WO2007100272A1 - Method for thermally processing solid community wastes - Google Patents

Method for thermally processing solid community wastes Download PDF

Info

Publication number
WO2007100272A1
WO2007100272A1 PCT/RU2006/000097 RU2006000097W WO2007100272A1 WO 2007100272 A1 WO2007100272 A1 WO 2007100272A1 RU 2006000097 W RU2006000097 W RU 2006000097W WO 2007100272 A1 WO2007100272 A1 WO 2007100272A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
waste
slag
melting chamber
municipal
solid
Prior art date
Application number
PCT/RU2006/000097
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Anatolij Anatoljevich Golubev
Jurij Alexandrovich Gudim
Original Assignee
Obchestvo S Ogranichennoj Otvetstvennostju Promishlennaja Kompanija 'tehnologija Metallov'
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Obchestvo S Ogranichennoj Otvetstvennostju Promishlennaja Kompanija 'tehnologija Metallov' filed Critical Obchestvo S Ogranichennoj Otvetstvennostju Promishlennaja Kompanija 'tehnologija Metallov'
Priority to PCT/RU2006/000097 priority Critical patent/WO2007100272A1/en
Publication of WO2007100272A1 publication Critical patent/WO2007100272A1/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/44Details; Accessories
    • F23G5/46Recuperation of heat
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/02Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment
    • F23G5/027Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment pyrolising or gasifying stage
    • F23G5/0273Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment pyrolising or gasifying stage using indirect heating
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/08Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor having supplementary heating
    • F23G5/085High-temperature heating means, e.g. plasma, for partly melting the waste
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23LSUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L7/00Supplying non-combustible liquids or gases, other than air, to the fire, e.g. oxygen, steam
    • F23L7/007Supplying oxygen or oxygen-enriched air
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23MCASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F23M5/00Casings; Linings; Walls
    • F23M5/08Cooling thereof; Tube walls
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2202/00Combustion
    • F23G2202/10Combustion in two or more stages
    • F23G2202/101Combustion in two or more stages with controlled oxidant supply
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2202/00Combustion
    • F23G2202/20Combustion to temperatures melting waste
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2206/00Waste heat recuperation
    • F23G2206/10Waste heat recuperation reintroducing the heat in the same process, e.g. for predrying
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2209/00Specific waste
    • F23G2209/20Medical materials
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/34Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery

Definitions

  • the invention relates to metallurgy and power engineering, and can be used for the processing of municipal solid waste (TKO), medical waste, and some solid industrial industrial waste.
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) waste sorting, in order to extract and reuse such components as packaging cardboard, glass, plastics, small scrap metal.
  • the dust captured in the filters of gas treatment facilities contains a significant amount of harmful substances (heavy metals in the form of oxides, etc.) and is not disposed of, and is also disposed of in special storage facilities, even during the operation of the most modern waste incineration plants.
  • TKOs have a density (on average up to 1.0 kg / dm 3 ) much lower than the density of molten slag (2.5-4.5 kg / dm 3 ). Therefore, to place TKO (kneading) in a layer of molten slag, it is necessary to blow the slag with oxygen-containing gas [1,2] or hot products of the combustion of hydrocarbon fuel [5].
  • the molten slag has a relatively low oxidative potential, therefore, the oxidation (burning) of the organic component of the waste proceeds in it extremely slowly and not completely (only to CO), despite the rather high temperature of the slag melt (1400-1500 0 C).
  • the separation of CO and H 2 O resulting from the combustion into the gas phase from the slag is difficult and also proceeds extremely slowly.
  • the heating temperature of the waste When drying in loading devices, the heating temperature of the waste is not controlled, so it heats up to temperatures at which the formation of dioxins and furans (200-600 ° C) is possible, which carries the potential danger of uncontrolled emissions of dioxins and furans formed into the atmosphere.
  • the heating temperature of the waste When drying wet municipal waste directly in the working space of the burning device (melting chamber) due to evaporating moisture, they increase sharply
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) fuel consumption and the amount of exhaust gas from the chamber (estimated 30-50%), which increases the capital and operating costs of gas treatment facilities, ultimately reduces the temperature of the working space in the chamber, the temperature of the exhaust gases and reduces the possibility of rational use (utilization) of exhaust gas heat .
  • a known method of processing household and industrial waste including preliminary heat treatment (drying) of the waste to reduce humidity, loading it into the melting chamber, burning organic components, afterburning and cleaning the exhaust gases from the melting chamber, utilizing the heat of the exhaust gases, melting the mineral constituents of solid household waste, the release of accumulating slag and metal (see patent RU 2265774, MKI 7: F23G5 / 00), selected by the applicant as the closest analogue.
  • the preliminary heat treatment of the waste is carried out in a layer in an upward flow directly in the gas space above the slag melt bath with an additional supply of heated air above the waste layer.
  • the waste layer is placed above the surface of the slag melt on the grate so that
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) the projection of the area of the waste layer onto a plane located at the level of the surface of the melt, is completely or partially outside the surface of the slag melt.
  • the slag melt is purged with hydrocarbon fuel combustion products with a temperature exceeding the temperature of the slag melt by 10-600 0 C.
  • Gas supply above the surface of the slag melt is carried out from the side of the slag melt bath.
  • the supply of gas for blowing the bath of slag melt is carried out at a level spaced from the bottom of the bath by 5-10 diameters of the jet at its entrance to the melt.
  • Heated air or a mixture of it with hydrocarbon fuel is used as the gas supplied above the surface of the molten slag bath.
  • the temperature of the supplied heated air is 500 - 600 ° C.
  • the known method of processing household and industrial waste has the following disadvantages: it does not allow to utilize the dust collected in the gas purification from gases leaving the combustion device (melting chamber); frequent stops of the unit for repairing the lining due to its intensive destruction during chemical erosion of the main refractory lining based on calcium oxide (CaO) or magnesium oxide (MgO). It does not allow for efficient waste-free, continuous, environmentally friendly waste processing.
