Способ термической переработки твердых отходов

 

Изобретение относится к способам термической переработки твердых отходов и может быть использовано в коммунально-бытовом хозяйстве, химии, нефтехимии и других отраслях промышленности . Цель изобретения - повьшение эффективности и надежйости процесса . Совместно с отходами в шлаковую ванну, продуваемую кислородсодержащим газом в режиме барботажа, загружают топливо, оксиды металлов и металлолом. Количество загружаемого топлива обеспечивает содержание углерода в шихте 2-25%. При содержании углерода в шихте более 10% на каждый процент увеличения его содержания вводят оксиды металлов или металлолом в количестве соответственно 5,0 и 0,5-15% от массы загружаемой шихты. Продувку ванны ведут с интенсивностью 150-2200 нм /ч-м . Для дожигания СО и Hj вьппе поверхности ванны вводят кислородсодержащий газ в количестве 0,05-20% от количества газа , подаваемого на продувку. 2 з.п. ф-лы, 4 табл. (Л 00 СП со 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1315738 А1

m4 F 23G 0 с,, ..»

//у

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

7»

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4014304/29-33 (22) 17.01.86 (46) 07.06.87. Бюл. М 21 (71) Московский институт стали и сплавов (72) В.А.Роменец, Е.Ф.Вегман, А.Б.Гловацкий, А.Б.Усачев, В.P.Ãðåбенников и В.С.Валавин (53) 628.54(088.8) (56) Патент США 11 3432101, кл. 239-21, 1969.

Авторское свидетельство СССР

Ф 808779, кл. F 23 G 5/42, 1979. (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ

ТВЕРДЫХ ОТХОДОВ (57) Изобретение относится к способам термической переработки твердых отходов и может быть использовано в коммунально-бытовом хозяйстве, химии, нефтехимии и других отраслях промышленности. Цель изобретения — повьппение эффективности и надежности процесса. Совместно с отходами в шлаковую ванну, продуваемую кислородсодержащим газом в режиме барботажа, загружают топливо, оксиды металлов и металлолом. Количество загружаемого топлива обеспечивает содержание углерода в шихте 2-25Х. При содержании углерода в шихте более 10Х на каждый процент увеличения его содержания вводят оксиды металлов или металлолом в количестве соответственно 0,255,0 и 0,5-15Х от массы загружаемой шихты. Продувку ванны ведут с интенсивностью 150-2200 нм /ч м . Для до2 жигания СО и Н вьппе поверхности ванны вводят кислородсодержащий газ в количестве 0 05-20Х от количества газа, подаваемого на продувку. 2 э.п. ф-лы, 4 табл.

1315738

Изобретение относится к способам термической переработки твердых отходов и может быть использовано в коммунально-бытовом хозяйстве, химии, нефтехимии и других отраслях промышленности.

Цель изобретения — увеличение эффективности и надежности процесса.

Сущность способа заключается в совместной загрузке с отходами угле3 родсодержащего топлива в количестве, обеспечивающем содержание углерода в шихте 2-25, продувке расплавленной шлаковой ванны с интенсивностью

150-2200 нм /ч м при частичном вводе кислородсодержащего газа выше поверхности ванны в количестве 0,05-20 потока, подаваемого на продувку. При содержании углерода в шихте более

107. на каждый процент увеличения со- 2р держания углерода вводят оксиды металлов или металлолом в количествах

0,25-5 и 0,5-157 от массы отходов.

При сжигании отходов внутри шлако вой ванны выходящие из шлаковой ванны газы содержат значительные количества СО и Н . Для повышения производительности процесса путем повышения прихода тепла осуществляют дожигание выходящих из шлаковой ванны газов путем подачи кислородсодержащего газа выше поверхности шлаковой

E3aHHbl.

При загрузке углеродсодержащего тсплива в количестве, обеспечивающем содержание углерода в шихте менее 2Х, прихода тепла от горения недостаточно для существенного увеличения производительности процесса. При загрузке углеродсодержащего топлива в количестве, обеспечивающем содержание углерода в шихте более 257, ухудшается барботаж ванны, что нарушает устойчивость процесса горения и, следовательно, снижает производительность и эксплуатационную надежность процесса.

