UA82806C2 - Спосіб утилізації суміші органічних побутових та промислових відходів - Google Patents
Спосіб утилізації суміші органічних побутових та промислових відходів Download PDFInfo
- Publication number
- UA82806C2 UA82806C2 UAA200706962A UAA200706962A UA82806C2 UA 82806 C2 UA82806 C2 UA 82806C2 UA A200706962 A UAA200706962 A UA A200706962A UA A200706962 A UAA200706962 A UA A200706962A UA 82806 C2 UA82806 C2 UA 82806C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- waste
- decomposition
- carried out
- temperature
- mixture
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 80
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 41
- 239000010791 domestic waste Substances 0.000 title claims abstract description 19
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 title claims abstract description 11
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 32
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 12
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 10
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 10
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 9
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910001152 Bi alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 11
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 claims description 6
- 239000006023 eutectic alloy Substances 0.000 abstract description 14
- 238000006303 photolysis reaction Methods 0.000 abstract 1
- 230000000191 radiation effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 42
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 40
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 32
- 239000000047 product Substances 0.000 description 26
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 14
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 11
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 8
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 8
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 6
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- 231100000167 toxic agent Toxicity 0.000 description 6
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 5
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 5
- 239000000575 pesticide Substances 0.000 description 5
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 4
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 4
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 4
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 4
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000003415 peat Substances 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 3
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 239000010985 leather Substances 0.000 description 3
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 3
- 239000002916 wood waste Substances 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 2
- 235000002595 Solanum tuberosum Nutrition 0.000 description 2
- 244000061456 Solanum tuberosum Species 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000123 paper Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 2
- 229910002059 quaternary alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 description 2
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 2
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 2
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 2
- 239000003053 toxin Substances 0.000 description 2
- 231100000765 toxin Toxicity 0.000 description 2
- 108700012359 toxins Proteins 0.000 description 2
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000979 O alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000011111 cardboard Substances 0.000 description 1
- 238000003421 catalytic decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 231100000481 chemical toxicant Toxicity 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 238000005202 decontamination Methods 0.000 description 1
- 230000003588 decontaminative effect Effects 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 239000010794 food waste Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hydrogen chloride Substances Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011499 joint compound Substances 0.000 description 1
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 1
- 239000012263 liquid product Substances 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 239000010721 machine oil Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000011087 paperboard Substances 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 1
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 229910002058 ternary alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B09B3/00—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
- A62D—CHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
- A62D3/00—Processes for making harmful chemical substances harmless or less harmful, by effecting a chemical change in the substances
- A62D3/10—Processes for making harmful chemical substances harmless or less harmful, by effecting a chemical change in the substances by subjecting to electric or wave energy or particle or ionizing radiation
- A62D3/17—Processes for making harmful chemical substances harmless or less harmful, by effecting a chemical change in the substances by subjecting to electric or wave energy or particle or ionizing radiation to electromagnetic radiation, e.g. emitted by a laser
- A62D3/176—Ultraviolet radiations, i.e. radiation having a wavelength of about 3nm to 400nm
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
- A62D—CHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
- A62D3/00—Processes for making harmful chemical substances harmless or less harmful, by effecting a chemical change in the substances
- A62D3/30—Processes for making harmful chemical substances harmless or less harmful, by effecting a chemical change in the substances by reacting with chemical agents
- A62D3/32—Processes for making harmful chemical substances harmless or less harmful, by effecting a chemical change in the substances by reacting with chemical agents by treatment in molten chemical reagent, e.g. salts or metals
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
- A62D—CHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
- A62D3/00—Processes for making harmful chemical substances harmless or less harmful, by effecting a chemical change in the substances
- A62D3/40—Processes for making harmful chemical substances harmless or less harmful, by effecting a chemical change in the substances by heating to effect chemical change, e.g. pyrolysis
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B09B3/00—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
- B09B3/40—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless involving thermal treatment, e.g. evaporation
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
- A62D—CHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
- A62D2101/00—Harmful chemical substances made harmless, or less harmful, by effecting chemical change
- A62D2101/04—Pesticides, e.g. insecticides, herbicides, fungicides or nematocides
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
- A62D—CHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
- A62D2101/00—Harmful chemical substances made harmless, or less harmful, by effecting chemical change
- A62D2101/20—Organic substances
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
- A62D—CHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
- A62D2203/00—Aspects of processes for making harmful chemical substances harmless, or less harmful, by effecting chemical change in the substances
- A62D2203/04—Combined processes involving two or more non-distinct steps covered by groups A62D3/10 - A62D3/40
Landscapes
- Business, Economics & Management (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Emergency Management (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Спосіб утилізації суміші органічних побутових та промислових відходів здійснюється шляхом термофотолізу органічних сполук під впливом випромінювання в діапазоні хвиль 200-450 нм в присутності каталізатора та відсутності кисню. Каталізатор містить евтектичні сплави вісмуту, які мають температуру плавлення від 45 до 145 °С. Процес проводять на поверхні каталізатора при температурі 100-300 °С.
