RU2183794C2 - Method of plasmathermal processing of solid waste and device for realization of this method - Google Patents
Method of plasmathermal processing of solid waste and device for realization of this method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2183794C2 RU2183794C2 RU99118268A RU99118268A RU2183794C2 RU 2183794 C2 RU2183794 C2 RU 2183794C2 RU 99118268 A RU99118268 A RU 99118268A RU 99118268 A RU99118268 A RU 99118268A RU 2183794 C2 RU2183794 C2 RU 2183794C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- waste
- gasification
- chamber
- heat treatment
- melt
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 37
- 238000012545 processing Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 title claims description 13
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 58
- 238000002309 gasification Methods 0.000 claims abstract description 56
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 35
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 28
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 23
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 23
- 239000000571 coke Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims abstract description 12
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 7
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 60
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 19
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 claims description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 6
- 206010021143 Hypoxia Diseases 0.000 claims description 3
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 claims description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 238000004157 plasmatron Methods 0.000 abstract description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 abstract description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 abstract description 2
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 abstract 1
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 abstract 1
- 239000002956 ash Substances 0.000 description 13
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 12
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 6
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 6
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 4
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 3
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010812 mixed waste Substances 0.000 description 2
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 2
- 235000002918 Fraxinus excelsior Nutrition 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000002920 hazardous waste Substances 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002906 medical waste Substances 0.000 description 1
- 238000010309 melting process Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 239000000075 oxide glass Substances 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 1
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 description 1
- 239000002901 radioactive waste Substances 0.000 description 1
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Gasification And Melting Of Waste (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области переработки твердых отходов и может быть использовано на предприятиях химической, нефтехимической и других отраслях промышленности, а также в коммунальном хозяйстве при переработке твердых отходов, содержащих металлические примеси. The invention relates to the field of solid waste processing and can be used in chemical, petrochemical and other industries, as well as in public utilities in the processing of solid waste containing metallic impurities.
Одним из перспективных направлений в области технологии обезвреживания отходов является применение низкотемпературной плазмы, благодаря чему в зоне деструкции возможно повышение температуры сжигания, а значит, и достижение высокой степени разложения токсичных веществ, что, в свою очередь, может решить проблему экологической чистоты процесса обезвреживания. One of the promising areas in the field of waste neutralization technology is the use of low-temperature plasma, which makes it possible to increase the combustion temperature in the destruction zone and, therefore, achieve a high degree of decomposition of toxic substances, which, in turn, can solve the problem of the environmental cleanliness of the neutralization process.
Известен способ переработки золы сжигаемого городского мусора в плазменной плавильной системе, включающий подачу золы, ее подогрев и плавление с помощью плазмы, удаление расплава, дожигание, охлаждение и очистку дымовых газов /1/. A known method of processing ashes of combusted urban waste in a plasma melting system, including the supply of ash, its heating and melting using plasma, removing the melt, afterburning, cooling and purification of flue gases / 1 /.
Из-за высокой температуры плазмы азот и кислород реагируют между собой и образуют оксиды азота. Для снижения их выбросов до допускаемого стандартами уровня к вводимой золе добавляют определенное количество кокса, что создает в плавильной камере восстановительную атмосферу, а расплав при этом состоит из шлака, непрерывно выводимого из печи, и металла, выводимого периодически при наклоне печи. Due to the high temperature of the plasma, nitrogen and oxygen react with each other and form nitrogen oxides. To reduce their emissions to the level allowed by the standards, a certain amount of coke is added to the introduced ash, which creates a reducing atmosphere in the melting chamber, while the melt consists of slag continuously discharged from the furnace and metal removed periodically when the furnace is tilted.
Недостатком известного способа является необходимость периодического удаления расплавленного металла, что требует усложнения конструкции печи и останова технологического процесса переработки золы. The disadvantage of this method is the need for periodic removal of molten metal, which requires complicating the design of the furnace and stopping the technological process of processing ash.
Известен также плазменно-дуговой процесс переработки смешанных радиоактивных и опасных отходов с применением стационарного пода, включающий периодическую подачу смешанных отходов, газификацию органической части отходов, плавление оставшихся инертных материалов под действием плазмы, разделение образующегося расплава на оксидную стеклофазу (шлак) и фазу восстановленного металла, раздельное их удаление, дожигание, охлаждение и очистку дымовых газов /2/. Also known is the plasma-arc process of processing mixed radioactive and hazardous wastes using a stationary hearth, including the periodic supply of mixed wastes, gasification of the organic part of the waste, plasma melting of the remaining inert materials, separation of the resulting melt into an oxide glass phase (slag) and the phase of the reduced metal, their separate removal, afterburning, cooling and purification of flue gases / 2 /.
