Спосіб спалювання відходів будь-якого походження, що містять токсичні речовини, і продукт випалу

Номер патенту: 27700

Опубліковано: 16.10.2000

Автор: Піша Філіп

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

(57)1. Способ сжигания отходов любого происхождения, содержащих токсические вещества, в том числе  соединение  галогенов,   включающий   измельчение отходов до размера частиц менее 5мм, добавление жидких отходов до получения пастообразной массы и последующий ее нагрев до температуры сжигания, отличающийся тем, что в пастообразную массу дополнительно вводят реагент на основе карбоната кальция, содержащий оксид кремния, оксид алюминия и, возможно, оксид железа, в количестве, обеспечивающем в продукте обжига следующее соотношение оксидов

и сжигание осуществляют при температуре 900 -1100°С.

2.    Способ сжигания отходов по п. 1, отличающийся тем, что в качестве реагента используют мергель или смесь известняка и глины с содержанием известняка не менее 70%, или смесь известняка и кварцевого песка.

3.         Продукт обжига от сжигания отходов любого происхождения, содержащих токсичные вещества, в том числе соединения галогенов, включающийклинкерные минералы в виде твердых растворов, отличающийся тем, что он содержит клинкерныеминералы в виде сульфоалюмината кальция состава (CaO)4*Al2O3-SO4, ферроалюмината кальция состава  (CaO)4*Al2O3  *FeO4,   а  также  минералы состава (CaO)5-(SiO2)2-SO4 и (CaO)12(AI2O3)7-X, гдеX - галоген, и дополнительно метакаолин и диоксид кремния, и получен путем измельчения указанных отходов до размера частиц 5 мм, добавления жидких отходов и реагента на основе карбоната кальция, содержащего оксид кремния, оксид алюминия и, возможно, оксид железа в количестве, обеспечивающем в продукте обжига следующее соотношение оксидов, до получения пастообразной массы и последующего ее нагрева до температуры сжигания 900 -1100°С

4.         Продукт обжига по п. 3, отличающийся тем, что он дополнительно содержит хлорированный двухкальциевый силикат

