RU2347138C2

RU2347138C2 - Method of thermochemical solid waste processing

Info

Publication number: RU2347138C2
Application number: RU2005110759/03A
Authority: RU
Inventors: Олег Юрьевич Лебедев-Красин (RU); Олег Юрьевич Лебедев-Красин; Николай Григорьевич Цыбин (RU); Николай Григорьевич Цыбин
Original assignee: Общество С Ограниченной Ответственностью "Лкц-Наука"
Priority date: 2005-04-13
Filing date: 2005-04-13
Publication date: 2009-02-20
Also published as: RU2005110759A

Abstract

FIELD: heating, burning.

SUBSTANCE: invention relates to solid waste utiliszation, preferably solid domestic waste, by its burning. Method of thermochemical solid waste processing involves supplying air and waste to the burning zone, sequential drying of the waste, pyrolysis and burning of coke, disposal and processing of the refuse burnout produced. Air is supplied into the coke burning zone from top to bottom and solid waste - from bottom to top. Pyrolysis of solid waste is carried out by heating predried solid waste bulk with coke burning products. Drying of solid waste is carried out by heating solid waste with the mixture of coke burning products and pyrolysis gases produced. The mixture of burning products, pyrolysis gases and water vapours is burned by mixing with excessive air volume regeneratively heated up to the temperature exceeding the temperature of dioxin decomposition. The refuse burnout produced is treated with water and flue gases are passed through the refuse burnout wetted in this way.

EFFECT: high efficiency of waste incineration, in particular, due to providing for continuous supply of solid waste to the burning zone.

2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области утилизации твердых отходов, предпочтительно твердых бытовых отходов (ТБО), путем их сжигания.The invention relates to the field of disposal of solid waste, preferably solid household waste (MSW), by burning them.

Известен способ термохимической переработки твердых отходов, включающий подачу воздуха и отходов в зону сжигания, последовательное проведение сушки отходов, пиролиза и сжигания кокса, размещение и обработку образующейся золы (патент России N 2112906, 1998).A known method of thermochemical processing of solid waste, including the supply of air and waste to the combustion zone, sequential drying of the waste, pyrolysis and burning of coke, placement and processing of the resulting ash (Russian patent N 2112906, 1998).

Данный способ решает многие проблемы высокоэффективного сжигания мусора, тем не менее его сложно использовать при решении некоторых задач, например непрерывного сжигания мусора.This method solves many problems of highly efficient garbage burning, nevertheless it is difficult to use it for solving some problems, for example, continuous burning of garbage.

Задачей настоящего изобретения является создание способа переработки твердых отходов путем их сжигания, обеспечивающего высокую эффективность сжигания, в частности за счет обеспечения возможности непрерывной подачи твердых отходов в зону сжигания.An object of the present invention is to provide a method for processing solid waste by burning it, providing high efficiency of burning, in particular by enabling continuous supply of solid waste to the burning zone.

Данная задача была решена настоящим изобретением.This problem was solved by the present invention.

В способе термохимической переработки твердых отходов, включающем подачу воздуха и отходов в зону сжигания, последовательное проведение сушки отходов, пиролиза и сжигания кокса, размещение и обработку образующейся золы, согласно изобретению воздух в зону сжигания кокса подают в направлении сверху вниз, а подачу твердых отходов производят снизу вверх, при этом пиролиз твердых отходов осуществляют путем прогрева продуктами сгорания кокса предварительно просушенной массы твердых отходов, а сушку твердых отходов осуществляют путем прогрева твердых отходов смесью продуктов сгорания кокса и образовавшихся пиролизных газов, затем пиролизные газы сжигают путем их перемешивания с избыточным объемом регенеративно нагретого воздуха.In the method of thermochemical processing of solid waste, including the supply of air and waste to the combustion zone, sequentially drying the waste, pyrolysis and burning of coke, placing and processing the resulting ash, according to the invention, air is fed from top to bottom in the coke burning zone, and the solid waste is supplied from the bottom up, while the pyrolysis of solid waste is carried out by heating the coke combustion products of the previously dried mass of solid waste, and the drying of solid waste is carried out by heating Eva of solid waste with a mixture of coke combustion products and the resulting pyrolysis gases, then the pyrolysis gases are burned by mixing them with an excess volume of regeneratively heated air.

Сжигание пиролизных газов предпочтительно осуществляют путем их перемешивания с избыточным объемом воздуха, регенеративно нагретого до температуры, превышающей температуру разложения диоксинов.The combustion of pyrolysis gases is preferably carried out by mixing them with an excess volume of air regeneratively heated to a temperature above the decomposition temperature of dioxins.