Недостатком известного способа является нарушение непрерывного технологического процесса переработки отходов из-за необходимости периодического удаления расплавленного металла. Кроме того, чтобы уменьшить содержание оксидов азота в отходящих дымовых газах до приемлемых величин, необходимо или модифицировать процесс (рециркуляция отходящего газа), или предусмотреть дополнительное оборудование для удаления оксидов азота в системе переработки отходящего газа. The disadvantage of this method is the violation of the continuous technological process of waste processing due to the need for periodic removal of molten metal. In addition, in order to reduce the nitrogen oxide content in the exhaust flue gas to acceptable values, it is necessary either to modify the process (exhaust gas recirculation), or to provide additional equipment for the removal of nitrogen oxides in the exhaust gas processing system.
Известен также плазменный способ уничтожения промышленных отходов фирмы "EDF", включающий периодическую подачу смешанных отходов, пиролиз органической составляющей отходов и сложных неорганических соединений с выделением летучих горючих веществ, сжигание при недостатке воздуха горючих веществ, плавление оставшихся твердых инертных материалов под действием воздушной плазмы, удаление жидкого шлака и расплавленного металла, дожигание, охлаждение и очистку дымовых газов /3/. There is also a known plasma method for the destruction of industrial waste by EDF, including the periodic supply of mixed waste, pyrolysis of the organic component of the waste and complex inorganic compounds with the release of volatile combustible substances, burning with a lack of air of combustible substances, melting of the remaining solid inert materials under the influence of air plasma, removal liquid slag and molten metal, afterburning, cooling and purification of flue gases / 3 /.
Устройство для осуществления известного способа содержит узлы подачи отходов и воздуха, камеру термообработки с установленным в ней плазмотроном и оснащенную леткой для вывода расплава, газоход и блоки дожигания и газоочистки /3/. A device for implementing the known method comprises units for supplying waste and air, a heat treatment chamber with a plasma torch installed in it and equipped with a notch for outputting the melt, a gas duct and afterburning and gas purification units / 3 /.
Недостатком известных способа и устройства является периодичность процесса уничтожения промышленных отходов из-за последовательного проведения всех его стадий в едином технологическом пространстве и обусловленные этим выбросы большого количества оксидов азота в период расплавления зольного остатка, что требует установки дорогостоящих устройств по очистке отходящих газов. Кроме того, периодическое удаление по мере накопления жидкого металла и шлака требует останова технологического процесса. A disadvantage of the known method and device is the frequency of the process of destruction of industrial waste due to the sequential implementation of all its stages in a single technological space and the resulting emissions of a large amount of nitrogen oxides during the melting of the ash residue, which requires the installation of expensive devices for purification of exhaust gases. In addition, the periodic removal as liquid metal and slag accumulate requires a shutdown of the process.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ переработки твердых отходов, включающий непрерывную подачу воздуха и отходов, их газификацию и плавление золы плазменной струей, удаление расплава, дожигание, охлаждение и очистку дымовых газов, причем газификацию отходов с образованием коксового остатка и выделением газообразных продуктов разложения, сжигание коксового остатка и плавление золы осуществляют непрерывно и одновременно в разных зонах, при этом сжигание и плавление проводят при избытке кислорода, а выделяющиеся при этом газообразные продукты смешивают при недостатке кислорода с газообразными продуктами разложения и направляют на дожигание /4/. Closest to the claimed invention is a method of processing solid waste, comprising a continuous supply of air and waste, their gasification and melting of the ash by a plasma jet, removing the melt, afterburning, cooling and purification of flue gases, the gasification of waste with the formation of coke residue and the release of gaseous decomposition products, burning of coke residue and ash melting is carried out continuously and simultaneously in different zones, while burning and melting is carried out with an excess of oxygen, and while gaseous products are mixed with a lack of oxygen with gaseous decomposition products and sent for afterburning / 4 /.
