ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2161168

ЭФФЕКТИВНАЯ УТИЛИЗАЦИЯ ТОПЛИВ И ОТХОДОВ, СОДЕРЖАЩИХ ХЛОР И/ИЛИ ВЛАГУ

Имя изобретателя: ДИКИНСОН Норман Л. (US); КЛОСКИ Майкл К. (US); МЮРРЭЙ Роберт Г. (US)
Имя патентообладателя: ЭНЕРТЕК ЭНВАЙРОНМЕНТАЛ, ИНК. (US)
Адрес для переписки: 191186, Санкт-Петербург, а/я 230, "АРС-ПАТЕНТ", Рыбакову В.М.
Дата начала действия патента: 1996.06.05

Способ предназначен для экологически эффективной утилизации энергетических ресурсов и отходов различных производств. Способ обеспечивает улучшение структуры топлива, повышение его энергетической плотности и снижение уровня примесей применительно к низкосортным углям и/или углеродосодержащим отходам типа твердых бытовых отходов, топлива, приготовленного из отходов, или сточных вод, путем формирования из низкосортного топлива, углеродосодержащих отходов или их смеси водных суспензий с вязкостью, позволяющей проводить их дальнейшую обработку. Такая исходная суспензия нагревается под давлением (118), обычно в присутствии щелочи (109) до температуры, при которой происходят существенные преобразования на физическом и молекулярном уровнях, характеризующиеся отщеплением значительной части находившегося в низкосортных углях или углеродосодержащих отходах в связанном состоянии кислорода в виде двуокиси углерода (147). В указанных условиях твердые частицы исходной суспензии (103), в основном, утрачивают свою волокнистую и гидрофильную структуру и распадаются на более мелкие карбонизованные частицы, что приводит к образованию суспензии карбонизованного вещества с резко улучшенной реологией, т. е. позволяющей обеспечить значительно более высокие концентрации твердой фазы (и следовательно, более высокую энергетическую плотность) при приемлемой вязкости. Изобретение обеспечивает энергетическую безопасность и чистоту воздуха.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение направлено на решение взаимосвязанных общенациональных проблем энергетической безопасности, утилизации отходов и чистоты воздуха. Более конкретно, оно направлено на экологически эффективную утилизацию потенциальных местных энергетических ресурсов, которые не используются или недостаточно используются из-за наличия примесей (в частности, влаги, хлора, серы, золы и токсичных металлов), наличия неоднородностей, низкой теплоты сгорания и неудобства в обращении.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Множество разновидностей биомассы, целлюлозосодержащих и органических продуктов, побочных продуктов и отходов (углеродосодержащие отводы) не относятся к ископаемым топливам и могут рассматриваться как уступающие торфу и по возрасту, и по эффективности. По сравнению даже с низкоэффективными ископаемыми топливами они имеют более низкое содержание углерода и более высокое кислорода. В число этих материалов входят, в частности, различные твердые бытовые отходы (ТБО) и топливо, изготовленное из отходов данного типа (ТИО) путем извлечения из них утилизуемых материалов. В эту группу могут быть и включены древесные или целлюлозосодержащие продукты и субпродукты сельскохозяйственного происхождения (багасса, рисовая шелуха, солома, обрезки ветвей садовых деревьев и т.п.) и продукты лесопереработки (обрезки, опилки, кора, сучья и т.д.), а и отходы отраслей, использующих подобные продукты. Большинство из них имеют волокнистую структуру и высокое содержание воды. Аналогичные отходы, которые обычно не рассматриваются как биомасса, включают ил промышленных стоков, например, при производстве технической целлюлозы, бумаги и т.п., или бытовых сточных вод, навоз, строительные отходы, разносортные пластики и остаточные материалы при разделке автомобилей.

