Способ переработки твердых органических отходов

Способ переработки твердых бытовых отходов и/или производственных отходов, выбранных из природных и синтетических полимеров в газообразные, жидкие и твердые продукты посредством одновременного воздействия ускоренными электронами и температурой. Переработку осуществляют в проточном режиме, меняя просвет между выпускным окном ускорителя и поверхностью сырья при температуре, которая обеспечивает плавление не менее 30% фракции синтетических полимеров, но не выше температуры, которая обеспечивает начало сухой перегонки более 30% фракции природных полимеров при традиционном нагреве не более чем на 30° С, подвергая летучие продукты фракционной конденсации за пределами зоны облучения. Использование данного способа обеспечивает возможность безотходной переработки ТБО. 10 з.п. ф-лы, 2 табл.

 

Изобретение относится к области переработки твердых бытовых отходов (ТБО) и производственных отходов (ПО), образующихся в результате различной деятельности человека, имеющих в своем составе полимеры природного и синтетического происхождения, и может быть использовано при получении жидкого и твердого топлива, базовых продуктов нефтехимии, в том числе мономеров, синтезгаза и сырья для производства композиционных строительных материалов.

Известен способ переработки растительного сырья, выбираемого из сырья на основе лигнина, крахмала, целлюлозы, полиоз, гуминовых соединений или их производных, в газообразные, жидкие и твердые топливные смеси посредством сухой перегонки, когда на растительное сырье одновременно воздействуют ионизирующим излучением и температурой, а летучие продукты отгоняют из зоны воздействия в токе газа или пара (прототип) (1) [Патент РФ №2338769, Способ переработки растительного сырья, опубл. 20.11.2008].

Однако данным известным способом (1) получают преимущественно углекислоту и трудноразделимую смесь воды, циклических и ациклических карбонильных соединений, требующих дополнительного гидрирования и/или алкилирования в токе водорода или газообразных алканов. При этом в результате стабилизации получают оксигенированное альтернативное топливо, нестабильное при хранении. Данный известный способ непригоден для переработки смесей природных и синтетических полимеров, поскольку в нем предполагается, что сырье состоит из полисахаридов и полифенолов (с близкой температурой начала сухой перегонки и близкими температурами кипения продуктов деструкции). В реальных ТБО и ПО фракция полимеров природного происхождения может быть миноритарной и иметь иную химическую структуру.

Известен также способ переработки синтетических полимеров путем воздействия ионизирующим излучением и температурой с образованием продуктов радиолитической деструкции (2) [Woods R.J., Pikaev А.K. Applied radiation chemistry: radiation processing. NY.: Wiley. 1994, 535 P.].

Однако данным известным способом можно получить уменьшение средней мольной массы облучаемых полимеров при сохранении их химической природы, а также небольшое количество летучих и жидких хозяйственно ценных углеводородов, причем только в смеси с не утилизируемыми продуктами радиолиза.

В известном способе (2), основанном на применении высокотемпературного облучения, исходное сырье вводят в зону воздействия и выдерживают в ней в течение отрезка времени, достаточного для образования продуктов радиолиза, которые, оставаясь в этой зоне, участвуют в регенерации исходных молекул или вступают в новые реакции взаимодействия с образованием новых продуктов, в том числе и преимущественно нежелательных. Только после завершения периода воздействия ионизирующего излучения реакционную массу выводят из реактора и выделяют из нее продукты радиолиза, сложная смесь которых требует проведения сложной процедуры их разделения. При этом наиболее ценная фракция углеводородов составляет лишь незначительную долю среди продуктов радиолиза (≤5 вес. %).

Техническим результатом, достигаемым при реализации настоящего изобретения, является возможность безотходной или малоотходной переработки ТБО и/или ПО, синергетическое увеличение выхода продуктов при совместном разложении природной и синтетической фракций, существенное увеличение стабильности получаемых гибридных продуктов, упрощение их фракционного разделения, расширение ассортимента и повышение выхода хозяйственно ценных продуктов. В результате реализации изобретения получаются полупродукты для тяжелого органического синтеза, в том числе мономеры, топливные смеси и компоненты, наполнители и реагенты для производства композиционных строительных материалов. При этом переработка охватывает крупнотоннажное, малоутилизируемое и важное с хозяйственной точки зрения сырье - бытовые и производственные отходы, состоящие из широкого ассортимента полимеров природного и синтетического происхождения. К тому же настоящее изобретение позволяет получать из подходящего сырья стабилизированные топливные продукты, идентичные топливу нефтяного происхождения.

