| початок розділу
Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві |
хитрощі майстру
електроніка фізика технології винаходи |
таємниці космосу
таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу |
  |
| Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання) | |||
Навігація: => |
На головну / Каталог патентів / В розділ каталогу / Назад / |
|
ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2287111
СПОСІБ ПЕРЕРОБКИ ТВЕРДИХ ПОБУТОВИХ ВІДХОДІВ У кисневому конвертері
Ім'я винахідника: Мокринський Андрій Вікторович (RU); Лаврик Олександр Микитович (RU); Протопопов Євген Валентинович (RU); Волинкіна Катерина Петрівна (RU); Соколов Валерій Васильович (RU); Долгополов Володимир Павлович (RU); Буймов Володимир Опанасович (RU); Щеглов Михайло Олександрович (RU); Єрмолаєв Анатолій Іванович (RU); Макарчук Володимир Вікторович (RU); Ганзера Лідія Альбертівна (RU); Щеглов Сергій Михайлович (RU)
Ім'я патентовласника: Відкрите акціонерне товариство "Західно-Сибірський металургійний комбінат" (RU); Державна освітня установа вищої професійної освіти "Сибірський державний індустріальний університет" (RU)
Адреса для листування: 654043, Кемеровська обл., М Новокузнецьк, ш. Космічне, 16, ВАТ "Західно-Сибірський металургійний комбінат", Патентно-ліцензійний відділ, О.Ф. Володіной
Дата початку дії патенту: 2005.02.02
Винахід відноситься до способів термічної переробки твердих побутових відходів (ТПВ) і може бути використано в чорній металургії. Спосіб переробки твердих побутових відходів в кисневому конвертері включать спалювання ТПВ і вуглець матеріалів в рідкій шлакової ванні, що продувається кисневмісних газом. На дно кисневого конвертера завантажують суміш горючих нетоксичних компонентів ТПВ в окускованного вигляді з теплотою згоряння 4-15 МДж / кг в кількості 0,5-20 кг / т рідкої сталі, завалюють брухт, сідаю углеродсодержащие матеріали і прогрівають киснем з витратою, що перевищує номінальний на 0,59-0,73 м 3 / кг завантажуються ТПВ, після чого заливають рідкий чавун і ведуть окислительную продування. Як горючих нетоксичних компонентів ТПВ використовують харчові відходи, текстиль, гуму, шкіри, деревні відходи, кістки. Використання винаходу забезпечує поєднання процесу окисного рафінування металу і термічної переробки ТПВ в конвертері.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до способів термічної переробки твердих побутових відходів (ТПВ) і може бути використано в чорній металургії, зокрема в киснево-конвертерному виробництві.
Відомий спосіб термічної переробки ТПВ в печах-котлоагрегатах з колосниковими гратами / Гречко А.В. Термічні методи переробки твердих побутових відходів: енерговитрати і екологічність // Електрометалургія, 2000., №8, с.33-39 /.
Відомий спосіб дозволяє спалювати ТПВ і, таким чином, вирішити проблему їх утилізації.
Недоліком відомого способу є низька температура процесу (600-900 ° С), при якій найбільш інтенсивно утворюються високотоксичні з'єднання типу діоксинів, фуранів і ін., Крім того, утворюються вторинні тверді відходи (25-30%), заражені цими отруйними речовинами, які вимагають поховання.
Відомий спосіб термічної переробки ТПВ в агрегатах з рідкої шлакової ванни / US №4294433, F 27 B 001/20, 1981 г. /.
Відомий спосіб дозволяє переробляти (утилізувати) ТПВ в високотемпературних печах (1200-1400 ° С і вище), широко поширених в кольоровій металургії і званих печами Ванюкова (ПВ), характеризується відсутністю вторинних твердих відходів.
Недоліком відомого способу є висока енергозатратність, шкідливі викиди в атмосферу і низька технологічність процесу, пов'язана з конкретними факторами регіонального характеру: будівництво або реконструкція агрегатів з рідкої шлакової ванни для роботи за новою технологією, наявність інших відходів і їх цінність для спільної переробки з ТПВ, потреба і обсяги у використанні продуктів переробки і т.д.
Найбільш близьким за технічною сутністю і досягається результату до пропонованого є спосіб термічної переробки твердих відходів, що включає завантаження відходів і містять вуглець палива в розплавлену шлакову ванну, продувається кисневмісних газом / SU №1315738, 4 F 23 G 5/00, 1987 г. /.
Відомий спосіб дозволяє здійснити швидке нагрівання ТПВ та їх спалювання безпосередньо в обсязі шлакового розплаву, виключити виділення при низькій температурі газів, що містять органічні сполуки, в тому числі таких особливо небезпечних, як діоксин.
