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Fédération de Russie Patent RU2105245

PROCÉDÉ DE TRAITEMENT DE DÉCHETS SOLIDES MUNICIPAUX ET INDUSTRIELS

PROCÉDÉ DE TRAITEMENT DE DÉCHETS SOLIDES MUNICIPAUX ET INDUSTRIELS

Nom de l'inventeur:. AV Volovik; Vertman AA. Puzach VG. Kuznetsov VM. Soies EM
Le nom du titulaire du brevet: Centre de recherche "Ecologie"
Adresse de correspondance:
Date de début du brevet: 13.10.1995

L'invention concerne le domaine du traitement complexe de solides ménagers et des déchets industriels. Procédé de traitement de déchets solides comprend la préparation, le chargement dans le four arbre de sortie, l'alimentation en carburant, d'air et d'un générateur de gaz, le laitier fondu et du métal liquide. Une caractéristique du procédé est que le recyclage est effectué par l'introduction supplémentaire dans le four de la pierre à chaux de faible qualité du combustible solide et des flux, et que les déchets sont compactés à l'avance, de coupe et chargé dans le four en couches avec lesdits composants étant dans la zone du gaz de four à combustion crée une pression excessive. En conséquence du produit commercial de recyclage proposé obtenu sous la forme d'une composition de gaz, de fer et de laitier prédéterminé combustible, à partir de laquelle les matériaux de construction de haute qualité. déchets Proper pas.

DESCRIPTION DE L'INVENTION

L'invention se rapporte à un traitement complexe des déchets domestiques et industriels solides avec production simultanée de matériaux de construction, des gaz combustibles et le métal liquide.

Procédé de traitement de déchets solides combustibles d'énergie, comprenant: la décomposition thermique des déchets dans le processus de pyrolyse. Dans cette méthode, utilisée le montant maximum de la chaleur de la combustion des composants combustibles de déchets, mais ne résout pas le problème de l'utilisation globale des déchets de l'énergie et les besoins industriels. À la suite de recycler le procédé classique formé leurs propres matériaux scoriacées avec composition non contrôlée, y compris la teneur en composants nocifs qui nécessitent l'élimination de [1].

La solution technique la plus proche est un procédé de recyclage solides ménagers et des déchets industriels dans leur gazéification dans le four à cuve. Un procédé connu consiste à charger les déchets fuir dans le four à cuve verticale, l'alimentation en combustible supplémentaire et de l'air chaud au fond du four à cuve, la sortie de celui-ci un gaz combustible et des composants de la vapeur, et du laitier et du métal fondu à partir du fond du four à cuve [2].

Cette méthode peut être utilisée pour les déchets ménagers et industriels solides avec une valeur calorifique de 1000 à 1300 Kcal / kg; ci - dessous la fourniture d' un four à air chaud à 1000-1200 ° C et un gaz supplémentaire, de liquide ou de combustible pulvérisé pour préchauffer les matériaux recyclés avec une faible teneur en composants combustibles qui lui sont propres.

Les inconvénients du procédé connu comprennent le recyclage processus d'instabilité barillet de réglage four à cuve, des valeurs élevées de la poussière et l'élimination des cendres et relativement faible efficacité de l'ensemble du processus.

Instabilité du processus de recyclage dans le corps du four est relié d'une manière connue, d'une part, et les variations locales de la composition de la densité de charge sur la hauteur du four à une faible densité moyenne de la charge des déchets (0,3-0,7 tonnes / m 3), et d'autre part , - la nécessité de maintenir la température de fonctionnement du four au- dessus de 1800 ° C, qui est associé à un laitier de fusion élevé produite (1550 à 1650 ° C) de température. A des températures plus basses, résultant en fusion des composants non combustibles irréguliers de déchets conglomérats fusionnés produits chargent, déstabiliser le processus de recyclage.

Objet de l'invention - une méthode pour le traitement complexe de solides ménagers et des déchets industriels dans une large gamme de compositions des composants initiaux de solides ménagers et des déchets industriels, y compris à leur manque de valeur calorifique, mais aussi d'augmenter la fiabilité, l'efficacité économique et la sécurité environnementale de la méthode industrielle des déchets, ce qui permet d'obtenir des quantités importantes de carburant d'énergie, bâtiment laitier et du fer en fusion.

