[go: up one dir, main page]

SK277897B6 - Vitrification method of powdered waste, mainly light ash from flue ash - Google Patents

Vitrification method of powdered waste, mainly light ash from flue ash Download PDF

Info

Publication number
SK277897B6
SK277897B6 SK2916-91A SK291691A SK277897B6 SK 277897 B6 SK277897 B6 SK 277897B6 SK 291691 A SK291691 A SK 291691A SK 277897 B6 SK277897 B6 SK 277897B6
Authority
SK
Slovakia
Prior art keywords
glass
furnace
waste
batch
sulfur
Prior art date
Application number
SK2916-91A
Other languages
English (en)
Other versions
SK291691A3 (en
Inventor
Pavel Vlcek
Frantisek Schovanka
Hana Suvova
Jaroslav Svacha
Original Assignee
Pavel Vlcek
Frantisek Schovanka
Hana Suvova
Jaroslav Svacha
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pavel Vlcek, Frantisek Schovanka, Hana Suvova, Jaroslav Svacha filed Critical Pavel Vlcek
Publication of SK291691A3 publication Critical patent/SK291691A3/sk
Publication of SK277897B6 publication Critical patent/SK277897B6/sk

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/16Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09BDISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B09B3/00Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
    • B09B3/20Agglomeration, binding or encapsulation of solid waste
    • B09B3/25Agglomeration, binding or encapsulation of solid waste using mineral binders or matrix
    • B09B3/29Agglomeration, binding or encapsulation of solid waste using mineral binders or matrix involving a melting or softening step
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/005Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture of glass-forming waste materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/02Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture in electric furnaces, e.g. by dielectric heating
    • C03B5/027Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture in electric furnaces, e.g. by dielectric heating by passing an electric current between electrodes immersed in the glass bath, i.e. by direct resistance heating
    • C03B5/03Tank furnaces
    • C03B5/031Cold top tank furnaces
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C1/00Ingredients generally applicable to manufacture of glasses, glazes, or vitreous enamels
    • C03C1/002Use of waste materials, e.g. slags
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/50Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Gasification And Melting Of Waste (AREA)

