RU2614999C1 - Method of highly thermal treatment of liquid, paste-like, mixtures thereof and solid wastes - Google Patents

Method of highly thermal treatment of liquid, paste-like, mixtures thereof and solid wastes Download PDF

Info

Publication number
RU2614999C1
RU2614999C1 RU2016107223A RU2016107223A RU2614999C1 RU 2614999 C1 RU2614999 C1 RU 2614999C1 RU 2016107223 A RU2016107223 A RU 2016107223A RU 2016107223 A RU2016107223 A RU 2016107223A RU 2614999 C1 RU2614999 C1 RU 2614999C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
corona discharge
waste
air
discharges per
electric field
Prior art date
Application number
RU2016107223A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Владимирович Олискевич
Наталья Михайловна Талаловская
Александр Владимировна Царюнов
Петр Геннадьевич Никоноров
Леонид Игоревич Москаленко
Владимир Петрович Севостьянов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт технологий органической, неорганической химии и биотехнологий"
Хабеев Ренат Рушанович
Владимир Владимирович Олискевич
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 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт технологий органической, неорганической химии и биотехнологий", Хабеев Ренат Рушанович, Владимир Владимирович Олискевич filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт технологий органической, неорганической химии и биотехнологий"
Priority to RU2016107223A priority Critical patent/RU2614999C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2614999C1 publication Critical patent/RU2614999C1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G7/00Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/32Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by electrical effects other than those provided for in group B01D61/00
    • B01D53/323Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by electrical effects other than those provided for in group B01D61/00 by electrostatic effects or by high-voltage electric fields
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09BDISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B09B3/00Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
    • B09B3/40Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless involving thermal treatment, e.g. evaporation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: method comprises the sequential loading and incineration of waste, aftercombustion of gaseous products during feeding of air activated by corona discharge, quenching of gases, followed by absorption and emission of waste gases. The activation of the air by corona discharge is carried out at the stage of aftercombustion with mode of 350-450 discharges per second with the electric-field intensity of up to 8 kV/cm. The feeding of the air activated by corona discharge is additionally carried out during loading of waste with corona discharge influence mode of 500-650 discharges per second with electric-field intensity of up to 11 kV/cm, during quenching with corona discharge influence mode of 350-450 discharges per second with electric-field intensity of up to 8 kV/cm, during absorption with corona discharge influence mode of 350-450 discharges per second with electric-field intensity of up to 8 kV/cm, during emission of waste gases with corona discharge influence mode of 250-350 discharges per second with electric-field intensity of up to 6 kV/cm.
EFFECT: significant reduction of harmful substances in waste gases without pre-sorting of wastes by their phase state, specifically to liquid, solid and paste-like.
6 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к способам высокотемпературного обезвреживания жидких, пастообразных, их смесей и твёрдых промышленных и медицинских отходов I – IV классов опасности и может быть, в частности, использовано при ликвидации несанкционированных шламонакопителей высокотоксичных промышленных отходов химической, нефтехимической и других отраслей, в том числе продуктов, полупродуктов и реакционных масс отравляющих боевых веществ, а также отходов от их уничтожения.The invention relates to methods for the high-temperature neutralization of liquid, pasty, mixtures thereof and solid industrial and medical wastes of hazard classes I - IV and can be, in particular, used to eliminate unauthorized sludge collectors of highly toxic industrial wastes from chemical, petrochemical and other industries, including products, intermediates and reaction masses of toxic warfare agents, as well as waste from their destruction.

Известен способ высокотермического обезвреживания твёрдых отходов из патента RU 2151958, включающий сжигание отходов в слое при подаче окислителя и вдувании продуктов горения дополнительного топлива в слой отходов, сжигание коксового остатка с использованием вторичного воздуха и продуктов сгорания дополнительного топлива, дожигание газообразной составляющей при подаче продуктов сгорания дополнительного топлива от горелок, размещённых по периметру камеры дожигания. При этом для дожигания газообразных продуктов сгорания дополнительно вводится топливо с помощью факела острого дутья, направленного поперечно потоку газообразной составляющей при температуре 1100-1200oC и коэффициенте расхода воздуха α = 1,20-1,25.There is a method of high-temperature neutralization of solid waste from patent RU 2151958, which includes burning waste in a layer while feeding an oxidizing agent and blowing combustion products of additional fuel into the waste layer, burning coke residue using secondary air and combustion products of additional fuel, burning the gaseous component when supplying combustion products of additional fuel from burners placed around the perimeter of the afterburner. Moreover, for the afterburning of gaseous products of combustion, fuel is additionally introduced using a torch of sharp blast directed transversely to the flow of the gaseous component at a temperature of 1100-1200 o C and air flow coefficient α = 1.20-1.25.

Однако из-за сложности формирования факела горелок велика вероятность образования неконтролируемых газовых выбросов.However, due to the complexity of the formation of the torch of the burners, the probability of the formation of uncontrolled gas emissions is high.

