CS233627B1 - Zařízeni k tepelné destrukci odpadních látek - Google Patents

Abstract

Vynález se vztahuje na zařízeni k tepelné destrukci odpadních látek, tvořené rotační pecí s vysokoteplotním reaktorem. Vynález řeší problém likvidace odpadních látek zejména ve strojírenských a hutních podnicích bez ohrožení životního prostředí. Problém je řešen tak, že rotační pec (11), v níž se likvidují odpadní látky, je dvoupásmová a obsahuje pyrolýzní pásmo (1), opatřené muflí (2), jejíž plášl je oddělen od pecní vyzdívky (5) prstencovým prostorem (3), do nějž jsou f* vyvedeny přívody (4) sekundárního vzdulí chu, za níž je uspořádáno spalovací pás- - mo (6), oddělené od pyrolýzního pásma (1) difuzorem (7), přičemž za rotační pecí (11) je uspořádán vysokoteplotní reaktor (8), tvořený cyklonovým odlučovačem, přičemž tento vysokoteplotní reaktor (8) je opatřen reaktorovou vyzdívkou (9) a vysokorychlostními hořáky (10), uspořádanými tangenciálně.

Description

Vynálu si fyíft zařízení k Milné distfukci odpadních látek, tvořené/rotační pecí s vysokoteplotním reaktorem. Vynález řeší problém likvidace všech druhů odpadních látek v hutních a strojírenských závodech, případně i likvidace komunálních odpadků.

Výroba ocele a její další zpracování, stejně jako každá lidská činnost, přináší s sebou produkci odpadních látek.*Při průmyslové výrobě, zejména pak výrobě hutní a strojírenské, jde o nejrůznější vyčerpané mazací prostředky, jako jsou odpadní oleje a mazadla, obsahující zbytky kovů, zaolejované hadry, staré pneumatiky, kalicí a cementační sole, plastické hmoty, zaolejované třísky a okuje, ale také nejrůznější kaly s obsahem vody a přirozeně též odpadky komunálního charakteru, obsahující nejen organické látky, ale i sklo, různé kovy, papír a podobně. Výskyt těchto odpadů ve velkém množství při značném podílu látek organického původu, z nichž ropné produkty jsou z ekologického hlediska jedny z nejhoších, jsou zdrojem vážného ohrožení životního prostředí. To je způsobováno zejména tím, že takovýto odpad se velmi-*často odkládá na různé haldy a skládky, které zabírají značné plochy, využitelné zpravidla k zemědělským účelům. Obzvláště nebezpečná je však skutečnost, že rozpustné látky z hald a skládek, z nichž téměř všechny jsou škodlivé a některé z nich dokonce i jedovaté, pronikají do spodních vod, zpravidla nekontrolovatelně a znehodnocují je.

Jsou známy i vhodnější způsoby likvidace odpadních látek a to zejména kompostování, nebo spalování.

Kompostovat je však možno jen určité druhy odpadu. Takový odpad nesmí obsahovat jedovaté podíly, ani mazadla a podobné látky, jež by

233 627 mohly proniknout do spodních vod a ohrozit je. Dále nesmí obsahovat látky, jež se kompostování nerozkládají a nepřetvářejí, jako různé kovy, sklo á zejména plastické hmoty.

Spalováním lze likvidovat odpad nejrůznějšího druhu a pro tento účel se používá, nebo je alespoň navržena celá řada zařízení, jejichž míra účelnosti je značně rozdílná. Jde o nejrůznější spalovací ^ece tvaru komory, nebo válce pro spalování na pevné podlaze, nebo roštu, někdy opatřené dopalovací komorou pro spálení odpařených, nebo zplyněných hořlavin. Tato zařízení jsou obvykle určena pře likvidaci jen určitého druhu odpadu. ú_ejich provoz bývá občasný bez využívání odpadního tepla, ale též i bez čištění spalin. Nelze v nich provádět destrukci kalů, solí, nehodí se ani k odstraňování oleje z kovových třísek tak, aby kovové třisky bylo možno znovu použít k hutnímu pochodu. Společnou nevýhodou všech těchto zařízení je skutečnost, že nejsou univerzální, jejich provoz není hospodárný ba ani není bez škodlivého vlivu na životní prostředí.

