CZ280918B6

CZ280918B6 - Způsob zneškodňování odpadů a zařízení k provádění tohoto způsobu

Info

Publication number: CZ280918B6
Application number: CS904909A
Authority: CZ
Inventors: Bernd Michael Wolf
Original assignee: Pka Pyrolyse Kraftanlagen Gmbh
Priority date: 1989-10-10
Filing date: 1990-10-09
Publication date: 1996-05-15
Also published as: WO1991005834A1; HU209940B; DK0495814T3; HU9201162D0; BR9007730A; FI921469A; NO921350L; SK278524B6; EP0495814B1; CA2067147A1; AU638497B2; ES2055446T3; NO921350D0; FI921469A0; ATE104693T1; DE3933809A1; HUT62322A; CS490990A3; DE59005476D1; EP0495814A1

Abstract

Při způsobu zneškodňování odpadů se zplyňování provádí postupem pyrolýzy za nepřístupu vzduchu a za redukovaného obsahu kyslíku s následujícím přímým spalováním plynů, získaných při pyrolýze nebo krakování pyrolýzních plynů na pyrolýzní štěpný plyn. Zneškodňované odpadní látky se zavedou do autoklávu (2), zde se v prvním zplyňovacím stupni částečně zplyňují po dobu 20 minut až 6 hodin při teplotě v rozmezí 250 až 320 .sup.o .n.C, potom se ochladí a zpracují v zařízení (14) na granulát nebo pelety o velikosti v rozmezí 1 až 5 mm, které se dále zpracovávají pyrolýzním zplyňováním ve druhém zplyňovacím stupni při zplyňovací teplotě v rozmezí 550 až 600 .sup.o .n.C. Při tom vzniká pyrolýzní plyn, který se oddělí od zbytkových látek. Kapalné meziprodukty částečného zplyňování, odpadající v autoklávu (2) se zavádějí do druhého zplyňovacího stupně a plyn, oddělený v autoklávu (2) v prvním zplyňovacím stupni, se odsává a přimísí se do proudu plynu z druhého zplyňovacího stuŕ

Description

Vynález se týká způsobu zneškodňování toxických a/nebo infekčních odpadů, obzvláště vysoce halogenovaných odpadních pevných látek, plastových obalů, odpadů z nemocnic a podobně, a zpětného získávání cenných látek a inertizace nerecyklovatelných a nezplynitelných zbytkových látek zplyňováním postupem pyrolýzy za nepřístupu vzduchu a za redukovaného obsahu kyslíku, s následujícím přímým spalováním plynů, získaných při pyrolýze, nebo krakováním pyrolýzních plynů na pyrolýzní štěpný plyn a mineralizací zbytků po zplyňování. Dále se vynález týká zařízení k provádění uvedeného způsobu.

Způsoby zneškodňování domácích a/nebo průmyslových odpadků pyrolýzními způsoby se zplyňovacím bubnem jsou například již známé z DE-OS č. 53 47 554, DE-OS Č. 35 29 445 a DE-OS č. 37 27 004.

Těmito způsoby s případným dílčím zpracováním za účelem získání paliv se však dají zneškodnit pouze odpadní látky, které obsahují pouze nepatrná množství látek, poškozujících životní prostředni nebo zdraví škodlivých.

Obzvláštní těžkosti činí vysoce halogenované pevné látky a obaly, materiály z nemocnic s toxickými a/nebo infekčními látkami, různé plasty, jako je například polyvinylchlorid nebo plasty, které obsahují vysoce chlorované nebo vysoce brómované přísady, jako jsou prostředky, zamezující vzplanutí (dekabromdifenylether) a podobně. Když se tyto odpadní látky zpracovávají pyrolýzním postupem, pracujícím při vysokých teplotách, vede vysoký podíl chloru ve vznikajícím pyrolýzním plynu k problémům. Také jsou ve větších množstvích přítomny v pyrolýzním plynu například vysoce toxické dioxiny a furany s více než 3 navázanými chlorovými atomy, jejichž úplné zneškodnění v dalším průběhu zpracování působí obtíže. Dodatečně se může ještě riziko zvýšit. K tomu dochází, když se již při rozmělňování a granulování odpadních látek uvolňují jedovaté plyny, jako například fluorované uhlovodíky ze styroporu z chladniček. Rovněž infekční látky není možno z hygienických hledisek jednoduše rozmělňovat.

Jsou známé rovněž autoklávy (viz například EP č. 007 620) pro splyňování produktů.

Zpracování odpadních látek v autoklávu bylo však dosud považováno za nehospodárné, a sice obzvláště kvůli šaržovitému provozu autoklávu a s tím spojeným nárazovým a tedy neregulovatelným vývinem odpadních plynů.

Další nevýhoda známého způsobu spočívá v tom, že v autoklávu se dosahuje teploty asi 450 °C, přičemž přitom vznikající plyn se přivádí do dále zařazeného hořáku vyvíječe tepla. Při takto vysokých teplotách zplyňování se však tvoři látky, škodící životním prostředí a látky jedovaté, které se při následujícím spalování tohoto plynu uvolňují, takže se například takto nemohou zpracovávat vysoce halogenované pevné látky a jiné zvláštní odpadky.

