RU2576741C2 - Технологическая линия плазмотермического обезвреживания токсичных отходов - Google Patents
Технологическая линия плазмотермического обезвреживания токсичных отходов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2576741C2 RU2576741C2 RU2014122908/03A RU2014122908A RU2576741C2 RU 2576741 C2 RU2576741 C2 RU 2576741C2 RU 2014122908/03 A RU2014122908/03 A RU 2014122908/03A RU 2014122908 A RU2014122908 A RU 2014122908A RU 2576741 C2 RU2576741 C2 RU 2576741C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- plasma
- wastes
- reservoir
- waste
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Изобретение относится к технологической линии плазмотермического обезвреживания токсичных отходов. Технический результат - превращение токсичных отходов в малотоксичные бетонные блоки строительного назначения. Технологическая линия включает емкость, содержащую токсические отходы, связанную системой их подачи в плазмотермический реактор, снабженный системой подачи охлаждающей воды, плазмотроном, взаимодействующим с компрессором, центробежный барботажный аппарат, вытяжной вентилятор. Причем емкость отходов выполнена с возможностью расслоения отходов на органический отстой и водно-солевой раствор фторида калия, а система подачи отходов снабжена емкостью дизельного топлива и накопительной емкостью. При этом плазмотрон имеет три пневматические форсунки для разбрызгивания органических примесей и снабжен охладителем воды и насосом циркуляции воды, а центробежный барботажный аппарат снабжен дополнительной системой охлаждения, включающей отстойник воды, каплеуловитель, дымосос и емкость приготовления известкового молока, при этом емкость отходов дополнительно снабжена смесителем, соединенным с бункером-дозатором и героторным растворонасосом. 1 ил.
Description
Изобретение относится к охране окружающей среды и позволяет решить проблему обезвреживания жидких токсичных отходов, образующихся при детоксикации вязкой рецептуры зомана, содержащей органические примеси и фтор.
В научно-технической литературе описаны химические, биологические и термические способы переработки токсичных реакционных масс (РМ), образующихся при уничтожении отравляющих веществ химического оружия и содержащие органические примеси, фтор и фосфор.
Наиболее известным и рациональным способом переработки смесей токсичных органических продуктов, образующихся при уничтожении фосфорорганических отравляющих веществ, зарина и зомана, является способ термического обезвреживания (сжигания) (RU 2005519, 2081642, 2163345).
Главным препятствием, не позволяющим ликвидацию токсичных отходов процесса детоксикации вязкого зомана термическим способом, является присутствие в реакционных массах (РМ) фторида калия. Указанное соединение в виде нерастворимого осадка при подаче РМ для обезвреживания в печь сжигания приводит к механической забивке форсунок печи и интенсивному разрушению термозащитной ее внутренней футеровки.
Для устранения данного препятствия к РМ последовательно добавляются гидрофобный растворитель (дизельное топливо), снижающий растворимость ряда солей, содержащихся в РМ, и вода, растворяющие фторид и остальные соединения калия. Воду в РМ добавляют дозированно, после чего полученную смесь перемешивают и отстаивают с образованием органического и водно-солевого слоя. Верхний органический слой направляют в печь на термическое обезвреживание, а нижний водно-солевой слой направляют на хранение (RU 2478002, кл. A62D 3/38, опубл. 27.03.2013 г.).
Однако с течением времени захоронение водно-солевого слоя загрязняет окружающую среду содержащимся в нем фтором.
Наиболее близким по технической сущности - прототипом предлагаемого изобретения является плазменная установка утилизации токсичных химических отходов различного происхождения, включающая собственно систему плазмотермической обработки и систему мокрой очистки продуктов плазмотермической обработки. Плазменная установка имеет автономный источник питания электродугового плазмотрона, генерирующего плазменную струю, поступающую в противоточный плазменный реактор, выполненный двухступенчатым, первая ступень которого соединена с системами подачи жидких отходов, охлаждающей воды и плазмообразующего газа, а вторая - с входом в камеру дожигания продуктов, выходящих с первой ступени реактора, и через нее с закалочным модулем, соединенным с центробежно-барботажным аппаратом, снабженным системой теплообменников и ионнообменным фильтром, соединенным через вытяжной вентилятор с выхлопной трубой для отвода отходящих газов (RU 1215561 U1, опубл. 27.10.2012).
