CS276803B6 - Elektrická taviči pec - Google Patents

Abstract

Tavící pec pro taveninu s vrstvou vsázky sestává z hermeticky uzavřeného prostoru (1) pece a shora zavedených elektrod (2) v chlazených průchodkách (3). Elektrody (2) jsou opatřeny dutinami (7) pro přívod plynu do taveniny (18) a spodní konce průchodek (3) jsou umístěny mezi stropem (17) uzavřeného prostoru (1) a taveninou (18). Nad vsázkou (4) je vytvořen nejméně jeden otvor (9) pro odvod plynných zplodin tavení.

Description

Vynález se tyká elektrické taviči pece, vhodné zejména pro tavení a zeskelňování popílktl ze spálených odpadů, popřípadě kalů z odpadních vod, s uzavřeným prostorem se shora zavedenými elektrodami, umístěnými v chlazených průchodkách.

Zneškodnění toxických nebo jinak škodlivých popílků ze spaloven tuhého domovního odpadu, popřípadě dehydrovaného kalu z čistíren odpadních vod se mimo jiné provádí roztavením popílku a jeho přeměnou na relativně inertní a velmi stálou skelnou hmotu . .

Dosud se tavení provádí v elektrické peci, která musí být hermetická, aby bylo zabráněno úniku ledovatých a škodlivých plynných produktů tavení. Ve světě jsou ve vývoji popřípadě na základě podobného využití - prach z ocelářských pecí - doporučovány vysokoteplotní pece obloukové, popřípadě nížeteplotní pece odporové. Oba druhy jsou odsávané, to je oddělené od okolí hermetickým pláštěm s různě dokonale těsněnými průchody. Oba druhy pecí jsou pro účely tavení popílku z odpadů a kalů nevýhodné.

Obloukové tavící pece pracují s vysokou teplotou, jejich grafitové elektrody redukují oxidy kovů v taveném popílku, což má smysl pouze při recyklaci kovů z hutního prachu, kromě toho jejich utěsnění vůči okolí je znesnadněno pohybem elektrod pří regulaci hoření oblouku.

Odporové pece se stropním topením při přenosu tepla z topných těles přes vrstvu popílku do hladiny taveniny nedosahují dobré homogenizace utaveného popílku. Příčinou je kromě nevhodné teplotní konvekce v tavícím prostoru také úzký teplotní interval zpracovatelnosti vznikající skioviny. Oba druhy pecí mají také relativně značnou spotřebu elektrické energie.

Výše uvedené nedostatky jsou odstraněny elektrickou tavící pecí pro taveninu s vrstvou vsázky, sestávající z uzavřeného prostoru se shora zavedenými elektrodami v chlazených průchodkách podle vynálezu. Jeho podstatou je to, že elektrody jsou opatřeny dutinami pro přívod plynu do taveniny a spodní konce průchodek jsou umístěny mezi stropem uzavřeného prostoru a tavenínou. Nad vsázkou je vytvořen nejméně jeden otvor pro odvod plynných zplodin tavení.

Elektrody jsou s výhodou umístěny v polovině prostoru, v níž je vstup pro zakládání vsázky.

Dále je výhodné v horní části prostoru vytvořit dělicí přepážku a do oddělené části umístit horní elektrický otop.

Elektrody mohou být v průchodkách utěsněny komorovými ucpávkami z minerálních žárovzdorných vláken.

Elektrická taviči pec podle vynálezu pracuje s nižšími teplotami, čímž dochází k tomu, že kovy obsažené v popílku zůstávají ve formě oxidů vázány v tavenině. Tato elektrická pec má nižší energetické ztráty. Elektrody zavedené shora procházejí vrstvou vsázky, která v případě popílku ze spaloven městských odpadů a kalů obsahují uhlík, jehož redukující účinek brzdí oxidaci elektrod a průchodek. Tímto uspořádáním se snižuje spotřeba použité chladicí vody v průchodkách. Přívod plynu elektrodami do taveniny podporuje homogenizaci a pohyb taveniny. Plyn zároveň elektrody chladí, ale teplo potřebné na jeho ohřev zůstává v tavenině a v sázce. Elektrody nejsou napadány elektrokorozí, proto mohou tyto být vyrobeny z levnějších kovů.

Tlak přiváděného plynu je ukazatelem hloubky ponoření elektrod a jeho pokles signalizuje zkrácení elektrody korozí a potřebu jejího zasunutí do taveniny.

Výhodou dvojitého tavícího prostoru je to, že v části s elektrodami probíhá intenzivní tavení přímým průchodem elektrického proudu, vyvolané proudění podporuje tavení a homogenizaci a rozprostírá trvale zakládanou vrstvu vsázky popílku po povrchu taveniny.

Horní elektrický otop vyhřívací části jednak přímým sáláním na hladinu podporuje dokončení tavícího procesu a homogenizaci a zároveň vytváří horký prostor pod stropem vyhřívací části, který podporuje pyrolýzu toxických produktů tavícího procesu před jejich odchodem odváděčím otvorem.

Dobrá hermetičnost podpořená ucpávkami v průchodkách z žárovzdorných minerálních vláken a pomalý průchod zplodin vyhřívací částí pece zvyšuje bezpečnost rozkladu jedovatých sloučenin.

Vynález a jeho účinky jsou blíže vysvětleny v popisu příkladu konkrétního provedení podle připojeného výkresu, kde je v bo korysu znázorněn řez elektrickou tavící pecí podle vynálezu.

