain the slag before the scheduled repair of the furnace.
Периодический слив шлака в количестве, меньшем чем 0,8 массы загрузки, нецелесообразен потому, что это вызовет переполнение ванны при очередной загрузке. Периодический слив шлака в количестве, большем чем 0,98 массы загрузки, нецелесообразен потому, что при этом уменьшится объем расплава в ванне, необходимый для быстрого усвоения загрузки.Periodic drainage of slag in an amount less than 0.8 of the mass of the load is impractical because it will cause a bath overflow at the next load. Periodic drainage of slag in an amount greater than 0.98 of the mass of the load is impractical because it will reduce the volume of the melt in the bath, necessary for the rapid absorption of the load.
Загрузка ядохимикатов и щелочных реагентов при массовом соотношении, меньшем чем 1:0,3, нецелесообразна потому, что при этом не обеспечится жидкоподвижность расплава. Загрузка ядохимикатов и щелочных реагентов при массовом соотношении, большем чем 1:1, нецелесообразна потому, что это приводит к неоправданному увеличению расхода щелочных реагентов.The loading of pesticides and alkaline reagents in a mass ratio of less than 1: 0.3 is impractical because it will not provide melt fluidity. The loading of pesticides and alkaline reagents at a mass ratio greater than 1: 1 is impractical because this leads to an unjustified increase in the consumption of alkaline reagents.
Периодическая загрузка в печь порции ядохимикатов и щелочных реагентов объемом, который меньше 25% емкости ванны печи, нерациональна, т.к. это приводит к увеличению количества раз открытия загрузочных окон и к увеличению расхода топлива для компенсации остывания рабочего пространства. Загрузка в печь порции ядохимикатов и щелочных реагентов объемом, который больше 35% емкости ванны печи, также нерациональна, т.к. может привести к затвердеванию расплава в ванне печи, для предотвращения которого потребуется увеличение расхода топлива и увеличение продолжительности цикла переработки.Periodic loading into the furnace of a portion of pesticides and alkaline reagents with a volume that is less than 25% of the capacity of the furnace bath is irrational, because this leads to an increase in the number of times the loading windows are opened and to an increase in fuel consumption to compensate for cooling of the working space. Loading into the oven a portion of pesticides and alkaline reagents with a volume that is more than 35% of the capacity of the furnace bath is also irrational, because can lead to solidification of the melt in the furnace bath, which will require an increase in fuel consumption and an increase in the processing cycle to prevent it.
Продолжительность пиролиза органической части ядохимикатов, которая составляет менее 25 минут до слива шлака, является неприемлемой, т.к. при этом не обеспечивается полное расплавление ядохимикатов и щелочных реагентов, а также полный пиролиз органической части ядохимикатов. Продолжительность пиролиза органической части ядохимикатов, которая составляет более 40 минут до слива шлака, является неоправданной, т.к. из-за необходимости обеспечения надлежащих условий для плавления и пиролиза приведет к перерасходу топлива и снижению производительности.The duration of the pyrolysis of the organic part of pesticides, which is less than 25 minutes before the discharge of slag, is unacceptable, because this does not ensure the complete melting of pesticides and alkaline reagents, as well as the complete pyrolysis of the organic part of pesticides. The duration of the pyrolysis of the organic part of pesticides, which is more than 40 minutes before the discharge of slag, is unjustified, because due to the need to ensure the proper conditions for melting and pyrolysis will lead to excessive fuel consumption and lower productivity.
Качание печи с частотой 1-2 колебания в минуту обеспечивает ускорение процесса перемешивания обезвреживаемого в печи материала со щелочными реагентами, при этом, в сравнении с перемешиванием путем барботирования с помощью сжатого воздуха, ускоряется процесс разложения ядохимикатов, снижается удельный расход щелочных реагентов, снижается объем выноса кислотообразующих вредностей с газами. Качание с частотой, меньшей чем одно колебание в минуту, обуславливает увеличение периода переработки порции ядохимикатов. Качание с частотой, большей чем два колебания в минуту, потребует использования привода качания с увеличенной мощностью.Rocking the furnace with a frequency of 1-2 vibrations per minute accelerates the process of mixing the material to be neutralized in the furnace with alkaline reagents, while, in comparison with mixing by sparging with compressed air, the decomposition of pesticides is accelerated, the specific consumption of alkaline reagents is reduced, the amount of removal is reduced acid forming hazards with gases. Swing with a frequency of less than one oscillation per minute causes an increase in the period of processing a portion of pesticides. Swing with a frequency greater than two vibrations per minute will require the use of a swing drive with increased power.