  • the present invention solves the problem of non-waste processing of municipal solid waste (TKO) and environmentally friendly disposal.
  • the technical result of the invention is to eliminate the disadvantages of the closest analogue, namely:
  • the non-waste heat treatment method for solid municipal waste which includes drying the waste, loading it into the melting chamber, burning organic components, afterburning and cleaning the gases leaving the melting chamber, utilizing the heat of the exhaust gases, melting the mineral constituents of the waste, releasing accumulated slag and metal, according to the invention, the burning of organic components of municipal solid waste and the melting of their mineral components produce n surface of the molten superheated to 1500-1600 0 C slag produced from added simultaneously with solid municipal waste fluxes and mineral constituents in an atmosphere of oxygen blown combined burners, lances with supersonic velocity, in the melting chamber, the casing which is cooled by a liquid metal coolant, mounted in the mouth energy boiler, which is used for heat recovery of exhaust gases, with drying of municipal solid waste to a moisture content of 5-12% before being fed to the charge loading system villa chamber in the conveyor device, sheltered hermetic casing with nitrogen gas, heated to 150 0 C with heat accumulated by the coolant while cooling the metallic cas
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) special injectors into the slag melt in the melting chamber, melt and assimilate the slag.
  • composition and properties of slag obtained during the processing of municipal solid waste are adjusted by the addition of technogenic waste from ferrous and non-ferrous metallurgy and the ash of thermal power plants introduced into the melting chamber simultaneously with solid municipal waste.
  • waste slag, dust, and sludge are used as additives of industrial wastes of ferrous and non-ferrous metallurgy.
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) burners and going on only to blow oxygen with tuyeres at a supersonic speed.
  • the supersonic speed of the oxygen stream ensures efficient waste burning and good mixing of the slag, which contributes to its rapid heating and accelerates the assimilation (dissolution) of the mineral components of the waste by the slag.
  • the proposed cooling of the housing of the MMT allows to obtain a skull on the inner surface of the chamber, limiting the slag volume, and to work without the use of refractory lining of the slag belt.
  • the heat accumulated by the LMC can be used to dry the TKO before loading them into the melting chamber.
  • TKO pre-drying allows to increase the rate and temperature of their combustion, to reduce the amount of exhaust gases from the melting chamber that require complex, multi-stage purification, and
  • the dust captured in the gas treatment system be blown with special injectors into the slag melt in the melting chamber, where it is melted and assimilated by the slag.
  • TKO is completely waste-free and environmentally friendly.
  • the figure shows the technological scheme of non-waste processing of municipal solid waste.
  • a non-waste method for processing solid municipal waste includes grinding waste in device 1, drying waste in device 2, loading it into the free space 5 of the melting chamber 5, 6, 7.
  • the melting chamber 5,6,7 has a free space 5, space 6 for molten slag and space 7 for molten metal.
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) The organic components of solid municipal waste are burned and their mineral components are melted on the surface of molten slag 6. In the energy boiler 8, afterburning and heat recovery of 5.6.7 gases leaving the free space 5 of the melting chamber are performed. The gases are cleaned in system 9, the dust is collected in the hopper 10. The organic components of solid municipal waste (TKO) are burned and their mineral components are melted on the surface of molten slag 6 overheated to 1500-1600 0 C, obtained from fluxes added simultaneously with solid municipal waste and mineral constituents in an oxygen atmosphere blown by combined tuyere-burners 11 with supersonic speed.
  • the melting chamber 5,6,7 is equipped with a casing (not shown in the figure), cooled by a liquid metal coolant, and installed in the mouth of the energy boiler 8, which is used to recover the heat of the exhaust gases. Drying of municipal solid waste is carried out in the device 2, then in the loading device 3 before feeding the charge system 4 of the melting chamber 5 to humidity
  • Conveyor loading device 3 designed to load TKO into the melting chamber 5, is covered by a hermetic casing (not shown in the figure).
  • the dust trapped in the gas purification system 9 is blown into the slag melt 6 by injectors 12, then melted and assimilated by the slag.
  • the melting chamber 5,6,7 in its space 6 for molten slag is equipped with a device 13 for releasing slag, in the space 7 for molten metal has a device 14 for releasing metal.
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) The composition and properties of slag obtained during the processing of municipal solid waste are adjusted by the addition of technogenic waste from ferrous and non-ferrous metallurgy and ashes of thermal power plants introduced into the melting chamber 5,6,7 simultaneously with solid municipal waste.
  • Example 1 The cooling of metal surfaces operating at high temperatures (1600-2300 ° C) LMT has long been effectively used in nuclear power. Therefore, in the conditions of a melting chamber that processes waste according to the proposed method, such a method of cooling a metal casing will also be effective.
  • Example 2. In a laboratory resistance furnace, in a molybdenum crucible, 200 g of slag containing 20% CaO, 50% SiO 2 , 10% Na 2 O, 10% FeO, 5% Al 2 O 3 , 5 was melted and heated to 1500 ° C. % MgO. The moisture content of the waste before drying was 15%. The working space of the laboratory furnace at a temperature of 150 ° C was filled with nitrogen.
  • Example 3 In a muffle laboratory furnace, the working space of which at a temperature of 150 ° C was filled with nitrogen, loaded 2 kg of crushed TKO with a moisture content of 35%. The moisture content of the waste decreased to 12%, and after holding for 1.5 hours, no ignition of the waste was observed.
  • Example 4 In a molybdenum crucible, molten 150 g of slag obtained by burning TKO. Then 150 g of dump slag was added to the crucible.
  • Patent RU 2045708, MKI-6 F23G5 / 00, “Method for the processing of solid household wastes”, applicant and owner of the Gintsvetmet, authors: Kalnin E.I., Grechko AB, Mechev BB, Denisov V.F., Shishkina L.D., Ziberov BE, Khaylov E.G., Generalov V.A.
  • Patent RU 2208202, MKI-7 F23G5 / 00, “Method for the processing of municipal solid waste and fine industrial waste”, applicant of Lipetskstalproekt OJSC, authors and patent holders: A. Reshetnyak, V. A. Konev, Seryakov H.I., Mamaev A.N.
  • Patent RU 2265774, MKI-7 F23G5 / 00, “Method for processing solid household, industrial and medical waste”, authors: Balasanov AB, Batygin SV., Bernadiner MH, Grinberg Yu.M., Devitaykin A.G., Lebedev AB, Teslika I.E., Usachev A.B., Gaykin B.C., patent holder: ZAO BHIIETO, 000 Steelwork Project.