Углеродосодержащие отходы, прежде всего ТБО, ТИО и твердый ил, весьма неудобны для использования в качестве топлива из-за своей физической формы. Их куски или части не только необычайно разнообразны по форме и размерам, но резко различаются по содержанию влаги, пластичности, плотности и воспламеняемости. Как следствие, обычная технология сжигания осложняется введением сложных добавочных операций, применением старомодных топок или подвижных колосников, огромными потребностями в избыточном воздухе, необходимостью во множестве приборов для контроля чистоты воздуха, низкой управляемостью и малой универсальностью топлива. Все это увеличивает трудности выполнения жестких нормативов по чистоте газообразных выбросов.

Недостатком твердых форм угля, с точки зрения энергетического рынка, является наличие примесей. Так, в Дополнениях к Закону о Чистом Воздухе (ДЗЧВ), США, 1990, идентифицированы 189 опасных загрязнителей воздуха (ОЗА), содержание которых должно быть нормировано. Данные ОЗАмогут включать в себя следы металлов, сурьмы, мышьяка, бериллия, кадмия, хрома, кобальта, меди, свинца, марганца, ртути, никеля и селена.

Преобразование углеродосодержащих отходов, особенно ТБО, в энергию и осложняется наличием примесей. Содержание воды высокое и весьма непостоянное. Содержание золы и может быть очень высоким. Токсичные вещества: свинец, кадмий, ртуть и другие тяжелые металлы - попадают в продукты сгорания, и их нужно улавливать посредством скрубберов, фильтров и других сложных систем защиты окружающей среды. Содержание хлора, источником которого являются хлорированные пластики, например ПВХ, составляет в среднем 0,5%, но может достигать в ТБО и в ТИО уровня 1,8%. Он вызывает коррозию трубопроводов котельных, требует применения щелочных скрубберов и способствует образованию диоксинов, фуранов и, возможно, других загрязнителей воздуха. Хотя именно хлор привлекает основное внимание, в углеродосодержащих отходах могут содержаться, хотя и в меньших количествах, и и другие галогены. По результатам теста "Процедура определения характеристик токсичности выщелачиванием" (ПОХТВ), разработанного Агентством по Охране Окружающей Среды США, образующаяся при сжигании зола в ряде случаев может классифицироваться как опасная. Согласно литературным данным, для того, чтобы зола прошла указанный тест, ее необходимо нагреть выше точки плавления.

Большие количества отходов претерпевают гниение в условиях, которые рассматриваются как экологически неблагоприятные. Ощущается общественное давление, которое, вероятно, будет возрастать, в пользу улучшения положения на старых свалках и захоронениях отходов. Данная ситуация неудовлетворительна не только из-за наличия потенциальных опасностей и необходимости мероприятий по уходу за свалками, но и тем, что, в ожидании экономичных методов утилизации, остается неиспользуемым большой энергетический потенциал.

ТБО сжигаются вместе с углем в энергетических установках на базе котельных жилых зданий и промышленных предприятий (этот процесс называется совместным сжиганием). Согласно ДЗЧВ 1990 г., допускается включать в состав топлива до 30%углеродосодержащих отходов без того, чтобы котлоагрегат рассматривался как установка по сжиганию отходов. В то время как применение совместного сжигания стимулируется снижением выброса SO₂, совместное применение комбинации углеродосодержащих отходов с низким содержанием серы и угля с высоким содержанием серы обладает многими недостатками, в том числе ростом трудоемкости, возрастанием потребности в избыточном воздухе, повышенным выбросом НС1, СО, NO_x и хлорсодержащих органических веществ, ростом количества шлака в котле и ростом удельного сопротивления летучей золы. Кроме того, использование совместного сжигания в коммерческих целях ограничивается только котлами колосникового или циклонного типов. Однако наблюдается возврат интереса к совместному сжиганию в связи с появлением данных о том, что окислы серы от сжигания угля препятствуют образованию диоксинов из хлорсодержащих отходов, а и в связи с трудностями выполнить требования ДЗЧВ 1990 г.при обычном сжигании угля.