Složitější zařízení mají roštová topeniště a kotle pro využívání odpadního tepla. Jsou vhodné především pro likvidaci komunálních odpadků, které se přěd spalováním homogenizují, aby se dosáhlo stabilní výhřevnosti. Nelze je obvykle použít k likvidaci solí, kalů, ani kovového odpadu pokud přesáhnou velmi malý podíl z celkového množství odpadu. Navíc jde o zařízení značně rozsáhlá, vybudovaná obvykle Jako městské spalovny, jež nejsou vhodná pro jednotlivé průmyslové závody, ba ani pro menší sídlištně aglomerace.

Problém účelné a zdravotně nezávadné likvidace odpadu je s ohle dem na soustavně zhoršující se životní prostředí velmi vyhrocen. Pro i

to se hledají stále nové cesty likvidace odpadu a vyvíjejí se nová zařízení. Vývoj se orientuje zejména na zplynování hořlavého odpadu, nebo na jeho spalování na tak zvaném fluidním loži. Tato zařízení jsou použitelné vždy jen pro určitý druh odpadu s určitým rozsahem hořlavosti. Zkušky však prokázaly, že i tato nová zařízení mají své nedostatky. Zplynování má menší ekonomickou účinnost, než přímé spalování. Fluidní procesy jsou provázeny vysokým úletem pevných částic a jejich provoz je poměrně složitý·

Praxe ukazuje, že velmi vhodným zařízením pro spalování odpadků je rotační spalovací pec, ^Její použití je téměř univerzální a když je opatřena přiměřeným regulačním zařízením, má možnost měnit množství likvidováného odpadu ve značném rozsahu a rovněž i jeho složení. Lze ji opatřit také d^palovací komorou a kotlem na využívání odpadního tepla, jakož i odlučovačem k čištění spalin. Dosud známé rotační pece mají však rovněž své nevýhody. Tak je například nutno dbát na to, aby se zbytky mazadel nedostaly v kapalné formě na vyzdívku pece, neboí při určité teplotě redukují kysličníky, z nichž je vyzdívka složena a zničí ji ve velmi krátké době. Použití rotační pece bez vyzdívky je zase spojeno s velkými tepelnými ztrátami. Pohyb vsázky v rotační peci způsobuje úífet jemných částí zpracovávaného odpadu, který je nutno odstranit ještě před vstupem spalin do kotle, který by se jinak zanášel. To se provádí v komorových odlučovačích snížením rychlostí spalin. Mají-li komorové odlučovače též sloužit ke zvyšování teploty, aby byl zajištěn rozpad jedovatých plynných látek, pak je jejich velikost v rozporu s hospodárností provozu. Konstrukční řešení tohoto problému pak vyžaduje bu3 určitý kompromis, nebo dokonce oddělit funkci odlučovače a dopgtlovací komory. Obě řešení jsou technicky i ekonomicky nevýhodná.

233 627

Úkolem vynálezu je vytvořit zařízení k tepelné destrukci odpadních látek, založené na principu rotační pece, jež by nemělo výše uvedené nedostatky.

Úloha je řešena vytvořením zařízení k tepelné destrukci odpadních látek, tvořené rotační pecí s vysokoteplotním reaktorem, podle- vynalezu, jehož je, že rotační pec je dvoupásmová a

V obsahuje pyrolýzní pásmo, opatřené muflí, jejíž plášt je oddělen od pecní vyzdívky prstencovým prostorem, do nějž jsou vyvedeny přívody sekundárního vzduchu, za níňžje uspořádáno spalovací pásmo, oddělené od pyrolýzního pásma difuzorem, přičemž aa rotační pecí je uspořádán vysokoteplotní reaktor, tvořený cyklonovým odlučovačem. Podle vynálezu je vysokoteplotní reaktor opatřen vyzdívkou a vysokorychlostními hořáky, uspořádanými tangenciálně.

