CZ286121B6 - Způsob likvidace odpadů v tlakovém generátoru a zařízení k jeho provádění - Google Patents

Abstract

Způsob likvidace odpadních látek, zejména průmyslových odpadů ve stavu kapalném, pastovitém až tuhém, ve zplyňovacím zařízení, sestávajícím z plynového generátoru a dalších zařízení pro shromažďování a dopravu odpadních látek, spočívá v tom, že odpadní látky jsou odebírány z uzavřené zásobní nádrže (7), dopravovány výtlačným potrubím (6) dávkovacího bezventilového čerpadla (8) do proudu vstupu uhelné vsázky (3) v beztlaké části komplexu nejméně jednoho tlakového generátoru (1) před vstupem do uhelné vpusti (2), přičemž dávkované množství odpadních látek ve vsázce je maximálně 50 % hmotn. a z tohoto podílu je až 40 % hmotn. nespalitelných odpadů, a množství uhelné složky nejméně 50 hmotn. %, a dále jsou zplyňovány v tlakovém generátoru (1) při působení páry a kyslíku za tlaku až 4 MPa a teploty v rozpětí od 40 .degree.C do 1500 .degree.C.ŕ

Description

Způsob likvidace odpadů v tlakovém generátoru a zařízení k jeho provádění

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu likvidace odpadů, zejména průmyslových ve stavu kapalném, pastovitém až tuhém, v tlakovém generátoru pro výrobu plynu, a zařízení k jeho provádění.

. Dosavadní stav techniky

Problematika likvidace kapalných až tuhých odpadů zejména z průmyslové činnosti není dosud beze zbytku vyřešena. Aby nedocházelo k zatěžování životního prostředí průmyslovými odpady, jejichž jedním z představitelů jsou těžké dehtové kaly, je nutno likvidovat tyto látky bez dlouhého skladování, a to způsobem, který vyloučí únik plynných i jemných pevných částic do ovzduší v průběhu samotného procesu likvidace těchto látek.

Kromě známých metod biodegeneračních a soldifikačních a prostého spalování v pecích byla problematika řešena úpravou původních odpadních látek jejich míšením se sypkými hmotami s vysokou adsorpční schopností a následně dopravována k likvidaci, jak je tomu například u českých užitných vzorů č. 942 a 2725. Tyto způsoby úpravy odpadních látek pro jejich následnou likvidaci však nezabrání negativnímu dopadu na životní prostředí v průběhu míšení látek a jejich přepravy.

Dalším z řady způsobů likvidace těžkých dehtových kalů byla jejich destilace. Tato metoda předpokládala ohřátí kalů v destilačním aparátu, opatřeném míchadlem, na destilační teplotu jednotlivých tekutých složek a spálení hrubého destilačního zbytku společně s uhlím v kotlích teplárny. Aby tento způsob likvidace odpadních látek zůstal v ekonomicky únosných mezích, bylo nutno ohřev odpadních látek provést předehřátou parou, která je v takovém provozu k dispozici. Tímto způsobem však bylo možno spolehlivě oddestilovat pouze uhlovodíky s bodem varu do 200 °C. Ostatní oleje zůstaly v destilačním zbytku, čímž vytvořily z předpokládaného tuhého a suchého materiálu tekutý až pastovitý, hustý, nesnadno manipulovatelný materiál, kterýje nutno před samotnou likvidací nákladně upravovat.

Úspěchem neskončily ani pokusy o chemickou likvidaci těžkých dehtových kalů. Tento způsob spočíval v míšení uvedených odpadních látek s nehašeným vápnem. V této směsi vznikly podmínky pro reakci vápníku s uhlovodíky. Výsledkem této reakce byl vznik poměrně snadno manipulovatelné sypké hmoty. Nevýhodou tohoto řešení však jsou exhalace v průběhu chemické reakce, dlouhá doba stabilizace výsledného produktu a složení výsledného produktu, který jej řadí mezi nebezpečné odpady. Takovýto produkt opět vyžaduje konečnou likvidaci.

V průběhu posledních let byly zkoumány možnosti nástřiku upravených odpadních látek ve formě těžkých dehtových kalů do stávajících tlakových generátorů. Nevýhodou tohoto způsobu byly značné požadavky na přípravné zařízení, jímž je speciální mlýn na úpravu odpadu na zrnitost menší než 1 mm a odpovídající vysokotlaké čerpadlo pro menší dodávané množství. Vzhledem ktomu, že se nepodařilo zajistit kvalitní zařízení s odpovídajícími parametry, byly zkoušky ukončeny s negativním výsledkem. Ani tento způsob by se však neobešel bez rizika ohrožení životního prostředí, zejména ve fázi míšení připravované směsi.

