CZ291732B6 - Způsob zpracování městského tuhého odpadu, zejména pro výrobu kyseliny mléčné - Google Patents

Abstract

Je pops n zp sob zpracov n m stsk ho tuh ho odpadu, v n m se odstran pneumatiky, kusy elezn²ch a ne elezn²ch kov , plasty, sklo a guma z odpadu, m se z sk celul zov slo ka; tato se drt , zpracuje se z°ed nou kyselinou s rovou p°i teplot 40 a 100 .degree.C, a se v podstat rozpust zb²vaj c t k kovy, a z sk se rozpustn slo ka a nerozpustn slo ka a odstran se rozpustn slo ky. D le se suÜ nerozpustn slo ky, zpracuj se vysuÜen nerozpustn slo ky koncentrovanou kyselinou s rovou v hmotn. pom ru 1:1, m se z sk ste n hydrolyzovan sm s; tato se z°ed vodou p°i teplot 80 a 100 .degree.C; prom chaj se z°ed n sm si, p°i 100 .degree.C, m se z sk vyluhovan² materi l; odstran se tuh l tky z vyluhovan sm si, m se z sk filtr t, kter² se rozd l na roztok, obsahuj c kyselinu a roztok, obsahuj c cukr; zkoncentruje se roztok obsahuj c cukr, na obsah 1 a 20 % cukru; nastav se pH koncentrovan ho roztoku cukru, na hodnotu 4,5 a 7,5; fermentuje se roztok bakteriemi kyseliny ml n , m se z sk roztok, obsahuj c kyselinu ml nou a zpracuje se roztok na technickou kyselinu ml nou. D le se obsah t k²ch kov z celul zov slo ky m stsk ho tuh ho odpadu odstra uje po hydrol²ze kyselinou s rovou pomoc iontom ni .\

Description

Oblast techniky

Tento vynález se týká způsobu zpracování městského tuhého odpadu, zejména pro výrobu kyseliny mléčné pomocí zařízení pro automatické zpracování městského tuhého odpadu (MTO) z venkovních skládek nebo získaného od městské správy, odpadních kalů, vyřazených pneumatik, za účelem jejich likvidace a regenerace na použitelné materiály a pro výrobu technické kyseliny mléčné (obchodní jakosti).

Dosavadní stav techniky

Všeobecně se tuhé odpadní materiály a odpadní kaly ukládají na skládky a/nebo spalují. Omezení obojího, jak venkovních skládek, tak i spalování s ohledem na ochranu životního prostředí, vyžaduje vypracovat jiné řešení zacházení s tuhými odpady. Veřejný nesouhlas, týkající se emisí ze spalování, zadržel plány výstavby mnohých nových spalovacích zařízení. Vláda, jako reakci na problémy spojené s venkovními skládkami, dala příkaz, aby se k zachování přírodních zdrojů uplatnila recyklace a zastavil se příval tuhých odpadů do venkovních skladek.

Byly vyvinuty mnohé technologie k obnovení recyklovatelných materiálů z tuhých odpadů, k výrobě paliva a k výrobě technicky užitečných materiálů. Například:

US 5 198 074 popisuje postup výroby etanolu z bambusu rozsekáním, rozcupováním a praním bambusu, vylisováním, aby se odstranila voda. Vláknina se pak předhydrolyzuje párou na rozpustné cukry a vykvasí na etanol.

US 5 184 780 popisuje systém zpracování tuhého odpadu, mající jednu nebo více zpracovatelských linek pro postup obnovy recyklovatelných materiálů, jako vlnitého papíru, železných kovů, výrobků z plastu, papíru a skla.

US 5135 861 popisuje výrobu etanolu z biomasy, která se hydrolyzuje za použití oxidu uhličitého, vznikajícího při kvasné reakci nebo přirozeně se vyskytujících organických kyselin z citrusových odpadů, jako katalyzátoru.

US 5 104 419 popisuje způsob výroby metanolu z tuhých odpadů, například městských tuhých odpadů, částečnou oxidací a spalováním tuhého odpadového materiálu, vedením plynných spalin, kyslíku a oxidu uhličitého přes tuhý odpadový materiál, oddělením méně těkavých složek plynu od těkavějších složek a reakcí těkavějších složek s oxidem uhličitým na metanol.