Известен способ высокотермического обезвреживания жидких, пастообразных, твёрдых промышленных и медицинских отходов, предложенный ЗАО «Турмалин» и реализованный в инсинераторах типа ИН-50 – установках для сжигания и обезвреживания опасных и особо опасных промышленных и медицинских отходов (http://eco-centr.narod.ru/insinerator.html). Способ включает в себя сжигание отходов при температуре 850-900°С, дожигание отводимых газообразных продуктов при температуре 1100-1200°С не менее 2 с, газоочистку скруббером и вторичным скруббером. There is a method of high-temperature neutralization of liquid, paste-like, solid industrial and medical wastes, proposed by CJSC Turmalin and implemented in incinerators type IN-50 - installations for burning and neutralizing hazardous and especially dangerous industrial and medical wastes (http: // eco-centr. narod.ru/insinerator.html). The method includes burning waste at a temperature of 850-900 ° C, burning off gaseous products at a temperature of 1100-1200 ° C for at least 2 s, gas treatment with a scrubber and a secondary scrubber.

Однако в данном способе отсутствует стабильность высокотемпературного обезвреживания и, как следствие, гарантия полного обезвреживания особенно сложных по составу отходов, а именно содержащих одновременно органические и неорганические компоненты, включая тяжёлые и возгоняющие металлы.However, in this method there is no stability of high-temperature neutralization and, as a result, the guarantee of complete neutralization of especially complex waste, namely containing both organic and inorganic components, including heavy and sublimating metals.

Наиболее близким аналогом к заявляемому изобретению является способ из описания патентной заявки JP H06123417, который включает первичное сжигание отходов в псевдоожиженном слое и дожигание отводимых газообразных продуктов при активации содержащегося в камере кислорода с помощью коронного разряда. The closest analogue to the claimed invention is the method from the description of patent application JP H06123417, which includes the primary combustion of waste in a fluidized bed and the afterburning of gaseous products during activation of the oxygen contained in the chamber using a corona discharge.

Однако данный способ не обеспечивает достаточное снижение содержания монооксида углерода и диоксина в отходящих газах и не позволяет одновременно утилизировать отходы разных фазовых состояний с высоким содержанием особо опасных веществ.However, this method does not provide a sufficient reduction in the content of carbon monoxide and dioxin in the exhaust gases and does not allow the simultaneous disposal of waste from different phase states with a high content of especially dangerous substances.

Задачей заявляемого изобретения является температурное обезвреживание жидких, пастообразных, их смесей и твёрдых отходов.The task of the invention is the temperature neutralization of liquid, pasty, mixtures thereof and solid waste.

Техническим результатом заявляемого изобретения является значительное снижение вредных веществ в отходящих газах без предварительной сортировки отходов по их фазовому состоянию, а именно на жидкие, твёрдые и пастообразные. Заявляемый способ позволяет обезвреживать промышленные отходы особо вредных производств в едином технологическом процессе, обеспечивая концентрации вредных веществ на выходе, соответствующие как российским, так и международным стандартам. The technical result of the claimed invention is a significant reduction of harmful substances in the exhaust gases without preliminary sorting of waste according to their phase state, namely, liquid, solid and pasty. The inventive method allows to neutralize industrial waste of particularly harmful industries in a single technological process, providing concentrations of harmful substances at the outlet that meet both Russian and international standards.

Сущность заявляемого изобретения заключается в том, что в способе высокотермического обезвреживания жидких, пастообразных, их смесей и твёрдых отходов, включающем загрузку и сжигание отходов, дожигание газообразных продуктов при подаче воздуха, активированного коронным разрядом, и выброс отходящих газов, после дожигания осуществляют закалку газов с последующей абсорбцией, при этом активацию воздуха коронным разрядом на этапе дожигания осуществляют с режимом 350-450 разрядов в секунду при напряжённости электрического поля до 8 кВ/см и дополнительно подачу воздуха, активированного коронным разрядом, осуществляют при загрузке отходов с режимом воздействия коронного разряда 500-650 разрядов в секунду при напряженности электрического поля до 11 кВ/см, при закалке с режимом воздействия коронного разряда 350-450 разрядов в секунду при напряженности электрического поля до 8 кВ/см, при абсорбции с режимом воздействия коронного разряда 350-450 разрядов в секунду при напряженности электрического поля до 8 кВ/см, при выбросе отходящих газов с режимом воздействия коронного разряда 250-350 разрядов в секунду при напряженности электрического поля до 6 кВ/см.The essence of the claimed invention lies in the fact that in the method of high-temperature neutralization of liquid, pasty, mixtures and solid waste, including loading and burning waste, afterburning of gaseous products when air is activated by corona discharge, and exhaust gases are exhausted, after burning, the gas is quenched with subsequent absorption, while the activation of air by a corona discharge at the afterburning stage is carried out with a regime of 350-450 discharges per second with an electric field strength of up to 8 kV / cm and additional In addition, corona-activated air is supplied when the waste is loaded with a corona discharge mode of 500–650 discharges per second with an electric field strength of up to 11 kV / cm, while quenching with a corona discharge mode of 350–450 discharges per second with an electric field strength up to 8 kV / cm, with absorption with a corona discharge mode of 350-450 discharges per second with an electric field strength of up to 8 kV / cm, with exhaust gases with a corona discharge mode of 250-350 discharge s per second with an electric field strength of up to 6 kV / cm.

Кроме того, заявляется способ, в котором воздух на этапах загрузки отходов и выброса отходящих газов в атмосферу подают непрерывно.In addition, a method is claimed in which air is supplied continuously at the stages of loading the waste and discharging the exhaust gas into the atmosphere.

