Спосіб переробки промислових і побутових відходів і установка для його здійснення

1. Спосіб переробки органічних промислових і побутових відходів, що включає подачу відходів в установку через вертикальний завантажувальний канал пристрою подання відходів в розплав суміші солей та/або лугів в зону високотемпературної переробки відходів, в якому у завантажувальному каналі з відходів утворюють рухому газощільну пробку, шляхом ущільнення відходів за допомогою поршня, та в об'ємі завантажувального каналу утворюють зону низькотемпературної переробки відходів, при цьому в зоні низькотемпературної переробки відходів вздовж завантажувального каналу встановлюють температурний режим в діапазоні від 20 до 550 °С, регулювання температури здійснюють шляхом дозованої подачі водяної пари та/або вуглекислого газу у завантажувальний канал, в об'єм утворених продуктів низькотемпературної переробки відходів. 2. Спосіб переробки за п. 1, який відрізняється тим, що у розплав додають як каталізатори метали або їхні окисли, або солі, або гідрати окислів. 3. Спосіб переробки за п. 1, який відрізняється тим, що у зону високотемпературної переробки подають водяну пару. 4. Спосіб переробки за п. 1, який відрізняється тим, що у зону високотемпературної переробки подають вуглекислий газ. 5. Спосіб переробки за п. 1, який відрізняється тим, що регенерують розплав шляхом додавання до відходів двоокису кремнію. 2 (19) 1 3 91703 4 переробки (піролізу та газифікації) в об'ємі розпВирішенню поставлених задач сприяє запролавів солей та/або лугів побутових і промислових понована установка (реактор) для здійснення сповідходів, які містять органічні речовини. собу переробки промислових та побутових відхоЗ Патенту США №6799595, 05.10.2004, МПК дів, що включає корпус із конічним днищем, F16K13/00, F16K13/10 відомий спосіб переробки пристрій завантаження відходів з вертикальним відходів, що включає подачу відходів у розплав завантажувальним каналом, обичайку, розташосолей та/або лугів, і пристрій для його здійснення, вану концентрично відносно корпусу, гвинтові поу якому відходи подають в розплав у потоці повітверхні усередині обичайки, жарові труби, відсікач, ря. При цьому відбувається безполум'яне окисрозташований над обичайкою, витісняючий принення відходів. стрій, з'єднаний через горловину з конічним дниНайбільш близьким технічним рішенням до щем корпусу, камеру завантажувального каналу, у способу є описаний в патенті РФ №2280211, якій співвісно з стовбуром пристрою завантаження 17.04.2006, МПК F23G5/00 спосіб переробки провідходів розміщений реакторний стовбур, причому мислових і побутових відходів, що включає подачу нижній відкритий торець стовбура завантажувальвідходів через завантажувальний канал в розплав ного пристрою розташований на рівні верхнього суміші солей та/або лугів. Спосіб переробки відхоторця реакторного стовбура. Стовбур завантажудів у розплаві здійснюється за відсутності кисню. вального пристрою оснащений холодильником у Залежно від морфологічного складу відходів до зоні утворення газощільної пробки, а в реакторноних додають розрахункову кількість мінеральних му стовбурі виконані подовжні прорізи, що розшидобавок для мінімізації кількості газу, одержуванорюються донизу, при цьому зовні реакторного стого в процесі переробки відходів. вбура розташована демпферна камера, у яку З Патенту України № 75555, МПК С10В49/00, введена трубка для подачі водяного пару та/або F23G7/00 відома установка для переробки відховуглекислого газу. Гвинтові поверхні у середині дів, що містить корпус із конічним днищем, приобичайки можуть бути виконані у вигляді лопаток, стрій для завантажування відходів з