Předložený vynález tedy řeší úkol vypracovat způsob a zařízení pro zneškodňování odpadních látek, pomocí kterého by bylo možno odstraňovat toxické a/nebo infekční odpadní látky bez špatného vlivu na životní prostředí a/nebo zdraví lidí a zvířat, popřípadě umožnit jejich recyklování.

-1CZ 280918 B6

Výše uváděné nedostatky byly odstraněny vypracováním způsobu podle předloženého vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se

a) zneškodňované odpadní látky zavedou do autoklávu, zde se v prvním zplyňovacim stupni částečně zplyňují po dobu 20 minut až 6 hodin při teplotě v rozmezí 250 až 320 °C, potom se ochladí a zpracují se na granulát nebo pelety o velikosti 1 až 50 mm, které se dále zpracovávají pyrolýzním zplyňováním ve druhém zplyňovacím stupni při zplyňovací teplotě 550 až 600 °C, přičemž vzniká pyrolýzní plyn, který se oddělí od zbytkových látek, jako je úhlík, popel, částice těžkých kovů a podobně;

b) kapalné meziprodukty částečného zplyňování, odpadající v autoklávu, jako je olej a/nebo dehtový podíl, se zavedou do druhého zplyňovaciho stupně a

c) plyn, oddělený v autoklávu v prvním zplyňovacim stupni, se odsává a přimísí se do proudu plynu z druhého zplyňovaciho stupně.

Pokusy bylo totiž překvapivě prokázáno, že spojením autoklávu jako prvního stupně zplyňování, kde se provádí částečné zplyňování, s následující pyrolýzou zbytkových látek, se dají vyřešit výše uvažované problémy hygienickým, hospodárným i ekologickým způsobem.

Při teplotně řízeném částečném zplyňování v autoklávu se dají z výchozího materiálu při teplotě asi 310 ’C odštěpit z plastů halogeny a současně dochází k jeho sterilizaci, přičemž je zapotřebí doby prodlení vždy podle druhu vstupního materiálu v rozmezí 20 minut až 6 hodin.

Olejovité a dehtovité meziprodukty zplyňování v autoklávu při teplotě pod 320 °C neobsahují ještě žádné aromáty a nevykazují tedy žádné kancerogenní ani mutagenní vlastnosti. Mohou se tedy bez problémů dále zpracovávat, přičemž se zřetelem na jejich další zpracování je obzvláště výhodné, když se kapalné komponenty vážou na zbytkovou látku z pyrolýzy, podobnou aktivnímu uhlí, čímž se umožní tuhý výstup z autoklávu.

Zbylé látky s pevnou strukturou se mohou po svém výstupu z autoklávu bez problémů granulovat, aby se potom společně se zbytkovou látkou z pyrolýzy, obohacenou olejovitými a dehtovítými látkami, převedly do zplyňovaciho zařízení, například otočného bubnového zplyňovaciho zařízení, ve kterém se zplyňují při teplotě asi 600 °C.

Přitom se ukázalo jako výhodné, když se do vstupního materiálu, vstupujícího do zplyňovaciho bubnu, přimísí jiné odpadní látky s tak vysokým obsahem uhlíku, aby produkt po zplynění, tedy zbytkové pyrolýzní látka, obsahovala více než 30 % hmotnostních uhlíku. V tomto případě se totiž překvapivě ukázalo, že horké pyrolýzní zbytková látka, když se před kontaktem se vzduchem protlačí přes vodní lázeň, vytvoří strukturu aktivního uhlí s tak velikým povrchem pórů, že její adsorpční a absorpční vlastnosti odpovídají asi 70 % takovýchto vlastností normálně vyrobeného aktivního uhlí.

Takto vyrobená zbytková pyrolýzní látka se může na základě uvedených vlastností použít potom mimo jiného k filtraci odpadních vod, obsahujících škodlivé látky, obzvláště k vázání látek z odpadních vod, odpadajících při praní pyrolýzního štěpného plynu (před oxidací) nebo při mokrém čištění spalin z pyrolýzního plynu. Pokud neprobíhá úplná absorpce odpadní vody jako média vodní lázně pro tvorbu struktury aktivního uhlí napařováním, má přebytečná voda kvalitu blízkou pitné vodě.

Výhodou je také to, že se při způsobu podle předloženého vynálezu pracuje prakticky bez odpadních vod, to znamená, že neodpadá žádná odpadní voda. Voda potřebná pro provádění způsobu se může recyklovat.

Přerušovaně odpadající plyn z autoklávu se může pro své další zpracování přidávat přímo do pyrolýzního plynu z kontinuálně pracujícího pyrolýzního zplyňování. Přerušovaně odpadající plyn z autoklávu, což podle dosavadního stavu techniky vedlo k odpovídajícím problémům, obzvláště se zřetelem na hospodárné zpracování, je tedy nyní možno zavedením do druhého odplyňovacího stupně bez problémů dále zpracovat. V tomto případě je totiž pouze potřebné druhý zplyňovací stupeň, který pracuje kontinuálně, dimenzovat se zřetelem na maximální zařízení tak, aby zmohl přerušovaný provoz, to znamená šaržovité přídavky granulovaných odpadních látek.

