CZ110596A3

CZ110596A3 - Process and apparatus for dehydration of particulate material

Info

Publication number: CZ110596A3
Application number: CZ961105A
Authority: CZ
Inventors: Philippe Varvat
Original assignee: Philippe Varvat
Priority date: 1993-10-18
Filing date: 1994-10-18
Publication date: 1996-10-16
Also published as: DE69409659D1; AU699555B2; RO117646B1; PL314004A1; JP3529783B2; PL177281B1; FI961663A; BG100505A; ATE165150T1; CA2108597C; HUT76311A; HU9601011D0; WO1995011416A1; EP0723645A1; CA2108597A1; EP0723645B1; NO961499D0; NO961499L; CN1133085A; HU218623B

Description

Tento dehydrataci přednostní vynález se týká způsobu a zařízení pro částicového materiálu. Vynález nachází uplatnění při zpracovávání odpadového materiálu jako jsou toxické kaly, organická rezidua produkovaná maso zpracujícími zařízeními, mimo jiné, aby se odstranila voda z odpadového materiálu stejně jako jeho pachy a byla provedena jeho steri 1 izace.

Pro účely této specifikace nabývá pojem částicový materiál generického významu a zamýšlí- se j í nr^áhťnouťjímání částic zformovaných do nějaké hmoty, která obsahuje vodu jako je vodnatá směs v podstatě nerozpustného materiálu apod.), či nějaký agregát diskrétních vodu. Pojem dehydrovat je zamýšlen (t.j., bláto, kaše částic obsahujících k označení významného snížení vodního materiálu a to bez nutného materiál je již zcela bezvodý.

vvvo z ováni obsahu jistého z toho, že tento

Podstata vvnálezu

Ve svém ztvárnění a podrobném popisu zde, tento vynález zajišťuje zařízení pro dehydrataci částicového materiálu, přičemž toto zařízení obsahuje:

kanál, mající vstupní zakončení pro příjem částicového materiálu k dehydrataci a výstupní zakončení pro vypouštění částicového materiálu v dehydrovaném stavu, tento kanál vytváří průchod pro přivádění vzduchu v něm za účelem sběru a dopravy vodní páry uvolňované částicovym materiálem;

- šnekový dopravník, otáčivě namontovaný v tomto kanále, přičemž tento šnekový dopravník vytváří prostředek pro:

a) posun částicového materiálu podél tohoto kanálu ve směru od vstupního do výstupního zakončení, a

b) .míchání částicového materiálu k porušení relativní pozice částic v něm, čímž se zvyšuje uvolňování vodní páry;

potrubí ve vztahu výměny tepla s řečeným kanálem, toto potrubí přivádí zahřátý plyn, jenž předává tepelnou energii do částicového materiálu v řečeném kanálu, což působí, že čističovy materiál uvolňuje vodní páru, toto potrubí je hmotně izolováno od řečeného kanálu alespoň nad podstatným segmentem tohoto kanálu, aby se zabránilo kontaktu mezi plynnými medii v řečeném průchodu a v potrubí najU. .tímto podstatným segmentem;

ohřívací komoru, která vytváří dráhu proudění mezi řečeným potrubím a řečeným kanálem, a zvyšuje teplotu plynného media mezi nimi protékajícího, pomocí čehož je směs vzduchu a vodní páry opouštějící řečený průchod dodávána do této ohřívací komory k dosažení tepelného zisku a pak dodávána do řečeného potrubí k předávání tepla do částicového materiálu v řečeném kanálu.

V nejpřednostnéjším ztvárnění je částicový materiál, zpracovávaný tímto zařízením, dopravován po serpentinové dráze, zahrnující pluralitu horizontálně uspořádaných segmentů, které jsou od sebe vzájemné vertikálně odsazeny.