Abstract

The invention relates to metallurgy and heat power engineering and can be used for processing solid community, medical and certain solid industrial wastes. Said invention makes it possible to carry out a dosposalless waste reprocessing, recycle separated dust and to increase the resistance of a melting furnace lining. The inventive method consists in drying wastes to a moisture content of 5-12% in a hermetically sealed conveyor device with the aid of gaseous nitrogen, which is heated to 150oC by a hot cumulative metallic heat carrier during the melting furnace cooling and in burning wastes on a molten slag surface at a temperature of 1550-1600oC in atmospheric oxygen injected therein by combined burner tuyeres with a supersonic speed.

Description

Способ безотходной термической переработки Non-waste thermal processing method
твердых коммунальных отходовmunicipal solid waste
Изобретение относится к металлургии и теплоэнергетике, и может быть использовано для переработки твердых коммунальных отходов (TKO), медицинских отходов и некоторых твердых техногенных промышленных отходов.The invention relates to metallurgy and power engineering, and can be used for the processing of municipal solid waste (TKO), medical waste, and some solid industrial industrial waste.
Быстрый рост производства и накопление человечеством твердых отходов жизнедеятельности вызывает необходимость создания рациональных способов переработки таких отходов, и в первую очередь коммунальных (бытовых) отходов.The rapid growth of production and the accumulation by mankind of solid waste products necessitates the creation of rational methods for the processing of such waste, and first of all municipal (household) waste.
Известны различные способы переработки (утилизации) коммунальных отходов. Наиболее распространенными из них в настоящее время являются: прессование и захоронение отходов на специально оборудованных полигонах; переработка органической составляющей отходов в компост (компостирование), опять же на специально оборудованных площадях;There are various methods of processing (disposal) of municipal waste. The most common of them at present are: pressing and burial of waste at specially equipped landfills; processing of the organic component of waste into compost (composting), again in specially equipped areas;
- переработка термическим пиролизом в восстановительной или нейтральной атмосфере с получением газов, пригодных для использования в качестве теплоносителя и минерального остатка (зола), как правило, нуждающегося в захоронении на специально отведенных полигонах;- processing by thermal pyrolysis in a reducing or neutral atmosphere to produce gases suitable for use as a coolant and mineral residue (ash), which usually needs to be buried in specially designated landfills;
- сжигания в окислительной атмосфере (воздухе), главным образом на колосниковых решетках специально оборудованных энергетических котлов.- combustion in an oxidizing atmosphere (air), mainly on the grate grids of specially equipped energy boilers.
Обычно перечисленные способы переработки твердых коммунальных отходов применяются после низкопроизводительной и затратной операцииTypically, the listed methods for processing municipal solid waste are applied after a low-productivity and costly operation.
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) сортировки отходов, с целью извлечения и повторного использования таких компонентов как упаковочный картон, стекло, пластмассы, мелкий металлический лом.SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) waste sorting, in order to extract and reuse such components as packaging cardboard, glass, plastics, small scrap metal.
Главным недостатком перечисленных способов является необходимость захоронения (а, следовательно, и постоянного накопления) довольно большого количества токсичных продуктов переработки коммунальных отходов.The main disadvantage of these methods is the need for the disposal (and, consequently, the constant accumulation) of a fairly large number of toxic products of processing municipal waste.
Наиболее эффективным и высокопроизводительным из перечисленных способов переработки (утилизации) TKO является их сжигание. В результате сжигания отходов образуется небольшое количество токсичных продуктов переработки (золы и пыли), которое в принципе может быть уменьшено до нуля. Кроме того, при сжигании TKO, выделяется довольно большое количество тепла, которое может быть использовано для выработки электроэнергии. Но при сжигании TKO возникает ряд технических и экологических сложностей (проблем). Важнейшие из них следующие: низкая средняя калорийность сжигаемых отходов из-за высокой влажности (30 - 50 %) и значительного содержания негорючих компонентов: стекла, костей, кусочков металла и строительного мусора.The most effective and high-performance of the listed methods of processing (utilization) of TKO is their burning. As a result of waste incineration, a small amount of toxic processed products (ash and dust) is formed, which in principle can be reduced to zero. In addition, when burning TKO, a rather large amount of heat is released, which can be used to generate electricity. But when burning TKO, a number of technical and environmental difficulties (problems) arise. The most important of them are the following: low average calorific value of waste burned due to high humidity (30 - 50%) and a significant content of non-combustible components: glass, bones, pieces of metal and construction waste.
Вследствие этого, а также из- за применения воздуха для окисления органических составляющих отходов, сжигание мусора происходит при сравнительно низких температурах (800-11000C), что значительно усложняет и затрудняет (а иногда вообще исключает) возможность полного сжигания образующихся при нагреве и горении отходов крайне опасных для человека и окружающей среды диоксинов и фуранов.As a result of this, as well as due to the use of air for the oxidation of organic components of waste, the burning of garbage occurs at relatively low temperatures (800-1100 0 C), which greatly complicates and complicates (and sometimes even excludes) the possibility of complete burning of the resulting from heating and burning Wastes extremely dangerous for humans and the environment of dioxins and furans.
Вследствие того, что процесс сжигания отходов осуществляется при невысоких температурах, неорганические компоненты отходов превращаются в твердую, с высокой удельной поверхностью золу, содержащую значительное количество вредностей, легко вымывающихсяDue to the fact that the waste incineration process is carried out at low temperatures, the inorganic components of the waste turn into solid ash with a high specific surface, containing a significant amount of harmful substances that are easily washed away
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) из нее атмосферной и почвенной влагой. Такую золу требуется хранить в специальных кессонированных хранилищах.SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) from it by atmospheric and soil moisture. Such ashes need to be stored in special coffered storage facilities.
Удаление влаги из отходов при сжигании его известными способами осуществляется непосредственно в котле, это приводит к значительному увеличению объема отходящих из котла газов, требует увеличения размеров и стоимости газоочистньтх сооружений, а также увеличивает эксплуатационные расходы на очистку газов.The removal of moisture from the waste when it is burned by known methods is carried out directly in the boiler, this leads to a significant increase in the volume of gases leaving the boiler, requires an increase in the size and cost of gas treatment facilities, and also increases operating costs for gas cleaning.
Уловленная в фильтрах газоочистных сооружений пыль, содержит значительное количество вредностей (тяжелые металлы в виде окислов и др.) и не утилизируется, а также захоранивается в специальных хранилищах, даже при эксплуатации самых современных мусоросжигающих предприятий.The dust captured in the filters of gas treatment facilities contains a significant amount of harmful substances (heavy metals in the form of oxides, etc.) and is not disposed of, and is also disposed of in special storage facilities, even during the operation of the most modern waste incineration plants.
Известны способы переработки TKO5 предусматривающие технологические и конструктивные приемы, частично устраняющие сложности, возникающие при сжигании отходов. В частности, предлагается сжигать твердые бытовые отходы в слое жидкого шлака или в шлаковом расплаве с температурой от 1400 до 1500° с подачей их в расплав, продувая расплав для замешивания в него TKO, кислородсодержащим газом [1,2].Known methods of processing TKO 5 involving technological and structural methods, partially eliminating the difficulties encountered in the combustion of waste. In particular, it is proposed to incinerate solid household waste in a layer of liquid slag or in a slag melt with a temperature of 1400 to 1500 ° C and feeding them into the melt, blowing the melt to mix it with TKO, an oxygen-containing gas [1,2].
