RU2730304C1

RU2730304C1 - Способ утилизации масло-нефтесодержащих отходов, замасленной окалины, отходов коксохимического производства

Info

Publication number: RU2730304C1
Application number: RU2019107878A
Authority: RU
Inventors: Исмагил Шакирович Хуснутдинов; Сулейман Исмагилович Хуснутдинов; Анастасия Андреевна Алексеева; Владимир Юрьевич Бажин; Олег Александрович Дубовиков; Леопольд Шенк Иоганн
Original assignee: Исмагил Шакирович Хуснутдинов; Сулейман Исмагилович Хуснутдинов
Priority date: 2019-03-19
Filing date: 2019-03-19
Publication date: 2020-08-21

Abstract

Изобретение относится к способу утилизации масло-нефтесодержащих отходов, замасленной окалины, отходов коксохимического производства. Способ включает осушку, капсулирование масляной, углеводородной, органической частей отходов или их смеси, перевод отходов в порошкообразный сыпучий вид путем смешения с активным минеральным компонентом, инертным минеральным компонентом или их смесью, вдувание полученного порошкообразного сыпучего продукта в фурмы металлургических печей для получения чугуна отдельным потоком или вместе с пылеугольным, газообразным или жидким топливом или сжигание в печах, оснащенных горелками для пылевидного топлива, отдельным потоком или вместе с пылеугольным, газообразным или жидким топливом. Активный минеральный компонент представляет собой известь, цемент, гипс, цементный клинкер или их смесь. Технический результат заключается в утилизации многотоннажных техногенных отходов, использовании энергетического потенциала органической части техногенных отходов, снижении экологической нагрузки. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Способ утилизации масло-нефтесодержащих отходов, из ряда замасленная окалина, жидкие маслосодержащие шламы, отходы коксохимического производства.

Заявленное техническое решение в целом относится к области технологии переработки широкого спектра отходов, содержащих смеси органических, неорганических материалов, воды, механических и/или биологических примесей, образующихся в промышленности и/или производстве в добывающих и перерабатывающих отраслях промышленности, сельском хозяйстве, системе транспортных коммуникаций, системе муниципального и/или жилищно-коммунального хозяйства. Характерной особенностью заявленного способа является его универсальность и возможность переработки широкого спектра отходов производства, реализованного за счет оригинального подхода и особенностей заявленного технического решения.

На дату представления заявочных материалов во многих отраслях промышленности существенной проблемой для многих предприятий металлургической, нефтеперерабатывающей, нефтедобывающей отраслей, биологических очистных сооружений промышленных предприятий и муниципалитетов является образование значительного количества маслонефтесодержащих отходов, осложненных наличием механических примесей, продуктов бактериального разложения, воды, в том числе замасленная окалина, жидкие маслосодержащие шламы, отходы коксохимического производства, биологических очистных сооружений, нефтяные шламы (твердые, вязкотекучие, жидкие), и т.д.

При этом существенной проблемой для биологических очистных сооружений является накопление избыточного количества активного ила, который в настоящее время квалифицировано не утилизируется и часто складируется в специально отведенных местах, загрязняя окружающую среду или сжигается с выделением вредных выбросов и золы, которая также может быть источником загрязнения, так как может содержать неутилизируемые отходы, такие как соли тяжелых металлов и т.п.

Кроме того, большой проблемой является утилизация отходов животноводческих и птицеводческих комплексов, которые также накапливаются и наносят вред окружающей среде.

Объемы образования и накопления указанных отходов (далее по тексту - Техногенные отходы) суммарно исчисляются миллионами тонн для таких стран, как Россия и сотнями миллионов тонн во всем мире.

В то же время данные отходы, в случае создания эффективной и, главное, доступной технологии могут стать серьезным сырьевым источником как в углеводородной части, так и в части металлов. Ярким примером таких Техногенных сырьевых источников являются: замасленная окалина прокатных цехов металлургических предприятий, шламы разложение смазочно-охлаждающей жидкости металлургических предприятий, шламы нефтедобывающих предприятий и т.д.

Следует отметить, что компоненты Техногенных отходов могут рассматриваться не только как топливо или сырье, но и как добавки, улучшающие процессы горения пылеугольного топлива. Масляная (углеводородная, органическая) часть Техногенных отходов может быть использована для регулирования скорости горения пылеугольного топлива и регулировки содержания в нем летучих компонентов. Содержание мелкодисперсного оксида железа и оксидов других металлов в Техногенных отходах позволяет использовать эти оксиды как катализаторы, снижающие температуру воспламенения пылеугольного топлива.

Техногенные отходы не находят применения в промышленности и накапливаются на территории промышленных и аграрных предприятий, муниципалитетов и местах складирования.

В связи с изложенным существует актуальная проблема по переработке Техногенных отходов, т.к. указанные отходы весьма трудно поддаются переработке, при этом в случае высокой целесообразности переработка тем не менее ведется с использованием весьма дорогостоящего оборудования и/или с использованием дорогостоящих технологий и/или с применением специальных, в некоторых случаях токсичных и/или агрессивных, материалов, например, таких, как щёлочи, кислоты, растворители, эмульгаторы, деэмульгаторы и т.п. При этом, к сожалению, при переработке одних видов отходов образуются другие виды отходов, которые зачастую не менее, а иногда и более вредны для окружающей среды, экологического благополучия и т.п. Например, при сжигании масляных или нефтяных отходов в атмосферу попадают окислы серы, азота, продукты разложения органических веществ и/или углеводородов с образованием таких токсических веществ, как кислые окислы, токсичные органические вещества. Хранение подобных отходов также приводит к загрязнению вод и земельных массивов.

Исследованный заявителем уровень науки и техники показал, что выявленные способы утилизации такого широкого массива маслосодержащих и органических отходов (замасленной окалины, жидких маслосодержащих шламов), отходов коксохимического производства (твердых, вязкотекучих и жидких), избыточного активного ила биологических очистных установок, отходов животноводства и птицеводства, имеющих различные составы и образующиеся в различных видах производств, обладают теми или иными иногда весьма существенными недостатками, которые препятствуют широкомасштабному их использованию по назначению.

Из исследованного уровня техники заявителем выявлено изобретение по патенту DE10323902 «Топливная смесь для подачи в выдувное производство при производстве чугуна в доменной печи и процесс производства и подачи топливной смеси», сущностью которого является топливная система для заполнения выдувной формы в доменной печи при производстве чугуна, с одним углеродным носителем, который подается в доменную печь вместе с горячим воздухом и/или кислородом методом пылеугольного вдувания, отличающийся тем, что предварительно восстановленное железо смешивается с углеродным носителем. Сущность изобретения заключается также в смешении и помоле окалины с пылеугольным топливом и вдувание в фурмы доменной печи без предварительной подготовки техногенных отходов (т.е. без осушки и капсулирования углеводородной (масляной) части.

Недостатками известного технического решения является:

- отсутствие предварительной подготовки техногенных отходов и перевод их в порошкообразное, сыпучее, транспортабельное состояние;

- невозможность вдувания отходов в доменную печь в отдельности от пылеугольного, газообразного, жидкого топлива;

- невозможность вдувания отходов без смешения с твердыми углеродистыми материалами;

- невозможность перерабатывать отходы, не содержащие оксидов железа и с повышенным содержанием водной и углеводородной (масляной) части, т. е. такие отходы, как шламы разложения смазочно-охлаждающих жидкостей, отходов коксохимического производства, отходы нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленностей;

- невозможность создания отдельного процесса для сжигания подготовленных техногенных отходов без использования доменной печи;

- известное техническое решение предусматривает ограничения по содержанию воды в перерабатываемом отходе, а также требует сушку полученной смеси горячими газами, что приводит к повышенным энергетическим затратам при подготовке отходов к сжиганию.

Из исследованного уровня техники заявителем выявлено изобретение по патенту РФ № 2106891 «Способ утилизации отходов прокатного производства», сущностью которого является способ утилизации отходов прокатного производства, содержащих смесь замасленной окалины с водой, включающий термическую обработку с нагревом до 80 – 98 °С и выдержкой при этой температуре в течение 24 - 50 ч, отделение отстоя и его последующую переработку, отличающийся тем, что перед термической обработкой смесь отстаивают в течение 50 - 150 ч с удалением первичного отстоя, а переработку ведут путем смешивания с окисью кальция в порошкообразном, сыпучем состоянии при соотношении масс окиси кальция и отстоя 0,9 - 1,3 : 1 и температуре отстоя 80 – 110°С, после чего смесь термостатируют в течение 12 - 16 ч.

Изобретение относится к металлургической промышленности и может быть использовано для утилизации посредством агломерации смеси замасленной окалины с водой, образующейся при горячей прокатке стальных полос.

- отстой не обеспечивает достаточного отделения масла и воды;

- длительность процесса и большие габаритные размеры отстойных ванн;

- применение смеси частично обезвоженной замасленной окалины с известью как сырья установок агломерации, сопровождающееся неполным сгоранием углеводородов и выбросом в атмосферу дымовых газов с высоким содержанием несгоревших углеводородов и продуктов разложения;

- не позволяет утилизировать замасленную окалину без экологического ущерба для атмосферы;

- не позволяет утилизировать жидкие маслосодержащие шламы, отходы коксохимического производства, избыточный активный ил.

Из исследованного уровня техники заявителем выявлено изобретение по патенту РФ № 174841 «Устройство для очистки окалины от масляных загрязнений». Сущностью известного технического решения является устройство для очистки окалины от масляных загрязнений, содержащее цилиндрический реактор для нагрева замасленной окалины высокотемпературными газами, сообщенный с одним из концевых участков корпуса реактора узел загрузки окалины, расположенный у концевого участка корпуса реактора узел выгрузки окалины, при этом узел загрузки окалины и узел выгрузки окалины выполнены с возможностью герметичного перекрытия их проходных отверстий, отличающееся тем, что реактор снабжен сообщенным с корпусом реактора первым патрубком, выполненным с возможностью соединения с магистралью подвода высокотемпературных газов для нагрева окалины, сообщенным с корпусом реактора вторым патрубком, выполненным с возможностью соединения с магистралью отвода высокотемпературных газов и паров масла из корпуса реактора, и валом с лопастями, установленным с возможностью вращения в корпусе реактора для продвижения окалины внутри корпуса реактора от одного его концевого участка к другому концевому участку, при этом узел выгрузки окалины сообщен с корпусом реактора.

Недостатком известного технического решения является высокий расход топлива на нагрев, особенно для сырья с высоким содержаниям масла и воды, образование паров масел, требующих дальнейшей конденсации и отделения углеводородов от водомасляной эмульсии, кроме того при механическом перемешивании высокотемпературных сред резко снижается надежность перемешивающих устройств и повышается их износ. Контакт высокотемпературных газов с маслом с их дальнейшим выбросом в атмосферу резко ухудшает экологическую обстановку в районе данной установки.

Из исследованного уровня техники заявителем выявлено изобретение по патенту РФ № 2292405 «Способ безобжиговой переработки мелкозернистых железосодержащих отходов металлургического производства, содержащих замасленную окалину». Сущностью является способ безобжиговой переработки мелкозернистых железосодержащих отходов металлургического производства, содержащих замасленную окалину, включающий измельчение исходных компонентов, дозирование, смешивание исходных материалов со связующим с последующим добавлением воды, окусковывание смеси и упрочнение окускованного материала, отличающийся тем, что в исходную смесь добавляют углеродсодержащий материал, а в качестве связующего используют известь, или портландцемент, или портландцементный клинкер при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Железосодержащие отходы	35-83
Связующее	10-50
Углеродсодержащий материал	7-25

при этом содержание замасленной окалины в железосодержащих отходах составляет 36,4 или 40, или 50, или 100%.

Недостатками известного технического решения являются:

- не обеспечивает отделения масла и воды;

- применение смеси замасленной окалины с известью как сырья установок агломерации, сопровождающееся неполным сгоранием углеводородов и выбросом в атмосферу дымовых газов с высоким содержанием несгоревших углеводородов и продуктов разложения;

- не позволяет утилизировать жидкие маслосодержащие шламы, отходы коксохимического производства, избыточный активный ил и иные виды отходов.

Из исследованного уровня техники заявителем выявлено изобретение по патенту РФ № 2393923 «Способ переработки замасленной прокатной окалины и замасленных шламов металлургического производства», сущностью которого является способ переработки замасленной прокатной окалины и замасленных шламов металлургического производства, включающий складирование окалины и шламов в шламонакопителях, их доставку к месту переработки и их переработку, отличающийся тем, что переработку осуществляют путем дезинтеграции исходного сырья в ротационно-пульсационно-кавитационном аппарате непрерывного действия при соотношении твердого к жидкому как 1:3 и при избыточном давлении 4 атм на входе в аппарат, и дальнейшей подачи материала во флотомашину с выделением углеводородов, как вредной примеси в пенный продукт и камерного продукта, направляемого на вторую стадию дезинтеграции для более полного раскрытия зерен железа, после повторной дезинтеграции пульпа направляется на мокрую магнитную сепарацию в сепараторах с постоянными магнитами с получением кондиционного железосодержащего концентрата, очищенного от углеводородных загрязнений.

- повышенные энергетические расходы на процесс дезинтеграции и низкая степень отделения масла;

- жесткое ограничение по соотношению твердой и жидкой фазы 1:3 на этапе дезинтеграции, что требует вовлечения дополнительных материальных потоков и разработке мер по соотношению данного соотношения;

- недостаточная эффективность флотационного отделения масла от твердых включений;

- многостадийность процесса (шесть этапов).

Из исследованного уровня техники заявителем выявлено изобретение по патенту РФ 2574929 «Способ переработки замасленной окалины в режиме самораспространяющегося высокотемпературного синтеза», сущностью которого является способ термической переработки замасленной окалины металлургических производств, характеризующийся тем, что осуществляют подготовку шихты путем смешивания замасленной окалины с содержанием масла до 15% и воды не более 10% с незамасленной окалиной в количестве от 10 до 30%, отделение масла и воды в режиме самораспространяющегося высокотемпературного синтеза, при этом осуществляют инициирование реакции горения путем подачи кислородосодержащего газа с содержанием кислорода от 50-100% включительно.

- высокое гидравлическое сопротивление слоя замасленной окалины;

- невозможность прохождения фронта горения требует оснащения оборудования, высокопроизводительными компрессорами, что значительно повышает стоимость данного метода и конструктивно усложняет установку;

- применение окислительной смеси с высоким содержанием кислорода требует обеспечение установки чистым кислородом и наличие воздухоразделительной станции;

- при обжиге не достигается необходимая полнота сгорания масел и существует вероятность образования дымовых газов с высоким содержанием углеводородов и сажи, и высокого расхода топлива для сырья с высоким содержанием воды;

- отделение несгоревшего масла от дымовых газов требует значительных мощностей конденсаторного блока и системы очистки дымовых газов.

Из исследованного уровня техники заявителем выявлено изобретение по патенту РФ 2279491, сущностью которого является способ предварительной подготовки замасленной окалины к переработке, включающий сбор замасленной окалины, хранение и обезвоживание в бункерах обезвоживания, отличающийся тем, что для обезвоживания применяют коксовую мелочь, уложенную слоем, на который укладывают замасленную окалину, а после обезвоживания замасленную окалину перемешивают с коксовой мелочью и используют их в качестве компонентов шихты для выплавки стали и производства агломерата.

Существенным недостатком данного способа является то, что использование коксовой мелочи как фильтра не решает вопрос о достаточной степени отделения масла и воды. Недостатком данного способа является применение смеси замасленной окалины как сырья установок агломерации, сопровождающееся неполным сгоранием углеводородов и выбросом в атмосферу дымовых газов с высоким содержанием несгоревших углеводородов и продуктов разложения. Данное техническое решение не позволяет утилизировать замасленную окалину без экологического ущерба для атмосферы. Данное техническое решение не позволяет утилизировать жидкие маслосодержащие шламы, отходы коксохимического производства, избыточный активный ил и иные виды отходов.

Из исследованного уровня техники заявителем выявлено изобретение по патенту РФ №2221084 «Способ очистки замасленной окалины и устройство для его реализации», сущностью которого является способ очистки замасленной окалины, включающий выгрузку ее из места хранения, предварительное обезвоживание, загрузку замасленной окалины в промывочную емкость, гидродинамическую промывку подогретым моющим раствором с одновременной подачей воздуха в промывочную емкость, выгрузку крупнодисперсной окалины и удаление образовавшейся маслосодержащей эмульсии и загрязненного моющего раствора из промывочной емкости с последующим фазовым разделением стоков в аппарате разделения фаз с выделением из них масла, очищенного моющего раствора и шлама, содержащего мелкодисперсную окалину, удаление их из аппарата разделения фаз с последующим использованием очищенного моющего раствора в цикле промывки, а масла - по назначению, отличающийся тем, что в процессе предварительного обезвоживания формируют намывочный слой из полидисперсной окалины, а перед загрузкой маслосодержащей окалины в промывочной емкости создают гидродинамический режим, соответствующий скоростям витания полидисперсных частиц по высоте конической части промывочной емкости в зависимости от их размера, и поддерживают этот режим путем постоянной циркуляции части моющего раствора в промывочной емкости с добавлением чистого моющего раствора в нее, фазовое разделение стоков осуществляют в аппарате разделения фаз, выполненном в виде многосекционного сепаратора, а очищенную в промывочной емкости крупнодисперсную окалину и удаленный из многосекционного сепаратора шлам, содержащий мелкодисперсную окалину, подвергают сушке нагретым воздухом.

Недостатком отмывки водой, в том числе флотации с подачей воздуха является недостаточная степень отмывки масел, связанное с мелкодисперсным состоянием твердой фазы замасленной окалины, развитой поверхностью твердой фазы и адсорбированием масел на этой поверхности. Разрешение адсорбционного масляного слоя, в котором содержится основное количество органической фазы замасленной окалины данным методом невозможно. Использовании химических реагентов сопровождается образованием высокоустойчивых водомасляных эмульсий, разрушение которых превращается в отдельную трудновыполнимую задачу. Фазовое разделение стоков, содержащих твердую фазу оксида железа, сопровождается абразивным износом насосного оборудования. Сушка нагретым воздухом мелкодисперсной окалины сопровождается пылеуносом и требует дополнительных мер по очистке воздуха.