вертикальним при цьому нижні лопатки виконують з підйомом від завантажувальним стовбуром, обичайку, співвісну центру до периферії в радіальному напрямку, а з корпусом та завантажувальним стовбуром, гвинлопатки, розташовані вище, виконують в радіальтові поверхні усередині обичайки та витісняючий ному напрямку горизонтальними, лопатки верхпристрій, з'єднаний з конічним днищем. нього шару обладнують козирками для направОднак, недоліком вказаних рішень є те, що мілення газорідинного потоку до центру, причому німізація об'єму газів пов'язана з погіршенням як будь-яку з лопаток установлюють із зазором відтеплотворної здатності одержуваного газу, так і носно лопатки, що лежить нижче у вертикальному його хімічного складу. Це утруднює використання та з перекриттям в горизонтальному положенні. отриманого газу як в енергетичному циклі, так і Також винаходом передбачається, що діаметр для синтезу, наприклад, бензину. стовбура завантажувального пристрою може бути Задачею даного винаходу є підвищення екоменше діаметра реакторного стовбура, а діаметр номічності шляхом прискорення процесу переробреакторного стовбура може бути менше діаметра ки, підвищення якості та кількості одержуваного демпферної камери. газу при переробці з метою його подальшого викоСпосіб може бути здійснений в запропонованій ристання та поліпшення умов виводу шлаків. установці, яка схематично наведена на фігурах: Поставлена задача вирішується запропоноваНа Фіг.1 схематично зображена установка для ним способом переробки органічних промислових і переробки промислових та побутових відходів, де побутових відходів, що включає подачу відходів в 1 - циліндричний корпус; 2 - конічне днище; 3 установку - реактор через вертикальний завантавертикальний завантажувальний канал; 4 - прижувальний канал в розплав суміші солей та/або стрій завантаження відходів; 5 - поршень; 6 - прилугів в зону високотемпературної переробки з тевід зворотно-поступального руху; 7 - холодильник; мпературним діапазоном від 850 до 950°С. Відхо8 - реакторний стовбур; 9 - перемичка; 10 - демпди подають в реактор через стовбур завантажуваферна камера; 11 - трубка для подачі пара та/або льного пристрою та створюють рухому газощільну вуглекислого газу; 12 - обичайка; 13 - направляючі пробку, шляхом ущільнення відходів за допомогою лопатки; 14 - жарові труби; 15 - відбійник; 16 - патпоршня. У робочому об'ємі вертикального заванрубок виводу газоподібних продуктів переробки; тажувального каналу створюють зону низькотем17 - витісняючий пристрій; 18 - горловина витісняпературної переробки, для цього уздовж нього ючого пристрою; 19 - оболонка горловини витіснявстановлюють температурний режим в діапазоні ючого пристрою; 20 - зовнішній нагрівач; 21 - дно від 20 до 550°С, при цьому регулювання темперавитісняючого пристрою; 22 - тарілчастий нагрівач; тури здійснюють шляхом дозованої подачі водяно23 - привідний механізм; 24 - датчик рівня розплаго пару та/або вуглекислого газу у шар продуктів ву; 25 - пробка витісняючого пристрою. низькотемпературної переробки, утворених в заНа Фіг.2 умовно показаний розподіл функціовантажувальному каналі. нальних зон у робочому об'ємі установки, у яких Крім того, до розплаву можуть бути додані як відбуваються різні стадії процесу переробки відхокаталізатори метали, їх окисли, солі або гідрати дів, де: окислів. Також в зону високотемпературної переЗона 1 - Ділянка низькотемпературної перероробки можуть подавати водяний пар та/або вуглебки; кислий газ, а для регенерації розплаву до відходів Зони 3-5 - Зони високотемпературної переробдодають двоокис кремнію. ки. 5 91703 6 Здійснення винаходу та робота установки опиСпосіб здійснюється