Известны способы переработки TKO, предусматривающие подачу в шлаковый расплав, для уменьшения температуры плавления получаемого шлака, вещества с высоким содержанием оксида кальция (CaO) [1,4] или сульфид кальция (CaS) вместе с соединениями цветных металлов [2].Known methods of processing TKO, providing for the supply of slag melt, to reduce the melting point of the resulting slag, substances with a high content of calcium oxide (CaO) [1,4] or calcium sulfide (CaS) together with non-ferrous metal compounds [2].
Для повышения температуры сжигания отходов, предлагается осуществлять сушку влажных TKO технологическими газами процесса сжигания, либо непосредственно в рабочем пространстве сжигающего агрегата [3], либо в загрузочном устройстве перед загрузкой TKO в агрегат [4].To increase the temperature of waste burning, it is proposed to carry out the drying of wet TKO with process gases of the combustion process, either directly in the working space of the burning unit [3], or in a loading device before loading TKO into the unit [4].
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) Известные способы имеют ряд существенных недостатков, препятствующих реальному их осуществлению.SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) Known methods have a number of significant disadvantages that impede their real implementation.
Произвести сжигание и утилизацию TKO в слое расплавленного шлака на практике очень трудно. TKO имеют плотность (в среднем до 1,0 кг/дм3) намного меньшую, чем плотность расплавленного шлака (2,5-4,5 кг/ дм3). Поэтому для помещения TKO (замешивания) в слой расплавленного шлака, приходится продувать шлак кислородсодержащим газом [1,2] или горячими продуктами сжигания углеводородного топлива [5].It is very difficult in practice to incinerate and dispose of TKO in a layer of molten slag. TKOs have a density (on average up to 1.0 kg / dm 3 ) much lower than the density of molten slag (2.5-4.5 kg / dm 3 ). Therefore, to place TKO (kneading) in a layer of molten slag, it is necessary to blow the slag with oxygen-containing gas [1,2] or hot products of the combustion of hydrocarbon fuel [5].
Расплавленный шлак имеет сравнительно низкий окислительный потенциал, поэтому окисление (сжигание) органической составляющей отходов протекает в нем крайне медленно и не до конца (только до СО), несмотря на довольно высокую температуру шлакового расплава (1400-15000C). Выделение образовавшихся в результате сжигания СО и H2O в газовую фазу из шлака затруднено и также протекает крайне медленно.The molten slag has a relatively low oxidative potential, therefore, the oxidation (burning) of the organic component of the waste proceeds in it extremely slowly and not completely (only to CO), despite the rather high temperature of the slag melt (1400-1500 0 C). The separation of CO and H 2 O resulting from the combustion into the gas phase from the slag is difficult and also proceeds extremely slowly.
Рекомендуемые в [3], для повышения температуры сжигания TKO, способы сушки влажных коммунальных отходов горячими технологическими газами (температура ориентировочно 1300-1700° С), полученными при сжигании отходов в загрузочном устройстве перед подачей в сжигающее устройство (плавильную камеру) [4] или непосредственно в ней, имеют существенные недостатки.Recommended in [3], to increase the temperature of burning TKO, methods for drying wet municipal waste with hot process gases (temperature approximately 1300-1700 ° C) obtained by burning waste in a loading device before feeding it into a burning device (melting chamber) [4] or directly in it, have significant flaws.
При сушке в загрузочных устройствах, температура нагрева отходов не контролируется, поэтому они нагреваются до температур, при которых возможно образование диоксинов и фуранов (200-600° С), что несет в себе потенциальную опасность неконтролируемых выбросов в атмосферу образовавшихся диоксинов и фуранов. При сушке влажных коммунальных отходов непосредственно в рабочем пространстве сжигающего устройства (плавильной камеры) за счет испаряющейся влаги резко увеличиваютсяWhen drying in loading devices, the heating temperature of the waste is not controlled, so it heats up to temperatures at which the formation of dioxins and furans (200-600 ° C) is possible, which carries the potential danger of uncontrolled emissions of dioxins and furans formed into the atmosphere. When drying wet municipal waste directly in the working space of the burning device (melting chamber) due to evaporating moisture, they increase sharply
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) расход топлива и количество отходящих из камеры газов (оценочно 30- 50%), что увеличивает капитальные и эксплуатационные затраты на газоочистные сооружения, снижает в конечном счете температуру рабочего пространства в камере, температуру отходящих газов и уменьшает возможность рационального использования (утилизации) тепла отходящих газов.SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) fuel consumption and the amount of exhaust gas from the chamber (estimated 30-50%), which increases the capital and operating costs of gas treatment facilities, ultimately reduces the temperature of the working space in the chamber, the temperature of the exhaust gases and reduces the possibility of rational use (utilization) of exhaust gas heat .
Рекомендуемые в [1,2,4] добавки в шлак веществ, содержащих только оксид кальция (CaO) или сульфид кальция (CaS) с целью уменьшения температуры плавления получаемого шлака, не дают возможности использования техногенных промышленных отходов металлургии (отвальные шлаки, пыль, шламы и т.п.), золы теплоэлектростанций (ТЭС) и не позволяют корректировать состав получаемого шлака в таких пределах, которые позволяют производить из него такие ценные продукты (товарную продукцию), как шлакокаменное литье, клинкер для цементной промышленности и др.Recommended in [1,2,4] additives to the slag of substances containing only calcium oxide (CaO) or calcium sulfide (CaS) in order to reduce the melting point of the resulting slag, do not allow the use of technogenic industrial metallurgy wastes (dump slag, dust, sludge etc.), ashes of thermal power plants (TPPs) and do not allow you to adjust the composition of the resulting slag within such limits that make it possible to produce such valuable products (commercial products) as slag stone casting, clinker for the cement industry, etc.
Известен способ переработки бытовых и промышленных отходов, включающий предварительную термообработку (сушку) отходов для уменьшения влажности, загрузку их в плавильную камеру, сжигание органических составляющих, дожигание и очистку отходящих из плавильной камеры газов, утилизацию тепла отходящих газов, расплавление минеральных составляющих твердых бытовых отходов, выпуск накапливающихся шлака и металла (см. патент RU 2265774, МКИ 7: F23G5/00), выбранный заявителем в качестве ближайшего аналога.A known method of processing household and industrial waste, including preliminary heat treatment (drying) of the waste to reduce humidity, loading it into the melting chamber, burning organic components, afterburning and cleaning the exhaust gases from the melting chamber, utilizing the heat of the exhaust gases, melting the mineral constituents of solid household waste, the release of accumulating slag and metal (see patent RU 2265774, MKI 7: F23G5 / 00), selected by the applicant as the closest analogue.
В известном способе предварительную термообработку отходов осуществляют в слое восходящим потоком непосредственно в газовом пространстве над ванной шлакового расплава при дополнительной подаче нагретого воздуха выше слоя отходов. Слой отходов размещают выше поверхности шлакового расплава на колосниковой решетке так, чтоIn the known method, the preliminary heat treatment of the waste is carried out in a layer in an upward flow directly in the gas space above the slag melt bath with an additional supply of heated air above the waste layer. The waste layer is placed above the surface of the slag melt on the grate so that