US 5060 871 popisuje způsob separace částic kovových slitiny využitím rozdílu v rozměrech částic, hustotě a/nebo v elektrické vodivosti.

US 5 036 005 popisuje způsob výroby etanolu palivové jakosti kontinuálním kvašením z cukru, kde se etanol odděluje v koloně pro extrakci rozpouštědlem, obsahující rozpouštědlo, nejedovaté pro kvasné mikroorganizmy.

US 5 009 672 popisuje postup pro recyklaci a regeneraci komponent městského tuhého odpadu kompresí za vysokého tlaku a proséváním jako při krocích u magnetické separace. Regenerované hnilobné organické komponenty se pak podrobí procesu anaerobního kvašení, při němž se získá bioplyn, který může být přímo využit pro výrobu elektrické energie.

CZ 291732 Β6

US 4 974 781 popisuje způsob separace papíru a plastů, při němž se materiály podrobí vlhkosti a teplu, aby se papír rozmělnil na kaši. Rozmělněné materiály se pak oddělí od nerozmělnitelných materiálů a potom se recyklují, spálí nebo použijí jako surovina v chemickém procesu.

US 4 952 503 popisuje postup kontinuální výroby etanolu při využití kroku centrifugální separace k odstranění kvasinek.

US 4 874 134 popisuje proces zpracování tuhého odpadu k regeneraci recyklovatelných materiálů, jako vlnitého papíru, železných kovů, neželezných kovů, výrobků z plastů, papíru a skleněných nádob, právě tak jako biologicky odbouratelných odpadních materiálů, které se mohou zpracovávat pro získání kompostu. Objemné hodnotné, nezpracovatelné materiály a materiály způsobilé k výkupu se regenerují jako první, první frakce železných kovů je pak separována magneticky, odpadový materiál se pak rozdrtí, druhá frakce železných kovů se pak magneticky separuje a papírová frakce se pak separuje pneumaticky, aby se získala biologicky odbouratelná frakce, která se může kompostovat.

US 4 692 167 popisuje aparaturu pro výrobu pevného granulovaného paliva z tuhého odpadu rozdrcením, magnetickou separací železných kovů, proséváním, sušením, gravitační separací, cyklónovou separací, proséváním a granulací lisováním.

US 4 650 689 popisuje proces pro preparaci etanolu z celulózových materiálů podrobením celulózových materiálů plynům vysoce koncentrovaných minerálních kyselin jako HCI pod tlakem a zpracování horkou vodou k získání zápary, obsahující cukry, které mohou být zkvašeny.

US 4 612 286 popisuje způsob pro kyselou hydrolýzu biomasy, obsahující kvasitelné materiály, zpracováním strukturální protiproudou difúzí. Kyselina je výhodně kyselina sírová v koncentraci okolo 2 až 10 % obj.

US 4 553 977 popisuje způsob pro separaci komponent tuhých odpadů s prvním třídicím bubnem, který odstraní hliníkové plechovky, takže vznikne organicky bohatá frakce, ze které mohou být separovány recyklovatelné vláknité produkty. Ocel může být odstraněna magnetickou separací. Organické látky se izolují pro použití jako palivo, s vystíráním nebo bez něho, k regeneraci papírové kaše.

US 4 541 530 popisuje způsob pro separaci kovových částic od nekovových částic zpracovávaného tuhého odpadu homogenizací a magnetickým zpracováním složek odpadu k získání kovového koncentrátu, například hliníkového koncentrátu.

US 4384 897 popisuje způsob pro zpracování biomasy zpracováním dvoustupňovou hydrolýzou, přičemž v prvním stupni se depolymerizují snadněji hydrolyzovatelné polysacharidy a ve druhém stupni se depolymerizují obtížněji hydrolyzovatelné polysacharidy. Materiál biomasy může být podroben senzibilačnímu působení mezi prvním a druhým stupněm hydrolýzy, stykem s molekulárním kyslíkem. Kyseliny se neutralizují zásadou jako je uhličitan vápenatý nebo hydroxid,.aby se získal roztok, vhodný ke kvašení k získání etanolu.

US 4 341 353 popisuje způsob separace částic s větší elektrickou vodivostí od částic s nižší elektrickou vodivostí v separátoru na bázi vířivých elektrických proudů.

