UA91703C2 - Спосіб переробки промислових і побутових відходів і установка для його здійснення - Google Patents

Abstract

Група винаходів належить до хімічної технології й обладнання, зокрема до способів і установок для піролізу (газифікації) в об'ємі розплавів солей або лугів побутових і промислових відходів, які містять органічні речовини. Спосіб переробки промислових і побутових відходів включає подачу відходів через завантажувальний канал в розплав суміші солей або лугів, причому відходи подають через завантажувальний канал механічним шляхом та утворюють рухому газощільну пробку шляхом ущільнення відходів за допомогою поршня, у робочому обсязі утворюють зону низькотемпературної переробки й зону високотемпературної переробки відходів. Із зовнішньої сторони каналу подачі утворюють шар продуктів низькотемпературної переробки відходів, при цьому уздовж каналу подачі створюють градієнт температури в діапазоні від 20 до 550 °С. Регулювання температури в каналі подачі відходів виконують шляхом дозованої подачі водяної пари в шар продуктів низькотемпературної переробки відходів. Як каталізатори процесу переробки до відходів додають метали або їх окисли, або солі, або гідрати окислів. У зону високотемпературного піролізу подають водяну пару або вуглекислий газ. Для регенерації розплаву до відходів додають двоокис кремнію. Установка для здійснення способу містить стовбур подачі відходів, який оснащений холодильником. Співвісно зі стовбуром подачі в установці розташовані реакторний стовбур, демпферна камера й обичайка робочої зони. У робочій зоні встановлені лопатки, що забезпечують закручення розплаву й диспергування піролізного газу в розплаві. У просторі між обичайкою робочої зони й корпусом розташовані жарові труби. Установка обладнана витісняючим пристроєм для відведення нерозплавлених шлаків.

Description

переробки (піролізу та газифікації) в об'ємі розп- Вирішенню поставлених задач сприяє запро- лавів солей та/або лугів побутових і промислових понована установка (реактор) для здійснення спо- відходів, які містять органічні речовини. собу переробки промислових та побутових відхо-

З Патенту США Моб799595, 05.10.2004, МПК дів, що включає корпус із конічним днищем,

Е16К13/00, г16К13/10 відомий спосіб переробки пристрій завантаження відходів з вертикальним відходів, що включає подачу відходів у розплав завантажувальним каналом, обичайку, розташо- солей та/або лугів, і пристрій для його здійснення, вану концентрично відносно корпусу, гвинтові по- у якому відходи подають в розплав у потоці повіт- верхні усередині обичайки, жарові труби, відсікач, ря. При цьому відбувається безполум'яне окис- розташований над обичайкою, витісняючий прист- нення відходів. рій, з'єднаний через горловину з конічним днищем

Найбільш близьким технічним рішенням до корпусу, камеру завантажувального каналу, у якій способу є описаний в патенті РФ Мое2280211, співвісно з стовбуром пристрою завантаження 17.04.2006, МПК г2305/00 спосіб переробки про- відходів розміщений реакторний стовбур, причому мислових і побутових відходів, що включає подачу нижній відкритий торець стовбура завантажуваль- відходів через завантажувальний канал в розплав ного пристрою розташований на рівні верхнього суміші солей та/або лугів. Спосіб переробки відхо- торця реакторного стовбура. Стовбур завантажу- дів у розплаві здійснюється за відсутності кисню. вального пристрою оснащений холодильником у

Залежно від морфологічного складу відходів до зоні утворення газощільної пробки, а в реакторно- них додають розрахункову кількість мінеральних му стовбурі виконані подовжні прорізи, що розши- добавок для мінімізації кількості газу, одержувано- рюються донизу, при цьому зовні реакторного сто- го в процесі переробки відходів. вбура розташована демпферна камера, у яку

З Патенту України Мо 75555, МПК С10849/00, введена трубка для подачі водяного пару та/або

Е2307/00 відома установка для переробки відхо- вуглекислого газу. Гвинтові поверхні у середині дів, що містить корпус із конічним днищем, прист- обичайки можуть бути виконані у вигляді лопаток, рій для завантажування відходів з вертикальним при цьому нижні лопатки виконують з підйомом від завантажувальним стовбуром, обичайку, співвісну центру до периферії в радіальному напрямку, а з корпусом та завантажувальним стовбуром, гвин- лопатки, розташовані вище, виконують в радіаль- тові поверхні усередині обичайки та витісняючий ному напрямку горизонтальними, лопатки верх- пристрій, з'єднаний з конічним днищем. нього шару обладнують козирками для направ-

