способ термической переработки твердых отходов

Формула изобретения

СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ТВЕРДЫХ ОТХОДОВ, включающий загрузку шихты отходов и углеродсодержащего топлива в расплавленную шлаковую ванну, продуваемую кислородсодержащим газом, вывод, образующегося шлака, отличающийся тем, что в шлаковую ванну дополнительно подают материал, содержащий железо, причем количество железа, подаваемого с этим материалом, составляет 5 20% от массы загружаемых отходов.

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 твердых отходов, включающий загрузку шихты отходы и углеродсодержащее топливо в расплавленную шлаковую ванну, продуваемую кислородсодержащим газом, вывод образующегося шлака [2]

Указанный способ позволяет организовать непрерывную переработку отходов и снизить расход топлива. Вместе с тем недостатком способа является низкая степень извлечения ценных компонентов отходов.

Под ценными компонентами понимают хром, никель, марганец, кобальт и другие цветные и благородные металлы.

Техническим результатом является повышение степени извлечения ценных компонентов отходов.

Он достигается тем, что в шлаковую ванну дополнительно подают материал, содержащий железо, причем количество железа, подаваемого с этим материалом, составляет 5-20% от массы загружаемых отходов.

Сущность способа заключается в создании в расплавленной шлаковой ванне условий, при которых находящиеся в шлаковом расплаве металлические капли, состоящие из содержащихся в отходах ценных компонентов, ассимилируются каплями железа, образующимися при подаче в шлаковую ванну материала, содержащего железо, и извлекаются из шлакового расплава в виде металлического расплава. При переработке отходов в расплавленной шлаковой ванне, находящиеся в них ценные компоненты расплавляются, образуя металлические капли или, если эти компоненты находятся в окисленном виде, восстанавливаются из шлакового расплава углеродом, загружаемого вместе с отходами углеродсодержащего топлива. Общее количество металлических капель, образующихся из ценных компонентов отходов, мало. Также мала их концентрация в шлаковом расплаве. Вследствие этого, металлические капли не укрупняются и выводятся с образующимся шлаком. Низкая концентрация этих капель не позволяет организовать эффективное их извлечение. Таким образом ценные компоненты отходов безвозвратно теряются. При подаче в шлаковую ванну материала, содержащего железо, количество металлических капель, содержащихся в шлаковом расплаве, существенно увеличивается. При этом создаются условия для укрупнения капель, их осаждения и образования слоя металла ниже уровня шлака, содержащего значительную часть ценных компонентов отходов. Концентрация ценных компонентов в металле существенно выше, чем в шлаке. Это обеспечивает их дальнейшее извлечение и использование.

Если количество железа, подаваемого в шлаковую ванну с железосодержащим материалом, меньше 5% от массы загружаемых отходов, эффективное извлечение ценных компонентов не достигается из-за низкой концентрации металлических капель в шлаковом расплаве. Если это величина более 20% в фурменных зонах происходит интенсивное окисление металлических капель, что приводит к потерям ценных компонентов со шлаковым расплавом. Поэтому подача железа в шлаковую ванну с железосодержащим материалом в количестве менее 5% и более 20% нецелесообразна.

П р и м е р. В расплавленную шлаковую ванну (площадь ванны 10 м², высота расплава 1 м) загружают шихту бытовой мусор в количестве 40 т/ч, уголь и стальную стружку. Ниже поверхности расплава на глубине 0,5 м вдувают технический кислород (общий расход 4000 нм³/ч). Температура расплава 1500 ^оС. Показатели процесса приведены в таблице.

Анализ данных таблицы показывает, что применение изобретения позволяет повысить степень извлечения ценных компонентов в 4,5 раза.