CS219270B2 - Způsob výroby pevného, skladovatelného, práškovatelného paliva - Google Patents

Abstract

Způsob výroby pevného, výhřevného, dobře skladovatelného práškovatelného paliva z nejrůznějších odpadů, které jakkoliv mají výhřevnost, jsou samy o· sobě jakožto palivo nepoužitelné. Takovými odpady jsou například dehty, různé oleje, ale také odpady uhelných dolů a valchářská hlinka. Na použitelné palivo se tyto odpady zpracovávají tak, že se mísí v přítomnosti vody s jemně rozptýlenou hmotou na bázi křemičitanu hlinitého, jako je popílek, na homogenní směs, do které se pak přidává hydraulické pojivo, s výhodou hydraulické vápno nebo hydraulický cement.

Description

Vynález se týká paliv odvozených od odpadků, které mají značnou výhřevnost, které však samy o sobě nejsou vhodné jakožto paliva. Způsobu podle vynálezu lze použít pro pevné stabilní odpady a pro kapalné mobilní odpady, zpravidla pro dehty a/nebo pro oleje, které se pro svůj charakter obtížně zužitkovávají, a obtížně se jich používá jakožto paliv z těchto· důvodů:

a) Tyto mobilní odpady obsahují často suspendované pevné látky, ocelovou drť, vlákna, což znesnadňuje jejich zavádění do kotlů a do spalovacích pecí, jelikož dochází k ucpávání trysek, čerpadel atd.

b) Tyto odpady, i když jsou mobilní, jsou zpravidla husté a mají vysokou viskozitu, a proto se musejí predehřívat ke snížení viskozity před zaváděním do jednotky ke generaci tepla nebo do spalovací pece a toto· předehřívání není vždy snadno možné.

c) Tyto mobilní odpady se často rozdělují na vrstvy, zvláště v případech, kdy obsahují vodu, a zpravidla mají tyto jednotlivé vrstvy velké rozdíly výhřevnosti. Jestliže se takové odpady zavádějí do spalovací pece nebo , do generátoru páry, jsou rozdíly výhřevnosti nepřijatelné buď proto, že se jejich spalováním uvolňuje příliš mnoho tepla, nebo protože se uvolňuje nedostatečné množství tepla, čímž se nepřijatelně mění technologické parametry spalovacího zařízení.

d) Tyto odpady se pro svoji mobilitu obtížně skladují ve srovnání s odpady pevnými.

Značné objemy těchto mobilních odpadů se běžně odvážejí na skládky, protože se obtížně zhodnocují nebo opětně používají nebo se obtížně využívá jejich výhřevnosti nebo se z nich obtížně regenerují chemikálie. Takové odpady skladované v terénu často zvyšují znečištění životního prostředí.

Způsob podle vynálezu je použitelný pro některé odpady, jako jsou mazací oleje, které se mohou zužitkovávat jinými způsoby jako je dehydratace a opětná rafinace destilací, nebo které se mohou snadno zavádět do jednotek pro získání tepla nebo do spalovacích pecí. Jejich vzrůstající množství však neospravedlňuje takové způsoby zužitkování.

Způsob podle vynálezu, použitelný jak pro mobilní, tak pro pevné odpady, je vhodný pro výrobu produktu s těmito vlastnostmi:

a) pevnost,

b) snadnost převádění na prášek a nízká pevnost v tlaku,

c) rozumná výhřevnost,

d) snadná skladovatelnost bez pracných zařízení.

Předmětem vynálezu je tudíž způsob výroby pevného, výhřevného, skladovatelného, práškovatelného paliva, který je vyznačen tím, že se mísí výhřevné odpady v přítomnosti vody s jemně rozptýlenou hmotou na bázi křemičitanu hlinitého, jako je popílek, na homogenní směs, do které se pak přidává hydraulické pojivo.

Způsob podle vynálezu se tedy týká výroby paliv z odpadků, které mají značnou výhřevnost, přičemž se tyto odpady, které mohou být pevné nebo kapalné, mísí v přítomnosti vody s jemně rozptýlenou hmotou na bázi křemičitanu hlinitého, jako je popílek, a do suspenzní směsi se pak přidává hydraulický cement.