Технический результат состоит в превращении токсичных отходов, содержащих органические примеси и фтор, в полезный малотоксичный продукт строительного назначения при сочетании плазмотермического и химического способов обезвреживания отходов.
Для достижения указанного технического результата предлагается технологическая линия плазмотермического обезвреживания токсичных отходов, содержащих органические примеси и фтор, разделенная на две технологические части - узел плазмотермического обезвреживания органических примесей, содержащий плазмотермический горизонтальный футерованный реактор, оборудованный плазмотроном, снабженным тремя пневматическими форсунками для диспергирования органических примесей, камеру охлаждения продуктов плазмотермической обработки от минеральных частиц и газовых продуктов с форсунками подачи воды, систему мокрой очистки продуктов плазмотермической обработки, соединенную с плазмотермическим реактором, включающую центробежно-барботажный аппарат очистки газов и нейтрализации газообразных кислот и ангидридов, имеющую циркуляционный контур раствора солей, центробежный каплеуловитель, дымосос, вентилятор, насосное и емкостное оборудование, и узел капсулирования и подготовки бетонных блоков, состоящий из реактора-смесителя, соединенного с емкостью-отстойником, содержащей водно-солевой раствор фторида калия, бункера-дозатора с расходными бункерами гипса и цемента, винтового героторного растворонасоса, через который полученная бетонная масса подается на формование бетонных блоков, а также систему управления технологическим процессом, включающую регулирование температур газовой смеси на входе в плазмотермическую камеру, парогазовоздушной смеси на выходе из камеры охлаждения, охлаждающей воды в плазмотроне; расходом воздуха, орошающей воды, разрежением по тракту технологической линии путем изменения числа оборотов двигателя дымососа.
Таким образом, узел плазмотермического обезвреживания токсичных отходов предлагаемой технологической линии имеет аппаратурное оформление собственно высокотемпературной плазмотермической обработки органических примесей и мокрой очистки продуктов плазмотермической обработки от минеральных частиц и газовых продуктов, выброс которых в атмосферу нормируется.
Высокотемпературный плазмотермический узел включает плазмотермический горизонтальный футерованный реактор, оборудованный плазмотроном, тремя пневматическими форсунками для диспергирования жидких органических примесей или их смеси с дизельным топливом, футерованной камерой сгорания, форсуночной камерой охлаждения продуктов плазмотермической обработки.
Система мокрой очистки состоит из газохода, соединяющего реактор с аппаратом очистки, центробежно-барботажного аппарата (ЦБА) для мокрой очистки газов и нейтрализации газообразных кислот и ангидридов, циркуляционного контура раствора солей, образующихся в системе ЦБА, центробежного каплеуловителя, а также дымососа, вентилятора, насосного и емкостного оборудования.
Система мокрой очистки совмещает улавливание пыли и нейтрализацию газообразных окислов и кислот известковым молоком.