Использование в качестве воздуха горения аспирационных выбросов от камеры, укрывающей зону загрузки печи и слива шлака, которые, в свою очередь, подвергаются комплексной очистке совместно с технологическими газами, позволяет предотвратить попадание неочищенных выбросов вредностей в окружающую среду и ее загрязнение.The use of aspiration emissions as combustion air from the chamber covering the furnace loading zone and slag discharge, which, in turn, are subjected to complex cleaning together with process gases, helps to prevent untreated emissions of harmful substances from entering the environment and its pollution.
Поддержание температуры жидкой ванны в процессе пиролиза органической части ядохимикатов, которая составляет менее 800°С, и подача воздуха горения в печь нагретым до температуры, которая составляет менее 350°С, является нецелесообразным потому, что при температуре жидкой ванны менее 800°С расплав становится вязким, а поддержание температуры воздуха меньше 350°С приводит к увеличению расхода топлива. Поддержание температуры жидкой ванны в процессе пиролиза органической части ядохимикатов на уровне свыше 1000°С и подача воздуха горения в печь нагретым до температуры более 400°С является нецелесообразным потому, что при температуре более 1000°С неоправданно увеличивается расход топлива, а при температуре воздуха более 400°С увеличивается концентрация окислов азота.Maintaining the temperature of the liquid bath during the pyrolysis of the organic part of the pesticides, which is less than 800 ° C, and supplying combustion air to the furnace heated to a temperature of less than 350 ° C, is impractical because at the temperature of the liquid bath less than 800 ° C viscous, and maintaining the temperature below 350 ° C leads to an increase in fuel consumption. Maintaining the temperature of the liquid bath during the pyrolysis of the organic part of pesticides at a level of over 1000 ° C and the supply of combustion air into the furnace heated to a temperature of more than 400 ° C is impractical because at a temperature of more than 1000 ° C the fuel consumption is unjustifiably increased, and at air temperature more 400 ° C increases the concentration of nitrogen oxides.
Дожигание дымовых газов при температуре менее 1100°С в течение менее 2 секунд при коэффициенте избытка воздуха менее 1,4 не позволяет обеспечить необходимую степень дожигания органических вредностей. Дожигание дымовых газов при температуре более 1200°С в течение более 3 секунд при коэффициенте избытка воздуха более 1,5 приводит к перерасходу топлива.The combustion of flue gases at a temperature of less than 1100 ° C for less than 2 seconds with a coefficient of excess air less than 1.4 does not allow to provide the necessary degree of afterburning of organic hazards. The combustion of flue gases at a temperature of more than 1200 ° C for more than 3 seconds with a coefficient of excess air of more than 1.5 leads to an excessive consumption of fuel.
Обработка дымовых газов аэрозолем щелочного раствора (например, каустической соды) после теплообменника за камерой дожигания перед входом в каталитический реактор обеспечивает наиболее полное связывание соединений серы и хлора, а при разложении углеводородов на катализаторе происходит восстановление части окислов азота до молекулярного азота. При этом концентрация щелочи в дымовых газах должна находится в пределах 0,01÷0,03 масс.%. При концентрации щелочи в дымовых газах менее 0,01 масс.% не будет обеспечиваться нейтрализация всех кислотных вредностей в дымовых газах. Обеспечение концентрации щелочи в дымовых газах на уровне более 0,03 масс.% приведет к нецелесообразному перерасходу щелочи.The flue gas treatment with an aerosol of an alkaline solution (for example, caustic soda) after the heat exchanger behind the afterburner before entering the catalytic reactor provides the most complete binding of sulfur and chlorine compounds, and when hydrocarbons are decomposed on the catalyst, part of nitrogen oxides is reduced to molecular nitrogen. The concentration of alkali in the flue gas should be in the range of 0.01 ÷ 0.03 wt.%. If the alkali concentration in the flue gases is less than 0.01 mass%, neutralization of all acidic hazards in the flue gases will not be ensured. Ensuring the concentration of alkali in flue gases at a level of more than 0.03 wt.% Will lead to inappropriate use of alkali.