Образующуюся золу предпочтительно обрабатывают водой, и пропускают через смоченную таким образом золу дымовые газы.The resulting ash is preferably treated with water, and flue gases are passed through the ash thus wetted.

Образующуюся при пропускании через смоченную золу дымовых газов смесь солей можно подвергать дальнейшей переработке и разделению.A mixture of salts formed by passing through wetted ashes of flue gases can be further processed and separated.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на Фиг.1 и 2 изображена принципиальная схема осуществления заявленного способа. На схеме показаны камера сжигания 1 твердых отходов, регенеративный теплообменник 2, зольный фильтр 3, кривые 4, изображающие характер распределения температур по ходу движения регенеративно нагретого воздуха, емкость 5 для рассола. Позицией 6 обозначен теплообменник.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 and 2 shows a schematic diagram of the implementation of the claimed method. The diagram shows a solid waste incinerator 1, a regenerative heat exchanger 2, an ash filter 3, curves 4 depicting the nature of the temperature distribution along the path of regeneratively heated air, and a brine tank 5. 6 indicates a heat exchanger.

На Фиг.2 показано распределение зон горения, пиролиза, сушки твердых отходов и образовавшейся золы в камере сжигания 1.Figure 2 shows the distribution of the combustion zones, pyrolysis, drying of solid waste and the resulting ash in the combustion chamber 1.

Термохимическую переработку отходов заявленным способом осуществляют следующим образом.Thermochemical recycling of the claimed method is as follows.

Твердые отходы поступают в камеру сжигания 1, выполненную предпочтительно в виде цилиндра, снизу. Сверху в камеру сжигания 1 подают воздух, обеспечивающий сжигание твердых отходов. В камере сжигания 1 последовательно происходит сушка отходов, пиролиз, сжигание образовавшегося после пиролиза кокса и удаление образовавшейся золы в зольный фильтр 3. Воздух, подаваемый в камеру сжигания 1, фильтруется сверху вниз через слой золы заданной толщины, благодаря чему обеспечивается постоянный уровень аэродинамического сопротивления, а следовательно, и постоянный расход воздуха. Нагретые продукты сгорания фильтруются в камере сжигания 1 вниз сквозь слой твердых отходов, поступающих в камеру сжигания 1 снизу. В процессе фильтрации происходит пиролиз органических компонентов твердых отходов и выделение горючих пиролизных газов. При пиролизе поглощается значительное количество тепла. Смесь продуктов сгорания и пиролизных газов фильтруется дальше вниз сквозь слой твердых отходов, при этом происходит сушка отходов и очистка пиролизных газов от пыли. Из нижней части камеры сжигания 1 смесь продуктов сгорания, пиролизных газов и водяных паров направляется на сжигание, например, в камеру дожигания (не показана), предназначенную для сжигания пиролизных газов, образующихся в камере сжигания 1. В камере дожигания происходит перемешивание смеси продуктов сгорания, пиролизных газов и водяных паров с воздухом, регенеративно нагретым в регенеративном теплообменнике 2.Solid waste enters the combustion chamber 1, preferably made in the form of a cylinder, from below. Above, combustion air 1 is supplied to combustion chamber 1, which provides solid waste incineration. In the combustion chamber 1, drying of the waste, pyrolysis, burning of coke formed after pyrolysis and removal of the ash formed in the ash filter 3 are sequentially performed. The air supplied to the combustion chamber 1 is filtered from top to bottom through an ash layer of a given thickness, which ensures a constant level of aerodynamic drag, and consequently, constant air flow. Heated combustion products are filtered in the combustion chamber 1 down through a layer of solid waste entering the combustion chamber 1 from below. During the filtration process, the pyrolysis of organic components of solid waste and the release of combustible pyrolysis gases occur. During pyrolysis, a significant amount of heat is absorbed. The mixture of combustion products and pyrolysis gases is filtered further down through a layer of solid waste, and the waste is dried and pyrolysis gases are cleaned of dust. From the lower part of the combustion chamber 1, the mixture of combustion products, pyrolysis gases and water vapor is sent for combustion, for example, in the afterburner (not shown), designed to burn the pyrolysis gases generated in the combustion chamber 1. In the afterburner, the mixture of combustion products is mixed, pyrolysis gases and water vapor with air regeneratively heated in a regenerative heat exchanger 2.

При осуществлении способа в зону сгорания поступают кокс и подогретый воздух, что может обеспечивать перемещение твердых отходов снизу вверх при неподвижном фронте горения (непрерывный процесс) либо перемещением фронта горения сверху вниз при неподвижных твердых отходах (периодический процесс). Воздух, как указано выше, предварительно прогревается при прохождении слоя золы, при этом обеспечивается сравнительно низкая температура сжигания кокса, не допускающая плавления золы.When implementing the method, coke and heated air enter the combustion zone, which can ensure the movement of solid waste from the bottom up with a stationary combustion front (continuous process) or by moving the combustion front from top to bottom with a stationary solid waste (batch process). The air, as indicated above, is preheated when passing through a layer of ash, while providing a relatively low temperature for burning coke, which does not allow melting of the ash.