Každý segment obsahuje alespoň jeden šnekový dopravník, který dopravuje částicový materiál z jednoho konce segmentu do druhého. Když daného segmentu, jež je umístěna dráhy vytváří medií. První se částicový materiál dostane na konec padá gravitací do dalšího segmentu dráhy, na mižší úrovni. Uspořádání usměrňovačích přepážek mezi různými segmenty serpentinové dva průchody pro kanálový chod plynových průchod sleduje serpentinovou dráhu a je vystaven částicovému materiálu, jenž se dehydruje, k jímání (sběru) uvolňovaných vodních a škodlivých par. Konkrétněji, ventilátor vytváří proud vzduchu, proudící ve směru proti směru pohybu částicového materiálu za účelem sběru a dopravy vodních a škodlivých par uvolňovaných částicovým materiálem. Na konci tohoto prvního průchodu plyny .uvolněné částicovým materiálem procházejí ohřívací komorou, jež zvyšuje teplotu plynů na alespoň nejvíce to je možné. Horký a poměrné směrován do druhého průchodu, jenž rovněž sleduje serpentinovou dráhu, za účelem zvýšení teploty částicového materiálu a způsobení uvolňování vodních a škodlivých par. Uspořádání '50° C, ke spalování škodlivých par co čistý plyn je pak takové, že zabraňuje mediím ohřívací komoru a^.„plynu je tažen směrem do Účelem uspořádání plynům, jež jsou prvního a druhého průchodu je horkého plynu opouštějících uvolňovanému částicovým materiálem, jenž ohřívací komory, aby se vzájemně smíchaly je zabránit incinerováným (spalovaným) relativně čisté, kontaminovat se škodlivými parami.

Ve ztvárnění a podrobném popise zde, tento vynález rovněž zajištuje způsob dehydratace částicového materiálu, tento způsob obsahuje následující kroky:

naložení částicového materiálu k odvodnění do kanálu, jenž vytváří průchod k přivádění vzduchového proudu v něm za účelem jímání a dopravy vodní páry uvolňované částicovým materiálem;

posun částicového materiálu řečeným kanálem, zatímco je částicový materiál míchán aby se zvýšilo uvolňování vodní páry částicovým materiálem;

i

- 4 ohřívání plynu opouštějícího řečený průchod, jež obsahuje směs vzduchu a vodní páry uvolněné částicovým materiálem;

uvádění ohřátého plynu do kontaktu s řečeným kanálem k transferu tepelné energie do částicového materiálu v něm, bez smíchávání ohřátého plynu s plynnými medii v řečeném průchodu.

Ve svém ztvárnění a podrobném popise zde, tento vynález rovněž zajišťuje zařízení pro dehydrataci toxického částicového materiálu, přičemž toto zařízení obsahuje:

kanál, mající vstupní zakončení pro příjem toxického částicového materiálu k dehydrataci a výstupní zakončení pro vypouštění toxického částicového materiálu v dehydrovaném stavu, tento kanál vytváří průchod pro přivádění vzduchového proudu v něm za účelem sbírání a dopravy vodních a škodlivých par uvolňovaných částicovým materiálem;

šnekový dopravník, otáčivě namontovaný v tomtg..J<aná.le, přičemž tento šnekový dopravník vytváří prostředek pro:

b) míchání toxického částicového materiálu k porušení relativní pozice částic v něm, čímž se zvyšuje uvolňování vodních a škodlivých par;

ohřívací komoru, ve fluidní komunikaci s výstupním ústím řečeného průchodu, topné plyny této ohřívací komory jsou dopravovány řečeným průchodem ke spalování škodlivých par uvolněných toxickým částicovým materiálem;

potrubí, ve fluidní komunikaci s řečenou ohřívací komorou pro vypouštění z ní plynných medií, toto potrubí je ve vztahu výměny tepla s řečeným kanálem k předávání tepelné energie částicovému materiálu v řečeném kanálu, což působí, že částicový materiál uvolňuje vodní páru, toto potrubí je v podstatě izolováno od řečeného kanálu, aby se zabránilo kontaminaci plynných medií, vypouštěných z ohřívací komory, škodlivými parami vylučovanými částicovým materiálem.

Přehled obrázků na výkresu

Obr. 1 - znázorňuje pohled vertikálním průřezem na zařízení v souladu s tímto vynálezem.

Obr. 2 - znázorňuje perspektivní pohled na skupinu žlabů prosazení materiálu, vytvářejících jednu úroveň serpentinové dráhy, podél níž je v zařízení částicový materiál dehydrován, pohled na žlaby je ve směru od jejich vstupních zakončení.

Obr. 3 - znázorňuje perspektivní pohled na skupinu žlabů prosazení materiálu z Obr. 1, ve směru od jejich výstupních zakončení..