Description
Винахід відноситься до термічної утилізації суміші органічних побутових та промислових відходів, зокрема для утилізації відходів і сумішей відходів: полімерних, паперових, шкіряних, харчових, нафто шламів, відпрацьованих машинних олій, пестицидів, торфу, грязьових відходів, що утворюються на станціях біологічної очистки міських стоків та т.п. і може бути використаний в комунальному господарстві, хімічній, нафтохімічній та інших галузях промисловості і для регенерації відходів вуглеводнів у тверді і газоподібні палива.
Відомі способи спалювання побутових та промислових відходів (Берньямовский Д.Н. Термические методь! обезвреживания твердьх бьтовьїх отходов.// М.: Стройиздат, 1979,-192с; Екологічні аспекти термічного знешкодження непридатнім отрутохімікатів, під ред. В.Г.Петрука // Вінниця: Універсам, 2006,- 2366.)
Недоліками цих способів є нераціонально великі витрати енергії; обмеженість застосування, тому що печі для спалювання відходів звичайно переробляють тільки визначені типи; швидке руйнування вогнетривких стінок; невисока годинна продуктивність, з огляду на труднощі з видаленням тепла; необхідність застосовувати часту подачу повітря, збагаченого киснем.
Відомий спосіб реагентної високотемпературної переробки відходів будь якого походження (Патент ОА
Мо27700 / Спосіб спалювання відходів будь-якого походження, що містять токсичні речовини і продукт випалу. 16.10.2000).
Недоліками відомого способу є великі витрати енергії, оскільки спалювання здійснюється при температурі 900-1100"С; крім того, цей метод спалювання призводить до утворення небезпечних газоподібних викидів, які потребують додаткової обробки за допомогою вапна з утворенням нових відходів в значно більшої кількості, ніж первинні.
Досить перспективним способом каталітичного знешкодження промислових та побутових відходів є термічний аерозольний нанокаталіз (Патент ША Моб7504 / Спосіб здійснення газофазних хімічних процесів аерозольним нанокаталізом, 08.10.2003; Патент РФ Мо2081695/ Способ осуществления газофазньх химических процессов (азрозольньй катализ), 20.06.97).
Недоліками відомого способу є складне технологічне обладнання, труднощі керування технологічним режимом, великі витрати енергії на переробку, необхідність застосування молекулярних фільтрів (для виключення виносу частинок каталізатору), які дуже коштовні і мають малий термін дії.
Найбільш близьким за технічною сутністю та результатом, що досягається, є спосіб знешкодження токсичних сполук, шляхом термофотолізу під впливом ультрафіолетового випромінювання та суміші металів
ІДекл. патент ША Мо8328/ Спосіб знешкодження токсичних сполук)|. Переробку ведуть при температурі 200- 30070 за відсутності кисню, в якості каталізатору використовують суміш металів, що містить кадмій, вісмут, олово та свинець.
Недоліками цього способу є періодичність та складність керування процесом, оскільки при його здійсненні необхідно додавати метали, що витрачаються (Рб, 5п, Са)
Крім того, слід зазначити, що даний спосіб не дозволяє отримувати енергетично цінні продукти розкладу, оскільки, подальше спалювання рідких продуктів розкладу токсичних сполук не виключає можливість новоутворення інших токсичних сполук, а твердий залишок розкладу токсинів, містить солі важких металів, що мають першу ступінь небезпеки.
Суть винаходу полягає в наступному.
Утилізацію побутових та промислових відходів здійснюють в основному термічними методами розкладу.