Description

Oblasť techniky
Vynález sa týka spôsobu vitrifikácie prachového odpadu, najmä popolčeka zo spaľovni komunálneho odpadu, obsahujúceho zlúčeniny s vysokým obsahom siry, organických látok a ťažkých kovov. Tento prachový odpad sa zamieša s taviteľnými prísadami do sklárskeho kmeňa, ktorý sa taví v sklárskej peci na sklovinu. Počas tavenia sa na hladine skloviny udržuje studená nepretavená vrstva kmeňa. Roztavená sklovina sa vypúšťa výtokom na dne alebo v bezprostrednej blízkosti dna pece, a prevádza sa na sklenú hmotu skladovateľnú alebo ďalej využívateľnú.
Doterajší stav techniky
Súčasný trend ochrany životného prostredia smeruje k úprave odpadov na látky pokiaľ možno inertné. Jednou z oblastí, na ktorú je zameraná pozornosť, je likvidácia prachových odpadov zo spaľovní, najmä popolčekov zachytených na elektrofiltroch, ktoré obsahujú škodlivé látky, predovšetkým ťažké kovy, škodlivé organické látky, síru a pod.
Literatúra uvádza množstvo spôsobov zneškodňovania týchto popolčekov a jedným z nich je vitrifikácia. Konečným produktom vitrifikácie je sklenená hmota, ktorá je rezistentná, má veľmi nízku vyluhovateľnosť, a pritom je schopná viazať do svojej štruktúry množstvo škodlivín. V porovnaní s východiskovými surovinami je objem sklenej hmoty navyše výhodne redukovaný. Vitrifikáciou upravený obsah je možné skladovať na bežných skládkach a prípadne je možné ho využiť aj ako druhotnú surovinu.
Vitrifikácia odpadu zo spaľovní je opísaná napr. v európskom patente č. 359 003, v nemeckom patente č. 3 84 1 889 a v nemeckej patentovej prihláške č. 3 904 613.
Tieto vynálezy uvádzajú spôsob vitrifikácie, prípadne aj zariadenie na vykonávame tohto spôsobu. Opísaný spôsob vitrifikácie spočíva v tom, že popolček zo spaľovní sa zmieša s jednou alebo viacerými taviteľnými prísadami, ako sú napríklad piesok alebo sóda, znelec, dolomit, vápenec a pod. Takto získaný taviteľný sklársky kmeň sa taví na sklovinu. Z menšej časti vzniká odpadový plyn, ktorý sa vedie späť do kmeňa, ochladzuje sa pod teplotou kondenzácie ťažkých kovov a ich zlúčenín, čím sa obsah týchto škodlivín v odpadovom plyne výrazne znižuje. Ochladený odpadový plyn sa čisti niektorým zo známych postupov. Prach, ktorý sa pri čistení z plynu odlučuje, sa vracia späť do taviaceho procesu.
Podľa nemeckej patentovej prihlášky č. 3 904 613 sa odpadový plyn po odlúčení prachu čistí mokrou cestou a filtrát z mokrého čistenia, prípadne kaly sa môžu rovnako ako prach recyklovať do kmeňa. Po vyčistení sa odpadový plyn vedie cez aktívny uhoľný filter a za filtráciou má plyn takú čistotu, že ho možno vypúšťať priamo do atmosféry bez toho, aby sa znečisťovalo životné prostredie.
Európsky patent č. 359 003 a nemecká patentová prihláška č. 3 904 613 sa zmieňujú o tom, že určitá plocha skloviny sa počas tavenia udržuje bez vrstvy kmeňa na jej hladine. Okrem skloviny sa produkuje na sklovine plávajúca vrstva alkálií alebo alkalických zemín, tzv. sírová pena, ktorá sa obvykle udržuje v hrúbke 20 až 50 mm. Potom pec na tavenie týchto odpadov musí byť vybavená otvorom vo výške hladiny síranovej peny, aby sa počas taviaceho procesu mohla táto síranová pena od púšťať. Síranová pena je zložená zo solí, ktorých medza rozpustnosti je pri tavení prekračovaná. V oboch uvedených patentoch sa predpokladá udržiavanie vrstvy síranovej peny.
Tento spôsob vedenia tavby je veľmi náročný na úroveň obsluhy vzhľadom na to, že je potrebné reagovať na značné kolísanie zloženia vstupných surovín. Nárast síranovej peny a vytvorenie síranových kaluží môže viesť až k odizolovaniu skloviny a k zníženiu taviaceho výkonu. Sírany sú okrem toho vysoko agresívne a vzhľadom na ich nízku viskozitu môže dochádzať k zatekaniu aj do minimálnych škár v žiaromateriáli sklárskej pece, a tým aj k zníženiu životnosti pece. Nebezpečná je tiež manipulácia pri odpúšťaní síranovej peny, pretože pri jej ochladení dochádza k silnej kontrakcii. Pri styku sa studeným telesom sa uvoľňuje veľké množstvo tepla a síranová pena vystrekuje.
Zariadenie na vitrifikáciu špecifikuje napr. nemecký patent č. 3 841 918. Ide o sklársku taviacu pec, celoelektricky vykurovanú, napr. vertikálne osadenými elektródami vedenými zhora a ponorenými do skloviny. Pec pozostáva z taviacej a oddelenej pracovnej časti, v ktorej je umiestnená ďalšia deliaca stena. Medzi prvou a druhou deliacou stenou je situovaný uzavierateľný odťahový otvor pre síranovú penu, ktorého spodná úroveň leží pod hladinou skloviny, pričom samotný odťahový otvor je umiestnený vo výške hladiny síranovej peny. Prvá deliaca stena medzi taviacou a odoberacou časťou končí nad hladinou skloviny a môže byť výhodne vertikálne posúvateľná. Prietoková hrana je obložená elektricky vodivým materiálom a je možné je dokurovať. K odpadu sa pridávajú taviteľné prísady, ktoré tvoria maximálne 30 % hmotn. v kmeni.
