NO320995B1 - Fremgangsmate for behandling av vatrester som inneholder et oksiderbart organisk materiale - Google Patents

Fremgangsmate for behandling av vatrester som inneholder et oksiderbart organisk materiale Download PDF

Info

Publication number
NO320995B1
NO320995B1 NO20005577A NO20005577A NO320995B1 NO 320995 B1 NO320995 B1 NO 320995B1 NO 20005577 A NO20005577 A NO 20005577A NO 20005577 A NO20005577 A NO 20005577A NO 320995 B1 NO320995 B1 NO 320995B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
residues
sludge
oven
heat
organic
Prior art date
Application number
NO20005577A
Other languages
English (en)
Other versions
NO20005577D0 (no
Inventor
Claude B Laflamme
Raynald Labrecque
Original Assignee
Hydro Quebec
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hydro Quebec filed Critical Hydro Quebec
Publication of NO20005577D0 publication Critical patent/NO20005577D0/no
Publication of NO320995B1 publication Critical patent/NO320995B1/no

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G7/00Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals
    • F23G7/001Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals for sludges or waste products from water treatment installations
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/30Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation
    • C02F1/32Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation with ultraviolet light
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F11/00Treatment of sludge; Devices therefor
    • C02F11/06Treatment of sludge; Devices therefor by oxidation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/57Gasification using molten salts or metals
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/006General arrangement of incineration plant, e.g. flow sheets
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/12Heating the gasifier
    • C10J2300/123Heating the gasifier by electromagnetic waves, e.g. microwaves
    • C10J2300/1238Heating the gasifier by electromagnetic waves, e.g. microwaves by plasma
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2202/00Combustion
    • F23G2202/60Combustion in a catalytic combustion chamber
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2202/00Combustion
    • F23G2202/70Combustion with application of specific energy
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2203/00Furnace arrangements
    • F23G2203/20Rotary drum furnace
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2204/00Supplementary heating arrangements
    • F23G2204/20Supplementary heating arrangements using electric energy
    • F23G2204/201Plasma
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2209/00Specific waste
    • F23G2209/26Biowaste
    • F23G2209/262Agricultural waste
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/12Heat utilisation in combustion or incineration of waste
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/40Valorisation of by-products of wastewater, sewage or sludge processing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)