Охлаждение дымовых газов перед рукавным фильтром до температуры, которая составляет менее 120°С, в газоохладителе, в качестве которого используют газовоздушный теплообменник, экономайзер или паровой котел, нецелесообразно потому, что это приведет к увеличению металлоемкости газоохладителя. Охлаждение дымовых газов до температуры, которая составляет более 180°С, нецелесообразно потому, что это приведет к необходимости использования более жаропрочного материала рукавов рукавного фильтра, что, в свою очередь, приведет к увеличению стоимости рукавного фильтра и, в частности, стоимости осуществления способа в целом.The cooling of flue gases in front of the bag filter to a temperature that is less than 120 ° C in a gas cooler, which is used as an air-gas heat exchanger, economizer or steam boiler, is impractical because this will increase the metal consumption of the gas cooler. The cooling of flue gases to a temperature of more than 180 ° C is impractical because it will necessitate the use of a more heat-resistant material of the bag filter bags, which, in turn, will increase the cost of the bag filter and, in particular, the cost of implementing the method in whole.
Доочистка от органических вредностей дымового газа, предварительно очищенного от пыли до остаточного ее содержания 5÷10 мг/нм3 и предварительно нагретого до 550÷650°С, позволяет обеспечить нормативное содержание органических вредностей на выходе газа в атмосферу стабильным в течение длительного (2 года и более) периода термического обезвреживания ядохимикатов, уменьшить количество дорогостоящих катализаторов в реакторе. Нагрев очищенного газа в теплообменнике дым-дым до температуры, которая составляет менее 550°С, приводит к существенному удорожанию катализатора. Нагрев газа до температуры, которая составляет более 650°С, приводит к утяжелению и удорожанию каталитического аппарата и теплообменника за ним, а также газоходов между теплообменником дым-дым и охладителем газа за каталитическим аппаратом.Post-treatment of organic hazards of flue gas, pre-cleaned of dust to its residual content of 5 ÷ 10 mg / nm 3 and pre-heated to 550 ÷ 650 ° C, allows to ensure the standard content of organic hazards at the gas outlet into the atmosphere is stable for a long (2 years and more) the period of thermal neutralization of pesticides, reduce the amount of expensive catalysts in the reactor. Heating the purified gas in a smoke-to-smoke heat exchanger to a temperature that is less than 550 ° C leads to a significant increase in the cost of the catalyst. Heating gas to a temperature of more than 650 ° C leads to a heavier and more expensive catalytic apparatus and heat exchanger behind it, as well as gas ducts between the smoke-smoke exchanger and the gas cooler behind the catalytic apparatus.
В конкретном примере заявляемый способ термического обезвреживания ядохимикатов осуществляется так. Непригодные ядохимикаты и щелочные реагенты в герметичных мешках массой 20÷30 кг и пакеты с каустической содой массой 10÷15 кг (при обеспечении условия массового соотношения 1:0,5) периодически подают в печь, непрерывно качающуюся с частотой 1 колебание в минуту. Температуру жидкой ванны поддерживают с помощью горелки в пределах 800÷1000°С. Воздух горения подогревают в рекуператоре до 350÷400°С и подают в печь. В ванне из расплава щелочных реагентов органические соединения ядохимикатов разлагаются, наполнитель и часть кислых неорганических продуктов разложения переходят в шлак. Пары органических веществ и СО, в основном, сгорают над ванной печи. В процессе пиролиза органической части ядохимикатов жидкая ванна с расплавом щелочных реагентов и наполнителя из ядохимикатов перемешивается путем непрерывного качания печи. Значительная часть неорганических и кислых неорганических соединений, содержащих хлор, фосфор и серу, образует со щелочью инертные соединения типа NaCl, Na3PO4, Na2SO4, Na2S и остается в шлаке, который после выдержки в печи в интервале между загрузками 25÷40 мин не содержит неразложившихся ядохимикатов. Шлак из печи в жидком состоянии периодически перед очередной загрузкой сливают в шлаковню, где происходит его кристаллизация и охлаждение. Выход шлака составляет 80÷95% от массы загрузки.In a specific example, the inventive method of thermal disposal of pesticides is carried out as follows. Unsuitable pesticides and alkaline reagents in sealed bags weighing 20 ÷ 30 kg and packages with caustic soda weighing 10 ÷ 15 kg (provided that the mass ratio is 1: 0.5) are periodically fed into a furnace that continuously sways with a frequency of 1 oscillation per minute. The temperature of the liquid bath is maintained using a burner in the range of 800 ÷ 1000 ° C. The combustion air is heated in the recuperator to 350 ÷ 400 ° C and served in the furnace. In a bath from a melt of alkaline reagents, organic compounds of pesticides decompose, the filler and part of the acidic inorganic decomposition products go into slag. Vapors of organic matter and CO mainly burn over the bathtub of the furnace. In the process of pyrolysis of the organic part of pesticides, a liquid bath with a melt of alkaline reagents and a filler from pesticides is mixed by continuous rocking of the furnace. A significant part of inorganic and acidic inorganic compounds containing chlorine, phosphorus and sulfur form inert compounds of the type NaCl, Na 3 PO 4 , Na 2 SO 4 , Na 2 S with alkali and remain in the slag, which, after exposure to the furnace in the interval between loads 25 ÷ 40 min does not contain undecomposed pesticides. The slag from the furnace in a liquid state is periodically poured into the slag before the next loading, where it crystallizes and cools. The slag output is 80 ÷ 95% of the mass of the load.