Sklovina sa z týchto peci vypúšťa rôznymi typmi výtokov, umiestnenými priamo v dne alebo v jeho blízkosti, prietokom a pod. Ochladená sklovina sa spracováva bežne známymi postupmi na fritu, pelety, vlákna a pod., ktoré sú skladovateľné na bežných skládkach, alebo sa dajú využiť na rôzne nadväzné technologické procesy.
Pri existujúcich spôsoboch vitrifikácie popolčekov, sira v nich obsiahnutá prechádza väčšinou do sírovej peny, organické látky sa spaľujú a uhlík z väčšej časti prechádza do odpadového plynu. Hlavným produktom vitrifikácie je sklo, takže uvoľňovanie kovov a ďalších v skle obsiahnutých látok sa deje len minimálne.
Nevýhodou existujúcich i veľmi progresívnych riešení vitrifikácie prachových popolčekov s vyšším obsahom siry je regulované udržiavanie vrstvy síranovej peny na hladine skloviny, často aspoň s čiastočne odokrytou hladinou skloviny, čo pri agresivite síranov prináša veľmi obťažné tavenie. Výhodnosť udržovania vrstvy peny na hladine skloviny z dôvodov zachytenia časti škodlivín je diskutabilná, pretože problém škodlivín sa prenesie z oblasti čistenia plynov do oblasti likvidácie len rozpustného odpadu. Recyklizácia tejto peny späť do taviaceho procesu je problematická, najmä pri vyššom obsahu siry, pretože napr. odpady zo spaľovní obsahujú až 20 % hmotn. síry. Pri existujúcich riešeniach je veľmi náročný i proces čistenia odpadových plynov, najmä pri riešeniach predpokladajúcich čiastočne odokrytú hladinu skloviny, kde vzniká veľké množstvo odpadových plynov.
V patente Veľkej Británie č. 2 228 478, týkajúcom sa spôsobu úpravy toxických odpadov, je nárokovaný spôsob vitrifikácie, pri ktorom sa udržuje hrúbka kmeňa nad roztavenou sklovinou minimálne 500 mm a v príklade vyhotovenia je dokonca uvedená výška stĺpca neroztaveného peletizovaného kmeňa 1 m, ktorá zabraňuje odparovaniu ťažkých kovov a zlúčenín ťažkých kovov, prechádzajúcich vrstvou neroztaveného kmeňa nad roztavenou sklovinou. Nasleduje ochladenie roztavenej skloviny a získanie pevného odpadu obsahujúceho ťažké kovy. Neroztavený kmeň je výhodne peletizovaný, napr. na pelety 8 až 25 m v priemere. Naprieč založeným peletizovaným kmeňom môže byť aplikovaná infrazvuková energia, pričom infrazvukové vlny môžu byť generované kontinuálne alebo prerušovane.
Tento spôsob je aplikovaný v kruhovej peci zo žiaruvzdornej výmurovky, s konvenčnou obvodovou stenou a základňou. Výstupná konštrukcia pece môže byť elektricky vodivá, napr. z uhlíka. Plyny vystupujúce z taveniny prechádzajú kmeňom, preferovane peletizovaným, a to členitou cestou, počas ktorej sú chladené, pričom vyprchané látky kondenzujú. Ťažké kovy sú tak začlenené do skloviny a je potrebné odstraňovať minimálne množstvo toxických ťažkých kovov zo spalín. Táto metóda využíva pomerne vysokú vrstvu nepretaveného kmeňa a tavenie vo vysokom vertikálnom štipci, pričom pri voľbe teplôt sa odporúča udržiavať teploty pokiaľ možno čo najnižšie, aby sa obmedzilo vyprchávanie, ale dostatočne vysoké, aby bola prevádzka ekonomická. V príkladoch uvádzaná taviaca teplota je 1380 °C. Alternatívne metódy spôsobu úpravy s využitím peletizovaného kmeňa, ultrazvuku, špeciálnej pece z uhlíka sú pomerne investične nákladné a sú určené pre vysoko toxický materiál z odlučovačov a práčok plynov.
Podstata vynálezu
Uvedené nevýhody sa odstránia alebo podstatne obmedzia spôsobom vitrifikácie prachového odpadu, najmá popolčeka zo spaľovní komunálneho odpadu, obsahujúceho zlúčeniny s vysokým obsahom síry, organických látok a ťažkých kovov, pri ktorom sa odpad zmieša s taviteľnými prísadami do sklárskeho kmeňa, ktorý sa taví v sklárskej peci na sklovinu, počas tavenia sa na hladine skloviny udržuje studená nepretavená vrstva kmeňa, roztavená sklovina sa vypúšťa výtokom v dne alebo v bezprostrednej blízkosti dna pece a prevádza sa na sklenenú hmotu skladovateľnú či ďalej využívateľnú, podľa tohto vynálezu. Podstata tohto vynálezu spočíva v tom, že pod studenou nepretavenou vrstvou kmeňa sa zlúčeniny síry podrobia vo výrazne redukčnom prostredí redukcii až na najbližšie oxidačné stupne síry, a to na síru a/alebo sulfidy, redukčnými zložkami pridávanými do kmeňa a/alebo taviacou teplotou v sklovine v rozmedzí 1420 až 1800 ’C. Sklovina sa pred jej výtokom z dna alebo z bezprostrednej blízkosti dna sklárskej peci prehrieva elektrickým príhrevom.
Hlavnou výhodou tohto riešenia je eliminácia škodlivín z prachového odpadu, maximálne obmedzenie vzniku síranovej peny pri vitrifikácii, zvýšenie podielu sírnych zlúčenín v sklenom produkte a zníženie vzniku škodlivín v odpadových plynoch pri obmedzení úniku splodín ťažkých kovov. Konečným produktom vitrifikácie je jednak pevný nevyluhovateľný produkt, a to sklená fáza s odlúčenou fázou síry, sulfidov a ťažkých kovov a jednak plynná fáza, a to odpadový plyn.