Cette tâche est réalisée par un procédé de traitement de déchets municipaux et industriels solides, comprenant la préparation et le chargement d'un four à cuve verticale, l'alimentation du carburant et de l'air chaud au fond du four à cuve, la sortie du gaz de générateur et de vapeur des composants dans la partie supérieure et le retrait des scories et le métal fondu au fond du four à cuve selon l'invention, le traitement des déchets est effectué dans un four à cuve sous pression par l'introduction supplémentaire de calcaire à faible teneur combustible solide et des matériaux flyusosoderzhaschih, dans lequel les déchets préalablement soumis à un compactage et le découpage en morceaux de mesure, qui sont chargés dans le four à cuve en couches avec ladite supplémentaire partagent des composants avec le calcaire 0,05-0,25 par les déchets de poids, avec une zone de haut du four du four au-dessous du dispositif de charge est mis sous pression produits transformés gazeux dans la gamme de 1,1-1,5 atm.

En outre, dans le procédé de l'invention est mise en oeuvre de découpe des déchets compactés en morceaux mesurés avec une taille de 50 à 600 mm; hauteur du lit de déchets chargés dans le four à cuve est maintenue dans la gamme 0,2-1,2 m; la proportion de bas grade combustible solide se situe dans l'intervalle de 0,1 à 0,35 en poids de la charge de déchets; introduit en outre dans les flux de scories liquides de jusqu'à 0,15 en poids de laitier; comprenant en outre le chargement de ferraille dans une quantité allant jusqu'à 0,15 en poids et maintenue à un air d'évacuation de la température fournie au four dans l'intervalle de 1000 à 1500 ° C à un rapport total de 0,5 à 0,7 excès d' oxydant.

chargement stratifié du four à cuve pour le traitement complexe des déchets solides domestiques et industriels avec alimentation des quantités déterminées de calcaire peut résoudre le problème important de la réduction du laitier température de fusion de 1200 à 1300 ° C, et en même temps fournit la capture des nuisibles composants de traitement de vapeur et de gaz, y compris le soufre et ses composés.

Lorsqu'il est chargé dans un four de calcaire en une quantité inférieure à 0,05 ne sont pas masse de déchets produite assurée en réduisant la température du laitier ne sont pas complètement le soufre lié.

Chargement du calcaire en une quantité supérieure à 0,25 en poids de la composition de scories se détériore, de sorte qu'il ne peut pas être utilisé pour produire des matériaux de construction.

La surpression dans la zone de combustion du four doit être d'au moins 1,1 atmosphère, afin de surmonter la résistance du tractus gastro-récepteur hydraulique, qui ne dépasse généralement pas de 0,1 à 0,5 atm. Pour une sortie libre du gaz de générateur et de réduire sa teneur en cendres dans la zone de combustion entre le dispositif de chargement et la couche supérieure des déchets est organisée téléchargé espace libre pour le coussin de gaz vapeur, tenant 15-20% de la hauteur totale du four.

Alimentation du solide dans le four de l'arbre de carburants à faible teneur (lignite, la tourbe, le coke, le schiste, etc.) Dans une quantité inférieure à 0,1 en poids de déchets alimentaires ne fournit pas des matériaux par lots de fusion garanti incombustibles en cas d'oscillations de quantité de composant incombustible dans les déchets chargés.

La part du carburant 0,35 en poids de l'alimentation en déchets fournit la gestion des déchets garanti, composé entièrement de composants non combustibles.

La hauteur des couches devant être chargées dans le four des déchets est maintenue dans la gamme de 0,2-1,2 m. Lorsque l'épaisseur de la couche est inférieure à 0,2 m est difficile de fournir le fractionnement des déchets encombrants, tandis que des épaisseurs supérieures à 1,2 m n'a pas le temps de subir des processus de fusion et de pyrolyse pour lors du passage dans l'espace four de travail.

Compaction des déchets est effectuée sur un équipement standard à la densité moyenne de 1,0-2,5 t / m 3, puis procéder à leur découpe en morceaux mesurés mesurant au moins 50 mm, dans lequel les cendres volantes de particules est petite, et pas plus de 600 mm - chez la taille des sections de passage des dispositifs d'amorçage.

L'introduction du flux dans une quantité supérieure à 0,15 en poids de la sole de laitier du four conduit à une modification inacceptable de la composition du laitier, ce qui entrave leur vie utile.

La soumission d'un montant supplémentaire de ferraille dans le four de plus de 0,15 masse de déchets chargés viole la stabilité du four, car il est pas assurée fusion rapide et complète des composants non combustibles résiduaires.

La température de l'alimentation vers le bas de l'air du four à cuve ne doit pas être inférieure à 1000 ° C en raison du manque de chaleur pour le traitement ( la gazéification, de la fusion du laitier et de la fonte brute). Lorsque l'augmentation de température de l' air supérieure à 1500 ° C, la diminution de la résistance de la paroi du foyer.