Obr. 4 - znázorňuje půdorysný pohled na šnekový dopravník k dopravě částicového materiálu podél žlabu.

Obr. 5 - znázorňuje pohled na uspořádání skupin žlabů a na šnekové dopravníky.

Příklady provedení vvnálezu

Tento částicového uvo1 novaných vynález zajišťuje materiálu, schopný během zpracování zařízení pro dehydrataci spalování škodlivých par a je tudíž vhodný pro zpracovávání vodňatého toxického odpadu.

Zařízení na Obr. 1, označené souborně referenční číslicí 10 . zahrnuje kryt 12 , vyrobený z vhodného materiálu, za který se, vzhledem ke svým vlastnostem odolávání korozi, považuje nerezavějící ocel. Kryt 12 je rozdělen do třech pouzder, jež vykonávají odlišné funkce tohoto zařízení. Centrální a největší pouzdro 14 je zóna hlavního zpracování, kterou postupuje částicový materiál po serpentinové dráze a je podroben žáru za účelem uvolnění vodních a škodlivých par v sobě obsažených. Na pravé straně zpracovatelské zóny 14 je zformováno řídící pouzdro 16., v němž jsou umístěny různé pohony a elektronická ovládání zařízení 10.· Na druhé straně zóny hlavního zpracování 14 je zajištěna hořáková jednotka 18 pro spalování škodlivých par uvolněných částicovým materiálem, jež jsou pak vypouštěny do atmosféry.·

Zóna hlavního zpracování 14 obsahuje skupiny se sedmi žlaby v superponovaném vztahu, jež definují serpentinovou dráhu k dopravě částicového materiálu k dehydrataci skrze toto zařízení. Sestavení skupin žlabů označených souhrnně referenční číslicí 20 je nejlépe vidět na Obr. 1 a 2. Každá skupina obsahuje osm nahoře otevřených žlabů 22 , uspořádaných rovnoběžně vedle sebe a ležících ve společné rovině. Každý žlab 22 má okapovitou, zaoblenou část v podobě podélně omezeného válce, jehož průměr se zvětšuje od výstupního zakončení 26 žlabu k jeho vstupnímu zakončení 28. Účelem tohoto uspořádání je zajistit dráhu pro zpxaco.vávaný částicový materiál, jež se postupně zužuje, aby kompenzovala ztrátu objemu daného materiálu důsledkem vypařování vody.

Každý žlab 22 má v sobě protáhlý šnekový dopravník 30. s tvarem komplementárním k okapovitému zaoblenému průmětu. Konkrétněji, šnekový dopravník má ve vstupních zakončeních žlabu krajní konec s velkým průměrem 31 a ve výstupních zakončeních 26 krajní konce s malým průměrem 34.. Redukce průměru mezi krajními konci 32 a 34 je postupná.

Účel šnekového dopravníku je dvojí. Za prvé, šnekový dopravník dopravuje částicový materiál ke zpracování v příslušném žlabu 2 2. Za druhé, šnekový dopravník míchá a mísí částicový materiál za účelem stále přivádět na povrch částice z hloubky vnitřku daného materiálu. Výsledkem je, že sě dosahuje efektivnějšího uvolňování vodních a škodlivých par.

Jak je nejlépe znázorněno na Obr. 1 a 5, skupiny žlabů 20 každá mají osm šnekových dopravníků 30 a jsou uspořádaný v superponovaném vztahu. Každá skupina žlabů 20 má identické rozměry, s výjimkou spodní skupiny žlabů, jež je poněkud delší, aby zajistila dostatečný čas setrvání částicového materiálu k jeho ochlazení. Šnekové dopravníky 30 ve spodní skupině žlabů 20 mají délku odpovídající rozměru žlabů této Skupiny.

žlabů 20 jsou vzájemně přepážek 32 (každá sada

Skupiny usměrňovači ch přepážky 32a,

Obr. 1, za účelem vzduchového průchodu zakončení 36 zóny dehydrovaný Částicový jímž je částicový propojeny sadou ' má tři jednotlivé 32b a 32c. zobrazené přerušovanými čarami na definování 34. jenž hlavního pomocí skupiny žlabů 20 je spojitý od výstupního zpracovaní, materiál, do vstupního jímž vychází zakončení 38, materiál ke zpracování nakládán.

