BR102021003007A2

BR102021003007A2 - Dispositivo para tratar uma mistura de material que consiste em combustível de substituição e contaminantes

Info

Publication number: BR102021003007A2
Application number: BR102021003007-0A
Authority: BR
Inventors: Franz Walter Aumund
Original assignee: AUMUND Fördertechnik GmbH
Priority date: 2020-02-25
Filing date: 2021-02-18
Publication date: 2021-09-08
Also published as: EP3871776A1; US20210260596A1; CN113368997A; PL3871776T3; EP3871776B1; US11660605B2

Abstract

dispositivo para tratar uma mistura de material que consiste em combustível de substituição e contaminantes. a presente invenção se refere a um dispositivo para tratar de uma mistura de material que consiste em combustível de substituição e contaminantes, que apresenta uma alimentação (1) central orientada de forma vertical, uma instalação de separação (2) disposta embaixo da alimentação (1) central, um moinho de rotor (3), sendo que o moinho de rotor (3) é disposto acima da instalação de separação (2) e a alimentação (1) central circunda uma instalação de fluxo (4) para criar um fluxo de gás direcionado para cima, sendo que o moinho de rotor (3) é formado em múltiplos níveis e entre os níveis (5.1, 5.2) do moinho de rotor (3) é disposto, respectivamente, um dispositivo de separação (6), sendo que mistura de material não retida pelo dispositivo de separação (6) é triturada ainda mais no nível seguinte (5.2). figura 1

Description

DISPOSITIVO PARA TRATAR UMA MISTURA DE MATERIAL QUE CONSISTE EM COMBUSTÍVEL DE SUBSTITUIÇÃO E CONTAMINANTES

[0001] A presente invenção se refere a um método para tratar uma mistura de material que consiste em combustível de substituição e contaminantes, que é avistada, triturada e seca no dispositivo.

[0002] O combustível de substituição também caracterizado como combustível secundário compreende particularmente resíduos sólidos, que podem ser utilizados em conjunto com combustíveis convencionais, principalmente, em usinas de cimento, cal, linhito ou usinas industriais, assim como, em instalações de incineração de resíduos ou como único combustível em usinas de combustível de substituição. Os resíduos sólidos, constituídos, por exemplo, por resíduos comerciais e/ou resíduos domésticos, ainda contêm geralmente impurezas, tais como vidro ou metais, depois de triturados grosseiramente. Sabe-se, portanto, que deve ser realizada uma separação após uma trituração rudimentar para triturar ainda mais o combustível de substituição, se necessário.

[0003] O objetivo da presente invenção, é, portanto, oferecer um dispositivo com o qual seja possível tanto a separação do contaminante do combustível de substituição quanto possa ser realizada uma trituração particularmente eficiente do combustível de substituição.

[0004] O objetivo é solucionado por um dispositivo com as características da reivindicação independentes. Aperfeiçoamentos do dispositivo são especificados nas reivindicações dependentes, sendo que características individuais dos aperfeiçoamentos vantajosos podem ser combinadas entre si, de forma significativamente técnica.

[0005] O objetivo é solucionado por um dispositivo para tratar uma mistura de material que consiste em combustível de substituição e contaminantes, que apresenta uma alimentação central orientada verticalmente, uma instalação de separação disposta abaixo da alimentação central, um moinho de rotor, sendo que o moinho de rotor é disposto acima da instalação de separação e envolve a alimentação central, e uma instalação de fluxo para a criação de um fluxo de gás direcionado para cima, sendo que a mistura de material pode ser inserida na alimentação e após a inserção na alimentação desce para a instalação de separação, sendo que os contaminantes são separados na instalação de separação pelo menos parcialmente como uma fração de contaminantes da mistura de material e a mistura de material separada dos contaminantes separados sobe com o fluxo de gás até o moinho de rotor, sendo que a mistura de material que sobre no moinho de rotor é triturada. Além disso, é previsto que o moinho de rotor seja formado em múltiplos níveis, sendo que entre os níveis é disposto, respectivamente, um dispositivo de separação, sendo que mistura de material não retida pelo dispositivo de separação é triturada ainda mais no nível seguinte.

