RU2700424C1 - Method for utilization of solid chlorine-containing medical waste - Google Patents
Method for utilization of solid chlorine-containing medical waste Download PDFInfo
- Publication number
- RU2700424C1 RU2700424C1 RU2019112629A RU2019112629A RU2700424C1 RU 2700424 C1 RU2700424 C1 RU 2700424C1 RU 2019112629 A RU2019112629 A RU 2019112629A RU 2019112629 A RU2019112629 A RU 2019112629A RU 2700424 C1 RU2700424 C1 RU 2700424C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- temperature
- gaseous
- products
- pyrolysis
- combustion
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L11/00—Methods specially adapted for refuse
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
- B29B17/00—Recovery of plastics or other constituents of waste material containing plastics
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J11/00—Recovery or working-up of waste materials
- C08J11/04—Recovery or working-up of waste materials of polymers
- C08J11/10—Recovery or working-up of waste materials of polymers by chemically breaking down the molecular chains of polymers or breaking of crosslinks, e.g. devulcanisation
- C08J11/18—Recovery or working-up of waste materials of polymers by chemically breaking down the molecular chains of polymers or breaking of crosslinks, e.g. devulcanisation by treatment with organic material
- C08J11/20—Recovery or working-up of waste materials of polymers by chemically breaking down the molecular chains of polymers or breaking of crosslinks, e.g. devulcanisation by treatment with organic material by treatment with hydrocarbons or halogenated hydrocarbons
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
- F23G5/02—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment
- F23G5/027—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment pyrolising or gasifying stage
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/12—Heat utilisation in combustion or incineration of waste
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/62—Plastics recycling; Rubber recycling
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области утилизации медицинских отходов, содержащих органические материалы, в том числе хлорсодержащие и инфицированные.The invention relates to the field of disposal of medical waste containing organic materials, including chlorine-containing and infected.
К наиболее радикальным и универсальным методам обезвреживания инфицированных медицинских отходов, гарантирующих полную ликвидацию инфекционной опасности, относится высокотемпературное обезвреживание, которое обеспечивается различными процессами: сжигание, пиролиз, газификация.The most radical and universal methods of disposal of infected medical waste, guaranteeing the complete elimination of infectious hazards, include high-temperature disposal, which is provided by various processes: burning, pyrolysis, gasification.
Одним из основных требований, предъявляемых к технологиям высокотемпературного обезвреживания хлорсодержащих отходов, является обеспечение условий, максимально предотвращающих возможность образования полихлорированных дибензо-пара-диоксинов и дибензофуранов (диоксинов и фуранов), являющихся высокотоксичными стойкими органическими загрязнителями. Из перечисленных технологий высокотемпературного обезвреживания медицинских отходов наименьшим потенциалом образования диоксинов и фуранов обладают пиролизные технологии.One of the main requirements for high-temperature neutralization of chlorine-containing waste is to ensure conditions that maximally prevent the formation of polychlorinated dibenzo-para-dioxins and dibenzofurans (dioxins and furans), which are highly toxic persistent organic pollutants. Of the above technologies for the high-temperature disposal of medical waste, pyrolysis technologies have the least potential for the formation of dioxins and furans.
Известен способ утилизации медицинских и биологических отходов, предусматривающий загрузку отходов в камеру сжигания механизированным загрузочным устройством через шлюзовой поворотный лоток, совмещение процессов сушки, термического разложения и сжигания за счет того, что отходы подсушивают и частично пиролизуют на поворотном лотке в верхней части камеры утилизации, одновременно сжигая твердый остаток в нижней части камеры. Безопасность выбросов предусматривается за счет огневого обезвреживания газообразных продуктов в камере дожигания, их последующей очистке от твердых включений в циклоне и промывке в мокром скруббере [1].A known method of disposal of medical and biological waste, comprising loading the waste into the combustion chamber with a mechanized loading device through a rotary lock tray, combining the drying, thermal decomposition and burning processes due to the fact that the waste is dried and partially pyrolyzed on the rotary tray in the upper part of the recycling chamber, at the same time burning solid residue at the bottom of the chamber. Emissions safety is provided due to fire neutralization of gaseous products in the afterburner, their subsequent cleaning from solid inclusions in a cyclone and washing in a wet scrubber [1].