Из исследованного уровня техники заявителем выявлено изобретение по заявку РФ № 2004120895/02 «Способ подготовки замасленной окалины к переработке», сущностью которого является способ предварительной подготовки замасленной окалины перед смешиванием, включающий ее сбор, хранение, обезвоживание в бункерах обезвоживания или дренажных площадок, отличающийся тем, что для обезвоживания применяют смесь энергоактивных и инертных углеродосодержащих кусковых материалов крупностью менее 20 мм и являющаяся компонентом шихты, которую используют для выплавки стали и производства агломерата.

Необходимо отметить, что данный метод не обеспечивает отделения масла и воды. Недостатком данного способа является применение замасленной окалины как сырья установок агломерации, сопровождающееся неполным сгоранием углеводородов и выбросом в атмосферу дымовых газов с высоким содержанием несгоревших углеводородов и продуктов разложения. Данное техническое решение не позволяет утилизировать замасленную окалину без экологического ущерба для атмосферы. Данное техническое решение не позволяет утилизировать жидкие маслосодержащие шламы, отходы коксохимического производства, избыточный активный ил и иные виды отходов. Данная заявка не раскрывает сведений о возможности прямого использования замасленной окалины в процессах выплавки стали.

Из исследованного уровня техники заявителем выявлено изобретение по патенту РФ №2349634 «Пылеугольное топливо для доменных печей», сущностью которого является пылеугольное топливо для доменных печей, содержащее тонкоизмельченные газовые угли, отличающееся тем, что в газовые угли дополнительно введен тонкоизмельченный кокс, полученный из термически обработанных инертным носителем газовых малосернистых углей, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

газовые угли	1-85
кокс газовых углей	остальное

Однако данный метод не решает вопрос утилизации Техногенных отходов и направлен только на решение вопроса регулирования содержания летучих компонентов в пылеугольном топливе за счет комбинации различных марок углей и углеродистых материалов

Из исследованного уровня техники заявителем выявлено изобретение по патенту РФ №2565672 «Пылеугольное топливо для доменной плавки», сущностью которого является пылеугольное топливо для доменной плавки из углеродсодержащего материала, отличающееся тем, что углеродсодержащий материал содержит низкозольный и низкосернистый тонкоразмолотый уголь с низким выходом летучих веществ, мелкодисперсный буроугольный полукокс, полученный при температуре 600-650°C из низкозольных и низкосернистых бурых углей, и пылевидные отходы процесса сухого тушения металлургического кокса в следующем соотношении, мас.%:

- уголь с низким выходом летучих веществ 50-55;

- буроугольный полукокс 40-45;

- пылевидные отходы процесса сухого тушения металлургического кокса 5-10.

Однако данный метод не решает вопрос утилизации Техногенных отходов и направлен только на решение вопроса регулирования содержания летучих компонентов в пылеугольном топливе за счет комбинации различных марок углей и углеродистых материалов.

Из исследованного уровня техники заявителем выявлено изобретение по патенту РФ №2241762 «Способ утилизации мелкой замасленной окалины», сущностью которого является способ утилизации мелкой замасленной окалины, включающий смешивание мелкой замасленной окалины с жидкими реагентами с получением смеси, отличающийся тем, что в качестве жидких реагентов используют жидкие углеводороды и воду, смесь направляют в эмульгирующий аппарат, получают в нем стабильное водно-дисперсное топливо, нагревают его до температуры 50-90°С и под давлением, превышающим давление горячего дутья на 50-250 кПа, подают на доменную печь для вдувания в воздушные фурмы, причем соотношение окалины, воды и жидких углеводородов в топливе поддерживают соответственно в пределах (30-60):(15-30):(25-50).

К недостаткам данного способа стоит отнести потребность в значительных объемах углеводородных жидкостей для создания данного топлива, введение воды, которое снижает калорийность топлива, нестабильность данного топлива при хранении, и необходимость использования данного вила топлива в момент его приготовления. Также нестабильность состава отходов приводит к нестабильности состава получаемого топлива. Ненадежность оборудования для подачи и распыла жидкого топлива с высоким содержанием высоких абразивных веществ. Большие затраты на приготовление суспензии-эмульсии. Жесткие требования по соотношению окалины, воды и жидких углеводородов в данном виде топлива.

Из исследованного уровня техники заявителем выявлено изобретение по патенту РФ № 2288276 «Способ утилизации мелкой замасленной окалины», сущностью которого является способ утилизации мелкой замасленной окалины, включающий смешивание мелкой влажной замасленной окалины с жидкими реагентами с получением суспензии, отличающийся тем, что замасленную окалину разбавляют водой до влагосодержания 65-75%, сгущают до влажности 13-15% и направляют ее в смеситель, в качестве жидких реагентов используют жидкие углеводороды и воду, контролируют влагосодержание жидких углеводородов, количество подаваемых в смеситель окалины, жидких углеводородов и воды регулируют, поддерживая стабильное влагосодержание получаемой смеси и содержание окалины на заданном уровне, а соотношение окалины, жидких углеводородов и воды поддерживают в пределах (35-55):(35-55):(13-30), полученную суспензию стабилизируют и под давлением подают в воздушные фурмы в качестве комбинированного жидкого топлива.

Из исследованного уровня техники заявителем выявлено изобретение - способ утилизации мелкой замасленной окалины по патенту РФ №2541217 от 10.02.2015, сущностью которого является то, что способ утилизации замасленной окалины, включающий измельчение замасленной окалины, смешивание измельченной окалины с жидкими углеводородами и водой, обработку смеси с получением композитного топлива, нагрев его и подачу в доменную печь посредством воздушной фурмы, отличающийся тем, что измельчение замасленной окалины, ее смешивание с жидкими углеводородами и водой, обработку смеси с получением композитного топлива и его нагрев осуществляют одновременно в гидроударной кавитационной установке, содержащей лопастное рабочее колесо с периферийной кольцевой стенкой и рядом выполненных по ее окружности выходных отверстий, статор с расположенной коаксиально относительно рабочего колеса стенкой и образованной периферийной кольцевой стенкой рабочего колеса и коаксиальной стенкой статора кольцевой резонансной камерой, при этом смесь указанных компонентов подают сначала в полость лопастного рабочего колеса упомянутой установки через выпускное отверстие статора, затем через ряд выходных отверстий на периферийной кольцевой поверхности рабочего колеса в кольцевую резонансную камеру с обеспечением воздействия на смесь указанных компонентов резонансных колебаний звуковой и сверхзвуковой частоты до достижения кинематической вязкости полученного композитного топлива равной 0,5-0,9 стокса, при этом получают композитное топливо с содержанием окалины 20-25 мас.%, а воды - 10-30 мас.%.

Из исследованного уровня техники заявителем выявлено изобретение по патенту РФ №2241761 «Способ утилизации замасленной окалины», сущностью которого является способ утилизации замасленной окалины, включающий смешивание влажной замасленной окалины с жидкими реагентами с получением смеси, отличающийся тем, что окалину предварительно разделяют на крупную, более 75 мкм, и мелкую, менее 75 мкм, фракции и измельчают крупную фракцию до размера частиц менее 50-75 мкм, а в качестве жидких реагентов используют жидкие углеводороды и воду, смесь жидких реагентов и окалины крупностью менее 75 мкм направляют в эмульгирующий аппарат, получают в нем стабильное водно-дисперсное топливо, нагревают его до температуры 50-90°С и подают на доменную печь для вдувания в воздушные фурмы под давлением, превышающим давление горячего дутья на 50-250 кПа, причем соотношение окалины, воды и жидких углеводородов в топливе поддерживают соответственно в пределах (30-60):(15-30):(25-50).

Из исследованного уровня техники заявителем выявлено изобретение по патенту РФ №2255115 «Способ утилизации мелкой замасленной прокатной окалины», сущностью которого является способ утилизации мелкой замасленной прокатной окалины, включающий смешивание мелкой влажной замасленной окалины с жидкими реагентами с получением суспензии, отличающийся тем, что контролируют влагосодержание замасленной окалины, разбавляют ее водой до влагосодержания 70-75%, сгущают окалину до влагосодержания 30-35% и направляют ее в смеситель, в качестве жидких реагентов используют жидкие углеводороды и воду, контролируют влагосодержание жидких углеводородов, а количество подаваемых в смеситель окалины, жидких углеводородов и воды регулируют, поддерживая стабильное влагосодержание получаемой суспензии на заданном уровне и соотношение окалины, жидких углеводородов и воды - в пределах (30-50):(30-50):(12-32), полученную в смесителе суспензию стабилизируют и под давлением подают на доменную печь для вдувания в воздушные фурмы в качестве комбинированного жидкого топлива.

Из исследованного уровня техники заявителем выявлено изобретение по патенту РФ №2281336 «Способ утилизации крупной замасленной окалины», сущностью которого является способ утилизации крупной замасленной окалины, включающий смешивание влажной замасленной окалины с жидкими реагентами с получением суспензии, отличающийся тем, что замасленную окалину направляют в мельницу одновременно с водой, обеспечивают содержание воды в измельчаемой окалине на уровне 60-70%, измельчают окалину до крупности не более 50-100 мкм, сгущают измельченную и разбавленную водой окалину до влажности 13-15% и направляют ее в смеситель, в качестве жидких реагентов используют жидкие углеводороды и воду, контролируют влагосодержание жидких углеводородов, количество подаваемых в смеситель окалины, жидких углеводородов и воды регулируют, поддерживая стабильное влагосодержание получаемой суспензии и содержание окалины в ней на заданном уровне, а соотношение окалины, жидких углеводородов и воды поддерживают в пределах (35-55):(35-55):(13-30) соответственно, полученную суспензию стабилизируют и под давлением подают в воздушные фурмы в качестве жидкого топлива.

