ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2288406
СПОСОБ УНИЧТОЖЕНИЯ ХЛОРОРГАНИЧЕСКИХ ОТХОДОВ
Имя изобретателя: Самсиков Евгений Анатольевич (RU); Кононов Александр Иванович (RU); Курунов Иван Филиппович (RU)
Имя патентообладателя: Открытое акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат" (ОАО "НЛМК") (RU)
Адрес для переписки: 398040, г.Липецк, пл. Металлургов, 2, ОАО "НЛМК"
Дата начала действия патента: 2004.06.11
Изобретение относится к области
черной металлургии и к области переработки
промышленных и бытовых отходов, в частности
к сфере утилизации отходов нефтепродуктов
и уничтожения хлорорганических
производственных отходов химической,
машиностроительной, радиотехнической,
электронной, энергетической и других
отраслей промышленности, и может быть
использовано для уничтожения этих отходов
в доменных печах без применения
специальных агрегатов. Способ уничтожения
хлорорганических соединений включает их
вдувание в поток дутья в фурменном приборе
доменной печи. Хлорорганические отходы
вдувают отдельно или в смеси с жидким
топливом через диспергирующую форсунку,
вводимую в фурменный прибор на расстоянии
от торца фурмы, равном 0,6-1,8 ее длины, под
давлением, превышающем давление дутья на
50-100 кПа, а количество вдуваемых
хлорорганических отходов регулируют в
зависимости от теоретической температуры
горения топлива в фурменной зоне (Ттеор.),
используя выражение Q=2+(Т теор-1800)0,015.
Технической задачей изобретения является
полное уничтожение хлорорганических
отходов в доменной печи при их расходе до
7-9,5 г/м3 дутья.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к области
черной металлургии и к области переработки
промышленных и бытовых отходов, в частности
к сфере утилизации отходов нефтепродуктов
и уничтожения хлорорганических
производственных отходов химической,
машиностроительной, радиотехнической,
электронной, энергетической и других
отраслей промышленности, и может быть
использовано для уничтожения этих отходов
в доменных печах без применения
специальных агрегатов.
Известен способ утилизации твердых
отходов полимерных материалов, включая
материалы, содержащие хлорорганические
соединения, заключающийся в измельчении
этих материалов до крупности менее 3 мм и
вдувании их в воздушные фурмы доменных
печей через специальные сопла, вводимые
через сальниковые устройства в сопло
фурменного прибора (Injecting plastic scrap into the blast
furnace. "STEEL TIMES", 1995, №6, p.216).
Недостатком данного способа является то,
что он не предусматривает уничтожение
жидких хлорорганических отходов,
образующихся в значительных количествах,
например в энергетических хозяйствах
промышленных предприятий.
Известен способ сжигания жидких
хлорсодержащих отходов в специальной
циклонной печи (А.С. СССР №1707433, 1993 г., кл. F 23 G
7/04). Этот способ устраняет недостаток
упомянутого выше известного способа,
однако для его реализации требуется
создание специальных агрегатов, и
ликвидация хлорорганических отходов по
этому способу сопровождается
значительными затратами энергоресурсов и,
следовательно, сопровождается выбросами в
атмосферу парниковых газов. Кроме того, в
атмосферу выделяется и свободный хлор.
Наиболее близким к изобретению по
технической сущности и достигаемым
результатам является известный способ
уничтожения хлорорганических соединений,
включающий их вдувание в поток горячего
дутья в фурменном приборе доменной печи и
термическое разложение и сжигание их в
высокотемпературной окислительной зоне
околофурменного пространства доменной
печи (Патент РФ №2119125. Опубликован 20.09.1998 г.).
Этот известный способ, принятый за прототип,
устраняет недостатки способов-аналогов.
Недостатком данного известного способа
являются ограниченные возможности его
использования, связанные с отсутствием
регламентации его реализации. В результате
при увеличении подачи в фурменную зону
хлорорганических отходов в количестве не
более 3 г на 1 м3 дутья происходит
неполное разложение хлорорганических
соединений и их остатки выносятся из печи с
доменным газом.
Технической задачей изобретения является
устранение указанных недостатков аналогов
и прототипа, полное уничтожение
хлорорганических отходов в доменной печи
при их расходе до 7-9,5 г/м3 дутья.
Решение данной технической задачи
обеспечивается тем, что в известном способе
уничтожения хлорорганических соединений,
включающем их вдувание в поток дутья струю
дутья в фурменном приборе доменной печи,
хлорорганические отходы вдувают отдельно
или в смеси с жидким топливом через
диспергирующую форсунку, вводимую в
фурменный прибор на расстоянии от торца
фурмы, равном 0,6-1,8 ее длины, под давлением,
превышающем давление дутья на 50-100 кПа, а
количество вдуваемых хлорорганических
отходов регулируют в зависимости от
теоретической температуры горения топлива
в фурменной зоне, используя выражение
где Q - расход вдуваемых хлорорганических
отходов, г/м3 дутья.
