Способ уничтожения органических отходов Советский патент 1982 года по МПК F23G7/00 

(S) СПОСОБ УНИЧТОЖЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ ОТХ

1

Изобретение относится к способам уничтожения отходов и охраны окружающей среды и может быть использовано для уничтожения твердых и жидких отходов производства органических веществ путем их полного окисления (сжигания).

В современной химической технологии в результате производства органических соединений образуется много отходов, которые не используются ввиду их сложного состава, а Лжигание их представляет определенные vтрудности вследствие непостоянства состава и агрегатного состояния.

Кроме того, многие отходы производства органических веществ горят со взрывом или с выделением токсических продуктов. Поэтому подобные отходы подвергаются захоронению в карьерах и шахтах.

Особо ядовитые и биологически вредные отходы дезактивизируются и удаляются путем фиксации их в устой13,:;::,;;:

5iiijJjjii lb ;Ji

чивой твердой среде, например..8,;битуме и последующего захоронения в земле, под водой. Однако емкость окружающей среды не беспредельна, поэтому при возрастающих масштабах производства и концентрации этого производства в немногих точках сброс отходов в окружающую среду становится невозможным.

Наиболее распространенным спосоtoбом уничтожения органических бытовых и промышленных отходов является сжигание их в мусоросжигательных печах.

ts

Однако, при таком способе сжигания, часть образующихся органических продуктов в виде дыма, сажи является источником загрязнения среды. Кроме того, в данном случае используетг

20 ся не более itG-GO теплотворной способности отходов, а для различающихся агрегатным состоянием отходов требуются различные конструкции печей.

3Э

Известен способ термического разложения промышленных и хозяйственных отходов в среде расплавленного жидкого теплоносителя. Образующиеся при этом углеводородные газы используются затем как топливо D3.

Однако в качестве теплоносителя используют расплавленные металлы,чугун, стекло поэтому при проведении процесса по этому способу образуется кокс, который Периодически необходимо удалять (выжигать) из расплава. Вследствие этого способ экономически и технологически не выгоден для утилизации легкококсующихся смоообразных и .твердых отходов. Кроме того, образующиеся углеводородные газы перед дальнейшим использованим должны бьЪь отделены от несгоревих веществ и негорючих газов.

Наиболее близким по технической ущности и достигаемому эффекту к редлагаемому является способ сжигания органических веществ в присутствии катализатора j,25 .

Недостатком известного способа вляется то, что в данном случае нельзя сжигать твердые и легкококсующиеся отходы,вследствие закоксовывания катализатора. Кроме того, катализаторная масса может растрескиваться под влиянием высоких температур, что приводит к потере ее каталитической активности.

Цель изобретения - уничтожение органических отходов в любом асрегатном состоянии и предотвращение закоксовывания катализатора.

Цель достигается тем, что согласно способу уничтожения органических отходов путем сжигания их в присутствии катализатора, органические от,-, ходы сжигают в среде расплавленного катализатора-окислителя, содержащего, мас. 17-60, kQ-83, при весовом соотношении сырье:воздух равном 1:15-50 и температуре ЦОО900 0.

При содержании в катализаторе-окислителе выше 83 масД повышает ся температура его плавления, прикоторой может происходить разложение () до четырехвалентного ванадия, не являющегося катализатором данного процесса. В случае содержания V.Og в расплаве ниже 0 мас. снижается его каталитическая активность. Процесс следует про-водить при температуре ЙОО-900С.

0914

Нижний предел температуры также лимитируется температурой плавления расплава-катализатора х390° 39 мас.% KijO - 61 мас.% ), верхний - возJ можностью разложения (в смеси с K(jO е указанных концентрациях оксид ванадия устойчив до 900°С). Оптимальной является температура , при которой достигается эффективный fQ гетерообмен кислорода расплавленного катализатора и молекулярного кислорода.