Недоліком відомого способу є високі капіталовкладення в проектування і будівництво установок для спалювання ТПВ в барботируемом жужільному розплаві, складність їх промислової експлуатації, додаткові витрати на очистку димових газів від пилу і газоподібних шкідливих неорганічних сполук, безперервне видалення з печі утворюється шлаку.
Завданням винаходу є зниження капітальних витрат за рахунок поєднання процесу окисного рафінування металу і термічної переробки ТПВ в діючих металургійних агрегатах.
Завдання виконується в такий спосіб.
У способі переробки твердих побутових відходів, що включає завантаження відходів, що містять вуглець матеріалів і продування киснем, відповідно до винаходу після завантаження на дно конвертера твердих побутових відходів у вигляді суміші окускованного горючих нетоксичних компонентів ТПВ з теплотою згоряння 4-15 МДж / кг в кількості 0,5- 20 кг / т рідкої сталі, завалюють металобрухтом і прогрівають киснем з витратою в межах 110-200% від номінального, потім заливають рідкий чавун і ведуть окислительное рафінування.
Як горючих нетоксичних компонентів ТПВ використовують харчові відходи, текстиль, гуму, шкіри, деревні відходи, кістки.
Наведена послідовність способу термічної переробки твердих побутових відходів в кисневому конвертері дозволяє значно підвищити температуру процесу в перші хвилини продувки і прискорити наведення первинного залозистого шлаку, що забезпечує повне спалювання горючих нетоксичних компонентів ТПВ в обсязі шлакового розплаву і не ускладнює окислительное рафінування металу.
ТПВ попередньо піддають сортуванню з метою відокремлення цінних, негорючих, токсичних компонентів і / або компонентів, що виділяють в процесі розкладання і горіння токсичні сполуки. Залишкову частину ТПВ після сортування окусковивают з метою підвищення щільності і зниження ймовірності виносу легких і дрібних компонентів з сталеплавильного агрегату. Розміри шматків (брикети, пакети, гранули та ін.) Повинні забезпечувати їх зручну укладку в завантажувальні пристрої, безперешкодне введення в кисневий конвертер і їх повне згоряння в обсязі шлакового розплаву.
Прогрів киснем шихтовихматеріалів після їх завантаження на дно конвертера дозволяє поліпшити процес шлакоутворення, прискорити массообменниє процеси між металом і шлаком, забезпечує глибоке рафінування металу від шкідливих домішок, знижує втрати металу з переокислення шлаком.
Введення ТПВ в прогріваються частина шихтових матеріалів підсилює екзотермічний ефект горіння вуглець матеріалів внаслідок наявності в складі ТПВ легкозажігаемих і бистросгораемих компонентів (папір, текстиль та ін.) І сприяє зниженню витрати кисню завдяки наявності власного кисневмісного газу в органічній масі відходів.
Швидкий прогрів ТПВ та їх спалювання безпосередньо в обсязі високотемпературного шлакового розплаву повністю виключає утворення газоподібних високотоксичних сполук типу діоксинів, фуранів і т.д., не вимагає додаткових витрат на очищення димових газів від пилу і газоподібних шкідливих неорганічних сполук, а й спеціального видалення з агрегату утворюється шлаку.
Теплота згоряння суміші горючих нетоксичних компонентів ТПВ визначається співвідношенням її складових: харчові відходи, текстиль, гума, шкіри, деревні відходи, кістки. Застосування ТПВ з теплотою згоряння менше 4 МДж / кг призводить до "холодного" початку плавки, поганому розчиненню вапна, зниження реакційної здатності шлаку на початку продувки, уповільнює массообменниє процеси між металом і шлаком, не дозволяє поєднати процес окисного рафінування та термічної переробки ТПВ в кисневому конвертері.
Використання суміші горючих нетоксичних компонентів ТПВ з теплотою згоряння більше 15 МДж / кг вимагає додаткової сортування відходів і видалення із суміші низькокалорійних компонентів ТПВ (наприклад, харчових відходів) і збільшує витрати на термічну переробку ТПВ в кисневому конвертері.
При кількості суміші горючих нетоксичних компонентів ТПВ менше 0,5 кг / т рідкої сталі знижується екзотермічний ефект горіння вуглець матеріалів, що призводить до "холодного" початку плавки, уповільнює шлакообразованіе в перші хвилини продувки і ускладнює окислительное рафінування металу, не дозволяє поєднати його з термічної переробкою ТПВ в кисневому конвертері.
При кількості суміші горючих нетоксичних компонентів ТПВ більше 20 кг / т рідкої сталі збільшується кількість що утворюється шлаку і димових газів, що виділяються при спалюванні ТПВ, що забруднює метал вторинними твердими складовими, вимагає додаткових витрат на очищення димових газів від пилу і неорганічних сполук і не дозволяє поєднати термічну переробку ТПВ з окислювальним рафинированием металу в кисневому конвертері.