Пиролизные газы, выделяющиеся из твердых отходов, содержат диоксины и поэтому дожигаются при температуре, превышающей температуру их разложения, но более низкой, чем температура образования окислов азота. Дожигание пиролизных газов, как правило, производят при температуре (1200-1500)°С с выдержкой при высокой температуре (1500-1600)°С более 2 с и последующим быстрым охлаждением, предотвращающим регенерацию диоксинов. Высокотемпературное дожигание пиролизных газов осуществляют путем их перемешивания с гарантированно избыточным количеством регенеративно нагретого воздуха. В результате высокотемпературного дожигания пиролизных газов образуются дымовые газы. Преждевременное горение пиролизных газов исключается благодаря отсутствию кислорода, полностью истраченного на сжигание кокса.Pyrolysis gases released from solid waste contain dioxins and therefore are burned at a temperature higher than their decomposition temperature, but lower than the temperature of formation of nitrogen oxides. Afterburning of pyrolysis gases, as a rule, is carried out at a temperature of (1200-1500) ° С with holding at a high temperature (1500-1600) ° С for more than 2 s and subsequent rapid cooling, which prevents the regeneration of dioxins. High temperature afterburning of pyrolysis gases is carried out by mixing them with a guaranteed excess amount of regeneratively heated air. As a result of high temperature afterburning of pyrolysis gases, flue gases are formed. Premature combustion of pyrolysis gases is eliminated due to the lack of oxygen, completely spent on coke burning.

Зола, образующаяся при сжигании твердых отходов, содержит ряд вредных для биосферы и ценных для промышленности компонентов (тяжелые металлы и т.д.). Опасность для окружающей среды представляют вещества, растворяющиеся в воде и почвенных растворах. Для эффективного извлечения этих веществ, их разделения и повторного использования в качестве промышленного сырья и удобрений образующаяся зола направляется в зольный фильтр 3, где обрабатывается по известным технологиям. Площадь зольного фильтра может составлять несколько гектаров, фильтр промывается водой по частям его площади для снижения его аэродинамического сопротивления, время отмывки золы 0,5-1,5 года, загрузка и выгрузка зольного фильтра производится по секторам по мере отмывки золы.The ash generated during the burning of solid waste contains a number of components harmful to the biosphere and valuable to the industry (heavy metals, etc.). Hazards to the environment are substances that are soluble in water and soil solutions. For the effective extraction of these substances, their separation and reuse as industrial raw materials and fertilizers, the resulting ash is sent to the ash filter 3, where it is processed by known technologies. The area of the ash filter can be several hectares, the filter is washed with water in parts of its area to reduce its aerodynamic drag, ash washing time is 0.5-1.5 years, the ash filter is loaded and unloaded by sector as the ash is washed.

Очистка кислых дымовых газов производится при их фильтрации через слой смоченной золы фильтра с образованием в нем смеси солей, которые затем вместе с золой направляются в зольный фильтр для последующей переработки и разделения.The acid flue gas is cleaned by filtering it through a layer of wetted filter ash to form a mixture of salts in it, which are then sent together with the ash to an ash filter for further processing and separation.

По сравнению с известными аналогами заявленный способ обеспечивает большую эффективность переработки твердых отходов благодаря повышению эффективности сжигания отходов и извлечению содержащихся в них полезных компонентов для промышленного использования.Compared with known analogues of the claimed method provides greater efficiency of processing solid waste by increasing the efficiency of incineration of waste and the recovery of useful components contained therein for industrial use.

Claims

1. The method of thermochemical processing of solid waste, including the supply of air and waste to the combustion zone, sequentially drying the waste, pyrolysis and burning of coke, placing and processing the resulting ash, characterized in that the air is fed into the coke burning zone in a downward direction, and solid waste is produced from the bottom up, while the pyrolysis of solid waste is carried out by heating the coke products of pre-dried mass of solid waste, and the drying of solid waste is carried out by heating solid waste with a mixture of combustion products of coke and the resulting pyrolysis gases, then the mixture of combustion products, pyrolysis gases and water vapor is burned by mixing it with an excess volume of air regeneratively heated to a temperature above the decomposition temperature of dioxins, and the resulting ash is treated with water and passed through wet thus ash flue gas.

2. The method according to claim 1, characterized in that the mixture of salts formed by passing through wetted ash of flue gases is subjected to further processing and separation.