Устройство для осуществления известного способа содержит узлы подачи отходов и воздуха, камеру термообработки с установленным в ней плазмотроном, оснащенную леткой для вывода расплава, газоход, блоки дожигания и газоочистки, камеру газификации отходов с узлом подвода воздуха, расположенную последовательно с камерой термообработки и сообщенную с ней, причем под камеры газификации расположен выше уровня расплава в камере термообработки, при этом смешение газообразных продуктов газификации отходов и газообразных продуктов сжигания и плавления осуществляют в камере дожигания с циркулирующим кипящим слоем /4/. A device for implementing the known method comprises units for supplying waste and air, a heat treatment chamber with a plasma torch installed in it, equipped with a notch for outputting the melt, a gas duct, afterburning and gas purification units, a waste gasification chamber with an air supply unit located in series with and communicated with the heat treatment chamber moreover, under the gasification chamber is located above the melt level in the heat treatment chamber, while the mixing of gaseous products of gasification of waste and gaseous products of combustion and ION carried afterburning chamber with circulating fluidized layer / 4 /.
Недостатком известных способа и устройства является то, что в случае использования установок небольшой мощности для переработки крупногабаритных или упакованных отходов вследствие непрерывной подачи отходов, предусмотренной технологией, усложняется процесс предварительной подготовки отходов к сжиганию (дробление), что ведет к удорожанию всего процесса переработки твердых отходов. Кроме того, дробление отходов, являющихся биологически опасными (в частности, медицинские отходы), приведет к необходимости тщательной дегазации оборудования подготовки отходов, что, в свою очередь, приведет к образованию дополнительных отходов, подлежащих переработке. A disadvantage of the known method and device is that in the case of using small capacity plants for the processing of bulky or packaged waste due to the continuous supply of waste provided by the technology, the process of preliminary preparation of waste for incineration (crushing) is complicated, which leads to an increase in the cost of the entire process of processing solid waste. In addition, crushing waste that is biohazardous (in particular, medical waste) will lead to the need for thorough degassing of waste treatment equipment, which, in turn, will lead to the formation of additional waste to be recycled.
В основу изобретения положена задача повышения экологической и экономической эффективности процесса плазмотермической переработки упакованных твердых отходов, содержащих металлические примеси. The basis of the invention is the task of increasing the environmental and economic efficiency of the process of plasma-thermal processing of packaged solid waste containing metallic impurities.
Поставленная задача решается тем, что в способе плазмотермической переработки твердых отходов, включающем непрерывную подачу воздуха, подачу отходов, их газификацию и плавление золы плазменной струей, удаление расплава, дожигание, охлаждение и очистку дымовых газов, причем газификацию отходов с образованием коксового остатка и выделением газообразных продуктов разложения, сжигание коксового остатка и плавление золы осуществляют непрерывно и одновременно в разных зонах, при этом сжигание и плавление проводят при избытке кислорода, а выделяющиеся при этом газообразные продукты смешивают при недостатке кислорода с газообразными продуктами разложения и направляют на дожигание, подачу отходов осуществляют периодически в виде упаковок, причем период времени между загрузками упаковок меньше времени газификации одной загрузки, при периоде загрузки обеспечивающем содержание в продуктах газификации окиси углерода - более 10% и оксидов азота - отвечающее требованиям экологической безопасности. Период времени загрузки отходов составляет 2-5 минут. The problem is solved in that in the method of plasma-thermal processing of solid waste, including continuous supply of air, supply of waste, gasification and ash melting with a plasma stream, melt removal, afterburning, cooling and purification of flue gases, and gasification of waste with the formation of coke residue and gaseous decomposition products, burning of coke residue and ash melting is carried out continuously and simultaneously in different zones, while burning and melting is carried out with an excess of oxygen, and in The gaseous products released in this case are mixed with oxygen deficiency with gaseous decomposition products and sent for afterburning, the waste is supplied periodically in the form of packages, and the time period between the package loads is less than the gasification time of one load, with the carbon monoxide products containing more than 10% and nitrogen oxides - meeting environmental safety requirements. The time period for loading the waste is 2-5 minutes.
