СИСТЕМА ОЧИСТКИ ДЫМОВЫХ ГАЗОВ ПРИ ПЛАВЛЕНИИ ЗОЛОШЛАКОВЫХ ОТХОДОВ МУСОРОСЖИГАЮЩЕГО ЗАВОДА Российский патент 2024 года по МПК B09B3/00 B09B5/00 B09B101/30 B09B101/55 

Изобретение относится к области термической переработки твёрдых коммунальных отходов (ТКО) на мусоросжигающих заводах (МСЗ), а именно к части очистки дымовых газов при плавлении золошлаковых отходов, образующихся при сжигании ТКО.

Одним из наиболее эффективных путей решения проблемы обезвреживания золошлаковых отходов является их плавление, что приводит к значительному снижению объёма золы и переводу её в инертный (остеклованный) шлак.

Известна система плавления золы от сжигания отходов [CN 207709525, 2018-08-10, B01D 46/02; B01D 50/00; B01D 53/04; B01D 53/18; B01D 53/78; B09B 3/00; B09B 5/00; F23G 7/06], включающая систему очистки дымовых газов, состоящую из камеры дожигания, газоохладителя, рукавного фильтра, абсорбционной колонны, угольного фильтра, вентилятора с индуцированной тягой, дымохода.

Известна система электродуговой плавки летучей золы от сжигания ТКО [CN 206911916 (U) - 2018-01-23, B09B 3/00; B09B 5/00; C22B 7/00], включающая систему очистки дымовых газов, состоящую из камеры дожигания, газоохладителя, рукавного фильтра, абсорбционной колонны, колонны промывки щелочью, угольного фильтра, вентилятора с индуцированной тягой, дымохода.

В качестве прототипа выбрана система «мокрой» очистки газов от плазменно-термической печи расплава золошлаков [Ariace K., Koga A., Matsuoka Y. et al. Plasma siagging system for incineration of ash // FAPJG, 1995, № 144, p. 120], включающая водоохлаждаемый газоход, первичный газоохладитель, газоход, газоохладитель 2-й ступени, фильтр картрижный, газоохладитель низкотемпературный, фильтр угольный, вытяжной вентилятор.

Известные системы очистки дымовых газов при плавлении летучей золы от сжигания ТКО достаточно сложны, требуют больших объёмов абсорбента, а значит необходимо иметь отстойники, куда можно сливать загрязненную жидкость и шлам после очистки дымовых газов. Это сложное и дорогостоящее техническое решение.

Задача - создание эффективной системы очистки отходящих дымовых газов при плавлении золошлаковых отходов мусоросжигающего завода, отличающейся простотой и компактностью.

Задача решается путём исключения из известной системы, прототипа, нескольких элементов при сохранении системой эффективного выполнения своих функций.

Предложена система очистки дымовых газов при плавлении золошлаковых отходов МСЗ, включающая электропечь, водоохлаждаемые газоходы, водоохлаждаемый газоохладитель, рукавный фильтр, угольный фильтр, вытяжной вентилятор.

Согласно изобретению, система включает водяные форсунки для охлаждения газоохладителя, установленные сверху и сбоку газоохладителя.

Согласно изобретению, количество и точное местоположение форсунок определяют в зависимости от производительности электропечи и температуры дымовых газов.

Очистка отходящих (дымовых) газов из электропечи расплавления золошлака МСЗ – одна из ответственных технологических операций, оказывающих значительное влияние на экологию окружающей среды и здоровье человека.

Особенности очистки отходящих (дымовых) газов из электропечи расплавления золошлака МСЗ:

- высокая температура поступающих на очистку дымовых газов (свыше 1200°С);

- сложный состав очищаемых газов, в том числе веществ 1 класса опасности;

- широкий интервал колебаний качественного и количественного состава как дымовых газов, так и содержащихся в них вредных примесей;

- высокая химическая активность некоторых веществ;

- различное агрегатное состояние вредных примесей и др.

Для очистки газов от электропечи расплава золошлаков с точки зрения надежности работы, простоты в эксплуатации, увеличения срока службы газоочистительных элементов и универсальности, которые заключаются в достаточно высокой степени улавливания всех без исключения присутствующих токсичных веществ наиболее подходит система «мокрой» очистки. К её достоинствам следует также отнести возможность одновременной очистки газов от жидких, твёрдых и газообразных примесей.

Поскольку в отходящем пылегазовом потоке электропечи расплава золошлаков отсутствуют диоксины и канцерогенные вещества (при Т≥1200°С их нет) можно существенно модернизировать указанную в [Ariace K., Koga A., Matsuoka Y. et al. Plasma siagging system for incineration of ash // FAPJG, 1995, N 144, p. 120] систему.

