[发明专利]处理各式各样废物的方法

说明书

本发明涉及利用各式各样废物的方法，其中包括可能含有固态和/液态污染物的未分类和未加工的工业垃圾、生活垃圾和列举的其它垃圾。

已知的废物处理方法未能令人满意地解决在危害环境方面起相当大作用的日益严重的废物问题。

丢弃的复合材料工业产品，例如车辆及生活用具，以及油类、电池、清漆、涂料、有毒的浆体、药物和医院废物等，都要服从特定的法律上严格规定的处理条例。但是，生活垃圾是一种杂散的混合物，未经控制，它可能含有实际上所有各种类型的废物和有机组分，在丢弃时未考虑它对环境可能造成的损害。

生活垃圾以垃圾堆的形式堆放是不能令人满意的，垃圾堆生成的难闻的气体和二氧化碳不加控制地进入大气，由堆放的废物产生的被污染的液体和洗提液沾污地下水。

曾经提出将生活垃圾的有机组分和下水道污泥作为肥料施用，以减小要处理的废物的数量。但是，这样作忽略了这些有机物质是混杂的，含有很多不可降解的有毒成分，例如化学制品、药物和重金属残余物，它们在堆肥中保存下来，并且通过植物和动物又返回到生物圈中。

此外，还设法将认为是有价值的材料再利用以减少垃圾的数量。这忽略了分别收集和处理这些废物的高昂花费：重复利用仅仅增高了成本和对环境的损害，同时降低了这样得到的产品的可用性。

在已知的垃圾焚烧埸中，所处理的材料经历最高约达1000℃的很宽的温度范围。在这样的温度下，残余的无机物和金属材料保持不熔化。这些残留固体中包含的能量被浪费了。废物在高温下的停留时间很短和把大置富氮的空气吹入松散的废物中以供燃烧时生成大量灰尘，会促使有危险的氯化烃形成。因此必须将垃圾焚烧场生成的废气送到更高温度下二次燃烧。为了使这类焚烧场的高投资变得合算，有磨蚀和腐蚀作用的热废气与其高灰分一起被送到热交换器中。在热交换器内的较长时间的停留中，通过重新合成又形成了新的氯化烃，它们与夹带的灰尘合并在一起产生了极其有害的滤出物。很难估计它所造成的危害和为排除它们的高昂花费。

尽管目前工艺水平的技术要求很高，但是处理过的废物在焚烧后仍有约40％以灰、渣和毒性很高的滤出物的形式保留下来，就危险性而言，它们可以与放射性废物相比，处置费用高昂。为了减少必须堆放的废物体积，已采用的方法是将金属成分与其余部分分开并用于特殊用途。剩下的灰分和渣分则用高温熔融法处理，这要耗费大量能量。由于所要熔化的起始材料的混杂性，所以熔渣是不均匀的，仍然含有相当多的粒状有机残余物，它们被液态熔融物包封起来，所以未被氧化。

通过在水槽内骤冷，熔体在热裂区无规地破裂，形成了不均匀的颗粒，这就使所包藏的污染物又能被洗提出来。每吨熔体中约200升燃料油的高能含量被浪费了，因为这种粒状熔体只能在筑路或类似工程中作填料用。

迄今为止，在常规反应器中用的热解方法和垃圾焚烧的情形相似，具有很宽的温度范围。在气化区一般均采用高温。所产生的热气体被用来将还未热解的废物预热，随后冷却并且通过形成氯化烃的危险温度区。

对于松散的、未分类和未排放的废物进行热解的所有已知方法，都未能形成令人满意的透气床体，能量耗费过高，气体回收不完全，而且在反应器内停留时间长。由于热流及内部气体压力的结果，产生了大量的灰尘，这需要大的过滤能力。如果制造水煤气，则必须加入另外生成的过热蒸汽，也就是说，要从外部引入蒸汽。剩余的固体物质一般不熔化，而是必须分别处置，就这一点而言，它与常规的垃圾焚烧装置相似。

为了产生生态学上可接受的、有用的纯气体，热解气体在洗涤之前常通过裂解装置。使用热交换器来利用热气体的内部热能也是已知的。因为气体在热交换器内的停留时间而产生了氯化烃，当回收气被用来加热时它们就释放出来。

使用竖式炉进行垃圾焚烧的很大缺点是热解物质在炉内烧结和桥连，于是这类反应器装有机械设备，例如搅棒、振动器等，但它们至今尚未令人满意地解决这一问题。

转鼓式和旋风式气化器，由于部分锐边的废物对炉壁的机械磨损而容易停机、灰尘形成极多，并且要求技术上复杂的不透气的密封。这就使维修要求很大，相应地成本增高。

为避免上述垃圾焚烧和热解方法的缺点，还采用了在无机物或金属高温熔槽上分解废物和有毒物质或是将废物加到熔槽之中以保证废物在高温下快速受热分解的方法。这一方法的主要缺点是不能使用液体或湿的废物，这是因为有爆炸的危险，而且由于所产生的高压，形成的气体在熔体内没有足够长的停留时间来分解有机污染物。即使使用干燥的但是未脱气的有机废物，由分解的有机物产生的气体压力是如此之高，因而也不会有足够长的停留时间。熔体产物在短时间内即被碳粒饱和，这些碳粒因为包封在熔体中而不能被氧化，于是进一步加入废物已无意义。