Předností zařízení k tepelné destrukci odpadních látek, vytvořeného podle vynálezu, je jednak možnost likvidovat libovolný odpad, upravený na potřebnou velikost , bez ohrožení životního prostředí, přičemž se s výhodou likvidují i jedovaté látky a podséaná část vynaložené tepelné energie se získává zpit'. Uspořádání mufle v pyrolýzním pásmu rotační pece zabraňuje ničení pecní vyzdívky tekutým podílem odpadu a zároveň umožňuje ohřátí sekundárního vzduchu na teplotu, potřebnou ke spalováni par a plynů, které procházejí difuzorem do spalovacíhppásma rotační pece. Vysokoteplotní reaktor, vytvořený jako cyklonový odlučovač, slouží nejen k dokonalému dohoření nebo rozložení všech nespálených plyných Částí ve spalinách, ale též k odloučení, nebo netavení prachového úletu a k jeho granulaci.

233 627

Příklad provedení zařízeni k tepelné destrukci odpadních látek, vytvořeného podle vynálezu, je uveden na připojeném výkresu.

Rotační pec 11» opatřená pecní vyzdívkou 2» j® rozdělena na dvě pásma a to pyrolýzní pásmo 1 a spalovací pásmo 6. Pyrolýzní pásmo 1 je uspořádáno hned za vstupní hlavou 12 rotační pece 11.

V pyrolýzním pásmu i je zasazena mufle £, které je výměnná a je výhodně zhotovena z materiálu, odolného proti korozi. Mufle 2 je oddělena od pecní vyzdívky 2 prstencovým prostorem 2» do něhož jsou vyústěny přívody 4 sekundárního vzduchu, dodávaného ventilátory 12, umístěnými na plášti rotační pece 11. Mufle 2 je svojí zúženou částí 14 zaústěna do difuzoru 2, který je vytvořen mezi pyrolýzním pásmem 1 a spalovacím pásmem 6. V zúžené části 14 frrttfle 2 jsou vytvořeny kryté otvory 15 pro přívod sekundárního vzduchu do difuzoru 2· Spalovací pásmo 6 Rotační pece 11 je ukončeno Vzcfouvacxm prstencem 17. ústícím do dutého prostoru výstupní hlavy 26, uspořádané na výstupním konci rotační pece 11.

/

Dutý prostor výstupní hlavy 16 je pecním kanálem 18, opatřeným hradítkem 19. spojen s vysokoteplotním reaktorem 8, který je tvořen cyklonovým odlučovačem, vyzděným reaktorovou vyzdívkou 2·

Do vysokoteplotního reaktoruy^sou tangenciálně zavedeny vysokorychlostní hořáky 10r V ose vysokoteplotního reaktoru 8 je umístěn výstup 20 spalin napojený na další části zařízení, jako spalinový kotel, chladič a absorbér, jež nejsou znázorněny.

Do vstupní hlavy 12 rotační pece 11 je zaústěn podávači otvor 21 pro odpadní látky a pecní hořák 22. Z výstupní hlavy 16 je směrem vzhůru vyveden nouzový výstup 22 spalin, opatřený klapkou. Ve spodní části výstupní hlavy 16 je umístěn vibrační dopravník 24 pro odvádění pevného odpadu z rotační pece 11. Pod vysokoteplotním reaktorem 8 je umístěn druhý výbrační dopravník 2£ pro odvádění pevného odpadu z vysokoteplotního reaktoru 8. První vibrační dopravník 24 i druhý vibrační dopravník 25 jsou výhodně chlazeny vodou·

Zařízení k tepelné destrukci odpadních látek, vytvořené podle vynálezu, pracuje takto:

Odpadní látky se zavádějí do rotační pece 11 podávacím otvorem 21 ve vstupní hlavě 12 a padají na vnitřní povrch mufle 2.