Résumé comburant facteur d'excès dans ce cas doit être d' au moins 0,5 pour la gazéification complète du carbone dans le CO et ne devrait pas être supérieure à 0,7, puisque dans ce cas augmente la quantité de CO 2 dans la sortie du four.

D'une manière générale, le procédé de traitement des déchets est effectuée avec la séquence des opérations ci-dessus et les modes de conduite.

Une caractéristique de cette méthode est qu'elle change radicalement les opérations de traitement des déchets, en outre le compactage des déchets est effectuée à une densité de 1,0 à 2,5 t / m 3 et en les coupant en morceaux de subséquente.

Un tel changement de la densité et de la composition des déchets avec magasin supplémentaire primaire dans le calcaire four, à faible teneur combustible solide et des flux dans les proportions et la cohérence assure un chauffage uniforme de la charge, la sélection du gaz de générateur, la pénétration des composants non combustibles et la séparation du fer fondu et de laitier.

Modification de la composition des déchets sans perturber la stabilité du four est possible dans une très large plage allant de l'absence de constituants combustibles ou des composants métalliques ou minérales. Dans ces cas, des additifs appropriés réalisés composition désirée.

Ajout de calcaire changer radicalement le système de traitement des déchets solides domestiques et industriels, offrant une réduction de la température de fusion du laitier, la liaison des composants nocifs de la vapeur et de gaz, y compris les composés soufrés. L'introduction d'une faible teneur en combustible solide, comme indiqué, et stabilise le processus de recyclage dans le four à cuve. Flux entrant dans le laitier et / ou dans les scories de four contribue à l'obtention d'une telle composition, à partir de laquelle on peut obtenir des produits de construction de haute qualité.

Création de produits de déchets gazeux à la pression en excès dans une zone étanche dans la partie supérieure du four à cuve permet de maintenir les paramètres de température, pression et composition du cycle combiné, pour les produits de la hauteur du four des déchets dans la mesure nécessaire pour garantir un fonctionnement stable.

L'épaisseur des couches de déchets introduits dans le four est un paramètre important qui influe sur le traitement thermique des déchets le long de toute la hauteur du four à cuve pour une capacité donnée.

calculs thermiques et les données expérimentales confirment la stabilité du procédé dans le four au niveau desdits paramètres de charge.

En outre, compte tenu des opérations et des modes complexes fournit la fiabilité des travaux de revêtement ont augmenté dans le domaine de la sole du four et le métal dans la zone du haut fourneau.

L'amélioration de la performance environnementale de la méthode proposée pour le traitement des déchets est associée à une élimination complète du mélange de gaz sortant des composés soufrés, des métaux lourds, de la poussière et de cendres par un changement radical dans la composition des composants chargés avec les déchets de maintien pyrolyse des déchets et du charbon dans l'oxygène, les conditions de leur traitement et de l'administration générer filtre respectif gaz de nettoyage à la consommation en ligne.

Cycle de recyclage selon cette méthode est fermée par leurs propres déchets.

Le rapport coût-efficacité de cette méthode de traitement peut être déterminée par les calculs techniques et économiques spécifiques de performance de l'entreprise de recyclage des déchets donnés avec certaines limitations sur la sécurité environnementale.

Les estimations préliminaires indiquent une augmentation significative du rendement de la fonte et la construction de laitier peut être utilisé comme haute qualité à des matériaux de libération pour ces produits, par exemple par coulée, mais augmentent également les gaz combustibles caloriques utilisés, par exemple, dans des installations à cycle combiné pour la production d'électricité.

Un mode de réalisation de la méthode considérée par le schéma structurel du dispositif de traitement de déchets solides domestiques et industriels présentés dans le dessin.

PROCÉDÉ DE TRAITEMENT DE DÉCHETS SOLIDES MUNICIPAUX ET INDUSTRIELS

Dispositif de recyclage comprend un arbre vertical four 1 et à la section 2 de l'acceptation, le stockage, le compactage et la découpe des déchets en morceaux mesurés pour leur soumission au four 1 en couches et combustible solide, le calcaire et les flux.

En outre, le dispositif 3 dispose d'un système d'épuration des gaz de combustion du four 1, le système 4 pour générer un gaz, par exemple, pour la production d'électricité dans les centrales à cycle combiné, un système 5 pour chauffer l'air et de l'introduire dans le four à cuve 1 et parcelles pour la libération 6.7 fer et de scories.