Description

FREMGANGSMÅTE FOR BEHANDLING AV VÅTRESTER SOM INNEHOLDER ET OKSIDERBART ORGANISK MATERIALE
Den herværende oppfinnelse vedrører behandling av rester som inneholder et forurensende og/eller giftig materiale. Nærmere bestemt er oppfinnelsen rettet mot en fremgangsmåte for behandling av rester som inneholder et oksiderbart organisk materiale .
Dagens samfunn krever praktiske løsninger for håndtering av avfall i flytende og fast form. Blant annet kreves det av industrien en reduksjon i kilden avrenninger. Gjødselspredning så vel som stedvis nedgraving av avfall er blitt stadig mindre populært, og forbrenning i store behandlingssentra tillater ikke oppgradering av biprodukter. Væskeavrenning og slam generert av industrien representerer store mengder organiske materialer og andre oksiderbare produkter. Hvert år blir tu-senvis av tonn av ulike organiske materialer og rester som utgjør oksygenkrevende ladninger, ført til behandlingsanleg-gene eller nedgravingsstedene. Imidlertid synes en fremgangsmåte for behandling "på stedet" å være meget interessant, særlig hvis den samme fremgangsmåte tillater gjenvinning av varme og resirkulering av vann og den produserte aske.
Den tradisjonelle fremgangsmåte som baserer seg på et tørke-trinn med fordamping fulgt av et forbrenningstrinn, er vel-prøvd, men har begrensninger når det gjelder energiutbyttet. Særlig går en stor varmemengde tapt i form av betydelig varme i den luft eller de gasser som kommer fra tørkeprosessen. Dessuten virker et stort antall av de tradisjonelle forbren-ningsprosesser ved høye temperaturer som kan være omtrent 1100 °C. Dette innebærer at det slam som skal forbrennes, må ha en høy tørrhet og også et høyt innhold av brennbare materialer hvis det tas sikte på en autotermisk prosess. Hvis ikke, vil det være nødvendig med tilleggsenergikilder slik som gassbrennere.
US-patent 4,870,911 beskriver en forbrenningsovn for kontinuerlig brenning av et avfallsmateriale. Det benyttes en rotasjonsovn inne i et brennkammer for forbrenning av avfall som passerer gjennom ovnen. Det tilsettes også kjemiske elementer. Ovnen oppviser utløp både for gasser og behandlet (brent) materiale.
WO-publikasjon 9744096 beskriver en fremgangsmåte for å forbrenne et væskeholdig materiale ved bruk av plasma inne i et forbrenningskammer. Plasma produseres ved en begrenset utladning i det lukkede forbrenningskammeret hvor materialet som skal forbrennes, er. Det er også beskrevet at et gassystem kan knyttes til plasmainjektoren.
Oksidering ved 1100 °C krever mye energi for å varme opp gassene og vanndampen. Forbrenningen gjør det således nødvendig med en varmekilde, slik som naturgass eller fyringsolje, for å igangsette og vedlikeholde reaksjonen, samt økt tilførsel av luft som må varmes opp, da varmekilden allerede forbruker mye oksygen. Ved denne behandlingstemperatur slipper saltene og andre flyktige forbindelser ved disse temperaturer ut fra forbrenningsovnen. For øvrig kan asken som er rik på alkali-metalloksider, danne eutektika som er skadelige for de tungt-smeltelige stoffer i prosessen eller kan forme smeltede hau-ger.
Nedgraving av slam krever store arealer og blir regulert stadig mer da det for fremtiden er nødvendig med en streng kon-troll over avrenninger på lang sikt. Denne prosess har den fordel at den er mindre kostbar og "tilsynelatende" gir en enkel og rask løsning på problemet deponering av slam. Av-fallsprodusenten forblir imidlertid alltid ansvarlig for de skader som avfallet kan forårsake på miljøet.
Gjødselspredning har den fordel at det ikke er dyrt, og ut-gjør ofte et mindre kostbart alternativ enn nedgraving siden den foregår på overflaten. Væsker så vel som slam med høyt innhold av organiske materialer lar seg lett spre. Det kreves imidlertid at materialet ikke er giftig, ikke bærer sykdoms-fremkallende mikroorganismer og har en nøytral pH. Dessuten må det ikke skje noen forurensning av vassdrag eller grunn-vann gjennom utvasking. Og selv om det produkt som skal depo-neres, har gjødslende egenskaper, må det finnes disponible spredesteder og så vidt mulig nær produksjonsstedet for å unngå høye transportkostnader forårsaket av at produktet inneholder stort vannvolum. Spredning er generelt upopulært hvis den utføres nær boligområder på grunn av lukter som kan utvikles.
Løsningen som baserer seg på bruk av luftede dammer, byr på problemer med håndtering av slammet og den plass som kreves for anleggene. Denne type fremgangsmåte benytter vanligvis kompressorer for å tilføre luft via injeksjonsdyser. Det brukes elektrisk energi, men skjer ingen gjenvinning av energi.
Kompostering brukes bare for slam som inneholder biologisk nedbrytbart materiale. De typer slam som er ment å gjennomgå kompostering, må ha en tørrhet som er tilstrekkelig høy til å unngå avrenning av utvaskingsmaterialet. I det tilfelle hvor et slam inneholder for mye vann, kan man blande væsken eller slammet med halm for å sikre god væskeabsorpsjon og god luf-ting av produktet, men dette medfører en betydelig økning av volumet av det produkt som skal behandles, lagringsarealet og behandlingens varighet. Det er også her nødvendig at produktet ikke er giftig, slik at de komposterende mikroorganismer kan virke effektivt, og slik at den jord som dannes, kan tøm-mes ut i omgivelsene uten fare.