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) проекция площади слоя отходов на плоскость, находящуюся на уровне поверхности расплава, полностью или частично находится вне поверхности шлакового расплава. Продувку шлакового расплава осуществляют продуктами сжигания углеводородного топлива с температурой, превышающей температуру шлакового расплава на 10- 6000C. Подачу газа над поверхностью шлакового расплава осуществляют со стороны ванны шлакового расплава. Подачу строи газа для продувки ванны шлакового расплава осуществляют на уровне, отстоящем от дна ванны, на величину 5-10 диаметров струи на входе её в расплав. В качестве газа, подаваемого над поверхностью ванны шлакового расплава, используют нагретый воздух или смесь его с углеводородным топливом. Температура подаваемого нагретого воздуха составляет 500 - 600° С.SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) the projection of the area of the waste layer onto a plane located at the level of the surface of the melt, is completely or partially outside the surface of the slag melt. The slag melt is purged with hydrocarbon fuel combustion products with a temperature exceeding the temperature of the slag melt by 10-600 0 C. Gas supply above the surface of the slag melt is carried out from the side of the slag melt bath. The supply of gas for blowing the bath of slag melt is carried out at a level spaced from the bottom of the bath by 5-10 diameters of the jet at its entrance to the melt. Heated air or a mixture of it with hydrocarbon fuel is used as the gas supplied above the surface of the molten slag bath. The temperature of the supplied heated air is 500 - 600 ° C.
Известный способ переработки бытовых и промышленных отходов имеет следующие недостатки: не позволяет утилизировать пыль, улавливаемую в газоочистке из газов, отходящих из сжигающего устройства (плавильной камеры); возможны частые остановки агрегата для ремонта футеровки из-за интенсивного её разрушения в процессе химической эрозии основной огнеупорной футеровки на базе оксида кальция (CaO) или оксида магния (MgO). не позволяет обеспечить эффективную безотходную, непрерывную, экологически чистую переработку отходов.The known method of processing household and industrial waste has the following disadvantages: it does not allow to utilize the dust collected in the gas purification from gases leaving the combustion device (melting chamber); frequent stops of the unit for repairing the lining due to its intensive destruction during chemical erosion of the main refractory lining based on calcium oxide (CaO) or magnesium oxide (MgO). It does not allow for efficient waste-free, continuous, environmentally friendly waste processing.
Предлагаемое изобретение решает задачу безотходной переработки твердых коммунальных отходов (TKO) и экологически безвредной их утилизации.The present invention solves the problem of non-waste processing of municipal solid waste (TKO) and environmentally friendly disposal.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является устранение недостатков ближайшего аналога, а именно:The technical result of the invention is to eliminate the disadvantages of the closest analogue, namely:
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) - обеспечение процесса безотходной, эффективной переработки твердых коммунальных отходов;SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) - ensuring the process of non-waste, efficient processing of municipal solid waste;
- обеспечение экологически безвредной утилизации пыли, улавливаемой в газоочистке из газов, отходящих из сжигающего устройства (плавильной камеры );- ensuring environmentally friendly disposal of dust trapped in gas purification from gases leaving the combustion device (melting chamber);
- повышение стойкости футеровки плавильной камеры.- increase the resistance of the lining of the melting chamber.
Технический результат обеспечивается тем, что в способе безотходной термической переработки твердых коммунальных отходов, включающем сушку отходов, загрузку их в плавильную камеру, сжигание органических составляющих, дожигание и очистку отходящих из плавильной камеры газов, утилизацию тепла отходящих газов, расплавление минеральных составляющих отходов, выпуск накапливающихся шлака и металла, согласно изобретению, сжигание органических составляющих твердых коммунальных отходов и плавление их минеральных составляющих производят на поверхности расплавленного перегретого до 1500-16000C шлака, получаемого из добавляемых одновременно с твердыми коммунальными отходами флюсов и минеральных составляющих, в атмосфере кислорода, вдуваемого комбинированными горелками-фурмами со сверхзвуковой скоростью, в плавильной камере, кожух которой охлаждается жидкометаллическим теплоносителем, установленной в устье энергетического котла, служащего для утилизации тепла отходящих газов, с сушкой твердых коммунальных отходов до влажности 5-12% перед подачей в систему загрузки шихты плавильной камеры, в конвейерном устройстве, укрытом герметичным кожухом, газообразным азотом, нагретым до 150 0C теплом, аккумулированным металлическом теплоносителем при охлаждении кожуха плавильной камеры.The technical result is ensured by the fact that in the non-waste heat treatment method for solid municipal waste, which includes drying the waste, loading it into the melting chamber, burning organic components, afterburning and cleaning the gases leaving the melting chamber, utilizing the heat of the exhaust gases, melting the mineral constituents of the waste, releasing accumulated slag and metal, according to the invention, the burning of organic components of municipal solid waste and the melting of their mineral components produce n surface of the molten superheated to 1500-1600 0 C slag produced from added simultaneously with solid municipal waste fluxes and mineral constituents in an atmosphere of oxygen blown combined burners, lances with supersonic velocity, in the melting chamber, the casing which is cooled by a liquid metal coolant, mounted in the mouth energy boiler, which is used for heat recovery of exhaust gases, with drying of municipal solid waste to a moisture content of 5-12% before being fed to the charge loading system villa chamber in the conveyor device, sheltered hermetic casing with nitrogen gas, heated to 150 0 C with heat accumulated by the coolant while cooling the metallic casing of the melting chamber.
Кроме того, пыль, уловленную в системе газоочистки агрегата, перерабатывающего твердые коммунальные отходы, вдуваютIn addition, dust trapped in the gas treatment system of a municipal solid waste treatment plant is blown
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) специальными инжекторами в шлаковый расплав в плавильной камере, расплавляют и ассимилируют шлаком.SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) special injectors into the slag melt in the melting chamber, melt and assimilate the slag.
Кроме того, состав и свойства получаемого при переработке твердых коммунальных отходов шлака корректируют добавками техногенных отходов черной и цветной металлургии и золы тепловых электростанций, вводимых в плавильную камеру одновременно с твердыми коммунальными отходами.In addition, the composition and properties of slag obtained during the processing of municipal solid waste are adjusted by the addition of technogenic waste from ferrous and non-ferrous metallurgy and the ash of thermal power plants introduced into the melting chamber simultaneously with solid municipal waste.
В качестве добавок техногенных отходов черной и цветной металлургии используют отвальные шлаки, пыль, шламы.As additives of industrial wastes of ferrous and non-ferrous metallurgy, waste slag, dust, and sludge are used.
Сжигание TKO на поверхности расплавленного, перегретого шлака, в атмосфере чистого кислорода, обеспечивает значительно более быстрое сгорание органических компонентов отходов, возможность горения углерода отходов по схеме: С+Ог CO2, с выделением в рабочем пространстве рабочей камеры значительно большего количества тепла, т.к. тепловой эффект реакции C+O2 CO2, более чем в 2 раза превышает тепловой эффект реакций окисления углерода в шлаке по схеме C+ 1/2O2 → СО и соответственно возможность существенного повышения температуры рабочего пространства камеры и температуры отходящих из нее газов.The burning of TKO on the surface of molten, superheated slag, in an atmosphere of pure oxygen, provides much faster combustion of organic waste components, the possibility of burning carbon waste according to the scheme: C + Og CO 2 , with the release of a much larger amount of heat in the working chamber, t .to. the thermal effect of the C + O 2 CO 2 reaction is more than 2 times higher than the thermal effect of carbon oxidation reactions in the slag according to the C + 1 / 2O 2 → СО scheme and, accordingly, the possibility of a significant increase in the temperature of the working space of the chamber and the temperature of the exhaust gases from it.
