CZ20032922A3 - Způsob separace heterogenních směsí materiálů - Google Patents

Abstract

Způsob separace složek a frakcí z heterogenních směsí materiálů obsahujících ropu ajejí deriváty se provádí tak, že směs se ohřívá na teplotu 30 až 100 °C a ve vodném prostředí při míchání působením gravitace a odstředivé síly dochází k jejich oddělení. Zařízení k provádění tohoto způsobu zahrnuje zejména nádrž (1) s násypkou (2) horizontální rotační konický sítový válec (6), přepady odloučené kapalné fáze a plovoucích tuhých příměsí (5) a dopravník (7) těžkých tuhých frakcí.

Description

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu separace heterogenních směsí materiálů např. odpadů s ropou a jejími deriváty a zařízení k provádění tohoto způsobu.

Dosavadní stav techniky

Heterogenní směsi materiálů se v současné době zneškodňují spalováním, obvykle ve speciálních spalovnách odpadů. Tento způsob zneškodňování odpadů je velmi nákladný a produkuje další škodlivé emise a nebezpečné odpady.

Skládkování odpadů s obsahem ropných látek rovněž není vhodné, neboť organické látky nejsou zneškodněny.

Mobilita organických látek může být snižována tzv. solidifikací, při níž se organické látky přítomné v odpadu vážou např. pomocí vápna a/nebo cementu, a takto upravený materiál se ukládá na skládku. Nevýhodou je velké množství výsledného produktu a rychlé zaplňování prostoru skládky.

Biodegrace organického podílu v odpadech je vhodná jen pro relativně nízké koncentrace znečišťujících látek.

Dalším možným způsobem zpracování odpadů s obsahem ropných látek je např. tepelná desorpce, která však vyžaduje náročnou mechanickou úpravu před vstupem do desorpčního zařízení, je omezena velikostí částic vstupujících do zařízení a naprosto není vhodná pro odpady s obsahem plastů a dřeva.

Obecně je při zneškodňování odpadů dávána přednost recyklačním technologiím a využití jednotlivých složek směsi materiálů, pro některé komplexní a heterogenní směsi však chybí vhodně separační postupy a zařízení.

Podstata vynálezu

Účelem vynálezu je proto vytvořit způsob přepracování heterogenních směsí, který zajistí separaci jednotlivých složek a frakcí, a umožní tím ekonomické zneškodnění odpadu a maximalizuje možnost využití a recyklace jednotlivých složek. Podstata vynálezu spočívá zejména v tom, že odpad se ohřívá na teplotu 30 - 100°C zpravidla ve vodním prostředí, rozdružování jednotlivých složek je podporováno mícháním a působením gravitace a odstředivého pohybu dochází k separaci. Složky lehčí než voda stoupají ke hladině vody, a složky těžší než voda klesají ke dnu zařízení. Ropa a její deriváty jsou koncetrovány v organické fázi na hladině, a dále odstraňovány ze zařízení. Odpad se specifickou hmotností vyšší než voda, zbavený organických látek, je rovněž transportován ze zařízení.

Z technického hlediska se jeví výhodné, když při separaci lehkých a těžkých frakcí původní heterogenní směsi dochází rovněž ke třídění podle velikosti částic, což lze s výhodou provádět dávkováním směsi do vnitřního prostoru horizontálního rotačního konického sítového válce. Kapalná organická fáze a malé částice lehčí než voda procházejí otvory síta a stoupají k hladině, těžké částice (např. písek, kamínky) klesají ke dnu zařízení. Zbývající materiál, který neprojde otvory síta, opouští válec na konci, lehké podíly stoupají k hladině a těžké klesají ke dnu zařízení.

Pro provádění způsobu se jeví výhodně jednoduché kontinuálně pracující zařízení, jehož podstata spočívá zejména v tom, že zahrnuje nádrž s horizontálním rotačním konickým sítovým válcem a vhodně konstruovanými dopravníky jednotlivých separovaných složek a frakcí. Materiál je dávkován s výhodou do násypky ústící do užšího konce rotačního konického síta, a postupuje směrem k širšímu konci, při čemž dochází k jeho míchání a rozdružování.

Z hlediska jednoduchosti se jeví výhodné, když je ohřev směsi prováděn přímo ve vodném prostředí v procesním zařízení a potřebná tepelná energie se dodává vodní parou např. tryskami procházejícími stěnou zařízení.

Z hlediska jednoduchosti a úspornosti provozu zařízení se jeví výhodné, když se využívá recirkulace teplé vody, a recyklované vody se používá ke zvýšení intenzity míchání směsí, k podpoře jejího pohybu zařízením a k dodávce potřebné tepelné energie.

Pro usnadnění rozdružování materiálu a separace jeho složek a frakcí, pro usnadnění čištění zařízení, a k úpravě dalších vlastností zejména kapalné fáze (pH, viskozita apod.) se jeví výhodné, když se do zařízení přidává látka a nebo směs látek ovlivňujících vlastnosti heterogenního systému.

Z hlediska úspornosti provozu zařízení se jeví výhodné, když jsou stěny, dno, víko a dopravní cesty zařízení tepelně izolovány.

Z hlediska ochrany ovzduší a pracovního prostředí při provozu zařízení se jeví výhodné, když je vnitřní volný prostor zařízení udržován v podtlaku odsáváním vzdušiny, která se vhodným způsobem upravuje před vypuštěním do atmosféry.