Když se podle výhodné formy provedení způsobu podle vynálezu použije více autoklávů a tyto pracují časově přesazené, tak počet špičkového zatížení dále narůstá a potom může popřídadě dokonce následující druhý zplyňovací stupeň pracovat kontinuálně výhradně přes autoklávy. Toto znamená, že se v tomto případě nemusí bezpodmínečně přidávat normální domovní nebo průmyslové odpadky, nýbrž že se mohou zneškodňovat hospodárným způsobem také samotné zvláštní odpady.

Přitom je výhodné, když se plyn z autoklávu před přimíšením do pyrolýzního plynu ze druhého zplyňovacího stupně zbaví vedením přes chladicí zónu kondenzací kyseliny chlorovodíkové, aby se mohl vyloučit pozdější promývací stupeň.

V tomto případě se tento plyn potom zase zahřeje na teplotu vyšší než 300 °C, výhodně asi 450 ’C, aby se zamezilo ochlazení plynu ze druhého zplyňovacího stupně a s tím spojenému vykondenzování dehtovitých látek ve vedení.

Pro zlepšení účinnosti a hospodárnosti autoklávu, jakož i pro redukování množství spalin z celkového provozu bylo zjištěno jako výhodné, když se jako topné médium použijí horké spaliny karbonizačního bubnu, nepřímé zahřívání z nich, spaliny ze spalování ve vlastním procesu vyrobeného štěpného plynu nebo jiných paliv. K rychlému zahřátí se může odebrat pomocí zvláštního vedení část ještě teplejších štěpných plynů (asi 920 °C) za plynovým konverzním zařízením před promývačkou a po průchodu autoklávem se vedou zpět do promývačky.

Pro řízení teploty, jakož i pro ochlazení zavážecího prostoru v souvislosti s nutným šaržovitým zavážením autoklávu, se smí používat chladicí médium, které musí být prosté kyslíku. K tomu je vhodný studený pyrolýzní štěpný plyn, který se při teplotě asi

-3CZ 280918 B6 °C odebírá za promývačkou plynu a potom se obohatí plynem z autoklávu a vede se zpět do plynového konverzního zařízení ke svému zneškodnění a opětnému použití, nebo do spalovacího prostoru karbonizačniho bubnu k přímému spálení.

Po ochlazení zaváděcího prostoru na vnitřní teplotu pod nejnižší teplotu vznícení a započetí zplyňování /asi 45 ’C/ může potom být zavážecí prostor autoklávu zaplaven studeným vzduchem, který se potom za účelem svého zneškodněni odsává jako spalovací vzduch pro plynové konverzní zařízení, popřípadě jiný hořák zneškodňovacího systému. Přitom jsou umožněny tyto teploty bez toho, že by teplota pláště autoklávu musela klesnout pod asi 310 °C, pokud se podle jedné úpravy podle předloženého vynálezu použije autokláv s dvojitým pláštěm, přičemž mezi stěnou zavážecího prostoru a vnější stěnou autoklávu je vytvořen průchozí kanál, kterým proudí horké plyny. Tímto způsobem se mohou podstatně zlepšit intervaly zavážení, tím se zvýší i prosazený výkon a tedy také hospodárnost provozu autoklávu.

K dalšímu snížení množství klimarelevantních stopových plynů, vyskytujících se při proces a zneškodňování a procesu přeměny energie, jako je CO₂.CO, Ν0_χ, jakož i ke zvýšení výhřevné hodnoty pyrolýzního štěpného plynu redukcí jeho dusíkového podílu, pokud tento pochází jako vzdušný dusík z přívodu spalovacího vzduchu do plynového konverzního zařízení k řízení jeho teploty podstechiometrickým spalováním pyrolýzního plynu, ukázalo se jako možné a výhodné oddělovat z atmosférického vzduchu kyslík o čistotě více než 80 % pomocí tlakového výměnného adsorpčního zařízení a přivést jej do proudů spalin z karbonizačního bubnu tak, aby ve směsném produktu byl podíl kyslíku větší než 25 % objemových. Tato směs se potom vede ke krytí spotřeby kyslíku plynového konverzního zařízení, jakož i spalovacích komor a používaných plynových motorů k pohonu generátorů pro výrobu proudu.

V případě zásobování plynového konverzního zařízení může být výhodné obohacení kyslíkem až 45 %, neboť se tím značně sníží množství štěpného plynu a výhřevnost štěpného plynu se dá zvýšit o více než 10 %.