Из исследованного уровня техники заявителем выявлено изобретение по патенту РФ №2471725 «Способ обезвреживания и утилизации нефтесодержащих шламов», сущностью которого является способ обезвреживания и утилизации нефтесодержащего шлама, включающий перемешивание нефтесодержащего шлама с негашеной известью, минерализованной водой и модификатором - отработанным силикагелем, отличающийся тем, что смесь дополнительно обрабатывают до окончания процесса образования кальцийсиликатной структуры постоянным электрическим полем при следующих параметрах электрокинетического процесса: напряжение на электродах 4-50 В, напряженность поля 2-20 В/м, плотность тока 0,1-2,0 А/м2, расстояние между электродами 0,5-3,0 м.

Недостатком является то, что процесс является половинчатым. Способ не решает вопрос утилизации смеси извести со шламом, количество образовавшейся шлама с известью больше, чем исходного шлама. Не используются энергетические и сырьевые ресурсы шлама. Складирование переработанного шлама требует значительных площадей.

Из исследованного уровня техники заявителем выявлено изобретение по патенту РФ №2535699 «Способ утилизации нефтесодержащих отходов», сущностью которого является способ утилизации нефтесодержащих отходов, включающий перемешивание нефтесодержащих отходов с обезвреживающими компонентами, одним из которых является негашеная известь (оксид кальция), с введением воды, реагирующей с негашеной известью, количество которой определяют с учетом воды, имеющейся в нефтесодержащих отходах, отличающийся тем, что в качестве второго обезвреживающего компонента используют фильтровочные и поглотительные отработанные массы, являющиеся отходами масложировой промышленности на стадии винтаризации процесса рафинации растительного масла, причем сначала перемешивают предварительно разогретые нефтесодержащие отходы с отходами масложировой промышленности в пропорции 1:(0,2-0,4), затем добавляют порционно при перемешивании негашеную известь в количестве 43-83 мас.% от полученной массы до образования однородного гидрофобного сыпучего мелкодисперсного порошка.

Из исследованного уровня техники заявителем выявлено изобретение по патенту РФ №2405027 «Способ производства твердого топлива, изготовленного из промышленных и бытовых отходов, сущностью которого является способ производства твердого топлива, изготовленного из промышленных и бытовых отходов, заключающийся в том, что на первом этапе осуществляют сортировку промышленных и бытовых отходов на три группы: первая группа содержит крупногабаритные металлические объекты, шнуры и опасные вещества, которые удаляются из общей массы исходных объектов для изготовления твердого топлива и впоследствии утилизируются; вторая группа содержит крупногабаритные промышленные и бытовые отходы; третья группа содержит отходы, которые по габаритным размерам меньше 150 мм; на втором этапе осуществляют первый этап обработки промышленных и бытовых отходов для уменьшения их габаритных размеров менее 150 мм, при этом отходы второй группы помещают в шнековую дробилку; на третьем этапе осуществляют второй этап обработки промышленных и бытовых отходов, в процессе которого отходы второй и третьей групп подают в горизонтальную установку разбивания для уменьшения их объема; на четвертом этапе в полученные в горизонтальной установке разбивания отходы добавляют известь, затем осуществляют формовку круглых брикетов при высоких давлении и температуре, сушку полученных круглых брикетов с образованием конечного продукта диаметром 15-30 мм, длиной 30-150 мм, калорийностью свыше 6000 ккал/кг и температурой горения свыше 1100°С.

Известное изобретение не позволяет использовать отходы в составе пылеугольного топлива металлургических процессов и печей, при этом прочностные качества брикетов не позволяют их использовать для утилизации в доменной печи. Сжигание брикетов, содержащих активный ил, приводит выбросов в атмосферу, дурнопахнущих веществ и накладывает жесткие ограничения по содержанию подобных брикетов в общем балансе топлива.

Из исследованного уровня техники заявителем выявлено изобретение по патенту CN1396239 «Добавка к топливному углю и угольному топливу», сущностью которого является добавка для топливного угля и шламотопливного угля содержит порошок железной руды (20-40 мас. %), Mn или порошок (10-35), порошок оксида магния (15-30) и нитрат (5-25). Шлаковый горючий уголь в виде гранул или брикетов содержит 35-97 мас. %), Низкокалорийное топливо (0-60), указанную добавку (1-5) и глину.

Данный способ решает только одну проблему – полноту сгорания твердого топлива за счет использования улучшителей (катализаторов) в виде оксидов металлов, в том числе оксида железа, при этом не решается вопросы утилизации техногенных отходов, не решается вопрос подачи вязких полутвердых жидких техногенных отходов в систему сжигания твердого топлива и не решаются вопросы обезвоживания и приведение в транспортабельное состояние техногенных отходов.

Задачами и техническими результатами заявленного технического решения являются:

1. Утилизация многотоннажных Техногенных отходов.

2. Использование энергетического потенциала органической части Техногенных отходов.

3. Использование сырьевого потенциала железосодержащей части Техногенных отходов.

4. Введение вспомогательных материалов для металлургических процессов. (углеродсодержащих и железосодержащих добавок, десульфураторов, легирующих добавок, катализаторов и т. д.).

5. Введение в состав пылеугольного топлива дополнительного количества летучих компонентов топлива (масляной (углеводородной, органической) части Техногенных отходов с целью регулирования и интенсифицирования скорости горения пылеугольного топлива и содержания летучих в нем. Введение масляной (углеводородной, органической) части Техногенных отходов повышает содержание летучих без повышения содержания серы (или с компенсацией повышенного содержания серы введением десульфураторов), что позволяет снизить использование газовых углей и повысить содержание в пылеугольном топливе углей и кокса с низким выходом летучих.

6. Введение в состав пылеугольного топлива мелкодисперсного оксида железа, оксидов и соединений других металлов как катализаторов, для снижения температуры воспламенения пылеугольного топлива и регулирования и интенсифицирования скорости его горения. Введение оксида железа, оксидов и соединений других металлов Техногенных отходов снижает температуру воспламенения пылеугольного топлива, что позволяет снизить использование газовых углей и повысить содержание углей и кокса с низким выходом летучих.

7. Введение дополнительного количества извести в технологические процессы металлургических производств или печи сжигания позволяет снизить содержание сернистых и кислых соединений в отходящих газовых потоках и экологическую нагрузку на окружающую среду.

8. Регулирование адсорбционной поверхности компонентов.

9. Рециклинг компонентов, применяемых для перевода Техногенных отходов в порошкообразный вид.

10. Возможность создания независимого процесса.

11. Использование оборудования для вдувания пылеугольного топлива в доменную печь.

12. Возможность утилизации широкой гаммы отходов (Универсальность).

13. Возможность использование существующего оборудования металлургических производств.

14. Всесезонность.

15. Снижение экологической нагрузки.

Сущностью заявленного технического решения является способ утилизации масло-нефтесодержащих отходов, замасленной окалины, отходов коксохимичеческого производства, включающий осушку, капсулирование масляной, углеводородной, органической частей отходов или их смеси, перевод отходов в порошкообразный сыпучий вид путем смешения с активным минеральным компонентом, инертным минеральным компонентом или их смесью, вдувание полученного порошкообразного сыпучего продукта в фурмы металлургических печей для получения чугуна отдельным потоком или вместе с пылеугольным, газообразным или жидким топливом, или сжигание в печах, оснащенных горелками для пылевидного топлива, отдельным потоком или вместе с пылеугольным, газообразным или жидким топливом. Способ утилизации по п.1, в котором активный минеральный компонент представляет собой известь, цемент, гипс, цементный клинкер или их смесь.

На Фиг.1 в Таблице 1 представлен сравнительный анализ задач, решаемых различными патентами в сравнении с заявляемым техническим решением.

На Фиг.2 в Таблице 2 представлена таблица терминов или сокращений, условных обозначений представленных на Фиг.3 соответственно.

На Фиг.3. представлена блок-схема процесса переработки отходов по пункту 1 формулы изобретения заявляемого технического решения/

Позиции на Фиг.3, представленные буквенными и цифровыми обозначениями, обозначают:

А – Осушка, капсулирование (масляной фазы), перевод отходов в порошкообразный вид;

В – Смешение с пылеугольным топливом;

С – Вдувание с пылеугольным топливом;

D – Вдувание отдельным потоком;

E – Вдувание с газообразным топливом;

F – Вдувание с жидким топливом;

G - Сжигание в печах для пылевидного топлива;

1 - Отходы:

2 - Активные минеральные компоненты;

3 - Инертные материалы;

4 - Смесь активных минеральных компонентов и инертных материалов;

Цифрами, обозначающими итоговые продукты переработки отходов, обозначены соответственно:

5 – Зола.

6 – Доменный газ;

7 – Чугун;

8 – Доменный шлак;

9 – Дымовые газы;

10 – Тепловая энергия.

Далее заявителем представлены пояснения, которые более детально описывают приведенные на Фиг.1 - Фиг. 3 графические материалы соответственно.

На Фиг. 1 в Таблице 1 представлен сравнительный анализ задач, решаемых различными патентами в сравнении с заявляемым техническим решением.