Недостатком способа является то, что при совместном сжигании газообразных и твердых продуктов пиролиза сохраняется возможность образования диоксинов. Это объясняется тем, что в продуктах сгорания при одновременном наличии кислорода, соединений хлора и коксовых частиц сохраняются условия повторного образования диоксинов и фуранов в низкотемпературной области (250-450°С) на поверхности частиц и оборудования по гетерогенному каталитическому и некаталитическому механизмам [2, 3].The disadvantage of this method is that with the joint combustion of gaseous and solid pyrolysis products, the possibility of the formation of dioxins remains. This is because in the products of combustion with the simultaneous presence of oxygen, chlorine compounds and coke particles, the conditions for the repeated formation of dioxins and furans in the low-temperature region (250-450 ° C) on the surface of particles and equipment by heterogeneous catalytic and non-catalytic mechanisms are preserved [2, 3 ].
Поэтому, одним из ключевых мероприятий, позволяющих предотвратить саму возможность образования диоксинов, является максимально полное исключение из процесса термического разложения основного компонента - хлора.Therefore, one of the key measures to prevent the very possibility of the formation of dioxins is the most complete exclusion from the process of thermal decomposition of the main component - chlorine.
Известны исследования, показавшие, что удаление хлора из поливинилхлорида (ПВХ-пластиков) возможно в процессе его плавления и первой стадии пиролиза в интервале температур 280-320°С [4].Studies are known that have shown that removal of chlorine from polyvinyl chloride (PVC plastics) is possible during its melting and the first stage of pyrolysis in the temperature range 280-320 ° C [4].
В этих исследованиях использовался лабораторный газожидкостный реактор с псевдоожижением навески измельченного ПВХ потоком нагретого азота. Результаты исследований представляют научный интерес и могут быть частично использованы при реализации предлагаемого изобретения, но использование такого способа дехлорирования при утилизации больших количеств медицинских и биологических отходов в промышленных условиях практически нереально из-за невозможности организации псевдоожижения тяжелых многокомпонентных отходов большим количеством нагретого инертного газа.In these studies, a laboratory gas-liquid reactor was used with a fluidized bed of a portion of shredded PVC by a stream of heated nitrogen. The research results are of scientific interest and can be partially used in the implementation of the present invention, but the use of such a dechlorination method for the disposal of large amounts of medical and biological waste in an industrial environment is almost impossible due to the impossibility of organizing fluidization of heavy multicomponent waste with a large amount of heated inert gas.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ термического разложения отходов, содержащих поливинилхлорид [5]. Способ предусматривает измельчение отходов, их подачу в дегалогенизационный реактор вместе с тяжелой фракцией масла пиролиза, нагревание реакционной смеси до температуры 210-250°С, при которой выделяется и выводится из процесса газообразный галогенизированный водород (HCl), подачу оставшейся в камере смеси в реактор, температура которого повышается до 480-600°С, экстракцию образующейся газообразной смеси углеводородов, ее разделение на фракции, конденсацию и возвращение части тяжелой фракции масла в дегалогенизационный реактор для получения смеси из крошки полимерных отходов и тяжелого масла.Closest to the claimed invention is a method of thermal decomposition of waste containing polyvinyl chloride [5]. The method involves grinding the waste, feeding it into a dehalogenation reactor together with a heavy fraction of pyrolysis oil, heating the reaction mixture to a temperature of 210-250 ° C, at which gaseous halogenated hydrogen (HCl) is released and removed from the process, feeding the mixture remaining in the chamber into the reactor, the temperature of which rises to 480-600 ° C, the extraction of the resulting gaseous mixture of hydrocarbons, its separation into fractions, condensation and the return of part of the heavy oil fraction to a dehalogenation reactor to obtain mixture of crumbs of polymer waste and heavy oil.
Недостатком способа является то, что он предусматривает цикличное проведение процесса с длительным пребыванием веществ на разных стадиях процесса, необходимость использования систем конденсации и фракционирования для получения тяжелой фракции масла и ориентирование всего процесса, в первую очередь, на получение продукта, предназначенного для получения энергии, а не на уничтожение отходов.The disadvantage of this method is that it provides for a cyclic process with a long stay of substances at different stages of the process, the need to use condensation and fractionation systems to obtain a heavy oil fraction and the orientation of the whole process, primarily to obtain a product intended for energy, and not for waste disposal.
Недостатками способа является также необходимость использования «внешнего» топлива для проведения процесса, отсутствие систем огневого обезвреживания и дополнительной очистки дымовых газов.The disadvantages of the method is the need to use "external" fuel for the process, the lack of fire neutralization systems and additional purification of flue gases.