в даній установці таким сані нижче. чином: Реактор для переробки промислових та побуПеред початком розігріву в стовбурі завантатових відходів має циліндричний корпус 1 з конічжувального пристрою 4 з відходів створюють ганим днищем 2. Пристрій завантаження відходів 4 зощільну пробку. установлено по осі корпуса 1, при цьому нижній Жарові труби 14 та нагрівач 20 постійно вклюторець пристрою завантаження відходів 4 розтачені та розігрівають розплав у корпусі реактора та шований нижче кришки реактору. Вертикальний витісняючому пристрої до температури 900-950°С. завантажувальний стовбур 3 пристрою завантаВідкидне дно 21 примикає до витісняючого приження відходів 4 обладнаний поршнем 5 із привострою 17. Пробка 25 знаходиться у верхньому подом 6 зворотно-поступального руху і холодильниложенні. Дозовані порції відходів подають в стовком 7. Нижній відкритий вихідний торець стовбура бур завантажувального пристрою 4 під поршень 5 завантажувального пристрою 4 розташований на у ті моменти, коли поршень перебуває в крайньорівні нижнього торця холодильника 7. У стовбурі му верхньому положенні. При русі поршня 5 вниз завантажувального пристрою 4 нижче верхнього відходи ущільнюються завдяки тертю по стінкам положення поршня 5 виконаний отвір для подачі стовбура та при досягненні початково встановлевідходів у стовбур завантажувального пристрою 4. ної пробки пересувають її уздовж по каналу заванСтовбур завантажувального пристрою 4 перехотаження. І так послідовно порція за порцією. дить у реакторний стовбур 8 таким чином, що верЗавдяки охолодженню відходів в області хохній кільцевий зазор між стовбуром завантажувалодильника, а також шляхом дозованої подачі льного пристрою 4 і реакторним стовбуром 8 водяного пару та/або вуглекислого газу у завантаперекритий перемичкою 9. жувальний канал і розігріву знизу від розплаву у Зовні реакторного стовбура 8 співвісно з ним вертикальному завантажувальному каналі утворозташована демпферна камера 10. Діаметр сторюється температурна зона, що складається з вбура завантажувального пристрою 4 може бути декількох зон, у яких відбуваються наступні процеменше діаметра реакторного стовбура 8, а діаси: метр реакторного стовбура 8 менше діаметра деЗона 1. Зона вертикального завантажувальномпферної камери 10. У реакторному стовбурі 8 го каналу є зоною низькотемпературної переробвиконані прорізи, що розширюються донизу. В деки. Призначена для просушування відходів 0 (симпферну камеру 10 уведена трубка 11 для подачі ровини), що надходить в реактор, їх деструкції та пари та/або вуглекислого газу. низькотемпературної переробки. Ця зона умовно Співвісно реакторному стовбуру 8 та стовбуру підрозділяється за температурними діапазонами завантажувального пристрою 4 у корпусі 1 розміна 5 ділянок: щена обичайка 12, нижній кінець якої розташоваділянка 1 (діапазон зміни температур ний нижче торця реакторного стовбура 8, а верх20 100°С) - зона холодильника завантажувальноній - вище рівня розплаву. У кільцевому просторі го каналу, у межах якого відбуваються процеси: між демпферною камерою 10 і обичайкою 12 уста- ущільнення сировини, що завантажується, і новлено одну або кілька гвинтових поверхонь або створення газощільної пробки; направляючих лопаток 13, при цьому нижні лопат- первісний прогрів сировини, випарювання віки виконані з підйомом від центру до периферії в льної вологи; радіальному напрямку, а вище розташовані лопат- початок паротворення при кипінні вільної воки виконані горизонтальними в радіальному налоги (осушування матеріалу пробки). прямку, лопатки верхнього шару обладнані козирділянка 2 (діапазон зміни температур ками для направлення газорідинного потоку