Текст

27700 Настоящее изобретение относится к области переработки отходов путем сжигания. В частности, изобретение относится к сжиганию отходов и смесей отходов любых видов (твердых, грязеобразных, жидких), любой природы (городского, промышленного, больничного и т.д. происхождения), и которые могут представлять опасность для окружающей среды (токсичные, радиоактивные и т.д. отходы). Известные способы сжигания промышленных отходов имеют в настоящее время определенное число недостатков. Среди последних особенно можно указать: - ограниченность применения, т.к. печи для сжигания отходов обычно перерабатывают только определенные типы и определенные формы отходов; - неудовлетворительное связывание продуктов сжигания, в частности, галогенов, ангидридных газов, кислот, оксидов азота, а также тяжелых металлов; - неудовлетворительное разложение таких стабильных продуктов как, например, хлорсодержащие органические соединения; - быстрое разрушение огнеупорных стенок, обусловленное, в частности, присутствием расплавленных солей щелочных металлов; - невысокая часовая производительность, учитывая тр удности с удалением тепла; - частая необходимость применять подачу воздуха, обога щенного кислородом. Хотя использование печей для сжигания отходов в кипящем слое обеспечивают корректное разложение определенных отходов, однако необходимо, чтобы отходы были образованы тонкодисперсными частицами с однородной гранулометрией и, чтобы композиция содержала только небольшую долю легкоплавких продуктов, таких как, в частности, соли щелочных металлов. На практике мало отходов отвечают этим условиям, помимо, например, грязевых отходов, образующи хся на станциях биологической очистки городских стоков. За прототип предлагаемого способа принят способ сжигания отходов, содержащих токсические вещества , путем измельчения отходов до размера частиц менее 5 мм, добавления жидких отходов до получения пастообразной массы и последующего ее нагрева до температуры сжигания, "Опыт сжигания мусора во вращающихся печах", Т980, № 2, 92-95. Труды ВНИИЭСМ. Однако этот метод сжигания не может перерабатывать отходы любых видов, такие как жидкие или пастообразые, а также приводит к вредным газообразным выбросам, содержащим такие соединения, как HCI, NOx, SO2 , SO 3 и т.д. Получаемые продукты сжигания требуют дополнительной обработки с помощью извести с образованием новых отходов. В основу изобретения поставлена задача создания способа сжигания отходов любого происхождения, содержащих токсические вещества, обеспечивающего возможность переработки в одной и той же печи для сжигания разнообразных видов отходов различного происхождения и размеров, а также в различных состояниях (пастообразных, твердых, жидких), с одновременным снижением выбросов, загрязняющих веществ, а также в получении легко перерабатываемого твердого продукта сжигания. Другая сопутствующая первой задача изобретения состоит в ликвидации использования дорогостоящих добавок, таких как известь, портландцемент или аналогичные продукты, теплосодержание которых является значительным. Поставленная задача решается в способе сжигания отходов любого происхождения, содержащих токсические вещества, в том числе соединение галогенов, включающем измельчение отходов до размера частиц менее 5 мм, согласно изобретения тем, что в пастообразную массу дополнительно вводят реагент на основе карбоната кальция, содержащий оксид кремния, оксид алюминия и, возможно, оксид железа, в количестве, обеспечивающем в продукте обжига следующее соотношение оксидов CaO SiO 2 +Al 2O 3 +Fe 2 O 3 более 0,45 и сжигание осуществляют при температуре 900 - 1100°С. Кроме того в качестве реагента используют мергель, или смесь известняка и глины с содержанием известняка не менее 70%, или смесь известняка и кварцевого песка. В основу изобретения поставлена также задача получения продукта обжига от сжигания отходов, который благодаря добавлению дополнительного реагента при сжигании, содержит клинкерные минералы в виде сульфоалюмината кальция состава (СаО)4 Аl2O3 SO4, ферроалюмината кальция состава (СаО)4 Аl2O 3 Fe3O 4, а также минералы состава (CaO)5 (SiO2)2 SO4 и (CaO) 12 (Al2 O3) 7 X. Поставленная задача решается тем, что продукт обжига от сжигания отходов любого происхождения, содержащих токсичные вещества, в том числе соединения галогенов, включающий клинкерные минералы в виде твердых растворов, согласно изобретению, содержит клинкерные минералы в виде сульфоалюмината кальция состава (СаО)4 Аl2O 3 SO4 , ферроалюмината кальция состава (СаО)4 Аl2O 3 Fe3O4 , а также минералы состава (CaO)5 (SiO2)2 SO 4 и (CaO)12 (Al2O 3)7 X, где Х - галоген и дополнительно метакаолин и диоксид кремния, и получен путем измельчения указанных отходов до размера частиц 5 мм, добавления жидких отходов и реагента на основе карбоната кальция, содержащего оксид кремния, оксид алюминия и, возможно, оксид железа в количестве, обеспечивающем в продукте обжига следующие соотношения оксидов: CaO SiO 2 +Al 2O 3 +Fe 2 O 3 27700 более 0,45 до получения пастообразной массы и последующего ее нагрева до температуры сжигания 900 1100°С. Полученный продукт может содержать также хлорированный двухкальциевый силикат. Подобные реагенты обладают, в частности, тем преимуществом, что они не являются дорогостоящими и в ходе сгорания отходов приводят к сильно эндотермическим реакциям (обусловленным декарбонизацией известняка) в отличие от способов сжигания с использованием извести или цемента. Из этого следует, что сжигание осуществляют при существенно пониженных температурах и, следовательно, для данной печи при одном и том же капиталовложении можно сжигать намного больше отходов. На практике, не ограничивая однако изобретение такой интерпретацией, указанный реагент, называемый здесь R1, генерирует в ходе сжигания реагент