Pro zneškodňující zpracování pyrolýzní zbytkové látky z druhého zplyňovacího stupně na úplně inertní konečný produkt, který se potom může skladovat na normálních deponiích, nebo je použitelný jako přídavná stavební hmota, se ukázalo jako výhodné přimísit do mokré pyrolýzní zbytkové látky určité množství pucolánu, to znamená křemičitanových a hlinitanových materiálů, společně se sloučeninami, obsahujícími vápník, jako je například vápno, vápenný hydrát nebo odpady z vápenného hydrátu, přičemž je nutné, aby molární poměr oxid křemičitý, oxid hlinitý, oxid vápenatý, oxid zinečnatý, oxid železitý a/nebo oxid hořečnatý na straně jedné k celkovému molovému podílu kovů ze skupiny olovo, chrom, mangan, kadmium, berylium, baryum, selen, arsen, vanad, antimon, vizmut, stroncium a/nebo zirkonium činil alespoň 6 : 1, a podobně aby molární poměr vápníku, hořčíku a sodíku na straně jedné k celkovému molovému podílu síry, chloru a fluoru činil alespoň 2 : 1.

-4CZ 280918 B6

Když se tato směs slisuje tlakem v rozmezí 200 až 550 kg/cm²na brikety tvaru vejce a vytvrzuje se při normální teplotě po dobu alespoň čtyř dnů, vzniknou sloučeniny, jako kalcium-silikát-hydrát, kalcium-hlinitan-hydrát a kalcium-železitan-hydrát, které jsou ve vodě nepatrně rozpustné a mají takové hydraulické vlastnosti, že útvary jsou tvarově stabilní a je možno je bez problémů podrobit procesu žíhání, například v souproudé šachtové peci, aby se v ní vyžíhaly při teplotě asi 1200 až 1250 °C za využití obsahu energie a přítomného uhlíku. Přitom probíhá zabudování těžkých kovů do mineralogické struktury komplexních vápenosilikátů, a proto je proud spalin prakticky prostý těžkých kovů, pískovitý pevný zbytek je vzhledem ke své keramické struktuře prakticky nevyloužitelný a proto se může použít jako stavební materiál .

Je zajištěno, že když je podíl uhlíku v pyrolýzní zbytkové látce vyšší než 30 % hmotnostních, postačuje jeho výhřevnost k tomu, aby se s ohledem na nutné výše uvedené příměsi za přívodu dostatečného množství spalovacího vzduchu zajistila v souproudé šachtové peci teplota až 1300 °C a aby se dosáhlo relativně nerozpustného zbytku po žíhání. Všechny úplně vypálené zbytky briket výše popsaného druhu vykazují při louhovacím testu hodnoty pro kadmium nižší než 0,2 ppm, pro chrom nižší než 0,4 ppm a pro olovo nižší než 0,3 ppm, i když maximální obsah kovů v briketách činil u kadmia přes 8000 ppm a u olova přes 6000 ppm. V proudu spalin nebyly zjištěny žádné měřitelné zbytky olova ani kadmia, takže se horké spaliny mohou bez čištění rovněž použít k vyhřívání autoklávu a karbonizačniho bubnu, jakož i na sušení vlhkých odpadních látek před jejich vnesením do zplyňovacího zařízení.

Pomocí způsobu podle předloženého vynálezu se dosahuje toho, že je možno podrobit průmyslové zbytky, stavební díly a podobně, popřípadě odpadní látky se značnou nehomogenitou, popřípadě s dutinami, přilnutou a krystalovou vodou a podobné, které jsou toxické nebo se při tepelné reakci toxickými stávají, bez těžkostí požadovanému pyrolytickému zpracováni a přitom vyrábět využitelné plyny pro energetické použití bez toho, že by vznikaly zvláštní odpady a odpadní vody. Anorganické látky vázaných materiálů se dají přitom podle okolností získávat zpět, čímž je umožněno pravé recyklování cenných základních materiálů, mimo jiné tím, že se kovové stavební díly po pyrolytickém zbavení povlaku znovu podrobí vhodnému potažení a jsou znovu použitelné jako hotové stavební díly.

Další výhody a další vytvoření podle vynálezu vyplývají z vedlejších bodů definice.

Předmětem vynálezu je dále zařízení k provádění způsobu, které je dále principiálně popsáno na základě přiloženého obrázku.

Zneškodňovaný nebo recyklovaný materiál se například přes odpovídající zavážecí zařízení ve formě ručně provozovatelné posuvny s odpovídajícím způsobem na kolejích zabudovaných speciálních vozů zaváží z autoklávové předkomory £ do autoklávu 2. Přeprava se může například provádět v kovových pletivových boxech, pod kterými je umístěna kovová vana, která byla předtím neplněna pyrolýzní zbytkovou látkou, podobnou aktivnímu, uhlí ze druhého zplyňovacího stupně, aby se těžší produkty odplyňování, oleje

-5CZ 280918 B6 a dehtovíté látky mohly vázat. Kovové vozy, naložené paletami nebo výše popsanými koši, se přesunou z předkomory 1 do reakčního prostoru autoklávu 2. Je možné předem zvolit a provozovat stupňovité vymezení teplot v rozmezí 250 až 320 C. Doby jednotlivých šarží se řídí podle organického podílu ve spojení s velikostí přenosu tepla. Při naplnění pro autokláv a pro šarži s paletami, popřípadě drátěnými koši, jsou dány různé doby šarží, vždy podle vnesených organických látek. Vzhledem k tomu, že je možné směsné naplnění, dají se střední doby šarží udržovat konstantní.