Технический результат достигается тем, что переработку нового комплексного сырья при одновременном воздействии ускоренными электронами и температурой осуществляют в проточном режиме, меняя просвет между выпускным окном ускорителя и поверхностью сырья, при температуре, обеспечивающей плавление не менее 30% фракции синтетических полимеров, но не выше температуры, обеспечивающей начало сухой перегонки более 30% фракции природных полимеров, при радиационном нагреве не более чем на 30°С, подвергая летучие продукты фракционной конденсации за пределами зоны облучения. Таким образом, конкретная температура в зоне воздействия зависит от состава ТБО и/или ПО, подлежащих переработке.

Впервые установлено, что воздействие на смесь природных и синтетических полимеров дает положительные эффекты, обусловленные переносом заряда, энергии и радикальных состояний между компонентами перерабатываемой смеси, так, что компонент, выполняющий главную функцию химической и физической защиты в смеси, подвергается наибольшему радиационно-термическому воздействию. Как следствие, разложение смеси не требует высоких температур, характерных для ее пиролиза. При этом ароматические продукты деструкции препятствуют протеканию радиолитических и пост-радиационных процессов обратного синтеза менее стабильных компонентов.

Изменение просвета между выпускным окном ускорителя и поверхностью сырья позволяет увеличить эффективный выход летучих продуктов фрагментации сырья за счет понижения выхода рекомбинации макрорадикалов на стадии образования углефицированных продуктов.

В предлагаемом техническом решении нагрев основной массы ТБО и ПО до температуры начала сухой перегонки фракции природных полимеров не допускается - не менее 70% фракции природных полимеров должны иметь температуру начала сухой перегонки выше, чем температура в зоне воздействия. При этом не менее 30% фракции синтетических полимеров должно быть в расплавленном состоянии. Для достижения этих условий может использоваться компаундирование сырья - добавление той или иной недостающей фракции.

В конкретном исполнении неплавкое сырье целесообразно подавать в зону воздействия в измельченном виде - кусочками, размеры которых в любом измерении не превышают 15 мм.

Рациональным приемом при переработке является задержка твердых углефицированных продуктов (обугленной фракции) в зоне воздействия по сравнению с временем пребывания летучих продуктов. В частности, свежее сырье целесообразно подавать на слой уже образовавшейся горячей обугленной фракции - это позволит увеличить десорбцию летучих продуктов из обугленной фракции и сэкономить энергию.

В конкретном исполнении облучение осуществляют мультиэнергетическим электронным пучком, где энергия может варьироваться в пределах не ниже 0.1 МэВ и не выше 5 МэВ, разброс энергии не меньше 9% от средней величины, а мощность дозы не выше 100 кГр/с.

Целесообразно через зону воздействия, в том числе, через слой перерабатываемого сырья, пропускать поток газа-носителя, облегчающий вынос летучих продуктов в зону их фракционной конденсации. Газ не должен содержать атомов кислорода, чтобы минимизировать процессы окисления перерабатываемого сырья.

Для управления составом летучих продуктов переработки ТБО и/или ПО, целесообразно часть уже отогнанных продуктов отделять и смешивать с исходным сырьем или газом-носителем для инициирования вторичных радиолитических процессов, дающих более ценные продукты.

Во избежание излишней углефикации сырья в зоне воздействия, процесс переработки проводят при давлении не более 0.16 МПа, плотности тока в электронном пучке не более 100 мкА/см2 и при насыпной плотности сырья не выше 0.5 кг/дм3.

В конкретном исполнении рекомендуется воздействие излучением и температурой сочетать с ультразвуковым воздействием или использовать импульсное излучение с плотностью тока в импульсе выше 1 А/см2.

Целесообразно использовать разную интенсивность облучения в зоне воздействия, чередуя зоны с высокой и ослабленной интенсивностью и меняя направление движения сырья между этими зонами.

В конкретном исполнении селективность воздействия и извлечение продуктов фрагментации регулируют за счет дополнительного воздействия гомогенными или гетерогенными катализаторами.

При любом варианте переработки фракция природных полимеров должна составлять не менее 10% от массы смеси.

Степень утилизации ТБО и ПО, стабильность получаемых продуктов и выход ценных фракций можно значительно повысить, а технологию их получения и фракционного разделения можно значительно упростить, если переработку комплексного сырья при одновременном воздействии ионизирующим излучением и температурой осуществлять в проточном режиме, меняя просвет между выпускным окном ускорителя и поверхностью сырья, при температуре, обеспечивающей плавление не менее 30% фракции синтетических полимеров, но не выше температуры начала сухой перегонки не менее 30% фракции природных полимеров, при радиационном нагреве не более чем на 30°С, подвергая летучие продукты фракционной конденсации за пределами зоны облучения.