Кроме того, заявляется способ, в котором воздух на этапах дожигания, закалки и абсорбции газов подают импульсно.In addition, a method is claimed in which air is pulsed at the stages of afterburning, quenching and absorption of gases.

Кроме того, заявляется способ, в котором сжигание отходов осуществляют при температуре 900-1000ºС.In addition, a method is claimed in which the burning of waste is carried out at a temperature of 900-1000 ° C.

Кроме того, заявляется способ, в котором дожигание газообразных продуктов осуществляют при температуре 1200-1500°С.In addition, a method is claimed in which the afterburning of gaseous products is carried out at a temperature of 1200-1500 ° C.

Кроме того, заявляется способ, в котором закалку газообразных продуктов проводят до температуры порядка 200°С в течение порядка 2 с.In addition, a method is claimed in which gaseous products are quenched to a temperature of about 200 ° C. for about 2 seconds.

Указанный технический результат достигается благодаря активации воздуха коронным разрядом на всех этапах технологического процесса обезвреживания. Известно, что коронный разряд является частным случаем газового разряда, возникающего в неоднородных полях при прохождении электрического тока через газ – в данном случае через воздух-окислитель (Райзер Ю.П. Физика газового разряда. Изд. 2-е, доп. и перераб. - М.: Наука, 1992. – 536 с.). В этом случае ионизация газа и, как следствие, образование плазмы приводит к физико-химической активации частиц – аэроионов и озона. Воздух, прошедший ионизатор, насыщается химически активными частицами и обеспечивает наилучшие условия сгорания отходов. При этом для каждого технологического этапа подобран оптимальный режим воздействия коронного разряда с учётом особенностей проведения конкретной технологической операции и согласован с предыдущими этапами. Таким образом, обеспечивается максимальная эффективность обезвреживания вредных веществ на каждом этапе и предотвращается нежелательное проникновение необезвреженных веществ на последующие этапы, обеспечивая значительное снижение вредных веществ в отходящих газах на выходе. The specified technical result is achieved due to the activation of air by corona discharge at all stages of the neutralization process. It is known that corona discharge is a special case of a gas discharge arising in inhomogeneous fields when an electric current passes through a gas - in this case, through an air-oxidizer (Yu.P. Raizer, Physics of a Gas Discharge. Ed. 2nd, add. And rev. - M .: Nauka, 1992 .-- 536 p.). In this case, gas ionization and, as a consequence, plasma formation leads to physico-chemical activation of particles - air ions and ozone. The air passed through the ionizer is saturated with chemically active particles and provides the best conditions for the combustion of waste. At the same time, for each technological stage, the optimal corona discharge action mode was selected taking into account the specifics of the specific technological operation and agreed with the previous stages. Thus, the maximum efficiency of the neutralization of harmful substances at each stage is ensured and the unwanted penetration of uncontaminated substances into the subsequent stages is prevented, providing a significant reduction of harmful substances in the exhaust gases at the outlet.

Кроме того, заявляемый способ повышает технологичность обезвреживания отходов благодаря отсутствию необходимости в предварительной сортировке отходов и дополнительном топливе.In addition, the inventive method improves the manufacturability of waste disposal due to the lack of the need for pre-sorting of waste and additional fuel.

Физико-химические анализы отходящих газов, выбрасываемых в атмосферу в результате высокотермического обезвреживания отходов в соответствии с заявляемым изобретением, показали концентрации не более: СО – 100 мг/нм3; NОх – 350 мг/нм3; SО2 – 150 мг/нм3; HCl – 50 мг/нм3; пыль – 20 мг/нм3; Сорг. – 20 мг/нм3; Hg – 0,03 мг/нм3; Sb+As+Pb+Cr+Co+Cu, Mn+Ni+V – 0,5 мг/нм3; Cd+Tl – 0,05 мг/нм3; диоксины и фураны – 0,1 нг/нм3, что соответствует предельным нормам по выбросам при сжигания отходов в соответствии с директивой Европейского парламента и Совета Европейского Союза № 2000/76/ЕС от 4 декабря 2000 г. относительно сжигания отходов и предельным нормам по выбросам при сжигании отходов в соответствии с ГОСТ Р 54205-2010 «Ресурсосбережение. Обращение с отходами. Наилучшие доступные технологии повышения энергоэффективности при сжигании».Physico-chemical analyzes of the exhaust gases emitted into the atmosphere as a result of the high-thermal disposal of waste in accordance with the claimed invention showed concentrations of not more than: СО - 100 mg / nm 3 ; NO x - 350 mg / nm 3 ; SO 2 - 150 mg / nm 3 ; HCl - 50 mg / nm 3 ; dust - 20 mg / nm 3 ; With org . - 20 mg / nm 3 ; Hg - 0.03 mg / nm 3 ; Sb + As + Pb + Cr + Co + Cu, Mn + Ni + V - 0.5 mg / nm 3 ; Cd + Tl - 0.05 mg / nm 3 ; dioxins and furans - 0.1 ng / nm 3 , which corresponds to emission limit values for waste incineration in accordance with Directive 2000/76 / EC of the European Parliament and of the Council of the European Union of December 4, 2000 regarding waste incineration and emission limits emissions from waste incineration in accordance with GOST R 54205-2010 “Resource conservation. Waste management. The best available technologies to increase energy efficiency in combustion. ”