Visse teknologier for våtoksidering i overkritisk fase eller i væske/gass-fase er kommersielt tilgjengelige. En av de vik-tigste hindringene for gjennomføring av disse teknologier ligger i kostnadene for de investeringer som er nødvendige. Disse kan tilskrives størrelsen og kompleksiteten i det nød-vendige utstyr. Fremgangsmåten for overkritisk oksidering kan vise seg økonomisk attraktiv, men er ikke brukbar annet enn for små mengder avrenninger når disse er meget giftige.
Den herværende oppfinnelse har som mål å overvinne de ovenfor nevnte ulemper.
Oppfinnelsen har også som mål å angi en fremgangsmåte for behandling av rester som inneholder et oksiderbart organisk materiale. Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er karakterisert ved at den omfatter følgende trinn: a) innføring av restene i en rotasjonsovn forsynt med en ildfast foring og inneholdende et varmebærende materiale; b) oppvarming av restene blandet med det varmebærende materialet til en temperatur på minst 300 °C i nærvær av
kjemisk aktive elementer og elektrisk generert UV-stråling mens ovnen roteres for å tørke restene og bevirke oksidering av det organiske materialet og dannelse av gass, idet oksideringen av det organiske materialet katalyseres av de kjemisk aktive elementer og UV-strålingen; og
c) evakuering av gassene fra ovnen.
Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen tillater tørking og dest-ruering ved oksidering av det organiske materiale som de behandlede rester inneholder. Den baserer seg på benyttelse av en oksideringsreaktor med elektrisk katalyse, særlig for behandling av avrenninger med høyt innhold av organisk materiale, slik som det man finner i pulp- og papirindustri og i av-svertingsindustrien for papir eller tekstiler, så vel som i næringsmiddelindustrien. Elektrisitet brukes således for å indusere katalytiske effekter og bidra til transportfenomener i en forbrenningsreaktor.
Trinnet (b) utføres fortrinnsvis ved hjelp av en plasmabrenner. Det er likeledes mulig å benytte en anordning med elektrisk bue eller elektrisk utladning mellom to elektroder av metall eller grafitt. Disse apparater tillater ikke bare å varme opp restene i blanding med det varmebærende materialet til den ønskede temperatur, men også å generere en stråling av typen ultrafiolett så vel som kjemisk aktive elementer, slik som frie radikaler, ioner og stimulerte elementer som katalyserer oksideringsreaksjoner. Det dreier seg om en ra-sjonell utnyttelse av elektrisitet til generering av fenome-ner som bidrar til transportmekanismer og til kjemiske reak-sjoner som finner sted i en oksideringsreaktor. Dette medfører at forbrenningsprosessen gjennomføres i en reaktor av redusert størrelse i forhold til ved tradisjonell fremgangsmåte for forbrenning.
Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen tar sikte på å utnytte brennverdien i det oksiderbare materiale som inneholdes i de rester som skal behandles, for å bidra til vannfordampings-prosessen og til den termiske ødeleggelsesprosess i det forurensende materialet. I tilfellet slam som er tilstrekkelig konsentrert (tørrhet over 10 %), og dersom varmeevnen i det oksiderbare materialet er tilstrekkelig høy, vil det være mulig å oppnå en drift som fungerer autotermisk, for ikke å si eksotermisk, for oksideringsreaktoren. Med uttrykket "tørr-het" forstås massedelen innbefattende det organiske materialet og det uorganiske materialet eksklusiv vannet i forhold til den samlede våtrestmasse. I tilfelle av uttynnede, flytende avrenninger er det tilstrekkelig at det tilveiebringes vanlige tekniske midler for å gjennomføre en tilstrekkelig konsentrering av dette materialet. Dette innbefatter anvendelse av fremgangsmåter for separering med membraner, slik som omvendt osmose, ultrafiltrering, nanofiltrering og/eller mikrofiltrering, hvilke er fremgangsmåter for filtrering ved tangentialstrømning. Dette innbefatter likeledes anvendelse av fremgangsmåter for mekanisk avfukting med eller uten til-setning av flokkulering/koagulerings-produkter, slik som sentrifuger, skrupresser, silfiltere, filterpresser, fremgangsmåter med sedimentering og andre fremgangsmåter. Disse fremgangsmåter for avfukting kan, men behøver ikke, benyttes sammen med fremgangsmåter med separering med membraner slik som nevnt ovenfor. Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan således benyttes for direkte å forbrenne slam som kommer fra dehydreringsprosesser, så vel som konsentrater som kommer fra prosesser med separering via membraner.
Oksideringen påvirkes ikke av restenes pH og nærvær av syk-domsfremkallende mikroorganismer. Nedbrytingen av giftige forbindelser som cyanider eller ammoniakk er ikke problema-tisk. Dessuten tillater fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen fremstilling av uorganisk, inert og sterile aske som kan representere et biprodukt som kan gjøres verdifullt. I tilfellet behandling av organisk slam som stort sett er av biologisk opprinnelse, kan den produserte aske nyttes ved formu-lering av gjødningsmidler siden den kan inneholde nitrater, fosfater og andre uorganiske forbindelser.