На фиг. 1 показана схема предлагаемой системы дымоочистки, где: 1 – электропечь; 2 - водоохлаждаемый газоход; 3 - газоохладитель (монтируется вблизи печи); 4 - газоход среднетемпературный компоновочный; 5 - рукавный фильтр; 6 - фильтр угольный; 7 - вентилятор вытяжной. Кроме того, система дымоочистки включает форсунки для охлаждения газоохладителя и может включать циклоны для улавливания мелкодисперсных частиц (на фиг.1 не показаны).

Отходящий из электропечи пылегазовый поток имеет температуру Т≥1200°С. В отходящем пылегазовом потоке отсутствуют диоксины и канцерогенные вещества (при Т≥1200°С их нет).

Резкое охлаждение отходящего пылегазового потока до температуры не более 200°С («закалка») исключает вероятность вторичного появления вредных веществ. Резкое охлаждение отходящего пылегазового потока достигается при прохождении им предварительно охлаждённых газохода и газоохладителя.

В технологическом режиме работы электропечи подача охлаждающей воды на газоходы и газоохладитель производится до подачи дымовых газов в систему газоочистки. То есть пылегазовый поток с температурой ~1200°С из печи попадает в уже охлажденные газоходы и газоохладитель, проходя которые охлаждается до температуры 200°С и ниже.

Газоходы выполнены как труба в трубе. Для охлаждения газоходов через межтрубное пространство прокачивают охлаждающую жидкость (воду). Газоохладитель охлаждают посредством водяных форсунок, установленных сверху и сбоку газоохладителя. Количество форсунок, их точное месторасположение и расход подаваемой воды определяют в зависимости от производительности электропечи и температуры дымовых газов.

Охлаждение отходящего пылегазового потока на выходе из газоохладителя до температуры не более 200°С позволяет за газоходом установить рукавный фильтр для очистки газов от твёрдых частиц (предельная концентрация – не более 1 м³). После рукавного фильтра дымовые газы проходят через угольный фильтр, который поглощает остаточные летучие тяжелые металлы и диоксины. Выброс очищенных газов в атмосферу производится через высоконапорный вентилятор.

Таким образом, из стандартной схемы «мокрой» очистки отходящих газов [Ariace K., Koga A., Matsuoka Y. et al. Plasma siagging system for incineration of ash // FAPJG, 1995, № 144, p. 120] исключают газоохладитель 2-й ступени, фильтр картрижный, газоохладитель низкотемпературный, при этом эффективность выполнения системой своих функций сохраняется.

Эффективность предложенной простой и компактной системы дымоочистки подтверждена экспериментальным расплавлением золы МСЗ на Новокузнецком металлургическом комбинате.

Изобретение относится к области термической переработки твёрдых коммунальных отходов (ТКО) на мусоросжигающих заводах (МСЗ), а именно к части очистки дымовых газов при плавлении золошлаковых отходов, образующихся при сжигании ТКО. Система очистки дымовых газов при плавлении золошлаковых отходов мусоросжигающего завода включает последовательно расположенные электропечь для плавления золошлаковых отходов мусоросжигающего завода при температуре полного разложения в образующихся дымовых газах диоксинов и канцерогенных веществ, водоохлаждаемый газоход, выполненный как труба в трубе, по межтрубному пространству которого прокачивают охлаждающую жидкость, водоохлаждаемый газоохладитель, через который проходят дымовые газы, причем система включает водяные форсунки для охлаждения газоохладителя, установленные сверху и сбоку газоохладителя, причем количество и точное местоположение форсунок определяют в зависимости от производительности электропечи и температуры дымовых газов, водоохлаждаемый среднетемпературный газоход, выполненный как труба в трубе, по межтрубному пространству которого прокачивают охлаждающую жидкость, рукавный фильтр, угольный фильтр, вытяжной вентилятор. Технический результат изобретения - создание системы очистки отходящих дымовых газов при плавлении золошлаковых отходов мусоросжигающего завода, отличающейся простотой и компактностью. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Система очистки дымовых газов при плавлении золошлаковых отходов мусоросжигающего завода, характеризующаяся тем, что система включает последовательно расположенные электропечь для плавления золошлаковых отходов мусоросжигающего завода при температуре полного разложения в образующихся дымовых газах диоксинов и канцерогенных веществ, водоохлаждаемый газоход, выполненный как труба в трубе, по межтрубному пространству которого прокачивают охлаждающую жидкость, водоохлаждаемый газоохладитель, через который проходят дымовые газы, причем система включает водяные форсунки для охлаждения газоохладителя, установленные сверху и сбоку газоохладителя, причем количество и точное местоположение форсунок определяют в зависимости от производительности электропечи и температуры дымовых газов, водоохлаждаемый среднетемпературный газоход, выполненный как труба в трубе, по межтрубному пространству которого прокачивают охлаждающую жидкость, рукавный фильтр, угольный фильтр, вытяжной вентилятор.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что расход охлаждающей жидкости, подаваемой через форсунки на газоохладитель, зависит от температуры поступающих дымовых газов и обеспечивает снижение температуры от 1200 до 200 °С и менее.

3. Система по п.1, отличающаяся тем, что в качестве охлаждающей жидкости используют воду.