При витраті кисню на прогрів шихтовихматеріалів менше 110% від номінального, що подається на прогрів металобрухту знижується екзотермічний ефект горіння вуглець матеріалів і легкозажігаемих і бистросгораемих компонентів ТПВ (папір, текстиль та ін.), Не забезпечується необхідний нагрів шихтових матеріалів, що призводить до "холодного "початку процесу, уповільнює шлакообразованіе на початку продувки, ускладнює окислительное рафінування металу і не дозволяє поєднати його з термічною переробкою ТПВ в кисневому конвертері.
При збільшенні витрати кисню на прогрів шихтових матеріалів більше 200% від номінального, що подається на прогрів металобрухту, знижується ступінь його засвоєння, збільшуються витрати на окисне рафінування металу і термічну переробку ТПВ в кисневому конвертері.
Новий технічний результат винаходу полягає в досягненні оптимальних умов для швидкого наведення первинного залозистого шлаку безпосередньо після заливки чавуну на початку продувки і спалювання горючих нетоксичних компонентів ТПВ в обсязі високотемпературного шлакового розплаву без освіти газоподібних високотоксичних сполук вторинних твердих складових, що забруднюють метал, що дозволяє поєднати процес окисного рафінування металу і термічної переробки ТПВ в кисневому конвертері.
Спосіб реалізований на Західно-Сибірському металургійному комбінаті в киснево-конвертерному цеху №2.
Приклад: У 350-тонний конвертер з верхнім кисневим дуттям завантажують 2 т окускованного ТПВ (6,25 кг / т рідкої сталі). Попередньо ТПВ сортують і виділяють цінні (чорні і кольорові метали, скло, пластик, макулатура і картон), негорючі (камені) і токсичні (ртутні лампи, гальванічні елементи) компоненти. Залишкова частина ТПВ являє собою суміш нетоксичних горючих компонентів ТПВ з теплотою згоряння 11,6 МДж / кг наступного складу (мас.%): Харчові відходи - 74; непридатна для вторинного використання макулатура - 8; текстиль - 12; шкіра - 1,7; деревні відходи - 1,7; гума - 1,3; кістки - 1,3, яку пресують в пакети розміром 800 × 500 × 500 мм і обв'язують 3 рядами металевого дроту. Після завантаження на дно конвертера ТПВ завалюють брухт, сідаю углеродсодержащие матеріали (газове вугілля), вапно і вапняно-магнезійний флюс. Далі опускають кисневу фурму і виробляють прогрів киснем протягом 7,5 хв з витратою 200 м 3 / хв, що складає 140% від номінального, що подається на прогрів металобрухту. Після прогріву в конвертер заливають чавун. Температура заливається чавуну 1400 ° С, хімічний склад,%: Si 0,48; Mn 0,40; S 0,018; Р 0,15. Далі ведуть окислительное рафінування, прісажівая по ходу продувки шлакообразующие матеріали (вапно і марганцевий агломерат), переміщаючи фурму в вертикальному напрямку зі зміною витрати кисню. Тривалість продувки 18 хв. Температура металу на повалкою 1650 ° С, метал містить,%: С 0,10; Mn 0,16; Р 0,015; S 0,013. Основностьшлаку 3,0; зміст FeO 18,5%; вихід придатного 92,0%.
Застосування запропонованого способу термічної переробки твердих побутових відходів в конвертері дозволяє знизити капітальні витрати за рахунок поєднання процесу окисного рафінування металу і термічної переробки ТПВ в діючих металургійних агрегатах.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
1. Спосіб термічної переробки твердих побутових відходів, що включає завантаження відходів, що містять вуглець матеріалів і продування киснем, який відрізняється тим, що завантаження твердих побутових відходів у вигляді суміші окускованного горючих нетоксичних компонентів з теплотою згоряння 4-15 МДж / кг в кількості 0,5-20 кг / т рідкої сталі з углеродсодержащими матеріалами здійснюють на дно конвертера, завалюють брухт і продувають киснем з витратою в межах 110-200% від номінального, потім заливають рідкий чавун і ведуть окислительное рафінування.
2. Спосіб за п.1, що відрізняється тим, що в якості горючих нетоксичних компонентів твердих побутових відходів використовують харчові відходи, текстиль, гуму, шкіру, деревні відходи, кістки.
Версія для друку
Дата публікації 12.12.2006гг
Коментарі
Коментуючи, пам'ятайте про те, що зміст і тон Вашого повідомлення можуть зачіпати почуття реальних людей, проявляйте повагу та толерантність до своїх співрозмовників навіть у тому випадку, якщо Ви не поділяєте їхню думку, Ваша поведінка за умов свободи висловлювань та анонімності, наданих інтернетом, змінює не тільки віртуальний, але й реальний світ. Всі коменти приховані з індексу, спам контролюється.