способ термической переработки твердых отходов

Формула изобретения

СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ТВЕРДЫХ ОТХОДОВ, включающий загрузку углеродсодержащего топлива в шлаковый расплав, подачу в расплав кислородсодержащего газа, отличающийся тем, что загрузку углеродсодержащего топлива периодически снижают на 5 25% среднего значения, причем значения, причем доля суммы продолжительностей периодов со сниженной и увеличенной загрузкой топлива составляют 5 20% общего времени работы, а средний расход топлива остается неизменным.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам термической переработки твердых отходов и может быть использовано в коммунально-бытовом хозяйстве, химии, нефтехимии и других отраслях промышленности.

Под отходами подразумеваются как бытовой, так и промышленный мусор (старые автопокрышки, бумага, изделия из полиэтилена, бой стекла и др. отходы, в т.ч. загрязненные).

Известен способ термической переработки твердых отходов, включающий загрузку твердых отходов в расплавленную шлаковую ванну, продуваемую кислородсодержащим газом [1]

Недостатком способа является высокий расход топлива и низкая производительность. Кроме этого, недостатком способа является его периодичность, что также ограничивает производительность и снижает технологичность процесса.

Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому результату является способ термической переработки отходов, включающий загрузку шихты отходы и углеродсодержащее топливо в расплавленную шлаковую ванну, подачу в расплав кислородсодержащего газа [2]

Указанный способ позволяет организовать непрерывную переработку отходов и снизить расход топлива. Вместе с тем недостатком способа является низкая производительность.

Техническим результатом является повышение производительности процесса.

Технический результат достигается тем, что в расплав подают кислородсодержащий газ, загрузку углеродсодержащего топлива периодически снижают на 5-25% а затем увеличивают на 5-25% от среднего значения, причем доля суммы продолжительностей периодов со сниженной и увеличенной загрузкой топлива составляет 5-20% от общего времени работы, а средний расход топлива остается неизменным.

Углеродсодержащее топливо, например уголь, содержит низко- и высокореакционные частицы. После попадания частиц топлива в шлаковую ванну в результате их взаимодействия с кислородсодержащим газом в первую очередь происходит выгорание высокореакционных частиц с одновременным накоплением в расплаве низкореакционных частиц. При этом вследствие повышения гетерогенности шлакового расплава, обусловленного ростом в нем концентрации твердых частиц, нарушается стабильность барботажа. Это приводит к ухудшению взаимодействия кислородсодержащего газа с топливом, что вызывает снижение прихода тепла в расплав и как следствие ограничивает производительность процесса. Периодическое снижение расхода топлива позволяет выработать из расплава накопленные в нем низкореакционные частицы топлива. Это за счет улучшения барботажа расплава повышает эффективность взаимодействия кислородсодержащего газа и топлива, что, в свою очередь, увеличивает приход тепла в расплав и, как следствие, производительность процесса.

При снижении или увеличении загрузки топлива менее чем на 5% не отмечается существенного изменения концентрации низкореакционных частиц топлива, и по изложенным ранее причинам производительности процесса.

При снижении загрузки или увеличения загрузки топлива более чем на 25% происходит резкое колебание температуры расплава, что вызывает значительные изменения режима барботажа, что как уже указывалось, приводит к снижению производительности процесса.

Если доля суммы периодов со сниженной и повышенной загрузкой топлива составляет менее 5% от общего времени работы, то не происходит существенного уменьшения средней концентрации в расплаве низкореакционных частей топлива. Это не позволяет существенно повысить производительность процесса.

Если доля суммы периодов со сниженной и повышенной загрузкой топлива составляет более 20% от общего времени работы, то отмечаются сильные колебания температуры расплава, приводящие к снижению производительности процесса. Необходимо отметить, что изменения режима загрузки топлива осуществляются без изменения его среднего расхода.

П р и м е р. В расплавленную шлаковую ванну (площадь ванны 10 м², высота расплава 1 м) загружают шихту бытовой мусор и уголь. Ниже поверхности расплава на глубине 0,5 м подают технический кислород (общий расход 4000 нм³/ч). Температура расплава 1500^оС. Образующийся при окислении шихты шлак выводят из ванны и отправляют на шлакопереработку. Показатели процесса для различных режимов загрузки топлива приведены в таблице.

Таким образом, применение предлагаемого способа позволяет повысить производительность процесса до 10%