Величезні енергетичні витрати, складне апаратурне оформлення, мали швидкості процесу, обмеженість у можливості керування проміжними стадіями компенсуються високою ступеню вивченості та прогнозуванням процесу, тому модернізація в основному зводилася до поширення асортименту каталізаторів, що застосовуються, та вдосконаленню конструкцій реакційних апаратів.
Сучасні способи утилізації, такі як, реагентна переробка та подальше каталітичне розкладання, мають обмежені можливості зміни хімічного складу та оптимізації процесу переробки твердих відходів, і крім того не виключають використання високих температур.
Поширення асортименту каталізаторів, що застосовуються, та використання ультрафіолетового випромінювання частково вирішують питання енергозбереження. При цьому дифузія високомолекулярних сполук із об'єму твердого матеріалу, є лімітуючою стадією процесу, що не дозволяє використовувати в економічному режимі сучасні промислові установки, які, крім того, ще й відрізняються складністю конструкції реакторів, досить значними енерговитратами та вартістю.
Задача полягає у створенні нового економічного способу, який дозволяє практично цілком розкласти органічну речовину, незалежно від її агрегатного стану та концентрації і виключити утворення екологічно небезпечних сполук.
Технічний результат: - утилізація побутових та промислових відходів шляхом опромінювання на поверхні евтектичних сплавів вісмуту, що мають коефіцієнт теплопередачі у три-чотири рази вищий у порівнянні зі звичайною сталевою поверхнею; - забезпечення повного та надійного розкладання органічних сполук у будь-якому агрегатному стані; - гарантоване запобігання утворенню шкідливих речовин та їх потраплянню у навколишнє середовище; - зниження матеріалоємності й енергоємності процесу у порівнянні з традиційними промисловими способами.
Зазначений технічний результат при здійсненні винаходу досягається тим, що процес утилізації суміші побутових та промислових відходів здійснюють під впливом випромінювання в діапазоні хвиль 200-450нм в присутності каталізатору та відсутності кисню, який відрізняється тим, що в якості каталізатору використовують евтектичні сплави вісмуту, які мають температуру плавлення від 45"до145"С, при цьому процес здійснюють на поверхні каталізатору при температурі 100-30070. Особливістю даного процесу є те, що застосування подвійних, потрійних та четверинних евтектичних сплавів вісмуту з іншими металами дозволяє, при відносно невисокій температурі, досягти стовідсоткової дифузії летких речовин, які утворюються за рахунок розкладу органічних сполук, утворюючих відходи.
У способі, що заявляється, процес розкладання органічних сполук, що утворюють відходи, ведуть переважно при температурі, що забезпечує послаблення зв'язків за рахунок пароутворення вуглеводню та збудження електронів в елементах, які складають сплав, під впливом теплової радіації та випромінювання, що призводить до утворення летких продуктів (водень, метан) та твердого залишку (вуглець).
Звідси випливає, що йде процес розкладання органічних сполук в одну стадію з високим ступеням розкладу без домішок кисневмісних токсичних сполук, так як при цьому відсутні побічні реакції, які звичні для високотемпературних процесів окислення.
Експериментально доведено, що процес йде за означеною схемою при використанні у якості первинних продуктів паперу, деревини, текстилю, шкіри, полімерів, харчових відходів, торфу, пестицидів, а також їх сумішей. Високий ступень перетворення первинної сировини забезпечується радикальним характером процесу, який у свою чергу обумовлено енергетичними параметрами евтектичних сплавів, що заявляються.
На ступень розкладу, по відношенню до первинної сировини, впливає також температура в реакторі, від якої залежить енергія збудження елементів утворюючих сплав і яка повинна бути вища за температуру плавлення обраного сплаву.
Наявність вологи у первинних продуктах також не стимулює проходження процесів окислення й утворення токсичних сполук, оскільки в даному енергетичному діапазоні виключено утворення озону, який є необхідним для протікання цих реакцій.
Процес йде у одну стадію, у одному апараті при відносно низьких температурах та здійснимий при атмосферному тиску, а при наявності рідких продуктів, яки не є токсинами, вимагається тільки їх конденсація.