Однак, недоліком вказаних рішень є те, що мі- лення газорідинного потоку до центру, причому німізація об'єму газів пов'язана з погіршенням як будь-яку з лопаток установлюють із зазором від- теплотворної здатності одержуваного газу, так і носно лопатки, що лежить нижче у вертикальному його хімічного складу. Це утруднює використання та з перекриттям в горизонтальному положенні. отриманого газу як в енергетичному циклі, так і Також винаходом передбачається, що діаметр для синтезу, наприклад, бензину. стовбура завантажувального пристрою може бути

Задачею даного винаходу є підвищення еко- менше діаметра реакторного стовбура, а діаметр номічності шляхом прискорення процесу перероб- реакторного стовбура може бути менше діаметра ки, підвищення якості та кількості одержуваного демпферної камери. газу при переробці з метою його подальшого вико- Спосіб може бути здійснений в запропонованій ристання та поліпшення умов виводу шлаків. установці, яка схематично наведена на фігурах:

Поставлена задача вирішується запропонова- На Фіг.1 схематично зображена установка для ним способом переробки органічних промислових і переробки промислових та побутових відходів, де побутових відходів, що включає подачу відходів в 1 - циліндричний корпус; 2 - конічне днище; З - установку - реактор через вертикальний заванта- вертикальний завантажувальний канал; 4 - прист- жувальний канал в розплав суміші солей та/або рій завантаження відходів; 5 - поршень; 6 - привід лугів в зону високотемпературної переробки з те- зворотно-поступального руху; 7 - холодильник; 8 - мпературним діапазоном від 850 до 95070. Відхо- реакторний стовбур; 9 - перемичка; 10 - демпфер- ди подають в реактор через стовбур завантажува- на камера; 11 - трубка для подачі пара та/або вуг- льного пристрою та створюють рухому газощільну лекислого газу; 12 - обичайка; 13 - направляючі пробку, шляхом ущільнення відходів за допомогою лопатки; 14 - жарові труби; 15 - відбійник; 16 - пат- поршня. У робочому об'ємі вертикального заван- рубок виводу газоподібних продуктів переробки; тажувального каналу створюють зону низькотем- 17 - витісняючий пристрій; 18 - горловина витісня- пературної переробки, для цього уздовж нього ючого пристрою; 19 - оболонка горловини витісня- встановлюють температурний режим в діапазоні ючого пристрою; 20 - зовнішній нагрівач; 21 - дно від 20 до 550"С, при цьому регулювання темпера- витісняючого пристрою; 22 - тарілчастий нагрівач; тури здійснюють шляхом дозованої подачі водяно- 23 - привідний механізм; 24 - датчик рівня розпла- го пару та/або вуглекислого газу у шар продуктів ву; 25 - пробка витісняючого пристрою. низькотемпературної переробки, утворених в за- На Фіг.2 умовно показаний розподіл функціо- вантажувальному каналі. нальних зон у робочому об'ємі установки, у яких

Крім того, до розплаву можуть бути додані як відбуваються різні стадії процесу переробки відхо- каталізатори метали, їх окисли, солі або гідрати дів, де: окислів. Також в зону високотемпературної пере- Зона 1 - Ділянка низькотемпературної переро- робки можуть подавати водяний пар та/або вугле- бки; кислий газ, а для регенерації розплаву до відходів Зони 3-5 - Зони високотемпературної перероб- додають двоокис кремнію. Ки.

