RU2650558C1 - Method of thermal neutralizing of mineral building materials and soils polluted by highly toxic organochlorine compounds - Google Patents
Method of thermal neutralizing of mineral building materials and soils polluted by highly toxic organochlorine compounds Download PDFInfo
- Publication number
- RU2650558C1 RU2650558C1 RU2017126783A RU2017126783A RU2650558C1 RU 2650558 C1 RU2650558 C1 RU 2650558C1 RU 2017126783 A RU2017126783 A RU 2017126783A RU 2017126783 A RU2017126783 A RU 2017126783A RU 2650558 C1 RU2650558 C1 RU 2650558C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- building materials
- soils
- mineral building
- highly toxic
- dryer
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B09B3/00—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/82—Recycling of waste of electrical or electronic equipment [WEEE]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к экологии, в частности к способам для обезвреживания в сыпучем виде минеральных строительных материалов и грунтов, загрязненных высокотоксичными хлорорганическими соединениями: продуктами неполного разложения отравляющих веществ, пестицидов, полихлорбифенилов и т.п., и может быть эффективно использовано при осуществлении мер по защите окружающей среды от загрязнения.The invention relates to ecology, in particular to methods for the neutralization in bulk of mineral building materials and soils contaminated with highly toxic organochlorine compounds: products of incomplete decomposition of toxic substances, pesticides, polychlorinated biphenyls, etc., and can be effectively used in the implementation of protective measures environmental pollution.
Известен способ утилизации хлорорганических отходов, включающий их подачу в зону горения печи шахтного типа и термическое разложение с последующим прохождением через шихтовые материалы, при этом в исходную шихту дополнительно вводят соединения кальция в качестве хлорсвязующей добавки [RU 2502922].A known method for the disposal of organochlorine wastes, including their supply to the combustion zone of a shaft-type furnace and thermal decomposition with subsequent passage through charge materials, while calcium compounds are additionally introduced into the initial charge as a chlorine-binding additive [RU 2502922].
Основными недостатками указанного способа являются высокая температура проведения процесса (1700-1900°C), а также необходимость использования шихты и хлорсвязующих добавок в количествах, многократно превышающих массу загружаемых хлорорганических отходов.The main disadvantages of this method are the high temperature of the process (1700-1900 ° C), as well as the need to use a mixture and chlorine-binding additives in quantities many times greater than the mass of loaded organochlorine waste.
Известен способ уничтожения и обезвреживания токсичных органических отходов, содержащих полихлорированные бифенилы или непригодные пестициды, который включает две стадии: первую стадию, во время которой предварительно выполняют подготовку реагента, полезных добавок и отходов, после чего отходы подвергают химической реакции восстановления до малотоксичных сгораемых и несгораемых соединений с выделением токсичных летучих веществ, и вторую стадию, во время которой малотоксичные соединения и токсичные летучие вещества подвергают высокотемпературному окислению с последующим охлаждением отходящих газов в теплообменнике и их мокрой очисткой [RU 2480260].A known method for the destruction and disposal of toxic organic waste containing polychlorinated biphenyls or unsuitable pesticides, which includes two stages: the first stage, during which the reagent, useful additives and waste are preliminarily prepared, after which the waste is subjected to a chemical reduction reaction to low toxic combustible and non-combustible compounds with the release of toxic volatile substances, and the second stage, during which low toxic compounds and toxic volatile substances are subjected to high thermal oxidation followed by cooling of the exhaust gases in the heat exchanger and their wet cleaning [RU 2480260].
Основным недостатком данного способа является использование в качестве одного из реагентов высокотоксичного моноэтаноламина. Кроме того, применение данной технологии экономически не оправдано в промышленном масштабе для обезвреживания загрязненных грунтов. [Lucian Vasile Pavel, Maria Gavrilescu. Overview of ex situ decontamination techniques for soil cleanup. // Environmental engineering and management journal. 7(6), 2008, pp. 815-834.]The main disadvantage of this method is the use of highly toxic monoethanolamine as one of the reagents. In addition, the application of this technology is not economically feasible on an industrial scale for the disposal of contaminated soils. [Lucian Vasile Pavel, Maria Gavrilescu. Overview of ex situ decontamination techniques for soil cleanup. // Environmental engineering and management journal. 7 (6), 2008, pp. 815-834.]
