Способ обработки твердых остатков после сжигания и устройство для его осуществления - RU2103605C1
Код документа: RU2103605C1
Чертежи
Описание
Изобретение относится к способу обработки твердых остатков после сжигания, к устройству для обработки твердых остатков после сжигания, установке для сжигания, в частности к установке для сжигания отходов с колосниковой решеткой и примыкающей к ней, заполненной жидкостью и имеющей входную шахту и выгрузочный выталкиватель установкой для удаления шлаков, с помощью которой остатки после сжигания транспортируются наружу посредством поднимающего вверх выгрузочного самотечного желоба.
При известном способе описанного выше вида получающиеся на конце колосниковой решетки установки для сжигания остатки после сжигания, в частности шлаки и зола, выносятся с помощью наполненной водой установки для удаления шлаков, в которую погружается начинающаяся у конца колосниковой решетки входная шахта, и тем самым воздухоплотно закрывает топочную камеру посредством выгрузочного толкателя по поднимающему вверх выгрузочному самотечному желобу. При этом решении, осуществляемом без образования сточных вод, при котором в установку для удаления шлаков подается столько свежей воды, сколько выносится со шлаком, благодаря их увлажнению в установке для удаления шлаков, т.е. в находящейся в ней воде, устанавливается равновесная концентрация относительно многочисленных, прилипших к осадку веществ и соединений, например солей, так что снижение их концентрации невозможно. Благодаря этому получаются неудовлетворительные свойства шлаков в отношении их способности складироваться и их дальнейшей обработки в строительные материалы.
При другом известном способе вымывания шлаков в установке для удаления шлаков в области, находящейся сзади, вода отводится через переливное устройство, а в переднюю выгрузочную шахту подается свежая вода. При этом с помощью воды удаляются прилипшие к шлакам растворимые составляющие части, которые в виде шлама отводятся из установки для удаления шлаков позади задней стенки входной шахты. Так как эти растворимые составляющие части должны окунаться снова в обратном направлении под нижней кромкой впускной шахты, то ясно, что заметная часть этих растворенных в воде составляющих частей выносится вместе со шлаками через выталкивающий самотечный желоб. Свойства шлаков в отношении способности складироваться и дальнейшей обработки в строительные материалы поэтому улучшаются все еще не в достаточной степени.
Из EP 0304412 известно, что остатки после сжигания следует подвергать промывке по меньшей мере в щелочном, а предпочтительно, затем еще и в кислом растворе, чтобы удалить не только составляющие части, растворимые в воде, но также внедрившиеся в шлаки тяжелые металлы. При этом необходимы относительно большие расходы на аппаратуру, причем предусмотренные для этого устройства подключены после установки для удаления шлаков.
Задачей изобретения является, насколько возможно, избежать затрат на оборудование и тем не менее сделать возможной обработку твердых остатков после сжигания, которая обеспечивает получение удовлетворительных свойств шлаков в отношении способности складивания и дальнейшей обработки в строительные материалы.
Эта задача, исходя из способа указанного выше вида, решается согласно изобретению благодаря тому, что промывку остатков после сжигания осуществляют в установке для удаления шлаков, в которой остатки после сжигания с помощью соответствующего регулирования скорости выноса накапливают во входной шахте и подвергают воздействию потока промывной жидкости, направленного сверху вниз. Предпочтительно твердые остатки после сжигания накапливают над зеркалом воды во входной шахте.
Благодаря промывке твердых остатков после сжигания, уже в установке для удаления шлаков исключается большая часть известных издержек на оборудование. Решающее улучшение по сравнению с промывкой шлаков с помощью воды обычным способом следует видеть в том, что твердые остатки после сжигания накапливают в установке для удаления шлаков или нагромождают друг на друга, благодаря чему в распоряжении имеется значительно более длительное время воздействия промывной жидкости, так что уже на основании этого факта можно констатировать улучшение по сравнению с обычной промывкой шлаков, даже если промывная жидкость состоит лишь из воды. Остатки после сжигания, таким образом, освобождаются от вредных веществ, несмотря на незначительные затраты на аппаратуру, и могут складироваться или перерабатываться в строительные материалы.