Z hlediska plynulosti provozu zařízení se jeví výhodné, když na vstupu materiálu do zařízení je umístěno hrubé síto, zachycující nadměrně veliké komponenty směsi.

• ·

Z hlediska plynulosti provozu zařízení se jeví výhodné, když vodní trysky jsou umístěny v prostoru násypky a vodní a parní trysky v přední spodní části hlavní nádoby zařízení.

Organická kapalná fáze odvedená kontinuálně a/nebo periodicky z hladiny např. přepadem se případně může dále třídit např. na vibračním sítě k odstranění lehkých tuhých podílů.

Ze separované organické kapalné fáze se může podíl volné vody odlučovat např. gravitačně.

Schéma zařízení k provádění způsobu - obr. č. 1 a 2

Vynález je blíže objasněn s použitím výkresů na obr. 1 a 2 (pro anotaci), na nichž je schematicky znázorněno zařízení k provádění způsobu.

Popis příkladného provedení

Způsob separace heterogenních směsí materiálů např. odpadů s ropou a jejími deriváty a zařízení k provádění tohoto způsobu jsou objasněny na obr. 1, na němž je materiál drapákem l dopravován do násypky 2 třídiče 3, po průchodu hrubým sítem 4 skluzem 5 postupuje do vnitřního horizontálního rotačního kónického sítového válce 6. Tento pohyb je usnadňován cirkulující horkou vodou, proudící tryskami 7 v přední spodní části skluzu. Při rotačním pohybu sítového válce dochází k rozdružení materiálu, olejová frakce s drobnými lehčími tuhými podíly vyplouvá nad hladinu, drobnější těžké tuhé částice propadávají do přední spodní části třídiče, tuhé těžké podíly, které neprojdou sítem, vypadnou z rotačního síta na konci, a velkoobjemový materiál lehčí než voda vyplouvá na konci rotačního síta směrem k hladině. Míchání je podporováno a potřebná tepelné energie pro dosažení vhodné procesní teploty se dodává vodní parou, přiváděnou do zařízení tryskami 8.

Drobnější těžké tuhé částice jsou z přední spodní části třídiče přepravovány šikmým šnekem 9 do první výsypky 10, končící v úrovni konce rotačního síta. Z této výsypky je materiál dalším šikmým šnekem H vynášen nad hladinu, dochází k částečnému odvodnění, a další odvodnění a příp. třídění je možné provádět např. na vibračním sítě (mimo zařízení), separované podíly vypadávají do kontejnerů.

Rozměrnější tuhé těžké podíly po výpadu z rotačního síta do druhé výsypky 12 jsou korečkovým dopravníkem 13 se sítovými kapsami 14 vyneseny nad hladinú, dojde k jejich odvodnění, a dále přepadávají do kontejneru.

• · · · · · • 9 · 9 • 9 · 9 · ·

9999 ·9 9

Olejový podíl s drobnými lehkými tuhými podíly odtéká přepadem 1_5 v zadní části třídiče např. přes vibrační síto, tekutá fáze jde do separačního kontejneru, olejový podíl je čerpán do skladovacího tanku a odsazená voda jde do vodního tanku. Velkoobjemové lehké podíly opouštějí rotační síto na konci a jsou průběžně z hladiny odstraňovány šikmým rotačním hrablem 16. a skluzem přepadávají do kontejneru.

Průmyslová využitelnost

Způsob a zařízení pro separaci složek a frakcí v heterogenních směsích, složených zejména ze zeminy, písku, kamenů, plastů, dřeva apod. a ropy či jejích derivátů, a vzniklých např. při zpracování ropy a jejích derivátů, manipulací s odpady při průmyslových výrobách a při ekologických haváriích a jejich sanacích.

Claims (8)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Způsob separace složek a frakcí z heterogenních směsí s obsahem ropy a jejích derivátů, vyznačující se tím, že směs ohřátá na 30 - 100°C ve vodném prostředí se rozděluje a kapalné organické látky se odvádějí z hladiny a vedou k dalšímu zpracování.
2. 2. Způsob podle nároku 1. vyznačující se tím, že kapalná organická fáze odváděná z hladiny se filtruje a oddělují se z ní tuhé podíly.
3. 3. Způsob podle nároků 1. a 2., vyznačující se tím, že lehké plovoucí tuhé podíly se z hladiny odvádějí samostatně.
4. 4. Způsob podle nároků 1. až 3., vyznačující se tím, že těžké tuhé podíly se při procesu třídí alespoň na dvě frakce.
5. 5. Způsob podle nároků 1. až 4., vyznačující se tím, že do vodného prostředí se při procesu dávkují přídavky látek, upravující některé vlastnosti heterogenní směsi a její kapalné fáze, jako např. viskozitu, pH, a mísitelnost složek.
6. 6. Zařízení k provádění způsobu podle nároků 1. až 5., vyznačující se tím, že zahrnuje (viz obr. 1) zejména nádrž 3 s násypkou 2, horizontální rotační konický sítový válec 6, přepady odloučené kapalné fáze 15 a plovoucích tuhých příměsí 16 a dopravníky 9, U a 13 těžkých tuhých frakcí.
7. 7. Zařízení podle nároku 6., vyznačující se tím, že voda proudící vodními tryskami 7 napomáhá pohybu materiálu zařízením, zvyšuje intenzitu míchání, a případně přispívá k ohřevu.
8. 8. Zařízení podle nároku 6.a 7., vyznačující se tím, že ohřev směsi a míchání se provádí s pomocí vodní páry, přiváděné do zařízení tryskami 8.