Конечные продукты представляют собой базовые продукты нефтехимии, в том числе мономеры, синтезгаз, сырье для производства композиционных строительных материалов, а также различные виды топлива. Это существенно расширяет применимость заявляемого способа и его продуктов в народном хозяйстве, одновременно с решением важной задачи по утилизации ТБО и ПО.

Новое комплексное воздействие на сложную многокомпонентную смесь полимеров обеспечивает самонастраиваемое целенаправленное разложение компонентов сырья, расширение управляющих факторов переработки, а также возможность проведения конверсии при температуре ниже точки начала пиролиза. Ценные летучие продукты переработки, образующиеся в зоне воздействия, препятствуют процессу разложения сырья из-за своей невысокой радиационной стойкости, поэтому их следует быстро удалять из зоны воздействия, а фракционную конденсацию проводить за пределами этой зоны.

Ниже приведены примеры, иллюстрирующие заявляемое техническое решение.

Пример 1. В качестве сырья используют твердые бытовые отходы, включающие 45 мас. % природных полимеров (бумага, картон, натуральные ткани и др.) и 55 мас. % синтетических полимеров (упаковочные пленки, пластиковые контейнеры, синтетические ткани и т.п.). Температура начала плавления фракции синтетических полимеров - 92°С (30% - 180°С). Температура начала сухой перегонки природных полимеров - 270°С (30% - 270°С). Смесь при температуре 200°С и атмосферном давлении подают в зону облучения ускоренными электронами, генерируемыми электронным ускорителем, при мощности дозы 2 кГр/с и максимальной энергии электронов 2 МэВ. При таком облучении дополнительный радиационный нагрев сырья составляет 28°C. Летучие продукты в виде паров и газов отводят из зоны воздействия и конденсируют в виде 3 фракций. Первая представляет собой смесь легких жидких оксигенатов, пригодную в качестве технических растворителей и разбавителей. Вторая содержит мономеры с преобладанием фурфурола и его производных. Третья фракция состоит из алифатических и ароматических углеводородов, обладающих высокой горючестью. Твердый обугленный остаток образуется с выходом 26 мас. %. Он не имеет запаха и содержит 92 мас. % атомов углерода и 6.5 мас. % атомов кислорода. По результатам тестирования он может использоваться как твердое топливо или как наполнитель для получения композитов. Газообразные продукты включают Н2, СО, СО2 и легкие осколочные алканы. Такая смесь может быть пригодна для использования в каталитическом синтезе. Таким образом, при полной конверсии сырья получено 98 мас. % целевых продуктов, включая 26 мас. % горючего углефицированного остатка, 19 вес. % синтез-газа и 53 мас. % жидких органических продуктов; на долю минеральной золы приходится 2 мас. %.

Результаты приведены в табл. 1 и 2, где Е - энергия потока электронов; R - мощность поглощенной дозы; Т - максимальная температура в зоне воздействия, Р - абсолютное давление, Н - температура радиационного нагрева, L - изменение просвета между выпускным окном ускорителя и поверхностью сырья, D - максимальный размер частиц сырья, ρ - насыпная плотность сырья, [S] - доля фракции синтетических полимеров, [N] - доля фракции природных полимеров, S30 - температура плавления 30% фракции синтетических полимеров, N30 - температура сухой перегонки 30% фракции природных полимеров.

Пример 2. По методике примера 1 подвергается переработке смесь ТБО и ПО при более низкой энергии электронов. Условия проведения процесса и полученные результаты представлены в табл. 1.

Пример 3. По методике примера 1 подвергается переработке смесь ТБО и ПО, осуществляя 50%-ную задержку углефицированного продукта в зоне воздействия и помещая свежее сырье на слой горячего угля. Условия проведения процесса и полученные результаты представлены в таблице 1.

Пример 4. По методике примера 1 подвергается переработке ТБО. В качестве источника ионизирующего излучения использован линейный электронный ускоритель. В ходе воздействия возвращали 3% фракции фуранов в зону воздействия. Условия проведения процесса и полученные результаты представлены в таблице 1.

Пример 5. По методике примера 1 подвергается переработке смесь ТБО и ПО. В качестве источника ионизирующего излучения использован ускоритель, генерирующий мультиэнергетический электронный пучок. Условия проведения процесса и полученные результаты представлены в табл. 1.

Пример 6. ТБО обрабатывается по методике примера 1, но используются короткие импульсы электронов с плотностью тока в импульсе 10 А/см2, сопровождаемые ультразвуковым воздействием. Условия проведения процесса и полученные результаты представлены в табл. 2.

Пример 7. По методике примера 2 перерабатывается смесь ТБО и ПО, трехкратно меняя направление движения сырья в зоне воздействия от области высокой интенсивности облучения к области низкой интенсивности. Условия проведения процесса и полученные результаты представлены в табл. 2.