Леткі продукти розкладу, які містять, головним чином, водень та вуглеводні, а також твердий залишок вуглець, можуть бути використані в якості палива. Тобто, матеріало- та енерговитрати порівняно незначні, чим забезпечується безумовна економічність способу, що заявляється, порівняно з тими, що застосовуються в промисловості.
Таким чином, приведені у формулі ознаки винаходу, що характеризують спосіб, що заявляється, є необхідні та достатні для досягнення потрібного технічного результату.
Проведений заявником аналіз рівня технікю, що включає пошук по патентним та науково-технічним джерелам інформації і виявлення відомостей про аналоги винаходу, що заявляється, дозволив встановити, що заявник не знайшов джерело, яке характеризується ознаками, тотожними всім істотнім ознакам винаходу, який заявляється, а також дозволив виявити сукупність істотних, стосовно до технічного результату, що вбачається заявником, відмітних ознак у заявленому способі і викладених у формулі винаходу. Отже, заявлений винахід відповідає умові "новизна".
Для перевірки відповідності винаходу, що заявляється, умові "винахідницький рівень" заявник провів додатковий пошук відомих рішень, щоб виявити ознаки, що збігаються, з відмінними від прототипу ознаками способу, що заявляється. Результати пошуку показали, що винахід, який заявляється, не випливає для фахівця явним чином з відомого рівня техніки, оскільки з рівня техніки, визначеного заявником, не виявлений вплив сукупної енергетичної дії випромінювання і евтектичних сплавів, що мають температуру плавлення від 457" до 14570 і які містить подвійні, потрійні або четверинні сплави вісмуту з іншими металами, на процес розкладу органічних сполук, а також сукупності усіх відмітних ознак заявленого винаходу на отримання потрібного технічного результату.
Отже, заявлений винахід відповідає умові "винахідницький рівень".
Винахід ілюструється таблицями, у яких наведено параметри проведення процесу розкладу по прикладах.
Відомості, що підтверджують можливість здійснення винаходу з отриманням вказаного технічного результату, полягає в наступному.
Спосіб утилізації суміші побутових та промислових відходів органічного походження здійснюють в реакційному апараті об'ємом, наприклад, 5 літрів, що обладнаний джерелом випромінювання, реакційною камерою, яка містить евтектичний сплав вісмуту, нагрівальним елементом, завантажувальним та розвантажувальним люками, транспортуючим елементом, штуцером для виведення газоподібних продуктів реакції, контрольно-вимірювальними приладами (термопари та інше). За допомогою нагрівального приладу в реакційному апараті підтримають температуру 100-300"С. В апарат завантажують подрібнені до розміру часток не більше 5мм та заволожені відходи, які транспортуючим елементом рівномірно розподіляють по поверхні евтектичного сплаву і піддають дії теплового і світлового випромінювання та безперервно відводять продукти, що утворюються.
В реакційній камері реактору, під впливом теплової радіації евтектичного сплаву та випромінювання в діапазоні хвиль 200-450нм, проходить процес деструкції органічних сполук з утворенням водню, вуглеводнів та частково вуглекисню. Отриману парогазову суміш пропускають через холодильник де конденсуються пари води і збирають в ємність. Сконденсовану рідину використовують для зволоження первинних відходів або твердого залишку вулиця при його брикетуванні, з метою отримання твердого палива.
Процес легко регулюється.
Суміш побутових відходів |/Л.Штарке. Использование промьішленньх и бьітовьїх отходов пластмасс.// Л.:
Химия, 1987, -175с.)|, виготовлялась відповідно даних по сепарації побутового сміття і мала наступний склад: папір та картон - 5Омас.ч.; органічні продукти - З37мас.ч.; полімери - вмас.ч.; деревина, текстиль, шкіра - 5мас.ч.
Неорганічні компоненти (залізо, скло, пісок та кераміка) із складу суміші було виключено.
Винахід ілюструється прикладами.
Приклад 1 (позитивний)
В апараті, обладнаним реакційною камерою, яка містить евтектичний четверинний сплав Гутрі (Ві-50 мас.ч.; Зп-21,1 мас.ч.; РО-20,5 мас.ч.; Сба-14,3 мас.ч.), що має температуру плавлення 456єС, підтримують температуру 1002С. В апарат завантажують подрібнену та заволожену суміш побутових відходів і за допомогою транспортуючого елементу, рівномірно розподіляють її по поверхні евтектичного сплаву. Суміш відходів витримують у реакційній зоні реактору протягом однієї години під опроміненням в діапазоні хвиль 200- 45О0нм.