Det er likeledes mulig å ødelegge polyhalogenerte hydrokarbo-ner med binding av halogenerte atomer takket være de høye lo-kale temperaturer som er tilgjengelige gjennom det elektriske plasma, og nærværet av alkalisk aske i faststoffene. Det er mulig å tilsette tilsetningsmidler til de rester som skal behandles i ovnen, under behandlingen, og dette anbefales for å binde visse giftige produkter. Binding av halogener gjøres vanligvis ved tilsetting av oksider, hydroksider eller karbonater av alkali- eller alkalijordmetaller, mens seksverdig krom bindes ved tilsetting av jernsulfat.
Ifølge en foretrukket utførelse av oppfinnelsen blir trinnet (b) gjennomført ved en innerveggstemperatur i ovnen på mellom 300 og 900 °C, fortrinnsvis på omtrent 500 °C. En minimums-temperatur på 300 °C er nødvendig for å sikre en spontan oksider ingsreaks jon i det organiske materialet inneholdt i de rester som skal behandles. Ved 500 °C skjer det ikke noen smelting av faststoffer, ingen fritting og ingen dannelse av eutektika med de ildfaste materialer. Imidlertid er en viss agglomerering av fine faststoffer mulig på grunn av ovnens mekaniske rotasjonsvirksomhet, hvilket er ønskelig for å unngå at støv blir ført med gassene som dannes i løpet av trinn (b), og sikre en god flyteevne i det varmebærende materialet.
Trinnet (b) blir vanligvis utført ved atomsfærisk trykk, som kan være omtrent 100 kPa. Det er likevel mulig å operere med et absolutt trykk mellom 30 og 600 kPa.
Ovnen har fortrinnsvis en slik dimensjon og geometri at det dannes et innvendig volum som tillater en oppholdstid for gassene på minst 1 sekund, slik at det sikres at oksideringsreaksjonen blir fullstendig inne i ovnen. Når restene inneholder et uorganisk materiale, er det uorganiske restmateria-- lets (askens) oppholdstid vanligvis lengre enn gassenes slik at det sikres en tilstrekkelig varmeoverføring mellom den produserte aske og de nylig innførte rester, og at asken til-lates å samle seg inne i ovnen for å danne det varmebærende materialet. Fyllenivået av det varmebærende materialet i ovnen tilsvarer fortrinnsvis 15 % av det samlede innvendige volum.
Med uttrykket "varmebærende materiale" forstås et fast og kornet uorganisk materiale, hvis partikkeldiameter er over 10 Jim. Det tjener til å oppnå en jevn varmefordeling i rota-sjonsovnens ildfaste foring ved kontakt mellom partiklene og foringen. Det tjener også til raskt å overføre energi fra ovnen til de våte rester som føres inn i ovnen, idet det blander seg med disse. Det varmebærende materialet kommer fra det uorganiske materialet inneholdt i den rest som skal behandles, hvilken avsetter seg i form av aske og agglomereres og/eller kan bli ført inn i ovnen hvis resten ikke inneholder uorganisk materiale eller er meget fattig på sådant. Som ek-sempel på varmebærende materiale som kan tilsettes ovnen, kan nevnes sand, aluminiumspartikler, knust keramikk osv.
Det benyttes fortrinnsvis en ovn som har en behandlingskapasitet på mer enn 50 kg/t, og hvis tangentielle rotasjonshas-tighet ved ovnens innervegg er minst 0,01 m/s, men lavere enn ovnens sentrifugeringshastighet. En slik tangentiell rota-sjonshastighet gjør det mulig å sikre at det varmebærende materiale holdes flytende, at det blander seg med de nylig inn-førte rester, og at varme overføres mellom den ildfaste foring og det varmebærende materialet.
Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er særlig nyttig til behandling av våtrester som har en tørrhet på mellom 10 og 65 vektprosent i forhold til våtrestenes samlede vekt, og inneholder et uorganisk materiale i en andel av opp til 70 vektprosent i forhold til den samlede vekt av organiske og uorganiske materialer uten vann, dvs. tørrstoffer. Anvendelsen av en slik type rest muliggjør behandling av den under autotermiske betingelser.
En våtrest som har en tørrhet over 35 % kan behandles i en tradisjonell forbrenningsovn. En våtrest som har tørrhet under 10 % er for uttynnet og vil behandles bedre ved en fremgangsmåte med overkritisk oksidering, ozonering eller annen teknologi beregnet for behandling av uttynnede vannholdige avrenninger. Ut over 70 % uorganiske materialer på tørr basis blir tørrstoffets varmeevne for liten, og dette gjør det nød-vendig å ha en netto tørrhet som er høyere enn 65 % slik at det sikres autotermiske betingelser.
Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er nyttig særlig til behandling av følgende våtrester: a) vann som er meget giftig eller er sterkt forurenset, hvilket kommer fra industriprosesser slik som avsverting, tekstil, garving, kjemisk industri, pulp og papir (sekun-dære slam og svart væske) osv; b) slam og væskeavrenninger generert i landbruksmatvareindustrien, slik som ekskrementer fra dyr, avrenning inne holdende fettstoffer, proteiner, karbohydrater osv.; c) slam fra renseanlegg benyttet til rensing av avløpsvann;