Здійснення винаходу та робота установки опи- Спосіб здійснюється в даній установці таким сані нижче. чином:

Реактор для переробки промислових та побу- Перед початком розігріву в стовбурі заванта- тових відходів має циліндричний корпус 1 з коніч- жувального пристрою 4 з відходів створюють га- ним днищем 2. Пристрій завантаження відходів 4 зощільну пробку. установлено по осі корпуса 1, при цьому нижній Жарові труби 14 та нагрівач 20 постійно вклю- торець пристрою завантаження відходів 4 розта- чені та розігрівають розплав у корпусі реактора та шований нижче кришки реактору. Вертикальний витісняючому пристрої до температури 900-95070. завантажувальний стовбур З пристрою заванта- Відкидне дно 21 примикає до витісняючого при- ження відходів 4 обладнаний поршнем 5 із приво- строю 17. Пробка 25 знаходиться у верхньому по- дом 6 зворотно-поступального руху і холодильни- ложенні. Дозовані порції відходів подають в стов- ком 7. Нижній відкритий вихідний торець стовбура бур завантажувального пристрою 4 під поршень 5 завантажувального пристрою 4 розташований на у ті моменти, коли поршень перебуває в крайньо- рівні нижнього торця холодильника 7. У стовбурі му верхньому положенні. При русі поршня 5 вниз завантажувального пристрою 4 нижче верхнього відходи ущільнюються завдяки тертю по стінкам положення поршня 5 виконаний отвір для подачі стовбура та при досягненні початково встановле- відходів у стовбур завантажувального пристрою 4. ної пробки пересувають її уздовж по каналу заван-

Стовбур завантажувального пристрою 4 перехо- таження. | так послідовно порція за порцією. дить у реакторний стовбур 8 таким чином, що вер- Завдяки охолодженню відходів в області хо- хній кільцевий зазор між стовбуром завантажува- лодильника, а також шляхом дозованої подачі льного пристрою 4 і реакторним стовбуром 8 водяного пару та/або вуглекислого газу у заванта- перекритий перемичкою 9. жувальний канал і розігріву знизу від розплаву у

Зовні реакторного стовбура 8 співвісно з ним вертикальному завантажувальному каналі утво- розташована демпферна камера 10. Діаметр сто- рюється температурна зона, що складається з вбура завантажувального пристрою 4 може бути декількох зон, у яких відбуваються наступні проце- менше діаметра реакторного стовбура 8, а діа- си: метр реакторного стовбура 8 менше діаметра де- Зона 1. Зона вертикального завантажувально- мпферної камери 10. У реакторному стовбурі 8 го каналу є зоною низькотемпературної перероб- виконані прорізи, що розширюються донизу. В де- ки. Призначена для просушування відходів 0 (си- мпферну камеру 10 уведена трубка 11 для подачі ровини), що надходить в реактор, їх деструкції та пари та/або вуглекислого газу. низькотемпературної переробки. Ця зона умовно

Співвісно реакторному стовбуру 8 та стовбуру підрозділяється за температурними діапазонами завантажувального пристрою 4 у корпусі 1 розмі- на 5 ділянок: щена обичайка 12, нижній кінець якої розташова- ділянка 1 (діапазон зміни температур ний нижче торця реакторного стовбура 8, а верх- 20-1002С) - зона холодильника завантажувально- ній - вище рівня розплаву. У кільцевому просторі го каналу, у межах якого відбуваються процеси: між демпферною камерою 10 і обичайкою 12 уста- - ущільнення сировини, що завантажується, і новлено одну або кілька гвинтових поверхонь або створення газощільної пробки; направляючих лопаток 13, при цьому нижні лопат- - первісний прогрів сировини, випарювання ві- ки виконані з підйомом від центру до периферії в льної вологи; радіальному напрямку, а вище розташовані лопат- - початок паротворення при кипінні вільної во- ки виконані горизонтальними в радіальному на- логи (осушування матеріалу пробки). прямку, лопатки верхнього шару обладнані козир- ділянка 2 (діапазон зміни температур ками для направлення газорідинного потоку до 100-2007С) - частина завантажувального каналу, у центру. Причому лопатка установлена із зазором межах якого проходять процеси: стосовно лежачої нижче лопатки у вертикальному - пароутворення та частковий перегрів водяно- та з перекриттям в горизонтальному напрямку. У го пару (залежно від температури та тиску по пе- вертикальному напрямку лопатки розташовані по ретину матеріалу пробки); спіралі. Таке виконання лопаток дозволяє макси- - початок процесів деструкції сировини. мально диспергувати у розплаві газові бульки та ділянка З (діапазон зміни температур подовжити шлях газу в розплаві, а отже, інтенси- 200-350") - частина завантажувального каналу, у фікувати масообмін. межах якого проходять процеси:

У проміжку між обичайкою 12 і корпусом 1 ро- - інтенсифікація процесів розкладання та де- зміщені жарові труби 14. Над обичайкою 12 уста- струкції органічних полімерів; новлений із зазором відбійник 15. У верхній части- - утворення насичених і ненасичених вуглево- ні корпуса 1 виконаний патрубок 16 для виводу днів; газоподібних продуктів переробки. - зміна агрегатного стану легкоплавких матері-

Конічне днище 2 з'єднується з витісняючим алів органічного та неорганічного походження. пристроєм 17, горловина 18 якого обладнана обо- ділянка 4 (діапазон зміни температур лонкою 19. Витісняючий пристрій 17 виконаний у 350-4502С) - частина завантажувального каналу, у вигляді зворотного конуса і має зовнішній нагрівач межах якого проходять процеси: 20, пробку 25 з приводом і дно 21, яке може бути - процеси розкладання та деструкції органіч- виконано відкидним або у вигляді шибера. Дно 21 них сполук з розривом ковалентних зв'язків у полі- відкривається за допомогою приводного механізму мерах і кристалічних гратках органічних сполук; 23 та має тарілчастий нагрівач 22. - зміна агрегатного стану легкоплавких матері-

Корпус 1 містить датчик 24 рівня розплаву. алів, перехід матеріалу пробки в пластичний стан.

ділянка 5 (діапазон зміни температур 450-- - організації динаміки в зоні динамічного очи- 55020) - частина завантажувального каналу, у ме- щення розплаву від неорганічних компонентів. жах якого проходять процеси: Поряд із цим, у робочій зоні за рахунок дина- - виділення легких смолистих речовин, затве- міки розплаву підсилюються реакції з реагентами рдіння пластичного 0 матеріалу та обвуглювання (СаО, Кго, МагО, Маон, кон, тощо), що надхо- зовнішніх шарів матеріалу; дять у реактор разом із сировиною або утворю- - домінування реакцій синтезу головним чином ються в ньому. Одна з функцій цих реагентів - ак- простих насичених і ненасичених вуглеводнів. цепція СО», наприклад

При цьому верхня границя температурного ді- Саб-СО»-СасСоз АНІ-176,5 кКДж/моль апазону виявляється в цій зоні нижче температури Са(н)нСОСасСоОзНгОАн:-283,1 кДж/моль утворення ароматичних вуглеводнів. Гази, що утворилися в зоні низькотемператур-

Зона 2. Зона газодинамічного розплаву. Робо- ної переробки, створюють у розплаві газові пухирі, ча зона є зоною високотемпературної переробки із які, піднімаючись до поверхні у замкнутому об'ємі температурним діапазоном, що підтримується за робочої зони, захоплюють за собою розплав, допомогою нагрівачів - жарових труб від 850 до створюючи газліфтний потік. У міру підйому, газ 95070. У ній відбувається остаточне розкладання прогрівається розплавом, як за допомогою конвек- сировини, термоударні процеси деструкції, руйну- ції, так і за рахунок теплового випромінювання. вання ненасичених вуглеводнів і ароматичних ци- Однак, прогрів на першому етапі процесу відбува- клів при практично повній відсутності реакцій ється слабко через погану прозорість газу, забру- утворення останніх, початок каталітичного процесу дненого рідкими та твердими продуктами переро- газифікації вуглецю по основних реакціях: бки, малої поверхні пухиря щодо його об'єму, а бОо-нСоеог2со0 АН-162 кДж/моль також ендотермічності хімічних реакцій, що відбу-

НгаоСеСоОн»о АНЕ119 кДж/моль ваються. 2НгоСесСоО»2 Но АН-77,А46 кДж/моль Двоокис вуглецю (СО2), що знаходиться в 2НгОз2СеУСНинНСО» 0 АН--8,8 кДж/моль складі газу, з каналу завантаження попадає в роз- і у меншому ступені плав, вступаючи в реакцію з неорганічними компо-

Са2НоєУСНА АН--86,28 кДж/моль нентами розплаву і сировини, як в зоні низькотем-

Для зміщення рівноваги реакцій, у зону висо- пературної, так і високотемпературної переробки, котемпературної переробки подають водяну пару утворюючи при цьому відповідні карбонати. Подіб- та/або вуглекислий газ. на взаємодія відбувається на початковому етапі,