Le four à cuve 1 pour le recyclage dans la partie supérieure est pourvue de moyens appropriés pour le chargement des déchets de faible grade combustible solide, le calcaire et les flux générateur de gaz de sortie et en bas - des moyens pour fournir la sortie d'air chaud du fer et de laitier.

La partie supérieure de l'arbre four 1 a une structure étanche le dispositif d'amorçage qui fournit générateur de pression positive pour la fourniture de gaz au consommateur.

DISPOSITIF DE TRAITEMENT DES DÉCHETS DE TRAVAUX QUI SUIT

Dans la section 2 en continu reçu et stocké les déchets solides domestiques et industriels de diverses entreprises. Les déchets sont ensuite introduit dans le site pour le compactage et la découpe en morceaux mesurés. Après la préparation de matières résiduelles, par exemple un transporteur dans le four à cuve 1. Emballage Stratified combustible des déchets, du calcaire et des flux dans le four au moyen des mécanismes de facturation automatique. réchauffeurs haute régénération 5 fournissent un système d'air chaud d'alimentation dans la partie inférieure du four 1. Le passage du générateur de gaz de haut fourneau 3 est alimenté par le système de nettoyage dans le gaz 4 pour une utilisation dans la consommation et 5 pour ses propres besoins. Dans les parties 6 et 7 de fer et de laitier de décharge du four à cuve pour les transporter vers les consommateurs.

Considérez le travail du four à cuve plus en détail

Le four foyer 1 à tuyères dispositif soufflé de l' air chaud à une température inférieure à 1000 ° C explosion d'oxygène brûle la charge de carbone par réaction

C + 0,5 O 2 + 1,88 N 2 = CO + 1,88 N 2 + Q,

où Q - la chaleur de réaction.

Les gaz de combustion résultants sont à une température supérieure à 2000 ° C et ne contiennent pas de tels oxydants comme O 2, CO 2, H 2 O, tels qu'ils sont en présence dans le mélange de quantités importantes de carbone avec une réactivité élevée prend avec lui en prise avec la formation de CO et de H 2 . La température élevée des gaz assure la fusion de tout matériau non-combustible de la charge, et le gaz de remplacement haute capacité assure la récupération des oxydes de fer, des métaux non ferreux, le manganèse et une partie de silicium.

La combustion du carbone et de la fonte de la tête de charge à la formation de l'espace blanc dans le four, dans lequel les top pointe des matériaux de charge infondus. Les gaz résultant passant à travers les interstices vers le haut vers la charge descendante, on a chauffé, fournissant l' évaporation de tous les composants volatiles et l' humidité dans et hors du four à travers la température de sortie du gaz 100-400 o C.

La présence d'une température élevée et un environnement réducteur de gaz fournit la décomposition absolue des substances organiques et la prévention de la formation de molécules complexes de contaminants nocifs tels que les dioxines, les furannes, les oxydes d' azote, et ainsi de suite. N. En conséquence, une plage de température de pyrolyse 250-900 o C. gaz de déchets solides formés H 2, CH 4, CO, CO 2, koksozolny résidu solide, des composés hydrocarbonés aromatiques. Les substances nocives dans l'atmosphère de pyrolyse pour former N 2 S et NH 3, et des métaux lourds, chrome, cuivre, nickel, zinc, plomb, complètement transformé en résidu solide de pyrolyse, le mercure passe à l'état gazeux, le cadmium, à une température de plus de 600 ° C passe principalement dans la phase gazeuse.

La méthode proposée pour la production de gaz combustible à partir de déchets, de les nettoyer, dans l'unité de puissance post-combustion et réchauffeur d'air fournit la propreté de l'environnement et émis les gaz de cheminée satisfaisant les limites admissibles existant actuellement des émissions des pays développés.

Précipité dans le système pendant les boues de traitement de gaz ainsi que des dispositifs de médias de filtre d'épuration des eaux usées, les systèmes et les sections 2.5, 6.7, 8, 9 à nouveau chargé dans le four. Ici, le chargement des déchets et le traitement des scories et du métal. Ainsi, la méthode de traitement des déchets ménagers et industriels dans les produits spécifiés est sans déchets.

scories Molten et métal accumulent dans la sole du four 1, deux couches: le fond - top en métal - laitier plus léger. Ils ont déchargé périodiquement à partir du four à travers le laitier et l'encoche de fer dans le laitier et le fer louches pour le consommateur.

Exemple. Dans le procédé de traitement des déchets ménagers et industriels solides en utilisant un four à cuve avec une production annuelle spécifiée de 60 tonnes de déchets recyclables par an.

