CZ286390B6 - Metoda odstraňování a zužitkování odpadových materiálů a zařízení pro její realizaci - Google Patents

Abstract

Řešení se týká zařízení na úpravu materiálu a zneškodňování netříděného odpadu všeho druhu, které sestává alespoň ze dvou tepelných reakčních zařízení, která jsou spojená pevně bezkomorově a jsou uspořádaná v jedné linii se zavážecí jednotkou, přičemž alespoň jedno nízkoteplotní reakční zařízení je bez přívodu kyslíku, zatímco druhé vysokoteplotní reakční zařízení má přívod kyslíku a pevný bod tepelného roztažení celého zařízení je daný reakčním prostorem tepelného reakčního zařízení s nejvyšší pracovní teplotou. U způsobu zneškodňování a využití netříděných odpadních materiálů všeho druhu, který obsahuje různé škodliviny v kapalné nebo pevné formě, zejména průmyslových vraků domácích spotřebičů, aut a podobně, se tento materiál bez předchozí úpravy stlačuje po šaržích na kompaktní pakety, které se za stálého působení tlaku vedou zónami s rostoucí teplotou bez meziochlazení, přičemž během průchodu materiálu uzavřenými zónami se neodebírají žádné látky a reakční produkty se po ukončení ŕ

Description

Zařízení na úpravu materiálu a způsob zneškodňování a využití odpadních materiálů

Oblast techniky

Vynález se týká zařízení na úpravu, přeměnu a dodatečné zpracování zneškodňovaných materiálů všeho druhu a také způsobu zneškodňování a využití takovýchto odpadních materiálů, který se účelně na tomto zařízení provádí a při kterém se netříděný, nezpracovaný průmyslový, domovní a speciální odpad, jakož i vraky průmyslového zboží obsahující různé škodliviny v pevném nebo tekutém stavu podrobí působení tepla podle předvýznakové části nároku 15.

Dosavadní stav techniky

Známé způsoby likvidace odpadu nejsou uspokojivým řešením narůstajících problémů s odpadem, které jsou podstatným faktorem ničení životního prostředí.

Vraky průmyslového zboží z kombinovaných technických materiálů, jako jsou motorová vozidla a přístroje pro domácnost, ale také oleje, baterie, laky, barvy, toxické kaly, léky a odpady z nemocnic, podléhají zvláštním přísným opatřením pro jejich likvidaci, která jsou stanovená zákonem. Odpad z domácností naopak tvoří nekontrolovanou heterogenní směs, která může obsahovat téměř všechny druhy speciálních frakcí odpadu i organické sloučeniny a, pokud jde o likvidaci, není zařazená do žádného stupně zatěžování životního prostředí.

Na skládkách se odpad z domácností ukládá nedostatečně, kalové plyny a oxid uhličitý unikají nekontrolované do ovzduší a škodlivé látky obsahující tekutiny a eluáty deponovaných odpadů znečišťují spodní vody.

Aby se zpracovávaný odpad zredukoval, bylo již navrženo kompostovat organický podíl z domovních odpadů a kaly z čistíren. Přitom se nepřihlíží k tomu, že jsou tato organika heterogenní a obsahují velké množství toxických kovů, které zůstanou v kompostu a jsou přes rostliny a zvířata přiváděny zpět do biologického koloběhu.

Recyklací takzvaných cenných materiálů se zkouší rovněž snižování množství odpadu.

Nepřihlíží se k vysokým nákladům při odděleném sběru a zpracování těchto odpadů; při opakovaném recyklování narůstají náklady a zatížení životního prostředí při sníženém zhodnocování získaných produktů.

U známých zařízení na spalování odpadů prochází odpad širokým tepelným polem až do cca 100 °C. Při těchto teplotách se minerální a kovové tuhé látky neroztaví. Energie obsažená v těchto tuhých látkách se nevyužívá nebo využívá nedostatečně. Krátká doba setrvání odpadu ve vyšších teplotách a značný vývin prachu přívodem značného množství spalovacího vzduchu s vysokým obsahem dusíku do nezhuštěných spalovaných odpadních látek podporují nebezpečné tvoření chlorovaných uhlovodíků. Proto se přešlo k tomu, podrobit zplodiny spalování ze spaloven odpadků dodatečnému spalování při vyšších teplotách. Aby se ospravedlnily vysoké investice do takových zařízení, prochází horké abrazivní a korozivní zplodiny spalování se svým vysokým podílem prachových částic tepelnými výměníky. Při relativně dlouhé době setrvání v tepelném výměníku se znovu vytvářejí De-novo syntézou chlorované uhlovodíky, které se spojí s unášenými prachovými částicemi a v konečné fázi vytvářejí vysoce toxické filtráty. Následná poškození a náklady na jejich odstranění se nedají odhadnout.

- 1 CZ 286390 B6

Přes vysoké technické vybavení zůstává při známém stavu techniky po spalování asi 40 % odpadu určeného k zpracování ve formě popela, škváry a vysocetoxických filtrátů, které se svojí nebezpečností dají srovnat s radioaktivními odpady a musí býti likvidovány se značnými náklady.

Aby se snížil objem, který má býti deponován, je znám způsob na oddělení kovových částic ze zbytku odpadu a jejich oddělené zhodnocení. Zbývající popely a škváry procházejí s vysokými nároky na energie vysokoteplotním tavícím procesem. Podmíněno heterogenními výchozími látkami, které se mají tavit, je škvára nehomogenní a obsahuje ještě značné podíly zbytků organických částic, které obklopeny tekutou taveninou, nejsou okysličeny.

Náhlým ochlazením taveniny ve vodní lázni vzniká heterogenní granulát, který na svých místech termických lomů nekontrolovatelně roztříštěn, umožňuje eluát škodlivých látek.

Vysoká spotřeba energie - až 200 litrů topného oleje na tunu taveniny - zůstává nevyužita, protože takto získaný granulát z taveniny může býti použit pouze jako plnidlo při stavbě silnic a podobně.

Dosud používané způsoby pyrolýzy v konvenčních reaktorech mají široké, spalování odpadků podobné, teplotní spektrum. V zóně zplyňování vládnou vysoké teploty. Tvořící se horké plyny se využívají pro předehřívání ještě nepyrolyzovaného odpadu, přitom se ochlazují a probíhají pro tvoření chlorovaných uhlovodíků relevantní a tím nebezpečnou teplotní oblastí.

Všechny známé způsoby pyrolýzy netříděného, nesvázaného a neodvodněného materiálu nevytvářejí dostatečně plynopropustné lože, mají vysoké nároky na dodávky energie při nedostatečném zisku plynů a dlouhé době setrvání v reaktoru. Na základě termického proudění a vnitřního tlaku plynu dochází k značné tvorbě prachu, která vyžaduje velké kapacity filtrů. Máli se tvořit vodík, musí se do zóny zplynování přivádět odděleně vyrobená přehřátá pára, tedy cizí pára. Zbývající pevné látky se zpravidla neroztaví a musí býti převedeny k oddělenému zpracování a jsou proto srovnatelné s těmi, které jsou zpracovávány v konvenčním zařízení na spalování odpadu.

Aby se vyrobil ekologický, bez pochybností využitelný čistý plyn, protékají plyny pyrolýzy zpravidla před čištěním krakovacím zařízením. Navíc je známo, jak využít nasazením výměníku tepla tepelnou energii obsaženou v horkých plynech. Přitom vznikají následkem dlouhé doby setrvání plynů ve výměníku tepla chlorované uhlovodíky, které se při termickém využívání získaného plynu uvolňují.

Při použití šachtových pecí pro pyrolýzu vzniká mimo jiných nedostatků, zalepování a vzpříčení odpadů určených k pyrolýze v peci, takže se takovéto reaktory musí vybavit mechanickými pomocnými prostředky jako jsou prorážecí tyče, vibrátory a pod., aniž by se dosud těmito podařilo problém uspokojivě vyřešit.

Rotační trubkové a fluidní zplyňovače se musí navíc z důvodu mechanického otěru na stěnách pece, vlivem zčásti ostrohranného odpadu, na dlouhou dobu odstavit, mají extrémně vysoký vývin prachu a vyžadují technicky náročné plynotěsné uzávěry. Vznikají značné nároky na údržbové práce s odpovídajícími vysokými náklady.

Aby se odstranily uvedené nedostatky vznikající při spalování odpadů a pyrolýze, je rovněž znám způsob rozložení odpadů a jedovatých látek nad minerální nebo kovovou vysokoteplotní taveninu nebo vložení odpadu do takové taveniny, aby se tímto způsobem zabezpečilo rychlé pyrolytické rozložení odpadů při vysokých teplotách. Podstatným nedostatkem takového způsobu zpracování je to, že je vyloučeno zhodnocení tekutých a/nebo vlhkých odpadů z důvodu nebezpečí explozivního výbuchu, a že na základě vznikajících vysokých tlaků se tvořící plyny

-2CZ 286390 B6 nedosahují dostatečně dlouhou dobu setrvání v tavenině, nutnou pro bezpečné rozrušení organických škodlivých látek. Také pří sušených neodplyněných organických odpadech je tlak plynu rozkládajících se organických látek tak vysoký, že není k dispozici dostatečně dlouhá doba setrvání. Produkty tavení jsou po krátké době nasyceny neokysličovatelnými, taveninou obalenými, částicemi uhlíku, takže další přívod odpadových materiálů nemá smysl.

Při dalším známém termickém způsobu zpracování odpadu se nejdříve oddělí minerální a kovové části od organických složek, oddělené organické složky se suší a následně pulverizují. Získaný prach se zavede do vysokoteplotní taveniny nebo do spalovacího prostoru s vhodnou teplotou, foukáním kyslíku nebo kyslíkem obohaceného vzduchu se okamžitě rozloží a tím se zničí škodlivé látky.

Tento způsob sice vede z ekologického hlediska k uspokojivým výsledkům, ale má přesto značné nedostatky. Nemohou býti zpracovány například tekuté odpady a odpadní materiály kombinované. Také vznikající náklady nejsou zanedbatelné.

Společně mají výše popsané spalovací a pyrolytické způsoby ten nedostatek, že se tekutiny odpařené při spalování nebo pyrolytickém rozkladu smísí s plyny spalování nebo pyrolýzy a jsou odvedeny dříve, než dosáhly nutnou teplotu a dobu setrvání v reaktoru. Odpařená voda se nevyužije pro tvorbu vodíku. Proto se zpravidla následně zařazují při spalovacích zařízeních odpadu komory dodatečného spalování a u zařízení na pyrolýzu krakovací stupně.

Podstata vynálezu

Výše uvedené nedostatky stavu techniky do značné míry odstraňuje zařízení na úpravu, přeměnu a dodatečné zpracování zneškodňovaného materiálu, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se jím provádí alespoň jedno tepelné zpracování s vyloučením kyslíku a alespoň jedno tepelné zpracování za přívodu kyslíku, přičemž všechna reakční zařízení obou stupňů tepelného zpracování jsou spolu pevně spojená bez propustí. Z toho plyne ta výhoda, že se netěsnosti, které se při provozu spropustěmi téměř nedají odstranit, bezpečně eliminují a škodlivé látky pak nemohou nekotrolovaně unikat do okolí.

Reakční zařízení se spolu se zaváděcí jednotkou pro libovolně smíchané odpadní látky uspořádá na společné, v podstatě přímé on-line lince tak, že pevný bod tepelného roztažení celého zařízení je určený reakčním prostorem toho stupně tepelného zpracování, kde je nejvyšší teplota. Roztažení zařízení reaktoru teplem tak probíhá kontrolované a může se plně kompenzovat. Volbou reakčního prostoru s největším tepelným zatížením jako nulového bodu tepelné roztažnosti se vyloučí u tohoto tepelně silně namáhaného dílu zařízení přídavné zatížení pohybem.

Reakční prostor tepelného zpracování bez přístupu kyslíku je účelně uspořádaný horizontálně. Délka vyhřívané posouvací pece případně kanálu obdélníkového průřezu, jehož poměr šířky k výšce je větší než 2, se určuje vztahem

kde Fpe_Ce je plocha průřezu posouvací pece. Provedení tohoto stupně reakčního zařízení ve formě posouvacího kanálu umožňuje tepelné zpracování bez přístupu kyslíku, aniž by to vyvolávalo provozní poruchy. Připékání na stěny, které vyvolává u jiných pecních systémů těžkosti, se odstraní kontunuálním postupem posouvání materiálu. Posouvací pec umožňuje zavážení ve výši dna.

-3CZ 286390 B6

Obdélníkový průřez pece s poměrem šířky k výšce větším než 2 zajišťuje dostatečnou plochu styku mezi vyhřívanou stěnou pece s protlačovaným odpadním materiálem, takže dochází k rychlému prohřátí odpadového materiálu. Volí-li se délka pece podle výše uvedeného vztahu, může se prostrkovaný materiál odplynit zcela a bez těžkostí.

Tepelné roztažení reaktorového systému se může jednoduše zvládnout podpěrnými válečky. Máli posouvací pec na straně zavážení nevyhřívanou zónu, vzniká ta výhoda, že se může plnit slisovaným odpadním materiálem tak, že slisovaný zavážený materiál působí jako plynotěsná uzavírací zátka nebo propust. Je zvláště výhodné, když je délka nevyhřívané zóny posouvací pece daná vztahem pece ·

V tomto případě je plynotěsnost uzavírací zátky v každém případě zajištěná, a to při minimalizované délce pece.

Vnější ohřev posouvacího kanálu je výhodně provedený tak, že má opláštění, kterým se vede plamen nebo zplodiny spalování. Taková konstrukce umožňuje využít odpadní teplo z jiných částí zařízení.

Je-li strana zavážky posouvacího kanálu pevně spojená s výstupní stranou zhutňovacího lisu odpadu, pak vzniká ta výhoda, že se plynotěsná zátka tvaruje mimo kanál, takže se podélné síly, kterými se působí na kanál, minimalizují. Značné zhutňovací síly jsou pohlcovány vlastním zhutňovacím lisem odpadků. Optimální poměry zhutňování se docílí, když zhutňování probíhá nejdříve ve vertikálním a následně v horizontálním směru. Je-li zhutňovací lis odpadu vybavený podpěrnými válečky, může sledovat dilatační pohyb posouvací pece, aniž by pro ni tvořil jakoukoli zábranu.

Výstupní strana posouvacího kanálu je pevně spojená se vstupní stranou vertikálně uspořádané vysokoteplotní šachtové pece, ve které se zpracovávají plynné, tekuté i tuhé produkty reakce při teplotách vyšších než 1000 °C za přítomnosti kyslíku. Pevné přímé spojení posouvacího kanálu se šachtovou pecí vysokoteplotního stupně zpracování provedené bez propustě zamezí s jistotou jakémukoli nekontrolovanému výstupu škodlivých látek ze systému. Vertikální uspořádání této reaktorové nádoby zabezpečuje to, že pevné produkty reakce přivedené z posouvací pece, které se získaly bez přívodu kyslíku, spadnou působením tíhy do vysokoteplotního reaktoru, kde vytvoří nejdříve plynopropustné sypané lože. Substance obsahující uhlík se nejdříve protékáním kyslíku okysličí na oxid uhličitý. Následkem vysokých teplot při spalování podílu uhlíku se z tuhé zavážky ve vysokoteplotním reaktoru vytaví všechny minerální a kovové složky a mohou se vypouštět přetokem. Na povrchu vysoce ohřátého násypového materiálu obsahujícího uhlík se oxid uhličitý podle Boudouardova rovnovážného stavu částečně redukuje na oxid uhelnatý.

Vertikální šachtová pec pro vysokoteplotní zpracování produktů reakce z posouvací pece je výhodně provedená dělitelná asi ve výši otvoru vstupu. Tím se umožňuje rychlá výměna spodního dílu reaktorové nádoby. To je účelné, protože ve spodním prostoru vysokoteplotního reaktoru se vlivem extrémně vysokých teplot musí počítat se zvýšeným opotřebením. Samostatná výměna tohoto vysoce namáhaného dílu pece umožňuje osadit připravený a již předehřátý náhradní díl co nejrychleji a tak výrazně zredukovat dobu odstávky celého zařízení. Pod reaktorovou nádobou pro vysokoteplotní zpracování se uspořádá reaktorová nádoba, která je s ní pevně spojená a ve které se mohou dodatečně zpracovávat za přívodu kyslíku a energie kovové a minerální složky vytavené ve vysokoteplotní zóně. Tím vzniká výhoda, že se tavenina tuhých látek může dodatečně homogenizovat. Strhávané částice uhlíku se nyní vysokoteplotním dodatečným zpracováním okysličí přidáním kyslíku, takže se docílí vysoce čistého produktu, který lze přímo znovu využít.

-4CZ 286390 B6

Spodní díl reaktorové nádoby pro vysokoteplotní zpracování a reaktorové nádoby pro tepelné dodatečné zpracování se dají společně spouštět a přibližně v úhlu 90° ke směru základu vysunout, takže se doby oprav a revizí podstatně zkrátí. Následkem vysokých teplot, které souvisejí s kyslíkovým spalováním v oblasti jádra násypu tuhých látek vysokoteplotního reaktoru, jsou viskozity minerálních a kovových složek určených k roztavení nízké, takže se může vysokoteplotní reaktor provozovat přetokovým způsobem. Totéž platí pro vysokoteplotní reaktor dodatečného zpracování, jehož přetok je výhodně zavedený přímo do vodní lázně, ve které roztavené tekuté složky při vstupu granulují. Pak se můžou bez problémů vybírat z vodní lázně například korečkovým dopravníkem a předávat k dalšímu použití. Strana výstupu plynu vysokoteplotního reaktoru je účelně spojená s rychlým chlazením plynu vstřikováním studené vody do proudu plynů. Rychlé zchlazení plynu zabraňuje nové syntéze škodlivých látek a odstraňuje navíc částice tekutin a tuhých látek unášených proudem plynu, takže po rychlém zchlazení se získá dobře předčištěný syntézní plyn.

Protože se v posouvací peci při odplynování odpadů bez přítomnosti kyslíku vytváří přetlak plynu, je účelné, aby plynné produkty reakce tepelného zpracování odpadů protékaly celým zařízením s přetlakem a aby zařízení mělo na konci cesty plynu škrticí zařízení, například škrticí klapku. Vzhledem k provedení celého zařízení bez propustí nevytváří přetlaková doprava plynu žádné technické problémy. Regulace toku plynu škrticí klapkou na konci cesty plynu je přitom nejjednodušší a provozně nej spolehlivější technické řešení. Při tomto způsobu dopravy plynu se dají aspekty bezpečnosti zajistit nejjednodušeji a provozně nejbezpečněji vodními vyrovnávacími komorami, které omezují tlak.

Před zařízení popsaného typu se mohou zařadit všechna záchytná a skladovací zařízení odpadů, která patří ke stavu techniky, a za zařízení obecně známé typy zařízení na čištění a využití plynu. Vzniká tak ta výhoda, že se při použití kyslíku pro zplynování uhlíku z odpadů nedopravuje také žádný vzdušný dusík, takže se objemy plynu výrazně redukují. Proto se mohou napojené čisticí stanice plynu co do velikosti minimalizovat a tak i optimalizovat v nákladech.

Je-li uspořádáno více zařízení popsaného typu paralelně se společným využíváním předřazených a navazujících zařízení, vzniká značná výhoda v tom, že se mohou jednak standardizovat komponenty zařízení a jednak je možné rozšiřovat bez problémů kapacitu. Tím se dosáhne značného snížení nákladů na zařízení a navíc se zkrátí doba jeho výstavby.

Zařízení objasněné spolu s výhodami vhodně realizuje způsob zneškodňování a využití odpadních materiálů, jako jsou vraky průmyslového zboží, nerozdělené chladničky, pračky, elektronické a elektropřístroje a motorová vozidla rozdělená na rozměrné díly, které se při zachování jejich smíšené a kombinované struktury provádějí zkomprimované spolu s netříděným a předem nezpracovaným sypkým odpadem a tekutými odpady na kompaktní balíky podle vynálezu teplotními stupni ve směru zvyšující se teploty bez mezichlazení, přičemž dochází k optimálnímu využití energie při minimalizovaném objemu odpadu. Zachování tlaku spojené s tvarovým a silovým stykem kompaktních balíků odpadu se stěnami reakční nádoby v alespoň jednom nízkoteplotním stupni zaručuje dobrý přestup tepla, rychlý ohřev komprimovaného materiálu a vysoký výkon při tomto stupni tepelného zpracování. Náhlé ochlazení po ukončení kompletního tepelného zpracování zamezuje nežádoucímu novému vytváření škodlivých látek.

Způsob lze realizovat bez propustí, takže se bezpečně zabrání nekontrolovanému unikání škodlivých látek z procesu.

Podle vynálezu je výhodné, provádí-li se nízkoteplotní stupeň, při kterém existuje tlakový kontakt se stěnami reaktoru, bez přívodu kyslíku, takže odpaření tekutin obsažených v odpadech a počínající odplynění probíhá za podmínek, které omezují tvorbu škodlivých látek. Dioxiny například potřebují pro svoji tvorbu kyslík. Po ukončení nízkoteplotního zpracování se látky,

-5 CZ 286390 B6 které se zde získají, přivedou alespoň do jednoho vysokoteplotního stupně s přívodem kyslíku, takže se s výhodou může zplynovat uhlík organických látek a vodní pára vznikající z odpadu se může podrobit reakci voda-plyn. Přívod kyslíku do tohoto stupně reakce umožňuje vytvoření nutné teploty pro uvedenou reakci. Teplotní rozsah 100 °C až 600 °C pro nízkoteplotní stupeň a teploty vyšší než 1000 °C ve vysokoteplotní oblasti zaručují přitom odplynění organických látek v požadovaném rozsahu, zplynování uhlíku, reakci voda-plyn a především úplné odstranění organických škodlivých látek.

Tím, že se objem dutin sypkých odpadů minimalizuje zhutněním, mají tuhé složky odpadních materiálů pevnou mechanickou vazbu, přičemž přítomné nadbytečné tekutiny jsou zatlačeny spolu se vznikajícími kompaktními balíky do zevně vyhřívaného podélného kanálu, takže se před vstupem do kanálu vytvoří plynotěsná zátka, která přebírá pro svoji nepropustnost plynu funkci propusti. Tekutiny není nutné podrobit zvláštnímu způsobu zpracování a tepelně izolující vzduch nemusí být spoluohříván ve velkém objemu. Tepelná vodivost v postupujícím kompaktním materiálu získaném posuvným komprimováním se značně zlepšuje kovovými a minerálními složkami a vysokou hustotou. Postup umožňuje velké výkony zpracování odpadu i při malém rozsahu zařízení, aniž by byly nutné nákladné předběžné způsoby, jako je diferencovaný sběr a technicky náročné úpravy, jako drcení, dělení, sušení a briketování.

Pro průběh způsobu zpracování je příznačné, že předkomprimované kompaktní balíky se zalisují při průběžném dodržování tlaku a ve tvarovém styku do kanálu vyhřátého nad 100 °C, přičemž se při vzrůstajícím tlaku plynu drží silovým stykem v kontaktu se stěnami kanálu tak dlouho, až se strhávané tekutiny a lehce tekuté látky odpaří a eliminují se existující vratné snahy jednotlivých komponent a až přiváděné organické složky převezmou alespoň částečně funkci pojivá. Pyrolytické rozložení organických složek v kanálu se nemusí u tohoto způsobu uskutečnit, případně uskutečnit úplně, přičemž částečné rozložení může být žádoucí. Stačí vazba všech jemných podílů a tvorba tvarově a strukturně stabilních konglomerátů. Při způsobu zpracování podle vynálezu vzniká po krátké době setrvání odpadů ve vyhřívaném kanálu kompaktní tvarované těleso, ve kterém je vázaný jemný podíl a prach přivedený s odpadem, protože dostatečně rychlým vývojem plynu v okrajových částech tohoto tělesa je zvýšeným tlakem zajištěno rychlé prohřátí odpadového materiálu. Plastifíkují se minimálně organické složky tak, že se poruší vratná schopnost těchto součástí odpadu. Při silovém styku se stěnami proudí plyny, které vznikají na horkých stěnách kanálu i více uvnitř, tělesem odpadu ve směru jeho postupu. Odpadové materiály se přitom vzájemně slepí, spečou a spojí, odevzdají svoji vlhkost, takže vznikají bezprašné tvarově a strukturně stabilní konglomeráty až k výstupnímu konci kanálu. Tyto tuhé konglomeráty, které na konci kanálu vystupují a padají do šachty vysokoteplotního zplyňovače, tvoří předpoklad pro plynopropustné, bezprašné lože v navazujícím vysokoteplotním reaktoru a pro úplné vysokoteplotní zplynování, které zde probíhá.

Tepelně předem zpracované kompaktní balíky se podle vynálezu bezprostředně po výstupu z ohřívacího kanálu přivedou do vysokoteplotního zplyňovače. Vysokoteplotní reaktor se vyznačuje tím, že v celém svém objemu udržuje teplotu minimálně 1000 °C.

Sálavá energie oblasti jádra vysokoteplotního reaktoru se může využít k tomu, aby se tuhý konglomerát, který vznikl při nízkoteplotním zpracování, vystavil při vstupu do vysokoteplotního reaktoru šoku sálavého tepla tak, že se tento konglomerát vnitřním tlakem zbytkového plynu rozkládá na tvarově stabilní kousky. Tento kusový materiál při vstupu do vysokoteplotního reaktoru okamžitě zuhelnatí alespoň na povrchu.

Briketované kousky se svou vnitřní energií vytvářejí ve vysokoteplotním reaktoru volné plynopropustné sypané lože.

Tvoření výbušných plynných směsí je v celém systému v důsledku předběžného tepelného zpracování v kanálu vyloučené. Souhrn plynných a tuhých odpadních materiálů se podrobuje tak

-6CZ 286390 B6 dlouho působení vysoké teploty, až se bezpečně zlikvidují všechny tepelně reagující škodlivé látky. Tím, že se organické složky kousků tuhé látky okamžitě pyrolyticky rozloží při vstupu do vysokoteplotního reaktoru alespoň na povrchu, nedochází ke slepování nasypaného sloupce ani ke vzpříčení a nalepování na stěny reaktoru. Nad násypem se vytváří uhlíkaté fluidní lože, kterým proniká vodní pára z tekutin přiváděných v kompaktovaném výchozím materiálu, která vzniká ve vyhřívaném kanálu. Tak se s výhodou zajistí průběh reakce voda-plyn, aniž by byla potřebná cizí pára. Plynopropustný násyp vytváří předpoklady pro současný průběh známé Boudouardovy reakce. Oxid uhličitý, který vzniká pří zplynování uhlíku s kyslíkem, se při pronikání sypaným sloupcem transformuje na oxid uhelnatý. Protože má vysokoteplotní reaktor i nad násypem teplotu minimálně 1000 °C, kterou jsou vedeny všechny plyny s dostatečně dlouhou prodlevou, je zaručeno, že se chlorované uhlovodíky bezpečně zničí a uhlovodíky s dlouhým řetězcem se zkrakují. Bezpečně je zabráněno vytváření kondenzátů, to jest dehtů a olejů.

Směs plynů syntézy teplá minimálně 1000 °C se bezprostředně po opuštění vysokoteplotního reaktoru náhle zchladí na 100 °C a zbaví se prachu, takže se může vyloučit nové vytváření chlorovaných uhlovodíků.

Tavení kousků tuhých látek vysokou teplotou v reaktoru probíhá s výhodou při teplotách 2000 °C a více. Tyto teploty vznikají při zplynování uhlíku za přívodu kyslíku.

V taviči zóně vysokoteplotního reaktoru se pod násypem roztaví anorganické součásti, to jest všechna skla, kovy a ostatní minerály. Z části těžkých kovů obsažených v tuhých látkách vznikne při dávkování kyslíku v redukující atmosféře elementární forma a vytvoří slitiny s jinými komponenty taveniny. Tekutá tavenina se vyvede a případně rozdělí na frakce.

Když se při vysokoteplotním zpracování spálí při exotermním průběhu procesu největší díl pyrolyzového koksu, případně zoxidují všechny okysličitelné komponenty zbytkových látek a zcela zkapalní minerální komponenty, pak se to děje při teplotách 2000 °C a vyšších. Odváděná tavenina se však při použití netříděných odpadků vyznačuje ještě do značné míry nehomogenní strukturou. Komponenty s vyšším počátkem tavení, například uhlík, ale také určité kovy, jsou ještě v původním tuhém stavu agregátů a tvoří vměstky, takže účelné zhodnocení těchto strukturovitých zbytkových produktů není možné.

Je proto obzvláště výhodné a pro předložený způsob podstatné, že zbytkové produkty ve formě tekuté taveniny, které tvoří v průměru ještě část objemu výchozích odpadních materiálů, se podrobí následnému zpracování tím, že se za využití získaného plynu ze syntézy podrobí tepelnému homogenizačnímu procesu. Přitom se tavenina čistí při teplotách kolem 1800 °C v okysličující atmosféře tak dlouho, až je k dispozici homogenní vysokoteplotní tavenina bez bublin. U jedné varianty způsobu se může nehomogenní tavenina vystupující z vysokoteplotního reaktoru nejdříve prudce promíchat ve sběrné nádobě nebo se může promíchání částečně provést také odtokem taveniny. Dostatečný objem taveniny vznikající při kontinuálním průběhu postupu se může odvádět během nebo po čistícím procesu v důsledku dělení hustoty, je-li to žádoucí, podle frakcí. S vysokoteplotní taveninou se odstraní všechny nehomogenní struktury beze zbytků, takže se může dlouhodobá aluovatelnost vyloučit. Tato vysokoteplotní tavenina se vyznačuje úplnou látkovou přeměnou celého souboru původních výchozích látek.

Zvlášť výhodně se předložený způsob vyznačuje tím, že se dá produkt získaný vysokoteplotní taveninou zpracovat na širokou paletu průmyslového zboží případně vysoce hodnotné polotovary. Z taveniny lze při využití energie, která je v ní obsažená, tedy bez mezichlazení, vyrobit téměř přírodní hodnotný průmyslový produkt. Tavenina se může například spřádat do minerálních vláken, ale z taveniny se také dají vyrobit vysoce hodnotné strojní díly, například ozubená kola, odléváním. Známé způsoby tváření se dají použít pro jiné průmyslové látky. Způsobem nadouvání se dají vytvořit izolační tělesa s malou objemovou hmotností. Proto se dá

-7CZ 286390 B6 viskozita vysokoteplotní taveniny optimálně stanovit v závislosti na výrobku nebo způsobu výroby, tedy podle procesu odlévání, spřádání a tvarování nebo tváření.

Výše popsaným způsoben je poprvé možné univerzální zpracování odpadků v obšírné formě, při kterém se upouští od odděleného sběru a úpravy, jako je drcení, oddělování, sušení a briketování výchozího odpadu, jakož i recyklování takzvaných materiálů všeho druhu. Unášené tekutiny se energeticky využívají reakcí voda-plyn, přičemž se všechny plynné, tekuté a pevné odpadní produkty udržují ve vysokoteplotním reaktoru tak dlouho na teplotě více než 1000 °C, až se všechny škodlivé látky tepelně zničí. Opětné vytváření chlorovaných uhlovodíků se náhlým ochlazením plynů zcela vyloučí a zbývající zbytkové látky vynášené v tekuté formě se dále zpracovávají za využití jejich vnitřní energie po případném oddělení kovových frakcí na vysoce hodnotné průmyslové výrobky.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je dále blíže vysvětlený a popsaný na příkladech za pomoci výkresů, na kterých představuje:

obrázek 1 - blokové schéma průběhu způsobu zpracování materiálu podle vynálezu, obrázek 2 - charakteristické parametry způsobu zpracování v příkladu provedení, obrázek 3 - schematický řez zařízením na úpravu, přeměnu a dodatečné zpracování materiálu podle vynálezu a obrázek 4 - zjednodušený půdorys zařízení podle vynálezu provedeného ve dvou větvích.

Příklady provedení vynálezu

Na obrázku 1 jsou symbolicky znázorněné kroky způsobu zpracování. Odpad se přivádí bez předběžné úpravy, to jest bez třídění a drcení, do prvního stupně a, kde se zhutňuje. Výsledek zhutňování se přitom značně zlepší, púsobí-li lisovací plochy ve vertikálním i v horizontálním směru. Vysoké zhutnění je nutné, protože sázecí otvor posouvací pece 6, která tvoří reakční zařízení bez přívodu kyslíku a ve které probíhá druhý stupeň b způsobu, se vysoce zhutněnou zátkou odpadu plynotěsně uzavírá.

Vysoce zhutněný odpad prochází posouvací pecí 6 druhého stupně b bez přívodu kyslíku a za teplot do 600 °C. Organické složky odpadu se odplyní. Plyny protékají odpady, které se nalézají v posouvací peci 6, ve směru k třetímu stupni c zpracování. Při tomto protékání rovněž přispívají k dobrému přestupu tepla, stejně jako tlakový styk odpadu se stěnami posouvací pece 6. V důsledku neustálého přisouvání vysoce zhutněného odpadu zůstává tento tlakový styk zachovaný po celé délce pece a na všech plochách kanálu, takže na konci průchodu odpadu posouvací pecí 6 je odplynění organických složek do značné míry ukončené.

Doutné plyny z nízkoteplotní karbonizace, vodní pára, která vzniká z přirozené vlhkosti odpadu, kovy, minerály a uhlík odplyněných organických látek se společně přivádějí do třetího stupně c zpracování, ve kterém se nejdříve spálí uhlík s kyslíkem. Teploty až 2000 °C i více, které se tam vyskytují, roztaví kovové i minerální složky, takže se mohou v šestém stupni f zpracování vynášet jako tekutá tavenina. Souběžně s tím se nad vysokoteplotní oblastí žhavého uhlíkového lože rozrušují při teplotách vyšších než 1200 °C organické sloučeniny doutných plynů. V důsledku reakční rovnováhy C, CO₂, CO a H₂O se při těchto teplotách vytváří synplyn sestávající v podstatě z CO, H₂ a CO₂, který se ve čtvrtém stupni d rychle ochladí na teploty pod 100 °C.

-8CZ 286390 B6

Rychlé zchlazení zabrání novému vytvoření organických škodlivých látek, zmenšuje objem plynu a usnadňuje praní plynu v pátém stupni e. Vysoce čistý synplyn je pak k dispozici pro libovolné použití.

Kovy a minerální látky vynášená v šestém stupni f zpracování jako tekutá tavenina se v sedmém stupni g podrobí účelně dodatečnému zpracování za přívodu kyslíku při více než 1400 °C. Přitom se odstraní stržené zbytky uhlíku a ukončí se mineralizace. Vynášení tuhých látek, například do vodní lázně, uzavírá v osmém kroku h tento způsob zpracování odpadu. V granulátu vznikajícím výstupem tuhých látek do vodní lázně se vedle sebe nacházejí kovy, legující prvky a zcela mineralizované nekovy. Slitiny železa se mohou odloučit magneticky. Nevyloužitelné mineralizované nekovy se mohou znovu mnohostranně použít, například ve formě porézního granulátu nebo zpracované na minerální vlnu jako izolační látka, nebo přímo ve formě granulátu pro plniva při stavbě silnic a při výrobě betonu.

Obrázek 2 ukazuje značně schematizované znázornění zařízení k provádění způsobu podle vynálezu. Jednotlivým oblastem jsou přiřazeny typické procesní údaje příkladného výhodného provedení způsobu. Je zřejmé, že zhutnění je závislé na lisovacím tlaku P a složení odpadu ZUS. Odplynění je funkcí teploty T, tlaku a složení odpadu. Zplynování závisí mimo tlaku a teploty, jejichž parametry je třeba ve vysokoteplotním reaktoru 10, který reprezentuje reakční zařízení s přívodem kyslíku, udržovat do značné míry konstantní, pouze na přítomném uhlíku, kyslíku a vodní páře, tedy již nikoli na původním složení odpadu. Způsoben zpracování podle vynálezu se tak vyrábí do značné míiy nezávisle na složení odpadu synplyn, jehož stabilní kvalita umožňuje přímé použití, například v plynových motorech pro výrobu proudu.

Podle obrázku 3 odpovídá zhutňovací lis 1, který v podstatě tvoří zavážecí jednotku, svojí konstrukcí známému paketovacímu lisu na odpadky, jaký se například používá na šrotování vozidel. Výkyvná lisovací deska 2 umožňuje ve vertikálním čárkovaném znázornění zavážku lisu 1 smíšeným odpadem. Lisovací plocha 3 se nalézá v levé poloze, takže zavážecí prostor lisu 1 je zcela otevřený. Vykývnutím lisovací desky 2 do znázorněné vodorovné polohy se odpad zhutní nejdříve ve vertikálním směru. Pak se lisovací plocha 3 pohybuje vodorovně do polohy nakreslené plně a zhutňuje paket odpadu ve vodorovném směru. Opačně působící síly, které jsou k tomu potřebné, jsou zachycovány protilehlou deskou 9 zasouvatelnou a vysouvatelnou ve směru šipky. Po ukončení zhutňovacího procesu se protilehlá deska 9 vysune a zhutněná zátka odpadu se s pomocí lisovací plochy 3 pohybující se dále doprava zasune do nevyhřívané oblasti 5 posouvací pece 6 a tak se celý její obsah příslušně transportuje dále, dodatečně se zhutňuje a drží se v tlakovém styku se stěnou kanálu případně pece 6. Následně se lisovací plocha 3 odsune zpět do levé koncové polohy, protilehlá deska 9 se zasune a lisovací deska 2 vykývne zpět do čárkovaně znázorněné vertikální polohy. Zhutňovací lis 1 je připravený pro novou zavážku. Zhutnění odpadu je tak velké, že zátka odpadu zasunutá do nevyhřívané oblasti 5 posouvací pece 6 je plynotěsná. Posouvací pec 6 se vytápí topnými a/nebo odpadními plyny, které proudí topným pláštěm 8 ve směru šipek.

Při posouvání zhutněného odpadu kanálem posouvací pece 6 se rozšiřuje odplyněná zóna 7 znázorněným způsobem ke středové rovině posouvací pece 6, což je podporováno velkou povrchovou plochou spojenou s poměrem strany k výšce jejího obdélníkového průřezu, který je větší než 2. Při vstupu do vysokoteplotního reaktoru 10 je k dispozici směs uhlíku, minerálů a kovů zhutněná stálým působením tlaku při prostrkování. Tato směs je vystavena v oblasti vstupního otvoru do vysokoteplotního reaktoru 10 extrémně vysokým sálavým teplotám. Náhlá expanze zbytkových plynů v nízkoteplotní směsi, která je s tím spojená, způsobí její rozdělení na kousky. Takto získaný kusový materiál z tuhých látek vytvoří ve vysokoteplotním reaktoru 10 plynopropustné lože 20, ve kterém se nejdříve za pomoci kyslíkových dmyšen 12 spálí uhlík tohoto materiálu na CO₂ případně CO. Plyny z nízkoteplotní karbonizace protékající rozvířeně nad ložem 20 reaktoru 10 se zcela detoxikují krakováním. Mezi C, CO₂, CO a vodní párou vyhnanou z odpadu nastává při tvorbě synplynu teplotně podmíněná reakční rovnováha.

-9CZ 286390 B6

Vznikající teploty odpovídají znázornění na obrázku 2. Synplyn se ochlazuje v nádobě 14 vodní sprchou náhle na méně než 100 °C. Podíly strhávané plynem, jako jsou minerály a/nebo kovy v roztaveném stavu, se v chladicí vodě odlučují, objem plynu se zmenší a tak se ulehčuje čištění plynu, které může navazovat na náhlé chlazení v provedení, které je jako takové známé.

V oblasti jádra lože 20 teplé více než 2000 °C se taví minerální a kovové složky materiálu. Vlivem rozdílné měrné hmotnosti se přitom převrství a oddělí se. Typické legovací prvky železa, jako například chrom, nikl a měď, vytvoří se železem odpadu slitinu vhodnou pro hutnické zpracování, jiné kovové sloučeniny případně hliník oxidují a stabilizují jako oxidy minerální taveninu.

Taveniny vstupují přímo do reaktoru 16 dodatečného zpracování, ve kterém jsou vystaveny v kyslíkové atmosféře přiváděné pomocí dmýchací trubky 13 O₂ a případně podporované neznázoměnými plynovými hořáky teplotám vyšším než 1400 °C. Stržené částice uhlíku oxidují, tavenina se homogenizuje a její viskozita se snižuje.

Při jejich společném vynášení do vodní lázně 17 granulují minerální látky a tavenina železa odděleně a mohou se pak magneticky třídit.

Na obrázku 3 je poloha reaktoru 16 dodatečného zpracování z důvodu přehlednosti zakreslená přesazená o 90°. Tento reaktor 16 dodatečného zpracování tvoří se spodní částí vysokoteplotního reaktoru 10 jednu konstrukční jednotku, která je po uvolnění přírubového spoje 10’ pro účely údržby a oprav výsuvná stranou z linie zařízení.

Linka zařízení znázorněná na obrázku 3 a uspořádaná v podstatě v jedné ose má značnou délku. Střídající se teploty, především při náběhu a odstavování zařízení na tepelnou rovnováhu a z ní, vedou ke značným roztažením teplem. Při pevném uspořádání vysokoteplotního reaktoru 10 je toto zohledněno pro posouvací pec 6 a zhutňovací lis 1, který je s ní spojený, kladkami 4, které se odvalují ve vodicích kolejnicích a umožňují nejen podélné pohyby, nýbrž mohou zachytit také boční síly. U potrubí, například potrubí 15, vystupujících z vysokoteplotního reaktoru 10 zabezpečují vyrovnávání dilatace kompenzátory 11.

Ve zjednodušeném půdorysu dvoulinkového uspořádání zařízení podle vynálezu z obrázku 3 je na obrázku 4 zachováno označení jednotlivých dílů. Zásobování obou linek odpadem se provádí střídavě ze společného zásobníku odpadu a oběma linkám je rovněž přiřazena pračka plynu známého provedení, která patří ke známému stavu techniky. Pomocí škrticí klapky 18 se dá v zařízení nastavit přetlak regulující proudění plynu a vodní uzávěry 19. které nejsou na obrázku 3 z důvodu přehlednosti znázorněné, jej spolehlivě ohlídají.

Pevný bod O tepelné dilatace leží mezi vysokoteplotními reaktory 10. zatímco poloha reaktorů 16 dodatečného zpracování, které jsou výsuvné příčně k hlavní ose zařízení, je na obrázku 4 znázorněná správně.

Víceproudé provedení zařízení podle vynálezu umožňuje vysokou míru přizpůsobivosti místním poměrům při současné standardizaci konstrukčních dílů zařízení, čímž se snižují náklady, zlepšuje se zásobování náhradními díly a údržba a zkracuje se doba výstavby.

Podle dalšího příkladu provedení se odpad z domácností v předem zhutněné nebo volné, netříděné formě nepřivádí k průchozí peci na nízkotepelnou karbonizaci, ale k nízkoteplotní pyrolyzní peci, která v podstatě také sestává z protáhlé horizontální šachtové komory s čelním vstupním koncem a čelním výstupním koncem. Prostřednictvím náporu lisovníku se netříděný odpadní materiál zhutní do vstupního konce pyrolyzní pece a v souladu s přerušovaně probíhající zavážkou se protlačuje přes celou délku pecní šachty. Vhodný teplotní gradient rozdělený po délce pecní šachty zajišťuje, že na výstupním konci vystupují zhutněné a odplyněné tuhé

- 10CZ 286390 B6 zbytkové látky odpadního materiálu ve formě tuhého pyrolyzního koksu a minerálních a kovových složek. Bezprostředně s výstupem těchto tuhých minerálních, kovových a organických složek zbytkových látek nastává dostatečný nápor kyslíku. Pevné zbytkové látky nezplyněné během tlakové pyrolýzy, která probíhá při teplotách přibližně kolem 700 °C, se do značné míry dodatečně spalují, případně okysličují, zeskelnatí nebo zplynují exotermickou oxidací v následně zařazeném reaktoru. Vzniká tekutá struska, která se může následně granulovat ve vodní lázni. Takový granulát však není bez vměstků a tedy nehomogenit, které mohou být minerální, kovové nebo dokonce organické povahy. V důsledku náhlého ochlazení tekuté strusky ve vodní lázni vykazuje takový meziprodukt velké množství trhlin, místních plošek a podobně, které obnažují také jedovaté nehomogenity, a proto nemohou zajistit alespoň dlouhodobě požadovanou eluátní stálost vysokoteplotních zbytkových látek.

Podle této varianty způsobu zpracování se tedy meziprodukt získaný v první tavné lázni při teplotách kolem 1300 °C převede za využití primární energie získané při odplynění, tj. z pyrolyzního plynu, na druhou vysokoteplotní taveninu, jejíž teplota je vyšší než 1350 °C, s výhodou 1700 °C nebo vyšší. Když se nyní tato vysokoteplotní tavenina ochladí, vznikne tuhá látka se zcela homogenní strukturou podobná keramice.

Pro tento způsob zpracování je podstatné, že druhá vysokoteplotní tavba se nezchlazuje bez dodatečných výrobních postupů, ale mnohem více se dále zpracovává při využití velké vnitřní tepelné energie, například na vláknitý nebo plošný meziprodukt, který je výhodně průmyslově využitelný. Vláknité produkty se mohou využít jako vhodné armování stavebních materiálů nebo pro izolační účely jako minerální vlna. Produkt získaný tímto způsobem zpracování může převzít úkoly, které se řešily v minulosti nejen azbestovými vlákny, ale také vysoce hodnotnými slinutými materiály, slitinami tvrdokovu a podobně.

Pro případ, že se z druhé vysokoteplotní taveniny získají struktury podobné skelnému vláknu s výhodou s nepravidelnými povrchovými plochami, je vhodné ponořit do taveniny odstředivý válec s vhodně strukturovanou povrchovou plochou tak, aby odstředěné prameny tekutiny měly zvlášť nepravidelně zúženou strukturu. Místo chlazeného odstředivého válce je možné použít dva mačkací válce nebo rotující talíř. Struktury vláken odcházející z těchto zařízení se mohou měnit obvodovou rychlostí válce a nastavenou viskozitou tavné lázně.

Produkt získaný výše popsanými způsoby vykazuje ve vztahu k eluátní stálosti následující znaky shrnuté v připojené tabulce I.

-11 CZ 286390 B6

Tabulka I

	Eluat h2o	Nároky TVA na inertní látky	Nároky TVA na zbytkové látky
24h	48h	střední hodnota
Hodnota pH	7,20	7,14	7,17	6-12	spi.	6-12	spi.
el.vodivost	8,0	7,0	7,5	bez		bez
juS / cm				nároků		nároků
amonium NH4-N	-0,05	-0,05	-0,05	0,5	spi.	5,0	spi.
mg/1 kyanid CN mg/1	-0,01	-0,01	-0,01	0,01	spi.	0,1	spi.
fluorid F mg/1	-0,1	-0,1	-0,1	1	spi.	10	spi.
dusitan N0_	min	min	min	0,1	spi.	1,0	spi.
mg/1	0,005	0,005	0,005
sirník S mg/1	-0,01	-0,01	-0,01	0.01	spi.	0,1	spi.
siřičitan SO, mg/1	-0,1	-0,1	-0,1	0,1	spi.	1,0	spi.
fosforečnan	-0,01	-0,01	-0,01	1	spi.	10	spi.
P°4 mg/1
chlorid Cl mg/1	-1	-1	-1	bez nár.		bez nár.
síran SO. mg/1	-1	-1	-1	bez nár.		bez nár.
DOC C	-1,0	-1,0	-1,0	20	spi.	50	spi.
mg/1 AOX+ Cl	-1	-1	-1	10	spi.	50	spi.

- 12CZ 286390 B6 pokračování tabulky I

	Eluat CO2	Nároky TVA na	Nároky TVA na zbytkové látky
inertní	látky
24h	48h	střední hodnota
hliník AI mg/1	0,09	0,07	0,08	1	spi.	10	spi.
arsen As mg/1	-0,01	-0,01	-0,01	0,01	spi.	0,1	spi.
barium Ba mg/1	-0,05	-0,05	-0,05	0,5	spi.	5,0	spi.
olovo Pb	min.	min.	min.	0,1	spi.	1,0	spi.
mg/1	0,005	0,005	0,005
kadnium	min.	min.	min.
mg/1	0,001	0,001	0,001	0,01	spi.	0,1	spi.
chrom Cr	min.	min.	min.
mg/1	0,005	0,005	0,005	++	spi.	++	spi.
železo Fe mg/1	0,09	0,03	0,060	bez nár.		bez nár
kobalt Oa mg/1	-0,01	-0,01	-0,01	0,05	spi.	0,5	spi.
měá Cu mg/1	0,03	0,05	0,04	0,2	spi.	0,5	spi.
nikl Ni mg/1	-0,01	-0,01	-0,01	0,2	spi.	2,0	spi.
rtu£ Hg	min.	min.	min.
mg/1	0,0005	O o o o	> 0,0005	0,005	spi.	0,01	spi.
zinek Zn mg/1	-0,05	0,05	-0,05	+	spi.	10	spi.
cín Sn mg/1	-0,1	-0,1	-0,1	0,2	spi.	2,0	spi.

+ Obsah AOX je součtový parametr pro organické sloučeniny halogenu. Toto měření obsahuje jak chlorovaná rozpouštědla jakož i lipofilní těžko těkavé organické sloučeniny chloru a organochlorpestic idy.

-Η-Chrom ΠΙ = 0,05/2 chrom VI = 0,01/0,1.

Negativní znaménko nebo min. znamená, že měřená hodnota leží pod analytickou hranicí dokazatelnosti.

Udávaná číselná hodnota je hranicí dokazatelnosti příslušné metody.

Hodnoty udávané v tabulce byly zjišťovány z odběru vzorků několika tavných těles shodných s produktem získaným způsobem zpracování podle vynálezu, přičemž byly použity zkušební destičky o hmotnosti 80 g. Podklad pro zkoumání tvořily nároky švýcarského TV A, to jest Technického nařízení pro odpady z prosince 1990. Produkty získané látkovou přeměnou pocházejí z vysokoteplotního procesu s teplotou nad 1700 °C. Stanovení se provádělo za použití atomspektroskopických metod.

Výsledky ukazují, že hliník a křemík tvoří hlavní podíly tuhých zbytkových látek. Všechny těžké kovy se vyskytují v tak malých koncentracích, že leží pod hranicí dokazatelnosti použitých způsobů měření, minimálně však hluboko pod požadovanými hodnotami eluátu ve vztahu ke

-13CZ 286390 B6 snášenlivosti životního prostředí. Souhrn požadavků na inertní látky vzhledem k nařízení TVA je splněn. Prakticky nebylo zjištěno žádné vyluhování. U produktů tohoto způsobu zpracování se proto jedná o zcela inertní materiál, který plně odpovídá nejmodemějším nárokům na životní prostředí i s ohledem na stopové obsahy možných toxických komponent.

Claims (27)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Zařízení na úpravu materiálu, přeměnu materiálu a dodatečné zpracování zneškodňovaného materiálu každého druhu s několika tepelnými reakčními zařízeními, vyznačující se tím, že alespoň u jednoho reakčního zařízení bez přívodu kyslíku a alespoň jednoho reakčního zařízení s přívodem kyslíku jsou všechny reakční prostory těchto tepelných zpracovacích stupňů bezkomorově pevně vzájemně spojené a že tato reakční zařízení jsou společně se zavážecí jednotkou pro libovolně smíchaný zneškodňovaný materiál uspořádané na jedné společné, přímo spojené dráze vytvořené v jednom směru tak, že pevný bod tepelného roztažení zařízení jako celku je daný předem reakčním prostorem tepelného reakčního zařízení s nejvyšší teplotou.
2. 2. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že reakční zařízení pro tepelné zpracování bez přívodu vzduchu je horizontálně uspořádaná, zevně vyhřívaná posouvací pec (6) obdélníkového průřezu, jehož poměr šířky k výšce je větší než 2, přičemž délka posouvací pece (6) je dána vztahem kde Fpece je plocha příčného průřezu posouvací pece (6).
3. 3. Zařízení podle nároku 2, vyznačující se tím, že posouvací pec (6) má alespoň na své zavážecí straně podpěrné kladky (4) pro zachycení bočních sil a umožnění podélného pohybu.
4. 4. Zařízení podle nároků laž3, vyznačující se tím, že zavážecí strana posouvací pece (6) je pevně spojená s výstupní stranou zavážecí jednotky ve formě zhutňovacího lisu (1) odpadu, jehož zhutňovací zařízení je v prvním kroku vertikální a následně ve druhém zdvihu horizontální, a že tento zhutňovací lis (1) odpadu vykazuje podpěrné kladky (4) pro umožnění podélných pohybů.
5. 5. Zařízení podle nároků laž4, vyznačující se tím, že mezi výstupní stranou zhutňovacího lisu (1) odpadu a zavážecím otvorem posouvací pece (6) je uspořádaná zasouvatelná a vysouvatelná protitlaková stěna pro zachycování protisil horizontálního zhutnění.
6. 6. Zařízení podle nároků laž5, vyznačující se tím, že horizontální zhutňovací zařízení zhutňovacího lisu (1) odpadu je vytvořené jako zasouvací plocha.
7. 7. Zařízení podle nároků laž6, vyznačující se tím, že výstupní strana posouvací pece (6) je pevně spojená se vstupní stranou vertikálně uspořádaného reakčního zařízení ve formě šachtové pece.

   - 14CZ 286390 B6
8. 8. Zařízení podle nároku 7, vyznačující se tím, že vertikální šachtová pec je pro vysokoteplotní zpracování reakčních produktů šachtové pece provedená asi ve výšce jejího vstupního otvoru dělitelná a vykazuje spodní vyměnitelnou část reaktorové nádoby.
9. 9. Zařízení podle nároku 8, vyznačující se tím, že pod reaktorovou nádobou pro vysokoteplotní zpracování je uspořádaná reaktorová nádoba pro tepelné dodatečné zpracování, která je s ní pevně spojená.
10. 10. Zařízení podle některého z nároku 8 nebo 9, vyznačující se tím, že spodní část reaktorové nádoby pro vysokoteplotní zpracování a reaktorová nádoba pro tepelné dodatečné zpracování jsou společně spustitelné a výsuvné pod úhlem přiblížení 90° ke směru základu.
11. 11. Zařízení podle nároků 7až9, vyznačující se tím, že reaktorová nádoba pro vysokoteplotní zpracování a reaktorová nádoba pro tepelné dodatečné zpracování vytavených kovových a minerálních podílů jsou vždy provozovatelné s přepadem.
12. 12. Zařízení podle nároků lažll, vyznačující se tím, že reaktorová nádoba pro vysokoteplotní zpracování je na své výstupní straně plynu pevně spojená s lychlochladicím zařízením plynu, které vykazuje vstřikovací zařízení vody, zejména studené vody s nízkou hodnotou pH, do horkého proudu plynu.
13. 13. Zařízení podle nároků lažl2, vyznačující se tím, že reaktorové nádobě stupně vysokoteplotního zpracování je přiřazená vodní uzávěra (19) omezující tlak.
14. 14. Zařízení podle nároků lažl2, vyznačující se tím, že za sebou jsou zařazená zařízení pro čištění plynu a zhodnocení plynu.
15. 15. Způsob zneškodňování a využití odpadních materiálů každého druhu, u kterého se netříděný, nezpracovaný průmyslový, domácí a/nebo speciální odpad obsahující libovolné škodliviny v pevné a/nebo kapalné formě, a také vraky průmyslového zboží převádějí do zařízení podle alespoň jednoho z nároků lažl 4, vyznačující se tím, že se zneškodňovaný materiál za unášení podílů kapalin, které jsou v něm, a také při zachování jeho struktury složení a spojení v zavážecí jednotce po šaržích stlačuje na kompaktní pakety, ty se provádějí ve směru stoupající teploty bez meziochlazení stupni tepelného zpracování s alespoň jedním nízkoteplotním stupněm, ve kterém je při zachování působení tlaku zajištěný tvarově a silově uzavřený styk se stěnami reakčních nádob, přičemž při tomto průchodu se z reakčního systému neodebírají žádné látky a získané reakční produkty se popřípadě po úplném ukončení úpravy látky, přeměně látky a dodatečném zpracování látky podrobí rychlému ochlazení.
16. 16. Způsob podle nároku 15, vyznačující se tím, že se alespoň nízkoteplotní stupeň, který se provádí při zachování působení tlaku tvarově a silově uzavřeným stykem se stěnami reaktorové nádoby, provozuje bez přívodu kyslíku a alespoň jeden vysokoteplotní stupeň se provozuje za přidávání kyslíku.
17. 17. Způsob podle nároku 15 nebo 16, vyznačující se tím, že se nízkoteplotní stupeň provozuje v teplotním rozsahu mezi 100 °C a 600 °C a že ve vysokoteplotním stupni se užívají teploty více než 1000 °C.
18. 18. Způsob podle nároků 15 až 17, vyznačující se tím, že se slepenec tuhých hmot vystaví před vstupem do vysokoteplotního reaktoru šoku sálavého tepla a tento slepenec se vnitřním tlakem zbytkového plynu rozdělí na tvarově stálé kousky.

    - 15CZ 286390 B6
19. 19. Způsob podle nároků 15ažl8, vyznačující se tím, že se z kousků tuhých hmot vytvoří uvnitř vysokoteplotního reaktoru plynopropustný násyp až do výše vstupního otvoru vytápěného kanálu a zachovává se, výška úrovně tohoto násypu se udržuje konstantní a organické podíly kousků tuhých hmot se bezprostředně po opuštění vytápěného kanálu alespoň ve vnějších oblastech bezprostředně a krátkodobě pyrolyticky rozkládají.
20. 20. Způsob podle nároků 15ažl9, vyznačující se tím, že podíly uhlíku v násypu se dávkovaným přidáváním kyslíku zplyňují na oxid uhličitý, takže se tento oxid uhličitý při pronikání násypem obsahujícím uhlík redukuje na oxid uhelnatý.
21. 21. Způsob podle nároků 15až20, vyznačující se tím, že vodní pára vznikající ze spolupřiváděných podílů kapaliny zneškodňovaných materiálů při tepelném zpracování ve vyhřívaném kanálu a vystupující z kanálu se zvýšeným tlakem se vede přes povrch násypu ve vysokoteplotním reaktoru a tepelně rozložené a zuhelnatělé okrajové oblasti kousků tuhé hmoty obsahujících uhlík.
22. 22. Způsob podle nároků 15 až 21, vyznačující se tím, že v uklidňovací zóně nad násypem horké minimálně 1000 °C se rozrušují všechny chlorované uhlovodíkové sloučeniny, jako dioxiny a fúrany, a krakují se uhlovodíkové sloučeniny s dlouhým řetězcem vznikající při tepelném rozkladu organických podílů a také kondenzáty, jako dehty a oleje.
23. 23. Způsob podle nároků 15až22, vyznačující se tím, že směs syntézního plynu zatížená škodlivinami a horká minimálně 1000 °C, která vzniká ve vysokoteplotním reaktoru, se bezprostředně po opuštění vysokoteplotního reaktoru podrobuje šokovému náporu vody až do ochlazení pod 100 °C a přitom se zbavuje prachu.
24. 24. Způsob podle nároků 15až 23, vyznačující se tím, že při teplotách nad 2000 °C se nataví kovové a minerální podíly vyskytující se při zplyňování uhlíku s kyslíkem a tekuté formy, které jsou pak k dispozici, se případně podrobí rozdělovacím způsobům a odvádějí se rozdělené na frakce.
25. 25. Způsob podle nároků 15až24, vyznačující se tím, že se převážně minerální vysokoteplotní tavenina zbývající po vysokoteplotním zplynování ponechává v oxidující atmosféře v tekuté fázi tak dlouho, až je k dispozici úplně vyčištěná a homogenní tavenina bez bublin.
26. 26. Způsob podle nároku 25, vyznačující se tím, že z homogenizované vysokoteplotní taveniny se za využití alespoň značné části její vnitřní energie vyrábějí způsobem zvlákňování, přetváření případně vytvarování a/nebo bobtnání vysoce hodnotné průmyslové výrobky.
27. 27. Způsob podle nároků 15 až 26, vyznačující se tím, že se syntézní plyn používá pro vyhřívání kanálu nízkoteplotního stupně i vysokoteplotního reaktoru a/nebo pro čištění taveniny a/nebo pro výrobu proudu např. pro pohon kyslíkového zařízení.