d) slam som kommer fra biologiske behandlingssystemer.; og
e) vegetabilske rester som inneholder mye vann, særlig pulp
fra planter slik som mais, soya og andre.
Andre trekk og fordeler med oppfinnelsen vil fremgå tydelig ved gjennomlesing av nedenstående beskrivelse av foretrukne utførelser av oppfinnelsen under henvisning til de vedføyde tegninger, hvor: Fig. 1 illustrerer skjematisk en reaktor for oksidering ved elektrisk katalyse benyttet for å gjennomføre en fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen; Fig. 2 er en graf som viser typisk energiforbruk i funk-sjon av tørrheten i den våtrest (uten aske) som skal behandles, og som har en varmeevne på 20 000 kJ/kg for organiske materialer, ved ulike temperaturer ved ovnens innervegg; og Fig. 3 er en graf som viser typisk energiforbruk i funk-sjon av tørrheten i den våtrest (uten aske) som skal behandles, ved forskjellige verdier for varmeevne i det organiske materialet inneholdt i våtresten, i ovnen ved 500 °C.
Reaktoren for oksidering ved elektrisk katalyse illustrert på fig. 1 og angitt generelt med henvisningstallet 10, omfatter en rotasjonsovn 12 forsynt med ildfast foring 14 og omfat-tende rotasjonsmidler (ikke illustrert). De våtrester som skal behandles, og som inneholder en organisk del, blir ført inn i ovnen 12 via ledninger 16, mens den luft eller oksygen som er nødvendig for å oksidere den organiske del, blir ført inn gjennom en ledning 18. Ovnen 12 blir varmet opp ved hjelp av en plasmabrenner 20 som genererer kjemisk aktive elementer så vel som en stråling av UV-typen som tjener til å kataly-sere oksideringsreaksjonen. En plasmagen gass dannet av oksygen, hydrogen, argon, nitrogen, metan, karbonmonoksid, kar-bondioksid eller vanndamp, eller også en blanding av disse, blir ført inn gjennom en ledning 22. Denne plasmagene gass er fortrinnsvis en del av den luft som trengs for å oksidere den organiske del, idet resten av luften blir ført inn gjennom ledningen 18. Lufttilskuddet reduseres til et minimum, men er tilstrekkelig til delvis eller fullstendig å oksidere den organiske del, hvorved det unngås unødvendig tap av energi i form av anselig varme i et nitrogenoverskudd som kommer fra en for stor luftmengde. Dette tillater også å minimere pro-duksjonen av gasser generert i reaktoren, hvilket bidrar til å optimere oppholdstiden for gassene i reaktoren, hvilken skal være minst ett sekund. Det foreslås å bruke et lite luftoverskudd på 10 volumprosent i forhold til den minimums-luft som er nødvendig for å oksidere den organiske del så vel som å sikre en bedre reaktivitet mellom det oksiderbare materialet og oksygenet. Den nitrogenoksid som kan fremstilles av plasmabrenneren 20, ødelegges av den gassholdige organiske
del i hvis nærvær den er ustabil. Den spesifikke energi til-
veiebrakt av plasmabrenneren er fortrinnsvis mellom 50 og 200 kWh/t våtrest.
Fremgangsmåten er beregnet for kontinuerlig drift. På den ene side blir våtrestene og oksideringsgassen ført inn i ovnen kontinuerlig for å holde gassutslippene og de termiske strøm-mer konstante. Aske 24 som samler seg i ovnen, tjener som varmeoverførende middel eller varmebærende materiale mellom de nylig innførte rester og den innvendige flate av ovnens innvendige foring 14; overskuddet evakueres ved utlufting ved hjelp av en ledning 26. Det er imidlertid mulig å drive prosessen halvkontinuerlig ved at prosessen avbrytes periodisk for uthenting av uorganiske stoffer som har hopet seg opp.
Den vanndamp og de gasser som genereres ved oksideringen av den organiske del, blir evakuert via en ledning 28. En syklon 30 er tilveiebrakt ved gassutløpet for å fange opp aske som føres med gassene. En del av varmen i gassene ved et utløp 32 kan gjenvinnes via en varmeveksler 34 for å forvarme de rester som skal behandles, og den luft som brukes som brenn-stoff, og til og med en delvis tørking av restene, med det formål å øke prosessens termiske effektivitet. Flyveaske som skilles ut fra gassen av syklonen 30, blir evakuert gjennom en ledning 36. Fig. 2 illustrerer virkningen av ovnens 12 temperatur i det tilfelle hvor det organiske materialet ikke inneholder aske og har en varmeevne på 20 000 kJ/kg på tørr basis. Denne figur viser at det for oksideringsreaktoren i tilfelle med tilstrekkelig konsentrerte rester (tørrhet over 10 %), hvis det oksiderbare materiales varmeevne er tilstrekkelig høy, er mulig å oppnå en drift som fungerer autotermisk, ja endog eksotermisk. Fig. 3 illustrerer effekten av varmeevnen i det tørre materialet med 0 % aske og en behandlingstemperatur på 500 °C. Denne figur viser at for at betingelsene skal nærme seg eller bli autotermiske, for ikke å si eksotermiske, er den kritiske tørrhet avhengig av det organiske materialets varmeevne.
Det skal bemerkes at fig. 2 og 3 ikke tar hensyn til en mulig energigjenvinning fra de varme gasser som slipper ut fra ovnen, hvilket ville bevirke en senking av den kritiske tørr-het for oppnåelse av autotermiske betingelser.