US 4 063 903 popisuje přístroj pro použití tuhých odpadů při regeneraci anorganických složek a konverzi organických složek na palivo nebo přídavek k palivu. Rozdrcený materiál se zpracovává kyselinou, ohřívá se, suší a mele, aby se získal jemně mletý palivový produkt.

Kyselina mléčná, která se přirozeně vyskytuje v mnoha potravinách, je užívána jako konzervační prostředek k potlačení mikrobiální nákazy ve zpracovávaných masech, mořských potravinách, majonéze a salátových majonézách, jako surový materiál k výrobě emulgátorů, jako mléčnany

-2CZ 291732 B6 mastné kyseliny, jako estery mono- a diglyceridů, používané v pekařských výrobcích, náplních a polevách, a ke zlepšení chuti v nealkoholických nápojích, margarínu, džemech, želé, bonbónech, vínu a pivu. Farmaceutické aplikace zahrnují intravenózní adialyzační roztoky.

V USA se spotřebuje ročně okolo 40 milionů liber kyseliny mléčné, z větší části dovážené.

V současnosti byla věnována výrobě kyseliny mléčné pozornost pro rozvoj plastů z polymléčné kyseliny (PMK), které jsou 100% odbouratelné a byly schváleny u FDA (Úřad pro potraviny a léčiva (US. Departement of Energy, Innovations for Tomorrow, National Renawable Energy Laboratory, Golden CO (1992), str. 1-2.) PMK- plasty mohou soutěžit svými charakteristikami s mnohými, nyní používanými termoplasty v balení konzumního zboží a mohou být základem pro polymery, příznivé pro životní a rodinné prostředí (Lipinsky, E. S. et al., Chem Engin. Progresses 8:26 (1986).

Větší bakterie, produkující kyselinu mléčnou, zahrnují tyto rody: Streptococcus, Pediococcus, Leukonostoc a Lactobacillus (Murray, R. G. E., Bergey's Manual of Determinative Bacteriology, Vol. 2, Sneath, P. H. A., ed., Wiliams and Wilkins, Baltimore, MD (1986), p. 1209). Nadto, více kyseliny mléčné produkující Lactobacillus zahrnuje druhy Lactobacillus arabinosus, Lactobacillus pentosus, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus xylosus, Lactobacillus delbrueckii, Lactobacillus bulgaricus, Lactobacillus casei a Lactobacillus leichmannii (McCaskey, T. A. et al., Apple Biochem. Biotech. 45-46:555 (1994)).

Podstata vynálezu

Cílem tohoto vynálezu je dát k dispozici kontinuální, automatický a efektivní způsob zpracování městského odpadu a odpadních kalů, výhodně ve tvaru kalových koláčů k regeneraci všech recyklovatelných materiálů a zejména pro výrobu technické (obchodně upotřebitelné) kyseliny mléčné.

Dále je cílem tohoto vynálezu dát k dispozici způsob kultivace půdy po existujících venkovních skládkách, přičemž se má pro budoucnost zabránit poškození životního prostředí starými venkovními skládkami.

Dalším předmětem tohoto vynálezu je také dát k dispozici výrobní zařízení, které skutečně nebude mít nepříznivý účinek na životní prostředí.

Způsob zpracování městského tuhého odpadu, zejména pro výrobu kyseliny mléčné, spočívá v tom, že zahrnuje tyto kroky:

(a) získá se městský tuhý odpad, (b) odstraní se pneumatiky, kusy železných a neželezných kovů, plasty, sklo a guma z odpadu, čímž se získá celulózová složka;

(c) drtí se celulózová složka, získaná v kroku (b);

(d) zpracuje se rozdrcená celulózová složka zředěnou kyselinou sírovou při teplotě 40 až 100 °C, až se v podstatě rozpustí zbývající těžké kovy, a získá se rozpustná složka a nerozpustná složka;

(e) odstraní se rozpustné složky, získané v kroku (d) z nerozpustné složky;

(f) suší se nerozpustné složky, získané v kroku (e);

-3CZ 291732 B6 (g) zpracují se vysušené nerozpustné složky, získané v kroku (f) koncentrovanou kyselinou sírovou v hmotn. poměru 1:1 k nerozpustné složce, čímž se získá částečně hydrolyzovaná směs;

(h) zředí se částečně hydrolyzovaná směs získaná v kroku (g) vodou při teplotě 80 až 100 °C;