Динаміка розплаву в цій зоні здійснюється за коли газ та неорганічні сполуки ще недостатньо рахунок підйомної сили газу, що утворюється при прогрілися. Ця реакція відбувається з виділенням переробці сировини як у зоні завантажувального тепла, що сприяє прогріву реагентів. Карбонати, каналу, так і у самій робочій зоні. що утворилися, рухаються в розплаві, поступово

Конструктивне виконання цієї зони являє со- нагріваючись. У верхній частині робочої зони або в бою газорідинну систему, оснащену спеціальними зоні нагрівання відбувається їх термічне розкла- лопатками, розташованими між демпферною ка- дання з виділенням СО» у вигляді дрібних пухир- мерою і обичайкою робочої зони, і призначеними ців. Таким чином, відбувається диспергування діо- для: ксиду вуглецю і розподіл в усьому об'ємі розплаву - затримки газу та залишку сировини в розпла- в реакторі, де він вступає в реакцію з вуглецем. ві, що не прореагував; Застосування реагентів - акцепторів двоокису - максимального перемішування утворюваного вуглецю дає можливість: газу і розплаву; - видалити частину двоокису вуглецю з газу, - диспергування газової складової; одержуваного на виході з реактора; ПИ - очищення газу. о 7 знизити вплив ендотермічних реакцій піролізу

Усе це, в свою чергу, необхідно для підсилен- і газифікації на температуру розплаву та газу усе- ня хімічних реакцій. У міру руху уздовж поверхонь редині завантажувального каналу та робочої зони; робочої зони газ захоплює за собою нижні шари о 7 підвищити реакційну здатність СОг внаслідок розігрітого розплаву, надаючи йому за допомогою його диспергування. лопаток і площин складну траєкторію руху, турбу- "Розплав солей лужних І лужноземельних ме- лізуючи потік розплаву, що в свою чергу слугує талів є потужним окисно-відновним середовищем, для очищення газу від рідких та твердих компоне- де під дією газодинамічних процесів і високої тем- нтів переробки сировини. ператури відбувається відновлення простих хіміч-

Різниця швидкостей газу та розплаву приво- них елементів з окислів, вуглець окиснюється, дить до диспергування газу в розплаві. вступаючи в реакції з НгО и СО» з утворенням га-

Диспергування газу і турбулізація газорідинно- зів з компонентами Не, СО, СО», СНе та ін. Органі- го потоку сприяє максимальному перемішуванню в чні та неорганічні структури руйнуються із одноча- цій зоні, крім того вони задають динаміку усьому сним утворенням нових хімічних сполук. об'єму розплаву в реакторі, що, у свою чергу, не- Відбувається відновлення металів з оксидів. обхідно для: На прикладі оксидів заліза цей процес можна зо- - поліпшення знімання тепла з поверхонь на- бразити наступними реакціями: грівання; БеО-С-ЕБе-СО - змивання неорганічного залишку із внутріш- РегОз-ЗНа-2Ре-ЗНгО ніх стінок корпуса та робочих поверхонь реактора; Регозі3бО-2гРетЗСО» - розподілу та посиленню динаміки руху вугле- Потім одержані метали можуть взаємодіяти зі цю по всьому об'єму розплаву; сполуками, що містяться в розплаві, наприклад:

ЗРБе-4НгО-(Бе"ЕБе"2)04-4Н2 - остаточного очищення газу від рідких і твер-

Ее-2НСІ-ЕРесі»г--Н2 дих елементів;

Ре-5-Ее5 - динамічного вбивання під дзеркало розплаву

Важливу роль в активації цих процесів відіг- в зоні нагрівання твердого вуглецевого залишку; рають термодинамічні властивості розплаву - ви- - руйнування твердих пінних утворень на по- сокі теплоємність і теплопровідність, які, відповід- верхні зони нагрівання під дією відбитого від відсі- но, на три й один порядок вище в порівнянні з кача потоку розплаву. газом, що, у свою чергу, сприяє підвищенню ефек- Зона 4. Газова зона реактора. тивності передачі в процесі термічного розкладан- Газова зона реактора розташована над дзер- ня сировини та газифікації вуглецю. калом розплаву і має об'єм приблизно рівний тре-