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа данного изобретения, является способ термического обезвреживания твердых отходов, включающий помещение твердых отходов в барабанную сушилку, сушку твердых отходов в барабанной сушилке, перемещение твердых отходов из барабанной сушилки в барабанную печь, их прокалку в барабанной печи, отведение газов, образованных в процессе обезвреживания, из барабанной сушилки и барабанной печи и выгрузку обезвреженных твердых отходов, причем сушку и прокалку твердых отходов производят путем передачи им тепла от корпусов барабанной сушилки и барабанной печи, а нагревание корпусов осуществляют во внешних камерах подогрева, охватывающих корпус барабанной сушилки и барабанной печи с внешней стороны [RU 2552831, МПК В09В 3/00, F23G 5/04, 10.06.2015].The closest technical solution, selected as a prototype of the present invention, is a method for thermal neutralization of solid waste, which includes placing solid waste in a drum dryer, drying solid waste in a drum dryer, moving solid waste from a drum dryer to a drum furnace, calcining them in a drum furnace, removal of gases generated during the neutralization process from a drum dryer and a drum furnace and unloading of neutralized solid waste, and drying and calcining solid waste they are constructed by transferring heat from the drum dryer and drum furnace bodies to them, and the bodies are heated in external heating chambers covering the drum dryer and drum furnace case from the outside [RU 2552831, IPC
Недостатком данного способа является то, что, например, при прокалке твердых хлорсодержащих отходов, в отводимых из барабанной печи газах присутствует хлористый водород, большие концентрации которого, особенно в присутствии влаги, без специальных мер антикоррозионной защиты, например футеровки, могут приводить к преждевременному разрушению технологического оборудования [И.Я. Клинов, П.Г. Удыма, А.В. Молоканов, А.В. Горяинова. Химическое оборудование в коррозионно-стойком исполнении. Справочник. М.: Машиностроение, 1970, с. 5]. Как правило, для улавливания паров соляной кислоты в отходящих дымовых газах требуется установка специализированного оборудования (абсорбер) с организацией системы охлаждения, т.к. абсорбция паров соляной кислоты сопровождается выделением большого количества тепла [Страус В. Промышленная очистка газов: Пер. с англ. - М., Химия, 1981. с. 140]. Все это, очевидно, усложняет и удорожает процесс газоочистки.The disadvantage of this method is that, for example, when calcining solid chlorine-containing wastes, hydrogen chloride is present in the gases discharged from the drum furnace, high concentrations of which, especially in the presence of moisture, without special anti-corrosion protection measures, such as lining, can lead to premature destruction of the process equipment [I.Ya. Klinov, P.G. Udyma, A.V. Molokanov, A.V. Goryainova. Chemical equipment in corrosion resistant design. Directory. M .: Mechanical Engineering, 1970, p. 5]. As a rule, to capture hydrochloric acid vapors in the exhaust flue gases, installation of specialized equipment (absorber) with the organization of a cooling system is required, since the absorption of hydrochloric acid vapor is accompanied by the release of a large amount of heat [Straus V. Industrial gas cleaning: Trans. from English - M., Chemistry, 1981. p. 140]. All this, obviously, complicates and increases the cost of gas cleaning.
Технический результат от использования предлагаемого изобретения заключается в снижении концентрации хлористого водорода в отходящей из печи газовой смеси при термическом обезвреживании минеральных строительных материалов и грунтов, загрязненных высокотоксичными хлорорганическими соединениями.The technical result from the use of the invention is to reduce the concentration of hydrogen chloride in the gas mixture leaving the furnace during thermal neutralization of mineral building materials and soils contaminated with highly toxic organochlorine compounds.
Сущность заявляемого способа заключается в следующем.The essence of the proposed method is as follows.