Пример 8. Смесь ТБО и ПО обрабатывается по методике примера 3 в присутствии солей никеля. Условия проведения процесса и полученные результаты представлены в табл. 2.

Пример 9. По методике примера 4 подвергаются переработке ТБО, но возврату в зону воздействия подлежало 5% отгоняемой фракции фенолов. Условия проведения процесса и полученные результаты представлены в табл. 2.

Пример 10. Смесь ТБО и ПО подвергается переработке по методике примера 5, но при 5-%-ном содержании фракции природных полимеров в смеси. В результате, выход жидких продуктов уменьшается, но возрастает выход угля, что энергетически неоправданно. Условия проведения процесса и полученные результаты представлены в табл. 2.

Изменение условий нагрева заметно понижает выход целевой конверсии и стабильность конечных жидких продуктов или приводит к чрезмерно высокому выходу образования воды или нецелевых газов. Применение газа-носителя, мультиэнергетического излучения, измельчения сырья, частичного возврата отогнанных продуктов в зону воздействия, ультразвукового воздействия и катализаторов позволяет получать наиболее востребованный продукт, наилучшим образом выводить целевой продукт из обугливающегося сырья, регулировать молекулярно-массовое распределение в продуктах и сокращать время сепарации реакционной смеси.

Таким образом, способ согласно заявляемому техническому решению обеспечивает целенаправленное превращение комплексных твердых органических отходов в хозяйственно ценные газообразные, твердые и жидкие продукты. Это особенно ценно при утилизации крупнотоннажных ТБО и ПО.

В настоящее время ТБО и ПО практически не используются для производства базовых химических продуктов и полупродуктов для тяжелого органического синтеза. Эти отходы предпочитают захоранивать, сжигать или подвергать дорогостоящей и трудоемкой сортировке, не обеспечивающей сколь-нибудь значимую степень утилизации.

Заявляемый способ позволяет с помощью компактных установок максимально полно и просто утилизировать ТБО и/или ПО, получая широкий ассортимент ценных органических соединений, являющихся ключевым сырьем для топливного и реагентного обеспечения предприятий химической промышленности.

Заявляемый способ обеспечивает получение следующих результатов:

- выход ценных продуктов из перерабатываемого сырья превышает 90% и может достигать 99% от его массы; целевые продукты имеют широкое бытовое и промышленное применение в качестве моторного и иного топлива, а также полупродуктов для тяжелого органического синтеза;

- способ характеризуется экологической чистотой, поскольку не использует и не ориентирован на использование токсичных реагентов и его реализация не связана с появлением вредных воздействий на окружающую среду и производственный персонал; напротив, способ нацелен на максимально полную утилизацию крупнотоннажных отходов, загрязняющих окружающую среду;

- способ обеспечивает низкую энергоемкость и материалоемкость переработки сырья.

1. Способ переработки твердых органических бытовых и производственных отходов, выбранных из природных и синтетических полимеров, в газообразные, жидкие и твердые продукты посредством одновременного воздействия ускоренными электронами и температурой, отличающийся тем, что переработку осуществляют в проточном режиме, меняя просвет между выпускным окном ускорителя и поверхностью сырья, при температуре, обеспечивающей плавление не менее 30% фракции синтетических полимеров, но не выше температуры, обеспечивающей начало сухой перегонки более 30% фракции природных полимеров, при радиационном нагреве не более чем на 30°C, подвергая летучие продукты фракционной конденсации за пределами зоны облучения.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что неплавкое сырье подают в зону воздействия в измельченном виде - кусочками, размеры которых в любом измерении не превышают 15 мм.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что твердые обугленные продукты выдерживаются в зоне воздействия дольше, чем летучие продукты.

4. Способ по любому из пп. 1 и 2, отличающийся тем, что облучение осуществляют мультиэнергетическим электронным пучком, где энергия может варьироваться в пределах не ниже 0.1 МэВ и не выше 5 МэВ, разброс энергии не меньше 9% от средней величины, а мощность дозы не выше 100 кГр/с.

5. Способ по любому из пп. 1 и 2, отличающийся тем, что через зону воздействия, в том числе, через слой перерабатываемого сырья, пропускают поток газа-носителя, не содержащий атомов кислорода.

6. Способ по любому из пп. 1 и 2, отличающийся тем, что часть отогнанных продуктов отделяют и смешивают с исходным сырьем или газом-носителем.

7. Способ по любому из пп. 1 и 2, отличающийся тем, что процесс переработки проводят при давлении не более 0.16 МПа, средней плотности тока в электронном пучке не более 100 мкА/см2 и при насыпной плотности сырья не выше 0.5 кг/дм3.