Přítomnost vody je podstatná, aby došlo ke ztvrdnutí hmoty a voda se proto zpravidla přidává. V nepřítomnosti vody by směs zůstala mobilní nebo hustě viskózní a neztvrdla by. Popílek nebo podobné materiály působí jakožto emulgátor, jelikož částice odpadu povlékají částice popílku, čímž dochází k rovnoměrnému rozdělení odpadu ve vzniklé směsi. Popílek musí být přítomen v dostatečném množství pro proběhnutí zpevnovací reakce s cementem. Jelikož některé popílky mohou obsahovat velké množství vápna, nemusí být následné přidávání cementu nutné.

Výhodnou křemičitanohlinitou náhradou popílku jsou nízkokvalitní jemná uhlí, označovaná zde jako odpadky uhelných dolů, které vznikají jako odpadní látka z vody použité pro praní uhlí. Tyto odpady mají zpravidla příliš nízkou výhřevnost, aby mohly být prodávány přímo' jako palivo. Proto se zavádějí do kalových rybníků, kde se voda vsakuje a zanechává pevný zbytek. Shromažďují se velká množství odpadků z uhelných dolů. Tyto odpadky z uhelných dolů mají podle zjištění dobrou schopnost zadržovat olej. Mírná výhřevnost odpadků uhelných dolů se může zvýšit tím, že se samy nebo v kombinaci s materiály na bázi křemičitanu hlinitého vnášejí do produktu podle vynálezu. Připomíná se, že takové odpadky z uhelných dolů bývají vlhké ve srovnání s popílkem a mohou do směsi vnášet dostatečné množství vody, takže proces může účinně proběhnout.

Odpadky, na které je způsob podle vynálezu zaměřen, mají zpravidla teplotu vzplanutí větší než 23 °C. Odpadky s nižší teplotou vzplanutí by mohly působit problémy vlivem těkavosti.

Výrazem „hydraulický cement“ se rozumí nejen portlandský cement, ale také vápno. Popílek obsahující vápno poskytuje křemičitan pro zpevňovací reakci ztvrdnutí.

Vynález se také týká paliva vyráběného způsobem podle vynálezu.

Vynález objasňují následující příklady praktického provedení.

Přík.lad 1

Do 2000 g mobilního olejovitého odpadního kalu. se přidá 3000 g vody a 7200 g po pílku á míchá se za vzniku dobře homogenní směsi. Do této směsi se vmíchá 1100 g obyčejného portlandského cementu a promísí se. Směs ztuhne na pevnou hmotu s nízkou pevností, která se snadno převádí na prášek půdovité konzistence. Konečný produkt má výhřevnost 10,94 MJ/kg, což je podobná výhřevnost, jakou má palivo vyrobené z odpadků z domácností.

Zjistilo ss, že se při způsobu podle tohoto příkladu může alespoň 5000 g popílku nahradit inertní, jemně rozptýlenou pevnou látkou, jako je mletá křída, odpadní vápno _s nebo podobné hmoty. Tato pevná látka má sama svou výhřevnost, například jako uhel_: ný mour. Popílek má zpravidla výhřevnost a violí se pro svůj obsah uhlíku, a tedy pro svoji výhřevnost.

Příklad 2

Odpadní olej obsahující vodu z procesu broušení

500 g mobilního odpadního oleje (obsahujícího 300 g minerálního oleje, 150 g vody: a 50 g anorganických pevných látek včetně oxidu železitého) se smísí se 400 g pópílku za vzniku rozumně homogenní směsi. Přidá se 100 g obyčejného portlandského cementu. Směs se nechá ztvrdnout na pevnou hmotu, která je snadno drobivá, v průběhu 4 dnů.Podobná pevná látka se získá, jestliže se tvrdnutí provádí v peci obsahující atmosféru nasycenou vodou při teplotě 65 ^QC po dobu 16 hodin. Naměřená výhřevnost pevné hmoty je 17,27 MJ/kg.

Tento příklad tedy dokládá použitelnost způsobu podle vynálezu pro olejovité odpady obsahující pevné podíly.