Выходящие из печи дымовые газы подают на вход камеры дожигания с температурой 800÷1000°С. Дымовые газы подают через газопровод в верхнюю часть камеры дожигания, в которой дымовые газы смешивают с направленными сверху вниз потоками продуктов сгорания жидкого топлива и дополнительно подаваемым воздухом и обрабатывают аэрозолем раствора каустической соды. Дожигание дымовых газов осуществляют при температуре 1100°С в течение 2 секунд при коэффициенте избытка воздуха 1,4 и концентрации щелочи в дымовых газах 0,02÷0,03 масс.%.The flue gases leaving the furnace are fed to the inlet of the afterburner with a temperature of 800 ÷ 1000 ° C. Flue gases are supplied through a gas pipeline to the upper part of the afterburner, in which flue gases are mixed with liquid fuel combustion products flowing from top to down and additionally supplied air and sprayed with a caustic soda solution. The combustion of flue gases is carried out at a temperature of 1100 ° C for 2 seconds with a coefficient of excess air of 1.4 and alkali concentration in flue gases of 0.02 ÷ 0.03 wt.%.
На выходе из камеры дожигания дымовые газы направляют в теплообменник дым-дым с одновременным нагреванием в теплообменнике дым-дым очищенного от пыли газа до 550÷650°С и охлаждением неочищенного дыма до 350÷450°С.At the exit from the afterburner, the flue gases are sent to a smoke-smoke heat exchanger with simultaneous heating of the dust-free gas to 550 ÷ 650 ° C in the smoke-smoke heat exchanger and cooling of the untreated smoke to 350 ÷ 450 ° C.
Затем перед рукавным фильтром дымовые газы обрабатывают аэрозолем раствора каустической соды при концентрации щелочи в дымовых газах 0,02-0,03 масс.% и дополнительно охлаждают в газоохладителе или теплоутилизаторе до температуры 120÷180°С - оптимальной температуры эксплуатации рукавов фильтра. После чего дымовые газы направляют в рукавный фильтр для очистки от пыли.Then, in front of the bag filter, flue gases are treated with an aerosol of a solution of caustic soda at an alkali concentration in flue gases of 0.02-0.03 mass% and are additionally cooled in a gas cooler or heat exchanger to a temperature of 120 ÷ 180 ° С - the optimum operating temperature of the filter bags. After that, flue gases are sent to a bag filter for cleaning from dust.
Очистку дымовых газов от недогоревших органических токсинов и оксида углерода осуществляют в каталитическом реакторе. Перед каталитическим реактором дымовые газы нагреваются в теплообменнике дым-дым до 550÷650°С.Purification of flue gases from unburned organic toxins and carbon monoxide is carried out in a catalytic reactor. In front of the catalytic reactor, flue gases are heated in a smoke-to-smoke heat exchanger to 550 ÷ 650 ° C.
После каталитического реактора дымовые газы охлаждают для конденсации паров соединений тяжелых металлов в теплообменнике (теплоутилизаторе) с последующим разбавлением воздухом до достижения ими температуры 45°С.After the catalytic reactor, flue gases are cooled to condense the vapors of the heavy metal compounds in a heat exchanger (heat exchanger), followed by dilution with air until they reach a temperature of 45 ° C.