Устройство для осуществления способа содержит узлы подачи воздуха и отходов в упаковках, камеру термообработки с установленным в ней плазмотроном и оснащенную леткой для вывода расплава, газоход, блоки дожигания и газоочистки, камеру газификации отходов с узлом подвода воздуха, расположенную последовательно с камерой термообработки и сообщенную с ней, причем под камеры газификации расположен выше уровня расплава в камере термообработки, при этом под камеры газификации выполнен горизонтальным и расположен на высоте h не менее чем 0,5 м от уровня расплава в камере термообработки, расстояние по горизонтали от камеры газификации до точки привязки оси плазмотрона к расплаву больше или равно h, а в газоходе, соединяющем камеру газификации и блок дожигания, установлен смеситель отходящих газов. A device for implementing the method comprises units for supplying air and waste in packages, a heat treatment chamber with a plasma torch installed in it and equipped with a notch for outputting the melt, a gas duct, afterburning and gas purification units, a waste gasification chamber with an air supply unit located in series with the heat treatment chamber and in communication with it, and under the gasification chamber is located above the melt level in the heat treatment chamber, while under the gasification chamber is made horizontal and located at a height h of not less than 0.5 m level of the melt in the heat treatment chamber, the horizontal distance from the gasification chamber to a datum axis of the plasma torch to the melt greater than or equal to h, and in the duct connecting the gas supply unit and the afterburning chamber, the flue gas is installed mixer.
Длина камеры газификации превышает размер упаковки отходов более чем в 2 раза. The length of the gasification chamber exceeds the size of the waste packaging by more than 2 times.
Организация процесса переработки твердых упакованных отходов, содержащих металлические примеси, согласно предлагаемому способу делает возможным существование двух зон:
с восстановительной атмосферой на стадиях газификации отходов и смешения газов, образующихся при газификации и поступающих из камеры термообработки,
и окислительной - на стадии сжигания коксового остатка и плавления золы.The organization of the processing of solid packaged waste containing metal impurities, according to the proposed method makes it possible for the existence of two zones:
with a reducing atmosphere at the stages of gasification of waste and mixing of gases generated during gasification and coming from the heat treatment chamber,
and oxidative - at the stage of burning coke residue and ash melting.
Именно благодаря наличию окислительной атмосферы на стадии плавления возможно образование однофазного расплава в виде шлака, а разделение рабочего пространства печи на зоны и непрерывное проведение в них газификации, сжигания и плавления позволяет производить шлакоудаление (непрерывное или периодическое) без останова технологического процесса. Due to the presence of an oxidizing atmosphere at the melting stage, the formation of a single-phase melt in the form of slag is possible, and the separation of the furnace working space into zones and the continuous gasification, combustion and melting in them allows slag removal (continuous or batch) without stopping the process.
Кроме того, выделяющиеся газообразные продукты со стадии сжигания и плавления, имеющие в своем составе значительные выбросы оксидов азота из-за высокой температуры воздушной плазмы, смешиваются с газообразными продуктами разложения отходов при недостатке кислорода, т.е. в восстановительной атмосфере, благодаря чему уменьшается содержание оксидов азота в отходящих газах, поступающих на дожигание. In addition, the gaseous products emitted from the combustion and melting stages, which incorporate significant emissions of nitrogen oxides due to the high temperature of the air plasma, are mixed with the gaseous products of waste decomposition with a lack of oxygen, i.e. in a reducing atmosphere, due to which the content of nitrogen oxides in the exhaust gases entering the afterburning decreases.
На фиг. 1 представлена схема устройства для осуществления способа плазмотермической переработки твердых отходов;
на фиг.2 - график изменения концентраций оксидов азота и окиси углерода в отходящих газах, поступающих на дожигание, при единичной загрузке отходов;
на фиг.3 - то же для периода загрузки отходов 3 мин;
на фиг.4 - то же для периода загрузки отходов 5 мин.In FIG. 1 shows a diagram of a device for implementing the method of plasma-thermal processing of solid waste;
figure 2 is a graph of changes in the concentrations of nitrogen oxides and carbon monoxide in the exhaust gases entering the afterburning, with a single load of waste;
figure 3 is the same for the period of loading the
figure 4 is the same for the loading period of
Устройство для плазмотермической переработки твердых отходов в виде упаковок 1 включает узлы подачи отходов 2 и воздуха 3, горизонтальную камеру газификации 4, расположенную последовательно с ней камеру термообработки 5 с установленным в ней плазмотроном 6 и оснащенную леткой 7, через которую удаляют непрерывно или периодически расплав 8. В газоходе, соединяющем камеру газификации 4 и блок дожигания 10, установлен смеситель отходящих газов 9. Устройство также включает блок газоочистки 11. A device for plasma-thermal processing of solid waste in the form of
Способ плазмотермической переработки твердых отходов осуществляют следующим образом. The method of plasma-thermal processing of solid waste is as follows.
При помощи плазмотрона 6 производят разогрев футеровки печи и расплавление шлаковой ванны. В этот период для подавления оксидов азота в камеру газификации 4 подают жидкие или газообразные углеводороды. После нагрева печи до 1000-1100oС в камеру газификации 4 при помощи узла подачи отходов 2 периодически подают упаковки с отходами 1, где они под воздействием горячих газов, поступающих из камеры термообработки 5, и при помощи воздуха, подаваемого через узел 3, расположенный в подовой части камеры 4, газифицируются. Подачу воздуха в камеру газификации осуществляют из условия недостатка кислорода, показателем которого является высокое содержание в газообразных продуктах газификации окиси углерода, водорода и метана.Using a
Получаемые коксовый и зольный остатки попадают в расположенную ниже камеру термообработки 5 с образованием естественного откоса, на поверхности которого они непрерывно сгорают и плавятся под воздействием воздушной плазмы, генерируемой плазмотроном 6, и ванны расплава 8. Расход плазмообразующего газа - воздуха - подбирают таким образом, чтобы в камере термообработки имелся избыток кислорода (коэффициент избытка кислорода α>1). Поэтому коксовый остаток и металлическая составляющая зольного остатка окисляются, и в результате образуется однородный шлак, который непрерывно или периодически удаляют из печи через летку 7. The resulting coke and ash residues fall into the
Из-за высокой температуры плазмы и наличия окислительной атмосферы газы, образуемые на стадиях плавления и сжигания, содержат большое количество оксидов азота. Для эффективного подавления оксидов азота необходимо организовать интенсивное смешение газов, образующихся при газификации и поступающих из камеры термообработки. Поэтому в газоходе, соединяющем камеру газификации 4 и блок дожигания 10, дополнительно установлен смеситель отходящих газов 9, где и производят смешение газов, отходящих из камеры термообработки 5, с газами, образующимися при газификации, в условиях недостатка кислорода (α≤0,8).
Далее продукты неполного сгорания сжигают в дожигателе 10, очищают в системе газоочистки 11 и удаляют в атмосферу.Due to the high temperature of the plasma and the presence of an oxidizing atmosphere, the gases formed at the stages of melting and burning contain a large amount of nitrogen oxides. For the effective suppression of nitrogen oxides, it is necessary to organize an intensive mixture of gases generated during gasification and coming from the heat treatment chamber. Therefore, in the gas duct connecting the
Further, products of incomplete combustion are burned in the
На фиг. 2 представлен экспериментально полученный график изменений концентраций оксидов азота и окиси углерода в отходящих газах, поступающих на дожигание, при единичной загрузке отходов массой 4 кг. Из графика видно, что при содержании в отходящих газах из смесителя окиси углерода свыше 10% обеспечивается эффективное подавление оксидов азота. В то же время уже через 3-5 мин после загрузки содержание окиси углерода резко падает, и в отходящих газах содержится большое количество оксидов азота. Следовательно, для экологической безопасности процесса необходимо обеспечить постоянное выделение продуктов газификации. При периодической загрузке отходов это возможно лишь, если период времени между загрузками меньше времени газификации одной загрузки. В этом случае в зоне газификации находятся несколько загрузок, выход продуктов газификации которых накладывается друг на друга, чем обеспечивается требуемый состав отходящих газов. In FIG. 2 shows an experimentally obtained graph of changes in the concentrations of nitrogen oxides and carbon monoxide in the exhaust gases entering the afterburning, with a single load of waste weighing 4 kg. The graph shows that when the content in the exhaust gases from the mixer of carbon monoxide exceeds 10%, an effective suppression of nitrogen oxides is provided. At the same time, already 3-5 minutes after loading, the carbon monoxide content drops sharply, and a large amount of nitrogen oxides is contained in the exhaust gases. Therefore, for the environmental safety of the process, it is necessary to ensure the constant isolation of gasification products. With periodic loading of waste, this is only possible if the period of time between downloads is less than the gasification time of one load. In this case, several loads are located in the gasification zone, the output of the gasification products of which is superimposed on each other, which ensures the required composition of the exhaust gases.
Действительно, эксперименты показали, что при периоде загрузки упаковок с отходами массой 4 кг в 3 мин обеспечивалось содержание окиси углерода на уровне более 10%, а содержание оксидов азота - менее 200 ppm (см. фиг.3). Indeed, experiments showed that with a loading period of packages with waste weighing 4 kg per 3 min, a carbon monoxide content of more than 10% was provided, and a nitrogen oxide content of less than 200 ppm (see FIG. 3).