Přes přívodní vedení 4 se může do předkomory 1 přivádět vzduch pro čištění a chlazení, který se zneškodňuje přes odvodní vedení 3A.

Přívodním vedením 5 se do průchozího kanálu 6 autoklávu 2 přivádí k zahřívání jeho pláště spaliny ze spalovací komory 16A karbonizačního bubnu 16 za účelem ohřátí jeho stěn. Po předání svého tepla na vnitřní prostor autoklávu 2 se ochlazené spaliny odvádějí odvodním vedením 3C a použijí se znovu k opětnému ohřátí v karbonizačním bubnu 16, obohatí se kyslíkem v tlakovém výměnném absorbéru 7 a přivádějí se jako spalovací vzduch pro plynové konverzní zařízení 8 nebo hořák karbonizačního bubnu 16.

Pro rychlé zahřátí štěpícího prostoru se může přimísit vedením 10 teplejší štěpný plyn z plynového konverzního zřízení 8, který opouští plynové konverzní zařízení při teplotě asi 920 C.

Po naplnění autoklávu 2 zplyňovaným materiálem se nejprve zplyňovací komora zaplaví přes vedení 9 inertním plynem (horké spaliny) a odvodním vedením 3B se odsaje, aby se z reakčního prostoru autoklávu 2 odstranit kyslík. Potom se vedením 10A zaplaví reakční prostor autoklávu 2 horkým štěpným plynem, aby se urychlilo zplyňování naplněného materiálu. Vedení 10A může být odbočným vedením z vedení 10 horkých štěpných plynů z plynového konverzního zařízení 8. Odvod těchto horkých štěpných plynů probíhá přes vedení 3B. Zneškodňování plynů z odvodních vedení 3A a 3B se provádí přes vedení 2 a 33. přívodem do plynového konverzního zařízení 8 nebo do hořáku karbonizačního bubnu 16. Po počátku zplyňování se odvodní vedení 3B uzavře. Vznikající plyn se vede přes tepelný výměník 11 odváděcím vedením 17 za karbonizační buben 16. V tepelném výměníku 11 se od plynu podle potřeby odloučí kondenzovatelné obsahové látky, jako je například vodná kyselina chlorovodíková, a odvádějí se do nádrže 12. Potom se tento plyn opět zahřeje v tepelném výměníku 13 na teplotu alespoň 450 °C, aby se potom vedením 17A přimísil do odváděcího vedení 17. Tento plyn se potom vedením 17 přivádí do vysokoteplotního plynového konverzního zařízení 8.

Po ukončení procesu zplyňování při teplotě nižší než 320 °C v reakčním prostoru autoklávu 2 z důvodu, aby se zamezilo tvorbě aromátů, se autokláv 2. zaplní přes vedení 2B studeným štěpným plynem, odebíraným za plynovou promývačkou 21 a 24. Odvod se provádí odvodním vedením 3B.

Proplachování se provádí tak dlouho, až původní teplota vnitřního pláště autoklávu 2. poklesne z teploty 300 “C pod 80 °C. Potom se autokláv 2 vypláchne čerstvým vzduchem, dveře autoklávu se otevřou a vůz s odplynéným materiálem se vyjme. Přes

-6CZ 280918 B6 výhybku se může během vyjímání současně provést nové zavezení.

Odplyněný pevný materiál, zahrnující i pyrolýzní zbytkovou látku, nasycenou olejem a dehtovítými látkami ve vynášené vaně vozu, se potom po cestě 67 převeze do granulačního zařízení 14 a zde se podle potřeby smísí s jinými uhlíkatými odpadními látkami z přívodního vedeni 70.. Předtím se mohou podle potřeby vytřídit kovy, které byly potaženy plasty, nebo předchozí spojené předměty z kovů a plastů, aby se vedly zpět do recyklu.

Materiál, který byl v autoklávu 2 pouze částečně zplyněn, nyní však hygienizovaný a rozmělněný, se může smísit s jinými granulovanými odpadními látkami z přívodného vedení 70 a přes dávkovač s komorovým kolem nebo podobné dávkovači zařízení se pomocí například ucpávkového šneku 15 zavádí do karbonizačního bubnu 16. V tomto karbonizačním bubnu 16 se při teplotě v rozmezí 550 až 600 °C vyrábí známým postupem pyrolýzy pyrolýzní plyn, který se přes odtah 17B a prachový odlučovač 18 zavádí do odváděcího vedení 17, vedoucího do vysokoteplotního plynového konverzního zařízení 8. V tomto plynovém konverzním zařízení 8 probíhá z pracování pyrolýzního plynu přes uhelné, popřípadě koksové lože.