Способ термического обезвреживания минеральных строительных материалов и грунтов, загрязненных высокотоксичными хлорорганическими соединениями, включающий их последовательное помещение в барабанные сушилку и печь, обогреваемые дымовыми газами через охватывающие корпуса сушилки и печи внешние камеры, последовательную сушку и прокалку в барабанных сушилке и печи, отведение газов, образованных в результате обезвреживания, выгрузку обезвреженных минеральных строительных материалов и грунтов из барабанной печи. В отличие от прототипа для снижения концентрации хлористого водорода в отводимых из барабанной печи газах, в объем барабанной сушилки дополнительно вводят измельченную гашеную известь (реагент). При этом ввод реагента осуществляют его непосредственным распылением в виде частиц размером менее 30 мкм в объеме барабанной сушилки над слоем обезвреживаемых минеральных строительных материалов и грунтов, а весовое соотношение реагент:загрязненные строительные материалы/грунты составляет 0,11÷0,2.The method of thermal neutralization of mineral building materials and soils contaminated with highly toxic organochlorine compounds, including their sequential placement in a drum dryer and furnace heated by flue gases through the external chambers of the dryer and furnace, sequential drying and calcination in a drum dryer and furnace, removal of gases generated as a result of neutralization, unloading of neutralized mineral building materials and soils from a drum furnace. Unlike the prototype, to reduce the concentration of hydrogen chloride in the gases discharged from the drum furnace, crushed slaked lime (reagent) is additionally introduced into the volume of the drum dryer. In this case, the reagent is introduced by direct spraying it in the form of particles with a size of less than 30 microns in the volume of a drum dryer over a layer of neutralized mineral building materials and soils, and the weight ratio of reagent: contaminated building materials / soils is 0.11 ÷ 0.2.
Максимальное содержание хлора в обезвреживаемых минеральных строительных материалах и грунтах менее 360 мг/кг. При соблюдении указанного условия максимальное возможное количество водорастворимого хлорида кальция, образовавшегося в результате реакции нейтрализации хлористого водорода, в составе обезвреженных минеральных строительных материалов и грунтов не превышает 560 мг/кг, что соответствует установленным санитарно-гигиеническим нормативам по содержанию хлорид-ионов в почве.The maximum chlorine content in the neutralized mineral building materials and soils is less than 360 mg / kg. Subject to the specified condition, the maximum possible amount of water-soluble calcium chloride formed as a result of the neutralization of hydrogen chloride in the composition of neutralized mineral building materials and soils does not exceed 560 mg / kg, which corresponds to the established sanitary and hygienic standards for the content of chloride ions in the soil.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где на рис. 1 изображена принципиальная схема осуществления заявленного способа.The invention is illustrated in the drawing, where in Fig. 1 shows a schematic diagram of the implementation of the claimed method.
Измельченные минеральные строительные материалы и грунты, загрязненные высокотоксичными хлорорганическими соединениями 1, при помощи шнекового питателя 2 подают во вращающуюся барабанную сушилку 7, обогреваемую дымовыми газами 3 через охватывающую корпус сушилки внешнюю камеру 5. Отработанные дымовые газы 4 из внешней камеры 5 поступают в атмосферу. В ходе сушки в объем барабанной сушилки 7 над обезвреживаемыми материалами 6 дополнительно распыляют реагент 9 при помощи пневматического распылительного устройства 8. Из барабанной сушилки 8 обезвреживаемые материалы 6 по трубопроводу 10 подают во вращающуюся барабанную печь 14, обогреваемую дымовыми газами 11 через охватывающую корпус сушилки внешнюю камеру 13. Отработанные дымовые газы 12 из внешней камеры 13 поступают в атмосферу. Образующуюся при прокалке газовую смесь по газоходу 16 направляют в систему газоочистки. Прокаленные минеральные строительные материалы и грунты 15 по трубопроводу 17 направляют в систему выгрузки.The crushed mineral building materials and soils contaminated with highly toxic organochlorine compounds 1 are fed into the
В объем сушилки в режиме прямотока посредством пневматического устройства распыляют измельченную гашеную известь (размер частиц менее 30 мкм) в количестве 11÷20 кг/ч. По мере продвижения сыпучая смесь по трубопроводу поступает в прогретую до температуры 700÷750°C барабанную печь, где осуществляется ее прокаливание. Общее время пребывания термообезвреживаемой смеси в барабанной сушилке и печи составляет 1 ч. Скорость отходящих газов в сушилке и печи 0,5÷1,5 м/с. Объем отходящих газов составляет 40 м3/ч за счет подсоса воздуха в сушилке и печи.Shredded slaked lime (particle size less than 30 microns) in the amount of 11 ÷ 20 kg / h is sprayed into the volume of the dryer in the direct-flow mode by means of a pneumatic device. As you move the bulk mixture through the pipeline enters a drum furnace heated to a temperature of 700 ÷ 750 ° C, where it is calcined. The total residence time of the thermally treated mixture in the drum dryer and furnace is 1 hour. The exhaust gas velocity in the dryer and furnace is 0.5 ÷ 1.5 m / s. The volume of exhaust gases is 40 m 3 / h due to air leaks in the dryer and oven.