Výrazne redukčné prostredie pod nepretavenou vsádzkou kmeňa sa dosahuje použitím redukčných zložiek do kmeňa, ktoré prispievajú k redukcii síranov až na síru alebo sulfidy a eliminujú vznik síranovej peny, obsahujúcej síru vo všetkých oxidačných stavoch. K silne redukčnému prostrediu pod studenou hladinou skloviny prispieva i vyššia taviaca teplota v rozmedzí 1420 až 1800 ’C, ktorá urýchľuje tepelný rozklad zlúčenín síry v oxidickom stave a uhlíka z organických zlúčenín. Sulfidy, síra a vyredukované kovy môžu vytvárať odlúčenú fázu v sklovine, klesajúcu ku dnu sklárskej pece. Odlúčená fáza vytvára obťažne taviteľnú a nepreteplivú sklovinu. Inštalovaný elektrický prihrev pred vlastným výtokom skloviny zo sklárskej pece napomáha ľahšiemu vypúšťaniu skloviny, event. primiešaniu odlúčenej í&zy do skloviny a vypúšťaniu tejto skloviny spolu s touto odlúčenou fázou.
Pri dodržaní uvedených podmienok spôsobu vitrifikácie vzniká sklená hmota, event. sklená hmota s odlúčenou fázou. Pri tejto vitrifikáciou získanej sklenej hmote boli s úspešnými výsledkami uskutočnené testy na vyluhovateľnosť a toxickú neškodnosť na uloženie na skládkach.
Príklady uskutočnenia vynálezu
Pri spaľovaní komunálnych odpadov sa na elektrofiltroch, čistiacich dymové plyny, zachytáva prachový poletavý popolček, predstavujúci škodlivý odpad. Tento poletavý popolček bol zmiešaný s taviacimi prísadami, v tomto prípade s vratnými aj s nevratnými sklárskymi črepmi z obalového a obalového ambrového skla, a takto získaný kmeň bol vitrifikovaný v sklárskej peci. Spôsob vitrifikácie podľa tohto vynálezu bol overený niekoľkými krátkodobými skúškami v priebehu jedného roka a v nepretržitej jednoročnej prevádzke v sklárskej peci s výkonom 1000 kg roztavenej skloviny za 24 hod.
Príkladné zloženie popolčekov, ktoré boli pri tejto dlhodobej prevádzke podrobené vitrifikácii, je uvedené
v nasledujúcej tabuľke, , vrátane straty žíhaním pri
1000 °C.
Príklad 1 2 3
21o*ky i í hsotl M hnete. 9 hswta i
cwid Ar«nl Šitý Si0« 38.56 43,50 46,09
Mld vedný Ha<0 3,7 4.9 2,1
cm t d dr*··Iný K(O 4.9 2,9 0,58
CMÍd vRv«n*tý CaO 1S.94 14,53 • .55
OMid hor*enatý H*O 2,25 3.7 1.93
oxid falwitý Fsa 0» 4.59 5,15 4.85
OMid hlinitý AliO» 15,45 4,94 12.34
•Mld slnoCnalý ZnO 1.02 0,72 1.46
CMÍd olovnatý PbO 0.46 0,28 0.65
cmid VMľnatý CvO O.O· 0.09 0.10
OMid nik«inatŕ NiO O.O5 0.01 0.07
OMid AvLaltnatý CoO 0.0i 0.01 0.03
•Íra c«lkovo vyjadrvn*
•ho oxid vírový 80a 10,31 4.72 13.2
strata llhartís
•r! 1000· C v « taaoU» 2.67 7.95 6.9
K popolčeku uvedenému v príklade 1 boli pridané bežné črepy obalového skla bezfarebného, v príklade 2 črepy obalového skla svetlozeleného a v príklade 3 črepy ambrového skla obsahujúceho síru a dvojmocné železo. Zloženie črepov týchto bežných obalových skiel a ambrového skla sa pohybovalo v nasledujúcom rozmedzí:
oxid krenlčltý S1O2 72.C až 73,5 % hnotn.
oxid h L iní tý ai2°3 1.6 2,0 % lunotn.
oxid draselný k2o 0.4 0.6 % hnotn
oxid vápenatý CaO 8.9 9,6 % hnotn.
oxid hlinitý A12O3 1,6 2,0 « hnotn.
SK 277897 Bô
V prípade ambrového skla celkový obsah síry vyjadrený ako oxid sírový SOj predstavoval v priemere množstvo 0,01 až 0,2 % hmotn. a celkový obsah železa prítomného v ambrovom skle prevažne v dvojmocnej forme, vyjadrenej ako oxid železitý, predstavoval v priemere 0,01 až 2 % hmotn.
Za účelom vitrifikácie, teda zosklovitenia boli tieto popolčeky zmiešané s črepmi bežných obalových skiel v hmotn. dieloch uvedených v nasledujúcej tabuľke. V tejto tabuľke sú uvedené tiež použité taviace teploty.
Príklad I 3 S
Hait. diely pupulteka 75 9«90
Ηβοτ. diely eklenenýub Ozapwv 73 9090
Ďruh Orupuv obaluvObo ·0Ι* hnfarebssé evetloeeUn* aabrovA KaaiBáln· taviac· teploty * 1499 14901430
Prídavok indukčnej lÄtky, iMutatí, v prídavku * haota, nad 100 5 popol dáke a Orapov · bol situovaný uprostred dna pece. Výtok môže byť umiestnený aj v čelnej stene pece. Bezprostredne pred výtokom skloviny bol inštalovaný elektrický príhrev s horizontálnymi vykurovacími elektródami. Pred vysokou korozívnosťou skloviny pri dlhodobej prevádzke sa osvedčila ochrana týchto elektród zavádzaním elektrického prúdu s nízkou frekvenciou.
Sklársky kmeň bol tavený pri zakrytej hladine skloviny, na ktorej bola udržiavaná vrstva nepretaveného kmeňa vo výške 50 až 100 mm. Za účelom jednoduchšieho vypúšťania bola sklovina pred výtokom prihrievaná elektrickým príhrevom. Pri silne redukčných podmienkach tavenia klesala ku dnu pece vytvorená troska, obsahujúca sklovinu a odlúčenú fázu síry, sulfidov a vyredukovaných ťažkých kovov, pokiaľ sa neabsorbovali v sklovine. Táto ťažka taviteľná skloviPokiaľ by sa použili iné taviteľné prísady, je vhodné voliť ich druh, zloženie a množstvo v závislosti od zloženia odpadu, ktoré je najmä pri popolčekoch značne kolísavé.
Na chemickú redukciu je možné použiť napr. nielen sadze, ale tiež redukčné pôsobiacu pecnú trosku a pod. Popolčeky zo spaľovní obvykle obsahujú značné množstvo organických zlúčenín, ktoré sa pri taviacich teplotách rozkladajú, a organický uhlík sa potom stáva v redukčnom prostredí pod zakrytou studenou hladinou skloviny ďalšou redukčnou zložkou. Ak je organický uhlík v popolčeku prítomný v dostatočnom množstve, pričom jeho spotreba závisí od obsahu síry v popolčeku, potom je organický uhlík dostatočným redukčným prostriedkom na prevedenie síry na najnižšie stupne mocenstva. K takémuto popolčeku stačí pridať len zložky upravujúce taviteľnosť kmeňa a využiť zvýšenú taviacu teplotu.