до 100 200°С) - частина завантажувального каналу, у центру. Причому лопатка установлена із зазором межах якого проходять процеси: стосовно лежачої нижче лопатки у вертикальному - пароутворення та частковий перегрів водянота з перекриттям в горизонтальному напрямку. У го пару (залежно від температури та тиску по певертикальному напрямку лопатки розташовані по ретину матеріалу пробки); спіралі. Таке виконання лопаток дозволяє макси- початок процесів деструкції сировини. мально диспергувати у розплаві газові бульки та ділянка 3 (діапазон зміни температур подовжити шлях газу в розплаві, а отже, інтенси200 350°С) - частина завантажувального каналу, у фікувати масообмін. межах якого проходять процеси: У проміжку між обичайкою 12 і корпусом 1 ро- інтенсифікація процесів розкладання та дезміщені жарові труби 14. Над обичайкою 12 устаструкції органічних полімерів; новлений із зазором відбійник 15. У верхній части- утворення насичених і ненасичених вуглевоні корпуса 1 виконаний патрубок 16 для виводу днів; газоподібних продуктів переробки. - зміна агрегатного стану легкоплавких матеріКонічне днище 2 з'єднується з витісняючим алів органічного та неорганічного походження. пристроєм 17, горловина 18 якого обладнана ободілянка 4 (діапазон зміни температур лонкою 19. Витісняючий пристрій 17 виконаний у 350 450°С) - частина завантажувального каналу, у вигляді зворотного конуса і має зовнішній нагрівач межах якого проходять процеси: 20, пробку 25 з приводом і дно 21, яке може бути - процеси розкладання та деструкції органічвиконано відкидним або у вигляді шибера. Дно 21 них сполук з розривом ковалентних зв'язків у полівідкривається за допомогою приводного механізму мерах і кристалічних гратках органічних сполук; 23 та має тарілчастий нагрівач 22. - зміна агрегатного стану легкоплавких матеріКорпус 1 містить датчик 24 рівня розплаву. алів, перехід матеріалу пробки в пластичний стан. 7 91703 8 - організації динаміки в зоні динамічного очиділянка 5 (діапазон зміни температур 450 щення розплаву від неорганічних компонентів. 550°С) - частина завантажувального каналу, у меПоряд із цим, у робочій зоні за рахунок динажах якого проходять процеси: міки розплаву підсилюються реакції з реагентами - виділення легких смолистих речовин, затве(CaO, K2O, Na2O, NaOH, KОН, тощо), що надхордіння пластичного 0 матеріалу та обвуглювання дять у реактор разом із сировиною або утворюзовнішніх шарів матеріалу; ються в ньому. Одна з функцій цих реагентів - ак- домінування реакцій синтезу головним чином цепція СО2, наприклад простих насичених і ненасичених вуглеводнів. СаО+СО2=СаСО3 Η=-176,5 кДж/моль При цьому верхня границя температурного діапазону виявляється в цій зоні нижче температури Са(ОН)2+СО2=СаСО3+Н2О Η=-283,1 кДж/моль утворення ароматичних вуглеводнів. Гази, що утворилися в зоні низькотемпературЗона 2. Зона газодинамічного розплаву. Робоної переробки, створюють у розплаві газові пухирі, ча зона є зоною високотемпературної переробки із які, піднімаючись до поверхні у замкнутому об'ємі температурним діапазоном, що підтримується за робочої зони, захоплюють за собою розплав, допомогою нагрівачів - жарових труб від 850 до створюючи газліфтний потік. У міру підйому, газ 950°С. У ній відбувається остаточне розкладання прогрівається розплавом, як за допомогою конвексировини, термоударні процеси деструкції, руйнуції, так і за рахунок теплового випромінювання. вання ненасичених вуглеводнів і ароматичних циОднак, прогрів на першому етапі процесу відбуваклів при практично повній відсутності реакцій ється слабко через погану прозорість газу, забруутворення останніх, початок каталітичного процесу дненого рідкими