Благодаря этому ускоряется плавление минеральных компонентов TKO и специальных добавок, вводимых в шлак, полностью сгорают в рабочем пространстве камеры и котла, утилизирующего тепло отходящих газов, образующиеся при сжигании отходов диоксиы и фураны, увеличивается тепловой КПД установки.Due to this, the melting of TKO mineral components and special additives introduced into the slag is accelerated, they completely burn out in the working space of the chamber and the boiler utilizing the heat of the exhaust gases generated during the combustion of waste dioxins and furans, and the thermal efficiency of the installation increases.
Применение комбинированных топливно-кислородных горелок-фурм, позволяет легко осуществить начало процесса, расплавляя легкоплавкий исходный первичный шлак работающими топливо-кислороднымиThe use of combined fuel-oxygen burner-tuyeres makes it easy to start the process by melting the fusible initial primary slag by the working fuel-oxygen
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) горелками и переходя в дальнейшем только на вдувание кислорода фурмами со сверхзвуковой скоростью.SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) burners and going on only to blow oxygen with tuyeres at a supersonic speed.
Сверхзвуковая скорость струи кислорода обеспечивает эффективное сжигание отходов и хорошее перемешивание шлака, что способствует его быстрому нагреву и ускоряет ассимиляцию (растворение) шлаком минеральных компонентов отходов.The supersonic speed of the oxygen stream ensures efficient waste burning and good mixing of the slag, which contributes to its rapid heating and accelerates the assimilation (dissolution) of the mineral components of the waste by the slag.
Предложенное охлаждение кожуха ЖМТ, позволяет обеспечить получение гарнисажа на внутренней поверхности камеры, ограничивающей шлаковый объем, и работать без применения огнеупорной футеровки шлакового пояса. Тепло, аккумулированное ЖМТ, может быть использовано для сушки TKO перед загрузкой их в плавильную камеру.The proposed cooling of the housing of the MMT allows to obtain a skull on the inner surface of the chamber, limiting the slag volume, and to work without the use of refractory lining of the slag belt. The heat accumulated by the LMC can be used to dry the TKO before loading them into the melting chamber.
Установка камеры в устье котла позволяет утилизировать физическое и химическое тепло, отходящее из плавильной камеры газов с наименьшими затратами.The installation of the chamber at the mouth of the boiler allows you to utilize the physical and chemical heat leaving the gas smelting chamber at the lowest cost.
Предлагается также производить сушку влажных TKO перед подачей в систему загрузки шихты плавильной камеры до влажности 5-12%, в специальном конвейерном устройстве, укрытом герметичным кожухом, газообразным азотом, нагретым до 1500C теплом, аккумулированным ЖМТ, при охлаждении кожуха плавильной камеры.It is also proposed to dry wet TKOs before being fed to the charge system of the melting chamber charge to a moisture content of 5-12%, in a special conveyor device covered with a sealed casing, gaseous nitrogen heated with heat accumulated to 150 ° C, and accumulated iron and steel, while cooling the casing of the melting chamber.
В таком случае, при сушке влажных отходов в нейтральной атмосфере азота, полностью исключается возможность самопроизвольного возгорания отходов и неконтролируемого повышения температуры, образования диоксинов и фуранов, а также выброса их в атмосферу.In this case, when drying wet waste in a neutral atmosphere of nitrogen, the possibility of spontaneous combustion of waste and uncontrolled increase in temperature, the formation of dioxins and furans, as well as their release into the atmosphere, is completely excluded.
Предварительная сушка TKO позволяет увеличить скорость и температуру их сжигания, уменьшить объем отходящих из плавильной камеры газов, нуждающихся в сложной, многоступенчатой очистке, иTKO pre-drying allows to increase the rate and temperature of their combustion, to reduce the amount of exhaust gases from the melting chamber that require complex, multi-stage purification, and
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) соответственно уменьшить капитальные и эксплуатационные затраты на очистку газов.SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) reduce capital and operating costs for gas cleaning accordingly.
Дополнительно предлагается корректировать состав и свойства получаемого при пере работке TKO шлака добавками техногенных отходов черной и цветной металлургии (отвальные шлаки, пыль, шламы и т.п.), золы ТЭС, загружаемых в плавильную камеру одновременно с TKO. Это позволяет сливать из плавильной камеры расплавленные, перегретые шлаки, по составу и свойствам пригодные для получения из них после разливки различной товарной продукции: шлакокаменного литья, цементного клинкера и т.д. Кроме того, одновременная загрузка таких отходов, как TKO, шлаки, шламы, зола ТЭС, уменьшает вероятность выноса из плавильной камеры мелких легких фракций коммунальных отходов потоком отходящих газов.In addition, it is proposed to adjust the composition and properties of the slag obtained during the TKO processing by additives of technogenic waste from ferrous and non-ferrous metallurgy (dump slags, dust, sludge, etc.), TPP ash loaded into the melting chamber simultaneously with TKO. This allows you to drain molten, overheated slag from the melting chamber, which in composition and properties are suitable for receiving various commercial products from them after casting: slag stone casting, cement clinker, etc. In addition, the simultaneous loading of waste such as TKO, slag, sludge, ash TPP, reduces the likelihood of the removal of small light fractions of municipal waste from the smelter by a stream of exhaust gases.
Дополнительно предлагается пыль, уловленную в системе газоочистки, вдувать специальными инжекторами в шлаковый расплав в плавильной камере, где она расплавляется и ассимилируется шлаком. В результате этого обеспечивается полностью безотходная и экологически безвредная утилизация TKO.Additionally, it is proposed that the dust captured in the gas treatment system be blown with special injectors into the slag melt in the melting chamber, where it is melted and assimilated by the slag. As a result, TKO is completely waste-free and environmentally friendly.
Сущность заявленного способа поясняется технологической схемой безотходной переработки твердых коммунальных отходов.The essence of the claimed method is illustrated by the technological scheme of non-waste processing of solid municipal waste.
На рисунке показана технологическая схема безотходной переработки твердых коммунальных отходов.The figure shows the technological scheme of non-waste processing of municipal solid waste.
Способ безотходной переработки твердых коммунальных отходов включает измельчение отходов в устройстве 1, сушку отходов в устройстве 2, загрузку их в свободное пространство 5 плавильной камеры 5, 6, 7. Плавильная камера 5,6,7 имеет свободное пространство 5, пространство 6 для расплавленного шлака и пространство 7 для расплавленного металла.A non-waste method for processing solid municipal waste includes grinding waste in device 1, drying waste in device 2, loading it into the free space 5 of the melting chamber 5, 6, 7. The melting chamber 5,6,7 has a free space 5, space 6 for molten slag and space 7 for molten metal.
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) Сжигание органических составляющих твердых коммунальных отходов и плавление их минеральных составляющих производят на поверхности расплавленного шлака 6. В энергетическом котле 8 производят дожигание и утилизацию тепла отходящих из свободного пространства 5 плавильной камеры 5,6,7 газов. Очистку газов производят в системе 9, сбор пыли в бункере 10. Сжигание органических составляющих твердых коммунальных отходов (TKO) и плавление их минеральных составляющих производят на поверхности расплавленного перегретого до 1500-16000C шлака 6, получаемого из добавляемых одновременно с твердыми коммунальными отходами флюсов и минеральных составляющих, в атмосфере кислорода, вдуваемого комбинированными горелками-фурмами 11 со сверхзвуковой скоростью. Плавильная камера 5,6,7 снабжена кожухом (на рисунке не показан), охлаждаемым жидкометаллическим теплоносителем, и установлена в устье энергетического котла 8, служащего для утилизации тепла отходящих газов. Сушку твердых коммунальных отходов осуществляют в устройстве 2, затем в загрузочном устройстве 3 перед подачей в систему загрузки 4 шихты плавильной камеры 5 до влажностиSUBSTITUTE SHEET (RULE 26) The organic components of solid municipal waste are burned and their mineral components are melted on the surface of molten slag 6. In the energy boiler 8, afterburning and heat recovery of 5.6.7 gases leaving the free space 5 of the melting chamber are performed. The gases are cleaned in system 9, the dust is collected in the hopper 10. The organic components of solid municipal waste (TKO) are burned and their mineral components are melted on the surface of molten slag 6 overheated to 1500-1600 0 C, obtained from fluxes added simultaneously with solid municipal waste and mineral constituents in an oxygen atmosphere blown by combined tuyere-burners 11 with supersonic speed. The melting chamber 5,6,7 is equipped with a casing (not shown in the figure), cooled by a liquid metal coolant, and installed in the mouth of the energy boiler 8, which is used to recover the heat of the exhaust gases. Drying of municipal solid waste is carried out in the device 2, then in the loading device 3 before feeding the charge system 4 of the melting chamber 5 to humidity
