Способ переработки горючих ископаемых и твердых промышленных и бытовых отходов в техногенное сырье

 

Изобретение относится к области переработки горючих ископаемых и утилизации твердых производственных и бытовых отходов и может быть использовано в горной промышленности и на предприятиях коммунального хозяйства. Решаемая техническая задача - повышение экономичности и экологической частоты при переработке горючих ископаемых и твердых промышленных и бытовых отходов. Способ переработки горючих ископаемых и/или твердых промышленных и бытовых отходов в техногенное сырье включает загрузку их в печь и пиролиз с помощью воздушного дутья при разогреве до 900-1200°С, при завершении процесса пиролиза воздушное дутье заменяют дутьем хлором.

Изобретение относится к области переработки горючих ископаемых и утилизации твердых бытовых отходов и может быть использовано в горной промышленности и на предприятиях коммунального хозяйства.

Известен способ, разработанный американской корпорацией "Пиролиз систем", когда измельченные отходы без разделения на органическую и неорганическую фракции подвергают разложению в реакторе при температуре 850^oC. В результате образуется смесь газов: водорода, метана, окиси углерода, предельных и непредельных углеводов. Подачу отходов и удаление твердого остатка осуществляют с помощью виброконвейера. (См. Цыганков А.П., Сенин В.Н. Циклические процессы в химической технологии, основы безотходных производств. М.: Химия, 1988, с.172).

Известно также устройство для переработки твердых отходов по патенту России N 2076272 (кл. 6 F 23 G 5/027), в котором твердый материал сжигают путем подачи воздуха и топлива. По мере роста температуры начинается пиролиз органической составляющей отходов и выделение газообразных продуктов пиролиза, которые поступают в зону сушки, фильтруясь через слой материала, отдают ему свое тепло, очищаются от пыли и вместе с парами воды поступают в топку. Там сгорают, замещая за счет теплотворной способности горючей составляющей соответствующую часть необходимого для процесса топлива. Образованный в зоне пиролиза твердый осадок поступает в зону дожигания, куда подают воздух. В результате этот твердый остаток газифицируется с образованием коксозольного остатка, который удаляют из этой зоны, а полученные газообразные продукты возвращают в процесс.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ переработки твердых бытовых отходов по патенту России N 2079051 (кл. 6 F 23 G 5/027), по которому твердые бытовые отходы, содержащие горючие компоненты, загружают в вертикальную печь и противотоком к ним подают газифицирующий агент, содержащий кислород. В печи организуют режим пиролиза твердых бытовых отходов с последующим сжиганием /газификацией углеродных остатков пиролиза.

Режим переработки оптимизируют расходом газифицирующего агента и соотношением в твердых бытовых отходах негорючих и горючих составляющих и содержанием кислорода в газофицирующем агенте, а также возможно и путем введения твердого негорючего материала или твердого топлива в состав перерабатываемых твердых бытовых отходов.

При этом температуру горения поддерживают в пределах 700-1400^oC и единовременно температуру газов на выходе из реактора ниже 400^oC. Неконденсируемые газы, имеющие высокую теплотворную способность, могут быть использованы как топливо.

Однако известный способ предусматривает переработку только твердых бытовых отходов. При этом углеродистые остатки пиролиза сжигают, после чего остаются зола и шлак, которые являются вторичными отходами, и появляется проблема их утилизации, а содержащиеся в золе ценные примеси теряются.

Сущность изобретения состоит в том, что горючие ископаемые и(или) твердые бытовые и промышленные отходы загружают в печь, разогревают до 900-1200^oC и проводят пиролиз с помощью воздушного дутья, которое по окончании процесса пиролиза заменяют дутьем хлором.

Предлагаемое техническое решение состоит в следующем.

Горючие ископаемые и/или твердые бытовые и промышленные отходы подают в загрузочное устройство и сбрасывают в печь. Поджигают и поддерживают горение подачей в нижнюю часть печи воздуха в минимальных количествах, необходимых для горения.

В процессе пиролиза органическая часть шихты разлагается с образованием горячих и горючих газов (метана, водорода, окиси углерода) и смолы, аналогичной каменноугольной. Смола содержит смесь органических веществ (бензола, толуола, фенола, нафталина и др.).

Газы являются источником энергии, а смола используется в качестве сырья для промышленности органической химии.

Через оставшуюся после окончания процесса пиролиза в печи твердую смесь из минеральных веществ и углерода при разогреве ее до 900-1200^oC (температуры образования хлоридов) вместо воздуха продувают хлор. При этом образуется смесь хлоридов различных химических элементов, одних в виде расплава, а других в парообразном состоянии.

Расплав смеси хлоридов выпускают из печи, охлаждают, растворяют в воде и разделяют на отдельные вещества путем перекристаллизации на основе их различной растворимости.

Смесь летучих хлоридов разделяют на индивидуальные хлориды путем ректификации.

Индивидуальные хлориды, полученные путем ректификации и перекристаллизации, и являются техногенным сырьем.

Производство по переработке полученного технического сырья целесообразно располагать в непосредственной близости, чтобы выделяемый при переработке хлоридов хлор возвращать в производственный процесс переработки горючих ископаемых и твердых производственных и бытовых отходов.

Широкое применение предлагаемой технологии позволит избежать образования свалок твердых производственных и бытовых отходов и загрязнения окружающей среды при их сжигании. При этом промышленность обеспечивается техногенным сырьем и сберегаются природные ресурсы.

Формула изобретения

Способ переработки горючих ископаемых и/или твердых промышленных и бытовых отходов в техногенное сырье, включающий загрузку их в печь и пиролиз с помощью воздушного дутья при разогреве до 900 - 1200^oC, отличающийся тем, что при завершении процесса пиролиза воздушное дутье заменяют дутьем хлором.