та твердими продуктами перерогазифікації вуглецю по основних реакціях: бки, малої поверхні пухиря щодо його об'єму, а СО2+С 2СО Η=162 кДж/моль також ендотермічності хімічних реакцій, що відбуваються. Н2О+С СО+Н2 Η=119 кДж/моль Двоокис вуглецю (СО2), що знаходиться в 2Н2О+С СО2+2Н2 Η=77,46 кДж/моль складі газу, з каналу завантаження попадає в роз2Н2О+2С СН4+СО2 Η=-8,8 кДж/моль плав, вступаючи в реакцію з неорганічними компоі у меншому ступені нентами розплаву і сировини, як в зоні низькотемС+2Н2 СН4 Η=-86,28 кДж/моль пературної, так і високотемпературної переробки, Для зміщення рівноваги реакцій, у зону висоутворюючи при цьому відповідні карбонати. Подібкотемпературної переробки подають водяну пару на взаємодія відбувається на початковому етапі, та/або вуглекислий газ. коли газ та неорганічні сполуки ще недостатньо Динаміка розплаву в цій зоні здійснюється за прогрілися. Ця реакція відбувається з виділенням рахунок підйомної сили газу, що утворюється при тепла, що сприяє прогріву реагентів. Карбонати, переробці сировини як у зоні завантажувального що утворилися, рухаються в розплаві, поступово каналу, так і у самій робочій зоні. нагріваючись. У верхній частині робочої зони або в Конструктивне виконання цієї зони являє созоні нагрівання відбувається їх термічне розклабою газорідинну систему, оснащену спеціальними дання з виділенням СО2 у вигляді дрібних пухирлопатками, розташованими між демпферною каців. Таким чином, відбувається диспергування діомерою і обичайкою робочої зони, і призначеними ксиду вуглецю і розподіл в усьому об'ємі розплаву для: в реакторі, де він вступає в реакцію з вуглецем. - затримки газу та залишку сировини в розплаЗастосування реагентів - акцепторів двоокису ві, що не прореагував; вуглецю дає можливість: - максимального перемішування утворюваного - видалити частину двоокису вуглецю з газу, газу і розплаву; одержуваного на виході з реактора; - диспергування газової складової; - знизити вплив ендотермічних реакцій піролізу - очищення газу. і газифікації на температуру розплаву та газу усеУсе це, в свою чергу, необхідно для підсиленредині завантажувального каналу та робочої зони; ня хімічних реакцій. У міру руху уздовж поверхонь - підвищити реакційну здатність СO2 внаслідок робочої зони газ захоплює за собою нижні шари його диспергування. розігрітого розплаву, надаючи йому за допомогою Розплав солей лужних і лужноземельних мелопаток і площин складну траєкторію руху, турбуталів є потужним окисно-відновним середовищем, лізуючи потік розплаву, що в свою чергу слугує де під дією газодинамічних процесів і високої темдля очищення газу від рідких та твердих компонеператури відбувається відновлення простих хімічнтів переробки сировини. них елементів з окислів, вуглець окиснюється, Різниця швидкостей газу та розплаву привовступаючи в реакції з Н2О и СО2 з утворенням гадить до диспергування газу в розплаві. зів з компонентами Н2, СО, СО2, СН4 та ін. ОрганіДиспергування газу і турбулізація газорідинночні та неорганічні структури руйнуються із одночаго потоку сприяє максимальному перемішуванню в сним утворенням нових хімічних сполук. цій зоні, крім того вони задають динаміку усьому Відбувається відновлення металів з оксидів. об'єму розплаву в реакторі, що, у свою чергу, неНа прикладі оксидів заліза цей процес можна зообхідно для: бразити наступними реакціями: - поліпшення знімання тепла з поверхонь наFeO+C=Fe+CO грівання; Fe2O3+3H2=2Fe+3H2O - змивання неорганічного залишку із внутрішFe2O3+3CO=2Fe+3CO2 ніх стінок корпуса та робочих поверхонь реактора; Потім одержані метали можуть взаємодіяти зі - розподілу та посиленню динаміки руху вуглесполуками, що