8. Способ по любому из пп. 1 и 2, отличающийся тем, что воздействие излучением и температурой сочетают с ультразвуковым воздействием или используют импульсное излучение с плотностью тока в импульсе выше 1 А/см2.

9. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют разную интенсивность облучения в зоне воздействия, чередуя зоны с высокой и ослабленной интенсивностью и меняя направление движения сырья между этими зонами.

10. Способ по любому из пп. 1 и 2, отличающийся тем, что воздействие осуществляют в присутствии гомогенных или гетерогенных катализаторов.

11. Способ по любому из пп. 1 и 2, отличающийся тем, что фракция природных полимеров в смеси составляет не менее 10%.



 

Похожие патенты:

Способ утилизации твердых бытовых отходов (ТБО) на полигонах включает загрузку отходов в установку, биоразложение с образованием газообразных и твердых продуктов, обезвреживание, охлаждение и накопление продуктов переработки, Перед загрузкой проводят радиационный и дозиметрический контроль массы ТБО, утилизацию ТБО, которую проводят в две стадии, на первой стадии ТБО подвергают аэробной и анаэробной переработке для получения биогаза, который поступает на выработку тепловой и электрической энергии.

Изобретение относится к области утилизации отходов промышленности теплоэнергетического комплекса, к озеленению и обустройству городских территорий. Предложены составы грунтовых смесей, содержащие компоненты в следующем соотношении, мас.% (на сухое): песок (16-48); торф (10-19); шлам химводоочистки ТЭЦ (35-59), гумусовая добавка (перегной) (7-10).

Настоящее изобретение относится к способу обработки отходов, содержащих один или несколько опасных органических компонентов, включающему обработку плазмой отходов в аппарате для плазменной обработки.

Изобретение относится к области энергетики. Биоотходы подают в узел сортировки 10, где их разделяют в зависимости от возможности анаэробного разложения.
Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Подвергают переработке дистиллерную жидкость содового производства, полученную после обработки фильтровой жидкости гидроксидом кальция.

Изобретение относится к утилизации отходов полимеров путем каталитической деструкции с получением топлив или компонентов топлива. Способ переработки органических полимерных отходов включает ожижение измельченных полимеров, смешение с катализатором и термокаталитическую деструкцию реакционной смеси при нормальном атмосферном давлении, при этом в качестве катализатора используют 2-этилгексаноат никеля (II) в виде 40-45%-ного раствора в бензоле, взятого в массовом соотношении отход:катализатор 1:0,03-0,06, а ожижение отходов и термокаталитическую деструкцию осуществляют путем нагрева реакционной массы до температуры 300-400°C при рециркуляции легких углеводородов в течение 0,5-1,5 часа с последующим отгоном жидких углеводородов.

Изобретение относится к области переработки низкокалорийного топлива, утилизации твердых бытовых и промышленных отходов. Низкокалорийное топливо газифицируют в пиролизном реакторе 1.

Изобретение относится к способу обработки содержащего загрязнения углеродсодержащего сыпучего материала. Техническим результатом является повышение эффективности обработки углеродсодержащего материала.

Настоящее изобретение относится к экологически чистому и высокоэффективному способу получения твердого топлива с использованием органических отходов с высоким содержанием воды, который включает: (a) стадию смешивания отходов, на которой органические отходы с высоким содержанием воды и твердые бытовые отходы подаются в реактор на Fe основе и смешиваются; (b) стадию гидролиза, на которой в реактор на Fe основе подается высокотемпературный пар для гидролиза смеси; (c) стадию снижения давления, на которой пар из реактора сбрасывается и давление внутри реактора быстро, чтобы обеспечить низкомолекулярный вес органических отходов после стадии (b) или так, чтобы увеличить удельную площадь поверхности бытовых отходов после стадии (b); (d) стадию вакуума или дифференциального давления для удаления воды; и (e) стадию получения твердого топлива, на которой продукт реакции после стадии (d) подвергается естественной сушке и компрессионному прессованию с получением твердого топлива с содержанием воды от 10 до 20%.

Изобретения относятся к обработке металлоотходов различного вида и могут быть использованы при их прессовании в пакеты с заданными характеристиками для последующей загрузки в плавильную печь.