~ li,

Protože rotační pec~je mírně skloněna směrem vzad, postupují odpadní látky vlivem rotace pyrolýzním pásmem 1 rotační pece 11, přičemž se ohřívají teplem, které dodává pecní hořák 22. umístěný ve vstupní hlavě. Tekutý podíl vsázky se při ohřevu začne odpařovat a z části i zplynovat. Zúžená část 14 mufle 2, zaústěná do difuzoru 2 zpomalí postup vsázky a to zejména proto, aby bylo dost času na odpaření všech tekutých podílů vsázky. Mufle 2. se přitom ochlazuje sekundárním vzduchem, který se přivádí přívody 4 do prstencového prostoru 2. pláštěm mu£le £ a pecní vyzdívkou Sekundární vzduch proudí prstencovým prostorem 2. ke krytým otvorům 15. vytvořeným ve zúžené části 14 mufle 2, kde se mísí s plyny ze vsázky, které začnou hořet. Spalování těchto plynů probíhá ve spalovacím pásmu 6 rotační pece 11 a ukončí se před vstupem do výstupní hlavy 12. Pevná část vsázky, jak jsou různé kovové předměty, sklo, písek a podobně, vypadává ve výstupní hlavě 16 na první vibrační dopravník 24. chlazený vodou, který ji dopravuje do kontejnerů k dalšímu použití jako neškodný zbytek procesu. Spaliny s úletem

233 627 projdou pak pecním kanálem 18 do vysokoteplotního reaktoru 8, v němž se jejich rychlost zvýší vlivem proudu spalin z vysokorychlostních hořáků 10 a zároveň vzroste i jejich teplota na výši, při níž se částečky pevného úletu natavují. Natavené částečky ulpívají na vnitřní ploše reaktorové vyzdívky 2 ^a stékají do kuželové části cyklonu a odtud na druhý vibrační dopravník 25. chlazený vodou, který vychlad lý úlet dopraví do kontejneru. Ve vysokoteplotním reaktoru 8 se případně dokončuje tepelná destrukce zplyněných látek. Horké spaliny s minimálním obsahem prachu se z vysokoteplotního reaktoru 8 odvádějí výstupem do neznázorněného spalinového kotle, kde předají podstatnou část svého tepelného obsahu. Dále postupují do chladiče, kde se nepřímo ochladí vodou pod rosný bod tak, aby zkondenzovala pára ve spalinách obsažená, Čímž se získává další teplo. Nakonec procházejí spaliny absorbérem, kde se promyjí neutralizačním roztokem a zbaví se tak všech škodlivých plynných složek, případně i zbytku pevných částí. Odtud již zcela vyčištěné spaliny vyhání Ventilátor komínem do ovzduší.

Claims (2)

1. Zařízení k tepelné destrukci odpadních látek, tvpřené rotační pecí s vysokoteplotním reaktorem, vyznačující se tím, že rotační pec (11) je dvoupásmová a obsahuje pyrolýzní pásmo (1), opaťřenBmuflí (2), jejíž pl隣 je oddělen od pecní vyzdívky (5) prstencovým prostorem (3), do n£jž jsou vyvedeny přívody (4) sekundárního vzduchu, za nímž je uspořádáno spalovací pásmo (6), oddělené od pyrolýžního pásma (1) difuzorem (7), přičemž za rotační pecí (11) je uspořádán vysokoteplotní reaktor (8), tvořený cyklonovým odlučovačem.

2. Zařízení podle bodu 1, vyznačující se tím, že vysokoteplotní reaktor (8) je opatřen reaktorovou vyzdívkou (9) a vysokorychlost nimi hoříky (10), uspořádanými tangenciálně.