Изобретатели и предприниматели реагировали на проблемы влаги и малой теплотворной способности низкоэффективных топлив путем разработки множества процессов карбонизации и пиролиза, в которых влага и кислород удаляются действием тепла. Хотя теплотворная способность повышается, появляются такие недостатки, как распыление и спонтанное возгорание. Возникает проблема (рассматриваемая, например в патенте США N 5000099), что делать с удаляемой влагой, которая сильно загрязнена комплексными органическими соединениями. При этом сырье и продукты на выходе процесса карбонизации рассматриваются в этой технологии как твердое топливо во всей последовательности операций, таких как подача, измельчение, просеивание, нагрев, охлаждение и т.д., что увеличивает затраты и создает опасность загрязнения и потерь.

Департамент Энергии США и частные предприниматели стремились устранить еще один, часто игнорируемый недостаток твердых топлив, а именно недостаток структуры, которым они обладают по сравнению с текучими топливами, т.е, с нефтью и газом. Одна из наиболее дорогостоящих попыток такого рода относилась к программам по превращению угля в суспензию, называемую "Топливо Уголь-Вода" (ТВУ) или "Смесь Уголь-Вода", которые успешно сжигались в котлах и топках, рассчитанных на нефтепродукты. Специально приготовленные образцы ТВУ сжигались и в экспериментальных дизельных установках и в камерах сгорания газотурбинных установок. Однако в настоящее время мировые цены на нефть настолько низкие, что данная технически осуществимая замена экономически неэффективна.

Хотя жидкие ТВУ (суспензии) успешно сжигались в котлах, рассчитанных на угольную пыль и нефть, углеродосодержащие отходы не использовались подобным образом, поскольку для того, чтобы их можно было закачивать, суспензии ТВУ должны быть настолько разбавленными, что их энергетическая ценность становится очень низкой (а в некоторых случаях и отрицательной). Высокосортные угли, например антрациты, могут быть размолоты и превращены в суспензию с содержанием закачиваемой твердой составляющей порядка 50% или выше. По мере снижения сортности способность к образованию суспензии снижается. Плохие характеристики по образованию суспензий низкосортных топлив и углеродосодержащих отходов связываются с их волокнистой и гидрофильной природой. Однако, как отмечено в патенте США N 4380960, концентрация гидрофильного топлива в суспензии может быть повышена путем нагрева до температуры, при которой происходит перестройка на физическом и молекулярном уровнях с разрывом связей двуокись углерода - вода. В результате образуется менее гидрофильное и менее волокнистое топливо (карбонизованное вещество), для которого закачиваемая концентрация суспензии значительно выше. Этот процесс называется "карбонизация суспензии".

Твердые бытовые отходы, извлеченное из них топливо и многие другие влагосодержащие отходы содержат микроорганизмы, которые ограничивают время, в течение которого эти отходы могут сохраняться без выделения запахов и других процессов разложения. Плохая сохраняемость в сочетании с громоздкостью и неоднородностью требует применения узкоспециализированных котлов для того, чтобы преобразовать их (с низкой эффективностью) в энергию. Поскольку места образования и/или хранения подобных отходов рассеяны по значительному пространству, их количества в определенной зоне часто оказывается недостаточно, чтобы оправдать подобное дорогостоящее преобразование (единственной альтернативой этому является захоронение).

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Тепловая эффективность сжигания топлив на основе водной суспензии является функцией их энергетической плотности, или теплоты сгорания топлива, выраженной в ккал/кг. Теплота сгорания в расчете на содержание твердого вещества может варьировать в определенных пределах, тем не менее энергетическая плотность прежде всего зависит от концентрации твердых частиц в суспензии. Другими словами, она обратно пропорциональна содержанию воды. Эта концентрация ограничивается вязкостью, которая должна быть достаточно низкой для того, чтобы суспензию можно было закачивать, нагревать, подавать и диспергировать в атмосферу зоны сжигания. Это ограничение по вязкости является приемлемым в отношении высокосортных углей, позволяя применять концентрации около 49% и более без присадок и до 70% в случае применения присадок. По мере снижения сортности происходит снижение концентрации суспензии, т.е. падение ее энергетической плотности при приемлемой вязкости, что делает соответствующие топлива менее привлекательными.