Na vytvorenie optimálneho, ale výrazného redukčného režimu je nutné zvoliť kombináciu redukčných prostriedkov v sklovine, t.j. tak redukčných zložiek v kmeni, ako aj redukčné pôsobiacej výšky teploty. Redox podmienky musia byť také, aby došlo k prevedeniu všetkej síry na najnižšie stupne mocenstva, aby nevzniklo nebezpečie napenenej hladiny skloviny. Z technologického hľadiska je výhodné voliť vysoké taviace teploty, pri ktorých je nebezpečie vzniku síranovej peny minimalizované. Pri príliš vysokých taviacich teplotách a absencii redukčnej zložky v kmeni sa môže nad kmeňom vytvoriť redukčná atmosféra, ktorá nie je schopná ovplyvniť síranovú penu, vzniknutú medzi hladinou skloviny a kmeňom. So zvyšujúcou sa teplotou rastie efekt eliminácie síranovej peny na hladine skloviny. Zvyšovaním taviacich teplôt rastú nároky na kvalitu žiaromateriálu, pri vysokých teplotách sa však znižuje životnosť výmurovky pece i životnosť vykurovacích elektród.
Zmiešaný kmeň sa naložil do celoelektrickej sklárskej taviacej pece, a to jednopriestorovej kontinuálnej pece, vykurovanej vykurovacími elektródami, inštalovanými v bočných stenách taviaceho priestoru horizontálne, ktoré sú ponorené do skloviny pod jej hladinou. Odťah odpadových plynov bol umiestnený v klenbe pece. Dno pece bolo pri dlhodobých skúškach strechovite zošikmené v pozdĺžnej osi, a toto zošikmené dno napomáhalo odtoku skloviny a najmä odtoku nepreteplivej skloviny či skloviny s odlúčenou fázou. Pri krátkodobých skúškach bolo použité rovné dno a boli využité drenáže, kanáliky a pod. Výtok na vypúšťanie skloviny na sa bezprostredne pred výtokom prihrieva elektrickým prúdom, ktorý má v tomto prípade navyše aj homogenizačné účinky na premiešavame odlúčenej fázy do skloviny.
Stabilita a riadenie taviaceho procesu v peci boli udržiavané reguláciou, pričom v každej horizontálnej elektróde bola udržiavaná konštantná intenzita elektrického prúdu a tým i konštantný príkon prúdu.
Ďalej je uvedené zloženie utavenej frity, získanej vitrifikáciou odpadov podľa príkladu 1,2 a 3 tavením v sklárskej peci.
Príklad J slcfky rcetavanaj Irity « hootil.
K ÍMOUL oaid kroalCit* S1»O »1.40 »9,62
•xid aadft* Na* O 6,03 7,17
oxid «raaain* Α»O J. 72 2.12
oxid vňaanatý Ca<J 16.11 16.9»
oxid horaPnatý 1.97 3,0«
oxid t«lvžitý F· 1 0» 3,39 3.56
oxid Mirltý 13.94 7,70
oxid zinedr-atý ZnO 0,76 0,52
oxid oluvnatý PUO 0,39 0.19
oxid «odňatý CuO 0.09 0,0«
oxid Mkalnal* M1O 0,04 0,01
oxid atanoanat* XnO 0.04 0,02
««id kadwnat* CdO 0,01 0,01
aira vyjadronl ako
«Mid sírou* 80» 1,91 1,0·
* hmotn.
43,46
V,»l
C. 49
9.60
1,72
3,90 e, »4
1.2·
0,45
O.O7
C.Ol
O.O2
0,01
1.24
Vypustená sklovina sa ochladila a získaný sklený produkt sa fritoval do vlákien. Tento produkt sa spracoval na pelety polguľovitého tvaru. Tieto sa môžu skladovať na bežných skládkach.
Pri sklenenej hmote získanej touto vitrifikáciou, boli uskutočnené testy na vylúhovateľnosť, chemickú odolnosť a toxickú neškodnosť. Získané hodnoty vylúhovateľnosti zodpovedali I. triede vylúhovateľnosti podľa ČSN normy, chemická odolnosť zodpovedala Π. triede chemickej odolnosti podľa ČNS normy a toxicita zodpovedala vládnemu nariadeniu ČSFR pre zaobchádzanie s odpadmi, aj normám zahraničným, napr. nemeckým, švajčiarskym a americkým.
Studená nepretavená vrstva kmeňa udržiavaná na hladine skloviny bránila úniku splodín ťažkých kovov do atmosféry, čím sa výrazne znížil obsah škodlivín v odpadovom plyne. Vzniknuté odpadové plyny boli odvádzané odťahom pece. Analýzou týchto odpadových plynov sa zistilo, že obsah škodlivín v nich neobsahoval v žiadnom zisťovanom prípade vyššie hodnoty, ako je 10 % emisného limitu v CR.
Ďalej je uvedený príklad priemerného znečistenia odpadových plynov pri tejto vitriíikácii, získaný počas týchto dlhodobých skúšok a porovnaný s emisným limitom.
SK 277897 Β6
ZneCiafuJOcs látka VBUitý liaíl M . ’ kmocntrául B xloOiek v odpadových plynoch K
pavné látky 200 6.5 5
oxid xlrliitý 2 300 H .0
oxidy dusíku 500 0
oxid uhiiTnatý <00 l?
chlór 50 10
fluór 10 0.1
hudelus 0.2 0.001
nikel i 0.003 10
chróa 2 0,00002
oluvu 3 Q.002
mmT 3 0,2
—ng*r, 3 0,010
xlituk S Q,M
trichlór 20 0,15 15
buitcdsi S O.M
tuluén L 00 0.0«
xylén 100 O.M
etylbenzón 100 0.01
Podľa potreby je možné event. odpadové plyny čistiť známymi postupmi, napr. mokrou cestou. Produkty čistenia spolu so zachyteným prachom na odlučovači môžu byť recyklované do kmeňa.
Priemyselná využiteľnosť
Vitrifikáciou sa neskladovateľný, väčšinou prachový a toxický odpad s vysokým obsahom zlúčenín síry, organických látok a ťažkých kovov prevádza na sklenú hmotu, bežne skladovateľnú, alebo i druhotne využiteľnú, napr. pri stavbe ciest.