При содержании углерода в загружаемой шихте более 107. возможен пе- 45 регрев шлаковой ванны, вызывающий снижение эксплуатационной надежности процесса. Для снятия перегрева шлаковой ванны без снижения производитель.ности процесса в ванну вводят оксиды у металлов и (или) металлолома. При этом в шлаковой ванне начинают протекать энергоемкие процессы нагрева, расплавления, восстановления, что позволяет использовать избыточное у тепло, выделяющееся при сжигании отходов, следовательно, снизить температуру шлаковой ванны и повысить технологичность процесса.

Предлагаемый способ позволяет увеличить скорость горения отходов и производительность процесса их переработки. Наиболее значительного увеличения производительности можно добиться при поддержании содержания 30 углерода в загружаемой в шлаковую ванну шихте — отходы и топливо, равном 2-25K. Кроме этого, предлагаемые интенсивности продувки и глубина вдувания кислородсодержащего газа обеспечивают проведение продувки шлаковой ванны в режиме барботажа, т.е. в режиме, который позволяет значительно ускорить процессы массо- и теплопередачи в шлаковой ванне и, следовательно, увеличить производительность процесса.

При продувке шлаковой ванны кислородсодержащим газом с интенсивностью более 2200 нм /ч на 1 м горит зонтального сечения ванны расплава возможны прорывы струй барботирующего газа, что нарушает стабильность режима барботажа и снижает производительность. При продувке шлаковой ванны кислородсодержащим газом с интенсивностью менее 150 нм /ч на 1 м горизонтального сечения ванны расплава невозможно добиться устойчивого барботажного режима продувки и существенно улучшить показатели процесса.

При вдувании кислородсодержащего газа на глубине менее чем 0,2 высоты расплава и вследствие замедления процессов тепло- и массопереноса в нижних слоях шлаковой ванны снижается производительность процесса. Вдувание кислородсодержащего газа на глубине более чем 0,8 высоты расплава ухудшает барботаж шлаковой ванны и снижает производительность процесса.

Введение на каждый процент содержания углерода в шихте выше 107 оксидов металлов и (или) металлолома в количествах, соответственно, более 5 и 15Х вызывает резкое ухудшение барботажа шлаковой ванны вследствие возрастания количеств в шлаке твердых материалов и приводит к снижению производительности.

1315738 4

Введение на каждьЙ процент содержания углерода в шихе выше 107. оксидов металлов и (или) металлолома в количествах, соответственно менее

О, 25 и О, 57. недостаточно для существенного снижения температуры расплавленной шлаковой ванны и повышения эксплуатационной надежности процесса.

Возможно осуществление процесса в двух режимах: с получением генераторного газа или сжиганием его, для чего над поверхностью ванны вводят окислитель-кислородсодержащий гаэ.

Целесообразное соотношение количества вдуваемого над поверхностью ванны окислителя и потока, вдуваемого ниже поверхности, составляет

0,05-20,0.

Вдувание кислородсодержащего газа выше поверхности шлаковой ванны при отношении его количества к количеству кислородсодержащего газа, вдуваемого ниже поверхности шлаковой ванны, менее 0,05 не позволяет обеспечить дожигание отходящих иэ шлаковой ванны газов, повысить за счет этого приход в ванну тепла и увеличить производительность.

Вдувание кислородсодержащего газа выше поверхности шлаковой ванны при отношении его количества к количеству вдуваемого ниже поверхности шлаковой ванны кислородсодержащего газа более 20. не позволяет добиться дальнейшего роста степени дожигания, приводит к увеличению потерь тепла с отходящими газами и, как следствие, вызывает снижение производительности процесса.

Пример 1. В расплавленную шлаковую ванну, барботируемую тех-. ническим кислородом с интенсивностью 150 нмэ/ч.м, загружают шихту— бытовой мусор и уголь. Высота расплава l м. Глубина вдувания кислорода 0,2 м. Содержание углерода в мусоре 1Х. Путем изменения количеств загружаемого угля содержание углерода в загружаемых материалах изменяют в пределах от 1 до 25Х.

Показатели процесса приведены в табл.1.

Поддержание содержания углерода в мусоре 2-25Х позволяет увеличить производительность на 4-20Х.