Образовавшаяся в результате термического обезвреживания газовая смесь выводится из печи и подается в систему газоочистки, а термообезвреженная сыпучая смесь направляется в систему охлаждения и выгрузки.The gas mixture formed as a result of thermal neutralization is discharged from the furnace and fed to the gas purification system, and the thermally treated bulk mixture is sent to the cooling and unloading system.
Для определения концентрации хлористого водорода в отходящих газах в газоход после барабанной печи вмонтирован газовый анализатор.To determine the concentration of hydrogen chloride in the exhaust gases, a gas analyzer is mounted in the duct after the drum furnace.
Результаты испытаний приведены в таблице 1.The test results are shown in table 1.
Использование частиц размером более 30 мкм приводило к неэффективному распылению из-за их большой скорости осаждения в токе отходящего газа, что в конечном итоге приводило к росту концентрации хлористого водорода (пример 2).The use of particles larger than 30 μm led to inefficient atomization due to their high deposition rate in the exhaust gas stream, which ultimately led to an increase in the concentration of hydrogen chloride (example 2).
При расходе распыляемого реагента Gp менее 11 кг/ч наблюдался рост концентрации хлористого водорода в отходящих газах (пример 3), а при расходе больше 20 кг/ч концентрация практически не изменялась, что делает дальнейшее увеличение расхода реагента нецелесообразным (пример 4).At a flow rate of the sprayed reagent G p less than 11 kg / h, an increase in the concentration of hydrogen chloride in the exhaust gases was observed (Example 3), and at a flow rate of more than 20 kg / h the concentration remained practically unchanged, which makes a further increase in the flow rate of the reagent impractical (Example 4).
Время пребывания t 1 час в диапазоне температур Т 200÷750°C обеспечивает полноту термообезвреживания минеральных строительных материалов и грунтов. При уменьшении времени пребывания в выгружаемом из печи материале обнаруживались следовые количества хлорорганических соединений (пример 5).A residence time of t 1 hour in the temperature range T 200 ÷ 750 ° C ensures the completeness of thermal treatment of mineral building materials and soil. With a decrease in the residence time in the material discharged from the furnace, trace amounts of organochlorine compounds were detected (Example 5).
Сопоставленный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что предлагаемый способ отличается использованием гашеной извести, распыляемой в объем барабанной сушилки для перевода хлористого водорода, образующегося при термообезвреживании минеральных строительных материалов и грунтов, загрязненных высокотоксичными хлорорганическими соединениями, в неорганические соли с последующей их выгрузкой в составе обезвреженных твердых отходов.A comparative analysis of the proposed solution with the prototype shows that the proposed method is characterized by the use of slaked lime sprayed into the volume of a drum dryer to transfer hydrogen chloride formed during the thermal treatment of mineral building materials and soils contaminated with highly toxic organochlorine compounds into inorganic salts with their subsequent discharge in the composition of the neutralized solid waste.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017126783A RU2650558C1 (en) | 2017-07-25 | 2017-07-25 | Method of thermal neutralizing of mineral building materials and soils polluted by highly toxic organochlorine compounds |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017126783A RU2650558C1 (en) | 2017-07-25 | 2017-07-25 | Method of thermal neutralizing of mineral building materials and soils polluted by highly toxic organochlorine compounds |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2650558C1 true RU2650558C1 (en) | 2018-04-16 |
Family
ID=61976649
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017126783A RU2650558C1 (en) | 2017-07-25 | 2017-07-25 | Method of thermal neutralizing of mineral building materials and soils polluted by highly toxic organochlorine compounds |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2650558C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2738420C1 (en) * | 2020-03-26 | 2020-12-14 | Общество с ограниченной ответственностью "Экоцикл" | Method for elimination of solid waste landfill |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1992010315A1 (en) * | 1990-12-12 | 1992-06-25 | Seldco Pty. Limited | Toxic waste disposal |