0,5О2+SO2+Ca(ОН)2=CaSO4+Н2O
Р2O5+3Ca(ОН)2=Са3(РO4)2+3Н2O
На рис. 1 представлена схема предлагаемой технологической линии, где показаны емкость-отстойник 1 с водно-солевым раствором фторида калия и органическими примесями, насос перекачки органических примесей 2, емкость с дизельным топливом 3, форсунки для подачи и распыления органических примесей 4, плазмотрон 5, плазмотермический реактор 6, форсунки подачи воды 7, газоход 8, центробежный барботажный аппарат (ЦБА) 9, отстойник 10, каплеуловитель 11, дымосос 12, насос ЦБА 13, емкость для химически очищенной воды 14, компрессор-ресивер 15, охладитель воды плазмотрона 16, насос циркуляции воды в плазмотроне 17, насос перекачки водно-солевого раствора фторида калия 18, станция растаривания 19, винтовой конвейер 20, смеситель 21, комплект приемных бетонных блоков 22, вентилятор подачи воздуха 23, емкость для приготовления известкового молока (Ca(OH)2) 24, источник питания 25, насос 26, насос подачи воды на форсунку 27, емкость для воды 28, винтовой героторный растворонасос 29, накопительная емкость 30, бункер-дозатор 31, емкость для раствора солей 32.
В соответствии с предлагаемой технологической линией органические примеси и водно-солевой раствор фторида калия подается на обезвреживание в емкость-отстойник 1, после расслоения органический отстой насосом 2 подается в форсунки 4 плазмотермического реактора 6. В случае низкой теплотворной способности органических примесей в их поток добавляется дизельное топливо из емкости 3. Основное теплоснабжение процесса осуществляется плазмотроном 5, установленным на плазмотермическом реакторе 6. В плазмотермическом реакторе 6 происходит высокотемпературная обработка органических примесей, отслоившихся в емкости-отстойнике 1 от водно-солевого раствора фторида калия. Образовавшиеся газообразные продукты из плазмотермического реактора 6 поступают в центробежно-барботажный аппарат (ЦБА) 9 для очистки от образовавшихся от высокотемпературной обработки органических примесей, а также входящих в состав первичного водного раствора минеральных частиц.
Диспергируемый форсунками 4 органический отстой совместно с дизельным топливом (или без него) воспламеняется от струй плазмообразующего газа из плазмотрона 5 и сжигается в плазмотермическом реакторе 6. Продукты сгорания охлаждаются от температуры 1100-1200°C до 500-600°C на выходе из реактора вспрыском воды через форсунку 7 и по газоходу 8 поступают в центробежно-барботажный аппарат (ЦБА) 9, где дополнительно охлаждаются до температуры 80-85°C водой, циркулирующей в цикле ЦБА. Подпитка цикла осуществляется технической водой из отстойника 10. Очищенные на 98-99% продукты высокотемпературной обработки через каплеуловитель 11 дымососом 12 выбрасываются в дымовую трубу. Раствор уловленных в ЦБА 9 солей частично циркулирует в контуре ЦБА 9, частично сбрасывается в емкость 24, куда также подается раствор гидроокиси кальция для дальнейшего использования в узле капсулирования. Избыток раствора, не востребованный узлом капсулирования, сбрасывается в емкость 32 для последующего периодического сжигания в плазмотермическом реакторе 6.
Водно-солевой раствор минеральных солей, содержащий фторид калия, из емкости-отстойника 1 насосом 18 перекачивается в узел капсулирования. В смеситель 21 через дозатор 31 подаются алебастр и цемент из емкостей 19. Образовавшаяся в смесителе смесь цементообразующих продуктов насосом 29 направляется в приемные емкости 22 для образования малотоксичных бетонных блоков строительного назначения.
Для управления технологической линией плазмотермического обезвреживания токсичных отходов, содержащих органические примеси и водно-солевой раствор фторида калия, предусмотрена система управления технологическим процессом, включающая:
- регулирование температуры газовой смеси на входе в камеру сушки посредством изменения мощности плазмотрона или (если плазмотрон отключен) расходом воздуха, подаваемого в плазмотермическую камеру;
- регулирование температуры парогазовоздушной смеси на выходе из камеры охлаждения расходом орошающей воды;
- регулирование температуры охлаждающей воды в плазмотроне путем изменения тепловой нагрузки охладителя воды;
- регулирование разряжения по тракту установки путем изменения числа оборотов двигателя дымососа.
При падении температуры газовой смеси в плазмотермическом реакторе менее 1000°C отключается подача органических примесей в реактор.