Значительное улучшение в отношении отделения тяжелых металлов достигается при дальнейшем развитии идеи изобретения благодаря тому, что для промывки используют химикалии, предпочтительно кислоты, например соляную или фосфорную кислоту, причем благодаря накапливанию или нагромождению твердых остатков после сгорания, в особенности над поверхностью жидкости, создаются особенно хорошие предпосылки для промывки с помощью химикатов, в частности кислот, так как при нагромождении остатков после сжигания получаются длинные пути для промывной жидкости через эти остатки после сжигания и тем самым более длительное время выдержки, которые без дополнительных емкостей или реакторов обеспечивают удовлетворительное вымывание тяжелых металлов из остатков после сжигания. Благодаря накапливанию остатков после сжигания над зеркалом жидкости, промывная жидкость или химикалии вначале входят в контакт с сухими остатками после сжигания, а именно во входной шахте, в которой не возникает никаких особенных механических воздействий на стенки входной шахты, так что для их изготовления здесь могут применяться материалы, пригодные для использования сильных кислот. Пока после соответствующего орошения промывной жидкостью или химикалиями остатков после сжигания они достигнут зеркала жидкости, под которым находится выталкиватель, в случае кислой промывной жидкости ее нейтрализуют основными остатками после сжигания настолько, что больше нечего опасаться поражения тех частей установки для удаления шлаков, которые находятся внутри жидкости и подвергаются особенно большому механическому износу, поэтому эти части могут изготавливаться не из кислотостойкого материала с неоправданно повышенными расходами. Нагромождение твердых остатков после сжигания внутри входной шахты над зеркалом жидкости является, таким образом, существенной предпосылкой для использования химикатов, в частности кислот, внутри установки для удаления шлаков.
Если в другом варианте выполнения изобретения у разгрузочного конца установки для удаления шлаков в противотоке к протекающей сверху через остатки от сжигания промывной жидкости подавать свежую воду или химикалии, в частности щелочи, например натриевую щелочь, или фосфаты, например соли фосфорной кислоты, то благодаря этому достигается не только лучшее связывание возможно еще оставшихся остаточных вредных веществ, но также отмывание выделившихся или растворившихся во время процесса промывки составляющих веществ, которые могут снова отложиться на твердых остатках после сжигания. Дополнительно также обеспечивается, чтобы нижняя часть установки для удаления шлаков не загружалась мелкими остатками после сжигания, которые могли бы воспрепятствовать выгрузке более грубых остатков после сжигания. Кроме того, благодаря этому обеспечивается, что при использовании кислой промывной жидкости те части установки для удаления шлаков, которые из соображений прочности на износ не могут изготавливаться из кислотостойкого материала, не соприкасаются с кислой промывной жидкостью, так как этому препятствует подаваемая в противотоке промывная жидкость в виде свежей воды или в виде химикалия.
Для того, чтобы можно было отвести получающийся в процессе промывки шлам, состоящий из органических веществ, из растворимых в воде частиц и составляющих частей, содержащих тяжелые металлы, в другом варианте выполнения изобретения вода, получающаяся в установке для удаления шлака, содержащая продукты промывки, отводится у образованной у нижнего конца входной шахты поверхности жидкости внутри области, ограниченной впускной шахтой, или из установки для удаления шлака. Благодаря этому обеспечивается надежный отвод воды установки для удаления шлака или шлама в отводной канал, так как эта вода установки для удаления шлака, нагруженная тонкими составляющими частицами, больше не должна протекать под заднюю стенку впускной шахты в заднюю часть установки для удаления шлака, где этот шлам при обычной прежде промывке шлака отводится вместе с водой. Этот вид отвода получающегося шлама является, в частности, особенно предпочтительным в том случае, если процесс осуществляется с промывной водой, направляемой в противотоке, исходя от стороны выгрузки, так как в области поверхности жидкости у нижнего конца впускной шахты оба потока встречаются друг с другом внутри установки для удаления шлака, так что, с одной стороны, можно отводить составляющие части, уже отделенные с помощью струящейся сверху промывной жидкости, а с другой стороны, можно отводить те составляющие части, которые снова отложились на остатках от сжигания и отмываются с помощью промывной жидкости, вводимой со стороны выгрузки. При этом предпочтительном виде отвода шлама, состоящего из органических веществ, растворимых в воде частей и составляющих, содержащих тяжелые металлы, причем в предпочтительном варианте выполнения изобретения осуществляется такое регулирование скорости отвода, что является возможным захват частиц твердых тел с диаметром зерна до 2 мм, обеспечивается, что вместе с ним отводятся тонкие части шлаков, включающие фракции зерен до 2 мм. Это является предпочтительным потому, что в этих тонких частях имеется особенно высокая концентрация вредных веществ, и прежде всего тяжелых металлов.