| RU2506498C1 (en) * | 2012-05-22 | 2014-02-10 | Научно-производственное акционерное общество закрытого типа (НПАО) "ЗОЯ" | Combustion method of chlorine-containing solid wastes, and device for its implementation |
| RU2533481C2 (en) * | 2013-01-10 | 2014-11-20 | Федеральное казенное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт химических продуктов" (ФКП "ГосНИИХП") | Method of neutralising industrial wastes of cellulose nitrates |
-
2017
- 2017-07-25 RU RU2017126783A patent/RU2650558C1/en active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1992010315A1 (en) * | 1990-12-12 | 1992-06-25 | Seldco Pty. Limited | Toxic waste disposal |
| RU2506498C1 (en) * | 2012-05-22 | 2014-02-10 | Научно-производственное акционерное общество закрытого типа (НПАО) "ЗОЯ" | Combustion method of chlorine-containing solid wastes, and device for its implementation |
| RU2533481C2 (en) * | 2013-01-10 | 2014-11-20 | Федеральное казенное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт химических продуктов" (ФКП "ГосНИИХП") | Method of neutralising industrial wastes of cellulose nitrates |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2738420C1 (en) * | 2020-03-26 | 2020-12-14 | Общество с ограниченной ответственностью "Экоцикл" | Method for elimination of solid waste landfill |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Lv et al. | Effects of co-processing sewage sludge in cement kiln on NOx, NH3 and PAHs emissions | |
| ATE222342T1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR WASTE TREATMENT | |
| CZ97495A3 (en) | Disposal process of waste matters | |
| Ishida et al. | Full-scale plant study on low temperature thermal dechlorination of PCDDs/PCDFs in fly ash | |
| Li et al. | Kinetic study of heavy metals Cu and Zn removal during sewage sludge ash calcination in air and N2 atmospheres | |
| RU2650558C1 (en) | Method of thermal neutralizing of mineral building materials and soils polluted by highly toxic organochlorine compounds | |
| CN103664015B (en) | A kind of method utilizing cement production process classification to dispose organic polluted soil | |
| Liu et al. | Volatilization characteristic and solidification of Pb, Zn, Cd and as during cement kiln co-processing of solid waste | |
| JP2004141774A (en) | Soil or sediment purification method | |
| Wielgosinski et al. | Ammonia emission from sewage sludge incineration process | |
| RU2157951C1 (en) | Method for disposal of infected medical, chemical and biological waste and other hazardous materials, dead bodies of animals inclusive, and compound for its realization | |
| JP5116322B2 (en) | Organic pollutant emission reduction method | |
| CN106402902A (en) | Method for incinerating dangerous solid wastes by utilizing high-concentration oxygen | |
| JP3782971B2 (en) | Method for reducing the content of polychlorinated dibenzodioxins and -furans in waste gases of chemical high temperature treatment | |
| JP3982040B2 (en) | Method and apparatus for treating halogen-containing materials | |
| JP6417157B2 (en) | Cement kiln exhaust gas treatment method | |
| JP5425166B2 (en) | Organic pollutant emission reduction method | |
| RU2285862C1 (en) | Method of processing solid super-toxic slims | |
| RU134291U1 (en) | DEVICE FOR HIGH-TEMPERATURE WASTE DISPOSAL OF LIQUID CHLORORGANIC WASTE, FOR example, POLYCHLORATED BIPHENILES | |
| JP2008253912A (en) | How to handle hazardous substances | |
| Eleev et al. | Hydrogen chloride emission reduction in flue gases during thermal neutralization of mineral materials contaminated with toxic organochlorine compounds | |
| JP2023059076A (en) | Waste treatment apparatus and waste treatment method | |
| Ciobanu et al. | Emissions monitoring of heavy metals and their compounds resulted from combustion processes in clinker kilns in Romania | |
| Jirsa et al. | Dry sorption stabilization of flue gases in biological waste incinerating facility with heating power under 5 MW. | |
| Yamamoto et al. | Experimental trials of Si coating on the surface of municipal solid waste incineration fly ash particles using hydrated silica with sodium hydroxide |