Выявленный заявителем уровень техники из научно-технической и патентной информации позволяет сделать предварительных вывод о том, что известные технические решения не позволяют разрешать полный спектр задач, решаемый заявленным техническим решением, при этом:

Таблица 1 представляет из себя систематизированный материал, доказывающий возможность достижения поставленных результатов по отдельности, но не во всей совокупности задач, нашедших разрешение в заявленном техническом решении.

Более подробно материалы, приведенные в Таблице 1, позволяют сделать логическое умозаключение о том, что выявленные из исследованного уровня техники аналоги обеспечивают возможность реализации различных целей, однако не обеспечивают возможность переработки Техногенных отходов с выходом на продукты, представляющие собой элементарные газы, золу и/или продукты восстановление оксида железа, полученные в результате переработки заявленным способом. При этом следует акцентировать внимание на том, что в выявленном уровне техники обеспечиваются решение различных задач по отдельности, однако известные технические решения не могут решить всю совокупность задач, поставленных в заявленном техническом решении, а именно - они не обеспечивают возможность переработки Техногенных отходов до элементарных газов (с образованием восстановительных газов (СО, Н₂), золы и/или продуктов восстановления оксида железа, которые участвуют в процессах восстановления и плавления железорудной части шихты), либо дымовых газов, состоящих из углекислого газа и паров воды (СО₂ и Н₂О), золы, и/или продуктов восстановления оксида железа.

Далее заявителем представлено подробное описание изобретений-аналогов, представленных в Таблице 1 на Фиг. 1, в которой в первой строке приведены номера патентов с направлениями переработки Техногенных отходов:

1. Подготовка к размещению техногенных отходов (RU 2471725, RU 2535699)

2. Система вдувания пылеугольного топлива (RU 2349634, RU 2565672 )

3. Повышение интенсивности сгорания топлива (CN 1396239)

4. Деструктивная термическая обработка техногенных отходов (RU 174841, RU 2574929)

5. Окислительная термическая обработка техногенных отходов (RU 2106891)

6. Агломерационное производство (RU 2106891, RU 2292405, RU 2004120895/02, RU 2279491)

7. Разделение отстаиванием (RU 2106891)

8. Разделение флотацией (RU 2393923, RU 2221084)

9. Брикетирование техногенных отходов (RU 2405027)

10. Перевод техногенных отходов в жидкое топливо (RU 2241762, RU 2288276, RU 2541217, RU 2241761, RU 2255115, RU 2281336)

11. Утилизация техногенных отходов с пылеугольным топливом без предварительной подготовки (DE 10323902)

Таким образом, заявителем выявлено 11 направлений утилизации Техногенных отходов.

В первом столбце Таблицы 1 на Фиг.1 представлены задачи, решаемые изобретениями-аналогами, выявленными заявителем из исследованного уровня техники.

1. Возможность утилизации многотоннажных техногенных отходов.

4. Введение вспомогательных материалов для металлургических процессов.

5. Регулирования и интенсифицирования скорости горения пылеугольного топлива и содержания летучих в нем.

6. Введение в пылеугольное топливо оксида железа, оксидов и соединений других металлов как катализаторов, для регулирования скорости горения.

12. Универсальность (возможность утилизации широкой гаммы отходов).

13. Использование существующего оборудования металлургических производств.

14. Сезонность.

15. Снижение экологической нагрузки.

Таким образом, в целом, заявителем выявлено 11 направлений переработки Техногенных отходов и 15 базовых задач по утилизации Техногенных отходов.

При этом, по мнению заявителя, выполненный анализ представленных в описании уровня техники изобретений и сопоставление заявленных признаков в признаками аналогов позволяет сделать доказательный вывод о том, что изобретения-аналоги, выявленные заявителем, не обеспечивают принципиальную возможность реализации всей совокупности задач, реализованных в заявленном техническом решении, что, по мнению заявителя, является базовым отличием заявленного технического решения от известного уровня техники и, как следствие, является доказательством соответствия заявленного технического решения критериям предъявляемым к изобретениям.

Указанное мнение заявителя также соответствует информации размещенной в источнике [1] «Информационно технический справочник (ИТС 15-2016) по наилучшим доступным 2016 технологиям. Утилизация и обезвреживание отходов (кроме обезвреживания термическим способом (сжигание отходов) Москва, бюро НДТ, 2016», (см. раздел 4 на стр. 159 «Наилучшие доступные технологии утилизации и обезвреживания отходов, где на стр.160 в Таблице 4.1. приведена информация обобщающего характера о наиболее распространенных в мире группах обходов (60 видов) и ссылки на технологии применяемые для их утилизации и/или переработки., при этом, далее на стр.161, в Таблице 4.2. представлена информация о наиболее доступных технологиях (далее-НТД) представленная в Разделе 4 источника, по наименованиям групп отходов и «Наилучшим доступным технологиям утилизации и обезвреживания отходов» с отсылкой на используемые технологии с НДТ 1 по НДТ 6, что характеризует достаточно широкий диапазона известных технологий и доказывает актуальность переработки отходов в целом и по которым возможно сделать предварительный вывод об отсутствии в указанном источнике информации об известности совокупности признаков, приведенных в заявленном техническом решении из доступной на дату представления заявочной информации из научно технической информации. При этом характерными особенностями известных наиболее доступных технологий является достаточно дорогостоящий набор оборудования и необходимость использования специальных сложных технологий утизизации (переработки) Техногенных отходов.

На Фиг. 3 представлена в целом блок-схема процесса переработки отходов по пункту 1 формулы изобретения заявляемого технического решения, по которому осуществляется процесс осушки, капсулирование масляной части отходов (1) и переводе отходов (1) в порошкообразный, сыпучий вид путем смешения (A) с активным минеральным компонентом (2), или инертными материалами (3), или их смесью (4) до получения порошкообразного, сыпучего продукта.

Далее осуществляется вдувание полученного порошкообразного, сыпучего продукта смешения в фурмы металлургических процессов отдельно (D), или вместе с пылеугольным (B, C), с газообразным (E), с жидким топливом (F), или сжигание в печах (G), оснащенных горелками для пылевидного топлива.

При этом, в конечном счете, из подвергнутых переработке отходов образуется минимально возможное количество отходов производства, а именно - образуются следующие отходы и вспомогательные и товарные продукты, приведенные на Фиг. 3соответственно:

5. Зола

6. Доменный газ

7. Чугун

8. Доменный шлак

9. Дымовые газы

10. Тепловая энергия

При этом у заявителя существует возможность описания каждого из представленного на Фиг.3 используемого материала и/или смеси материалов и последовательности выполняемых действий (указанными в виде стрелок) над материальными объектами с использование материальных средств, однако, по мнению заявителя, указанное описание может занять крайне большой объём машинописного текста, что в конечном счете приведет к неоправданно большому увеличения текстовой части заявленных материалов, в силу чего заявитель ограничивается приведенной схемой, по которой специалист без особых усилий сможет разобраться в особенностях заявленной технологии.

Однако, тем не менее, заявителем далее представлено несколько описаний, характеризующих примеры конкретного выполнения, описанных в первом – девятом пунктах формулы изобретения.

Пример 1. По независимому п.1 формулы изобретения.

1.1. Исходное сырье - замасленная окалина. Смешивают с негашеной известью в соотношении: одна часть замасленной окалины к четырем частям негашеной извести. В результате получают сухой транспортабельный сыпучий порошок.

1.2. Исходное сырье - замасленная окалина. Смешивают с цементом в соотношении: одна часть замасленной окалины к шести частям цемента. В результате получают сухой транспортабельный сыпучий порошок, который смешивают с пылеугольным топливом.

1.3. Исходное сырье - замасленная окалина. Смешивают с гипсом в соотношении: одна часть замасленной окалины к четырем частям гипса. В результате получают сухой транспортабельный сыпучий порошок.

1.4. Исходное сырье - замасленная окалина. Смешивают с цементным клинкером в соотношении: одна часть замасленной окалины к шести частям цементного клинкера. В результате получают сухой транспортабельный сыпучий порошок.

1.5. Исходное сырье - замасленная окалина. Смешивают с инертными материалами в соотношении: одна часть замасленной окалины к пятнадцати частям инертных материалов. В результате получают сухой транспортабельный сыпучий порошок.

1.6. Исходное сырье - замасленная окалина. Смешивают со смесью негашеной извести, цемента и инертных материалов в соотношении: одна часть замасленной окалины к семи частям смеси. В результате получают сухой транспортабельный сыпучий порошок.

1.7. Исходное сырье - отходы коксохимического производства. Смешивают с негашеной известью в соотношении: одна часть отходов коксохимического производства к двум частям негашеной извести. В результате получают сухой транспортабельный сыпучий порошок, который смешивают с пылеугольным топливом.

1.8. Исходное сырье - отходы коксохимического производства. Смешивают с цементом в соотношении: одна часть отходов коксохимического производства к четырем частям цемента. В результате получают сухой транспортабельный сыпучий порошок.

1.9. Исходное сырье - отходы коксохимического производства. Смешивают с гипсом в соотношении: одна часть отходов коксохимического производства к одной части гипса. В результате получают сухой транспортабельный сыпучий порошок.

1.10. Исходное сырье - отходы коксохимического производства. Смешивают с цементным клинкером в соотношении: одна часть отходов коксохимического производства к девяти частям цементного клинкера. В результате получают сухой транспортабельный сыпучий порошок.