Осуществление заявляемого способа поясняется с помощью чертежа, на котором изображена технологическая линия высокотермического обезвреживания отходов и позициями 1-14 обозначены:The implementation of the proposed method is illustrated using the drawing, which shows the production line of a high-temperature waste disposal and positions 1-14 indicate:

1 – первый генератор коронного разряда;1 - the first corona discharge generator;

2 – загрузочное устройство;2 - boot device;

3 – высокотемпературная печь;3 - high temperature furnace;

4 – второй генератор коронного разряда;4 - second corona discharge generator;

5 – камера дожигания;5 - afterburner;

6 – газоход отстойный;6 - flue slop;

7 – третий генератор коронного разряда;7 - third corona discharge generator;

8 – испарительный скруббер;8 - evaporative scrubber;

9 – четвёртый генератор коронного разряда;9 - fourth corona discharge generator;

10 – насадочный скруббер;10 - nozzle scrubber;

11 – сепаратор;11 - separator;

12 – адсорбер;12 - adsorber;

13 – пятый генератор коронного разряда;13 - fifth corona discharge generator;

14 – труба сброса отходящих газов.14 - pipe exhaust gas.

Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.

Отходы в различных фазовых состояниях вместе с природным газом и воздухом или дизельным топливом и воздухом, при этом воздух активирован коронным разрядом в первом генераторе 1 коронного разряда, поступают в загрузочное устройство 2. Wastes in various phase states together with natural gas and air or diesel fuel and air, while the air is activated by corona discharge in the first corona discharge generator 1, enter the loading device 2.

Первый генератор 1 коронного разряда обеспечивает начальную ионизацию и озонирование воздуха на линии его подачи в загрузочное устройство 2 и далее в высокотемпературную печь 3, стабилизирует процесс горения при загрузке новой порции отходов и резком понижении кислорода в рабочей зоне печи, поддерживает в дисперсном состоянии частицы мелких капель жидкой и пастообразных фаз отходов. Первый генератор 1 коронного разряда, соединённый с загрузочным устройством 2, имеет максимальную производительность на уровне 500-650 разрядов в секунду при напряженности электрического поля до 11 кВ/см. Активированный воздух-окислитель подают в систему обезвреживания отходов постоянно и непрерывно.The first corona discharge generator 1 provides the initial ionization and ozonation of air on the supply line to the charging device 2 and then to the high-temperature furnace 3, stabilizes the combustion process when loading a new portion of waste and a sharp decrease in oxygen in the working zone of the furnace, supports particles of fine droplets in a dispersed state liquid and pasty phases of waste. The first corona discharge generator 1, connected to the charging device 2, has a maximum productivity of 500-650 discharges per second with an electric field strength of up to 11 kV / cm. Activated air oxidizing agent is fed into the waste disposal system continuously and continuously.

При проведении процесса термического обезвреживания твёрдых отходов используют бункер-дозатор и шнековый питатель. Подачу жидких и пастообразных отходов обеспечивают с помощью насосных систем и форсунок.When carrying out the process of thermal neutralization of solid waste, a hopper-doser and a screw feeder are used. The supply of liquid and paste-like waste is provided by pumping systems and nozzles.

Далее отходы направляются в высокотемпературную печь 3, которая может быть выполнена в виде прямоточной проходной вращающейся печи барабанного типа. Сжигание отходов осуществляют в высокотемпературной печи 3 при температуре 900-1000 С. Нагрев отходов осуществляется внутри высокотемпературной печи 3 газовой горелкой без применения косвенного нагрева через стенки печи. Таким образом, отходы непосредственно контактируют с теплоносителем.Next, the waste is sent to a high-temperature furnace 3, which can be made in the form of a straight-through continuous rotary kiln of a drum type. Waste combustion is carried out in a high-temperature furnace 3 at a temperature of 900-1000 C. The waste is heated inside the high-temperature furnace 3 with a gas burner without using indirect heating through the walls of the furnace. Thus, the waste is in direct contact with the coolant.

Применение прямоточной проходной вращающейся печи барабанного типа обеспечивает реализацию непрерывного процесса обезвреживания отходов, эффективное смешивание частиц отходов с воздухом, более полное сгорание обезвреживаемых отходов.The use of a direct-through passage rotary kiln of a drum type ensures the implementation of a continuous process of waste neutralization, efficient mixing of waste particles with air, more complete combustion of the neutralized waste.

Для предотвращения образования опасных продуктов неполного сгорания газообразные продукты подвергают высокотемпературному дожиганию в камере 5 дожигания при температуре от 1200 до 1500°С. Время пребывания газообразных продуктов в зоне камеры 5 дожигания составляет порядка 2 с, что соответствует требованиями ГОСТ Р 55829-2013 «Ресурсосбережение. Наилучшие доступные технологии. Ликвидация отходов, содержащих стойкие органические загрязнители», введённый в действие с 01.01.2015 года (http://files.stroyinf.ru/Index/56/56575.htm).To prevent the formation of dangerous products of incomplete combustion, gaseous products are subjected to high-temperature afterburning in the afterburning chamber 5 at a temperature of from 1200 to 1500 ° C. The residence time of gaseous products in the afterburning chamber 5 is about 2 s, which corresponds to the requirements of GOST R 55829-2013 “Resource Saving. The best technology available. The elimination of waste containing persistent organic pollutants ”, entered into force on 01.01.2015 (http://files.stroyinf.ru/Index/56/56575.htm).