містяться в розплаві, наприклад: цю по всьому об'єму розплаву; 9 91703 10 3Fe+4H2O=(Fe"Fe'''2)O4+4H2 - остаточного очищення газу від рідких і тверFe+2HCl=FeCl2+H2 дих елементів; Fe+S=FeS - динамічного вбивання під дзеркало розплаву Важливу роль в активації цих процесів відігв зоні нагрівання твердого вуглецевого залишку; рають термодинамічні властивості розплаву - ви- руйнування твердих пінних утворень на посокі теплоємність і теплопровідність, які, відповідверхні зони нагрівання під дією відбитого від відсіно, на три й один порядок вище в порівнянні з кача потоку розплаву. газом, що, у свою чергу, сприяє підвищенню ефекЗона 4. Газова зона реактора. тивності передачі в процесі термічного розкладанГазова зона реактора розташована над дзерня сировини та газифікації вуглецю. калом розплаву і має об'єм приблизно рівний треКаталітичний вплив здійснює підвищена актитині об'єму циліндричної обичайки реактора і привність іонного стану розплаву солей лужних і лужзначена для максимального розділення ноземельних металів при високих температурах, одержуваного газу з розплаву. Ця зона є продовщо інтенсифікує процеси деструкції органічної маженням реакційних зон, і температура у ній колиси. Завдяки впровадженню іонів металів у вуглевається в межах 900-700°С. Реакції взаємодії розіцеву структуру сировини відбувається її ослабгрітих газів, водяних парів і піровуглецю тривають лення з наступним розривом вуглецевих зв'язків, у повному об'ємі газової зони. розкриттям ароматичних циклів і т.п. Зона 5. Зона нагріву реактора. Один з механізмів взаємодії вуглецю з окисЗона нагріву знаходиться між внутрішньою стілювачем у розплаві пов'язаний з утворенням пронкою корпусу реактора та обичайкою робочої зони. міжних сполук металів - оксидів і гідрооксидів, що У ній знаходяться жарові труби, що здійснюють виконують роль каталізаторів. непряме внутрішнє нагрівання розплаву солей до Наприклад: температури 950°С електричним або іншим способом. МеО+С Ме+СО Ця зона, по суті, є циркуляційним опускним коМе+СО2 МеО+СО нтуром з нагріванням розплаву. С+СО2 2СО У цій зоні під впливом термодинамічних та фіМеО+С Ме+СО зико-хімічних процесів відбувається: Ме+Н2О МеО+Н2 - розігрів як розплаву, так і отриманого при пеС+Н2О-+СО+Н2 реробці твердого вуглецевого залишку до темпеПодібним чином каталітичний вплив на хімічні ратури 950°С; процеси в розплаві роблять і інші метали, такі як - проникнення розплаву у вуглецеві пори; залізо, нікель, хром. У середовищі розплаву ці - активізація вуглецю; метали відновлюються, при цьому починають і - ослаблення зв'язків у кристалічних ґратках впливати на утворення переважно насичених вугвуглецю під впливом іонів лужних і лужноземельлеводнів, головним чином, метану СН4 і, меншою них металів. мірою, етану С2Н6 та пропану С3Н8 із суміші водню Це все є продовженням процесів в робочій зота окису вуглецю: ні реактора і, в остаточному підсумку, приводить 2nCO+(n+1)H2 CnH2n+2+nCO2 до каталітичної газифікації вуглецю частково в Ароматичні вуглеводні не утворюються внасамій зоні розігріву та, більшою мірою, в робочій слідок наступних факторів: зоні реактора, куди згодом і надходить розплав з - низький парціальний тиск ненасичених вугактивованим вуглецем. У самій же зоні нагріву леводнів, процес каталітичної газифікації вуглецю відбува- висока температура (вище 800°С), ється за участі в основному діоксиду вуглецю, що - наявність окислів і гідроокисів металів, що утворюється при розкладанні з карбонатів лужних і каталітично діють на руйнування ароматичних лужноземельних металів, що надходять разом з вуглеводнів за рахунок дегідрування. розплавом з робочої зони реактора. При достатній