5-12% газообразным азотом, нагретым до 15O0C теплом, аккумулированным металлическом теплоносителем при охлаждении кожуха плавильной камеры 5,6,7. Конвейерное загрузочное устройство 3, предназначенное для загрузки TKO в плавильную камеру 5, укрыто герметичным кожухом (на рисунке не показан). Пыль, уловленную в системе 9 газоочистки, вдувают в шлаковый расплав 6 инжекторами 12, затем расплавляют и ассимилируют шлаком. Плавильная камера 5,6,7 в своем пространстве 6 для расплавленного шлака снабжена устройством 13 для выпуска шлака, в пространстве 7 для расплавленного металла имеет устройство 14 для выпуска металла.5-12% gaseous nitrogen heated to 15O 0 C heat, accumulated metal coolant while cooling the casing of the melting chamber 5,6,7. Conveyor loading device 3, designed to load TKO into the melting chamber 5, is covered by a hermetic casing (not shown in the figure). The dust trapped in the gas purification system 9 is blown into the slag melt 6 by injectors 12, then melted and assimilated by the slag. The melting chamber 5,6,7 in its space 6 for molten slag is equipped with a device 13 for releasing slag, in the space 7 for molten metal has a device 14 for releasing metal.
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) Состав и свойства получаемого при переработке твердых коммунальных отходов шлака корректируют добавками техногенных отходов черной и цветной металлургии и золы тепловых электростанций, вводимых в плавильную камеру 5,6,7 одновременно с твердыми коммунальными отходами.SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) The composition and properties of slag obtained during the processing of municipal solid waste are adjusted by the addition of technogenic waste from ferrous and non-ferrous metallurgy and ashes of thermal power plants introduced into the melting chamber 5,6,7 simultaneously with solid municipal waste.
Примеры конкретного осуществления, подтверждающие возможность внедрения в производство предложенного способа.Examples of specific implementation, confirming the possibility of implementation of the proposed method.
Пример 1. Охлаждение металлических поверхностей, работающих в условиях высоких температур (1600-2300° С) ЖМТ давно и эффективно применяется в ядерной энергетике. Поэтому в условиях плавильной камеры, перерабатывающей отходы по предлагаемому способу, такой способ охлаждения металлического кожуха также будет эффективен. Пример 2. В лабораторной печи сопротивления, в молибденовом тигле расплавили и нагрели до 1500° С 200 г шлака, содержащего 20% CaO, 50% SiO2, 10% Na2O, 10% FeO, 5% Al 2O 3, 5% MgO. Влажность отходов до сушки составляла 15 %. Рабочее пространство лабораторной печи при температуре 150° С заполнялось азотом. На поверхность шлака, в струе кислорода, загрузили 800 г измельченных TKO с влажностью 10%. Отходы полностью сгорели. Температура в рабочем пространстве печи составила 19500C, масса шлака увеличилась до 350 г, температура шлака в конце эксперимента составила 1580 0C.Example 1. The cooling of metal surfaces operating at high temperatures (1600-2300 ° C) LMT has long been effectively used in nuclear power. Therefore, in the conditions of a melting chamber that processes waste according to the proposed method, such a method of cooling a metal casing will also be effective. Example 2. In a laboratory resistance furnace, in a molybdenum crucible, 200 g of slag containing 20% CaO, 50% SiO 2 , 10% Na 2 O, 10% FeO, 5% Al 2 O 3 , 5 was melted and heated to 1500 ° C. % MgO. The moisture content of the waste before drying was 15%. The working space of the laboratory furnace at a temperature of 150 ° C was filled with nitrogen. On the surface of the slag, in a stream of oxygen, was loaded 800 g of crushed TKO with a moisture content of 10%. The waste is completely burned out. The temperature in the working space of the furnace was 1950 0 C, the mass of slag increased to 350 g, the temperature of the slag at the end of the experiment was 1580 0 C.
Пример 3. В муфельную лабораторную печь, рабочее пространство которой при температуре 150° С заполнялось азотом, загрузили 2 кг измельченных TKO с влажностью 35%. Влажность отходов снизилась до 12%, а после выдержки в течение 1,5 часа возгорание отходов не наблюдалось.Example 3. In a muffle laboratory furnace, the working space of which at a temperature of 150 ° C was filled with nitrogen, loaded 2 kg of crushed TKO with a moisture content of 35%. The moisture content of the waste decreased to 12%, and after holding for 1.5 hours, no ignition of the waste was observed.
Пример 4. В молибденовом тигле расплавили 150 г шлака, полученного при сжигании TKO. Затем в тигель добавили 150 г отвального шлакаExample 4. In a molybdenum crucible, molten 150 g of slag obtained by burning TKO. Then 150 g of dump slag was added to the crucible.
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) никелевого производства. После проплавления добавки получили шлак, содержащий 45% SiO2, 15% AI2O3, 15% CaO, 5% MgO5 20% FeO, пригодный для производства шлакокаменного фасонного литья. Список литературы.SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) nickel production. After melting the additive, a slag was obtained containing 45% SiO 2 , 15% AI 2 O 3 , 15% CaO, 5% MgO 5 20% FeO, suitable for the production of slag stone casting. Bibliography.
1. Патент RU 2045703, MKИ-6: F23G5/00, «Cпocoб термической переработки твердых oтxoдoв», заявитель и обладатель АОЗТ «Aлгoн», авторы: Усачев A.Б., Роменец B.A., Гребенщиков B.P., Баласанов A.B., Чургель В.О.1. Patent RU 2045703, MKI-6: F23G5 / 00, “Method for the thermal processing of solid waste”, the applicant and owner of CJSC Algon, authors: Usachev A.B., Romenets BA, Grebenshchikov BP, Balasanov AB, Churgel V. ABOUT.
2. Патент RU 2045708, MKИ-6: F23G5/00, «Cпocoб переработки твердых бытовых oтxoдoв», заявитель и обладатель «Гинцвeтмeт», авторы: Калнин E.И., Гречко A.B., Мечев B.B., Денисов B.Ф., Шишкина Л.Д., Зиберов B.E., Хайлов E.Г., Генералов В. А.2. Patent RU 2045708, MKI-6: F23G5 / 00, “Method for the processing of solid household wastes”, applicant and owner of the Gintsvetmet, authors: Kalnin E.I., Grechko AB, Mechev BB, Denisov V.F., Shishkina L.D., Ziberov BE, Khaylov E.G., Generalov V.A.
3. Патент RU 2064506, MKИ-6: C2IBIЗЮO, F23G5/00, «Cпocoб переработки твердых бытовых отходов в шлаковом pacплaвe», заявитель Роттенберг В. H., Еленина JI. В., они же авторы и обладатели патента.3. Patent RU 2064506, MKI-6: C2IBISUO, F23G5 / 00, “Method for the processing of municipal solid waste in slag smelting”, applicant Rottenberg V. H., Elenina JI. V., they are the authors and owners of the patent.
4. Патент RU 2208202, МКИ- 7: F23G5/00, «Cпocoб переработки твердых бытовых отходов и мелкодисперсных промышленных oтxoдoв», заявитель ОАО «Липeцкcтaльпpoeкт», авторы и обладатели патента: Решетняк A.Ф., Конев В. А., Серяков H.И., , Мамаев А.Н.4. Patent RU 2208202, MKI-7: F23G5 / 00, “Method for the processing of municipal solid waste and fine industrial waste”, applicant of Lipetskstalproekt OJSC, authors and patent holders: A. Reshetnyak, V. A. Konev, Seryakov H.I., Mamaev A.N.
5. Патент RU 2265774, MKИ-7: F23G5/00, «Cпocoб переработки твердых бытовых, промышленных и медицинских oтxoдoв», авторы: Баласанов A.B., Батыгин СВ., Бернадинер M.H., Гринберг Ю.M., Девитайкин A.Г., Лебедев A.B., Теслика И.E., Усачев A.Б., Гайкин Б.C., патентообладатель: ЗАО «BHИИЭTO», 000 «Cтaльпpoeкт».5. Patent RU 2265774, MKI-7: F23G5 / 00, “Method for processing solid household, industrial and medical waste”, authors: Balasanov AB, Batygin SV., Bernadiner MH, Grinberg Yu.M., Devitaykin A.G., Lebedev AB, Teslika I.E., Usachev A.B., Gaykin B.C., patent holder: ZAO BHIIETO, 000 Steelwork Project.
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) SUBSTITUTE SHEET (RULE 26)