Активированный воздух, прошедший второй генератор 4 коронного разряда, соединённый непосредственно с камерой 5 дожигания, обеспечивает эффективное окисление компонентов газовой фазы, в том числе, сублимирующихся соединений типа оксиды мышьяка, сурьмы, йода и др.The activated air, which passed the second corona discharge generator 4, connected directly to the afterburning chamber 5, ensures the effective oxidation of gas phase components, including sublimation compounds such as arsenic, antimony, iodine, and others.

В камере 5 дожигания предусмотрен вывод зольного остатка, который состоит из углерода, т.е. продукта сгорания органических отходов, и оксидов тяжелых металлов. Металлы, их оксиды, соли и т.д., обладающие свойством возгонки, а именно ртуть, соединения мышьяка, селена, йода и т.д., смешиваются с отходящими газами и направляются на газоход 6 отстойный. In the afterburning chamber 5, an ash residue, which consists of carbon, i.e. combustion product of organic waste, and heavy metal oxides. Metals, their oxides, salts, etc., which have the property of sublimation, namely mercury, compounds of arsenic, selenium, iodine, etc., are mixed with exhaust gases and sent to the flue 6 settling.

В газоходе 6 отстойном фильтруют и очищают газообразные продукты от механических загрязнений, пыли, сажи, золы и т.д. при сгорании органических соединений. Газоход 6 отстойный выполняет также роль огнепреградителя, что принципиально повышает безопасность технологии в целом.In the flue gas channel 6, the gaseous products are filtered and purified from mechanical impurities, dust, soot, ash, etc. during the combustion of organic compounds. The flue gas 6 slop also plays the role of a flame arrester, which fundamentally increases the safety of the technology as a whole.

Далее газообразные продукты направляются в полый испарительный скруббер 8. Наиболее эффективно газ охлаждается в испарительный период.Next, the gaseous products are sent to the hollow evaporation scrubber 8. The gas is most efficiently cooled during the evaporation period.

С целью предотвращения вторичного образования диоксинов проводят закалку газообразных продуктов до температуры порядка 200°С в течение порядка 2 с, т.е. при резком охлаждении отходящих газов в испарительном скруббере 8, в котором в качестве орошающей жидкости используют воду. Данная стадия является достаточно критичной, от которой принципиально зависит эффективность способа обезвреживания сложных по составу промышленных и медицинских отходов. Поэтому дополнительное введение в испарительный скруббер 8 ионизированного кислорода воздуха через третий генератор 7 коронного разряда позволяет доочистить газообразные продукты.In order to prevent the secondary formation of dioxins, gaseous products are quenched to a temperature of about 200 ° C for about 2 s, i.e. during sharp cooling of the exhaust gases in an evaporative scrubber 8, in which water is used as an irrigation liquid. This stage is quite critical, on which the effectiveness of the method for the disposal of complex industrial and medical waste is neutralized. Therefore, the additional introduction of ionized oxygen into the evaporative scrubber 8 through the third corona discharge generator 7 allows the purification of gaseous products.

После закалки в испарительном скруббере 8 газообразные продукты поступают в насадочный скруббер 10.After quenching in an evaporative scrubber 8, gaseous products enter the packed scrubber 10.

Для орошения применяют воду, вводимую в насадочный скруббер 10 через форсунки. Активированный воздух, прошедший четвёртый генератор 9 коронного разряда на пути движения газообразных продуктов до насадочного скруббера 10, обеспечивает более полное окисление компонентов отходящих газов. Насадочный скруббер 10 позволяет более эффективно проводить процесс абсорбции образующихся при горении кислых газов и способствует уменьшению образования и выбросов опасных химических веществ как в парообразном, так и во взвешенном виде.For irrigation, water is used that is introduced into the nozzle scrubber 10 through nozzles. Activated air, which passed the fourth corona discharge generator 9 along the path of gaseous products to the nozzle scrubber 10, provides a more complete oxidation of the exhaust gas components. The nozzle scrubber 10 makes it possible to more efficiently carry out the process of absorption of acid gases generated during combustion and helps to reduce the formation and emission of hazardous chemicals both in vapor and in suspension.

Типовая производительность второго 4, третьего 7 и четвёртого 9 генераторов коронного разряда соответствует 350-450 разрядов в секунду при напряженности электрического поля до 8 кВ/см. Применение второго 4, третьего 7 и четвёртого 9 генераторов коронного разряда определяется составом исходных отходов. Допускается также импульсная подача активированного воздуха со скоростью 2 импульса в минуту.Typical productivity of the second 4, third 7 and fourth 9 corona discharge generators corresponds to 350-450 discharges per second with an electric field strength of up to 8 kV / cm. The use of the second 4, third 7 and fourth 9 corona discharge generators is determined by the composition of the initial waste. A pulse supply of activated air is also allowed at a speed of 2 pulses per minute.

Для предупреждения уноса капельной влаги из испарительного скруббера 8 и насадочного скруббера 10 газообразные продукты подвергают сепарированию в сепараторе 11.To prevent the entrainment of droplet moisture from the evaporative scrubber 8 and the nozzle scrubber 10, the gaseous products are separated in a separator 11.

Далее газообразные продукты дополнительно очищают в адсорбере 12 на активированном угле. Next, the gaseous products are further purified in the adsorber 12 on activated carbon.