Кроме того, утилизация низкосортных углей и углеродосодержащих отходов часто затрудняется наличием примесей, отличных от воды, в частности, серы, хлора, азота, токсичных металлов и шлакообразующих каТИОнов, например натрия, калия и др. Влияние серы может быть смягчено методами, описанными в вышеупомянутых патентах. Настоящее изобретение и обеспечивает снижение содержания серы и азота, но в основном оно направлено на снижение содержания воды, хлора, токсичных металлов и шлакообразующих каТИОнов и анионов.

Удалось обнаружить, что многочисленные низкосортные виды угля и углеродосодержащих отходов, которые являются нежелательными в качестве топлива для обычного сжигания по причине своей структуры, громоздкости, разбросанности, сезонности, нестойкости, низкой теплотворной способности, присутствия влаги и/или других загрязнителей, могут быть преобразованы в полезные, стерильные топлива типа суспензий с высокой энергетической плотностью. Обнаружена и возможность существенного одновременного снижения содержания различных примесей, в том числе натрия, калия, кальция, серы, хлора, азота, тяжелых металлов, других каТИОнов и анионов, исходная концентрация которых препятствует утилизации вследствие их коррозионных свойств, образования шлаков и/или токсичных выбросов.

Эти важные улучшения достигаются за счет создания водной суспензии низкосортных углей, углеродосодержащих отходов или их смесей при приемлемой вязкости. Такая суспензия карбонизуется, т.е. нагревается под давлением, обычно в присутствии щелочи, до температуры, при которой происходит существенная перестройка на физическом и молекулярных уровнях, характеризующаяся высвобождением значительной части кислорода, находившегося в связанном состоянии в составе двуокиси углерода. Необходимая для такой перестройки температура зависит от характеристик подаваемой суспензии, но обычно лежит в интервале от 220^oC до 370^oC. Требуемое значение давления является функцией давления водяного пара при максимальной температуре плюс парциального давления двуокиси углерода и других присутствующих газов. В указанных условиях твердые частицы в подаваемой суспензии в значительной степени утрачивают свою волокнистую и гидрофильную структуру и распадаются на более мелкие обуглившиеся частицы. Это приводит к образованию суспензии с резко улучшенной реологией, способной обеспечить намного более высокую концентрацию и энергетическую плотность при приемлемой вязкости.

Одновременно, в агрессивно гидролизных условиях свободный хлор, входящий в состав органических соединений (даже таких стойких полимеров, как ПВХ), а и сера и другие анионы вступают в реакцию со щелочью и растворяются в жидкой фазе. Ранее связанные каТИОны, такие как натрий и калий, и становятся способными к растворению в воде. Физическая и молекулярная перестройка создает возможность растворить или суспензировать в перегретой воде большинство всех токсичных металлов, имевшихся в исходной суспензии. Очень малый размер частиц и их присутствие в виде водной суспензии, находящейся при повышенной температуре, позволяет применить весь опыт, накопленный химической наукой и промышленностью в борьбе с нежелательными примесями (в том числе еще не идентифицированными). Например, появляется возможность введения различных агентов, специфичных в отношении солюбилизации, экстракции, осаждения или нейтрализации одной или нескольких примесей, включая кислоты, щелочи, пероксиды, пассиваторы, до, во время и/или после нагрева и/или концентрирования карбонизованных частиц.

Некоторые низкосортные угли или углеродосодержащие отходы, такие как ил бытовых стоков, могут уже в исходном состоянии иметь форму суспензии и не требовать никакой дополнительной подготовки. Другие, например навоз, могут иметь более высокое содержание твердых веществ, и для превращения их в суспензию требуется добавление воды, в том числе отработанной, или других суспензий. Образующийся в процессе добычи слишком мелкий уголь, а и уже существующие огромные запасы такого угля, который, как правило, является влажным, представляют источник почти готового низкосортного угля. Если они находятся в твердом и относительно сухом состоянии, низкосортные угли и углеродосодержащие отходы режутся, раскалываются, размалываются, превращаются в пульпу и/или подвергаются другим известным операциям по уменьшению размеров, перемешиваются с водой, отработанной водой и/или с другими суспензиями для получения суспензии приемлемого качества.