V blízkosti výstupního zakončení 36 je namontováno dmýchadlo (ventilátor) 40., jež skrze průchod 3_8_ materiálu v něm v průchodu 34 je natahuje okolní směruje ho vzduch a ve směru proti směru pohybu částicového Účelem vzduchového proudu vytvořeného strhávat vodní a škodlivé páry, jež se uvolňují ze zpracovávaného částicového materiálu. Plynná media takto jímaná vstupují do spalovací komory 42 ohřívané s teplotou nejméně 750° C. Za této incineraci (spalování) většiny škodlivých částicového materiálu, přičemž výsledný plyn je v podstatě čistý. Plynové hořáky 44 jsou tradiční plynovými hořáky teploty dochází k par uvolněných z konstrukce. Mají (ventilátory), jež komoře 42 velikou rychlostí. Proud teplotu plynných medií proudících a rovněž urychluje plynná media za rychlosti.

Spalované plyny opouštějící zapracovaná jednotlivá dmýchadla ženou při spalování palivo ve spalovací hořícího paliva zvyšuje spalovací komorou 4 2 účelem zvýšení jejich spalovací komoru 42 procházejí potrubím 46 a jsou vraceny do zóny hlavního zpracování 14 za účelem průchodu serpentinovou dráhou definovanou skupinami žlabů 20 a sadami usměrňovačích přepážek 32. Dráha zahřátých plynů, vycházejících ze spalovací komory 42., je zobrazena pomocí šipek 48 . Chápe se, že tento proud horkého plynu sleduje dráhu po níž postupuje částicový materiál, za účelem jeho ohřátí a uvolňování vodních a škodlivých par z něho. Avšak, usměrňovačípřepážky v zóně hlavního zpracování udržují dva toky plynů odděleně jeden od druhého k zabránění tomu, aby se incinerované plyny kontaminovaly škodlivými parami uvolňovanými částicovým materiálem. Spalované plyny jsou vypouštěny ze zóny hlavního zpracování do atmosféry skrze výstupní otvor 50.

Řídící zóna 60 je opatřena průmyslovým elektronickým ovladačem, který reguluje provoz různých komponentů zařízení

10. Konkrétněji, tento ovladač reguluje teplotu ve spalovací komoře 42 spolu s rychlostí rotace každého šnekového dopravníku 30.· V tomto zřeteli by mělo být poznamenáno, že každý šnekový dopravník 30 je poháněn nezávislým elektrickým motorem 52 . ..... »···—

Zařízení 10 pracuje následujícím způsobem. Před naložením zóny hlavního zpracování odpadovým materiálem ke zpracování, jsou zapáleny plynové hořáky 44 , aby spalovací komora 42 dosáhla požadované teploty. Odpad ke zpracování je vypouštěn do nejhornější skupiny žlabů 22 pomocí dodávací výsypky 54. Šnekové dopravníky 30 rotující v jednotlivých žlabech 22 postupují materiál směrem k výstupnímu zakončení 26 skupiny žlabů, zatímco míchají daný materiál. Když částicový materiál dosáhne okrajového konce 26 skupiny žlabů, padá působením gravitace na druhou úroveň serpentinové dráhy a je opět podroben horizontálnímu posunování na druhé skupině žlabů. Tento pohyb částicového materiálu pokračuje, dokud materiál nedosáhne výstupního zakončení 36.· Během pohybu částicového materiálu v zóně hlavního zpracování 14 . je vytvářen ventilátorem 40 vzduchový proud, jenž proudí průchodem 34 ve směru proti pohybu daného částicového materiálu. Tento proud vzduchu strhává škodlivé a vodní páry uvolňované částicovým materiálem, jež jsou směrovány do spalovací komory 42 ke spá1ení v ní.

‘ Bude si uvědoměno, že vstup průchodu 34 , který odpovídá umístění větráku 40.» je přilehlý výstupu 36, kterým vychází dehydrovaný materiál. Cílem tohoto uspořádání je nepřetržitě udržovat negativní tlak nad částicovým materiálem, dokud není vypuštěn ze zařízení 10 , za účelem zajištění toho, aby všechny možné páry, jež jsou uvolňovány, byly rekuperovány (opětně získány). Protiproudy tok vzduchu v průchodu 34 má rovněž žádoucí ochlazovací účinek na částicový materiál umístěný na skupině nejnižších žlabů, kde částicový materiál prochází svým ochlazovacím cyklem.