Далее очищенные и охлажденные дымовые газы подают дымососом через фильтр-адсорбер и дымовую трубу в атмосферу. В фильтре-адсорбере, например, из углеродной ткани, расположенном перед дымовой трубой, обеспечивается доочистка дымовых газов за счет улавливания легких соединений ртути и других тяжелых металлов.Further, the purified and cooled flue gases are fed by a smoke exhauster through a filter adsorber and a chimney into the atmosphere. In an adsorber filter, for example, made of carbon cloth, located in front of the chimney, flue gas post-treatment is ensured by trapping light compounds of mercury and other heavy metals.
Пыль, которая накапливается после предварительной очистки дымовых газов в рукавном фильтре, собирают в мешки и направляют на повторную переработку в печь.Dust that accumulates after preliminary cleaning of flue gases in a bag filter is collected in bags and sent for recycling in the furnace.
Аспирационные выбросы из зоны загрузки печи и слива шлака по воздухопроводу поступают на вход вентилятора и далее нагреваются в рекуператоре до 350÷400°С, после чего направляются в горелку, воздушные сопла печи и камеры дожигания.Aspiration emissions from the furnace loading zone and slag discharge through the air pipe go to the fan inlet and then heat up in the recuperator to 350 ÷ 400 ° C, after which they are directed to the burner, furnace air nozzles and afterburners.
После очистки дымовые газы содержат: пыли - до 10 мг/м3, окиси серы - до 50 мг/м3, хлористого водорода - до 10 мг/м3, окиси азота - до 100 мг/м3, диоксинов и фуранов - до 0,3 мг/м3, ртути - до 2·10-4 мг/м3. Такие соединения, как NaO, NaCl, Na3PO4, Na2SO4, Na2Si, Si2, Al2O3, K2O, CaO, MgO, остаются в шлаке.After cleaning, flue gases contain: dust - up to 10 mg / m 3 , sulfur oxides - up to 50 mg / m 3 , hydrogen chloride - up to 10 mg / m 3 , nitric oxide - up to 100 mg / m 3 , dioxins and furans - up to 0.3 mg / m 3 , mercury - up to 2 · 10 -4 mg / m 3 . Compounds such as NaO, NaCl, Na 3 PO 4 , Na 2 SO 4 , Na 2 Si, Si 2 , Al 2 O 3 , K 2 O, CaO, MgO remain in the slag.
В результате использования заявляемого способа увеличивается производительность установки для термического обезвреживания ядохимикатов при обеспечении полного разложения сложных органических соединений до простых невредных веществ, повышается эффективность связывания в шлаках неорганических продуктов разложения ядохимикатов и дожигания сложных органических соединений, сокращаются расходы на катализатор при увеличении срока его службы и срока межремонтной эксплуатации установки, исключаются выбросы неочищенных газов в атмосферу.As a result of using the proposed method, the productivity of the plant for the thermal neutralization of pesticides increases while ensuring the complete decomposition of complex organic compounds to simple harmless substances, the efficiency of binding in slag of inorganic products of the decomposition of pesticides and afterburning of complex organic compounds increases, the cost of the catalyst is reduced with an increase in its service life and term overhaul operation of the installation, emissions of raw gases in the atmosphere are excluded pv.