Если подаваемые материалы содержат значительную долю неорганических веществ, которые могут быть отделены с использованием принципа различной плотности, а и других физических и/или химических свойств, такое разделение производится. Подходящий метод (мокрое извлечение ресурсов), предусматривающий образование суспензии и выделение из нее твердых осколков, железа, стекла, неферромагнитных металлов, с предварительным концентрированием углеродосодержащей суспензии до требуемой вязкости, описан применительно к ТБО в патенте США N 4624417. В патенте США N 4561860 описан подходящий метод (сухое извлечение ресурсов) для удаления из ТБОнеорганических веществ путем резки и пропускания через барабанный грохот, отсадочную машину и вибрационные сита, а и применения магнитных, и воздушных сепараторов, сепараторов на основе вихревых токов с целью получения ТИО, которое может быть смешано с водой для получения материала приемлемой вязкости для карбонизации суспензии. Известны и и другие многочисленные способы и устройства (для сухих и мокрых процессов), служащие для сепарирования неорганических веществ из угля.

Когда низкосортные угли или углеродосодержащие отходы содержат существенное количество галогенов, серы и/или других кислотообразующих анионов, то перед, во время и/или сразу же по завершении карбонизации суспензии в нее добавляется щелочь (в случае ее отсутствия в суспензии). Когда суспензия карбонизируется как смесь, то щелочь, исходно присутствующая в некоторых низкосортных углях, позволяет обойтись без добавки щелочи или уменьшить объем добавки. Поскольку ТБО, ТИО, прочие углеродосодержащие отходы и угли содержат хлор и другие галогены (которые способны образовывать галоидводородные кислоты в процессе карбонизации суспензии), в то время как значительное количество топлив и отходов содержит щелочные элементы, такие как натрий, кальций, магний и калий, они образуют естественное сочетание для совместной обработки на стадии карбонизации суспензии. Обе эти группы не только превращаются в однородные суспензионные топлива с высокой энергетической плотностью, но их химические примеси способны нейтрализовывать друг друга. Весьма логично расширить принцип совместной обработки на органические отходы с низким содержанием серы и добавляемые к ним ископаемые топлива с высоким содержанием серы, которые, взятые отдельно, не отвечают допустимым нормам. В результате создается суспензионное топливо с более низким испусканием SO₂ (в расчете на одну энергетическую единицу), чем исходное ископаемое топливо.

Обычный способ передачи тепла от потока жидкости, выходящего из реактора, к потоку на его входе состоит в непрямой теплопередаче через поверхность теплообмена. Обнаружено однако, что теплота в жидком выходящем потоке, находящемся под давлением и при температуре выше его точки кипения при атмосферном давлении, может быть экономично передана вязкому входному потоку путем ступенчатого снижения давления в выходящем потоке и взрывного выделения из него пара при последовательных пошаговых снижениях давления. Пар при каждом таком мгновенном выделении смешивается непосредственно с входным потоком при ступенчатом уменьшении давления. Это наблюдение в первую очередь применимо к находящимся под давлением вязким суспензиям, которым свойственны образование осадка и/или низкий уровень непрямой теплопередачи.

В соответствии с уровнем техники, приемлемо низкая вязкость для прокачки в суспензиях на основе низкосортного угля или углеродосодержащих отходов достигается добавлением к суспензии воды, что существенно увеличивает объемы прокачиваемой суспензии и увеличивает затраты на насосы и другое оборудование, а и увеличивает потребность в технологической воде и в ее обработке после удаления из суспензии. Теперь обнаружено, что, как альтернатива, углеродосодержащая суспензия со скачкообразно повышенным содержанием твердого вещества может быть нагрета и подвергнута обработке в противотоке жидкости и твердых углеродосодержащих частиц, при использовании двух шнеков с переменным шагом. В результате обнаружения этой возможности система может обеспечить нагрев углеродосодержащей суспензии с высоким содержанием твердой фазы. Это существенно снижает требования к производительности технологического оборудования, сокращает расход тепла, уменьшает или устраняет потребность в концентрировании суспензии после ее обработки и/или сокращает объем обработки воды, удаленной из суспензии.