Техническим результатом, на решение которого направлено данное изобретение, является создание условий, максимально исключающих возможность образования диоксинов (ПХДД/Ф), обеспечение экологически безопасных выбросов, получение материалов, пригодных для очистки дымовых газов и обеспечение автотермичности процесса за счет собственных энергоресурсов.The technical result to which this invention is directed is to create conditions that exclude the possibility of the formation of dioxins (PCDD / F) as much as possible, ensure environmentally friendly emissions, obtain materials suitable for flue gas purification, and ensure the process is autothermal due to its own energy resources.
Технический результат достигается за счет того, что отходы подвергают термическому разложению в двух размещенных в камере обогрева и расположенных друг над другом низкотемпературной и высокотемпературной камерах термического разложения (КТР) в условиях движущегося сверху - вниз слоя твердого материала, скорость движения которого задают регулятором движения твердого материала. Регулятором движения материала, расположенным под нижней КТР, могут быть механизмы непрерывного или дискретного действия. Обе камеры термического разложения обогреваются снаружи теплом от сжигания газообразных продуктов пиролиза, выведенных из высокотемпературной КТР, температура в которой не превышает 600°С. Температура в низкотемпературной КТР не превышает 350°С. Газообразные продукты, выведенные из низкотемпературной КТР промывают водным щелочным раствором, а несконденсировавшиеся при промывке газообразные продукты сжигают совместно с основной частью газообразных продуктов пиролиза. Образующиеся при сжигании газообразных продуктов пиролиза дымовые газы охлаждают в теплообменнике, очищают в системе газоочистки и выводят в атмосферу. Твердый остаток выводят из высокотемпературной КТР отдельно от газообразных продуктов, отделяют неорганические включения, а коксовый остаток газифицируют перегретым при атмосферном давлении водяным паром при температуре 800-900°С до полного или частичного исчерпания углерода. Остающийся после газификации примерно 50% углерода активированный уголь используют для доочистки дымовых газов, а образующийся при газификации горючий водяной (синтез) газ освобождают от паров воды, компримируют и направляют на сжигание в генератор электроэнергии.The technical result is achieved due to the fact that the waste is subjected to thermal decomposition in two low-temperature and high-temperature thermal decomposition chambers (KTR) located in the heating chamber and located one above the other under conditions of a layer of solid material moving from top to bottom, the speed of which is set by the motion controller of the solid material . The regulator of the movement of material located under the lower CTE can be continuous or discrete mechanisms. Both thermal decomposition chambers are heated from the outside by heat from the combustion of gaseous pyrolysis products removed from the high-temperature KTP, the temperature in which does not exceed 600 ° C. The temperature in the low-temperature KTP does not exceed 350 ° C. Gaseous products removed from the low-temperature KTP are washed with an aqueous alkaline solution, and gaseous products that are not condensed during washing are burned together with the main part of the gaseous pyrolysis products. The flue gases generated during the combustion of gaseous pyrolysis products are cooled in a heat exchanger, cleaned in a gas purification system and vented to the atmosphere. The solid residue is removed from the high-temperature KTP separately from the gaseous products, inorganic inclusions are separated, and the coke residue is gasified with water vapor superheated at atmospheric pressure at a temperature of 800-900 ° С until the carbon is completely or partially exhausted. The activated carbon remaining after gasification of approximately 50% of carbon is used for the post-treatment of flue gases, and the combustible water (synthesis) gas formed during gasification is freed from water vapor, compressed and sent to the electric power generator for burning.
Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежом на фиг. 1, где представлена принципиальная схема процесса и чертеж установки, реализующей способ.The essence of the proposed technical solution is illustrated by the drawing in FIG. 1, which shows a schematic diagram of a process and a drawing of an installation that implements the method.
Установка содержит шлюзовое загрузочное устройство 1, загрузочный бункер 2, низкотемпературную камеру термического разложения (КТР) 3 и высокотемпературную КТР 4, снабженные внешним спиральным газоходом 5 и размещенные в камере обогрева 6 с горелочным устройством 7, горелкой розжига 8 и воздушным регулятором температуры 9, регулятором движения твердого материала 10; мокрый скруббер 11, камеру сжигания 12, сепаратор твердых включений 13, газификатор 14, теплообменник 15 с пароперегревателем 16 и системой отвода тепла 17, генератор электроэнергии 18, систему газоочистки 19, дымосос 20. Газификатор 14 снабжен конденсатором водяного пара 21.The installation comprises a
Технологический процесс осуществляют следующим образом: При первом пуске всю систему, начиная от регулятора движения твердого материала 10 до заданного уровня в загрузочном бункере 2 заполняют инертным материалом (песком), который в дальнейшем, в ходе технологического процесса заменяется твердыми продуктами пиролиза (полукоксом) и отходами. Движение материала в направлении сверху - вниз осуществляют и регулируют регулятором движения твердого материала 10.The technological process is carried out as follows: At the first start-up, the entire system, starting from the regulator of movement of
Камеру обогрева 6 и КТР 3, 4 предварительно разогревают с помощью горелки розжига 8. Медицинские отходы (МО) через шлюзовое загрузочное устройство 1 подают в загрузочный бункер 2 из которого они поступают в низкотемпературную КТР 3, температура в которой поддерживается на уровне не выше 350°С изменением расхода воздуха, подаваемого воздушным регулятором температуры 9 в верхнюю часть камеры обогрева 6. По мере движения отходов сверху - вниз они нагреваются и из них выделяется парогазовая смесь ПГС1, включающая водяной пар, газы (СО2, СО, H2S, NH3) и газообразный галогенизированный водород (HCl). Газообразные продукты, выведенные из секции 3, нейтрализуют водным щелочным раствором (ЩР) в скруббере 11, а неконденсируемые при промывке газообразные продукты сжигают совместно с основной частью парогазовой смеси ПГС2, образовавшейся в высокотемпературной секции 4, в факеле горелочного устройства камеры сжигания 12 при температуре 1000-1350°С. Другую часть газообразных парогазовых продуктов, образовавшихся в высокотемпературной секции 4, сжигают в горелочном устройстве 7 обогревательной камеры 6 при температуре 1000-1350°С, обеспечивая поддержание теплового баланса процесса пиролиза. Газообразные продукты пиролиза из высокотемпературной секции 4 сжигают в горелочном устройстве 7 и камере сжигания 12. Твердый остаток пиролиза (ТО) выводят отдельно от газообразных продуктов, выделяют из него неорганические включения (НО), а оставшийся коксовый остаток (КО) подвергают паровой газификации при атмосферном давлении в газификаторе 14 при температуре 800-900°С до полного или частичного исчерпания углерода. Необходимый для газификации высокотемпературный пар (ВП) получают в проточном парогенераторе 16, размещенном в теплообменнике 15. Образующийся при газификации влажный горючий газ (ВГГ) обезвоживают в конденсаторе 21, компримируют и направляют на сжигание в генератор электроэнергии 18. Как вариант, образующийся при пиролизе коксовый остаток (КО) газифицируют ВП при температуре 800-900°С и атмосферном давлении до исчерпания только половины углерода, а остающийся активированный уголь (АУ) используют для очистки дымовых газов (ДГ). Образующиеся при сжигании газообразных продуктов пиролиза ДГ охлаждают в теплообменнике 15, очищают в системе газоочистки 19 и с помощью дымососа 20 выводят в атмосферу.The
Практическая достижимость предлагаемого способа иллюстрируется следующими примерами:The practical reachability of the proposed method is illustrated by the following examples:
1. Пример дехлорирования [4].1. An example of dechlorination [4].
Опыты проводились в экспериментальной установке, состоящей из реактора псевдоожиженного слоя с электрическим нагревом, систем контроля температуры и подачи газа N2 и поглотителя выделяющегося газа раствором NaOH. Образцами, используемыми для исследования, были гранулы ПВХ диаметром 2-3 мм. Для проверки влияния добавок были также исследованы обрезки трубок из ПВХ размером 2-3 мм.The experiments were carried out in an experimental setup consisting of a fluidized bed reactor with electric heating, temperature control systems and N 2 gas supply and an absorber of evolved gas with a NaOH solution. The samples used for the study were granules of PVC with a diameter of 2-3 mm. To check the effect of additives, we also studied the trimming of PVC pipes 2-3 mm in size.
Элементный состав исходного сырья представлен в таблице 1.The elemental composition of the feedstock is presented in table 1.
По результатам исследований сделан вывод о том, что при нагреве до 350°С потеря массы составляет 65%, в том числе 86,4% исходной массы HCl.According to the results of studies, it was concluded that when heated to 350 ° C, the mass loss is 65%, including 86.4% of the initial mass of HCl.
2. Пример дехлорирования (АО «ЭНИН»).2. An example of dechlorination (JSC ENIN).
Проведены эксперименты по термогравиметрии ПВХ в инертном газе (азот) на приборе термохимического анализа Netzsch STA 449 F3.Thermogravimetric experiments on PVC in an inert gas (nitrogen) were carried out on a Netzsch STA 449 F3 thermochemical analysis device.
В качестве образцов для исследования были выбраны полихлорвиниловые трубки (ТУ 9393-018-00149535-2003), входящие в системы переливания крови, являющиеся составной частью медицинских отходов класса Б. Полихлорвиниловые трубки изготавливаются из гранулированного пластиката, включающего стабилизаторы и модифицирующие добавки, содержащие соединения кальция, цинка и патентованные пластификаторы.Polyvinyl chloride tubes (TU 9393-018-00149535-2003) included in blood transfusion systems, which are an integral part of class B medical waste, were selected as samples for research. Polyvinyl chloride tubes are made of granular plastic compound, including stabilizers and modifying additives containing calcium compounds , zinc and proprietary plasticizers.
Нагрев образца в эксперименте проводили поэтапно: до 250, 300 и 350°С. На каждом этапе газы пиролиза пропускали через систему поглотителей, в которых затем определялось количество поглощенного хлористого водорода и рассчитывалось количество хлора. Установлено, что при нагреве до 250°С выделяется около 10% от общего содержания хлора в исходном образце, в диапазоне температур 250-300°С выделяется 37% хлора, при достижении температуры 350°С суммарная масса высвобождаемого хлора соответствует 88,4% от исходного содержания в образце.The sample was heated in the experiment in stages: up to 250, 300, and 350 ° C. At each stage, the pyrolysis gases were passed through a system of absorbers, in which the amount of absorbed hydrogen chloride was then determined and the amount of chlorine was calculated. It was found that when heated to 250 ° C, about 10% of the total chlorine content in the initial sample is released, 37% of chlorine is released in the temperature range 250-300 ° C, and when the temperature reaches 350 ° C, the total mass of chlorine released corresponds to 88.4% of initial content in the sample.
3. Пример газификации полукокса с получением из него активированного угля (АО «ЭНИН»).3. An example of gasification of semicoke with obtaining activated carbon from it (JSC "ENIN").
Газификация производилась в режиме слоя взвешенного «острой» струей перегретого водяного пара. В газификатор, размещенный в нагревательной печи, помещали порцию полукокса, которую нагревали до температуры 500-600°С и сверху на слой полукокса подавали поток водяного пара, нагретого до 800-900°С при атмосферном давлении. Подача струи водяного пара на поверхность слоя полукокса обеспечивает его перевод в состояние взвешенного слоя, что создает условия для интенсивного тепло- и массопереноса. Частицы полукокса быстро прогреваются до требуемой температуры, углерод вступает во взаимодействие с водяным паром по реакции С+H2O=СО+Н2 с получением водяного (синтез) газа. Длительность процесса газификации зависит от температуры и соотношения пар/полукокс.Gasification was carried out in the mode of a layer suspended by a "sharp" stream of superheated water vapor. A portion of the semi-coke was placed in a gasifier placed in a heating furnace, which was heated to a temperature of 500-600 ° C and a stream of water vapor heated to 800-900 ° C at atmospheric pressure was supplied from above to the semi-coke layer. The supply of a jet of water vapor to the surface of the semicoke layer ensures its transfer to the state of the suspended layer, which creates conditions for intense heat and mass transfer. Particles of semicoke quickly warm up to the required temperature, carbon interacts with water vapor by the reaction C + H 2 O = CO + H 2 to produce water (synthesis) gas. The duration of the gasification process depends on temperature and the vapor / semi-coke ratio.
Результаты опытов представлены в таблице 2.The results of the experiments are presented in table 2.
Условные обозначения:Legend:
α - степени газификации при активации;α - degree of gasification during activation;
П - прочность;P - strength;
ρнас - насыпная плотность;ρ us - bulk density;
V∑ - суммарный объем пор;V ∑ is the total pore volume;
WS - объем сорбирующих пор;W S is the volume of sorbing pores;
VMA - объем микропор.V MA - micropore volume.