[0006] A mistura de material pode ser inserida, por exemplo, por um funil ou um outro dispositivo alimentador na alimentação, sendo que a alimentação é orientada verticalmente, de tal modo que a mistura de material inserida na alimentação desça na alimentação. A alimentação é, portanto, oca no interior para que a mistura de material possa afundar de forma não perturbada. A alimentação pode ser formada, por exemplo, por um tubo (cilindro oco).

[0007] Embaixo da alimentação é disposta uma instalação de separação que compreende, por exemplo, um disco de distribuição giratório. A instalação de separação é formada, particularmente, de tal modo que pelo menos uma grande parte do contaminante possa ser separado da mistura de material (avistada), sendo que os contaminantes separados podem ser removidos do dispositivo de fora adequada.

[0008] Para a separação/vista é prevista uma instalação de fluxo por meio da qual pelo menos na área da instalação de separação, particularmente, na área do disco de distribuição da instalação de separação, e do moinho de rotor, possa ser criado um fluxo de gás que sobre para cima. A instalação de fluxo apresenta, para isso, particularmente, pelo menos uma entrada de gás disposta, de forma preferida, na área inferior do dispositivo e pelo menos uma saída na área superior do moinho de rotor. Como gás, pode ser utilizado, por exemplo, ar aquecido.

[0009] Aqui é previsto, particularmente, que a mistura de material alimentada pela alimentação central do disco de distribuição seja a tirada em espaço que circunda o disco de distribuição, no qual o fluxo de gás sobe, sendo que o fluxo de gás crescente leva apenas o combustível de substituição e uma grande parte dos contaminantes descem na área que circunda o disco de distribuição.

[0010] Com o fluxo de gás ocorre então também uma secagem do combustível de substituição carregado. O combustível de substituição (e eventualmente contaminantes não separados) carregados pelo fluxo de gás são alimentados com o fluxo de gás ao moinho de rotor, que está disposto acima da instalação de separação (disco de distribuição). O combustível de substituição é triturado no moinho de rotor por forças de impacto, cisalhamento e ricocheteamento. O moinho de rotor apresenta, para isso, de forma preferida, pelo menos uma ferramenta giratória, que realiza a trituração do combustível de substituição.

[0011] De forma preferida, a instalação de separação (e particularmente, seu disco de distribuição) e as ferramentas do moinho de rotor são acionadas em conjunto, de forma giratória, em torno de um eixo orientado verticalmente (giratório). De forma particularmente preferida, também a alimentação pode ser acionada de forma giratória. Para isso, o disco de distribuição é unido, à prova de torção, ao elemento de limita a alimentação (por exemplo, tubo), sendo que, de forma preferida, pelo menos uma ferramenta do moinho de rotor é colocada em um lado externo do elemento que forma, em seu lado interno, a alimentação central. Com isso, precisa ser previsto apenas um acionamento para a criação do movimento giratório. O acionamento é disposto, particularmente, na área inferior do dispositivo e pode criar, por exemplo, um movimento giratório com 500 a 1.000, de forma preferida, com 700 a 900 rotações/min.

[0012] A invenção prevê agora que o moinho de rotor apresente pelo menos e, de forma preferida, precisamente dois ou três níveis, opcionalmente quatro níveis, sendo que entre os níveis do moinho de rotor é disposto, respectivamente, pelo menos um dispositivo de separação (por exemplo, uma peneira), de modo a que partículas da mistura de material contendo principalmente combustível de substituição com um tamanho de partícula predefinido por meio do dispositivo de separação sejam retidas no nível seguinte, enquanto partículas da mistura de material com um tamanho mais pequeno são retidas possam passar para o nível seguinte. No nível seguinte do moinho de rotor ocorre então uma outra trituração da mistura de material. Pela multiplicidade de níveis do moinho de rotor pode ser, portanto, disponibilizado com um dispositivo combustível de substituição com um tamanho de partícula médio diferente. A fração da mistura de material retirada do primeiro nível pode apresentar, por exemplo, um tamanho de partícula médio entre 60 e 200 mm, enquanto a fração da mistura de material retirada do segundo nível pode apresentar um tamanho de partícula médio de, por exemplo, 10 a 60 mm.