Эта отведенная из установки для удаления шлаков и нагруженная продуктами вымывания указанного выше вида вода установки для удаления шлаков при дальнейшем развитии изобретения может или направляться в подключенное после процесса сжигания устройство для очистки газов, или подаваться в промывочную ступень для нейтрализации кислых, получающихся в процессе сжигания отходящих газов. При первой возможности эта вода установки для удаления шлаков распыляется в потоке отходящих газов, причем, с одной стороны, можно нейтрализовать кислые отходящие газы, а с другой стороны, для того, чтобы вытеснить водную составляющую часть. Сухая составляющая часть направляется к другим фильтровым осадкам, которые были выделены из отходящих газов установки для сжигания. Вторая возможность состоит в использовании воды установки для удаления шлаков для нейтрализации кислых отходящих газов в скрубберах.
В зависимости от химического состава остатков от сжигания и используемой промывной жидкости может быть предпочтительным, если в другом варианте выполнения изобретения по меньшей мере часть отведенной воды, полученной после удаления шлаков, возвращается в циркулярном потоке во входную шахту для промывки остатков после сжигания.
К этой отведенной у нижнего конца входной шахты или из установки для удаления шлаков воде установки для удаления шлаков предпочтительно можно добавить остатки после сжигания, падающие через колосниковую решетку, так, чтобы их не нужно было отделять в специальной дополнительной установке для удаления шлаков, что является необходимым, если они вместе с другими вымытыми в установке для удаления шлаков, еще способными сгорать составляющими частями снова должны вводиться в процесс сжигания, так как возврат упавших через колосниковую решетку остатков после сжигания непосредственно в подающий желоб невозможен из-за опасности возгорания.
Предпочтительно количество промывной жидкости, подаваемой в область верхнего конца впускной шахты, составляет от 0,2 до 20 м3/т остатков после сжигания, в то время как количество промывной воды, направляемой в противотоке со стороны выгрузки установки для удаления шлаков, составляет от 0,2 до 4 м3/т остатков после сжигания.
Устройство для проведения способа отличается установкой для удаления шлаков, в которой в области верхнего конца входной шахты предусмотрено устройство для подачи промывной жидкости, с помощью которого промывная жидкость может распределяться по всему поперечному сечению шахты. Благодаря этому достигается равномерное орошение остатков после сжигания промывной жидкостью. Эта промывная жидкость может представлять собой или направляемую в циркулярном потоке воду, получаемую после удаления шлаков, и/или какие-либо химикалии, предпочтительно кислоту.
Устройство для подачи промывной жидкости предпочтительно может включать распылительные форсунки, установленные в боковых стенках входной шахты. Этот вариант выполнения позволяет осуществлять не только равномерное орошение остатков после сжигания промывной жидкостью, но также позволяет беспроблемное прохождение (проваливание) твердых остатков после сжигания.
Устройство для подачи промывной жидкости может включать также перфорированные трубы, проходящие поперек входной шахты. Отверстия в трубах при этом оказывают такое же действие, как и распылительные форсунки. Так как обходятся небольшим количеством труб, то практически на пути падения остатков после сжигания не возникает препятствий.
Если в другом варианте выполнения изобретения части установки для удаления шлаков, особенно нагруженные механически, благодаря выгрузочному выталкивателю состоят из стойкого против трения, но не обладающего стойкостью против воздействий кислот материала, а менее нагруженные механически, в частности, стенки входной шахты - из кислотостойкого материала, то такая установка для удаления шлаков является особенно экономичной для использования кислой промывной жидкости.
Для того, чтобы можно было простым способом подавать дополнительную промывную жидкость в противотоке по отношению к выносимому шлаку, на стороне выгрузки установки для удаления шлаков предусмотрены распылительные форсунки для свежей воды или промывной жидкости, которые позволяют осуществлять равномерное распределение жидкости на остатки после сжигания, находящиеся на выгрузочном желобе.