Během provozu zařízení 10 je žádoucí postupně zpomalovat rychlost pohybu částicového materiálu serpentinovou drahou, aby se prodloužila rezidenční.doba části c.o váho materiál v zóně vysoké teploty a zvýšila rychlost odstraňování vody. V tomto ohledu by mělo být poznamenáno, že omezení rychlosti pohybu částicového materiálu je možné a nebude působit přetékání u vstupního zakončení zařízení, protože jak materiál postupuje podél serpentinové dráhy, je z něho postupně odstraňována voda. Výhoda zpomalení materiálu umožňuje dosáhnout prodloužení rezidenční doby ke kompletnějšímu odstranění vody a škodlivých par. Aby se zmenšila rychlost pohybu částicového materiál v různých částech zóny hlavního zpracování, motory 52 šneků jsou otáčeny postupně pomaleji od jedné úrovně do druhé.

Možná nejdůležitější výhodou zařízení podle tohoto vynálezu je jeho schopnost pracovat v nepřetržitém modu, bez žádné potřeby přerušování. Toto zařízení může být vybaveno automatickým nakládacím zařízením, jež odměřuje odpad ve výsypce 54., zatímco dopravník nebo jakýkoli jiný typ systému dopravy materiálu odvádí dehydrovaný odpad vypouštěný z výstupu 36.. Je-li to žádoucí, páry uvolňované skrze výstup 50, mohou být podrobeny dodatečným filtračním zpracováním, za účelem úplnějšího odstranění polutantů.

Výše uvedený popis přednostního ztvárnění tohoto vynálezu by neměl být interpretován žádným omezujícím způsobem, protože jsou možné jeho variace, aniž by se šlo za duch tohoto vynálezu. Rozsah vynálezu je definován v připojených patentových nárocích a jejich ekvivalentech.

Claims

(druhá opravená verze)

1. Zařízení /10/ pro dehydrataci částicového. materiálu, které obsahuj e:

a) kanál /22/, mající vstupní zakončení /38/ pro příjem částicového materiálu k dehydrataci a výstupní zakončení /36/ pro vypouštění částicového materiálu v dehydrovaném stavu, tento kanál rovněž vytváří průchod /34/, v němž je sbírána a dopravována pára uvolňovaná částicovým materiálem;

b) šnekový dopravník /30/, otáčivě namontovaný v tomto kanále /22/, přičemž tento šnekový dopravník vytváří prostředek pro:

i) posun částicového materiálu podél tohoto kaná_lu /22/ ve směru od vstupního zakončení /38/ do výstupního zakončení /36/; a ii) míchání částicového materiálu k porušení relativní pozice částic v něm, čímž se zvyšuje uvolňování vodní páry;

c) potrubí /46/ ve vztahu výměny tepla s řečeným kanálem /22/, toto potrubí přivádí zahřátý plyn, jenž předává tepelnou energii do částicového materiálu v řečeném kanálu, což působí, že částicový materiál uvolňuje vodní páru, toto potrubí /46/ je hmotně izolováno od řečeného kanálu /22/, aby se zabránilo kontaktu mezi zahřátým plynem přiváděným potrubím /46/ a vodní parou přiváděnou řečeným průchodem /34/;

·· . ,- Η:

d) ohřívací komoru /42/, která vytváří dráhu proudění mezi řečeným potrubím /46/ a řečeným kanálem /22/, tato ohřívací komora /42/ obsahuje prostředky /44/ pro ohřívání plynného media při teplotě alespoň 750° C, pomocí čehož je vodní pára opouštějící řečený průchod /34/ dodávána do ohřívací komory a tam ohřívána k vytvoření zahřátého plynu, jenž je dodáván do řečeného potrubí /46/ k předávání tepla do částicového •materiálu v řečeném kanálu /22/, ohřívací komora /42/ rovněž vytváří prostředky pro spalování jakýchkoli škodlivých par,· jež mohou být uvolněny částicovým materiálem; a