кількості Н2О та відповідних Ці взаємодії можна описати на прикладі карвведених каталізаторах при даній температурі бонату кальцію (СаСО3), який утворюється в заватакож відбувається процес парової конверсії вугнтажувальному каналі та початку робочої зони леводнів з утворенням газової суміші, що максиреактора з компонентів сировини, яку завантажумально складається з Н2 і CO, найбільш підходяють. В міру просування карбонатів по завантажущих для подальшого синтезу вуглеводневого вальному каналу та розплаву робочої зони відбупалива. вається їх розігрів. При температурі вище 800°С Зона 3. Зона відсікання розплаву. карбонат кальцію є термічно не стабільним і взаєЗона відсікання розплаву служить для зміни модіє з вуглецем відповідно до реакцій: напрямку вертикальної динамічної складової потоСаСО3 СаО+СО2 при цьому СO2+C=2СO ку газу і розплаву на виході з робочої зони реактоПри цьому газ в зоні нагрівання рухається ра з наступним розподілом його по всьому об'єму уверх назустріч потоку розплаву, що опускається зони нагрівання. та містить вуглець, а також неорганічний залишок Сам відсікач виконаний у вигляді тарілки та сировини. служить також для: СаСО3+С=СаО+2СО - розкриття газових пухирів і максимального CaO+SiO2=CaSiO3 динамічного розділення газу та елементів розплаСаО+2НСl=СаСl2+Н2О ву; НСl утворюється при розкладанні хлорвмісних органічних молекул, що містяться у сировині. 11 91703 12 Розкладання карбонатів в залежності від швишення об'єму подачі сировини приводить до більш дкості їх прогріву може відбуватися як у зоні нагріінтенсивного газоутворення, а внаслідок цього, до ву, так і у верхній частині робочої зони. більш інтенсивної циркуляції розплаву, що в свою Зона 6. Зона динамічного очищення розплаву. чергу дозволяє компенсувати збільшення витрат Зона розташована у нижній конусній частині тепла на переробку сировини за рахунок більш внутрішнього об'єму реактора між робочою зоною інтенсивного теплообміну жарових труб 14 з розпта конусом витісняючої системи. лавом. Характеризується кільцевим відцентровим руТверді нерозплавлені шлаки, що утворюються хом усього об'єму розплаву в цій зоні. Саме в цій в результаті переробки та поступають в реактор зоні відбувається розподіл за густиною неорганічразом з сировиною, відділяються від основного них компонентів, привнесених разом із сировиною об'єму розплаву в зоні конусної частини реактора в розплав, а також неорганічних компонентів, що та осідають у витісняючому пристрої 17, витісняюутворилися та не прореагували у процесі роботи чи звідти більш легкий розплав. Внаслідок цього реактора. Таких, наприклад, як CaSiO3, CaCO3, рівень розплаву в реакторі підвищується. Коли CaS, CaO, SiO2 та ін. датчик рівня розплаву сигналізує 24, що рівень Зона 7. Зона витісняючої системи. розплаву підвищився на величину, що відповідає Зона витісняючої системи перебуває аж унизу об'єму витісняючого пристрою 17, подача відходів реакторного об'єму, між його конусною частиною уповільнюється чи припиняється. Запірна пробка та нижньою заслінкою. Витісняюча зона, виконана витісняючого пристрою 25 за допомогою приводу у вигляді усіченого конуса з невеликим кутом розопускається у горловину витісняючого конусу 18, криття. Вона має окремий зовнішній нагрівальний при цьому в оболонку навколо горловини 18 поелемент, що здійснює розігрів і підтримку темпедають охолоджувач - повітря або воду. Розплав в ратури в межах 900°С всередині витиснутого об'єзазорі між пробкою 25 та горловиною 18 кристаліму. зується, відділяючи розплав, що знаходиться у У цьому об'ємі відбувається остаточний розкорпусі реактора, від шлаків у витісняючому приподіл неорганічних елементів розплаву за густистрої 17. ною, відділення від розплаву, концентрування та Одночасно включається тарілчастий нагрівач формування неплавкого залишку. 