Каталітичний вплив здійснює підвищена акти- тині об'єму циліндричної обичайки реактора і при- вність іонного стану розплаву солей лужних і луж- значена для максимального розділення ноземельних металів при високих температурах, одержуваного газу з розплаву. Ця зона є продов- що інтенсифікує процеси деструкції органічної ма- женням реакційних зон, і температура у ній коли- си. Завдяки впровадженню іонів металів у вугле- вається в межах 900-700"С. Реакції взаємодії розі- цеву структуру сировини відбувається її ослаб- грітих газів, водяних парів і піровуглецю тривають лення з наступним розривом вуглецевих зв'язків, у повному об'ємі газової зони. розкриттям ароматичних циклів і т.п. Зона 5. Зона нагріву реактора.

Один з механізмів взаємодії вуглецю з окис- Зона нагріву знаходиться між внутрішньою сті- лювачем у розплаві пов'язаний з утворенням про- нкою корпусу реактора та обичайкою робочої зони. міжних сполук металів - оксидів і гідрооксидів, що У ній знаходяться жарові труби, що здійснюють виконують роль каталізаторів. непряме внутрішнє нагрівання розплаву солей до

Наприклад: температури 9507С електричним або іншим спосо-

Мей »МенСОо бом.

МенСО2-жМеО-Со Ця зона, по суті, є циркуляційним опускним ко-

Ссо»-»2сО0 нтуром з нагріванням розплаву.

Меочс- »Менсо У цій зоні під впливом термодинамічних та фі-

МетнгОо- уМеочНо зико-хімічних процесів відбувається:

СІНО СОН»? е осозітрів як розплаву, так отриманого при ще

Подібним чином каталітичний вплив на хімічні ій ооо. го вуглецевог лишку до темпе- процеси в розплаві роблять і інші метали, такі як ратури й в озпла ецеві пори: залізо, нікель, хром. У середовищі розплаву ці ак віза ння р вт цеві пори; метали відновлюються, при цьому починають . ооспаб щі в я й сталі воатка впливати на утворення переважно насичених вуг- в ле ю ті впливом, НВ них пикнозеМень. леводнів, головним чином, метану СнНе Ї, меншою них металів, У У мірою, етану СоНбе та пропану СзНв із суміші водню й . с. та окису вуглецю: Це все є продовженням процесів в робочій зо- ' ні реактора і, в остаточному підсумку, приводить гпбО (п )На »СоНатепСО» до каталітичної газифіка їв гле ю частково в

Ароматичні вуглеводні не утворюються вна- На й с. ці вуглец Но . дай самій зоні розігріву та, більшою мірою, в робочій спідок наступних факторів: зоні реактора, куди згодом і надходить розплав з - низький парціальний тиск ненасичених вуг- р ра, ку, На рі й леводнів активованим вуглецем. У самій же зоні нагріву ' процес каталітичної газифікації вуглецю відбува- - висока температура (вище 8007С), ться за участі в основно діоксид вугле то (в) - наявність окислів і гідроокисів металів, що У У. у вуглецю, що . й - утворюється при розкладанні з карбонатів лужних і каталітично діють на руйнування ароматичних : . : лужноземельних металів, що надходять разом з вуглеводнів за рахунок дегідрування. й не діщи Я . . розплавом з робочої зони реактора.

При достатній кількості Нг2О та відповідних Ці взаємодії можна описати на прикладі ка введених каталізаторах при даній температурі бонату кальцію (Сасоз), який утво ються в зава також відбувається процес парової конверсії вуг- У ц 3), утвор . й М не нтажувальному каналі та початку робочої зони леводнів з утворенням газової суміші, що макси- й у Мр . реактора з компонентів сировини, яку завантажу- мально складається з Н5е і СО, найбільш підходя- й й ють. В міру просування карбонатів по завантажу- щих для подальшого синтезу вуглеводневого . . палива вальному каналу та розплаву робочої зони відбу- й ни вається їх розігрів. При температурі вище 800"

Зона 3. Зона відсікання розплаву. розігр ри. ратурі вище т . карбонат кальцію є термічно не стабільним і взає-

Зона відсікання розплаву служить для зміни модіє з вуглецем відповідно до реакцій: напрямку вертикальної динамічної складової пото- сасо саонсо пи во со «с-со ку газу і розплаву на виході з робочої зони реакто- п ни аз ? В, ц а У й ? аєтьс ра з наступним розподілом його по всьому об'єму ри цьому газ в ні нагрівання рухається зони нагрівання уверх назустріч потоку розплаву, що опускається

Сам відсікач виконаний у вигляді тарілки та сировини, вуглець, а також неорганічний залишок служить також для: й

У щі я сасоОзнс-саочосо - розкриття газових пухирів і максимального СабівіО»-Савію ; ; ; 2- З инамічного розділення газу та елементів розпла- ву розд У р саоз2нсі«СасіьнгоО ! НС утворюється при розкладанні хлорвмісних органічних молекул, що містяться у сировині.