Claims (1)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    Spôsob vitrifikácie prachového odpadu, najmä popolčeka zo spaľovni komunálneho odpadu, obsahujúceho zlúčeniny s vysokým obsahom síry, organických látok a ťažkých kovov, pri ktorom sa odpad zmieša s taviteľnými prísadami do sklárskeho kmeňa, ktorý sa taví v sklárskej peci na sklovinu, počas tavenia sa na hladine skloviny udržuje studená nepretavená vrstva kmeňa, roztavená sklovina sa vypúšťa výtokom v dne alebo v bezprostrednej blízkosti dna pece a prevádza sa na sklenú hmotu skladovateľnú či ďalej využívateľnú, vyznačujúci sa t ý m , že pod studenou nepretavenou vrstvou kmeňa sa zlúčeniny síry podrobia redukcii na síru a/alebo sulfidy redukčnými zložkami pridávanými do kmeňa a/alebo taviacou teplotou v sklovine v rozmedzí 1420 až 1800 ’C, pričom sa sklovina pred jej výtokom z dna alebo z bezprostrednej blízkosti dna sklárskej pece prehrieva elektrickým príhrevom.
SK2916-91A 1991-09-23 1991-09-23 Vitrification method of powdered waste, mainly light ash from flue ash SK277897B6 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS912916A CZ278936B6 (en) 1991-09-23 1991-09-23 Vitrification process of powder waste, particularly fly ash from refuse incinerating plants