Если суспензия, полученная в результате данного процесса, практически свободна от растворенных в ней вредных солей и/или других материалов, ее концентрацию можно увеличить до максимальной вязкости, удобной для хранения, транспортировки и последующего сжигания с помощью центрифуг, фильтров, испарителей и/или других подходящих средств и/или путем смешивания разбавленной суспензии с другим твердым ископаемым топливом. Если же суспензия содержит существенное количество растворенных солей и/или минералов, которые могут создать трудности при ее использовании и/или привести к испусканию загрязняющих веществ, твердая углесодержащая составляющая практически полностью отделяется от водной фазы и снова переводится в суспензию в чистой воде при максимально приемлемой вязкости. Может оказаться желательным перед повторным суспензированием промыть влажную твердую составляющую чистой водой. При повторном суспензировании могут быть и применены жидкие углеводородные продукты, такие как, например, дизельное топливо, с образованием суспензионного топлива. Хотя предпочтительной формой является высокоэнергетическая суспензия, можно и осуществить обезвоживание, сушку и таблетирование твердой составляющей с получением высокосортного твердого топлива.

Влага, удаленная из обработанной суспензии, может содержать растворенные или взвешенные примеси. Большую часть этой удаленной влаги желательно использовать повторно как воду для получения суспензии из материалов, подаваемых на вход. В связи с накоплением растворенных или взвешенных примесей в этой повторно используемой воде, часть ее может быть выведена из производственного цикла и подвергнута обычной обработке для возвращения в цикл или сброса. В определенных ситуациях предпочтительно повторно использовать обработанную воду в качестве материала для суспензирования конечного продукта обработки. В этом случае любые растворенные или взвешенные органические вещества будут окисляться в процессе сжигания топлива и превращаться в золу.

Хотя реакция карбонизации уменьшает размер частиц, дальнейшее уменьшение их размера путем перемалывания, резки и/или применения специально разработанных устройств для уменьшения размеров частиц при одновременном приложении давления часто позволяет дополнительно повысить содержание твердой фазы и энергетическую плотность. "Размельчаемость" существенно улучшается по сравнению с исходным углеродосодержащим сырьем. Селективное уменьшение размеров частиц карбонизованного вещества часто приводит к дальнейшим улучшениям благодаря бимодальному характеру распределения частиц по размерам. После карбонизации-концентрации суспензии смеси различных исходных материалов часто демонстрируют более высокую энергетическую плотность (при определенной вязкости), чем суспензии этих материалов, взятых по отдельности. Введение одной или нескольких добавок для улучшения вязкости, известных в технологии ТВУ, часто открывает еще один путь к максимизации энергетической плотности суспензии из конечного продукта.

Суспензия из карбонизованного вещества согласно настоящему изобретению предпочтительно применяется в качестве топлива для получения пара, тепла или электричества в котлах, печах, мусоросжигателях, топках, дизельных машинах или газовых турбинах. Возможно использование котлов любого типа (работающих при повышенном или практически атмосферном давлении), в том числе рассчитанных на топочный мазут и/или угольную пыль. Во многих случаях карбонизованное вещество непосредственно или в виде концентрированной суспензии может быть применено в качестве материала для получения угля или водорода для газификации с получением синтетического газа, а и в качестве исходного материала для каталитической или биохимической реакции с получением низкомолекулярных органических веществ, таких как метанол, уксусная кислота и т.д., для гидролиза, реформинга, сжижения или получения сажи, активированного угля и т.п.