R2, содержащий в основном СаО (в результате декарбонизации Са СО3), модифицированный в кристаллографическом плане диоксид кремния, оксид алюминия и, возможно, оксид железа (трехвалентного). Этот реагент R2 связывает путем капсулирования загрязняющие элементы отходов и, кроме того, в ходе превращения в золу он трансформируется в продукты R3, которые могут содержать, например, метакаолин (CaO, SiO2), диоксид кремния с активированной поверхностью, такие продукты, как: (CaO)4Al2O3SO4 , (CaO)4Al 2O3 , Fe3O 4, (CaO)5 (SiO2) 2SO4 , (CaO)12(Al2O3)7 X (Х = галоген), хлорированный (CaO)2SiO2 (если отходы хлорируются), а также значительное число твердых растворов, которые улавливали металлы, среди которых тяжелые и токсичные металлы. Как это известно, превращение в золу отходов приводит к 3 большим группам “полупродуктов”, а именно: шлакам, летучим золам (копоти) (ЛЗ) и отходам от очистки дымов (ООД). В случае изобретения полученная часть шлаков является очень слабо выщелачиваемой. Благодаря использованию продуктов (R1), богатых известняком и диоксидом кремния, можно избавиться от добавления другого реагента для получения нерастворимых и инертных твердых веществ. Доста точно лишь добавить немного воды или водных отходов. Тем самым, указанным способом можно перерабатывать, если это необходимо, полученные отходы типа шлаков при помощи одного из методов, описанных для ЛЗ и ООД в заявках на французские патенты № 89 03586 и 89 03587 от 20 марта 1989 г. В качестве примера осуществления способа по изобретению ниже описывается переработка одного типа отходов, известных как очень трудно поддающиеся корректному превращению в золу, а именно: промышленные отходы, содержащие хлорированные органические вещества. Пример Применяют ротационную печь, снабженную устройством для дополнительного сгорания (постсгорания), но можно также использовать печь циклонного типа. Твердую фракцию отходов, подлежащих переработке, направляют в дробилку-измельчитель, затем на мельницу для получения частиц со средним размером менее примерно 5 мм. Затем прибавляют (в смеситель) жидкие отходы (грязь после обработки воды) так, чтобы получить-пастообразную массу, затем добавляют тонко измельченный реагент R 1 с размерами частиц менее 200 микрон. Этот реагент R1, составленный известняком и глиной, имеет следующий состав: 77,1% СаСОз; 13,9% SiО2; 2,6% Al2O3; 2,3% Fe2O3, остаток состоит, в основном, из оксидов щелочных металлов. Отходы перерабатывают со скоростью 3 тонны в час при следующи х соотношениях компонентов: Таблица 1 Внутренняя теплота сгорания (ВТС) - измельченная твердая фракция : 1140 кг/час 4000 кДж/кг - жидкости с высокой ВТС : 990 кг/час 8500 -" - жидкости с низкой ВТС : 270 кг/час 1500 -" - хлорсодержащие продукты : 450 кг/час 1000 -" - порошкообразный реагент R1 : 300 кг/час 500 -" 27700 Отходы вводят в печь через одну или несколько горелок предпочтительно коаксиального типа, причем особая горелка, кроме того, может использоваться для хлорсодержащих отходов, например, типа пиралена. Температура пламени составляет порядка 1000°С и обычно составляет примерно между 750°С и 1350°С. В получаемых конечных продуктах отмечено, что дымы имеют значительно более низкое содержание по Cl2, SO2, SО3 и т.д., чем дымы, полученные при обычно переработке отходов при помощи извести или цемента. Содержание НСl было ниже 100 мг/наном 3. Композиция содержит, в основном, описанные выше продукты типа Rз и небольшие количества R1, и R2. С целью превращения этих отходов в нерастворимый и компактный материал их обрабатывают небольшим количеством воды или водосодержащим продуктом, согласно известной методике. Например, прибавляют к 150 частям (весовым) R3 20 частей ООД, получающи хся в классических печах по сжиганию бытовых отходов, затем энергично смешивают со 100 частями смеси пастообразных промышленных отходов (в качестве источника воды), имеющей химическую потребность в кислороде (ХПК) 9000 мг/л, рН=7 и следующее содержание металлов, таких как Рb : 0,5 ppm; Сu : 90; Cd : 2; Zn : 3; Fe : 0,4 и Al : 20 (количества в ppm : частей на миллион). Получают отверждение менее чем за один час. Спустя 10 дней, твердый материал был подвергнут эксперименту по перколяции (выщелачиванию) в соответствии со стандартом Д1№ 38414. Были получены следующие результаты: ХПК : 200 мг/л; Рb : 0,2; Сu : 0,1; Cd : 0,1; Zn : 0,1; Fe : 0,1; Al менее 0,5 (все количества выражены в ppm). Отмечено, что конечный продукт типа R3, полученный по окончании превращения в золу и, в случае необходимости, после камеры пост-сгорания состоит частично из тонкодисперсных частиц (ЛЗ, ООД) и частично из расплавленного некристаллизуемого шлака вследствие быстрого охлаждения на выходе из печи, играющего роль закалки. Этот шлак имеет гидравлические пуццолановые свойства и, следовательно, быстро поглощает воду. Способ в соответствии с изобретением может быть осуществлен в любом существующем типе печи по сжиганию отходов без модификации конструкции.

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Method of incineration of waste of any origin containing toxic substances, and incineration product

Автори англійською

Pisha Philip

Назва патенту російською

Способ сжигания токсических отходов любого происхождения, содержащих токсичные вещества, и продукт сжигания

Автори російською

Пиша Филипп

МПК / Мітки

МПК: B09B 5/00, F23G 7/00

Мітки: випалу, продукт, містять, будь-якого, спосіб, речовини, токсичні, відходів, походження, спалювання

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/3-27700-sposib-spalyuvannya-vidkhodiv-bud-yakogo-pokhodzhennya-shho-mistyat-toksichni-rechovini-i-produkt-vipalu.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб спалювання відходів будь-якого походження, що містять токсичні речовини, і продукт випалу</a>

Подібні патенти