[0013] Nesse contexto, é preferido que a cada nível do moinho de rotor seja atribuída pelo menos uma saída, pela qual a mistura de material correspondentemente triturada, a qual contém principalmente ou, na melhor das hipóteses, exclusivamente combustível de substituição, possa ser retirada.

[0014] O segundo e, opcionalmente, todos os outros níveis do moinho de rotor são dispostos, particularmente, verticalmente acima do primeiro nível ou níveis anteriores, sendo que, de forma preferida, as ferramentas de cada nível são acionadas por um único acionamento conjunto.

[0015] Embora seja possível, em princípio, concretizar o dispositivo de separação através de processos de separação adequados, é preferido se o dispositivo de separação compreender entre os níveis do moinho de rotor, respectivamente, pelo menos uma peneira. Com uma tal peneira se obtém um dispositivo de separação simples.

[0016] Em uma forma de realização, pode ser previsto que seja formada uma câmara anular que envolve o primeiro nível do moinho de rotor, sendo que, particularmente, é disposta uma disposição em grade entre a câmara anular externa e as ferramentas do primeiro nível do moinho de rotor. A mistura de material triturada no primeiro nível do moinho de rotor pode, com isso, passar através da disposição em grade para a câmara anular, a qual a mistura de material triturada pode ser retirada pela pelo menos uma saída. Se for formada uma pluralidade (mais de dois) níveis, pode ser também atribuída uma própria câmara anular a todos os primeiros níveis seguintes ao primeiro nível até o último nível, a qual é separada das ferramentas do nível correspondente por uma disposição em grade.

[0017] Nesse contexto, pode ser também previsto que, em uma extremidade radialmente externa de algumas ferramentas do(s) (primeiros níveis do) moinho de rotor, sejam formados também elementos de decapagem, que podem ser também denominados elementos raspadores, com os quais partículas da mistura de material retidas na disposição em grade ou em uma parede radial do moinho de rotor podem ser soltas da disposição em grade, de modo a que possam ser alimentadas a uma outra trituração no primeiro nível ou no nível correspondente.

[0018] Além disso, pode ser previsto que ao dispositivo de separação, entre os níveis do moinho de rotor, seja atribuído um dispositivo de purificação, com o qual a mistura de material retida pelo dispositivo de separação pode ser solta pelo dispositivo de separação. Com isso, a mistura de material solta pode ser alimentada a uma outra trituração no nível anterior, para o qual é também possível, por exemplo, uma pulsação do fluxo de gás. Nesse caso, também o dispositivo de purificação pode ser acionado de forma giratório junto com as ferramentas do nível anterior, de modo que é possível uma liberação contínua da mistura de material retida pelo dispositivo de separação.

[0019] Em uma forma de realização, pode ser previsto, além disso, que várias, particularmente, mais que 10, de forma preferida, mais que 20 ferramentas dispostas deslocadas em sentido vertical e circular uma em relação à outra. Através dessa disposição deslocada tanto em sentido circular quanto em sentido vertical das ferramentas, é alcançada uma retenção elevada da mistura de material e, com isso, uma trituração eficiente da mistura de material, de tal modo que possa ser atingido um elevado grau de trituração, respectivamente, o moinho de rotor possa ser realizado com uma altura menor. Através de uma retenção elevada, é também alcançada, contudo, uma melhor secagem da mistura de material.

[0020] Nesse contexto, é preferido se o moinho de rotor apresentar um cilindro oco acionado de forma giratória e disposto de forma central (que forma, de forma preferida, também a alimentação central), em cujo lado externo, são colocadas as ferramentas, sendo que as ferramentas se estendem do lado externo do cilindro oco, individualmente, respectivamente de forma radial, para forma. As ferramentas são, portanto, particularmente, elementos formados alongados, que se estendem do cilindro oco para fora. Com isso, particularmente, toda a área entre o lado externo do cilindro oco e um limite do moinho de rotor, que se afasta radialmente da mesma, pode ser atravessada pela mistura de material que sobe, sendo que, em toda área, pode ocorrer um efeito alternante com as ferramentas.