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SK291691A3 SK291691A3 (en) 1995-07-11
SK277897B6 true SK277897B6 (en) 1995-07-11

Family

ID=5367694

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SK2916-91A SK277897B6 (en) 1991-09-23 1991-09-23 Vitrification method of powdered waste, mainly light ash from flue ash

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP0608257B1 (sk)
AT (1) ATE137145T1 (sk)
CZ (1) CZ278936B6 (sk)
DE (1) DE69210253D1 (sk)
SK (1) SK277897B6 (sk)
WO (1) WO1993005894A1 (sk)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NO931382L (no) * 1993-04-15 1994-10-17 Arvid Inge Soervik Nöytralisering av pulverformig avfall fra elektronikkskrot ved produksjon av glassifisert slagg i plasmaovn, samt gjennvinning av verdifulle elementer
FR2705912B1 (fr) * 1993-06-01 1997-10-24 Cnim Procédé de vitrification de résidus solides issus de l'incinération de déchets ménagers et/ou industriels, four de fusion pour la mise en Óoeuvre de ce procédé et produit issu de ce procédé.
US6407856B1 (en) 1997-06-11 2002-06-18 Evotec Biosystems Ag Confocal microscope for optical determination of an observation volume
DE602004014207D1 (de) * 2003-01-24 2008-07-17 Ford Global Tech Llc System zum Einfüllen von Kraftstoff
US20060070406A1 (en) * 2004-09-28 2006-04-06 Orgyr Technologies Ltd. Use of coal ash for the safe disposal of mineral waste
EP1918031A1 (en) * 2006-10-30 2008-05-07 ASH DEC Umwelt AG Method of detoxification and utilization of fly ash
US9359244B2 (en) 2013-05-21 2016-06-07 Colorado School Of Mines Alumina-rich glasses and methods for making the same
CN113896418B (zh) * 2021-10-25 2023-04-11 上海歌灵新材料科技有限公司 一种生活垃圾焚烧飞灰电熔玻璃化制品