Таким образом, относительно чистая, стерильная и некоррозионная суспензия карбонизованного вещества, полученная согласно данному изобретению, может достаточно удобно сохраняться для дальнейшего использования и/или транспортироваться к месту использования. Становится доступным эффективное централизованное использовании тепловой энергии из рассеянных на больших пространствах низкосортных топлив, например, на тепловой электростанции, местоположение которой выбрано таким образом, чтобы сделать возможным использование суспензий, приготовленных во множестве различных мест.

Далее, суспензии из карбонизованного вещества могут применяться по мере необходимости, например во время пиковых нагрузок, поскольку суспензию легко хранить, причем в пересчете на теплотворную способность она имеет малый объем, а установки по обработке низкосортных топлив могут работать круглый год.

Далее, использование суспензии из карбонизованного вещества не ограничивается производством тепла. Она может быть превращена в газ для сжигания, который можно транспортировать к различным местам его применения, она может подвергаться окислению в жидкой фазе для получения низкомолекулярных органических соединений и быть преобразованной в активированный уголь, сажу, углеволокно или синтетические драгоценные камни, причем зоны ее обработки физически не привязаны к зоне, где производится низкосортное топливо.

Если суспензия на основе карбонизованного вещества все еще содержит такие количества токсичных металлов, которые могут привести к образованию опасной золы, первичную температуру сжигания суспензии следует выбрать превышающей температуру плавления большинства компонентов золы. В результате частицы золы будут превращаться в расплавленные частицы (шлак), которые в течение короткого промежутка времени оказываются взвешенными в газовой фазе. По мере снижения температуры за счет дополнительной подачи воздуха или рециркулируемого газа, а и теплопроводности, расплавленные частицы переходят в твердое состояние, образуя остеклованную зольную пыль, которая способна пройти упомянутый выше тест ПОХТВна выщелачивание.

Настоящее изобретение вносит новый аспект в совместное сжигание углей и углеродосодержащих отходов, особенно ТБО, ТИО и ила сточных вод. Соотношение основных компонентов может быть подобрано таким образом, чтобы добиться допустимого уровня выбросов серы и окислов азота без возникновения дополнительных проблем избыточного шлакообразования, коррозии или вредных примесей в дымовом газе. Топливная суспензия карбонизованного вещества обладает прекрасной однородностью, что минимизирует потребность в избыточном воздухе при совместном сжигании и позволяет более точно управлять его расходом. Кроме того, суспензированные топлива сжигаются с применением горелок, аналогичных применяемым для топочного мазута и/или угольной пыли, т.е. не требуют использования устаревших неэффективных механических топок или топок с подвижными колосниковыми решетками.

Таким образом, настоящее изобретение решает проблему сокращения зависимости от импорта топлива. Конкретные задачи, решаемые изобретением: более эффективное получение тепла и энергии из низкосортных топлив и углеродосодержащих отходов; экономичное использование частиц топлива, которые слишком малы для применения обычных методов; повышение точки размягчения топливной золы для снижения уровня загрязнения и шлакообразования; превращение неоднородных топлив, таких как ТБО, ТИО или ил сточных вод, в однородное жидкое топливо; преобразование громоздкого топлива в компактное, удобное для хранения и последующего транспортирования в зону использования; преобразование разлагающегося топлива в стерильное, хранящееся без ухудшения свойств: улучшение экономических показателей использования топлив, содержащих влагу и/или хлор: снижение выбросов в атмосферу газов галоидных кислот, галогеносодержащей органики и/или токсичных металлов; эффективное и непрерывное остеклование потенциально опасной золы; лучшее использование ТБО, ТИО, ила сточных вод и других углеродосодержащих отходов и минимизация количества захораниваемых отходов: предотвращение попадания токсичных металлов в захораниваемые отходы; облегчение переработки существующих захоронений отходов за счет разработки безопасной и экономичной технологии избавления от загрязненных углеродосодержащих отходов, а и экономичное совместное сжигание топлив, ранее не пригодных для этой цели. Дополнительные задачи станут ясны из описания чертежей и соответствующих пояснений к ним.

Версия для печати
Дата публикации 06.11.2006гг

---

---