Пример 2. В расплавленную шлаковую ванну, барботируемую техническим кислородом, загружают ших5

1О

50 ту — бытовой мусор и уголь. Температура расплава 1750 С. Высота расплава 1 м. Образующийся при окислении мусора шлак непрерывно выводят из ванны и отправляют на шлакопереработку. Содержание углерода в шихте, поддерживаемое путем загрузки угля, 157.

Показатели процесса для различных режимов продувки приведены в табл.2.

Увеличение производительности процесса по сравнению с известным способом составляет 2-20Х.

Пример 3. Параметры шлаковой ванны аналогичны примеру 2. В ванну загружают шихту — бытовой мусор и угол и вдувают на глубине

0,5 м кислород с интенсивностью

400 мн /ч.м . Содержание углерода в

2 шихте, поддерживаемое путем загрузки угля, 5Х. Температура расплава о

1750 С. Выше поверхности шлаковой ванны подают технический кислород.

Показатели процесса приведены в табл.3.

Увеличение производительности процесса при дожигании отходящих газов 1,5-7,5Х.

Пример 4. Параметры шлаковой ванны и режим продувки аналогичны примеру 1. В ванну загружают шихту— бытовой мусор и уголь в количестве

23 т/ч с содержанием углерода 15Х и вводят добавки в виде стальной стружки и (или) оксидов железа.

Изменение температуры ванны приведено в табл.4.

Ввод оксидов металлов и (или) металлолома позволяет без снижения производительности процесса изменить температуру шлаковой ванны в широких пределах, уменьшить нагрев ванны и повысить эа счет этого эксплуатационную надежность процесса.

Применение предлагаемого способа позволяет увеличить производительность процесса на 20-25Х, повысить его эксплуатационную надежность и снизить за счет этого расходы на переработку отходов, на 5-15Х.

Формула изобретения

1. Способ термической переработки твердых отходов, включающий загрузку отходов в расплавленную шлаковую ван- ну, продуваемую кислородсодержащим газом, отличающийся тем, 5 13 что, с целью увеличения эффективности и надежности процесса, совместно с отходами в шлаковую ванну загружают углеродсодержащее топливо, а продувку ведут с интенсивностью 150—

2200 нмз/ч м .

15738

2. Способ по п.l, о т л и ч а юшийся тем, что в загружаемой в шлаковую ванну шихте из отходов и

Таблица 1

Содержание углерода в мусоре, Ж

25 26

Количество перерабатываемого мусора, т/ч.

23,6 22,0 21,5

20,5

19,5

Таблица 2

Показатели при интенсивности вдувания, 3/ч м2

140 150 400 2200 2300

0 15 0,2 0 5 0,8 0,9

Глубина вдувания, м

19,0

40

90 83 в режиме барботажа

19,0

19,5

80 82

Таблица 3

Без вдува- 0,04 0,05 10 20 21 ния кислоОтношение количеств кислорода, вдуваемого выше и ниже порода выше поверхности ванны верхности ванны

Количество сжигаемого мусора, т/ч

40,0 40,5 42,0 43,0 43,0

Характеристика процесса

Количество сжигаемого мусора, т/ч: без барботажа (известный способ) топлива содержание углерода равно.

2-25X..

3. Способ по п.l, о т л и ч а юшийся тем, что на каждый процент увеличения содержания углерода в шнхте из отходов и топлива выше 10Х в расплавленную шлаковую ванну вводят оксиды металлов или металлолом в количествах соответственно 0,25-5

1О и 0 5-157. от массы загружаемой шихты.

I ) I

1315738

Таблица 4

Железная стружка

Оксиды железа

Всего На каждый IX выше 107

Всего На каждый I Х выше 107

1750

1750

I,0

0,2

0,4

2,0

1750

1,25

0,25

1710

0,5

2,5

1725

1450

50

10!

480

1350

75

1380

5,4

1350

15,6

1360

1350

Составитель Т.Лепахина

Редактор М.Бланар Техред И.Попович Корректор И.Муска

Заказ 2338/39 Тираж 494 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьггий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие,г.ужгород,ул.Проектная,4

Те мп е ра тура ванны, OC

Количество вводимой добавки, /. от массы загружаемой шихты