Claims

ФОРМУЛА FORMULA
1. Способ безотходной термической переработки твердых коммунальных отходов, включающий сушку отходов, загрузку их в плавильную камеру, сжигание органических составляющих, дожигание и очистку отходящих из плавильной камеры газов, утилизацию тепла отходящих газов, расплавление минеральных составляющих отходов, выпуск накапливающихся шлака и металла, отличающийся тем, что сжигание органических составляющих твердых коммунальных отходов и плавление их минеральных составляющих производят на поверхности расплавленного перегретого до 1500-16000C шлака, получаемого из добавляемых одновременно с твердыми коммунальными отходами флюсов и минеральных составляющих, в атмосфере кислорода, вдуваемого комбинированными горелками-фурмами со сверхзвуковой скоростью, в плавильной камере, кожух которой охлаждается жидкометаллическим теплоносителем, установленной в устье энергетического котла, служащего для утилизации тепла отходящих газов, с сушкой твердых коммунальных отходов до влажности 5-12% перед подачей в систему загрузки шихты плавильной камеры, в конвейерном устройстве, укрытом герметичным кожухом, газообразным азотом, нагретым до 150 0C теплом, аккумулированным металлическом теплоносителем при охлаждении кожуха плавильной камеры.1. A method of non-waste thermal processing of municipal solid waste, including drying the waste, loading it into the melting chamber, burning organic components, afterburning and cleaning the gases leaving the melting chamber, utilizing the heat of the exhaust gases, melting the mineral constituents of the waste, discharging accumulated slag and metal, characterized the fact that the burning of organic components of municipal solid waste and the melting of their mineral components produce on the surface of the molten superheated to 1500-16 00 0 C of slag obtained from fluxes and mineral components added at the same time as solid municipal waste in an atmosphere of oxygen blown by combined tuyere burners with supersonic speed in a melting chamber, the casing of which is cooled by a liquid metal coolant installed in the mouth of an energy boiler used for recycling heat of exhaust gases, with drying of municipal solid waste to a moisture content of 5-12% before being fed into the loading system of the charge of the melting chamber, in a conveyor device, is covered m hermetic casing with nitrogen gas, heated to 150 0 C with heat accumulated by the coolant while cooling the metallic casing of the melting chamber.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что пыль, уловленную в системе газоочистки агрегата, перерабатывающего твердые коммунальные отходы, вдувают инжекторами в шлаковый расплав в плавильной камере, расплавляют и ассимилируют шлаком. 2. The method according to p. 1, characterized in that the dust trapped in the gas treatment system of the unit processing solid municipal waste is injected into the slag melt in the melting chamber by injectors, melted and assimilated by slag.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что состав и свойства получаемого при переработке твердых коммунальных отходов шлака корректируют добавками техногенных отходов черной и цветной металлургии и золы тепловых электростанций, вводимых в плавильную камеру одновременно с твердыми коммунальными отходами.3. The method according to p. 1, characterized in that the composition and properties of the slag obtained during the processing of municipal solid waste are adjusted by the addition of technogenic waste from the ferrous and non-ferrous metallurgy and ashes of thermal power plants introduced into the melting chamber simultaneously with solid municipal waste.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве добавок техногенных отходов черной и цветной металлургии используют отвальные шлаки, пыль, шламы. 4. The method according to p. 1, characterized in that as waste additives of ferrous and non-ferrous metallurgy use waste slag, dust, sludge.
PCT/RU2006/000097 2006-03-03 2006-03-03 Method for thermally processing solid community wastes WO2007100272A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2006/000097 WO2007100272A1 (en) 2006-03-03 2006-03-03 Method for thermally processing solid community wastes

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2006/000097 WO2007100272A1 (en) 2006-03-03 2006-03-03 Method for thermally processing solid community wastes

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2007100272A1 true WO2007100272A1 (en) 2007-09-07

Family

ID=38459308

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2006/000097 WO2007100272A1 (en) 2006-03-03 2006-03-03 Method for thermally processing solid community wastes

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2007100272A1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0767342A1 (en) * 1995-10-06 1997-04-09 Von Roll Umwelttechnik AG Process for disposal of irregular waste
RU2082929C1 (en) * 1994-11-03 1997-06-27 Акционерное общество "ТЕХНОЛИГА" Device for cooling and recovery of heat furnace waste gases
RU2166697C1 (en) * 2000-10-10 2001-05-10 Открытое акционерное общество "ВНИИЭТО" Plant for receiving moisture from air
RU2265774C1 (en) * 2004-08-06 2005-12-10 Закрытое акционерное общество "ВНИИЭТО" Method and device for treating solid waste

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2082929C1 (en) * 1994-11-03 1997-06-27 Акционерное общество "ТЕХНОЛИГА" Device for cooling and recovery of heat furnace waste gases
EP0767342A1 (en) * 1995-10-06 1997-04-09 Von Roll Umwelttechnik AG Process for disposal of irregular waste
RU2166697C1 (en) * 2000-10-10 2001-05-10 Открытое акционерное общество "ВНИИЭТО" Plant for receiving moisture from air
RU2265774C1 (en) * 2004-08-06 2005-12-10 Закрытое акционерное общество "ВНИИЭТО" Method and device for treating solid waste

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4846083A (en) Method of processing contaminated mineral substances
RU2343353C2 (en) Method of thermal waste-free recycling of public solid waste
JPH07310917A (en) Method and equipment for melting combustion residue of solid from waste combustion apparatus
RU2461776C1 (en) Non-waste thermal processing method of solid public wastes, and unit for its implementation
JP6541039B2 (en) Incineration ash processing apparatus and incineration ash processing method
KR20110113223A (en) The method of manufacture for iron lump of iron dust used plasma
WO2007100272A1 (en) Method for thermally processing solid community wastes
JP2007254863A (en) Sintered material with the use of organic waste, method for producing the sintered material, and refining method
RU2502017C1 (en) Method of environmentally safe treatment of solid domestic wastes with production of thermal energy and building materials and waste burning plant for its realisation
KR100470730B1 (en) Smelting Incineration Apparatus and Method of Solid Waste Treatment
JP4216160B2 (en) Industrial waste treatment equipment
RU2818769C1 (en) Method for joint selective processing of solid wastes
JP2005120420A (en) Method for treating dissolution residue of bauxite
JP3783146B2 (en) Self-burning fuel rods using ash body
JP2000109911A (en) Method for blowing fuel in shaft furnace
RU2775593C1 (en) Method for melting ash and slag from waste incineration plants
JP2001221418A (en) Furnace for processing waste battery cell
RU2166697C1 (en) Plant for receiving moisture from air
JPH10246418A (en) Facility for melting incineration residue of waste
EP2587145B1 (en) Method for the pollution-free thermal processing of solid municipal waste and plant for carrying out said method
Domarov et al. Incinerator for thermal cleaning of ash and slag waste
RU2122155C1 (en) Complex for reworking solid domestic and industrial wastes
RU2147712C1 (en) Method of thermal reworking of solid wastes
JP2000291934A (en) Method for melting and treating waste
JP3952578B2 (en) Disposal method for waste containing flammable substances

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2007101322

Country of ref document: RU

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 06799617

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1