Если прекращается подача воздуха в плазмотермический реактор, отключается подача дизельного топлива и органических примесей.
При прекращении подачи воздуха в плазмотермический реактор отключается подача дизельного топлива и органических примесей.
При повышении уровня в расходной емкости отключается подача топлива, а при повышении температуры газопаровоздушной смеси на выходе из камеры охлаждения реактора выше 350°C отключаются плазмотрон, насос подачи органического слоя и дизельного топлива.
В результате плазмотермического обезвреживания токсичных отходов предлагаемой технологической линией и последующей очистки образующихся газообразных отходов получаемые газообразные продукты не превышают нормативов токсичных веществ, предусмотренных директивой ЕС 2000 ЕС/76, а жидкие отходы - слабый раствор солей из системы мокрой газоочистки, удаляются из узла плазмотермической обработки в технологическую линию сточных вод или на подпитку смесителя узла капсулирования, в котором используются для изготовления нетоксичных бетонных блоков строительного назначения.
Claims (1)
- Технологическая линия плазмотермического обезвреживания токсичных отходов, включающая емкость (1), содержащую токсические отходы, связанную системой их подачи в плазмотермический реактор (6), снабженный системой подачи охлаждающей воды, плазмотроном (5), взаимодействующим с компрессором (15), центробежный барботажный аппарат (9), вытяжной вентилятор (23), отличающаяся тем, что емкость отходов (1) выполнена с возможностью расслоения отходов на органический отстой и водно-солевой раствор фторида калия, а система подачи отходов снабжена емкостью дизельного топлива (3) и накопительной емкостью (30), причем плазмотрон (5) имеет три пневматические форсунки (4) для разбрызгивания органических примесей и снабжен охладителем воды (16) и насосом циркуляции воды (17), а центробежный барботажный аппарат (9) снабжен дополнительной системой охлаждения, включающей отстойник воды (10), каплеуловитель (11), дымосос (12) и емкость приготовления известкового молока (24), при этом емкость отходов (1) дополнительно снабжена смесителем (21), соединенным с бункером-дозатором (31) и героторным растворонасосом (29).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014122908/03A RU2576741C2 (ru) | 2014-06-05 | 2014-06-05 | Технологическая линия плазмотермического обезвреживания токсичных отходов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014122908/03A RU2576741C2 (ru) | 2014-06-05 | 2014-06-05 | Технологическая линия плазмотермического обезвреживания токсичных отходов |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2014122908A RU2014122908A (ru) | 2015-12-10 |
| RU2576741C2 true RU2576741C2 (ru) | 2016-03-10 |
Family
ID=54843234
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014122908/03A RU2576741C2 (ru) | 2014-06-05 | 2014-06-05 | Технологическая линия плазмотермического обезвреживания токсичных отходов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2576741C2 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2794893C1 (ru) * | 2022-10-19 | 2023-04-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный технический университет" (ФГБОУ ВО "ТГТУ") | Реактор-нейтрализатор для активации углеродного материала |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5108718A (en) * | 1988-08-11 | 1992-04-28 | Veb Chemieanlagenbaukombinat Leipzig/Grimma | Method for the destruction of toxic waste products and a plasma chemical reactor |
| RU2224178C1 (ru) * | 2002-06-10 | 2004-02-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие Российский научный центр "Прикладная химия" | Плазмохимический способ обезвреживания газообразных и жидких галогенорганических веществ и содержащих их отходов |