Claims (4)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UA2010013500 | 2010-11-15 | ||
| UAA201013500 | 2010-11-15 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2011143299A RU2011143299A (en) | 2013-05-10 |
| RU2484906C1 true RU2484906C1 (en) | 2013-06-20 |
Family
ID=48786185
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011143299/13A RU2484906C1 (en) | 2010-11-15 | 2011-10-26 | Thermal detoxication of pesticides |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2484906C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109402414A (en) * | 2018-11-06 | 2019-03-01 | 杨文� | A kind of technique that organic couples utilization and cooperative disposal with inorganic hazardous waste |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1147912A1 (en) * | 1982-11-05 | 1985-03-30 | Северный Филиал Всесоюзного Научо-Исследовательского Института По Строительству Магистральных Трубопроводов | Tilting furnace (its versions) |
| RU2320923C2 (en) * | 2006-02-21 | 2008-03-27 | Институт Газа Национальной Академии Наук Украины | Sparging melting furnace for neutralization of toxic substances |
| FR2910118A1 (en) * | 2006-12-15 | 2008-06-20 | Ceric Wistra Sa | Rocking furnace for cement manufacturing plant, has tubular body comprising upper part carrying heating unit, and sole comprising baffles arranged such that progression of products through furnace follows zigzag path |
| UA84320C2 (en) * | 2006-09-12 | 2008-10-10 | Украинский Государственный Научно-Технический Центр По Технологии И Оборудованию, Обработке Металлов, Защите Окружающей Среды И Использованию Вторичных Ресурсов Для Металлургии И Машиностроения "Энергосталь" | Method of thermal neutralization of pesticides |
-
2011
- 2011-10-26 RU RU2011143299/13A patent/RU2484906C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1147912A1 (en) * | 1982-11-05 | 1985-03-30 | Северный Филиал Всесоюзного Научо-Исследовательского Института По Строительству Магистральных Трубопроводов | Tilting furnace (its versions) |
| RU2320923C2 (en) * | 2006-02-21 | 2008-03-27 | Институт Газа Национальной Академии Наук Украины | Sparging melting furnace for neutralization of toxic substances |
| UA84320C2 (en) * | 2006-09-12 | 2008-10-10 | Украинский Государственный Научно-Технический Центр По Технологии И Оборудованию, Обработке Металлов, Защите Окружающей Среды И Использованию Вторичных Ресурсов Для Металлургии И Машиностроения "Энергосталь" | Method of thermal neutralization of pesticides |
| FR2910118A1 (en) * | 2006-12-15 | 2008-06-20 | Ceric Wistra Sa | Rocking furnace for cement manufacturing plant, has tubular body comprising upper part carrying heating unit, and sole comprising baffles arranged such that progression of products through furnace follows zigzag path |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109402414A (en) * | 2018-11-06 | 2019-03-01 | 杨文� | A kind of technique that organic couples utilization and cooperative disposal with inorganic hazardous waste |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2011143299A (en) | 2013-05-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100526716C (en) | Plasma medical refuse burning methods | |
| CN112460604A (en) | Hazardous waste incineration flue gas treatment system and hazardous waste incineration flue gas treatment method | |
| JP4648794B2 (en) | Gasification gas purification method and apparatus | |
| JP4764095B2 (en) | Purification method of gasification gas | |
| CN109539272A (en) | The high-temperature plasma recycling recovery process of waste containing chlorine and system | |
| CN113182311A (en) | Hazardous waste treatment system and method based on medium-temperature pyrolysis and plasma high-temperature melting | |
| CN110360575A (en) | A kind of incineration system at dangerous waste disposition center | |
| CN1543552A (en) | Flue gas purification device for an incinerator | |
| CN111928263A (en) | System for utilize rotary kiln to burn burning furnace and handle hazardous waste | |
| CN110425548A (en) | Chemical industry saliferous raffinate incineration system and its burning process | |
| CN213956022U (en) | Rotary kiln flue gas treatment system | |
| JP6286517B1 (en) | Incinerator | |
| CN212511190U (en) | Incineration process device for treating TNT (trinitrotoluene) nitrogen-containing and salt-containing alkaline organic waste liquid | |
| JP2008057906A (en) | Low pollution incinerating device | |
| RU2484906C1 (en) | Thermal detoxication of pesticides | |
| CN105546552B (en) | Resinae dangerous waste fluid bed high temperature incineration purifying integration device and method | |
| RU2357151C1 (en) | Device for thermal sterilisation of toxic chemicals | |
| CN211232880U (en) | High, low calorific value hazardous waste burns melting innocent treatment system in coordination | |
| CN210568478U (en) | Chemical industry contains salt raffinate burning system | |
| CN213089821U (en) | System for utilize rotary kiln to burn burning furnace and handle hazardous waste | |
| CN211204070U (en) | High organic waste liquid incineration disposal system that contains salt | |
| CN111076180B (en) | High-low temperature variable gas speed waste incineration system and method thereof | |
| CN209309994U (en) | The high-temperature plasma resource utilization system of waste containing chlorine | |
| RU2137044C1 (en) | Plant for thermal reworking of solid wastes | |
| RU128286U1 (en) | INSTALLATION FOR THERMAL DESTRUCTION OF SOLID WASTE CONTAINING THE ORGANIC |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20141027 |