. La composition des déchets, en% en poids: 29.85 papier; textiles 3-13; verre 2,54; déchets alimentaires 19.56; métal 13,92; autres déchets (bois, caoutchouc, cuir, plastique, pierre, etc.) 6.53.

Préparation des déchets est leur compactage (pressage) jusqu'à ce que la densité moyenne de 1,0-2,5 t / m 3 sans classer la composition minérale et composant métallique et réduire encore davantage en morceaux de la taille de 300 mm dans la section préparatoire, associés au stockage des déchets communications pertinentes. Chargement de la charge dans le four se fait à travers un dispositif d'amorçage étanche spécial, constitué d'un cône avec la possibilité de les déplacer dans la position ouverte et fermée. mécanismes de transport de déchets formés sont servis four à l'étage. En même temps que le chargement dans le four par tonne de déchets, couches alternées de 0,6 m, la charge transportée calcaire et flux sous la forme de morceaux d'une taille de 50-100 mm en une quantité de 0,24 masse de déchets de charbon à faible teneur avec 0,21 en poids des déchets de taille morceaux de 50-60 mm et 0,02 additif fluxant en poids sous la forme de sable de déchets.

Charbon Composition: 60% de carbone; 10% d'humidité.

Composition Limestone: 97% CaCO 3; 1,5% de MgSO 3.

additifs Flux: 90% de SiO 2.

Si nécessaire, on introduit dans l'additif laitier de fluxage en une quantité en poids du laitier dans le four.

L'air est chauffé dans les réchauffeurs régénératifs élevées à 1300 ° C avec un rapport de 0,5 et de l'excès d' oxydant est introduit dans la zone de la soufflerie de haut fourneau, le maintien au cours du traitement de la pression de la zone supérieure du four de traitement par lots de 1,3 ata four.

Le métal et le laitier sont périodiquement émis à partir du four car ils accumulent dans le foyer avec une périodicité de quelques heures.

Conformément à une tonne de déchets est obtenu à partir du four: un gaz combustible en une quantité de 1,650 m 3, comprenant, en % en volume: CO 29,5 ;. CO 2 3,5; N 2 31,5; H 2 19; H 2 O, 16,5.

Après la précipitation de l' humidité dans le laveur est 1378 m 3 de gaz contenant, vol. %: SO 35.33; CO 2 4,2; H 2 22.75; 2 N 37,72. la teneur en calories de ce gaz est d' environ 1650 kcal / m 3, sa température de combustion dans l'air froid à 1900 o C.

rendement en métal est de 128 kg, 105 kg de laitier.

Le métal est presque une fonte brute ordinaire.

. La composition du laitier, en% en poids: SiO 2 51,5; CaO 46.5; MgO 1,0; Al 2 O 3, 0,5; S 0,5.

REVENDICATIONS

1. Procédé de traitement de déchets municipaux et industriels, y compris leur préparation et le chargement d'un four à cuve verticale, l'alimentation du carburant et de l'air chaud au fond du four à cuve, la sortie du gaz et de vapeur des composants du générateur dans la partie supérieure et le retrait du laitier et du métal en fusion dans le fond du le four à cuve, caractérisé en ce que le recyclage est effectué dans un four à cuve sous pression par l'introduction supplémentaire de calcaire à faible teneur combustible solide et des matériaux flyusosoderzhaschih, dans lequel les déchets préalablement soumis à un compactage et le découpage en morceaux de mesure, qui sont chargés dans le four à cuve en couches avec ces composants supplémentaires avec des fractions de calcaire 0,05 0,25 en poids de déchets, et une partie supérieure zone de four du four au-dessous du dispositif de charge est mis sous pression produits transformés gazeux dans la gamme de 1,1 à 1,5 ata.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la hauteur de la couche de déchets introduite dans le four à cuve est de 0,2 à 1,2 m, et la proportion de combustible à faible teneur est de 0,35 à 0,1 en poids des déchets.

3. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la découpe est effectuée sur les morceaux de déchets compactés mesurant 50 600 mm.

4. Procédé selon les revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le laitier liquide est en outre ajouté en une quantité de flux à 0,15 en poids du laitier dans le four.

5. Procédé selon les revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le four à cuve transporter une charge supplémentaire de la ferraille en une quantité allant jusqu'à 0,15 en poids de déchets solides.

6. Procédé selon la revendication. 1 à 5 caractérisé en ce que la température de l'air d'alimentation dans un four à cuve 1000 1500 ° C à un rapport total d'oxydant en excès de 0,5 à 0,7.

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Date de publication 19.02.2007gg