Изобретение относится к области охраны окружающей среды, в частности к технологическим процессам утилизации нефтесодержащих отходов и рециклизованных фильтровочных и поглотительных отработанных масс, и может быть использовано на предприятиях нефтегазового комплекса и на предприятиях по переработке отходов. Предварительно разогретые нефтесодержащие отходы с отходами масложировой промышленности перемешивают, добавляют порционно при перемешивании негашеную известь, вводят реагирующую с негашеной известью воду, количество которой определяют с учетом воды, имеющейся в нефтесодержащих отходах. При этом в качестве отходов масложировой промышленности используют рециклизованные фильтровочные и поглотительные отработанные массы, полученные после многократной регенерации диатомитового фильтровального порошка, причем нефтесодержащие отходы смешивают с отходами масложировой промышленности в пропорции 1:(0,1-0,3) по массе, негашеную известь добавляют в количестве 62-91 мас.% от массы смеси отходов до образования однородного гидрофобного сыпучего мелкодисперсного порошка, а нефтесодержащие отходы с отходами масложировой промышленности перемешивают, предварительно разогревая до температуры 80-85°С. Техническим результатом является понижение вымываемости загрязняющих веществ из продукта утилизации нефтесодержащих отходов при использовании более эффективных доступных обезвреживающих компонентов со свойствами модификатора и адсорбента. 1 табл., 6 пр.

Изобретение относится к медицине. Описан способ обработки использованных абсорбирующих гигиенических изделий, содержащий этапы: создание цилиндрического роторного автоклава, имеющего внутреннюю поверхность и два конца, по меньшей мере, один из которых заканчивается люком, который может быть открыт для обеспечения доступа в упомянутый автоклав и герметично закрыт для обеспечения создания повышенного давления в упомянутом автоклаве; загрузка упомянутого автоклава абсорбирующими гигиеническими изделиями в закрытом виде; нагрев до температуры стерилизации и создание повышенного давления в автоклаве, приводя при этом автоклав во вращение вокруг его продольной оси; при этом упомянутый этап нагрева и создания повышенного давления в автоклаве предусматривает первый температурный режим для изделий, содержащихся в автоклаве, а также второй температурный режим, более высокий, чем первый температурный режим, для упомянутой внутренней поверхности. Способом достигается эффективная стерилизация и высушивание в процессе обработки в автоклаве. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к экологичным способам производства органических веществ, таких как нефтяные вещества и ароматические кислоты, фенолы и алифатические поликарбоновые кислоты, с использованием процесса окислительного гидротермического растворения (ОГР). Способ солюбилизации органического твердого вещества, содержащегося в композитном материале, содержащем органическое твердое вещество и неорганическую матрицу, включает: приведение указанного композитного материала в контакт с окислителем в перегретой воде с образованием водной смеси, содержащей по меньшей мере одно солюбилизированное органическое растворенное вещество, при этом композитный материал выбирают из группы, состоящей из битуминозного песка, углистого сланца и любой их смеси. 15 з.п. ф-лы, 31 ил., 5 табл., 7 пр.

Изобретение относится к комплексной переработке зол от сжигания углей. Способ включает шихтовку золы с гидроксидом натрия, спекание при температуре 150-200°С, выщелачивание спека, разделение фаз, обескремнивание раствора путем добавки в раствор гидроалюмосиликата натрия. Согласно способу перед выщелачиванием спека его отмывают водой с получением первого силикатного раствора, отмытый спек выщелачивают серной кислотой, полученную пульпу разделяют фильтрацией. Обескремнивание раствора проводят до полного выделения из него кремнезема с получением раствора сульфата алюминия и кремнеземсодержащего остатка. Остаток растворяют в щелочном растворе с получением второго силикатного раствора, который объединяют с первым силикатным раствором, направляя далее на получение белой сажи карбонизацией. Технический результат заключается в возможности снижения температуры спекания и снижении расхода реагентов при достижении извлечения глинозема на уровне 94,4-96,7% и кремнезема на уровне 93,9-98,2%. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 2 пр.