При периоде между загрузками 5 мин в короткие отрезки времени содержание оксидов азота выходило за уровень 300 ррm, однако, в целом, отвечало требованиям экологической безопасности (см. фиг.4). When the period between downloads of 5 min in short periods of time, the content of nitrogen oxides exceeded the level of 300 ppm, however, in general, it met the requirements of environmental safety (see figure 4).
Интервал времени между загрузками отходов в 7 мин уже являлся неприемлемым, т.к. не обеспечивал экологическую безопасность. The time interval between the load of waste in 7 minutes was already unacceptable, because did not provide environmental safety.
Уменьшение периода загрузки упаковок с отходами менее 3 мин еще более сглаживает пульсации окиси углерода и уменьшает оксиды азота, однако, при периоде загрузки менее 2 мин, вследствие увеличения производительности печь уже не справляется с переработкой отходов. Уменьшение массы загрузки при этом технически и экологически нецелесообразно. Reducing the loading period of packages with waste less than 3 minutes even more smooths the pulsations of carbon monoxide and reduces nitrogen oxides, however, with a loading period of less than 2 minutes, due to an increase in productivity, the furnace can no longer cope with waste processing. Reducing the mass of the load is technically and environmentally impractical.
Исследование процесса плавления показало, что при воздействии струи плазмы на шлак, а также за счет пузырьков газа, выделяющегося из него, возможно разбрызгивание расплава на высоту до 0,5 м. При попадании значительного количества брызг расплавленного шлака на поверхность отходов в камере газификации возможно нарушение процесса газификации за счет блокирования доступа воздуха. Для предотвращения этого под камеры газификации должен быть расположен на высоте h не менее 0,5 м от уровня расплава в камере термообработки. The study of the melting process showed that when the plasma jet acts on the slag, as well as due to gas bubbles released from it, the melt can be sprayed to a height of up to 0.5 m. If a significant amount of molten slag splashes on the waste surface in the gasification chamber, violation gasification process by blocking air access. To prevent this, under the gasification chamber should be located at a height h of at least 0.5 m from the melt level in the heat treatment chamber.
Для обеспечения условий горения электрической дуги, а также для поддержания шлака в жидкотекучем состоянии, необходимо, чтобы коксовый и зольный остатки не попадали в зону контакта дуги со шлаком (расплавом). Так как угол естественного откоса обычно составляет 30-45o, то расстояние по горизонтали от камеры газификации до точки привязки оси плазмотрона к расплаву должно быть больше или равно h.To ensure the conditions of combustion of the electric arc, as well as to maintain the slag in a fluid state, it is necessary that the coke and ash residues do not fall into the contact zone of the arc with the slag (melt). Since the angle of repose is usually 30-45 o , the horizontal distance from the gasification chamber to the point of attachment of the axis of the plasma torch to the melt should be greater than or equal to h.
Для обеспечения непрерывности процесса газификации и эффективного подавления оксидов азота длина камеры 4 превышает размер упаковки отходов более чем в 2 раза. При этом в зоне газификации одновременно находятся несколько упаковок отходов, за счет чего усредняется их состав и обеспечивается непрерывность процесса газификации и смешения отходящих газов. To ensure the continuity of the gasification process and the effective suppression of nitrogen oxides, the length of the
Преимуществом предлагаемого изобретения является повышение экологической и экономической эффективности процесса плазмотермической переработки твердых отходов, благодаря чему возможно перерабатывать упакованные отходы, содержащие маталлические примеси, без нарушения технологического процесса и без блока очистки отходящих газов от оксидов азота. The advantage of the invention is to increase the environmental and economic efficiency of the process of plasma-thermal processing of solid waste, which makes it possible to recycle packaged waste containing metal impurities without disrupting the process and without a block for purifying exhaust gases from nitrogen oxides.
Источники информации
1. Kouji Ariake, Akira Kaga, Yoshihito Matsuoka, Hideto Tomura, Manabu Ishisaka, Masahiro Hara. Plasama Slagging Sistem for Insineration Ash. // Techical report of Kawasaki Heavy Industry. 1995. - 125, april. - P. 2-7.Sources of information
1. Kouji Ariake, Akira Kaga, Yoshihito Matsuoka, Hideto Tomura, Manabu Ishisaka, Masahiro Hara. Plasama Slagging Sistem for Insineration Ash. // Techical report of Kawasaki Heavy Industry. 1995 .-- 125, april. - P. 2-7.