Газоподібні продукти розкладу побутових відходів, проходять холодильник, де конденсується водяна пара, і збирають в ємність.
Аналіз зразків газоподібних продуктів проводили хроматографічним методом.
Результати вимірів концентрацій отриманих компонентів наведені в табл.1.
Приклад 2 (позитивний)
Розкладання суміші відходів згідно з запропонованим способом здійснюють аналогічно прикладу 1, але в реакційному апараті підтримують температуру 20070. Результати вимірів наведені також у табл.1.
Приклад З (позитивний)
Розкладання суміші відходів згідно з запропонованим способом здійснюють аналогічно прикладу 1, але в реакційному апараті підтримують температуру 30070. Результати вимірів наведені також у табл.1.
Приклад 4 (негативний)
Розкладання суміші відходів згідно з запропонованим способом здійснюють аналогічно прикладу 1, але в реакційному апараті підтримують температуру 35070. Результати вимірів наведені також у табл.1.
Приклад 5 (негативний)
Розкладання суміші відходів згідно з запропонованим способом здійснюють аналогічно прикладу 1, але в реакційному апараті підтримують температуру 9070. Результати вимірів наведені також у табл.1.
Приклад 6 (позитивний)
В апараті, обладнаним реакційною камерою, яка містить евтектичний потрійний сплав Ньютону ( Ві-50 мас.ч.; Зп-18,75 мас.ч.; Рр-31,25 мас.ч..), що має температуру плавлення 96"С, підтримують температуру 10070. В апарат завантажують подрібнену та заволожену суміш побутових відходів і за допомогою транспортуючого елементу, рівномірно розподіляють її по поверхні евтектичного сплаву. Суміш відходів витримують у реакційній зоні реактору протягом однієї години під опроміненням в діапазоні хвиль 200-450нм.
Газоподібні продукти розкладу побутових відходів, проходять холодильник, де конденсується водяна пара, і збирають в ємність.
Аналіз зразків газоподібних продуктів проводили хроматографічним методом.
Результати вимірів концентрацій отриманих компонентів наведені в табл.1.
Приклад 7 (позитивний)
Розкладання суміші відходів згідно з запропонованим способом здійснюють аналогічно прикладу 6, але в реакційному апараті підтримують температуру 20070. Результати вимірів наведені також у табл.1.
Приклад 8 (позитивний)
Розкладання суміші відходів згідно з запропонованим способом здійснюють аналогічно прикладу 6, але в реакційному апараті підтримують температуру 30070. Результати вимірів наведені також у табл.1.
Приклад 9 (негативний)
Розкладання суміші відходів згідно з запропонованим способом здійснюють аналогічно прикладу 6, але в реакційному апараті підтримують температуру 35070. Результати вимірів наведені також у табл.1.
Приклад 10 (негативний)
Розкладання суміші відходів згідно з запропонованим способом здійснюють аналогічно прикладу 6, але в реакційному апараті підтримують температуру 9070. Результати вимірів наведені також у табл.1.
Приклад 11 (позитивний)
В апараті, обладнаним реакційною камерою, яка містить евтектичний подвійний сплав ПОВ ( Ві-58 мас.ч.;
Зп-42 мас.ч.), що має температуру плавлення 145"С, підтримують температуру 200"С. В апарат завантажують подрібнену та заволожену суміш побутових відходів і за допомогою транспортуючого елементу, рівномірно розподіляють її по поверхні евтектичного сплаву. Суміш відходів витримують у реакційній зоні реактору протягом однієї години під опроміненням в діапазоні хвиль 200-450нм.
Газоподібні продукти розкладу побутових відходів, проходять холодильник, де конденсується водяна пара, і збирають в ємність.
Аналіз зразків газоподібних продуктів проводили хроматографічним методом.
Результати вимірів концентрацій отриманих компонентів наведені в табл.1.
Приклад 12 (позитивний)
Розкладання суміші відходів згідно з запропонованим способом здійснюють аналогічно прикладу 11, але в реакційному апараті підтримують температуру 30070. Результати вимірів наведені також у табл.1.