I Целесообразное соотношение сырьевоздух составляет , так как f5 уменьшение этого соотношения приводит к образованию большого количества. вследствие восстановления и недостатка кислорода для реге нерации катализатора, а увеличение 20 соотношения приводит к большим потерям тепла с избытком воздуха и нарушение автотермичности процесса.

Полное и быстрое окисление органических отходов до углекислоты и 25 паров воды в расплаве катализатораокислителя осуществляется не кислородом воздуха, а кислбродом пятиокиси ванадия. При этом g восстанавливается до VnO, а последняя, в 30 свою очередБ, регенерируется кислородом воздуха, подаваемым вместе с уничтожаемыми отходами.

Органические отходы окисляются в виде небольших частичек (капель или JJ твердых), окруженных расплавленным катализатором, поэтому образовавшиеся частички кокса не образуют сплошной корки, а сгорают в массе расплава-окислителя.

0 Процесс сжигания протекает на поверхности раздела фаз. Приэтом цепные реакции окислителя не могут распространяться на всю массу подаваемых в реактор органических отходов

45 вследствие чего сжигание их протекает спокойно, без взрывов, в изотермическом режиме, так как выделяющееся в процессе горения тепло поглощается расплавленным катализатором,

50 обладающим большой теплоемкостью и теплопроводностью.

Преимуществом способа является также простота аппаратурного оформления и возможность уничтожения как

55 жидких, так и твердых органических отходов. Кроме того способ позволяет легко отводить и передавать потребителю выделяющееся тепло. .5 Пример. Смола производства фталерого ангидрида, представляюща собой твердую массу с температурой плавления , в мелкодисперсном состоянии со скоростью 50 г/ч подав лись в токе азота под расплав-окислитель, состоящий из 39 масД KijiO и 61 масД VnOe. Через расплав-окис литель барботировался воздух. Высота расплава 15 см. Температура , отношение (мас.%) воздух: смола равно 10. Процесс протекал неустойчиво,так как температура процесса близка к температуре плавления расплава-окис . лителя. При увеличении температуры до образовалось большее количест во . вследствие восстановления оксида ванадия и недостатка кислоро да для регенерации катализатора. Увеличение отношения воздух; смо ла до 20 при температуре 700°С пока зало, что процесс протекает стаби 1ь но, сМола полностью сгорает до угле кислого газа и воды (оптимальные параметры процесса). В шлифе образц частичек кокса не обнаружено. Дальнейшее увеличение отношения воздух: смолаi свыше 50 привело при стабильном протекании процесса к большим потерям тепла с избытком во духа и нарушению автотермичности процесса. Увеличение температуры свыше при оптимальном отношении (масс) воздух: смола 20:1 привело к тому, что через два часа после начала процесса расплав-окислитель стал вязким и затвердел вследствие разложения до ., имеющего более высокую температуру плавпен 1. . Уничтожению Гюдвергались также отходы производства нитробензола, извлеченные адсорбентом из сточных вод, а затем отмытые растворителем и сконцентрированные в результате отгонки растворителя, представляющие собой твердую ;массу, содержащую моноди- и тринитробензол и моно-, ди- и тринитрофенол. В расплавленном состоянии .температура плавления , отходы производства нитробензола подавались азотом под расплав-окислитель. Температура , отношение воздух: сырье 20:1. Процесс протекал стабильно. В шлифах образца расплава-окислителя частичек кокса не обнаружено. Формула изобретения Способ уничтожения органических отходов путем сжигания их в присутствии катализатора, отличающ и и с я тем, что, с целью уничто-. жения органических отходов в любом агрегатном состоянии и предотвращения закоксовывания катализатора,органические отходы сжигают в среде расплавленного катализатора-окислителя, содержащего, мас.%: , АО-ВЗ, при весовом соотношении сырье:. Ёоздух, равном 1:1550 и температура ЦОО-900°С. Источники информации, принятые во внимание при экспе(зе 1.Патент ФРГ № , кл. С 10 В 49/1, 197. 2.Заявка ФРГ № 2б12560, «л. F 23 D 13/18, 1977.