Plynové konverzní zařízení tohoto druhu je například popsáno v DE-OS č. 33 17 977, takže není třeba se jim blíže zabývat. Dimenzování karbonizačního bubnu 16, plynového konverzního zařízení 8 a následujícího zařízení pro čištěni plynu je provedeno tak, aby tato zařízení mohla pracovat kontinuálně zplyňováním proudu odpadu, přiváděného přívodním vedením 70. Přerušovaně odpadající proud plynu z autoklávu 2 a pevný materiál z šaržovitého zplyňování v autoklávu 2. představují špičkové zatížení, přičemž je možno zařadit několik autoklávů 2 paralelně, přičemž jsou navzájem fázově posunuty, aby se zaručilo rovnoměrnější zatížení celého zařízení. Po průchodu tepelným výměníkem 20 odchází štěpný plyn z plynového konverzního zařízení 8 do pracího zařízení, které v podstatě sestává z vodní sprchové věže 21, dmychadla 22 a odlučovacího cyklonu 23 s kapkovým odlučovačem 24. Plynovým vedením 25 odchází plyn do plynoměru 26, ze kterého se při dodávce příliš velkého množství plynu odvádí vedlejším vedením 27 přebytečný plyn do spalovacího zařízení 28 přebytečného plynu. Normálně odchází plyn z plynoměru 26 do plynového motoru 29, který je spojen s generátorem 30, přičemž vedením 31 jsou spaliny odváděny do komína 32. Tyto spaliny nebo jejich dílčí proud 75 se však může přivádět do směšovací komory 76, kam je přiváděn vzduch, obohacený kyslíkem v tlakovém výměnném absorbéru 7, načež se opět může zavádět zpět jako spalovací vzduch pro plynový motor 29 a vedením 33 do plynového konverzního zařízení 8 k zachování jeho krakovaci teploty podstechiometrickým spalováním pyrolýzního plynu.

Plynové konverzní zařízení 8 je zásobováno dávkovacím zařízením 34A koksem a vedením 34B vodou. Popel a struska jsou vynášeny vynášecím zařízením 3.5. Za účelem šetření energií je popřípadě také možné zavádět nespotřebovaný koks, zbavený strusky, zpětným vedením 36 k opětnému použití. Koks se společně s pevnými zbytky z usazovacích nádrží prací vody z čištění plynu zavádí zpět do karbonizačního bubnu 16. Z plynového vedení 25 odbočuje vedlejší vedení 32, které vede k plynovému hořáku 38., sloužícímu pro přívod tepla pro karbonizační buben 16. Během náběhové fáze

-7CZ 280918 B6 zařízení slouží olejový hořák 39 nebo také separátní plynový hořák k zahřívání karbonizačního bubnu 16. Potom v naběhnutém provozu může pokrývat potřebnou spotřebu energie úplně plynový hořák 38.

Prací voda, odpadající při čištění plynu, se vede do nádrže 40 prací vody a potom do filtračního zařízení 41, což všeobecně může být usazovací nádrž. Oddělená pevná látka ve filtračním zařízení 41 se odvádí vedením 42 do popelového zásobníku 43. Vynášecím vedením 44 se odvádějí zbytkové látky z popelového zásobníku 43 a přes dávkovači zařízení, například ucpávkový šnek 15, se opět zavádějí do karbonizačního bubnu 16.

Vyčištěná prací voda odchází z filtračního zařízení 41 přes zpětné vedení 45 po průchodu chladicí věží 46 opět do sprchové věže 21 promývacího zařízení. Část vyčištěné prací vody se zavádí do neutralizačního zařízení 47, 48 prací vody. Z neutralizačního zařízení £7, 48 prací vody odchází prací voda přes zpětné vedení 53 oběhovým zpracováním přes sprchovou věž 21, zatímco dílčí množství přes odtahové vedení dílčího proudu do zařízení pro šaržovité zpracování neutralizačního zařízení 47, 48 prací vody. Zde probíhá známým způsobem chemické čištění odpovídajícími chemikáliemi, které jsou dodávány vedením 49. popřípadě se provádí ozonizace v ozonizátoru 54, čímž se může silně snížit spotřeba aditiv. Oběhovým vedením 50 se prací voda vede zčásti přes vzduchový filtr 51 pro odstranění pěny, přičemž odpadní plyn se odvádí vedením 52 do komína 32 , zčásti se zpětné vrací přes vedení 52B do sprchové věžě 21. Přebytečná voda z čištění plynu, odpadající v nádrži £8, se přivádí vedením 55 do vodní lázně 57 pro pyrolýzní zbytkové látky za karbonizačním bubnem 16,. Během zde nastávajícího odpařovacího procesu se toto přebytečné množství prací vody váže na pyrolýzní zbytkové látky jako voda, vyplňující dutiny, a voda přilnutá, přičemž v ní obsažené škodlivé látky se adsorbují a absorbují na aktivní uhlí. Tímto způsobem se promývací voda zneškodňuje.

Když se má z promývací vody odstranit více přebytečné vody, než se váže na pyrolýzní zbytkové látky, odvádí se vedením 58. Na základě filtračního účinku pyrolýzních zbytkových látek, podobných aktivním uhlí, má však tato voda kvalitu blízkou pitné vodě. Zpravidla však neodpadá žádná přebytečná voda.