Приклад 13 (негативний)
Розкладання суміші відходів згідно з запропонованим способом здійснюють аналогічно прикладу 11, але в реакційному апараті підтримують температуру 35070. Результати вимірів наведені також у табл.1.
Приклад 14 (негативний)
Розкладання суміші відходів згідно з запропонованим способом здійснюють аналогічно прикладу 11, але в реакційному апараті підтримують температуру 9070. Результати вимірів наведені також у табл.1.
З прикладів 1-14 можна зробити висновок, що зменшення температури нижче 100"С не виключає протікання процесів деструкції органічних речовин, але вихід водню та вуглеводнів незначний. Збільшення температури вище 300"С, не сприяє збільшенню виходу водню та вуглеводнів за рахунок протікання окиснюючих процесів з утворенням СО» та НегО, за наявності незначної кількості повітря у подрібненій суміші відходів. Крім того, з прикладів 10 та 14, евтектичні сплави починають ініціювати процес розкладу вуглеводнів тільки при досягненні температури плавлення.
Відомості, що підтверджують можливість здійснення винаходу на окремих видах відходів, палива та пестицидів, наведені в прикладах 15-20, які ілюструються таблицею 2.
Приклад 15 (позитивний)
В апараті, обладнаним реакційною камерою, яка містить евтектичний четверинний сплав Вуду (Ві-50 мас.ч.; Зп-12,5 мас.ч.; РрБ-25 мас.ч.; ба-12,5 мас.ч.), що має температуру плавлення 707С, підтримують температуру 20070. В апарат завантажують подрібнені та заволожені відходи деревини і за допомогою транспортуючого елементу, рівномірно розподіляють їх по поверхні евтектичного сплаву. Відходи витримують у реакційній зоні реактору протягом однієї години під опроміненням в діапазоні хвиль 200-45Онм.
Газоподібні продукти розкладу відходів деревини, проходять холодильник, де конденсується водяна пара, і збирають в ємність.
Аналіз зразків газоподібних продуктів проводили хроматографічним методом.
Елементарний склад та вихід продуктів розкладу відходів деревини наведені в табл.1.
Приклад 16 (позитивний)
Розкладання відходів згідно з запропонованим способом здійснюють аналогічно прикладу 15, але в реакційну зону апарату завантажують подрібнені та заволожені відходи шкіри і процес здійснюють при температурі 20070. протягом однієї години.
Елементарний склад та вихід продуктів розкладу відходів поліетиленової плівки наведені в табл.1.
Приклад 17 (позитивний)
Розкладання відходів згідно з запропонованим способом здійснюють аналогічно прикладу 15, але в реакційну зону апарату завантажують подрібнені відходи картоплі і процес здійснюють при температурі 20076. протягом однієї години.
Елементарний склад та вихід продуктів розкладу відходів картоплі наведені в табл.1.
Приклад 18 (позитивний)
Розкладання відходів згідно з запропонованим способом здійснюють аналогічно прикладу 15, але в реакційну зону апарату завантажують подрібнений торф і процес здійснюють при температурі 20070. протягом однієї години.
Елементарний склад та вихід продуктів розкладу торфу наведені в табл.1.
Приклад 19 (позитивний)
Розкладання відходів згідно з запропонованим способом здійснюють аналогічно прикладу 15, але в реакційну зону апарату завантажують подрібнені та заволожені відходи поліетилентерефталату і процес здійснюють при температурі 20070. протягом однієї години.
Елементарний склад та вихід продуктів розкладу відходів поліетилентерефталату наведені в табл.1.
Приклад 20 (позитивний)
Розкладання відходів згідно з запропонованим способом здійснюють аналогічно прикладу 15, але в реакційну зону апарату завантажують подрібнений та заволожений 1095 пестицидний препарат ДДТ і процес здійснюють при температурі 20070. протягом однієї години.
Отриманий конденсат має кислу реакцію (рн-2), за рахунок утворення хлороводню і розчинені його у воді, оскільки в газоподібних продуктах розкладу наявність хлору не виявлено.
Елементарний склад та вихід продуктів розкладу пестициду ДДТ наведені в табл.1.
