СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ СТОКОВ И ОТХОДОВ Российский патент 1994 года по МПК F23G5/00 

Изобретение относится к термической переработке промышленных жидких, пастообразных стоков, твердых порошковых и кусковых отходов с утилизацией продуктов, получающихся в результате упаривания, плавления и пиролиза, и может быть использовано на предприятиях химической, целлюлозно-бумажной и других отраслях промышленности.

Известен способ переработки мусора путем термического разложения и химического взаимодействия мусора с добавками в печи. Зона высоких температур достигается сжиганием кокса [1] .

Недостатком его является расход дефицитного кокса.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ переработки мусора путем термического разложения и его химического взаимодействия с добавкой измельченного карбида кальция, который подают в зону реакции отдельным потоком. Процесс идет без доступа воздуха при температуре более 700^оС и давлении больше 0,2 МПа с последующим конденсированием продуктов реакции [2] .

Недостатком способа является ограничение видов перерабатываемых отходов (лишь твердые), способных выделять тепло при химических реакциях декарбонизации или взаимодействия с карбидом кальция, сложности с регулированием температурного режима, особенно при имеющих место колебаниях состава сырья (отходов), и, как следствие, ухудшение разделения сырья на отдельные компоненты. В первом способе кроме того требуется вести очистку газа-носителя от продуктов пиролиза и уносимых с ним в процессе переработки.

Целью изобретения является расширение видов перерабатываемых отходов, устранение нагрева путем химической реакции с карбидом кальция, увеличение диапазона и строгого выдерживания температурных режимов переработки.

Для достижения необходимого технического результата температурный режим процесса переработки предлагается осуществлять путем орошения отходов потоком диспергированного на капли расположенного свинца (Т_плав. = 327^оС) или его сплавов, например свинца - висмута (Т_плав. = 125^оС). Свинец циркулирует по замкнутому контуру, проходя через огневую или электрическую печь, где нагревается до требуемой температуры. В нижней части пиролизного реактора задается определенный уровень жидкого свинца. Благодаря большой разнице плотности практически все возможные продукты отходов будут располагаться над зеркалом жидкого свинца, разделяясь на фракции по плотности. Поскольку нагрев продуктов переработки происходит по всему объему, а на жидкой капле не удерживаются разного рода отложения, как это имеет место на стенках труб теплообменников и котлов, то существенно возрастает эффективность теплообмена, и температурный режим можно выдерживать с точностью до долей градуса. Это позволяет вести постадийный процесс переработки: упаривание жидкой фазы (например, воды), расплавление сухого остатка, пиролиз.

Процесс должен вестись без доступа воздуха (кислорода), чтобы избежать чрезмерного окисления свинца. Удалять начальный кислород, попадающий в реактор при загрузке отходов, можно путем вакуумирования, продувки азотом, паром. Можно начальный кислород не удалять, а подвергать регенерации сплав после его окисления. Технология регенерации свинца (восстановления окислов) отработана. Выбор того или иного решения определяется конкретными условиями. Поскольку упругость паров свинца низкая (при Т = 600^оС, Р = 5˙10^-4 мм ртс. ст. ), то унос его с паровыми фракциями пренебрежимо мал.

В ФЭИ работает лабораторная установка подобного типа со сплавом свинец-висмут для генерирования пара энергетических параметров: Р = 4,0 МПа, Т = 300^оС. При непрерывной работе в течение 250 ч содержание свинца в конденсате оказалось меньше ПДК для озерной воды рыбоводческих хозяйств. На этой установке опробован способ переработки рассола. Исходное сырье содержало 10% растворенной в воде соли (NaCl). Упаривание осуществлялось при подаче в рассол сплава свинец-висмут при 250^оС. Процесс упаривания и конденсации шел при давлении 1,6 МПа и температуре 200^оС. На выходе получали дистиллат воды и кубовый остаток в виде 30% -ного рассола. Можно достичь полного упаривания воды и в остатке иметь сухую соль, но данная установка для этого не была приспособлена.

В сравнении с прототипом предлагаемый способ имеет новую совокупность признаков и отличается от него тем, что температурный режим обеспечивается диспергированным потоком капель свинца или его сплавов, что процесс может идти при значительно более низких уровнях температуры 150^оС, что путем регулирования температурного режима процесс переработки можно вести постадийно с целью утилизации тех или иных компонентов в исходном сырье, чем расширяется ассортимент перерабатываемых отходов.

В предлагаемом способе устранены недостатки прототипа. В связи с тем, что способ обеспечивает возможность достижения различных целей: получение пара энергетических параметров для технологических нужд и реализацию оборотного водоснабжения, концентрирование твердых отходов и ликвидацию отстойников, перевод путем пиролиза вредных веществ в безвредные или утилизуемые формы полезных веществ для проведения технико-экономических оценок необходимо располагать данными по конкретным предприятиям. (56) 1. Патент США N 3697256, кл. 75-40, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР N 1143931, кл. F 23 G 5/00, 1985.

Использование: переработка промышленных жидких, пастообразных стоков, твердых порошковых и кусковых отходов с утилизацией получающихся продуктов в различных отраслях промышленности. Сущность изобретения: нагрев промышленных стоков и отходов осуществляют потоком диспергированного на капли расплавленного свинца или его сплавов. Обеспечено расширение видов перерабатываемого сырья, регулирование и строгое выдерживание температурного режима и обеспечение постадийности процесса.

СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ СТОКОВ И ОТХОДОВ путем нагрева без доступа воздуха, отличающийся тем, что нагрев ведут потоком диспергированного расплавленного свинца или его сплавов.