Claims (19)

1. Fremgangsmåte for behandling av våtrester inneholdende et oksiderbart organisk materiale, karakterisert ved at den omfatter følgende trinn: a) innføring av nevnte rester i en rotasjonsovn (12) forsynt med en ildfast foring (14) og inneholdende et varmebærende materiale (24); b) oppvarming av nevnte rester blandet med nevnte varmebærende materiale (24) til en temperatur mellom omtrent 300 °C og omtrent 900 °C i nærvær av kjemisk aktive elementer og UV-stråling, hvilke genereres elektrisk mens det bevirkes rotasjon av ovnen (12), slik at nevnte rester tørkes og det bevirkes oksidering av nevnte organiske materiale og dannelse av gass, idet nevnte oksidering katalyseres av de kjemisk aktive elementer og UV-strålingen; og c) evakuering av gassene fra ovnen.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at trinn (b) gjennomføres ved en temperatur på ovnens (12) innervegg på omtrent 500 °C.
3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at trinn (b) gjennomføres ved et absolutt trykk på mellom 30 og 600 kPa.
4. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at trinn (b) gjennomføres ved et absolutt trykk på omtrent 100 kPa.
5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at ovnen har en slik dimensjon og geometri at det dannes et innvendig volum som tillater en oppholdstid for gassene på minst 1 sekund.
6. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at nevnte rester inneholder et uorganisk materiale, og at ovnen har en slik geometri at den tillater en oppholdstid for det uorganiske restmaterialet på minst 1 sekund.
7. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at ovnen (12) har en innvendig vegg, og at den roterer slik at det genereres en tangentiell hastighet ved den innvendige vegg på minst 0,01 m/s, og at den har en behandlingskapasitet på mer enn 50 kg/t.
8. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at trinn (b) gjennomføres ved hjelp av en plasmabrenner (20).
9. Fremgangsmåte ifølge krav 8, karakterisert ved at plasmabrenneren (20) omfatter en plasmagen gass valgt blant gruppen bestående av oksygen, hydrogen, argon, nitrogen, metan, karbonmonoksid, karbondi-oksid, vanndamp og blandinger av disse.
10. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at trinn (b) gjennomføres ved hjelp av en anordning med elektrisk bue eller elektrisk utladning mellom to elektroder av metall eller grafitt.
11. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at nevnte rester har et tørrhet på mellom 10 og 65 vektprosent i forhold til våtrestenes samlede vekt, og at de inneholder et uorganisk materiale i en andel på opp til 70 vektprosent i forhold til den samlede vekt av organiske og uorganiske materialer uten vann.
12. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at nevnte rester har en tørrhet på over 65 vektprosent i forhold til våtrestenes samlede vekt, og at de inneholder uorganisk materiale i en andel på over 70 vektprosent i forhold til den samlede vekt av organiske og uorganiske materialer uten vann.
13. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at nevnte rester inneholder et giftig produkt, og at det før trinn (a) til nevnte rester tilsettes en kjemisk forbindelse som er ment å binde nevnte giftige produkt.
14. Fremgangsmåte ifølge krav 13, karakterisert ved at nevnte kjemiske forbindelse velges blant gruppen bestående av fosforsyre, jernsulfat, oksider, hydroksider, karbonater og fosfater av alkali-metaller eller alkalijordmetaller.
15. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at nevnte rester består av slam eller avren-ningsvæsker som er meget giftholdige eller sterkt for-urensede, og som kommer fra en industriprosess.
16. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at nevnte rester utgjøres av slam og avren-ningsvæsker generert i landbruksmatvareindustrien.
17. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at nevnte rester utgjøres av slam fra et renseanlegg benyttet til rensing av avløpsvann.
18. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at nevnte rester utgjøres av slam som kommer fra et biologisk rensesystem.
19. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at nevnte rester er rester med høyt vanninn-hold.
NO20005577A 1998-05-11 2000-11-03 Fremgangsmate for behandling av vatrester som inneholder et oksiderbart organisk materiale NO320995B1 (no)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CA002237414A CA2237414C (fr) 1998-05-11 1998-05-11 Traitement de residus humides contenant une charge polluante et/ou toxique
PCT/CA1999/000079 WO1999058459A1 (fr) 1998-05-11 1999-01-29 Traitement de residus humides contenant une matiere organique oxydable