З наведеного можна заключити, що при розкладі органічних сполук різного походження, в присутності водяної пари та евтектичних сплавів вісмуту з різними металами, утворюються тільки низькомолекулярні (газоподібні) речовини, які мають достатньо високу енергетичну цінність і можуть бути використані у якості альтернативних джерел палива.
Твердий залишок вуглецю, також має енергетичну цінність, і може бути використаний в якості твердого палива, після його брикетування.
Однак, особлива перевага полягає в тому, що процес здійснимий при достатньо низькій температурі, а підвищення її не впливає на вихід водню та вуглеводнів.
Запропонований спосіб є економічним, потребує відносно невисоких капітальних вкладень та відповідає вимогам щодо охорони довкілля.
Таким чином, наведені відомості свідчать про виконання при здійсненні заявленого способу наступної сукупності умов: - засіб, який втілює спосіб, що заявляється, при його здійсненні, призначено для здійснення мір по захисту довкілля від забруднень хімічними сполуками; - для заявленого способу в тому виді, як його охарактеризовано у формулі винаходу, підтверджена можливість його здійснення за допомогою описаних у заявці засобів і методів.
Отже, заявлений винахід відповідає умові "промислова придатність".
Таблиця І.
Чо Склад летючих продуктів, 95 Вихід продуктів розкладу, | Удільна ' | І Тем витри с - теплота
Ів Що муван | | : | з
І Я 0 Сплав ТЕР я | І ! с агоряння ! Б У в во | метан стан со со | пові петючих | ідких | твердих | брДОгО в ОБ день МН еТАВ | Я рояря КГ рідкно овло Я
І і | кДжкр тоІГуті 100 1 1250 1124 12 88 Я не 226 388 ЗВ. поле
Ї9 |Гутрі 1200 | 1 1310 1148 29 й 8.3 306 1 218 400 382 | 4750 3 гу 300 1....322 1166 36. Бе 320.1 506 383600
Гутрі НС ЕМ ЕКС ШИЯ Й -8в5 З ВО. 3 15,01 3957 38800 Ж 6 Неютену ЮІР 38 10 рев 59 сівши не ен 6090 7 |Ньотону 1200 1. 29 142. 29 121 65 1355 215 40,0. 385 5200. 85 |Ньютону | 300 1.1 |305 1151 32 Яа сті об ІЙ 40,0 386 4600 8 фбьютону 0300 1. Я 13 3 110 25, 8 386 б
СВ Нкетону 1350 1. ЗІ. па 12563011 0ю- 19,5 зате Ньотону 90 | | 2,5. 05 | 01 1 13 1.02 953 1 09 | М 871 8650 п пов 1200 1 за 123 109 104 | 38 б 208 т -Я -- 12 пов 300 1.1 302 ІМЯ 30 1395 13 268 1209 | 400 391 4600 із пов 330 | 1 1320 1139 34 | 53 1249 1205 204 420 1 376 4600 14 ПОВ | 90 | 1 12 ПД 00 104 01 982 об | 8. Ме. й (Вуду 120 1 5557 18,2 1 4 113 1120 14 334 933 | 433 | 7230 16 (Вуду. 0.200010 1422 188 й 80 18528018 1 54010230 7. Вуду. 120. 1 13857. 130 129 1850 86 85 | 140 |) 750 1140 1550 15 Вуду 12001 1668 ПЕ Я 727 16553 14 9800480 40 1 ЯЮЮ 19 (Буду 20 1 1 1139 |282 236 46 1 33 2бй 0523 1 87390 12130 |Вулу. 1200 Її 538 | 1 102 100 | 26 231 80 | 20 1800 я
Claims (1)
- Спосіб утилізації суміші органічних побутових та промислових відходів, що здійснюється шляхом термофотолізу органічних сполук під впливом випромінювання в діапазоні хвиль 200-450 нм в присутності каталізатора та відсутності кисню, який відрізняється тим, що як каталізатор використовують евтектичні сплави вісмуту, що мають температуру плавлення від 45 до 145 "С, при цьому процес здійснюють на поверхні каталізатора при температурі 100-300 2С.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAA200706962A UA82806C2 (uk) | 2007-06-21 | 2007-06-21 | Спосіб утилізації суміші органічних побутових та промислових відходів |
| PCT/CA2008/001171 WO2008154744A1 (en) | 2007-06-21 | 2008-06-20 | A method of recycling of a mixture of domestic and industrial waste |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAA200706962A UA82806C2 (uk) | 2007-06-21 | 2007-06-21 | Спосіб утилізації суміші органічних побутових та промислових відходів |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA82806C2 true UA82806C2 (uk) | 2008-05-12 |