[0021] Nesse caso, pode ser previsto que um grupo de ferramentas e/ou a maioria das ferramentas compreendam elementos de asa plana, que se estendem radialmente para fora. Os elementos de asa são colocados diretamente ou indiretamente no lado externo do cilindro oco e são essencialmente mais longos no sentido radial (pelo menos três vezes, de forma preferida, pelo menos cinco vezes) do que sua largura. Além disso, os elementos de asa apresentam uma altura que é menor que sua largura, sendo que os elementos de asa pelo menos são duas vezes mais largos e mais altos, de forma preferida, pelo menos quatro vezes mais largos e altos. Descobriu-se que com tais elementos de tipo asa é possível uma trituração particularmente eficiente da mistura do material.

[0022] Um outro aperfeiçoamento da trituração pode ser alcançado pelo fato de que os elementos de asa são empregados com um ângulo a um plano horizontal. De forma preferida, o ângulo de ajuste é de 3º a 45º, de forma particularmente preferida, de 5º a 20º em relação ao plano horizontal.

[0023] Além disso, pode ser previsto que pelo menos uma ferramenta ou uma pluralidade de ferramentas, de forma preferida, uma grande parte das ferramentas, compreenda um elemento de impacto em forma de disco, que é disposto em uma extremidade radial da ferramenta, sendo que o elemento de impacto em forma de disco é projetado particularmente vertical. Com um tal elemento de impacto em forma de disco a eficiência de trituração pode ser elevada ainda mais.

[0024] Além disso, pode ser previsto que pelo menos uma ferramenta compreenda um elemento raspador, que é disposto radialmente externo na ferramenta e está em disposição com uma parede do moinho de rotor ou do nível do moinho de rotor que limita externamente a câmara de moagem, sendo que a parede pode ser formada, por exemplo, por uma disposição em grade, que separa a câmara de moagem de uma câmara anular. Com o elemento raspador pode ser prevenido u solucionado um acúmulo de partículas da mistura de material no lado interno da parede.

[0025] O elemento de impacto em forma de disco ou o elemento raspador podem ser colocados, por exemplo, em uma extremidade radial do elemento de asa da ferramenta descrito anteriormente.

[0026] Também pode ser previsto que pelo menos uma ferramenta seja formada a partir de um fio que é colocado no lado externo do cilindro oco. Como fio entende-se, particularmente, um tal elemento que se estende do cilindro oco de forma alongada para fora e cuja largura e altura seja relativamente igual. O fio tem, de forma preferida, uma configuração de seção transversal circular.

[0027] De forma preferida, em uma área inferior do moinho de rotor ou em uma área inferior do nível do moinho de rotor é disposta uma pluralidade (particularmente, mais de 8, de forma preferida, mais de 16) de ferramentas, que compreendem, respectivamente, um elemento de asa, enquanto que em uma área superior do moinho de rotor ou em uma área superior de um nível do moinho de rotor são dispostas várias ferramentas que compreendem um fio.

[0028] Para uma trituração particularmente eficiente da mistura de material, foi verificado que um grupo (mais de 4) de ferramentas pode ser disposto deslocado em forma de hélice uma em relação à outra (portanto, em uma linha de parafuso), sendo que podem ser dispostos vários grupos de ferramentas no sentido circular, uma atrás da outra.

[0029] A invenção e o ambiente técnico são esclarecidos a seguir, a título de exemplo, com base nas Figuras. Mostrase, de forma esquemática
Figura 1: um dispositivo para tratar uma mistura de material que consiste em combustível de substituição e contaminantes
Figura 2: uma representação em corte que atravessa o dispositivo e
Figura 3: uma vista detalhada do dispositivo.