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NO881415L (no) * 1988-03-29 1989-10-02 Elkem Technology Behandling av stoev og aske fra forbrenningsanlegg ved koprosessing med spesialavfall og/eller metallisk skrap.
EP0359003B1 (de) * 1988-09-10 1993-12-08 BETEILIGUNGEN SORG GMBH &amp; CO. KG Verfahren zur Überführung von festen, weitgehend wasserfreien Abfallstoffen in Glasform sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE3841918C1 (sk) * 1988-12-13 1990-04-12 Sorg Gmbh & Co Kg, 8770 Lohr, De
ATE126078T1 (de) * 1989-02-13 1995-08-15 Vert Investments Ltd Verfahren zur behandlung von giftabfällen.
DE3939344C2 (de) * 1989-11-29 1993-11-04 Babcock Anlagen Gmbh Verfahren zum behandeln von rueckstaenden einer abfallverbrennungsanlage und abfallverbrennungsanlage zur durchfuehrung des verfahrens

Also Published As

Publication number Publication date
DE69210253D1 (de) 1996-05-30
ATE137145T1 (de) 1996-05-15
CZ278936B6 (en) 1994-09-14
WO1993005894A1 (en) 1993-04-01
EP0608257B1 (en) 1996-04-24
CZ291691A3 (en) 1993-07-14
EP0608257A1 (en) 1994-08-03
SK291691A3 (en) 1995-07-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4299611A (en) Method and apparatus for converting hazardous material to a relatively harmless condition
Bingham et al. Vitrification of toxic wastes: a brief review
WO1993021479A1 (en) Plasma torch processing of spent aluminum smelter potliner
US5281790A (en) Process of immobilizing ashes by vitrification thereof in a plasma reactor
US5925165A (en) Process and apparatus for the 3-stage treatment of solid residues from refuse incineration plants
KR900009460A (ko) 유리 용해로의 운전방법
BRPI0515848A2 (pt) método para utilização de cinza de carvão, material sólido, artigo, uso de sobra de depurador e método de processamento usado em baterias
JPH07102977B2 (ja) 廃棄物処理方法と装置
SK277897B6 (en) Vitrification method of powdered waste, mainly light ash from flue ash
EP0480930B1 (en) A method of treating toxic waste
CA2062637A1 (en) Method and apparatus for recovering useful products from waste streams
US6315810B1 (en) Process for vitrifying heavy-metal-containing residues having a chlorine content above 10% by mass and a melting furnace for carrying out the process
US6204427B1 (en) Process and apparatus for the partitioning and thermal treatment of heterogeneous feedstock
EP1042238B1 (en) Apparatus and method for the production of man-made vitreous fibres
ITAN20120043A1 (it) Trattamento pirometallurgico scorie
RU2147712C1 (ru) Способ термической переработки твердых отходов
RU2770298C1 (ru) Способ остеклования токсичных отходов с высокой зольностью
KR100551619B1 (ko) 콜드 탑 슬래그법을 이용한 소각재 처리 방법 및 장치
JP4071693B2 (ja) 排ガス処理材、ガスフィルター、及び排ガスの処理方法
KR200360956Y1 (ko) 콜드 탑 슬래그법을 이용한 소각재 처리 장치
DE19612700A1 (de) Verfahren zur Verglasung von Filterasche
KR200218157Y1 (ko) 도시폐기물 비산재를 이용한 흡착제 제조장치
Batdorf et al. Assessment of selected furnace technologies for RWMC waste
Lebrun et al. The electric arc: a solution for the future to stabilize toxic wastes
KR19990010692A (ko) 산업폐기물의 동시처리시스템 및 그 처리방법