Если в другом варианте выполнения изобретения установка для удаления шлаков через отводной канал, исходящий от его зеркала жидкости внутри входной шахты или установки для удаления шлаков, соединена с воздухоплотно закрытым отстойником, то становится возможным надежный и контролируемый отвод воды установки для удаления шлаков, включая вспененные тонкие составляющие части, благодаря процессу промывки, без возникновения опасности того, что воздух, подсасываемый через неплотности, может проникнуть в находящееся под пониженным давлением топочное пространство.
Рекомендуется отстойник через шлюзовые затворы соединить с накопительными воронками для остатков после сжигания, падающих через колосниковую решетку, так как благодаря этому возможно гашение этих остатков простым способом без оборудования дополнительной установки для удаления шлаков.
Сущность изобретения поясняется ниже чертежами.
На фиг. 1 показана установка для удаления шлаков согласно уровню техники; на фиг. 2 - первый вариант выполнения устройства для проведения способа; на фиг. 3 - другой вариант выполнения устройства; на фиг. 4 - предпочтительный вариант выполнения устройства.
На фиг.1 показана известная установка для удаления шлаков, которая в целом обозначена цифрой 1, которая включает входную шахту 2, выгрузочный желоб 3 и установленный на шарнирах, приводимый с помощью поворотного рычага 5 в задней части 4 установки для удаления шлаков выгрузочный выталкиватель 6, который выгребает падающие вниз с непоказанной колосниковой решетки шлаки с помощью поднимающего вверх выгрузочного самотечного желоба 3 в выгружную шахту 7. С помощью подаваемой через входной канал 8 свежей воды в установке для удаления шлаков поддерживается постоянное зеркало жидкости 9, которое устанавливается на такой высоте, чтобы нижняя кромка 2а входной шахты 2 погружалась в воду. Хотя при этой известной установке для удаления шлаков промывка шлаков осуществляется с помощью воды, причем сточные воды отводятся через слив 10 у заднего конца 4 установки для удаления шлаков 1, однако большая часть тонких составляющих частиц, которые не погружены под нижнюю кромку впускной шахты, выносится вместе со шлаками в выгружную шахту, что является причиной уже упомянутых неудовлетворительных свойств шлаков.
В представленных на фиг. 2 - 4 устройствах можно распознать один из существующих признаков изобретения, который состоит в том, что во входной шахте для шлаков 2 нагромождаются обозначенные цифрой 11 шлаки, причем нагромождение осуществляется предпочтительно далеко над зеркалом жидкости 9 во входной шахте 2. При этом следует заметить, что все детали, соответствующие установке для удаления шлаков согласно уровню техники, имеют те же цифровые обозначения, как и на фиг. 1.
В варианте выполнения по фиг. 2 имеют место такие же соотношения, касающиеся основных деталей установки для удаления шлаков, как и на фиг. 1. Поэтому пояснениям подлежат лишь отклонения от таковых. В представленном на фиг. 2 варианте выполнения регулирование производительности выгрузки выгрузочного выталкивателя 6 устанавливается таким образом, чтобы шлаки 11 нагромождались во входной шахте 2 в направлении вверх. Промывная жидкость, которая может представлять собой воду и/или химикалии, предпочтительно кислоту, подается через кольцевой трубопровод 12, соединенный с распылительными форсунками 13, которые предусмотрены в боковых стенках шахты 2. Эти распылительные форсунки 13 позволяют производить орошение нагроможденных шлаков 11 внутри входной шахты 2 по всему поперечному сечению. Отвод воды, получаемой после удаления шлаков, содержащей продукты промывки, осуществляется с помощью сливного трубопровода 10, отходящего от задней части 4 установки для удаления шлаков 1.