Окончательное окисление следов органических веществ в составе отходящих газов осуществляют с помощью пятого 13 генератора коронного разряда, расположенного на входе трубы 14 сброса отходящих газов в атмосферу. Пятый 13 генератор коронного разряда имеет производительность на уровне 250-350 разрядов в секунду, что регулируется напряженностью рабочего электрического поля до 6 кВ/см. Активированный воздух-окислитель подаётся в систему обезвреживания отходов постоянно и непрерывно.The final oxidation of traces of organic substances in the exhaust gas is carried out using the fifth 13 corona discharge generator located at the inlet of the exhaust gas discharge pipe 14 into the atmosphere. The fifth 13th corona discharge generator has a capacity of 250-350 discharges per second, which is regulated by the working electric field strength of up to 6 kV / cm. Activated air oxidizer is fed into the waste disposal system continuously and continuously.

После очистки отходящие газы через трубу 14 сброса отходящих газов сбрасывают в атмосферу.After cleaning, the exhaust gases through the exhaust gas discharge pipe 14 are discharged into the atmosphere.

В качестве первого 1, второго 4, третьего 7, четвёртого 9 и пятого 13 генераторов коронного разряда использована широко известная в научной литературе конструкция (Райзер Ю.П. Физика газового разряда. Изд. 2-е, доп. и перераб. – М.: Наука, 1992. – 536 с.), представляющая собой систему из двух электродов в виде «острие-плоскость», создающих необходимую неоднородность электрического поля. При подаче электрического напряжения на электроде 25-40 кВ в газе межэлектродного пространства происходит интенсивная ионизация нейтральных молекул газа. Изменение концентрации ионизированных молекул регулируется введением в конструкцию дополнительных электродов, резисторов, конденсаторов, изменением напряженности электрического поля за счёт расстояния между электродами. Оптимальное давление газа в генераторе составляет 1 атм.As the first 1, second 4, third 7, fourth 9, and fifth 13 corona discharge generators, the design widely known in the scientific literature (Yu.P. Raizer, Gas Discharge Physics. Ed. 2 nd, additional and revised - M. : Nauka, 1992. - 536 p.), Which is a system of two electrodes in the form of a "point-plane", creating the necessary inhomogeneity of the electric field. When an electric voltage is applied to an electrode of 25-40 kV in the gas of the interelectrode space, intense ionization of neutral gas molecules occurs. The change in the concentration of ionized molecules is regulated by the introduction of additional electrodes, resistors, capacitors, and the change in the electric field due to the distance between the electrodes. The optimal gas pressure in the generator is 1 atm.

Все технологические операции подобраны с учётом состава среды, её плотности, массового расхода, коэффициента заполнения, температуры, давления и коррозионной стойкости материала, из которого изготовлены аппараты технологической линии.All technological operations are selected taking into account the composition of the medium, its density, mass flow rate, fill factor, temperature, pressure and corrosion resistance of the material from which the devices of the technological line are made.

При обезвреживании жидких, пастообразных, их смесей и твёрдых промышленных и медицинских отходов в соответствии с заявляемым изобретением образуются отходы IV и V класса опасности, а именно: отработанная скрубберная жидкость, отсепарированная жидкость, зольный остаток, отработанные адсорбционные фильтры.When neutralizing liquid, paste-like, their mixtures and solid industrial and medical wastes in accordance with the claimed invention, hazard class IV and V wastes are generated, namely: spent scrubber liquid, separated liquid, ash residue, spent adsorption filters.

Таким образом, применение коронного разряда для ионизации и озонирования воздуха на линии подачи воздуха от загрузочного устройства 2 до трубы 14 сброса отходящих газов в атмосферу позволяет активировать не только кислород воздуха, но и органическую часть самих отходов. Образовавшиеся при этом химически активные частицы обеспечивают наилучшие условия дожигания, способствуют более полному устранению опасных соединений в отходящих газах. Всё это оказывает стимулирующее влияние на процесс окислительного горения отходов, стабилизирует технологический процесс, способствует практически полному окислению продуктов сгорания.Thus, the use of a corona discharge for ionization and ozonation of air in the air supply line from the charging device 2 to the exhaust gas discharge pipe 14 into the atmosphere allows activating not only the oxygen in the air, but also the organic part of the waste itself. The resulting chemically active particles provide the best conditions for afterburning, contribute to a more complete elimination of hazardous compounds in the exhaust gases. All this has a stimulating effect on the oxidative combustion of waste, stabilizes the process, and contributes to the almost complete oxidation of combustion products.

В итоге, предлагаемый способ обеспечивает обезвреживание сложных по составу промышленных и медицинских отходов в смеси с органическими, неорганическими соединениями с различными классами опасности в различных фазовых состояниях.As a result, the proposed method provides the neutralization of complex industrial and medical waste in a mixture with organic, inorganic compounds with various hazard classes in various phase states.

Заявляемое изобретение было успешно применено для отработки технологии ликвидации жидких, пастообразных и твёрдых отходов шламонакопителя «Черная дыра» г. Дзержинск Нижегородской области. The claimed invention was successfully applied to develop a technology for the liquidation of liquid, paste-like and solid waste sludge collector "Black Hole", Dzerzhinsk, Nizhny Novgorod region.

Пробы жидких отходов отбирались в поверхностном слое и состояли из водных растворов соединений и взвесей, содержащих хлорид-ион, сульфат-ион, сульфид-ион, нитрат-ион, нефтепродукты, дибутилфталат, ацетофенон, фенол, фенотиазин, циклодекан, изопропилбензол (кумол), альфа-метилстирол, полихлорированные бифенилы, метил-метакрилат, цианиды, бутил-метакрилат, тридецил-метакрилат, додецил-метакрилат, тетрадецил-метакрилат, титана диоксид, ванадий, хром (общий), марганца оксид, железа триоксид, кобальт, никель, медь, цинк, мышьяк, стронций, свинец, механические примеси (Олискевич В.В и др. Химический состав отходов шламонакопителя «Черная дыра» Нижегородской области // Модели, системы, сети в экономике, технике, природе и обществе, 2014. – № 4(12). – С.220-213).Samples of liquid waste were taken in the surface layer and consisted of aqueous solutions of compounds and suspensions containing chloride ion, sulfate ion, sulfide ion, nitrate ion, oil products, dibutyl phthalate, acetophenone, phenol, phenothiazine, cyclodecane, isopropylbenzene (cumene), alpha-methyl styrene, polychlorinated biphenyls, methyl methacrylate, cyanides, butyl methacrylate, tridecyl methacrylate, dodecyl methacrylate, tetradecyl methacrylate, titanium dioxide, vanadium, chromium (total), manganese oxide, iron trioxide, cobalt nickel , zinc, arsenic, strontium, lead, m chemical impurities (Oliskevich V.V. et al. Chemical composition of the Black Hole sludge collector waste from the Nizhny Novgorod Region // Models, systems, networks in economics, technology, nature and society, 2014. - No. 4 (12). - P.220- 213).

В качестве пастообразных отходов пробы отбирались в поверхностном слое и на глубине 0,5-1,0 м и по химическому составу были аналогичны жидким отходам. Согласно органолептическому анализу пастообразные отходы – это липкая, тягучая, плотная масса темного цвета с резким неприятным запахом. При визуальном осмотре заметны включения механических примесей.Samples were taken as pasty waste in the surface layer and at a depth of 0.5-1.0 m and were similar in chemical composition to liquid waste. According to organoleptic analysis, pasty waste is a sticky, viscous, dense mass of dark color with a sharp unpleasant odor. During visual inspection, inclusions of mechanical impurities are noticeable.

В качестве твёрдых отходов рассматривались заполимеризовавшиеся отходы. Пробы отбирались в поверхностном слое и на глубине 3,0-12,0 м и по химическому составу были аналогичны пастообразным отходам.Polymerized waste was considered as solid waste. Samples were taken in the surface layer and at a depth of 3.0-12.0 m and were similar in chemical composition to pasty waste.

Claims (6)

1. Способ высокотермического обезвреживания жидких, пастообразных, их смесей и твёрдых отходов, включающий загрузку и сжигание отходов, дожигание газообразных продуктов при подаче воздуха, активированного коронным разрядом, и выброс отходящих газов, отличающийся тем, что после дожигания осуществляют закалку газов с последующей абсорбцией, при этом активацию воздуха коронным разрядом на этапе дожигания осуществляют с режимом 350-450 разрядов в секунду при напряжённости электрического поля до 8 кВ/см и дополнительно подачу воздуха, активированного коронным разрядом, осуществляют при загрузке отходов с режимом воздействия коронного разряда 500-650 разрядов в секунду при напряженности электрического поля до 11 кВ/см, при закалке с режимом воздействия коронного разряда 350-450 разрядов в секунду при напряженности электрического поля до 8 кВ/см, при абсорбции с режимом воздействия коронного разряда 350-450 разрядов в секунду при напряженности электрического поля до 8 кВ/см, при выбросе отходящих газов с режимом воздействия коронного разряда 250-350 разрядов в секунду при напряженности электрического поля до 6 кВ/см.1. A method of high-temperature neutralization of liquid, paste-like mixtures and solid waste, including loading and burning waste, afterburning of gaseous products upon supply of air activated by corona discharge, and exhaust gas discharge, characterized in that after the afterburning, the gases are quenched, followed by absorption, in this case, air activation by corona discharge at the afterburning stage is carried out with a regime of 350-450 discharges per second with an electric field strength of up to 8 kV / cm and, in addition, air supply, activator corona discharge is carried out when loading waste with a corona discharge exposure mode of 500-650 discharges per second with an electric field strength of up to 11 kV / cm, with quenching with a corona discharge exposure mode of 350-450 discharges per second with an electric field strength of up to 8 kV / cm, when absorbed with a corona discharge mode of 350-450 discharges per second with an electric field strength of up to 8 kV / cm, when exhaust gases are emitted with a corona discharge mode of 250-350 discharges per second with an electric field electric field of 6 kV / cm. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что воздух на этапах загрузки отходов и выброса отходящих газов в атмосферу подают непрерывно.2. The method according to p. 1, characterized in that the air at the stages of loading waste and exhaust gas into the atmosphere is fed continuously. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что воздух на этапах дожигания, закалки и абсорбции газов подают импульсно.3. The method according to p. 1, characterized in that the air at the stages of afterburning, quenching and absorption of gases is supplied pulsed. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что сжигание отходов осуществляют при температуре 900-1000 ºС.4. The method according to p. 1, characterized in that the burning of waste is carried out at a temperature of 900-1000 ºС. 5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дожигание газообразных продуктов осуществляют при температуре 1200-1500°С.5. The method according to p. 1, characterized in that the afterburning of gaseous products is carried out at a temperature of 1200-1500 ° C. 6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что закалку газообразных продуктов проводят до температуры порядка 200 С в течение порядка 2 с. 6. The method according to p. 1, characterized in that the quenching of gaseous products is carried out to a temperature of about 200 C for about 2 seconds.
RU2016107223A 2016-03-01 2016-03-01 Method of highly thermal treatment of liquid, paste-like, mixtures thereof and solid wastes RU2614999C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016107223A RU2614999C1 (en) 2016-03-01 2016-03-01 Method of highly thermal treatment of liquid, paste-like, mixtures thereof and solid wastes