Likvidace komunálních a jim podobných odpadů ve zplyňovacím zařízení je řešena v české zveřejněné přihlášce vynálezu č. 3614-91. Toto řešení obsahuje určité operace (třídění, drcení, míšení) bez jakékoliv možnosti ochrany životního i pracovního prostředí. Popsaný způsob není vhodný pro vsázku, v níž se vyskytují zejména průmyslové odpady různé konzistence. Navíc toto

- 1 CZ 286121 B6 řešení není technologicky specifikováno, součástí řešení není definování vyrobeného plynu ani jeho upotřebení či likvidace, chybí důkazy o průmyslové využitelnosti řešení.

Likvidací plastů zplyněním se zabývá řešení, obsažené v české zveřejněné přihlášce vynálezu č. 2230-93. Nevýhodou tohoto řešení je jednak způsob likvidace, který zajistí pouhé spálení, nikoliv chemický rozklad. Navíc toto řešení počítá s nutností úpravy plastů jejich míšením na určitou přesnou koncentraci a zrnitost za přítomnosti určeného množství vody a volného kyslíku. Uvedené řešení se zabývá likvidací pouze určité skupiny odpadů specifickým způsobem ve speciálním zařízení bez jakékoliv ochrany pracovního a životního prostředí, což vylučuje použití této metody pro jiné než inertní materiály. Neřeší se jím proto likvidace všech druhů odpadů v tekutém, pastovitém až tuhém stavu bez nutnosti jejich úpravy tak, aby byla zajištěna ochrana životního prostředí.

Vynález, na nějž bylo uděleno autorské osvědčení č. 217221, se zabývá pouze likvidací těžkých dehtových kalů, a to způsobem, který vyžaduje úpravu nesnadno manipulovatelného odpadu s obsahem nedrtitelných částic drcením. V beztlakém či nízkotlakém generátoru není vytvořeno prostředí pro likvidaci odpadů jejich rozkladem. Naznačený způsob není vhodný pro likvidaci odpadů ve větším rozsahu; často je velice obtížná až nemožná úprava vsázky.

Likvidaci odpadů rovněž řeší US patent č. 4239500. Pro aplikaci tohoto řešení je předpokladem využití specifického generátoru se zařízením pro zauhlování granulovaným palivem, jímž je černé uhlí o limitované velikosti granulí (max. 20 mm), separátorem dehtového prachu a peletizačním zařízením. V tomto řešení je zplyňovacím médiem pouze pára, generátor je jiného typu, než ty, které se užívají v České republice pro zplyňování vsázky, jejíž podstatou je hnědé uhlí. Proto i celý technologický proces likvidace odpadů probíhá v jiném prostředí a režimu. Uvedený vynález počítá s poměrem složek ve vsázce, v němž je podíl odpadních látek podstatně omezen.

Řešení, uvedené v německém dokumentu č. 3626417 Al, popisuje pouze likvidaci odpadů spálením v beztlaké spalovací komoře za přítomnosti rozstřikované vody přesného množství. Spalování je podporováno přívodem vzduchu a odsáváním spalin. Řešení nevyhovuje podmínkám likvidace odpadů daného složení (zejména průmyslové a kontaminované odpady) v požadovaném rozsahu.

Podstata vynálezu

Uvedené nedostatky do značné míry odstraňuje způsob likvidace odpadních látek v tlakovém generátoru a doplňující zařízení k jeho provádění podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že odpadní látky se odebírají z uzavřené zásobní nádrže a bezventilovým čerpadlem přepravují do proudu vstupu uhelné vsázky v beztlaké části komplexu tlakového generátoru, kterou může být například teleskop na vstupu vsázky do uhelné vpusti tlakového generátoru. Poměr uhelné složky a odpadních látek je v rozmezí 99,8 : 0,2 až 50 : 50 ve prospěch uhelné složky. Odpadní látky pak mohou obsahovat až 40 hmotn. % nespalitelných podílů. Součástí vsázky tak kromě odpadních látek spalitelných, jimiž jsou například kaly, zbytky organických látek, látky obsahující PCB, barvy, laky, chemikálie, plasty, ropné produkty, biologické odpady zejména z čističek, kontaminované dřevní hmoty apod., mohou být i látky nespalitelné, leč kontaminované, které slouží pouze jako nosič spalitelné látky.

Následně jsou odpadní látky ve směsi s uhelnou složkou a jinými čerpatelnými spalitelnými materiály zplyňovány v tlakovém generátoru za působení páry a kyslíku za tlaku až 4 MPa a o teplotách v rozmezí od 40 °C do 1500 °C. Zplyněné odpady se stávají nedílnou součástí produktu, vyráběného v tlakovém generátoru.