Розкладання карбонатів в залежності від шви- шення об'єму подачі сировини приводить до більш дкості їх прогріву може відбуватися як у зоні нагрі- інтенсивного газоутворення, а внаслідок цього, до ву, так і у верхній частині робочої зони. більш інтенсивної циркуляції розплаву, що в свою

Зона 6. Зона динамічного очищення розплаву. чергу дозволяє компенсувати збільшення витрат

Зона розташована у нижній конусній частині тепла на переробку сировини за рахунок більш внутрішнього об'єму реактора між робочою зоною інтенсивного теплообміну жарових труб 14 з розп- та конусом витісняючої системи. лавом.

Характеризується кільцевим відцентровим ру- Тверді нерозплавлені шлаки, що утворюються хом усього об'єму розплаву в цій зоні. Саме в цій в результаті переробки та поступають в реактор зоні відбувається розподіл за густиною неорганіч- разом з сировиною, відділяються від основного них компонентів, привнесених разом із сировиною об'єму розплаву в зоні конусної частини реактора в розплав, а також неорганічних компонентів, що та осідають у витісняючому пристрої 17, витісняю- утворилися та не прореагували у процесі роботи чи звідти більш легкий розплав. Внаслідок цього реактора. Таких, наприклад, як СабіОз, СаСОз, рівень розплаву в реакторі підвищується. Коли

Саб, Сабо, 510» та ін. датчик рівня розплаву сигналізує 24, що рівень

Зона 7. Зона витісняючої системи. розплаву підвищився на величину, що відповідає

Зона витісняючої системи перебуває аж унизу об'єму витісняючого пристрою 17, подача відходів реакторного об'єму, між його конусною частиною уповільнюється чи припиняється. Запірна пробка та нижньою заслінкою. Витісняюча зона, виконана витісняючого пристрою 25 за допомогою приводу у вигляді усіченого конуса з невеликим кутом роз- опускається у горловину витісняючого конусу 18, криття. Вона має окремий зовнішній нагрівальний при цьому в оболонку навколо горловини 18 по- елемент, що здійснює розігрів і підтримку темпе- дають охолоджувач - повітря або воду. Розплав в ратури в межах 900"С всередині витиснутого об'є- зазорі між пробкою 25 та горловиною 18 кристалі- му. зується, відділялючи розплав, що знаходиться у

У цьому об'ємі відбувається остаточний роз- корпусі реактора, від шлаків у витісняючому при- поділ неорганічних елементів розплаву за густи- строї 17. ною, відділення від розплаву, концентрування та Одночасно включається тарілчастий нагрівач формування неплавкого залишку. 22. Сіль у зоні контакту торця витісняючого при-

Нижня частина конуса обладнана заслінкою, строю 17 та відкидного дна 21 розплавляється, призначеною для короткочасних відкривань при дно 21 за допомогою приводу 23 відкидається, при видаленні утворюваного залишку і для зливу всьо- цьому відбувається видалення вмісту витісняючо- го об'єму розплаву реактора. го пристрою 17. Протягом усього цього процесу

Наявність у витісняючий системі карбонатів нагрівач 20 і жарові труби 14 залишаються вклю-

Сасо»з, МагСО» і вуглецю, що не встигли прореа- ченими. Дно 21 закривається приводом 23, таріл- гувати, при температурі «9007С спричиняє продо- частий нагрівач 22 вимикається. Припиняється вження відновних реакцій по газифікації вуглецю з подача охолоджувача в оболонку горловини 19 утворенням СО: витісняючого пристрою 17. В зазорі між пробкою

СаСОоз-Сс-Сабз2СОо 25 та горловиною витісняючого пристрою 18 сіль

Маг2бОз3-С0-МагО2Со плавиться під дією високих температур, а пробка

ЕеОнС-ЕБечкСсо та т.п. 25 за допомогою приводу піднімається, вивільню-

У цих умовах одночасно відбуваються реакції ючи при цьому горловину 18. утворення та кристалізації силікатів: Відновлюється уведення відходів та весь про-

СабО-5102-СавіОз цес продовжується.