[0030] O dispositivo para tratar de uma mistura de material que consiste em combustível de substituição e contaminantes, representada nas Figuras, apresenta uma alimentação 1 central orientada de forma vertical, que é limitada radialmente por um cilindro oco 12. Acima da alimentação 1 é formado um funil através do qual, a mistura de material é inserida na alimentação 1.

[0031] Embaixo da alimentação 1 central é formada uma instalação de separação 2 que compreende um disco de distribuição 14. O disco de distribuição 14 é unido fixo, contra torção, com o cilindro oco 12, de tal modo que o disco de distribuição 14 e o cilindro oco 12 possam ser acionados juntos de forma giratória.

[0032] No lado externo do cilindro oco 12 são dispostas ferramentas na forma de elementos de asa 8a e fios 8b, de tal modo que, essas possam ser acionadas junto com o cilindro oco 12 de forma giratória, em torno do eixo longitudinal do cilindro oco. As ferramentas 8a, 8b formam um moinho de rotor 3 disposto acima da instalação de separação 2.

[0033] O dispositivo compreende além disso, uma instalação de fluxo 4 com uma entrada 15, uma primeira saída 7.1 e uma segunda saída 7.2. A instalação de fluxo 4 pode ser operada por injeção de um meio de operação gasoso na entrada 15 ou por sucção do meio de operação gasoso nas saídas 7.1 e 7.2. O dispositivo é formado, nesse caso, em seu interior, de tal modo que o meio operacional que entra através da entrada 15 flui para cima, passando pela borda radialmente externa do disco de distribuição 14 para o moinho de rotor 3.

[0034] O moinho de rotor 3 apresenta um primeiro nível 5.1 ao qual é atribuída a primeira saída 7.1. O moinho de rotor 3 apresenta, além disso, um segundo nível 5.2 ao qual é atribuída a segunda saída 7.2. As ferramentas 8a e 8b do primeiro nível 5.1 são envolvidas de forma radial por uma disposição em grade 10 que separa as ferramentas de uma câmara anular 9. Entre o primeiro nível 5.1 e o segundo nível 5.2 é formado, além disso, um dispositivo de separação 6 na forma de uma peneira.

[0035] O primeiro nível 5.1 e o segundo nível 5.2 do moinho de rotor 3 compreendem, respectivamente, uma pluralidade de elementos de asa 8a aplicados em grupo, em forma de hélice, no lado externo do cilindro oco 12, que se estendem do lado externo do cilindro oco radialmente para fora. Os elementos de asa 8a são orientados com um ângulo de ajuste para um plano horizontal. Na extremidade externa dos elementos de asa 8a são colocados elementos de impacto em forma de disco 13. Em alguns elementos de asa 8a são colocados, por sua vez, elementos raspadores 11, com os quais, os componentes da mistura de material retida pela disposição em grade 10 podem ser soltos pela disposição em grade 10. Na área superior do primeiro nível 5.1, além disso, podem ser colocados elementos raspadores como instalação de sucção, imediatamente no cilindro oco 12, com os quais, o material retido pelo dispositivo de separação 6 pode ser solto. Na área superior, o primeiro nível 5.1 e o segundo nível 5.2 apresentam, respectivamente, fios 8b como ferramentas, que são dispostas no lado externo do cilindro oco 12.

[0036] Em operação, uma mistura de material, que consiste em combustível de substituição e contaminantes, é inserida na alimentação 1 central orientada de forma vertical, na qual a mistura de material desce para baixo, até a instalação de separação 2 que compreende o disco de distribuição 14. Através do movimento giratório conjunto do disco de distribuição 14 e do cilindro oco 12 que limita a alimentação 1, a mistura de material é acelerada, após chegar no disco de distribuição 14, radialmente para fora. A mistura de material posta para fora pela aresta do disco de distribuição 14 é avistada devido ao fluxo de gás que sobe de tal modo que, principalmente, os contaminantes desçam para baixo no espaço que circunda o disco de distribuição 14, enquanto que a mistura de material restante que apresenta principalmente combustível de substituição entre, com o fluxo de gás, no primeiro nível 5.1 do moinho de rotor 3.