2. Batdorf J. A., Geimer R.M.. Hassel G.R., Wolf W.P. Offgas Emissions from the Plasma Hearth Process. // Hazardous Waste and Hazardous Mater/ - 1996. - 13, 1. - Р. 153-165. 2. Batdorf J. A., Geimer R. M. .. Hassel G. R., Wolf W. P. Offgas Emissions from the Plasma Hearth Process. // Hazardous Waste and Hazardous Mater / - 1996 .-- 13, 1. - P. 153-165.
3. Guenard J., Bourdil С. Procede EDF d'inertage des dechets industriels a haute temperature par torch a plasma electrobleur. -// J. High Temper. Chem. Processes. - 1992. - Vol. 1, 3.-P. 167-181. 3. Guenard J., Bourdil S. Procede EDF d'inertage des dechets industriels a haute temperature par torch a plasma electrobleur. - // J. High Temper. Chem. Processes - 1992. - Vol. 1, 3.-P. 167-181.
4. Патент США 5370067, кл. F 23 G 5/00, 06.12.1994, 6 с. 4. US patent 5370067, CL. F 23
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99118268A RU2183794C2 (en) | 1999-08-24 | 1999-08-24 | Method of plasmathermal processing of solid waste and device for realization of this method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99118268A RU2183794C2 (en) | 1999-08-24 | 1999-08-24 | Method of plasmathermal processing of solid waste and device for realization of this method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU99118268A RU99118268A (en) | 2001-06-10 |
| RU2183794C2 true RU2183794C2 (en) | 2002-06-20 |
Family
ID=20224200
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU99118268A RU2183794C2 (en) | 1999-08-24 | 1999-08-24 | Method of plasmathermal processing of solid waste and device for realization of this method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2183794C2 (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2293918C1 (en) * | 2005-03-28 | 2007-02-20 | Анатолий Тимофеевич Неклеса | Method and device for heat treatment of domestic waste |
| RU2460015C2 (en) * | 2010-10-28 | 2012-08-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича Сибирского отделения РАН (ИТПМ СО РАН) | Plasma thermal processing method of solid wastes |
| RU2478689C2 (en) * | 2008-12-08 | 2013-04-10 | Плагази Аб | System for producing hydrogen |
| RU2483248C2 (en) * | 2009-10-26 | 2013-05-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Огневая технология" (ООО "Огневая технология") | Plasmothermic processing method of solid wastes, and device for its implementation |
| RU2575719C2 (en) * | 2011-02-18 | 2016-02-20 | Сергей Александрович Вощинин | Treatment of solid and liquid production wastes and consumption in thermal plasma and plant to this end |
| RU2630021C1 (en) * | 2016-06-07 | 2017-09-05 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Институт химии твердого тела Уральского Отделения Российской Академии наук" | Method for processing fly ash of thermal power stations |
| CN110176322A (en) * | 2019-05-13 | 2019-08-27 | 江苏天楹环保能源成套设备有限公司 | A kind of middle low-activity solid waste volume reduction processing system and its method |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0446888A2 (en) * | 1990-03-15 | 1991-09-18 | Osaka Gas Co., Ltd. | Incinerating-fusing system for city refuse disposal |
| US5188043A (en) * | 1991-01-14 | 1993-02-23 | Trepaud S.A. | Process and apparatus for incinerating waste |
| US5370067A (en) * | 1993-02-04 | 1994-12-06 | T.I.R.V. - Traitement Industriel Des Residus Urbains | Method of incinerating solid combustible materials, especially urban waste |
| RU2104445C1 (en) * | 1993-04-16 | 1998-02-10 | Товарищество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "Термоэкология" | Method of thermal processing of waste |
-
1999
- 1999-08-24 RU RU99118268A patent/RU2183794C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0446888A2 (en) * | 1990-03-15 | 1991-09-18 | Osaka Gas Co., Ltd. | Incinerating-fusing system for city refuse disposal |
| US5188043A (en) * | 1991-01-14 | 1993-02-23 | Trepaud S.A. | Process and apparatus for incinerating waste |
| US5370067A (en) * | 1993-02-04 | 1994-12-06 | T.I.R.V. - Traitement Industriel Des Residus Urbains | Method of incinerating solid combustible materials, especially urban waste |
| RU2104445C1 (en) * | 1993-04-16 | 1998-02-10 | Товарищество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "Термоэкология" | Method of thermal processing of waste |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| GUENARD J., BOURDIL С., "Procede EDF d'interage des dechets industriels a haute temperature par torch a plasma electrobleur", J. High Temper. Chem. Processes, 1992, vol. 1, №3, p. 167-181. * |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2293918C1 (en) * | 2005-03-28 | 2007-02-20 | Анатолий Тимофеевич Неклеса | Method and device for heat treatment of domestic waste |