МагО--5102-Ма»5іОз з наступним максималь- Поступово в процесі роботи відбувається за- ним витисненням розплаву неплавким неорганіч- бруднення розплаву та підвищення його динаміч- ним залишком. ної в'язкості, що уповільнює теплові та масообмін-

У процесі роботи ведеться постійний моніто- ні процеси. Для регенерації розплаву до відходів ринг складу одержуваного газу. У випадку підви- додають двоокис кремнію. Сировиною двоокису щення концентрації двоокису вуглецю більше, ніж кремнію за даним винаходом є пісок. Відбувається на 395, до відходів перед завантаженням додають утворення силікатів: солі, окисли або гідрати окислів лужноземельних Маг2бОз3-С0-МагО2Со металів, наприклад, окис кальцію. МагО-Нго-2маон

Принципом роботи реактора є здійснення без- 2гмаон-іО»-Маг51іОз-НгОо перервної циркуляції розплаву в реакторі під дією При розробці методу регенерації сольового газів, що утворилися в результаті переробки орга- розплаву були використані властивості електролі- нічних відходів. Здійснюється наступним чином: тів, а саме властивість сильних основ витісняти розплав, що приведений в рух та витіснений під слабкі основи з розплавів (розчинів) їх солей. Реа- дією газліфта з проміжку між демпферною каме- кція обміну із солями лужноземельних металів рою 10 та обичайкою 12 робочої зони, а також роз- приводить до утворення речовини силікату каль- кручений на гвинтових поверхнях, або спеціальних цію СазіОз більш тугоплавкого, ніж Маг5іОз. лопатках 13, та відбитий від відбійника 15, продо- Ма25іОз-Сасі»-СабвіОз-2масі вжуючи крутитися, поступає у простір між обичай- Силікати випадають в осад у вигляді кристалів кою робочої зони 12 та корпусом реактора 1. При або скловидних утворень, при цьому зменшується цьому розплав спрямовується вниз вздовж повер- динамічна в'язкість розплаву та температура пла- хонь жарових труб 14, захоплюючи за собою вуг- влення залишку за рахунок утворення хлористого леводисті тверді компоненти переробки. Збіль- натрію.

Тоді як вищенаведений опис викладає прин- винаходу включає всі звичайні варіації, адаптації ципи даного винаходу, з прикладами, наведеними та/або модифікації, які входять в межі наступної з метою ілюстрації, слід розуміти, що застосування формули, та їх еквіваленти. 600 тя Введече І реж дн 1 ведення: виро виня и -- ий дн Пи 7 1

Шо І па ГИ р. тези Ше І. ів Й з зе, Он Ї Зонз 1

Бівснь розплаву ша Кін . - 4 ле І. й | Рівень розплаву | " не і У ! - ! М, г пня у ав пи Ге І 15 яті я ' | | шт ;

ГУ І - Ї Зона 4

Ще ці ді НЯ - - -- | Зона З

Н Н се

Ці -» - на ШИ і яеч: , і | І ЇЇ - ж -- я -р ЇЇ ЙО ЖИ пра й шт 0000.0..0.1 Зона пої ; 2 і я

І рин і дж 1 рай Н | у , --

ІЗ я дних і Зона 5, -- і

І ЕВ сд-в- і щі ни -3 і к . рай г. ран М і 25 Ро шт ди дище

Н - ї т 2 т шт ро і ох - нт : ізо -- ! ІВ Зонаб нин у дня ок, 1 шу -, о ня .

Ен виш г--- о 22 т Ш-к Се ш- ' -в Ту д- сх ще ! Й -- -Зова 7 ; ще Ї : Ї 1 ре 23 ї

СМ ! Її ет ня і

Фіг.1 Фіг

Комп'ютерна верстка 0. Гапоненко Підписне Тираж 26 прим.

Міністерство освіти і науки України

Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна

ДП "Український інститут промислової власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ - 42, 01601