1.11. Исходное сырье - отходы коксохимического производства. Смешивают с инертными материалами в соотношении: одна часть отходов коксохимического производства к семи частям инертных материалов. В результате получают сухой транспортабельный сыпучий порошок, который смешивают с пылеугольным топливом.

1.12. Исходное сырье - отходы коксохимического производства. Смешивают с смесью негашеной извести и цементного клинкера в соотношении: одна часть отходов коксохимического производства к двум частям смеси. В результате получают сухой транспортабельный сыпучий порошок.

1.13. Исходное сырье – масло-нефтесодержащие отходы, шламы очистки и разложения смазочно-охлаждающих жидкостей. Смешивают с негашеной известью в соотношении: одна часть масло-нефтесодержащие отходы, шламы очистки и разложения смазочно-охлаждающих жидкостей к одной части негашеной извести. В результате получают сухой транспортабельный сыпучий порошок, который смешивают с пылеугольным топливом.

1.14. Исходное сырье - масло-нефтесодержащие отходы, шламы очистки и разложения смазочно-охлаждающих жидкостей. Смешивают с цементом в соотношении: одна часть масло-нефтесодержащих отходов, шламов очистки и разложения смазочно-охлаждающих жидкостей к двум частям цемента. В результате получается сухой транспортабельный сыпучий порошок.

1.15. Исходное сырье - масло-нефтесодержащие отходы, шламы очистки и разложения смазочно-охлаждающих жидкостей. Смешивают с гипсом в соотношении: одна часть масло-нефтесодержащих отходов, шламов очистки и разложения смазочно-охлаждающих жидкостей к одной часть гипса. В результате получают сухой транспортабельный сыпучий порошок.

1.16. Исходное сырье - масло-нефтесодержащие отходы, шламы очистки и разложения смазочно-охлаждающих жидкостей. Смешивают с цементным клинкером в соотношении: одна часть масло-нефтесодержащих отходов, шламов очистки и разложения смазочно-охлаждающих жидкостей к семи частям цементного клинкера. В результате получают сухой транспортабельный сыпучий порошок.

1.17. Исходное сырье - масло-нефтесодержащие отходы, шламы очистки и разложения смазочно-охлаждающих жидкостей. Смешивают с инертными материалами в соотношении: одна часть масло-нефтесодержащих отходов, шламов очистки и разложения смазочно-охлаждающих жидкостей к семи частям инертных материалов. В результате получают сухой транспортабельный сыпучий порошок.

1.18. Исходное сырье - масло-нефтесодержащие отходы, шламы очистки и разложения смазочно-охлаждающих жидкостей. Смешивают с смесью негашеной извести, гипса в соотношении: одна часть масло-нефтесодержащих отходов, шламов очистки и разложения смазочно-охлаждающих жидкостей к одной части смеси. В результате получают сухой транспортабельный сыпучий порошок.

1.19. Исходное сырье – смесь замасленной окалины и отходов коксохимического производства. Смешивают со смесью негашеной извести и цементного клинкера в соотношении: одна часть смеси замасленной окалины и отходов коксохимического производства к двум частям смеси. В результате получают сухой транспортабельный сыпучий порошок, который смешивают с пылеугольным топливом.

Все сухие транспортабельные порошки, полученные из техногенных отходов, в вышеприведенных примерах сжигают в смеси с пылеугольным топливом. При этом получают: золу, состоящую из оксидов неорганических соединений; преимущественно: оксиды железа и оксиды кальция. Газообразные продукты: состоящие преимущественно из: оксида углерода, паров воды; с примесью оксида серы, оксида азота.

Все сухие транспортабельные порошки, полученные из техногенных отходов, в вышеприведенных примерах сжигают в смеси с газообразным топливом. При этом получают: золу, состоящую из оксидов неорганических соединений; преимущественно: оксиды железа и оксиды кальция. Газообразные продукты: состоящие преимущественно: оксида углерода, паров воды; с примесью оксида серы, оксида азота.

Все сухие транспортабельные порошки, полученные из техногенных отходов, в вышеприведенных примерах сжигают в смеси с жидким топливом. При этом получают: золу, состоящую из оксидов неорганических соединений; преимущественно: оксиды железа и оксиды кальция. Газообразные продукты: состоящие преимущественно: оксида углерода, паров воды; с примесью оксида серы, оксида азота.

Все сухие транспортабельные порошки, полученные из техногенных отходов, в вышеприведенных примерах сжигают в печах, оснащенных горелками для пылевидного топлива. При этом получают: золу, состоящую из оксидов неорганических соединений; преимущественно: оксиды железа и оксиды кальция. Газообразные продукты: состоящие преимущественно: оксида углерода, паров воды; с примесью оксида серы, оксида азота.

Моделирование показало, что вдувание сухих, транспортабельных порошков, полученных в вышеприведенных примерах, в фурмы доменных производств в смеси с пылеугольным топливом или по отдельности приводит к образованию чугуна и доменных газов (Углекислый газ – до 18%, Окись углерода – до 35%, Метан – до 0,3%, Водород – до 4%, Азот – до 60%).

Пример 2.

2.

2.1. В исходное сырье - замасленную окалину, добавляют уголь (в виде порошка) в соотношении: одна часть замасленной окалины к одной части угля, после смешивается с негашеной известью в соотношении одна часть смеси замасленной окалины с углем к двум частям негашеной извести. В результате получают сухой транспортабельный сыпучий порошок, с высоким содержанием восстановителя (уголь).

2.2. Исходное сырье – отходы коксохимического производства. Смешивают с цементным клинкером в соотношении: одна часть отходов коксохимического производства к трем частям цементного клинкера. Затем в готовую смесь добавляют десульфурирующие добавки в соотношении: одна часть отходов коксохимического производства к 0.1 части десульфурирующих добавок. Затем добавляют угольную пыль в соотношении: одна часть отходов коксохимического производства к одной части угольной пыли. В результате получают сухой транспортабельный сыпучий порошок с высоким содержанием восстановителя (уголь) и десульфурирующих добавок (оксид кальция, карбид кальция, сода), который смешивают с пылеугольным топливом.

2.3. Исходное сырье – масло-нефтесодержащие отходы. Смешивают с инертными компонентами в соотношении: одна часть масло-нефтесодержащих отходов, три части инертных материалов, смешивают с легирующими добавками в соотношении: одна часть масло-нефтесодержащих отходов к 0.03 частям легирующих добавок. Затем добавляют кокс в соотношении: одна часть полученной смеси к одной части кокса. В результате получают сухой транспортабельный сыпучий порошок с высоким содержанием восстановителя (уголь) и легирующих добавок (хром, никель, медь, азот, ванадий, титан и др.).

Все сухие транспортабельные порошки, полученные из техногенных отходов, в вышеприведенных примерах сжигают в смеси с пылеугольным топливом. При этом получают: золу, состоящую из оксидов неорганических соединений; преимущественно: оксиды железа и оксиды кальция. Газообразные продукты: состоящие преимущественно: оксида углерода, паров воды; с примесью оксида серы, оксида азота.

Пример 3.

3.

3.1. Исходное сырье -замасленная окалина. Предварительно частично обезвоживают и обезмасливают в трикантере, при этом содержание воды снизилось на 50%. Частично обезвоженную и обезмасленную замасленная окалина смешивают с негашеной известью в соотношении: одна часть замасленной окалины три части негашеной извести. В результате получают сухой транспортабельный сыпучий порошок при пониженным расходе активного компонента, который смешивается с пылеугольным топливом.

3.2. Исходное сырье – масло-нефтесодержащие отходы. Предварительно обезвоживают в прудах-отстойниках, содержание воды при этом содержание воды снизилось на 15%. Смешивают с негашеной известью в соотношении: одна часть масло-нефтесодержащих отходов к одной части негашеной извести. Затем смешивают с десульфурирующими добавками в соотношении: одна часть полученной смеси к 0.1 части десульфурирующих добавок. В результате получают сухой транспортабельный сыпучий порошок с высоким содержанием десульфурирующих добавок (оксид кальция, карбид кальция, сода), при пониженным расходе активного компонента.

Все сухие транспортабельные порошки, полученные из техногенных отходов, в вышеприведенных примерах сжигают в смеси с пылеугольным топливом. Были получены: зола, состоящая из оксидов неорганических соединений; преимущественно: оксиды железа и оксиды кальция. Газообразные продукты: состоящие преимущественно: оксида углерода, паров воды; с примесью оксида серы, оксида азота.

Все сухие транспортабельные порошки, полученные из техногенных отходов, в вышеприведенных примерах сжигают печах, оснащенных горелками для пылевидного топлива. При этом получают: золу, состоящую из оксидов неорганических соединений; преимущественно: оксиды железа и оксиды кальция. Газообразные продукты: состоящие преимущественно: оксида углерода, паров воды; с примесью оксида серы, оксида азота.

Моделирование показало что вдувание сухих, транспортабельных порошков, полученных в вышеприведенных примерах, в фурмы доменных производств в смеси с пылеугольным топливом или по отдельности приводит к: образованию чугуна и доменных газов (Углекислый газ – до 18%, Окись углерода – до 35%, Метан – до 0,3%, Водород – до 4%, Азот – до 60%).

Пример 4.

4.

4.1. Исходное сырье – замасленная окалина. Перемалывают, смешивают с негашеной известью в соотношении: одна часть замасленной окалины к четырем частям негашеной извести, перемалывается. В результате получают сухой транспортабельный сыпучий порошок. Размер твердых частиц уменьшился с 1 мм до 20- 70 мкм.