Сущность изобретения состоит в том, что
при вдувании хлорорганических отходов в
поток дутья в фурменном приборе на
расстоянии от торца фурмы, равном 0,6-1,8 ее
длины (в сопле или в фурме), под давлением,
превышающем давление дутья на 50-100 кПа, с
помощью форсунки, обеспечивающей
диспергацию вдуваемых отходов, мелкие
капли вдуваемой жидкости внедряются в
поток дутья, проникая до его оси, и
транспортируются потоком дутья в фурменную
зону. При этом они нагреваются к моменту их
поступления в фокус горения до температуры
не менее 1800-2000°С, при которой происходит
полное разложение хлорорганических
соединений, окисление углерода до СО и
образование HCl. Хлористый водород,
поднимаясь с горновыми газами, вступает в
реакцию с восстановленным железом и
щелочными металлами и их оксидами,
присутствующими в шихте, образуя летучие
хлориды металлов, которые выносятся из печи
с газами или выходят со шлаками. Высокая
температура газов в фурменной зоне и за ее
пределами предотвращает образование
вторичных токсичных продуктов типа
диоксинов и фуранов. При вдувании
хлорорганических отходов в смеси с жидким
топливом эффективность разложения
хлорорганических соединений повышается в
связи с тем, что микрокапли этих соединений
располагаются внутри капель горящего
жидкого топлива, вокруг которых образуются
микрообъемы с максимальной температурой,
превышающей среднюю температуру газов в
фурменной зоне. Применение выражения (1)
регламентирует расход вдуваемых
хлорорганических отходов в зависимости от
условий работы доменной печи, в частности в
зависимости от теоретической температуры
горения. Регулирование расхода вдуваемых
хлорорганических соединений в зависимости
от указанной температуры позволяет
увеличивать их расход при полном их
разложении в доменной печи до 7-9,5 г/м 3
дутья.
ПРИМЕНЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ИЛЛЮСТРИРУЕТСЯ СЛЕДУЮЩИМИ ПРИМЕРАМИ
Пример №1
На доменной печи полезным
объемом 1000 м3 уничтожали
хлорорганические отходы в виде совтола (смесь
из 70% пентахлорбифенила и 30% трихлорбензола)
путем его вдувания через форсунку,
встроенную во внутреннюю полость воздушной
фурмы на расстоянии от ее торца, равном 0,65
длины фурмы. Совтол подавали в форсунку под
избыточным давлением 300 кПа, что на 90 кПа
превышает давление дутья в фурме. При
теоретической температуре горения 2100 °С
количество вдуваемого в фурму совтола
составляло 5 г/м3 дутья. Анализ
доменного газа не обнаружил присутствия в
нем хлора и хлористых соединений.
Пример №2
На доменной печи полезным
объемом 1000 м3 уничтожали
хлорорганические отходы в виде совтола
путем его вдувания в смеси с подогретыми до
90°С маслоотходами через форсунку,
встроенную в сопло фурменного прибора на
расстоянии от торца фурмы, равном 1,4 ее
длины. Смесь маслоотходов и совтола
подавали в форсунку под избыточным
давлением 310 кПа, что на 100 кПа превышает
давление дутья в фурме. При теоретической
температуре горения 2250 °С количество
вдуваемого в печь совтола составляло 8,75 г/м3
дутья. Анализ доменного газа не обнаружил
присутствия в нем хлора и хлористых
соединений.
Таким образом, предложенное изобретение
позволяет уничтожать хлорорганические
отходы без значительных капитальных
вложений и эксплуатационных затрат и без
выбросов в атмосферу токсичных соединений
и парниковых газов.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Способ уничтожения
хлорорганических соединений, включающий их
вдувание в поток дутья в фурменном приборе
доменной печи, отличающийся тем, что
хлорорганические отходы вдувают отдельно
или в смеси с жидким топливом через
диспергирующую форсунку, вводимую в
фурменный прибор на расстоянии от торца
фурмы, равном 0,6-1,8 ее длины, под давлением,
превышающем давление дутья на 50-100 кПа, а
количество вдуваемых хлорорганических
отходов регулируют в зависимости от
теоретической температуры горения топлива
в фурменной зоне (Ттеор.), используя
выражение:
где Q - расход вдуваемых
хлорорганических отходов, г/м3 дутья.
Версия для печати
Дата публикации 11.12.2006гг
вверх
|