Из анализа результатов следует, что при прекращении процесса на уровне значения степени газификации ~ 50% коксовый остаток представляет собой достаточно качественный активированный уголь. При дальнейшем нагреве происходит увеличение доли макропор за счет выгорания стенок пористой структуры коксовой частицы, и при определенной продолжительности процесса степень газификации углерода составит 100%.From the analysis of the results it follows that when the process is terminated at a level of gasification degree of ~ 50%, the coke residue is a fairly high-quality activated carbon. With further heating, the proportion of macropores increases due to the burning of the walls of the porous structure of the coke particle, and with a certain duration of the process, the degree of carbon gasification will be 100%.
Таким образом:In this way:
Задача обеспечения экологической безопасности окружающей среды в предлагаемом способе достигается за счет того, что:The task of ensuring environmental safety of the environment in the proposed method is achieved due to the fact that:
- На первой стадии пиролиза, предшествующей термическому разложению основной массы твердой органики из отходов в газовую фазу помимо водяного пара и неорганических газов (СО2, СО, H2S, NH3), выводится основная масса хлора в виде HCl, что, в значительной степени, исключает возможность образования ПХДЦ/Ф на последующих стадиях процесса и обогащает ПГС, получаемую на второй стадии пиролиза. При дальнейшем пиролизе в интервале температуры 350-600°С оставшаяся часть хлора выходит с основной массой летучих горючих продуктов, которые сгорают в факеле горелочного устройства, а соединения хлора улавливаются и нейтрализуются щелочным раствором в скруббере.- In the first stage of pyrolysis, preceding the thermal decomposition of the bulk of solid organics from waste into the gas phase, in addition to water vapor and inorganic gases (CO 2 , CO, H 2 S, NH 3 ), the bulk of chlorine is discharged in the form of HCl, which, to a large extent, degree, eliminates the possibility of the formation of PCDC / F in the subsequent stages of the process and enriches the CBC obtained in the second stage of pyrolysis. With further pyrolysis in the temperature range 350-600 ° C, the remaining chlorine leaves with the bulk of the volatile combustible products that burn in the torch of the burner, and the chlorine compounds are trapped and neutralized with an alkaline solution in a scrubber.
- Выделяющиеся на второй стадии пиролиза отходов газообразные углеводородные продукты в виде концентрированной ПГС сжигаются при температуре 1000-1350°С, что гарантирует огневое обезвреживание продуктов горения.- Gaseous hydrocarbon products released in the second stage of waste pyrolysis in the form of concentrated ASG are burned at a temperature of 1000-1350 ° C, which ensures fire neutralization of combustion products.
- Принципиально важным является то, что максимально дехлорированный твердый остаток пиролиза, содержащий углерод и продукты уплотнения органического вещества отходов, отделяется от парогазовой смеси, в связи с чем в значительной степени ликвидируется основа для образования диоксинов при охлаждении продуктов сгорания в области температур 250-450°С;- It is fundamentally important that the maximum dechlorinated solid pyrolysis residue containing carbon and the waste products organic matter compaction is separated from the vapor-gas mixture, and therefore the base for the formation of dioxins during cooling of the combustion products in the temperature range of 250-450 ° C is eliminated. FROM;
- Комплексная очистка дымовых газов в системе газоочистки в конечном счете обеспечивает их экологическую безопасность.- Integrated flue gas treatment in the gas cleaning system ultimately ensures their environmental safety.
Паровая газификация коксового остатка пиролиза при температуре 800-900°С и необходимой продолжительности позволяет полностью израсходовать коксовый остаток по реакции С+H2O=СО+Н2 с получением водяного (синтез) газа, который после очистки от водяных паров используется для получения электроэнергии.Steam gasification of the coke residue of pyrolysis at a temperature of 800-900 ° C and the required duration allows the coke residue to be completely consumed by the reaction C + H 2 O = CO + H 2 to produce water (synthesis) gas, which after purification from water vapor is used to generate electricity .
Неполная паровая газификация позволяет получать коксовый остаток в виде активированного угля, который может быть использован для доочистки дымовых газов.Incomplete steam gasification allows to obtain coke residue in the form of activated carbon, which can be used for post-treatment of flue gases.