Группа изобретений относится к установке для обезвреживания высокоминерализованных отходов бурения, содержащих нефтепродукты, тяжелые металлы, синтетические поверхностно-активные вещества и другие загрязнители, основанной на введении отверждающего состава, и способу, осуществляемому с ее использованием. Установка содержит насосы, трубопроводы, блок приема и отмывки отходов бурения, блок грубой механической очистки, блок приготовления и дозирования реагентов, блок очистки загрязненного рассола, блок тонкой механической очистки, емкость для временного хранения осветленного рассола. Установка дополнительно содержит блок инертизации, смесительный модуль которого оборудован донной заслонкой для выгрузки отвержденного материала и связан магистралью с блоком грубой механической очистки, блоком очистки загрязненного рассола и блоком тонкой механической очистки. Входящая в состав блока приема и отмывки отходов бурения смесительная емкость снабжена лопастной мешалкой, загрузочной воронкой и оборудована гидродинамическим диспергатором. Все блоки установки объединены в единое целое с помощью рам и металлоконструкций и могут базироваться на сварной раме двухосного прицепа. Обработку отходов бурения осуществляют инертизацией после проведения отмыва от солей с получением отмытого бурового шлама загрязненного рассола с последующим тщательным механическим перемешиванием в течение 2-3 мин бурового шлама с отверждающим составом не менее 20% масс. на основе вяжущего цемента марки ПЦ М-500 40-80% масс. и тонкодисперсной активной сорбционной добавки - опоки 20-60% масс. при влажности 40%. Затем добавляют раствор активатора затворения, в качестве которого используют 20% жидкое стекло в количестве 10-20% от объема сухого отверждаемого материала, и тщательно перемешивают в течение 5-7 мин. Загрязненный рассол направляют на многоступенчатую очистку методом коагуляции, флокуляции и центрифугирования с образованием твердой фазы, отправляемой на инертизацию. Группа изобретений обеспечивает снижение отрицательной экологической нагрузки на объекты природной среды. 2 н.п. ф-лы, 2 табл., 1 ил.

Изобретение относится к способу и устройству для обработки катализатора, выгружаемого при гидрогенизации остаточного масла в пузырьковом кипящем слое. Способ включает этапы: (1) корректировку и контроль снижения вязкости, в процессе которых катализатор, периодически выгружаемый из реактора гидрогенизации остаточного масла в пузырьковом кипящем слое, корректируют с целью его хранения, а затем выгружают уже непрерывно, при этом катализатор подвергают температурной корректировке путем добавления воды, в результате чего снижается вязкость масла, адсорбированного на поверхностях и внутри пор частиц выгружаемого катализатора, и улучшается текучесть масла, адсорбированного на поверхностях и внутри пор частиц выгружаемого катализатора; (2) десорбцию и разделение с помощью вихревого потока, в процессе которых адсорбированное масло десорбируется и отделяется от поверхностей и изнутри пор частиц выгружаемого катализатора с помощью текучей сдвигающей силы от поля вихревого потока; (3) разделение и использование ресурсов трехфазной смеси из масла, воды и катализатора, в процессе которых смесь из масла, воды и катализатора, полученную после десорбции и разделения посредством вихревого потока, подвергают трехфазному разделению, благодаря которому достигается извлечение масла, рециркуляция воды посредством разделения и полное извлечение твердых частиц с помощью разделения. Предложено также устройство для осуществления способа. Технический результат заключается в уменьшении стоимости обработки, в упрощении процесса, повышении коэффициента извлечения масла, уменьшении склонности к образованию источников вторичного загрязнения. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 1 ил., 1пр.
Способ включает введение в отходы цемента и сорбента, отверждение полупродукта с получением готового строительного материала. Отходы смешивают с 10-20% природного песка и 0,6-1,0% сорбента «Унисорб-Био» от массы перерабатываемых отходов. Полученную смесь обезвоживают фильтрацией до влажности не более 30%, добавляют портландцемент тампонажный ПЦТ 1-50 в количестве 20-30% от массы обезвоженной смеси, а также ускоритель твердения в количестве 0,8-1,0% от массы портландцемента, полученную массу брикетируют при давлении прессования от 30 до 50 МПа, полученные брикеты отверждают до требуемой прочности готового строительного материала. Использование данного изобретения позволяет получить прочный строительный формованный материал. 1 з.п. ф-лы.

Группа изобретений относится к области переработки нефтяных отходов, а именно нефтяных шламов, в нефтепродукты, и может быть использовано для утилизации нефтяных шламов и получения дистиллятных фракций с температурой не выше 520°C. По первому варианту реализации способа нефтяной шлам, содержащий более 5% мас. минеральных примесей, для гидрогенизационной переработки приводят в контакт с растворителем в экстракторе. Осуществляют предварительную продувку экстрактора инертным газом до удаления воздуха и экстракцию при постоянном перемешивании и продувке инертным газом. Выделяют из экстракта воду, часть растворителя и фракцию легких углеводородов, кипящих до 350°C. Остальную часть экстракта отстаиванием и декантацией разделяют на жидкую органическую фазу и осадок. Последний направляют на повторную экстракцию. Осуществляют горячее фильтрование второго экстракта при избыточном давлении 0,4-0,6 МПа и температуре 45-50°C и смешивают фильтрат с жидкой органической фазой, получая подготовленное сырье. Если нефтяной шлам содержит не более 5% мас. минеральных примесей, то при его подготовке отстаивание и декантацию не осуществляют, сразу направляя часть экстракта, не содержащую легких углеводородов, на горячее фильтрование. Растворитель отделяют от фильтрата или его смеси с жидкой органической фазой ректификацией, а от осадка фильтрования - выпариванием, и возвращают его в цикл. Подготовленное для гидрогенизационной переработки по первому или второму способу сырье направляют в реактор и осуществляют гидрогенизационную переработку указанного сырья в присутствии водорода и катализатора MoS2, синтезированного in situ из водного раствора парамолибдата аммония, диспергированного в подготовленном сырье. Обеспечивается повышение степени утилизации нефтяного шлама, в том числе его наиболее тяжелых углеводородных фракций, с исключением коррозии оборудования и отравления катализатора минеральными примесями, содержащимися в нефтяном шламе, и повышением выхода дистиллятных фракций при гидрогенизационной переработке нефтяного шлама. 4 н.п. ф-лы, 7 табл., 10 пр.