| RU55608U1 (ru) * | 2006-03-16 | 2006-08-27 | ООО Научно-производственная экологическая фирма "ЭКО-технология" | Технологическая линия для обезвреживания и утилизации боевых отравляющих веществ |
| RU121556U1 (ru) * | 2012-06-05 | 2012-10-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ТехЭкоПлазма" (ООО "ТехЭкоПлазма") | Мобильная плазменная установка утилизации токсичных отходов |
| RU2478002C1 (ru) * | 2011-08-26 | 2013-03-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт органической химии и технологии" (ФГУП "ГосНИИОХТ") | Способ переработки токсичных отходов, образующихся при уничтожении вязкой рецептуры зомана |
-
2014
- 2014-06-05 RU RU2014122908/03A patent/RU2576741C2/ru active IP Right Revival
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5108718A (en) * | 1988-08-11 | 1992-04-28 | Veb Chemieanlagenbaukombinat Leipzig/Grimma | Method for the destruction of toxic waste products and a plasma chemical reactor |
| RU2224178C1 (ru) * | 2002-06-10 | 2004-02-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие Российский научный центр "Прикладная химия" | Плазмохимический способ обезвреживания газообразных и жидких галогенорганических веществ и содержащих их отходов |
| RU55608U1 (ru) * | 2006-03-16 | 2006-08-27 | ООО Научно-производственная экологическая фирма "ЭКО-технология" | Технологическая линия для обезвреживания и утилизации боевых отравляющих веществ |
| RU2478002C1 (ru) * | 2011-08-26 | 2013-03-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт органической химии и технологии" (ФГУП "ГосНИИОХТ") | Способ переработки токсичных отходов, образующихся при уничтожении вязкой рецептуры зомана |
| RU121556U1 (ru) * | 2012-06-05 | 2012-10-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ТехЭкоПлазма" (ООО "ТехЭкоПлазма") | Мобильная плазменная установка утилизации токсичных отходов |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2794893C1 (ru) * | 2022-10-19 | 2023-04-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный технический университет" (ФГБОУ ВО "ТГТУ") | Реактор-нейтрализатор для активации углеродного материала |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2014122908A (ru) | 2015-12-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2784321B1 (en) | Vacuum pump with abatement function | |
| RU2729002C2 (ru) | Способ сокращения степени загрязнения отработавших газов печи для обжига цемента | |
| CN103611399A (zh) | 一种危废焚烧烟气净化系统 | |
| CN102865583B (zh) | 一种含盐有机废水浸没式焚烧急冷处理装置及方法 | |
| CN113310056A (zh) | 危险废物焚烧处理系统及方法 | |
| CN112044924B (zh) | 利用水泥窑规模化处置飞灰的系统 | |
| CN106594759A (zh) | 高危废液处理工艺 | |
| CN110360575A (zh) | 一种危废处置中心的焚烧系统 | |
| RU2576741C2 (ru) | Технологическая линия плазмотермического обезвреживания токсичных отходов | |
| JP2007105719A (ja) | アスベスト溶融処理装置 | |
| CN110345496A (zh) | 一种化工废液废气焚烧处理系统 | |
| RU2561381C1 (ru) | Комплексный способ переработки токсичных отходов, содержащих фтор | |
| CN1065218A (zh) | 排气脱硫方法及装置 | |
| KR101677902B1 (ko) | 가성소다수를 이용한 소각로의 산성가스 제거장치 및 제거방법 | |
| CN2807027Y (zh) | 危险废物焚烧处理成套设备 | |
| CN210568478U (zh) | 化工含盐残液焚烧系统 | |
| RU121556U1 (ru) | Мобильная плазменная установка утилизации токсичных отходов | |
| RU2353857C1 (ru) | Способ утилизации жидких отходов | |
| CN100335843C (zh) | 危险废物焚烧处理成套装置 | |
| EP2890477A1 (en) | Method and device for purifying waste gases containing acidifying substances | |
| JP2005030608A (ja) | ガス燃焼装置を備えた加熱処理設備 | |
| JP2008049204A (ja) | 重金属含有原料の焼成方法 | |
| CN214147926U (zh) | 工业废盐喷烧系统 | |
| JP2002243120A (ja) | ガス機関発電装置を備えた熱分解処理施設と熱分解処理方法 | |
| CN209101287U (zh) | 固体废物焚烧废气处理装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20161213 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180606 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20190702 |