Mokré pyrolýzní zbytkové látky se mohou vedením 56 přivádět do směšovacího zařízení 60, ve kterém probíhá míšení s křemičitanovými a hlinitanovými materiály, jakož i sloučeninami, obsahujícími vápník. Potom následuje zaváděni do briketovacího lisu 61, ve kterém se ze směsného produktu vyrobí lisovaná tělesa, která jsou tvarově stálá. Tato se potom vyžíhají v souproudé šachtové peci 62 při teplotě asi 1250 °C.

Horké spaliny, které přitom vznikají o teplotě nad 1000°C, se mohou vedením 74 odvádět jako dílčí proud na vyhřívání karbonizačního bubnu 16, nebo jako dílčí proud 71 na sušení jiných odpadních látek v sušárně 72. Zde nepotřebný dílčí proud se přivádí vedením 65 do komína 32,. Čerstvý vzduch, potřebný pro souproudou šachtovou pec 22., se přivádí přes tepelný výměník 64 vedením 63.

-8CZ 280918 B6

Zbytek po žíhání ze šachtové pece 62 je zcela inertizovaný a může se přes vynášecí zařízení 66 odvádět k dalšímu zhodnocení jako přísada do stavebních hmot.

Alternativně k výše popsanému krakování daného plynu v plynovém konverzním zařízení 19 s následujícím promýváním štěpného plynu, přičemž v tomto případě dochází k čištění plynu před oxidací při asi 40 °C a tím je nutno čistit pouze velmi nepatrný objem plynu, může být krakovací plyn z vedení 17 přiváděn také přímo přes pouze čárkovaně znázorněné spojovací vedení 170 do spalovací komory 77, za kterou je zařazeno kotelní zařízení 78, směšovací komora 79, kam je nastřikováno vápno pomocí trysek 80 přes vzduchové vedení 85, a dále filtrační zařízení 81. Zbytky z tohoto filtračního zařízení 81 se mohou po průchodu vedením 59A zneškodňovat ve směšovacím zařízení 60. Spaliny, vyčištěné popřípadě přefiltrované ve filtračním zařízení £1, se odvádějí vedením spalin 82 do komína 32B, nebo popřípadě po průchodu kondenzačním zařízením 83 přes vedení 84 do zařízení pro zahřívání, sušení nebo vytápění, například k dílčímu proudu 71.

Do spalovací komory 77 je běžně přivedeno vzduchové vedení 86 a popřípadě také vedení sekundárního paliva 87. Do kotelního zařízení 78 ústí napájecí vodní vedení 88 a parní vedení 89 z něj odchází. Do filtračního zařízení 81 se pro čištění zavádí stlačený vzduch vedením 90.

Zatímco autokláv 2 a karbonizační buben 16 musí pracovat společně, mohou jednotky 60 až 62 zařízení pracovat samostatně, pokud existuje odpovídající spotřebitel energie.

Claims

1. Způsob zneškodňování odpadů toxických a/nebo infekčních odpadů, obzvláště vysoce halogenovaných odpadních pevných látek, plastových obalů a podobně, a zpětného získávání cenných látek a inertizace nerecyklovatelných a nezplynitelných zbytkových látek zplyněním postupem pyrolýzy za nepřístupu vzduchu a redukovaného obsahu kyslíku s následujícím přímým spalováním plynů, získaných při pyrolýze, nebo krakováním pyrolýzních plynů na pyrolýzní štěpný plyn, a mineralizace zbytků po zplynění, vyznačující se tím, že se

a) zneškodňované odpadní látky zavedou do autoklávu, zde se v prvním zplyňovacím stupni částečně zplyňují po dobu 20 minut až 6 hodin při teplotě v rozmezí 250 až 320 °C, potom se ochladí a zpracují se na granulát nebo pelety o velikosti v rozmezí 1 až 50 mm, které se dále zpracovávají pyrolýzním zplyňováním ve druhém zplyňovacím stupni při zplyňovací teplotě 550 až 600 °C, přičemž vzniká pyrolýzní plyn, který se oddělí od zbytkových látek, jako je uhlík, popel, částice těžkých kovů a jiné součásti;

b) kapalné meziprodukty částečného zplyňování, odpadající v autoklávu, jako je olej a/nebo dehtový podíl, se zavedou do druhého zplyňovacího stupně a

-9CZ 280918 B6

c) plyn, oddělený v autoklávu v prvním zplyňovacím stupni, se odsává a přimísí se do proudu plynu z druhého zplyňovacího stupně.

2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se dodatečně do pyrolýzního zplyňování jako druhého zplyňovacího stupně zavádí granulát nebo pelety z domovních a/nebo průmyslových odpadků o velikosti v rozmezí 1 až 50 mm.

3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že se odpadní plyn, získaný v autoklávu, chladí a zbaví zkondenzované kyseliny chlorovodíkové, načež se před přimíšením k proudu plynu z druhého zplyňovacího stupně opět zahřeje.