22. Сіль у зоні контакту торця витісняючого приНижня частина конуса обладнана заслінкою, строю 17 та відкидного дна 21 розплавляється, призначеною для короткочасних відкривань при дно 21 за допомогою приводу 23 відкидається, при видаленні утворюваного залишку і для зливу всьоцьому відбувається видалення вмісту витісняючого об'єму розплаву реактора. го пристрою 17. Протягом усього цього процесу Наявність у витісняючий системі карбонатів нагрівач 20 і жарові труби 14 залишаються вклюСаСО3, Na2CO3 і вуглецю, що не встигли прореаченими. Дно 21 закривається приводом 23, тарілчастий нагрівач 22 вимикається. Припиняється гувати, при температурі 900°С спричиняє продоподача охолоджувача в оболонку горловини 19 вження відновних реакцій по газифікації вуглецю з витісняючого пристрою 17. В зазорі між пробкою утворенням CO: 25 та горловиною витісняючого пристрою 18 сіль СаСО3+С=СаО+2СО плавиться під дією високих температур, а пробка Na2CO3+C=Na2O+2CO 25 за допомогою приводу піднімається, вивільнюFeO+C=Fe+CO та т.п. ючи при цьому горловину 18. У цих умовах одночасно відбуваються реакції Відновлюється уведення відходів та весь проутворення та кристалізації силікатів: цес продовжується. CaO+SiO2=CaSiO3 Поступово в процесі роботи відбувається заNa2O+SiO2=Na2SiO3 з наступним максимальбруднення розплаву та підвищення його динамічним витисненням розплаву неплавким неорганічної в'язкості, що уповільнює теплові та масообмінним залишком. ні процеси. Для регенерації розплаву до відходів У процесі роботи ведеться постійний монітододають двоокис кремнію. Сировиною двоокису ринг складу одержуваного газу. У випадку підвикремнію за даним винаходом є пісок. Відбувається щення концентрації двоокису вуглецю більше, ніж утворення силікатів: на 3%, до відходів перед завантаженням додають Na2CO3+C=Na2O+2CO солі, окисли або гідрати окислів лужноземельних Na2O+H2O=2NaOH металів, наприклад, окис кальцію. 2NaOH+SiO2=Na2SiO3+H2O Принципом роботи реактора є здійснення безПри розробці методу регенерації сольового перервної циркуляції розплаву в реакторі під дією розплаву були використані властивості електролігазів, що утворилися в результаті переробки оргатів, а саме властивість сильних основ витісняти нічних відходів. Здійснюється наступним чином: слабкі основи з розплавів (розчинів) їх солей. Реарозплав, що приведений в рух та витіснений під кція обміну із солями лужноземельних металів дією газліфта з проміжку між демпферною камеприводить до утворення речовини силікату кальрою 10 та обичайкою 12 робочої зони, а також розцію CaSiO3 більш тугоплавкого, ніж Na2SiO3. кручений на гвинтових поверхнях, або спеціальних Na2SiO3+CaCl2=CaSiO3+2NaCl лопатках 13, та відбитий від відбійника 15, продоСилікати випадають в осад у вигляді кристалів вжуючи крутитися, поступає у простір між обичайабо скловидних утворень, при цьому зменшується кою робочої зони 12 та корпусом реактора 1. При динамічна в'язкість розплаву та температура плацьому розплав спрямовується вниз вздовж повервлення залишку за рахунок утворення хлористого хонь жарових труб 14, захоплюючи за собою вугнатрію. леводисті тверді компоненти переробки. Збіль 13 91703 14 Тоді як вищенаведений опис викладає принвинаходу включає всі звичайні варіації, адаптації ципи даного винаходу, з прикладами, наведеними та/або модифікації, які входять в межі наступної з метою ілюстрації, слід розуміти, що застосування формули, та їх еквіваленти. Комп’ютерна верстка О. Гапоненко Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601