Задача получения экономического эффекта достигается за счет использования в качестве энергоносителя теплового потенциала утилизируемых отходов, что позволяет обеспечивать автотермичность процесса, так как использовать внешнее топливо необходимо только для пуска и разогрева установки. Экономический эффект достигается также за счет получения водяного (синтез) газа, который после очистки от водяных паров используется для получения электроэнергии. Экономический эффект достигается также за счет уменьшения металлоемкости теплообменника и удешевления системы газоочистки за счет использования собственного активированного угля, а также за счет повышения срока службы оборудования из-за снижения коррозионной активности газовых потоков.The objective of obtaining an economic effect is achieved by using the heat potential of utilized waste as an energy carrier, which allows for the process to be autothermal, since the use of external fuel is necessary only for starting and heating the installation. The economic effect is also achieved by producing water (synthesis) gas, which, after purification from water vapor, is used to generate electricity. The economic effect is also achieved by reducing the metal consumption of the heat exchanger and lowering the cost of the gas cleaning system by using its own activated carbon, as well as by increasing the service life of the equipment due to a decrease in the corrosion activity of gas flows.
Таким образом, совокупность указанных существенных признаков обеспечивает экологически безопасную термическую утилизацию хлорсодержащих медицинских отходов путем создания условий, максимально исключающих возможность образования диоксинов (ПХДД/Ф), делает возможным получение собственного средства (активированного угля) для доочистки дымовых газов и обеспечивает автотермичность процесса за счет собственных энергоресурсов.Thus, the combination of these essential features ensures an environmentally friendly thermal disposal of chlorine-containing medical waste by creating conditions that exclude the possibility of the formation of dioxins (PCDD / F) as much as possible, makes it possible to obtain one’s own agent (activated carbon) for the post-treatment of flue gases and ensures the process is autothermal due to its own energy resources.
Источники информации:Information sources:
1. Патент РФ №2645057. Способ утилизации медицинских и биологических отходов.1. RF patent No. 2645057. The method of disposal of medical and biological waste.
2. Ballschmiter K., Swerev М. // Z. Anal. Chem. - 1987. - V. 328. - Р. 125-127.2. Ballschmiter K., Swerev M. // Z. Anal. Chem. - 1987. - V. 328. - R. 125-127.
3. Shaub W.M., Tsang W. Physical and Chemical Properties of Dioxins in Relation to the their Disposal.// Human and Environmental Risks of Chlorinated Dioxins and Related Compounds. - N-Y:Plenum Press, 1983. - P. 731-748.3. Shaub W. M., Tsang W. Physical and Chemical Properties of Dioxins in Relation to the their Disposal. // Human and Environmental Risks of Chlorinated Dioxins and Related Compounds. - N-Y: Plenum Press, 1983. - P. 731-748.
4. G. Yan, D. Chen, L. In, Z. Wang, L. Zhao, J. Y. Wang. High efficiency chlorine removal from polyvinyl chloride (PVC) pyrolysis with a gas-liquid fluidized bed reactor. //Waste Manag., 2014, Jun 14, 34(6), pp. 1045-1050.4. G. Yan, D. Chen, L. In, Z. Wang, L. Zhao, J. Y. Wang. High efficiency chlorine removal from polyvinyl chloride (PVC) pyrolysis with a gas-liquid fluidized bed reactor. // Waste Manag., 2014,
5. Патент РФ №2556934. Способ термического разложения отходов, содержащих поливинилхлорид.5. RF patent No. 2556934. The method of thermal decomposition of waste containing polyvinyl chloride.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019112629A RU2700424C1 (en) | 2019-04-25 | 2019-04-25 | Method for utilization of solid chlorine-containing medical waste |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019112629A RU2700424C1 (en) | 2019-04-25 | 2019-04-25 | Method for utilization of solid chlorine-containing medical waste |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2700424C1 true RU2700424C1 (en) | 2019-09-17 |
Family
ID=67989907
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019112629A RU2700424C1 (en) | 2019-04-25 | 2019-04-25 | Method for utilization of solid chlorine-containing medical waste |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2700424C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111121050A (en) * | 2019-11-29 | 2020-05-08 | 湖州森诺环境科技有限公司 | Garbage fly ash dioxin removal system and treatment method thereof |