Изобретение относится к области уничтожения и обезвреживания отравляющих веществ, в том числе боевых отравляющих веществ. Способ включает ввод токсичных органических соединений в реактор и энергетическое воздействие на эти органические соединения. Находящиеся в герметичной упаковке токсичные органические соединения вначале помещают в закрываемый контейнер, который затем вводят в реактор, после чего реактор заполняют расплавом, которым окружают контейнер со всех сторон для формирования отливки из затвердевшего расплава. После затвердевания расплава и окончания его энергетического воздействия на токсичные органические соединения сформированную отливку с контейнером внутри извлекают из реактора и помещают на экологически безопасное длительное хранение. Технический результат заключается в расширении технологических возможностей способа, удешевлении и упрощении технологии уничтожения токсичных органических соединений, а главное, в повышении безопасности персонала при работе с отравляющими веществами за счет того, что не требуется открывать первичные упаковки с отравляющими веществами. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области энергетики, конкретно к способу и установке для комплексной переработки золы отвалов тепловых электростанций. Способ комплексной переработки золы отвалов тепловых электростанций включает разделение пульпы золы на крупную и мелкую фракции, флотацию и магнитную сепарацию с получением целевых продуктов. Крупную фракцию золы отделяют на грохоте для использования в производстве бетонных смесей. Мелкую фракцию золы подвергают основной и перечистной флотации, фильтрации и сушке, получая углеродный концентрат. Отделенные при основной флотации хвостовые фракции подвергают магнитной сепарации и сушке и получают магнетитовый и алюмосиликатный концентраты. Алюмосиликатный концентрат измельчают на шаровой мельнице до тонкодисперсной фракции, фильтруют и сушат. При основной флотации используют собиратель-керосин и сосновое масло в качестве вспенивателя. Перечистную флотацию осуществляют на оборотной воде. Способ осуществляют на установке для комплексной переработки золы отвалов тепловых электростанций, содержащей средства для разделения пульпы золы на крупную и мелкую фракции, а также флотации и магнитной сепарации с получением целевых продуктов. Сепаратор пульпы золы выполнен в виде грохота, выход которого по крупной фракции соединен с входом первого участка для производства бетонных смесей. Выход грохота по мелкой фракции соединен с входом первой флотационной машины для основной флотации, первый выход которой соединен через вторую машину перечистной флотации, блоки фильтрации и сушки с входом второго участка для складирования угольного концентрата. Второй выход первой флотационной машины соединен с первым входом блока магнитной сепарации, первый выход которого соединен через дренажный силос с входом третьего участка для складирования магнетитового концентрата. Второй выход блока магнитной сепарации соединен через блоки сгустителя и сушки с входом третьего участка для складирования алюмосиликатного концентрата. Выход дренажного силоса по воде соединен со вторым входом блока магнитной сепарации. Технический результат - максимально полное извлечение из мокрых золоотвалов ТЭС полезных целевых продуктов в виде крупной фракции золы для производства бетонных смесей, углерода (недожога угля) для использования в качестве котельного топлива, магнетитового концентрата в качестве сырья для металлургии и активной алюмосиликатной добавки для производства строительных материалов. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл., 1 пр.

Способ переработки твердых бытовых отходов иили производственных отходов, выбранных из природных и синтетических полимеров в газообразные, жидкие и твердые продукты посредством одновременного воздействия ускоренными электронами и температурой. Переработку осуществляют в проточном режиме, меняя просвет между выпускным окном ускорителя и поверхностью сырья при температуре, которая обеспечивает плавление не менее 30 фракции синтетических полимеров, но не выше температуры, которая обеспечивает начало сухой перегонки более 30 фракции природных полимеров при традиционном нагреве не более чем на 30° С, подвергая летучие продукты фракционной конденсации за пределами зоны облучения. Использование данного способа обеспечивает возможность безотходной переработки ТБО. 10 з.п. ф-лы, 2 табл.

Наверх