e) ventilátor /40/ pro vytváření proudu plynu uvnitř průchodu, za účelem směrování vodní páry sbírané uvnitř průchodu /34/ směrem k ohřívací komoře /42/;

vyznačující se tím, že:

f) průchod /34/ obsahuje vstupní ústí přilehlé k jeho výstupnímu zakončení /36/;

g) ventilátor /40/ je nastaven k oklikou vedenému„vzduchu z tohoto ústí do průchodu /34/, aby vytvářel proud vzduchu v tomto průchodu, tento proud vzduchu proudí ve směru proti pohybu částicového materiálu v kanálu /22/;

h) ohřívací komora /42/ je v přímé komunikaci s potrubím /46/ a kanálem /22/, pomocí čehož je vodní pára opouštějící průchod /34/ dodávána přímo do ohřívací komory /48/ a výsledný zahřátý plyn je dodáván přímo do potrubí /46/.
2. Zařízení podle nároku 1, v němž řečený kanál /22/ obsahuje pluralitu částí /20/ formujících serpentinovou dráhu, a .v každé části /20/ této serpentinové dráhy je otáčivě namontován šnek.
3. Zařízení podle nároku 2, v němž se části /20/ řečené serpentinové dráhy protahují celkově horizontálně a jsou od sebe vzájemně vertikálně odsazeny, čímž je částicový materiál z výstupního koncového okraje /34/ dané části působením gravitace převáděn do výstupního koncového okraje /31/ následné části této dráhy.
4. Zařízení podle nároku 3, v němž každá část řečené dráhy obsahuje pluralitu celkově paralelních, žlabů /22/, protahujících se ve společné rovině, a každý žlab obsahuje šnek /30/ k dopravě částicového materiálu z něho.
5. Zařízení podle nároku 4, v němž má každý šnek /30/ postupně se zmenšující průměr podél směru pohybu částicového materiálu v odpovídajícím žlabu /22/.
6. Zařízení podle nároku 4, dále obsahující prostředky pohonu /16, 52/, vhodné k otáčení šneku /30/ jedné části menší rychlostí, než šneku /30/ v části proti proudu, aby se omezila rychlost postupu částicového materiálu v řečené dráze .
7. Zařízení podle nároku 4, v némž jsou ohřívací prostředky /44/ zvoleny ze skupiny obsahující elektrický topný článek a hořák paliva.
8. Zařízení podle nároku 7, v němž se ohřívací prostředky /44/ skládají z alespoň jednoho palivového hořáku /44/, umístěného v ohřívací komoře /42/ ke zvyšování teploty v ní, tento palivový hořák /44/ obsahuje dmýchadlo k pohánění plynů spalování v ohřívací komoře, toto dmýchadlo vytváří prostředek pro urychlování vsázky vzduchu a vodní páry procházející touto ohřívací komorou.
9. Způsob dehydratace částicového materiálu, který obsahuje následující kroky:

a) naložení částicového materiálu k odvodnění do kanálu /22/, jenž vytváří průchod /34/, v němž je sbírána a dopravována vodní pára uvolňovaná částicovym materiálem;

b) posun částicového materiálu podél řečeného kanálu /22/, zatímco je částicový materiál míchán, aby se zvýšilo uvolňování páry částicovým materiálem;

c) dodávání vodní páry sbírané v průchodu /34/ do ohřívací komory /42/;

d) ohřívání vodní páry dodávané do ohřívací komory /42/ uvnitř této ohřívací komory za teploty alespoň 750° C, za účelem produkce zahřátého plynu; a

e) uvádění zahřátého plynu do kontaktu s řečeným kanálem /22/ k transferu tepelné energie do částicového materiálu v něm, bez smíchávání tohoto zahřátého plynu s vodní párou v řečeném průchodu /34/.

vyznačující se tím, že obsahuje následující dodatečný krok:

f) vytváření proudu vzduchu ve směru proti směru pohybu částicového materiálu, tento proud vzduchu dopravuje uvolněnou vodní páru v řečeném průchodu /34/ směrem k ohřívací komoře /42/, vodní pára, jež je takto sbírána uvnitř průchodu /34/, je dodávána přímo do ohřívací komory /42/.