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016107223A RU2614999C1 (en) 2016-03-01 2016-03-01 Method of highly thermal treatment of liquid, paste-like, mixtures thereof and solid wastes

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2614999C1 true RU2614999C1 (en) 2017-04-03

Family

ID=58506937

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016107223A RU2614999C1 (en) 2016-03-01 2016-03-01 Method of highly thermal treatment of liquid, paste-like, mixtures thereof and solid wastes

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2614999C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2811430C1 (en) * 2023-04-25 2024-01-11 Илья Моисеевич Островкин Medical waste disposal method

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06123417A (en) * 1992-10-13 1994-05-06 Nippon Steel Corp Stable combustion in incinerator
RU95109510A (en) * 1995-06-06 1997-05-27 В.Д. Дудышев Method of incineration of rubbish and device for realization of this method
RU2286201C2 (en) * 2004-01-20 2006-10-27 Закрытое акционерное общество "ЭКАТ" Method of purification of the gas outbursts and the device for its realization
RU2010152712A (en) * 2010-12-22 2012-06-27 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский авиационный техникум" (RU) METHOD FOR DISPOSAL OF SOLID DOMESTIC WASTE AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION
RU142256U1 (en) * 2013-10-30 2014-06-27 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) EXHAUST GAS CLEANING SYSTEM

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06123417A (en) * 1992-10-13 1994-05-06 Nippon Steel Corp Stable combustion in incinerator
RU95109510A (en) * 1995-06-06 1997-05-27 В.Д. Дудышев Method of incineration of rubbish and device for realization of this method
RU2286201C2 (en) * 2004-01-20 2006-10-27 Закрытое акционерное общество "ЭКАТ" Method of purification of the gas outbursts and the device for its realization
RU2010152712A (en) * 2010-12-22 2012-06-27 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский авиационный техникум" (RU) METHOD FOR DISPOSAL OF SOLID DOMESTIC WASTE AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION
RU142256U1 (en) * 2013-10-30 2014-06-27 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) EXHAUST GAS CLEANING SYSTEM

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2811430C1 (en) * 2023-04-25 2024-01-11 Илья Моисеевич Островкин Medical waste disposal method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5236672A (en) Corona destruction of volatile organic compounds and toxics
Sam-Cwan et al. Removal efficiencies of PCDDs/PCDFs by air pollution control devices in municipal solid waste incinerators
DE602005001614T2 (en) DEVICE AND METHOD FOR Destructing Liquid, Powdery or Gaseous Waste Using Inductively Coupled Plasma
KR20030067241A (en) Method and Apparatus for excluding dioxin and fly ash using high temperature plasma
EP0592418B1 (en) Process and device for detoxifying the exhaust gas from rubbish incineration plants
RU2675897C2 (en) Methods for treating waste gas streams from waste incineration processes
JP6333478B2 (en) Furnace equipment
RU2614999C1 (en) Method of highly thermal treatment of liquid, paste-like, mixtures thereof and solid wastes
US20020074290A1 (en) System and method for treating drinking water
JPH10132241A (en) Method for disposing of waste liquid or exhaust gas
US6503402B2 (en) System and method for treating irrigation water
JP2002153834A (en) Treatment method and treatment equipment for making ash and soil pollution-free
Brandenburg et al. Plasma-based depollution of exhausts: principles, state of the art and future prospects
US9393519B2 (en) Waste disposal
JP2000354737A (en) Device and method for decomposing harmful component
Gervasini et al. Catalytic technology assisted with ionization/ozonization phase for the abatement of volatile organic compounds
RU2077936C1 (en) Method of detoxification of exhaust gas from polycyclic aromatic hydrocarbons
CN1295013C (en) Method and apparatus for cleaning trace chlorine-arene pollutant in fume
RU2676298C1 (en) Chemically polluted liquid fuels ecologically safe utilization method and device for its implementation
KR200280676Y1 (en) System for excluding dioxin and fly ash using high temperature plasma
JP3640111B2 (en) Apparatus and method for removing dioxin from ash melting furnace exhaust gas
US20020071794A1 (en) System and method for treating waste water
RU4587U1 (en) PLASMA-CHEMICAL PLANT FOR DISABILIZING GAS AND LIQUID HALOGENORGANIC WASTE
Prieto et al. Nonthermal plasma reactors and plasma chemistry
JPH1176758A (en) Method and device for treating waste gas

Legal Events

Date Code Title Description
TC4A Change in inventorship

Effective date: 20170724

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180302

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20190221

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200302