RU2807335C1 (en) * | 2023-05-11 | 2023-11-14 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина" (ИГЭУ) | Installation for thermal decomposition of partially prepared solid organic waste |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1120009A1 (en) * | 1976-05-03 | 1984-10-23 | Государственный Научно-Исследовательский Энергетический Институт Им.Г.М.Кржижановского | Method of heat treatment of dust like solid fuel |
RU2338122C1 (en) * | 2007-03-20 | 2008-11-10 | Ооо "Вп-Сервис" | Method for recycling of wastes that contain organics |
RU2464294C2 (en) * | 2010-11-08 | 2012-10-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Казанский научный центр Российской академии наук (КазНЦ РАН) | Method of complex thermochemical solid fuel processing with serial discharge of division products |
RU2556934C2 (en) * | 2010-08-26 | 2015-07-20 | Ахд Вадьонкезелё Эш Таначадо Кфт, | Method for thermal decomposition of polyvinylchloride waste |
RU2645057C1 (en) * | 2016-11-22 | 2018-02-15 | Акционерное общество "Энергетический институт им. Г.М. Кржижановского" | Method of recycling medical and biological waste |
RU2684263C1 (en) * | 2018-10-31 | 2019-04-04 | Акционерное общество "Энергетический институт им. Г.М. Кржижановского" (АО "ЭНИН") | Method of recycling solid medical wastes |
-
2019
- 2019-04-25 RU RU2019112629A patent/RU2700424C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1120009A1 (en) * | 1976-05-03 | 1984-10-23 | Государственный Научно-Исследовательский Энергетический Институт Им.Г.М.Кржижановского | Method of heat treatment of dust like solid fuel |
RU2338122C1 (en) * | 2007-03-20 | 2008-11-10 | Ооо "Вп-Сервис" | Method for recycling of wastes that contain organics |
RU2556934C2 (en) * | 2010-08-26 | 2015-07-20 | Ахд Вадьонкезелё Эш Таначадо Кфт, | Method for thermal decomposition of polyvinylchloride waste |
RU2464294C2 (en) * | 2010-11-08 | 2012-10-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Казанский научный центр Российской академии наук (КазНЦ РАН) | Method of complex thermochemical solid fuel processing with serial discharge of division products |
RU2645057C1 (en) * | 2016-11-22 | 2018-02-15 | Акционерное общество "Энергетический институт им. Г.М. Кржижановского" | Method of recycling medical and biological waste |
RU2684263C1 (en) * | 2018-10-31 | 2019-04-04 | Акционерное общество "Энергетический институт им. Г.М. Кржижановского" (АО "ЭНИН") | Method of recycling solid medical wastes |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111121050A (en) * | 2019-11-29 | 2020-05-08 | 湖州森诺环境科技有限公司 | Garbage fly ash dioxin removal system and treatment method thereof |
RU2807335C1 (en) * | 2023-05-11 | 2023-11-14 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина" (ИГЭУ) | Installation for thermal decomposition of partially prepared solid organic waste |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0764196B1 (en) | Improved pyrolytic conversion of organic feedstock and waste | |
US20220411698A1 (en) | A method and system for pyrolysis | |
RU2763026C2 (en) | Furnace | |
EA023478B1 (en) | Waste management system | |
BRPI0606737B1 (en) | method for reforming steam carbonaceous material | |
CN106398771A (en) | Solid organic waste gasifying process capable of reducing dioxin emission | |
RU2700424C1 (en) | Method for utilization of solid chlorine-containing medical waste | |
JP5721832B2 (en) | Process for pyrolysis of PVC and other waste containing halogen containing polymer waste | |
JP2004209314A (en) | Treatment method and treatment apparatus of waste or the like by superheated steam | |
RU2684263C1 (en) | Method of recycling solid medical wastes | |
CN101883746A (en) | Method for the production of calcium carbide on an industrial scale in an electric low-shaft furnace | |
JP3731678B2 (en) | Waste volume reduction treatment method | |
US20190276746A1 (en) | Plasma arc carbonizer | |
JPH11199215A (en) | Production of activated carbon from refuse-derived fuel | |
RU2359007C1 (en) | Method of receiving of hydrocarbon fuel, technological hydrogen and carbon-base materials from biomass | |
CN114410325A (en) | Resourceful treatment process and device for organic waste | |
CN212770570U (en) | A segmentation processing system for chlorine-containing waste plastic | |
KR102081956B1 (en) | Apparatus for pyrolyzing waste | |
RU2696231C1 (en) | Method of recycling carbon-containing materials | |
JP7056793B1 (en) | Waste treatment equipment and waste treatment method | |
JP2005179509A (en) | Method of heating | |
RU2711422C1 (en) | Unit for recycling solid medical wastes | |
CN206861547U (en) | A kind of device for the processing sludge that burnt based on heat accumulating type chemical chain | |
US20240141235A1 (en) | Hydrogen production system and hydrogen production method using biochar oven | |
SK278524B6 (en) | Disposal method for waste and device for carrying out this method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20200313 Effective date: 20200313 |