-2CZ 286121 B6

Zařízení k provádění likvidace odpadních látek, zejména průmyslových odpadů ve stavu kapalném, pastovitém až tuhém, jejich zplyněním, je tvořeno vůči úniku škodlivin do ovzduší uzavřeným systémem. Tento systém sestává z uzavřené zásobní nádrže, bezventilového dávkovacího čerpadla sjeho výtlačným potrubím a dávkovacího potrubí, opatřeného nejméně jednou regulační armaturou, ústícího do beztlaké části tlakového generátoru před uhelnou vpustí.

Jako výhodné se jeví řešení, kdy ústí dávkovacího potrubí je zavedeno přímo do tělesa teleskopu. Proud nastřikovaných odpadních látek lze ovlivnit nasměrovanou tryskou, jíž je zakončeno dávkovači potrubí.

Pro možnost zapojení většího počtu generátorů do procesu likvidace odpadních látek lze dávkovači potrubí paralelně napojit na více generátorů.

Zásobní nádrž je opatřena vstupním potrubím pro příjem odpadních látek z místa jejich produkce. Vstupní potrubí může být upraveno i pro příjem odpadních látek z mobilních cisteren, a to jak železničních, tak silničních. Úprava vstupního potrubí s instalací potřebných armatur nabízí možnost snadné volby příjmu odpadních látek přímo v provozu.

Výhodou uvedeného způsobu a zařízení k jeho provádění je skutečnost, že takto lze likvidovat odpadní látky do zrnitosti až 40 mm bez toho, že by bylo jakkoliv ohroženo životní prostředí. Způsobem a zařízením kjeho provádění podle vynálezu tak lze likvidovat i odpadní látky jinou cestou vůbec nelikvidovatelné a odpadní látky, likvidovatelné pouze s negativním dopadem na pracovní či životní prostředí. Relativně minimální jsou i pořizovací a provozní náklady, neboť odpadají požadavky na vysokotlaké zařízení a minimalizuje se počet potřebných strojů, zapojených do likvidačního procesu, což zvyšuje i spolehlivost celého zařízení. Popsaný způsob přitom negativně neovlivní provoz tlakového generátoru, nesníží bezpečnost práce a nezvyšuje nároky na pracovní síly. Jediným požadavkem je synchronizace cyklického dávkování odpadní látky s cykly zauhlování tlakového generátoru.

Přehled obrázků na výkrese

Vynález je blíže osvětlen pomocí výkresu, kde na obr. 1 je znázorněno schéma zařízení k likvidaci odpadních látek, ze schématu je rovněž patrná technologie samotné likvidace těchto látek.

Příklady provedení vynálezu

Zařízení podle obrázku 1 sestává z tlakového generátoru £ pro výrobu plynu, nad nímž je umístěna uhelná vpust 2. Oba tyto aparáty jsou součástí tlakové části stávajícího komplexu tlakového generátoru £. Do uhelné vpusti 2 ústí vstup uhelné vsázky 3, zakončený tělesem teleskopu 4. Toto zařízení je součástí beztlaké části stávajícího komplexu tlakového generátoru £. Celý komplex tlakového generátoru £, jako zařízení k výrobě plynu, je vhodný ke zplynění odpadních látek, je-li doplněn o dále popsané aparáty.

Z hlediska procesu likvidace odpadních látek je první součástí zařízení zásobní nádrž 7, opatřená v homí části vstupním potrubím 11, jímž jsou do zásobní nádrže 7 dopravovány odpadní látky. Vstupní potrubí 11 je upraveno tak, že umožňuje odběr odpadních látek z místa jejich vzniku a/nebo z mobilních cisteren, jimiž jsou dopraveny od jiných producentů. Ze dna zásobní nádrže 7 je vyvedeno sací potrubí 10 do sání dávkovacího čerpadla 8. Jako výhodné se v tomto případě jeví užití bezventilového čerpadla PUTZMEISTER. Z výtlaku dávkovacího čerpadla 8 je do komplexu tlakového generátoru £ vedeno výtlačné potrubí 6, na něž je napojeno dávkovači potrubí 5, v němž je vestavěna regulační armatura 9. Dávkovači potrubí 5 ústí do beztlaké části

-3 CZ 286121 B6 komplexu tlakového generátoru 1 v místě teleskopu 4. Ústí dávkovacího potrubí 5 je v tělese teleskopu 4 opatřeno tryskou pro usměrňování nástřiku odpadní látky do proudu uhelné vsázky 3.