4. Způsob podle nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že se vyhřívání autoklávu po každém novém naplnění provádí horkými spalinami z topného zařízeni pro výrobu tepla pro druhý zplyňovači stupeň, nebo pomocí alespoň části horkých štěpných plynů, získaných při krakování plynu.

5. Způsob podle nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že se ochlazení autoklávu provádí proplachováním štěpnými plyny, získanými při krakování plynu a ochlazenými při promývání, a že se po ochlazení na teplotu pod 80 °C provede dostatečné proplachování a ochlazení na teplotu pod 45 “C čerstvým vzduchem.

6. Způsob podle nároku 5, vyznačující se tím, že se chladicí plyny z autoklávu kvůli jejich zneškodnění přivádějí jako přisávací vzduch pro hořákové zařízení pro zahřívání druhého zplyňovacího stupně, kde probíhá pyrolýzní zplyňování, nebo do hořáku plynového konverzního zařízení pro výrobu štěpného plynu, nebo přímo do tohoto plynového konverzního zařízení.

7. Způsob podle nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že se odpadni voda z čištění plynu z autoklávu a/nebo pyrolýzního štěpného plynu přidává do vodní lázně pro zbytkové látky z pyrolýzy z druhého zplyňovacího stupně.

8.

Způsob podle nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že se zbytkové látky z pyrolýzy z druhého zplyňovacího stupně smísí se sloučeninami, obsahujícími vápník, jako je vápno, vápenný hydrát, jakož i pucolány, jako křemičitanové materiály, potom se slisují na brikety a nakonec se vyžíhají při teplotě asi 1200 °C, přičemž se těžké kovy zabudují do mineralogické struktury komplexních penosilikátů.

9. Způsob podle nároků 1 až 8, vyznačující se tím, že se pro snížení emise stopových plynů spaliny ze spalovací komory pyrolýzního zplyňování a dalších zařízení, kde je zapotřebí spalovací vzduch, přivádějí při tomto způsobu jako spalovací vzduch do těchto zařízení, přičemž tyto spaliny se smísí se vzduchem, získaným z atmosféry a obohaceným kyslíkem pomocí tlakového výměnného absorpčního zařízení tak, aby zpětně vedený proud obsahoval alespoň 25 % objemových kyslíku.

-10CZ 280918 B6

10. Způsob podle nároků 1 až 9, vyznačující se tím, že se alespoň část pevných zbytkových pyrolýzních látek zavádí do autoklávu pro vázání kapalných meziproduktů částečného zplyňování.

11. Zařízení k provádění způsobu podle nároků 1 až 10, sestávající z rozmělňovacího a granulačního zařízení odpadků, zplyňovacího zařízení za procesu pyrolýzy a za zplyňovacím zařízením zařazeného plynového konverzního zařízení pro získávání štěpného plynu, nebo za zplyňovacím zařízením zařazené spalovací komory pro tepelné dodatečné spálení s dále zařazeným čištěním spalin, vyznačující se tím, že před rozmělňovacím a granulačním zařízením (14) pro odpadky je uspořádán autokláv (2).

12. Zařízení podle nároku 11, vyznačující se tím, že před rozmélňovacim a granulačním zařízením (14) pro odpadky je paralelně uspořádáno několik autoklávů (2).

13. Zářízení podle nároku 11 nebo 12, vyznačující se tím, že se odpadní voda z čištění plynu přivádí vedením (55) do vodní lázně (57) pro pyrolýzní zbytky, že se horké spaliny přivádějí dílčím plynovým vedením k vyhřívání a proplachování vnitřního prostoru autoklávu (2), a že se odpadní plyn z autoklávu (2) vede plynovým vedením (45) s chladicím zařízením (46) pro zkondenzování zbytkové kyseliny chlorovodíkové, které je spojené s vedením pyrolýzního plynu (53) za druhým zplyňovacím stupněm (16).

14. Zářízení podle nároků 11 až 13, vyznačující se tím, že autokláv (2) je vytvořen jako dvouplášťový, přičemž je zde vytvořen průchozí kanál (6) pro horké plyny.

15. Způsob podle nároku 14, vyznačující se tím, že plynové vedení (45) je po zkondenzování vodné kyseliny chlorovodíkové opatřeno ohřívacím zařízením (13) na teplotu vyšší než 300 °C, výhodné asi 450 °C.

16. Zařízení podle nároků 11 až 15, vyznačující se tím, že pro obohacení vzduchu, potřebného pro spalovací zařízení (16A), kyslíkem, je toto opatřeno tlakovým výměnným absorpčním zařízením (7).

17. Zařízení podle nároků 11 až 16, vyznačující se tím, že je pro vyžíhání pyrolýzních zbytkových látek opatřeno žíhací pecí (62), obzvláště souproudou šachtovou pecí.

18. Zařízení podle nároku 17, vyznačující se tím, že vedení (31) spalin ze žíhací pece (62) je spojeno spojovacím vedením s autoklávem (2), zplyňovacím zařízením (16) po procesu pyrolýzy nebo se sušicím zařízením (72) odpadů pro jejich zahřívání nebo vytápění.