Фиг. 3 показывает такое же устройство основных частей установки для удаления шлаков при изменении по сравнению с вариантом выполнения по фиг.2. При этом варианте выполнения промывная жидкость, которая может быть водой или химикалиями, в частности щелочью или фосфатными соединениями, подается через подающий канал 8 в выгружной шахте 7 установки для удаления шлаков 1. Отводимая через сливной трубопровод 10 из заднего пространства 4 установки для удаления шлаков и содержащая продукты промывки вода установки для удаления шлаков с помощью насоса 14 через трубопровод 12а перекачивается в кольцевой трубопровод 12, ведущий к распылительным форсункам 13. При этом часть этой уже нагруженной жидкости с помощью клапана 15 и другого трубопровода 16 ответвляется, чтобы поддерживать на определенном уровне зеркало жидкости 9 в установке для удаления шлаков 1, что необходимо из-за подачи жидкости через подающий канал 8, и чтобы не позволить слишком возрастать концентрации вносимых вместе частей шлама, солей и других вредных веществ. При этом варианте выполнения орошение нагроможденных во входной шахте 2 шлаков 11 осуществляется, таким образом, с помощью направляемой в контуре воды, получаемой после удаления шлаков, которая с помощью впадающего в кольцевой трубопровод 12 трубопровода 12б может быть заменена химикалиями, предпочтительно кислотой. Благодаря постоянному подводу жидкости у подающего канала 8 и отводу воды, получаемой после удаления шлаков через клапан 15 и трубопровод 16, концентрация поглощенных частей вредных веществ поддерживается на определенном уровне.
В представленном на фиг. 4 предпочтительном варианте выполнения устройства для проведения способа свежая вода или химикалии, предпочтительно щелочь или вещество из группы фосфатов, через подающий канал 8 вводится в выгружную шахту 7. Для орошения нагроможденных во входной шахте 2 шлаков 11, как и в варианте выполнения по фиг. 3, служит химическое вещество, предпочтительно кислота, и/или направляемая в циркулярном контуре вода установки для удаления шлаков. Последняя идет в отстойник 17, который воздухоплотно закрыт и через сливной канал 18 соединен с установкой для удаления шлаков 1, причем сливной канал 18 отходит от области на высоте зеркала жидкости 9 внутри входной шахты 2 или расположенной под ней установки для удаления шлаков. Обозначенный 19 обратный трубопровод, который ведет к распылительным форсункам 13 в верхней части входной шахты 2, питается с помощью насоса 20, который отсасывает воду установки для удаления шлаков из отстойника 17 вблизи установившегося там зеркала жидкости 17а, чтобы подсосать по возможности меньше частиц твердых веществ. С помощью впадающего в обратный трубопровод 19 трубопровода 19а можно к распылительным форсункам 13 в дополнение к воде установки для удаления шлаков ввести химикалии, предпочтительно кислоту. Химикалии можно ввести однако также вместо воды установки для удаления шлаков, если этого требует обработка остатков после сжигания. С помощью сливного трубопровода 21, в котором установлен запорный клапан 22, посредством другого насоса 23 жидкость откачивается из отстойника 17 у его нижнего конца, где вода установки для удаления шлаков сильно обогащена осевшими частицами твердых веществ. Отсасываемое с помощью насоса 23 количество регулируется таким образом, чтобы в сливном канале 18, который соединен с зеркалом жидкости 9 внутри впускной шахты 2, достигалась такая скорость слива, чтобы отводились лишь частицы твердых веществ до величины зерна 2 мм. Имеющие больший диаметр частицы выгружаются с остальными грубыми частицами шлама с помощью выгрузочного выталкивателя 6 через выгрзочный желоб 3.
Реферат
Изобретение включает установку для удаления шлаков, в которую впадает входная шахта, в которую падают твердые остатки после сжигания с колосниковой решетки. С помощью выгрузочного выталкивателя, скорость работы которого устанавливается такой, что шлаки нагромождаются во входной шахте над зеркалом жидкости, шлаки выгружаются из установки для удаления шлаков в выгружную шахту с помощью поднимающего, установленного наклонно выгрузочного самотечного желоба. С помощью впускного канала в выгружную шахту подается свежая вода или какие-либо химикалии. Получающаяся в установке для удаления шлаков, нагруженная тонкими частицами вода установки для удаления шлаков через отводной канал отводится в воздухоплотно закрытый отстойник. Из верхней части отстойника вода установки для удаления шлаков, к которой через другой трубопровод можно добавить химикалии, через обратный трубопровод с помощью насоса направляется к распылительным форсункам, которые расположены в верхней части входной шахты. С помощью другого насоса, который расположен в отходящем от отстойника отводном трубопроводе, вода из установки для удаления шлаков, обогащенная частицами твердых веществ, отводится из отстойника у его нижнего конца, а именно с такой скоростью, что водой установки для удаления шлаков, отводимой через отводной канал, захватываются частицы твердых веществ до величины зерна 2 мм. 2 с. и 17 з.п. ф-лы, 4 ил.