Proces likvidace odpadních látek probíhá tak, že v zásobní nádrži 7 jsou soustřeďovány odpadní látky, čerpané buď přímo z provozů jejich vzniku, nebo odpadní látky, přečerpávané z mobilních cisteren. Dávkovacím čerpadlem 8 jsou odpadní látky dopravovány výtlačným potrubím 6 a dávkovacím potrubím 5 do proudu uhelné vsázky 3 v beztlaké vstupní části komplexu tlakového generátoru 1, nejlépe v tělese teleskopu 4. Do uhelné vpusti 2 tak přicházejí odpadní látky smísené s uhelnou vsázkou v poměru 10% hmotn. odpadních látek, v nichž jsou 2% hmotn. nespalitelných odpadů, a 90 % hmotn. uhelné vsázky. V tlakovém generátoru 1 pak dojde k jejich postupnému zplynění za tlaku 2,7 MPa a teploty v rozmezí 180 °C až 1400 °C (v závislosti na tom, v jaké části generátoru spalovací proces právě probíhá).

Ke zplynění odpadních látek lze výhodně využít celou stávající řadu tlakových generátorů 1, kde výtlačné potrubí 6 dávkovacího čerpadla 8 vede podél řady komplexů tlakových generátorů 1 a dávkovači potrubí 5 je u každého komplexu odbočkou z výtlačného potrubí 6.

Průmyslová využitelnost

Způsob likvidace odpadních látek a zařízení k jeho provádění podle vynálezu lze využít zejména v technologii tlakových plynáren k likvidaci jak odpadních látek z jejich vlastní produkce, tak odpadních látek z dodávek jiných producentů.

Claims (8)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Způsob likvidace odpadních látek, zejména průmyslových odpadů ve stavu kapalném, pastovitém až tuhém, ve zplyňovacím zařízení, sestávajícím z plynového generátoru a dalších zařízení pro shromažďování a dopravu odpadních látek, vyznačující se tím, že odpadní látky se odebírají z uzavřené zásobní nádrže (7), dopravují výtlačným potrubím (6) dávkovacího bezventilového čerpadla (8) do proudu vstupu uhelné vsázky (3) v beztlaké části komplexu nejméně jednoho tlakového generátoru (1) před vstupem do uhelné vpusti (2), přičemž dávkované množství odpadních látek ve vsázce je maximálně 50 hmotn. %, z kteréhožto podílu je až 40 hmotn. % nespalitelných odpadů, a množství uhelné složky nejméně 50 hmotn. %, a dále se zplyňují v tlakovém generátoru (1) za tlaku až 4 MPa a teploty v rozpětí od 40 °C do 1500 °C.
2. 2. Způsob likvidace odpadních látek podle nároku 1,vyznačující se tím, že odpadní látky se nastřikují do proudu vstupu uhelné vsázky (3) v tělese teleskopu (4).
3. 3. Způsob likvidace odpadních látek podle nároku 1,vyznačující se tím, že probíhá paralelně ve více než jednom generátoru (1), které se zásobují odpadními látkami zjednoho místa, jímž je zásobní nádrž (7).
4. 4. Zařízení k provádění likvidace odpadních látek, zejména průmyslových odpadů ve stavu kapalném, pastovitém až tuhém, jejich zplyněním, podle nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že je tvořeno vůči úniku škodlivin do ovzduší uzavřeným systémem, sestávajícím z uzavřené zásobní nádrže (7), bezventilového dávkovacího čerpadla (8), jeho výtlačného potrubí (6) a dávkovacího potrubí (5), ústícího do beztlaké části komplexu tlakového

   -4CZ 286121 B6 generátoru (1) před uhelnou vpustí (2), přičemž před tímto ústím je vdávkovacím potrubí (5) instalována nejméně jedna regulační armatura (9).
5. 5. Zařízení kprovádění likvidace odpadních látek podle nároku 4, vyznačující se tím, že ústí dávkovacího potrubí (5) je zavedeno do tělesa teleskopu (4).
6. 6. Zařízení k provádění likvidace odpadních látek podle nároků 4a 5, vyznačující se tím, že ústí dávkovacího potrubí (5) je zakončeno nasměrovanou tryskou.
7. 7. Zařízení kprovádění likvidace odpadních látek podle nároku 4, vyznačující se tím, že dávkovači potrubí je paralelně vedeno do více než jednoho komplexu tlakového generátoru (1).
8. 8. Zařízení kprovádění likvidace odpadních látek podle nároku 4, vyznačující se tím, že zásobní nádrž (7) je opatřena vstupním potrubím (11) pro příjem odpadních látek z míst jejich produkce a/nebo pro čerpání odpadních látek z mobilních cisteren.