Family
ID=39819223
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UAA200706962A UA82806C2 (uk) | 2007-06-21 | 2007-06-21 | Спосіб утилізації суміші органічних побутових та промислових відходів |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| UA (1) | UA82806C2 (uk) |
| WO (1) | WO2008154744A1 (uk) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010075609A1 (en) * | 2009-01-05 | 2010-07-08 | Goody Environment Pty Ltd | Method and apparatus for degrading plastics |
| CN111229783B (zh) * | 2020-02-11 | 2021-06-08 | 江苏天楹环保能源有限公司 | 一种固体生活废弃物热解处理 |
| AU2020454529A1 (en) * | 2020-06-25 | 2023-01-19 | Act Co., Ltd. | Organic waste recycling device, and recycling method therefor |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01232966A (ja) * | 1988-03-11 | 1989-09-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光触媒による脱臭方法 |
| ATA212391A (de) * | 1991-10-24 | 1994-09-15 | Voest Alpine Ind Anlagen | Verfahren zum entsorgen von organischen und anorganischen stoffen |
| UA74760C2 (en) * | 2005-09-19 | 2006-01-16 | Vadym Vadymovych Milotskyi | Method of neutralization of highly toxic substances |
-
2007
- 2007-06-21 UA UAA200706962A patent/UA82806C2/uk unknown
-
2008
- 2008-06-20 WO PCT/CA2008/001171 patent/WO2008154744A1/en active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2008154744A1 (en) | 2008-12-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4977839A (en) | Process and apparatus for separating organic contaminants from contaminated inert materials | |
| US5205906A (en) | Process for the catalytic treatment of wastewater | |
| JPH08503411A (ja) | 反応速度増進剤を用いて超臨界温度の水中で物質を酸化するプロセス | |
| US20110179981A1 (en) | Waste to energy by way of hydrothermal decomposition and resource recycling | |
| JP2005537917A (ja) | 使用済み苛性精製所廃液の処理 | |
| Zou et al. | Supercritical water oxidation of MSW leachate: factor analysis and behavior of heavy metals | |
| JP2019520206A5 (uk) | ||
| JP7479360B2 (ja) | スラッジの水熱炭化および湿式酸化の方法およびシステム | |
| Polprasert et al. | Hazardous waste generation and processing | |
| Winchell et al. | Pyrolysis and gasification at water resource recovery facilities: Status of the industry | |
| JP5721832B2 (ja) | Ｐｖｃおよびハロゲン含有ポリマー廃棄物を含有する他の廃棄物の熱分解のための方法 | |
| WO2022067440A1 (en) | Volatilization and oxidation of organic waste | |
| JPH0283081A (ja) | 揮発性の化学的に酸化可能な汚染物質及び非揮発性汚染物質を含有する廃水の処理法 | |
| US6376739B1 (en) | Process for treating damp residues containing polluting and/or toxic materials | |
| UA82806C2 (uk) | Спосіб утилізації суміші органічних побутових та промислових відходів | |
| Costa et al. | Validation of the application of the pyrolysis process for the treatment and transformation of municipal plastic wastes | |
| US9750967B1 (en) | Process for treating contaminated soil | |
| Yoneda et al. | A research on dioxin generation from the industrial waste incineration | |
| Chang et al. | Elimination of odors emitted from Hot-melting of recycle PS by oxidative-reductive scrubbing | |
| KR101004154B1 (ko) | 아임계수를 이용한 오염토양 정화방법 및 그 정화장치 | |
| Steger et al. | Drying and low temperature conversion—A process combination to treat sewage sludge obtained from oil refineries | |
| Purkayastha et al. | Investigations in pyrolysis kinetics of sludges of different origins: chemical sludge, biological sludge and oily sludge | |
| Kim et al. | Feasibility of recycling residual solid from hydrothermal treatment of excess sludge | |
| EP4172291B1 (en) | Treatment of mill scale containing hydrocarbons | |
| Samadiafshar | Study on basic methods of spent caustic treatment |