Příklad 3

Odpadní 220° palivový olej obsahující prach

Do 500 g odpadního 220° palivového olejé sie přidá 300 g vody, čímž se získá směs vodý a oleje rozdělená do dvou vrstev. Do této směsi oleje a vody se za použití vysokorychlostního míchadla přidá 330 g popílku a 330 g odpadků uhelných dolů. Vznikne rozumně homogenní směs, do které se přidá 110 g obyčejného portlandského cementů. Směs se nechá ztuhnout na pevnou látku, která se snadno drtí, v průběhu 4 až 5 dní (provedeny tři zkoušky). Vzniklá pevná hmota má výhřevnost 13,22 MJ/kg po pěti dnech.

Při skladování na vzduchu, avšak při chránění před deštěm á podobnými vlivy se pozoruje určitá ztráta vody a výhřevnost

14,60 MJ/kg po 12 dnech od přípravy vzroste asi o>-10%.

Přikládá

Kyselý dehet

Odpadní vody z praní olejů při rafinaci kyselinou sírovou k odstranění nečistot z oleje mají typicky vysoký obsah oleje a jsou vysoce kyselé.

460 g vody a 100 g hydratovaného vápna se dohromady smísí. Do této směsi se za intenzivního míchání přidá 250 g kyselého dehtu k neutralizaci volné kyseliny v kyselém dehtu. Přidá se 180 g popílku a 90 g obyčejného portlandského cementu a prsomísí se křídlovým míchadlem za vzniku homogenní suspenze. ,,

Suspenze ztuhne na hmotu s nízkou pevností, která se snadno drtí a při působení tlaku poskytuje směs půdovitého vzhledu po pěti dnech a má výhřevnost 90,80 MJ/kg. Jestliže se ze směsi vypustí hydratováné vápno, nebo jestliže se nahradí dalšími 100 g popílku, zůstane směs viskózní a neztvrdne. Jestliže se procento kyselého dehtu ve směsi zvýší na 35 % a udrží se stejný poměr ostatních složek, směs rovněž neztvrdne.

Příklad 5

Plynárenský dehet

Plynárenský dehet, produkovaný z uhlí v průběhu výroby plynu z uhlí, byl až dosud obtížným odpadem, zvláště když se odvážel na skládky.

Do 400 g odpadního plynárenského dehtu se přidá 200 g vody spolu s 400 g jemně mleté křídy a 420 g popílku. Mísí se dohromady vysocerychlostním míchadlem, čímž se získá poměrně homogenní suspenze. Do této suspenze se přidá 210 g obyčejného portlandského cementu a rovněž se míchá vysocerychlostním míchadlem. Za tři dny produkt ztuhne na půdě podobnou pevnou hmotu o výhřevnlosti 47,5 MJ/kg.

Příklad 6

Odpad ze závodu na regeneraci oleje

Do 3000 g odpadního olejovitého kalu, získaného jakožto zbytek z jednotky pro oddělování oleje a vody (zbytek obsahující 66 % minerálního oleje, 16 % popílku, vláken a 18 % vody), se přidá 2330 g organicky znečištěného kapalného odpadu. Do této směsi se přidá 7000 g popílku a 1200 g obyčejného portlandského cementu. Směs ztuhne na hmlotu podobnou půdě v průběhu 4 dnů a má výhřevnost 11,40 MJ/kg.

Tento příklad ukazuje, že se může použít organicky znečištěných vodných odpadů místo vody za předpokladu, že je voda hlavní složkbu těchto vodných odpadů. Organicky znečištěné vodné odpady, kterých se může použít jakožto náhrady vody, zahrnují:

a) kapalíny a odpadní vody znečištěné fenoly,

b) kapaliny a kaly obsahující odpadní polyvinylalkohol,

c) odpadní organické nátěrové hmoty ve formě emulze nebo suspenze ve vodě za předpokladu, že je voda hlavní složkou těchto odpadů,

d) kapalné odpadní vody,

e) vyhnilé a jiné odpady,

f) kapalné vodné zbytky fenolformaldehydových pryskyřic.

Použití kapalin znečištěných organickými látkami místo vody může podporovat (zpravidla okrajově) výhřevnost získaného pevného produktu.