4.2. Исходное сырье – отходы коксохимического производства. Смешивают с смесью негашеной извести и цементного клинкера в соотношении: одна часть отходов коксохимического производства две части смеси, перемалывают. После в готовую перемолотую смесь добавляют десульфурирующие добавки в соотношении: одна часть готовой смеси к 0.1 части десульфурирующих добавок. В результате получают сухой транспортабельный сыпучий порошок с высоким содержанием десульфурирующих добавок (оксид кальция, карбид кальция, сода), который смешивают с пылеугольным топливом. Размер твердых частиц уменьшился с 1.3 мм до 50 - 100 мкм.

4.3. Исходное сырье – масло-нефтесодержащие отходы. Предварительно обезвоживают в сепараторе. Содержание воды снижают на 17%. Смешивают с инертными компонентами в соотношении: одна часть масло-нефтесодержащих отходов к десяти частям инертных материалов, перемалывают. В результате получают сухой транспортабельный сыпучий порошок, при пониженным расходе инертного компонента. Размер твердых частиц уменьшился с 1 мм до 20- 70 мкм.

Моделирование показало что вдувание сухих, транспортабельных порошков, полученных в вышеприведенных примерах, в фурмы доменных производств в смеси с пылеугольным топливом или по отдельности приводит к образованию чугуна и доменных газов (Углекислый газ – до 18%, Окись углерода – до 35%, Метан – до 0,3%, Водород – до 4%, Азот – до 60%).

Пример 5.

5.

5.1. Исходное сырье -замасленная окалина. Перемалывают, смешивают с негашеной известью в соотношении: одна часть замасленной окалины к трем частям негашеной извести. Затем в смесь добавляют десульфурирующие добавки в соотношении: одна часть готовой смеси на 0.2 части десульфурирующих добавок и совместно перемалывают. В результате получают сухой транспортабельный сыпучий порошок с высоким содержанием десульфурирующих добавок (оксид кальция, карбид кальция, сода). Размер твердых частиц уменьшился с 1.3 мм до 20 – 70.

5.2. Исходное сырье – масло-нефтесодержащие отходы. Смешивают с инертными компонентами и перемалывают в соотношении: одна часть масло-нефтесодержащих отходов к двенадцати частям инертных материалов. Затем смешивают с десульфурирующими добавками в соотношении: одна часть исходного сырья к 0.1 части десульфурирующих добавок и перемалывают. В результате получают сухой транспортабельный сыпучий порошок, с высоким содержанием десульфурирующих добавок (оксид кальция, карбид кальция, сода). Размер твердых частиц уменьшился с 0.9 мм до 70 – 120 мкм.

Далее заявителем представлено несколько описаний, характеризующих примеры конкретного выполнения, описанных в шестом зависимом пункте формулы изобретения.

Пример 6.

6.

6.1. Исходное сырье – масло-нефтесодержащие отходы. Предварительно обезвоживают в сепараторе. Содержание воды снижается на 17%. Смешивают с инертными компонентами в соотношении: одна часть масло-нефтесодержащих отходов к десяти частям инертных материалов, перемалывают. Получают сухой транспортабельный сыпучий порошок, при пониженным расходе инертного компонента. Смесь смешивают с пылеугольным топливом в соотношении: одна часть готовой смеси на двадцать частей пылеугольного топлива. Это приводит к повышению в пылеугольном топливе летучих масляных компонентов. В результате снизилась температура воспламенения пылеугольного топлива не менее чем на 5 °C.

6.2. Исходное сырье - замасленная окалина. Смешивают с негашеной известью, в соотношении: одна часть замасленной окалины к четырем частям негашеной извести. Получают сухой транспортабельный сыпучий порошок. Смесь смешивают с пылеугольным топливом в соотношении: одна часть готовой смеси на двадцать частей пылеугольного топлива. Это приводит к повышению в пылеугольном топливе летучих масляных компонентов. В результате снизилась температура воспламенения пылеугольного топлива не менее чем на 7 °C.

6.3. Исходное сырье – отходы коксохимического производства. Смешивают с смесью негашеной извести и цементного клинкера в соотношении: одна часть отходов коксохимического производства две части смеси, перемалывают. Затем в готовую перемолотую смесь добавляют десульфурирующие добавки в соотношении: одна часть готовой смеси к 0.1 части десульфурирующих добавок. Получают сухой транспортабельный сыпучий порошок с высоким содержанием десульфурирующих добавок (оксид кальция, карбид кальция, сода). Смесь смешивают с пылеугольным топливом в соотношении: одна часть готовой смеси на двадцать частей пылеугольного топлива. Это приводит к повышению в пылеугольном топливе летучих масляных компонентов. В результате снизилась температура воспламенения пылеугольного топлива не менее чем на 4 °C.

Моделирование показало что вдувание сухих, транспортабельных порошков, полученных в вышеприведенных примерах, в фурмы доменных производств в смеси с пылеугольным топливом или по отдельности, приводит к образованию чугуна и доменных газов (Углекислый газ – до 18%, Окись углерода – до 35%, Метан – до 0,3%, Водород – до 4%, Азот – до 60%).

Далее заявителем представлено несколько описаний, характеризующих примеры конкретного выполнения, описанных в седьмом зависимом пункте формулы изобретения.

Пример 7.

7.

7.1. Исходное сырье – масло-нефтесодержащие отходы. Предварительно обезвоживают в сепараторе. Содержание воды снижается на 17%. Смешивают с инертными компонентами в соотношении: одна часть масло-нефтесодержащих отходов к десяти частям инертных материалов, перемалывают. Получают сухой транспортабельный сыпучий порошок, при пониженным расходе инертного компонента. В смесь добавляют катализатор (оксид железа, оксид титана, оксид ванадия и др.) в количестве до 1%. Смешивают с пылеугольным топливом в соотношении: одна часть готовой смеси на двадцать частей пылеугольного топлива. В результате снизилась температура воспламенения пылеугольного топлива не менее чем на 7 °C.

7.2. Исходное сырье - замасленная окалина. Смешивают с негашеной известью, в соотношении: одна часть замасленной окалины к четырем частям негашеной извести. Получают сухой транспортабельный сыпучий порошок. В смесь добавляют катализатор (оксид железа, оксид титана, оксид ванадия и др.) в количестве до 1%. Смешивают с пылеугольным топливом в соотношении: одна часть готовой смеси на двадцать частей пылеугольного топлива. В результате снизилась температура воспламенения пылеугольного топлива не менее чем на 5 °C.

7.3. Исходное сырье – отходы коксохимического производства. Смешивают с смесью негашеной извести и цементного клинкера в соотношении: одна часть отходов коксохимического производства две части смеси, перемалывают. Затем в готовую перемолотую смесь добавляют десульфурирующие добавки в соотношении: одна часть готовой смеси к 0.1 части десульфурирующих добавок. Получают сухой транспортабельный сыпучий порошок с высоким содержанием десульфурирующих добавок (оксид кальция, карбид кальция, сода). В смесь добавляют катализатор (оксид железа, оксид титана, оксид ванадия и др.) в количестве до 1%. Смешивают с пылеугольным топливом в соотношении: одна часть готовой смеси на двадцать частей пылеугольного топлива. В результате снизилась температура воспламенения пылеугольного топлива не менее чем на 3°C.

Далее заявителем представлено несколько описаний, характеризующих примеры конкретного выполнения, описанных в восьмом зависимом пункте формулы изобретения.

Пример 8.

8.

8.1. Исходное сырье -замасленная окалина. Смешивают с несгоревшей золой процесса сжигания техногенных отходов, в соотношении: одна часть замасленной окалины к десяти частям несгоревшей золы. В результате получают сухой транспортабельный сыпучий порошок.

8.2. Исходное сырье - отходы коксохимического производства. Смешивают с смесью негашеной извести, цементного клинкера и несгоревшей золой процесса сжигания техногенных отходов в соотношении: одна часть отходов коксохимического производства к трем частям смеси. В результате получают сухой транспортабельный сыпучий порошок.

Далее заявителем представлено несколько описаний, характеризующих примеры конкретного выполнения, описанных в девятом зависимом пункте формулы изобретения.

Пример 9.

9.

9.1. В исходное сырье - замасленная окалина с низким содержанием воды, добавляют воду в соотношении: одна часть замасленной окалины к 0.3 частям воды. Затем смешивают с негашеной известью в соотношении: одна часть исходного сырья к двум частям негашеной извести. В результате получают сухой транспортабельный сыпучий порошок.

9.2. Исходное сырье – отходы коксохимического производства. Смешивают с негашеной известью в соотношении: одна часть отходов коксохимического производства к трем частям негашеной извести. Затем в готовую смесь добавляют воду в соотношении одна часть смеси к 0.1 части воды и снова смешивают с негашеной известью в соотношении: одна часть смеси к двум частям негашеной извести. В результате получают сухой транспортабельный сыпучий порошок.

9.3. Исходное сырье – масло-нефтесодержащие отходы. Смешивают с водой в соотношении: одна часть масло-нефтесодержащих отходов к одной части воды. Затем смешивают с негашеной известью в соотношении: одна часть масло-нефти содержащих отходов к трем частям негашеной извести. Затем смешивают с легирующими добавками в соотношении одна часть смеси к 0.03 частям легирующих добавок и добавляют кокс в соотношении: одна часть готовой смеси к одной части кокса. В результате получают сухой транспортабельный сыпучий порошок, с высоким содержанием восстановителя (кокс) и легирующих добавок (хром, никель, медь, азот, ванадий, титан и др.).