Elektrická tavící pec je tvořena hermeticky uzavřeným prostorem 1 se shora zavedenými elektrodami 2, které jsou umístěny v chlazených průchodkách 3 procházejících stropem 17. Spodní konce průchodek 3 jsou umístěny ve vrstvě vsázky 4 a elektrody 2 jsou opatřeny dutinami 7 pro přívod plynu do taveniny 18. V horní části prostoru 1 je vytvořena pod stropem 17 přepážka 12 a ve vzniklé vyhřívací části 13 je umístěn horní elektrický otop 14. Elektrody 2 jsou umístěny blíže k místu vstupu 6 základní vsázky, vzdáleněji od boční stěny 5. V dělicí přepážce 12 a boční stěně 5 jsou vytvořeny otvor 9 a další otvor 15 pro odvod plynných zplodin tavení. Ve dnu prostoru 1 je umístěn speciální výtok 10 a výpust 11. Celé těleso pece je opatřeno hermetickým pláštěm 16.

Tavení popílku probíhá v části hermeticky uzavřeného prostoru 1, do kterého shora ze stropu 17 zasahují elektrody 2 připojené na zdroj střídavého elektrického proudu. Mezi nimi se v elektricky vodivé tavenině 18 vyvíjí průchodem proudu Jouleovo teplo, kterým se odtavuje vrstva vsázky 4 popílku zakládaného v místě vstupu 6 na hladinu jeho taveniny 18. Umístění elektrod 2 blíže k místu vstupu 6 zakládání popílku a vzdáleněji od zadní stěny 5 uzavřeného prostoru 1 způsobuje silný vzestupný tepelný proud taveniny 18, který pod vrstvou vsázky 4 směřuje především k boční stěně 5- Pod jejím ochlazujícím účinkem klesá dolů, což vytváří jednoznačně proudění odporující tavení a homogenizaci a rozprostírá trvale zakládanou vrstvu vsázky 4 popílku po povrchu taveniny 18,. Intenzitu proudění popsaného charakteru podstatně podporuje přívod plynu dutinami 7 elektrod 2 z potrubí 8. Tento plyn chladí elektrody 2, jeho ohřátí však je využito.v tepelné bilanci taveniny 18. Podstatnou funkci v chlazení elektrod 2 však mají chlazené průchodky 3 zasahující až do vrstvy vsázky 4 zakládaného popílku. Také samotná tato vrstva vsázky 4, která je ve styku se žhavými částmi elektrod 2 mezi spodním koncem průchodky 3 a rozhraním popílku a taveniny 18 přispívá k chlazení horních konců elektrod 2. Chlazení elektrod 2 v průchodkách 3 brání jejich oxidaci a hladinové korozi, oxidaci potlačuje také mírný obsah nespáleného uhlíku v popílku. V horní části průchodek 3 mohou být uspořádány ucpávky 19 z minerálních žárovzdorných vláken, které podpoří hermetičnost pece. Přívod bubblingového plynu dutinou 7 elektrody 2 dovolí poměrně jednoduše, měřením jeho tlaku,, zjistit stupeň zkrácení elektrody 2 korozí jejího konce v tavenině 18. To usnadní seřizování výkonu pece a symetrizaci jejího odběru zasouváním elektrod 2. Vyhřívací část 13, v tomto příkladném provedení s horním otopem 14 například s odporovými topnými tělesy zároveň slouží k pyrolyze škodlivých a toxických produktů tavení popílku. Ty odcházejí z uzavřeného prostoru 1 nad vrstvou vsázky 4 otvorem 9 v přepážce 12, ohřívají se na potřebnou teplotu ve vyhřívací části 13 a odsávají se dalším otvorem 15 k zařízení, které je zneškodní. Tavenina 18 ve formě tekuté sklovlny odchází v tomto příkladném provedení kontinuálně speciálním výtokem 10 a vyredukované nížetavitělně kovy mohou být občasně vypouštěny výpustí 11 ve svážitém dnu pece.

Elektrická tavící pec nalezne uplatnění zejména při tavení a zeskelňování popílků ze spálených odpadů popřípadě kalů z odpadních vod.

Claims (4)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Elektrická taviči pec pro taveninu s vrstvou vsázky, sestávající z uzavřeného prostoru se shora zavedenými elektrodami v chlazených průchodkách, vyznačující se tím, že elektrody (2) jsou opatřeny dutinami <71 pro přívod plynu do taveniny (18) a spodní konce průchodek (3) jsou umístěny mezi stropem (17) uzavřeného prostoru (1) a taveninou (18), přičemž nad vsázkou (4) je vytvořen nejméně jeden otvor (9) pro odvod . plynných zplodin tavení. Z
2. 2. Elektrická tavící pec podle bodu 1, vyznačující se tím, že elektrody (2) jsou umístěny v polovině prostoru (1), v níž je vstup (6) pro zakládání vsázky (4).
3. 3. Elektrická tavící pec podle bodů 1 nebo 2, vyznačující se tím, že v horní části uzavřeného prostoru (1) je vytvořena dělicí přepážka (12), přičemž v oddělené části (13) je umístěn horní elektrický otop (14).
4. 4. Elektrická tavící pec podle bodfl 1, 2 nebo 3, vyznačující se tím, že elektrody (2) jsou v průchodkách (3) utěsněny komorovými ucpávkami (19) z minerálních žárovzdorných vláken.