| RU2478689C2 (en) * | 2008-12-08 | 2013-04-10 | Плагази Аб | System for producing hydrogen |
| RU2483248C2 (en) * | 2009-10-26 | 2013-05-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Огневая технология" (ООО "Огневая технология") | Plasmothermic processing method of solid wastes, and device for its implementation |
| RU2460015C2 (en) * | 2010-10-28 | 2012-08-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича Сибирского отделения РАН (ИТПМ СО РАН) | Plasma thermal processing method of solid wastes |
| RU2575719C2 (en) * | 2011-02-18 | 2016-02-20 | Сергей Александрович Вощинин | Treatment of solid and liquid production wastes and consumption in thermal plasma and plant to this end |
| RU2630021C1 (en) * | 2016-06-07 | 2017-09-05 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Институт химии твердого тела Уральского Отделения Российской Академии наук" | Method for processing fly ash of thermal power stations |
| CN110176322A (en) * | 2019-05-13 | 2019-08-27 | 江苏天楹环保能源成套设备有限公司 | A kind of middle low-activity solid waste volume reduction processing system and its method |
| RU2772320C1 (en) * | 2021-11-11 | 2022-05-18 | Акционерное общество «Ару-Кей» | Installation for plasma-thermal processing of waste |
| RU2799297C1 (en) * | 2022-10-07 | 2023-07-04 | Общество с ограниченной ответственностью "Новосибирский инновационный энергетический центр" (ООО "НИЭЦ") | Method for processing, neutralization and destruction of medical waste |
| RU2809374C1 (en) * | 2023-05-18 | 2023-12-11 | Общество с ограниченной ответственностью "ЭКОЛОГИСТИКА" | Method of plasmothermal processing of solid waste |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2286837C2 (en) | Method and device for treating harmful waste | |
| BG61820B1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR CONTINUOUS PRE-HEATING OF IRON WASTE | |
| CN101427073A (en) | Method and apparatus of treating waste | |
| CN107363072A (en) | The fused bath smelting method of waste | |
| RU2183794C2 (en) | Method of plasmathermal processing of solid waste and device for realization of this method | |
| JP3423605B2 (en) | Method and apparatus for treating incinerated ash using thermite reaction | |
| KR20010073025A (en) | Process for thermal treatment of residual materials containing oil and iron oxide | |
| HU9203111D0 (en) | Method and apparatus for rendering harmless dangerous wastes by means of hgih temperature | |
| RU2725411C2 (en) | Method of solid domestic wastes plasma recycling and mobile installation for implementation thereof | |
| US5307748A (en) | Cyclonic thermal treatment and stabilization of industrial wastes | |
| CN108980821A (en) | A kind of processing of fast heating at high temperature method burns converter fly ash process containing dioxin | |
| RU2461776C1 (en) | Non-waste thermal processing method of solid public wastes, and unit for its implementation | |
| RU2343353C2 (en) | Method of thermal waste-free recycling of public solid waste | |
| KR20030077037A (en) | Method and treatment of sludge having particles comprising metal, metal oxide or metal hydroxide intermixed therein | |
| RU2151958C1 (en) | Method for thermal decontamination of solid wastes | |
| WO2002096576A1 (en) | Continuous transformation process for waste products and plasma reactor suitable for carrying out such process | |
| RU99118268A (en) | METHOD OF PLASMA THERMAL PROCESSING OF SOLID WASTE AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION | |
| JP2000102777A (en) | Heating system for waste | |
| RU2483248C2 (en) | Plasmothermic processing method of solid wastes, and device for its implementation | |
| RU2799297C1 (en) | Method for processing, neutralization and destruction of medical waste | |
| KR20010081375A (en) | Plasma molten reactor | |
| KR20000009431A (en) | Incineration material melting system | |
| JPH0752006B2 (en) | How to treat municipal waste incineration ash | |
| JP2003056832A (en) | Exhaust gas treating device for melting furnace | |
| KR100551619B1 (en) | Incinerator ash processing method and apparatus using cold top slag method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090825 |