Таким образом, подводя в целом итоги по описанным выше Примерам 1 - 9 конкретного выполнения, можно сделать вывод, что заявленное техническое решение основано на том, что Техногенные отходы преобразовывают в транспортабельный вид (превращают в сухой сыпучий материал) и используют как сырье для переработки в металлургических процессах (доменное, конверторное производство и т.д.) или сжигают в печах, оснащенных горелками для пылевидного топлива.

Описанный заявителем подход позволяет осуществить рециклинг ценного железосодержащего сырья, использовать потенциал масляной (углеводородной, органической) части Техногенных отходов как энергетического топлива, осуществить подачу вспомогательных материалов в технологические процессы металлургических производств (доменное, конверторное производство и т.д.), избежать повышенной техногенной нагрузки на окружающую среду, использовать существующее оборудование металлургических процессов, не применяя при этом дополнительное спецоборудование и/или технологии.

При этом следует обратить внимание на то, что многие металлургические процессы имеют технологические параметры, позволяющие осуществлять рециклинг Техногенных отходов. Подача вышеперечисленных Техногенных отходов в исходном виде в металлургические процессы (доменное, конверторное производство и т.д.) невозможна или вызывает ряд существенных технологических затруднений в работе оборудования. Существующие методы подачи подобных отходов в металлургические процессы (доменное, конверторное производство и т.д.) или печи, имеет ряд существенных недостатков, выявленных при анализе существующего уровня науки и техники.

Заявленное техническое решение в целом основано на принципе перевода широкого спектра Техногенных отходов в порошкообразный, сыпучий вид и последующей переработке уже преобразованных Техногенных отходов в сыпучий вид отходов по отдельности или их смесей на термическую утилизацию в различных известных как таковые устройствах и/или системах. Краткая сущность заявленного технического решения сводится к выполнению следующих операций:

Осушке, снижению кислотности (при необходимости), капсулированию масляной (углеводородной, органической) части Техногенных отходов и переводе Техногенных отходов в порошкообразный, сыпучий вид путем смешения с активным минеральным компонентом (известью, и/или цементом, и/или гипсом, и/или цементным клинкером и т. д.), и/или инертными материалами, и/или их смесью/смесями до получения порошкообразного, сыпучего продукта, для обеспечения возможности удобной транспортировки подготовленных Техногенных отходов к месту складирования или утилизации, например, путем сжигания, с применением в существующих на тех или иных производствах или предприятиях технологических процессов и характеризуется тем, что заявленное техническое решение обеспечивает возможность переработки Техногенных отходов без вмешательства в существующие технологические или энергетические процессы.

Далее заявителем представлены варианты термической утилизации полученных на предыдущем этапе Техногенных отходов посредством их вдувания в фурмы, например, доменных печей.

Для реализации указанного выше процесса термической утилизации посредством вдувания, порошкообразного, сыпучего продукта смешения Техногенных отходов, полученного по заявленному техническому решению, например, в фурмы металлургических процессов (доменное, конверторное производство и т.д.), выполняют следующую последовательность операций.

Операции по п.1.

Берут переработанные в порошкообразный, сыпучий вид отходы отдельно или в смеси с пылеугольным (пылеуглеродным), газообразным, жидким топливом и осуществляют их сжигание в печах, оснащенных горелками для пылевидного топлива.

Количество необходимых активных и инертных минеральных компонентов подбирается экспериментальным путем и зависит от содержания в порошкообразных или сыпучих отходах серы, кислот, воды и масла (углеводородов), органической части в исходных Техногенных отходах их способности к горению (активности) и гранулометрического состава минеральных компонентов, подаваемых на сжигание исходного топлива, например, пылеугольного (пылеуглеродного), газообразного, жидкого топлива и определяется индивидуально для каждого случая вида используемого топлива (Фиг.3) и рассчитывается простейшими арифметическими операциями в процентном соотношении.

В результате изложенного выше можно сделать общий вывод, что заявителем достигнута возможность одновременного достижения всей совокупности поставленных задач и заявленного технического результата за счет использования заявленной совокупности признаков:

14. Всесезонность.

15. Снижение экологической нагрузки.

Заявленное техническое решение соответствует критерию «новизна», предъявляемому к изобретениям, т.к. из исследованного уровня техники заявителем не выявлена совокупность признаков, охарактеризованная заявленной совокупностью признаков.

Заявленное техническое решение соответствует критерию «изобретательский уровень» предъявляемому к изобретениям, т.к. заявленная совокупность признаков и реализованные цели и вытекающие из них технические результаты не являются очевидными для специалиста в заявленной области техники. Более того, выявлено, что выявленные заявителем отдельные технические результаты из существующего уровня техники реализованы совокупно в полном объеме в заявленном техническом решении, в то время как в известных технических решениях достигнутые совокупно цели не могут быть реализованы в принципе в силу их технической ограниченности.

Заявленное техническое решение соответствует критерию «промышленная применимость» предъявляемому к изобретениям, т.к. заявителем достигнуты все 15 заявленных целей и вытекающие из них технические результаты, а именно, достигнута:

1. Утилизация многотоннажных Техногенных отходов, за счет использования свей совокупности заявленных признаков.

2. Использование энергетического потенциала органической части Техногенных отходов за счет выделении тепловой энергии отходов при сгорании.

3. Использование сырьевого потенциала железосодержащей части Техногенных отходов, за счет образования (выделения) чугуна в процессе термического воздействия на железосодержащей части Техногенных отходов.

4. Введение вспомогательных материалов для металлургических процессов. (углеродсодержащих и железосодержащих добавок, десульфураторов, легирующих добавок, катализаторов и т. д.), за счет термического воздействия на железосодержащие части Техногенных отходов.

5. Введение в состав пылеугольного топлива дополнительного количества летучих компонентов топлива (масляной (углеводородной, органической) части Техногенных отходов с целью регулирования и интенсифицирования скорости горения пылеугольного топлива и содержания летучих в нем. Введение масляной (углеводородной, органической) части Техногенных отходов повышает содержание летучих компонентов без повышения содержания серы (или с компенсацией повышенного содержания серы введением десульфураторов), что позволяет снизить использование газовых углей и повысить содержание в пылеугольном топливе углей и кокса с низким выходом летучих.

6. Введение в состав пылеугольного топлива мелкодисперсного оксида железа, оксидов и соединений других металлов как катализаторов, для снижения температуры воспламенения пылеугольного топлива и регулирования и интенсифицирования скорости его горения. Введение оксида железа, оксидов и соединений других металлов Техногенных отходов снижает температуру воспламенения пылеугольного топлива, что позволяет снизить использование газовых углей и повысить содержание углей и кокса с низким выходом летучих, каталитического действия оксидов металлов

7. Введение дополнительного количества извести в технологические процессы металлургических производств или печи сжигания позволяет снизить содержание сернистых и кислых соединений в отходящих газовых потоках и экологическую нагрузку на окружающую среду, за счёт природных свойств извести.

8. Регулирование адсорбционной поверхности компонентов, обеспечивающее снижение объёма введения оптимальных количеств активных добавок.

9. Рециклинг компонентов, применяемых для перевода Техногенных отходов в порошкообразный вид, за счёт использования золы сжигания для первода отходов в сыпучий вид.

10. Возможность создания независимого процесса за счет использования стандартных пылеугольных горелок.

11. Использование стандартного набора существующего оборудования для вдувания пылеугольного топлива в доменную печь в следствие перевода Техногенных отходов в порошкообразный вид.

12. Возможность утилизации широкой гаммы Техногенных отходов (Универсальность).

13. Возможность использование существующего оборудования металлургических производств без доработки под Техногенные отходы.

14. Всесезонность, за счет отсутствия зависимости от температурных колебаний окружающей среды.

15. Снижение экологической нагрузки, за счет воздействия высоких температур напримр в доменных печах в следствие чего газовые отходы преобразуются в простейшие газы СО2 и Н2 и чугун.

При этом заявителем не представлены материалы промышленных и/или лабораторных испытаний, выполненных заявителем, как в лаборатории так и на предприятиях промышленности с целью исключения загромождения заявочных материалов, т.к. результаты указанных экспериментов занимают существенный объём.

Использованные источники.

1. Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии. Информационно технический справочник (ИТС 15-2016) по наилучшим доступным 2016 технологиям. Утилизация и обезвреживание отходов (кроме обезвреживания термическим способом (сжигание отходов) Москва, бюро НДТ, 2016.

Claims

1. Способ утилизации масло-нефтесодержащих отходов, замасленной окалины, отходов коксохимического производства, включающий осушку, капсулирование масляной, углеводородной, органической частей отходов или их смеси, перевод отходов в порошкообразный сыпучий вид путем смешения с активным минеральным компонентом, инертным минеральным компонентом или их смесью, вдувание полученного порошкообразного сыпучего продукта в фурмы металлургических печей для получения чугуна отдельным потоком или вместе с пылеугольным, газообразным или жидким топливом или сжигание в печах, оснащенных горелками для пылевидного топлива, отдельным потоком или вместе с пылеугольным, газообразным или жидким топливом.

2. Способ утилизации по п.1, в котором активный минеральный компонент представляет собой известь, цемент, гипс, цементный клинкер или их смесь.