Příklad 7

Míchání olejovitých a podobných zbytků ke zlepšení výhřevnosti

1000 g í odpadu z plynárenského dehtu (obsahujícího 50 % půdy, 35 % vody a 15 procent oleje z plynárenského dehtu) se smísí a 1000 g odpadního mazacího oleje (obsahujícího 66 % minerálního oleje a 33 procent vody). Do této směsi se přidá 600 gramu popílku a 200 g obyčejného portlandského cementu. Suspenze ztuhne na pevnou hmotu v průběhu 4 dnů a tato pevná hmota se snadno drtí na půdě podobný materiál. Produkt má výhřevnost 93,12 MJ/kg.

Tento příklad ukazuje, že se navzájem mohou mísit různé odpadní materiály k dosahování rovnoměrnější výhřevnosti získaného pevného produktu.

Přiklad 8

Zlepšení výhřevnosti odpadků uhelných dolů

Do 330Q g oleje, kaučuku a uhlíku ve formě kalu obsahujícího 30,3 °/o vody se přidá 1000 g vody, 5000 g odpadků uhelných d*olů a 700 g obyčejného portlandského cementu. Produkt ztuhne na drobivý materiál v průběhu 7 dnů. Výhřevnost odpadků uhelných dolů 11,17 MJ/kg se u paliva z tohoto odpadu vyrobeného zvýší na 14,90 MJ/kg. Příklad 9

Palivo na bázi zbytku pevné dehtové, smoly z uhlí

200 g práškovité zbytkové smoly o výhřevnosti 39,53 Mj/kg se suspenduje. v^! 240 g zbytkového rozpustného oleje o výhřevnosti 6,59 MJ/kg, obsahujícího asi 83 % vody. Přidá se 300 g pevných odpadků uhelných dolů o výhřevnosti 11,64 MJ/kg, 170 g popílku a 90 g portlandského cementu zavzniku pastovitého produktu, který: ztuhne v průběhu 5 dnů na tvrdou pevnou hmotu, .která se snadno převádí na prášek: Výhřevnost tohoto produktu je 12,97 MJ/kg.

Příklad 10

Palivo na bázi pevné valchárské hlinky plněné olejem z opětné rafinace mazacího oleje kyselou hlinkou

350 g měkkého soudržného pevného filtrační ho koláče z valchéřské:hlinky impregnovaného olejem o výhřevnosti 18,86; MJ/kg se přidá do 430 g suspenze oxidu železitého a okují v oleji o výhřevnosti 21,18. · MJ/kg. Směs se doplní 159 g suspenze zkalového rybníka o výhřevnosti 11,64*MJ/kg, což je nízkohodnotný vedlejší produkt zpraníuhlí a 70 g cementu. Suspenzi z kalového* rybníka je vlhký odpad uhelných dolů, který dodává do systému dostatečné množství vody, jakož také křemičitanu hlinitého. Za< týden produkt ztvrdne na suchý prášek vzhledem podobný původní valchářské hlince, · jer však mnohem sušší améně soudržný,, takže se s ním snadněji manipuluje. Výhřevnost získaného materiálu je 17,45 MJ/kg.

Claims (9)

1. PŘEDMÉT

   1. Způsob výrohy pevného, výhřevného, skladovatelného, práškovatelného paliva, vyznačený tím, že se mísí výhřevné odpady v přítomnosti vody s jemně rozptýlenou hmotou na bázi křemičitanu hlinitého, jako je popílek, na homogenní směs, do které se pak přidává hydraulické pojivo.
2. 2. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že odpady jsou husté, avšak mobilní.
3. 3. Způsob, podle btodu 1 nebo 2, vyznačený tím, že se do homogenní směsi přidává hydraulické vápno.
4. 4. Způsob podle bodů 1 až 3, vyznačený tím, že se přidává voda.

   vynalezu
5. 5. Způsob podle bodů 1 až 4, vyznačený tím, že se přidává výhřevná hmota .na bázi křemičitanu hlinitého.
6. 6. Způsob podle hodu 5, vyznačený tím, že hmotou, na bázi křemičitanu hlinitého jsou odpadky uhelných dolů.
7. 7. Způsob podle bodů 1 až 6, vyznačený tím, že se přidává inertní rozptýlená pevná látka.
8. 8. Způsob podle bodů 1 až 6, vyznačený tím, že se přidává výhřevná pevná látka.
9. 9. Způsob podle bodů 1 až 8, vyznačený tím, že se jakožto voda , přidává; odpadnu voda obsahující organické látky.