Технология высокотемпературной утилизации отходов на базе процесса Ванюкова

Технология плавки материалов в барботируемой шлаковой ванне (Процесс Ванюкова), была разработана в НИТУ «МИСиС» профессором А.В. Ванюковым довольно давно, и прошла длительный период изучения и совершенствования в лабораторном и полупромышленном масштабе (Быстров, Федоров и др. 1992). Первая промышленная печь Ванюкова была построена в г. Норильск в 1977 г. для плавки медного сырья. К настоящему моменту построено и успешно эксплуатируется 9 металлургических печей Ванюкова, а технология зарекомендовала себя как эффективный и надёжный процесс. Как показала практика, используемые в технологии принципы хорошо подходят и для утилизации отходов (Усачев, 1998; Гречко, 2001; Парецкий, 2009).

Работу печи Ванюкова (рисунок 2) для сжигания отходов можно кратко описать следующим образом. Материалы (отходы и флюс), непрерывно загружаются в печь, на поверхность шлакового расплава с температурой 1300 °С, интенсивно перемешиваемого кислородно-воздушным дутьём. Дутьё подаётся непосредственно в объем расплава через дутьевые устройства, установленные в боковых стенах печи ниже уровня расплава. Таким образом, происходит интенсивное замешивание загружаемых материалов в шлаковый расплав и полное сгорание отходов. При этом, зольная часть отходов, совместно с добавляемым флюсом (кварцевый песок, известняк, либо другие материалы в зависимости от требуемого состава шлака) образует жидкий шлак. Выпуск шлака осуществляется непрерывно либо периодически через выпускное окно в торцевой стене печи.

Рисунок 2 - Принципиальная схема работы печи Ванюкова для утилизации ТБО

Отходящие газы поступают в котел-утилизатор, расположенный непосредственно над печью для утилизации тепла и далее – в систему газоочистки. Тепло отходящих газов используется для выработки тепловой и (или) электрической энергии, используемой для собственных нужд и поставляемой потребителям. При переработке промышленных отходов, содержащих летучие металлы (цинк, свинец, висмут и т.д.), последние могут быть выделены в самостоятельный продукт – возгоны, обогащенные данными компонентами.

Благодаря интенсивному перемешиванию расплава, печи Ванюкова обладают одной из самых больших удельных производительностей среди плавильных агрегатов. К примеру, при утилизации несортированных влажных ТБО, на каждый квадратный метр площади рабочего пространства печи возможна загрузка не менее 35 т отходов в сутки.

Предлагаемая технология полностью удовлетворяет требованиям, выполнение которых обеспечивает экологическую безопасность мусоросжигания (Бернадинер, 2001; Кавабата, 2007; Юдин, 2009), а именно:

· высокие температуры (не менее 1200 °С);

· избыток окислителя – кислорода;

· достаточное для полного распада высокотоксичных органических соединений время пребывания газов в горячей зоне (не менее 2 с);

· интенсивное перемешивание расплава, обеспечивающее максимально быстрый нагрев отходов до рабочей температуры.

Поиск по сайту: