CZ287804B6

CZ287804B6 - Method of heat utilization of residual matters with low thermal stability in shape

Info

Publication number: CZ287804B6
Application number: CZ19941514A
Authority: CZ
Inventors: Reinhard Dipl-Metal Skoddow; Manfred Dipl-Ing Struedinger; Wolfgang Dipl-Chem Rabe; Manfred Dipl-Ing Duerlich
Original assignee: Schwarze Pumpe Energiewerke Ag
Priority date: 1993-06-21
Filing date: 1994-06-20
Publication date: 2001-02-14
Also published as: CZ151494A3; DE4320440A1; DE4320440C2

Description

Způsob tepelného zužitkování zbytkových látek s malou tepelnou tvarovou stabilitou

Oblast techniky

Cílem úlohy vynálezu je najít řešení, podle něhož by neupravené smíšené, znečištěné termoplasty, které samy o sobě nevykazují při zahřívání žádnou tvarovou stabilitu, použité při způsobu zplyňování v pevném loži, přesto zaručovaly dobrou průtočnost násypem ve zplyňovači s pevným ložem.

Dosavadní stav techniky

Plasty se zužitkovávají různě v domácnosti, v obchodě, řemeslech a v průmyslu. Zejména při použití jako obalový materiál se plasty dostávají jako použité, znečištěné obaly z plastů opět do odpadu. V odpadu jsou plasty buď ve směsi, nebo jsou tam znečištěné plasty. Třídění podle druhu se dá provést jen zřídka s malým nákladem. Velká část vyrobených plastů existuje jako materiál spojený s různými druhy plastů, papírem, textiliemi nebo kovy a není možné je jednoduše recyklovat.

Velká část plastových odpadů se dnes deponuje společně s domovním odpadem, nebo se spaluje v zařízení pro spalování dopadu. Konverze ve spalovacích zařízeních pro spalování odpadu vede na základě malé účinnosti těchto zařízení ke zvýšení emise oxidu uhličitého a dále se s vlekou pravděpodobností tvoří dioxin, takže prachy popřípadě odfiltrované látky, které odpadají, tvoří specifický odpad. Vzhledem k tomu, že plasty se dají biologicky jen těžko odbourat, stávají se v deponiích staiým odpadem. Při požárech deponií se uvolňují starým dopadem. Při požárech deponií se uvolňují nekontrolovatelně ve velkých množstvích škodliviny (například sloučeniny chloru, dioxiny). Konverze tvarovaných, slisovaných plastů je možná buď v zařízeních MVA, pyrolyzních zařízeních, nebo zplyňovacích zařízení. Přednosti a nedostatky těchto tří způsobů likvidace odpadů jsou dlouho známy. Optimální likvidace odpadů popřípadě zhodnocení se provádí při zplyňování s pevným ložem. Ktomu je ale zapotřebí, aby plastové výlisky byly tvarově stálé.

V DE 40 29 880 se navrhuje, aby se plasty nechaly odbouráním polymerů při zvýšené teplotě zkapalnit a pomocí trysky se nastříkaly do spalovacích prostorů zplyňovacích reaktorů. Tento způsob je ale použitelný pouze pro druhově stejné plastové dopady, které nejsou znečištěné a nejsou zpracovány se sdruženými materiály. Toto omezení brání velkoprovoznímu využití.

Při způsobu navrhovaném podle DE 40 29 879 se má spálit pouze část plastových odpadů s kyslíkem a druhá část se zplyňuje nebo zkapalňuje a potom se tryskou nastříká do proudu kouřového plynu spalovaného podílu. Tento způsob má proto nevýhodu spočívající v tom, že se musí provozovat více stupňů způsobu spolu s velice přesně definovanými parametry spalování, aby se získal využitelný syntézní plyn.

V dalších patentech, například DE 25 07 938, DE 31 11 324, DE 39 26 996, se popisují způsoby, které vyrábí za vynaložéní velkých nákladů nahrážková paliva s malou pevností a chybějící tepelnou tvarovou stabilitou. Tato nahrážková paliva se hodí nanejvýš pro zařízení pro spalování odpadu. Dále nejsou s ohledem na nová zákonná ustanovení jednotlivé látky již k dispozici pouze ve změněném složení, takže výroba paliva o složení podmíněném způsobem již není možná.

Bylo již rovněž známo, že se plastové odpady zhodnocují hydrogenací. U tohoto způsobu je nevýhodné, že pro hydrogenační způsob je nezbytná úprava, která je velmi náročná na energii, a je drahá. Vyrobená kapalná frakce uhlovodíků se musí pro další zhodnocení velice nákladně upravovat. Kromě toho ruší při procesu těžké kovy, které jsou obsaženy v plastech.

-1 CZ 287804 B6

Cílem vynálezu je, jak již bylo uvedeno výše, najít řešení, pomocí něhož by bylo možné použít neupravené smíšené, znečištěné termoplasty, které samy o sobě nemají při zahřívání žádnou tvarovou stabilitu, při způsobu zplyňování v pevném loži a přesto se zaručila dobrá průtočnost násypem ve zplyňovači s pevným ložem.

Podstata vynálezu

Podle vynálezu je tato úloha vyřešena tím, že se 10 až 90 % hmotn. těchto zbytkových látek 10 s malou tepelnou stabilitou homogenně promísí s 90 až 10 % hmotn. látek vytvářejících kostru, načež se tato směs vytvrdí lisováním na výlisky, které se přivádí ke zplyňování, přičemž tyto výlisky vytvoří v horní části násypu ve zplyňovači při teplotách nad 150 °C vnitřní opěrnou kostru stabilní až do teploty 400 °C.

Podle vynálezu se tedy vytvoří výlisky, přičemž tyto výlisky buď již mají vnitřní opěrnou kostru, která se vytvoří ze struktury použitých zbytkových a odpadních látek, nebo se složení volí tak, aby se opěrná kostra vytvořila při působení teploty vyšší než 150 °C.

Výlisky, které mají tyto vlastnosti, jsou vyrobeny ze < 90 % smíšených, znečištěných odpadů 20 termoplastů a > 10% přísad, jako například anorganických a/nebo organických zbytkových a odpadních látek, pastovité, práškovité, vláknité nebo kusovité konzistence, jako například koaguláty laků, prachy, sušené čeřící kaly, dřevo a usušené uhlí.

Prostředek vytvářející opěrnou kostruje organického původu, vláknité, kusovité a/nebo práškovi25 tá látka, například dřevo, uhlí, xylit, papír, kal po vyčeření nebo lakový kal.

Výroba tepelně stálých výlisků se provádí pomocí známých, ale pro speciální vsázkové suroviny upravených strojů popřípadě agregátů. Vybrané přísady mají tu vlastnost, že bez tepelného působení a/nebo při tepelném namáhání, například po vnesení do zplyňovače s pevným ložem 30 vytváří v jeho horní části, při teplotách nad 150 °C samostatně a/nebo v interakci s plasty vnitřní opěrnou kostru. Tato opěrná kostra odpovídá klečovému účinku, který působí při teplotách až do 400 °C tvarovou stabilitu samo o sobě tepelně nestabilních látek. Tvarová stabilita uvedených výlisků zaručuje rovnoměrnou průchodnost násypem v horní části zplyňovače s pevným ložem pomocí plynu, který se vytvoří v dolních teplejších oblastech.

³⁵

Úloze vynálezu odpovídá dále případ, když zplyňování popřípadě tepelné zhodnocení zbytkových látek s malou tepelnou tvarovou stabilitou se provádí tak, že se výlisky, používané podle vynálezu, zplyňují ve směsi s tepelně tvarově stabilními briketami, s výhodou na bázi uhlí nebo čeřícího kalu.

Hlavní přednost vynálezu spočívá v tom, že se látky s malou tepelnou tvarovou stabilitou, například termoplasty, které se až dosud nemohly používat při uvedených tepelných procesech nebo se mohly používat jen v malých podílech, se mohou přivést k bezpečnému zhodnocení.

Další přednost řešení spočívá v tom, že není nutné předběžné třídění a čištění plastových odpadů po zhodnocení a že znečištění, jako například papírem, hliníkem a organickými látkami, neruší úpravu a zhodnocení.

Další předností je, že zhodnocení složek/odpadů obsahujících škodliviny je bez rizika.

Další předností řešení spočívají v tom, že není nutné vůbec žádné nebo jen jednoduché předběžné rozmělnění, že není nutné dokonalé roztavení odpadů plastů a v důsledku toho je nezbytný jen malý náklad energie a že jemné rozmělnění, přenos tepla a vevázání jiných zbytkových látek a odpadních látek probíhá v jediném procesu. Současně je možné vevázat dávkovaná množství 55 několika zbytkových látek a odpadních látek v jednom výlisku, čímž se ve srovnání se zvláštním

I přidáváním jednotlivých látek do zplyňování s pevným ložem, spalování nebo pyrolýzy, zabrání odměšování v násypu a tím rušení procesů.

Pomocí navrženého způsobu se podaří například odpady plastů přeměnit procesem zplyňování pod tlakem s pevným ložem na užitkový plyn a na kapalné uhlovodíky. Organické nečistoty se váží do vznikající strusky tak, že se neeluují.

Pomocí dvou příkladů provedení se dále blíže popisuje způsob pomocí tlakového zplyňování s pevným ložem.

Příklady provedení vynálezu

Příklad 1

Znečištěné odpady plastů z Duslen systému Německo se po rozmělnění a termomechanické aglomeraci smísí s upraveným suchým uhlím a rozvlákněným papírem v poměru 40 % plastu, 55 % suchého uhlí a 5 % papíru a slisují se na běžné výlisky průtlačným lisováním. Takto vyrobené výlisky se bez přimíchání dalších vsázkových látek přivedou do tlakového zplyňovače s pevným ložem. Při průběhu teplotních stupňů zplyňovacího procesu se výlisek smršťuje a zůstává v důsledku opěrné kostry, vytvořené z přidaného podílu uhlí a celulózy tvarově stálý. Tím je zaručena průtočnost nezbytná pro proces.

Příklad 2

Termoplastické odpady se termomechanicky rozmělní a vznikající aglomeráty se rozmělní na velikost kusu 2 mm, smísí se s kalem po vyčeření v poměru 80:20 a vyrobí se brikety. Výlisky se přivedou spolu s hnědouhelnými briketami v poměru 1:1 ve směsi do reaktoru pro zplyňování pod tlakem. Vzhledem k tomu, že v tomto příkladu výše uvedené výlisky mají menší tepelnou tvarovou stabilitu, je přísada tepelně tvarově stabilních hnědouhelných briket pro zajištění průtažnosti násypu nezbytná.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob tepelného zužitkování zbytkových látek s malou tepelnou tvarovou stabilitou, například předem neupravených, smíšených, znečištěných odpadů termoplastů, které se zplyňují pod tlakem v pevném loži, vyznačující se tím, že se 10 až 90 % hmotn. těchto zbytkových látek s malou tepelnou tvarovou stabilitou homogenně promísí s 90 až 10 % hmotn. látek vytvářejících kostru, načež se tato směs vytvrdí lisováním na výlisky, které se přivádí ke zplyňování, přičemž tyto výlisky vytvoří v horní části násypu ve zplyňovači při teplotách nad 150 °C vnitřní opěrnou kostru stabilní až do teploty 400 °C.
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že látka vytvářející opěrnou kostru je organického původu, vláknitá, kusovitá a/nebo práškovitá látka, například dřevo, uhlí, xylit, papír, kal po vyčeření nebo lakový kal.