Publications (2)

Publication Number Publication Date
NO20005577D0 NO20005577D0 (no) 2000-11-03
NO320995B1 true NO320995B1 (no) 2006-02-27

Family

ID=4162425

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20005577A NO320995B1 (no) 1998-05-11 2000-11-03 Fremgangsmate for behandling av vatrester som inneholder et oksiderbart organisk materiale

Country Status (10)

Country Link
US (1) US6376739B1 (no)
EP (1) EP1086052B1 (no)
CN (1) CN1229592C (no)
AU (1) AU2261399A (no)
BR (1) BR9910361A (no)
CA (1) CA2237414C (no)
DE (1) DE69906731T2 (no)
DK (1) DK1086052T3 (no)
NO (1) NO320995B1 (no)
WO (1) WO1999058459A1 (no)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100769598B1 (ko) * 2000-06-14 2007-10-23 지멘스 브이에이아이 메탈스 테크놀로지스 게엠베하 앤드 컴퍼니 탄화수소 함유 폐기물의 처리 장치 및 처리 방법
MXPA02010637A (es) * 2001-02-26 2005-06-15 Hungaroplazma Kornyezetvedelmi Metodo para el tratamiento de materiales de desecho organico de fluido peligroso.
US6871604B2 (en) * 2002-09-27 2005-03-29 Pyrogenesis, Inc. Conversion of waste into highly efficient fuel
US20050256359A1 (en) * 2004-05-11 2005-11-17 Dcr International Environmental Services, B.V. Process for the oxidative degradation of toxic organic compounds
FR2874023B1 (fr) * 2004-08-04 2007-06-08 Commissariat Energie Atomique Procede de fabrication d'un gaz combustible par action d'un plasma immerge sur de la matiere organique en milieu aqueux
US20070077193A1 (en) * 2005-10-03 2007-04-05 Te-Chu Chan Method of using plasma to disintegrate an iron-compounded material to form ferric oxide
WO2008122896A2 (en) * 2007-04-10 2008-10-16 Fanli Meng Furnace
US20090288584A1 (en) * 2008-05-21 2009-11-26 Theodora Alexakis Conversion of waste into highly efficient fuel
LT6131B (lt) * 2013-07-11 2015-03-25 Uab "Enasa" Nuotekų dumblo utilizavimo-perdirbimo į ekologišką produkciją įrenginys
EP3023693B1 (en) * 2014-11-21 2018-03-21 Iris S.r.l. System for plasma treatment of solid waste
JP6854427B2 (ja) * 2018-03-22 2021-04-07 パナソニックIpマネジメント株式会社 液体処理装置
CN110448854A (zh) * 2019-08-14 2019-11-15 杨皓 一种含毒液体有机混合物资源化的方法
CN111085524B (zh) * 2019-12-24 2021-10-08 中国船舶重工集团公司第七一八研究所 一种使用后氧烛的无害化处理方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
HU184389B (en) * 1981-02-27 1984-08-28 Villamos Ipari Kutato Intezet Method and apparatus for destroying wastes by using of plasmatechnic
CA1255914A (en) * 1987-12-22 1989-06-20 Ghyslain Dube Recovery of non-ferrous metals from dross
US4959100A (en) * 1987-12-22 1990-09-25 Alcan International Limited Recovery of non-ferrous metals from dross
US4870911A (en) * 1988-08-05 1989-10-03 Westinghouse Electric Corp. Apparatus for waste disposal and method
DE4216499C2 (de) * 1992-05-19 1996-03-21 Deutsche Forsch Luft Raumfahrt Verfahren zur Wiederaufbereitung von Abfallschwefelsäure
US5470376A (en) * 1994-07-15 1995-11-28 Alcan International Limited Recovery of non-ferrous metals from dross
US5798497A (en) * 1995-02-02 1998-08-25 Battelle Memorial Institute Tunable, self-powered integrated arc plasma-melter vitrification system for waste treatment and resource recovery
US5847353A (en) * 1995-02-02 1998-12-08 Integrated Environmental Technologies, Llc Methods and apparatus for low NOx emissions during the production of electricity from waste treatment systems
US5637127A (en) * 1995-12-01 1997-06-10 Westinghouse Electric Corporation Plasma vitrification of waste materials
DE69613241T2 (de) * 1995-12-20 2001-11-08 Alcan International Ltd., Montreal Thermalplasmareaktor und abwasserbehandlungsmethode
IL118322A (en) * 1996-05-20 1999-09-22 Israel Atomic Energy Comm Material incineration method