[0037] No primeiro nível 5.1 ocorre uma trituração da mistura de material por efeito alternado com as ferramentas 8a e 8b, assim como, uma sob a outra. Devido à disposição deslocada no sentido vertical e circular das ferramentas 8a, 8b, pode ocorrer uma trituração eficiente, sendo que o material triturado pode passar pela disposição em grade 10, chegando na câmara anular 9, sendo que essa parte da mistura de material é escoada pela primeira saída 7.1.

[0038] A mistura de material que passa pelo dispositivo de separação 6 é triturada ainda no segundo nível 5.2, de tal modo que a mistura de material que sai da segunda saída 7.2 apresente um tamanho médio de partícula menor que a da mistura de material que sai da primeira saída 7.1.

[0039] Com o dispositivo pode ocorrer, portanto, não apenas uma trituração particularmente eficiente, contudo, também pode ser fornecida uma mistura de material com diferentes tamanhos de partícula.

[0040] Lista de referências numéricas
1 alimentação
2 instalação de separação
3 moinho de rotor
4 instalação de fluxo
5.1 primeiro nível
5.2 segundo nível
6 dispositivo de separação
7.1 primeira saída
7.2 segunda saída
8a elemento de asa
8b fio
9 câmara anular
10 disposição em grade
11 elemento raspador
12 cilindro oco
13 elemento de impacto
14 disco de distribuição
15 entrada

Claims

Dispositivo para tratar uma mistura de material que consiste em combustível de substituição e contaminantes que apresenta
- - uma alimentação (1) central orientada de forma vertical,
- - um dispositivo de separação (2) disposto embaixo da alimentação (1) central,
- - um moinho de rotor (3), sendo que o moinho de rotor (3) é disposto acima da instalação de separação (2) e circunda a alimentação (1) central,
- - uma instalação de fluxo (4) para criar um fluxo de gás orientado para cima,
sendo que a mistura de material pode ser inserida na alimentação (1) e, após a inserção na alimentação (1), desce até a instalação de separação (4), sendo que os contaminantes na instalação de separação (4) são separados, pelo menos parcialmente, como uma fração de contaminante da mistura de material e a mistura de material separada dos contaminantes separados com o fluxo de gás sobe até o moinho de rotor (3), sendo que a mistura de material que sobe no moinho de rotor (3) é triturada, sendo que
o moinho de rotor (3) é formado em múltiplos níveis e entre os níveis (5.1, 5.2) do moinho de rotor (3) é disposto, respectivamente, um dispositivo de separação (6), sendo que mistura de material não retida pelo dispositivo de separação (6) é triturada ainda mais no nível seguinte (5.2).
Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, sendo que a cada nível (5.1, 5.2) do moinho de rotor (3) está atribuída pelo menos uma saída (7.1, 7.2).
Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, sendo que o dispositivo de separação (6) entre os níveis (5.1, 5.2) do moinho de rotor (3) compreende pelo menos uma peneira.
Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, sendo que pelo menos o primeiro nível (5.1) do moinho de rotor (3) apresenta uma câmara anular (9) que envolve as ferramentas (8a, 8b), sendo que, de forma preferida, a câmara anular (9) é separada das ferramentas (8a, 8b) por uma em disposição em grade (10).
Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, sendo que ao dispositivo de separação (6), entre os níveis (5.1, 5.2) do moinho de rotor (3), é atribuído um dispositivo de purificação (11), com o qual a mistura de material retida possa ser liberada pelo dispositivo de separação (6).
Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, sendo que a alimentação (1), a instalação de separação (2) e o moinho de rotor (3) podem ser acionados de forma giratória, em conjunto, em torno de um eixo orientado de forma vertical.
Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, sendo que a instalação de separação (2) compreende um disco de distribuição giratório (14).
Dispositivo, de acordo com a reivindicação 7, sendo que a mistura de material é acelerada do disco de distribuição (14) para uma câmara que envolve o disco de distribuição (14), na qual sobe o fluxo de gás.