Also Published As

Publication number Publication date
BR9910361A (pt) 2001-01-30
EP1086052A1 (fr) 2001-03-28
EP1086052B1 (fr) 2003-04-09
CA2237414A1 (fr) 1999-11-11
US6376739B1 (en) 2002-04-23
WO1999058459A1 (fr) 1999-11-18
AU2261399A (en) 1999-11-29
CA2237414C (fr) 2004-10-19
DE69906731T2 (de) 2004-02-05
CN1229592C (zh) 2005-11-30
DE69906731D1 (de) 2003-05-15
DK1086052T3 (da) 2003-06-16
NO20005577D0 (no) 2000-11-03
CN1306498A (zh) 2001-08-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100665251B1 (ko) 유·무기물 쓰레기 처리시스템 및 유·무기물 쓰레기처리방법
EP2063965B1 (en) Gasifier and incinerator for biomass sludge destruction
NO320995B1 (no) Fremgangsmate for behandling av vatrester som inneholder et oksiderbart organisk materiale
NL7920195A (nl) Proces voor het door middel van straaldrogen bereiden van brandstof uit slib.
WO2011065710A2 (en) Waste to energy by way of hydrothermal decomposition and resource recycling
AU690819B2 (en) Gasifier for biomass waste and related volatile solids
KR20190020334A (ko) 열수 탄화 공정에서 액상 산화 방법
KR200284019Y1 (ko) 쓰레기소각로에 연계된 폐기물 건조설비와 폐플라스틱의유화설비
JP7261802B2 (ja) 汚泥の酸化とその後の水熱炭化
JP2005249262A (ja) 低質ごみ焼却炉及び発電設備を備えた低質ごみの焼却システム
Ding et al. Microplastics as emerging contaminants in textile dyeing sludge: Their impacts on co-combustion/pyrolysis products, residual metals, and temperature dependency of emissions
WO2022067440A1 (en) Volatilization and oxidation of organic waste
KR101252289B1 (ko) 가축 폐수 고형물 처리장치
JP7209725B2 (ja) 湿式酸化された画分のリサイクルを含む汚泥の水熱炭化
US5792361A (en) Method for treatment of an aqueous waste material
KR100989388B1 (ko) 음식물류폐기물 처리 장치
AU2021202520A1 (en) Valuable materials from solid organic waste (vmw)
CN109945210B (zh) 一种带热能回收利用的污泥物相分离热处理设备以及方法
JP2005246152A (ja) 汚泥の熱分解加工方法とその施設
Khan et al. Municipal Wastewater Sludge as a Sustainable Bioresource in Developed Countries
KR100733942B1 (ko) 폐기물과 슬러지의 소각 장치 및 소각방법
KR100840910B1 (ko) 고효율 폐기물 재처리 장치
JP2005246151A (ja) 汚泥の熱分解加工方法及びその施設
Suárez et al. SOLID DISPOSAL FROM EFFLUENTS TREATMENT
KR20090120873A (ko) 폐기물 열분해시스템의 가스 개질장치

Legal Events

Date Code Title Description
MK1K Patent expired