(i) promíchají se zředěná směs získaná v kroku (h), při 100 °C, čím se získá vyluhovaný materiál (j) odstraní se tuhé látky z vyluhované směsi, získané v kroku (i), čím se získá filtrát;

(k) rozdělí se filtrát na roztok, obsahující kyselinu a roztok, obsahující cukr;

(l) zkoncentruje se roztok obsahující cukr na obsah 1 až 20 % cukru;

(m) nastaví se pH koncentrovaného roztoku cukru, získaného v kroku (1) na hodnotu 4,5 až 7,5;

(n) fermentuje se roztok, získaný v kroku (m) bakteriemi kyseliny mléčné, čímž se získá roztok, obsahující kyselinu mléčnou a (o) zpracuje se roztok, získaný v kroku (n), na technickou kyselinu mléčnou.

Vynález se dále týká způsobu výroby kyseliny mléčné a odstranění v podstatě všech těžkých kovů a chloridů z celulózové složky z městského tuhého odpadu (MTO) a/nebo odpadních kalů, zahrnujících (a) dezintegraci celulózové složky z městského tuhého odpadu;

(b) zpracování uvedené složky získané v kroku (a), a/nebo odpadních kalů, koncentrovanou kyselinou sírovou (okolo 70 %) v poměru okolo 1:1 k tuhé složce při od asi 30 °C do 80 °C k získání částečně hydrolyzovaná směsi;

(c) zředění částečně hydrolyzovaná směsi, získané v kroku (b), vodou o teplotě asi 80 °C až 100 °C, čímž se získá suspenze, např. s poměrem kapalné k pevné fázi okolo 5:1 a koncentrací kyseliny sírové okolo 12 %;

(d) míchání zředěné směsi, získané v kroku (c), asi 1 až 4 hodiny při asi 80 °C až 100 °C, čímž se získá vyluhovaný materiál;

(e) odstranění nerozpustné složky, obsahující v podstatě všechny z těžkých kovů z rozpustné složky, získané v kroku (d); a (f) zpracování rozpustné složky na technicky přijatelnou formu kyseliny mléčné.

Shora zmíněné integrované procesy umožňují překvapivě vysoce efektivní a nákladově příznivou výrobu kyseliny mléčné z odpadních kalů a/nebo městského tuhého odpadu.

Přehled obrázků na výkrese

Způsob regenerace odpadů, zahrnující výhody vynálezu, je popsán na připojeném schematickém výkresu, který vyjadřuje část tohoto návrhu, kde na obr. 1 je podán v detailech diagram technologického toku celého procesu zpracování městského tuhého odpadového materiálu a/nebo odpadních kalů:

-4CZ 291732 B6

Vztahová značka

Součást

1A/1B 2 3 4 5A 5B 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29A/29B 30 31 32 A B C

zásobní silo surové vsázky měrná nádoba předprovozní komora zásobní nádoba na zředěnou kyselinu sírovou první šroubový lis druhý šroubový lis sušička zásobní nádoba vsázky neutralizační nádoba zředěné kyseliny sírové zásobní nádoba na vápno pásový lis na sádru zásobní nádoba neutralizované vody systém hydrolýzy varná nádoba zásobní nádoba č. 1 filtrační lis zásobní nádoba regenerované kyseliny regenerační systém kyseliny odparka zásobní nádoba č. 2 reverzní osmotický filtr čpavkový a pH vyrovnávací systém injekční systém bakterií kyseliny mléčné zásobní nádoba č. 3 kvasná nádoba filtr bakterií kyseliny mléčné a zásobní nádoba aparatura pro výrobu kyseliny mléčné chladicí had zásobní nádoba kyseliny mléčné zásobní nádoba vody zásobní nádoba koncentrované kyseliny sírové nádoba pro retenci odpadní vody (podle volby) ohřívač vody zásobní nádoba ligninu ohřívací nádoba strojně zpracovávané suroviny (vsázky) kotel

Příklady provedení vynálezu

V praktickém uplatnění vynálezu, může být strojně zpracovávanou surovinou (dále jen „vsázka“) městský tuhý odpad, včetně odpadů získaných přímo od městské správy nebo městský tuhý odpad, který byl předtím uložen na venkovních skládkách k pozdější regeneraci. Kromě toho k městskému tuhému odpadu jako surovině pro strojní zpracování, mohou být počítány také 10 odpadní kaly, výhodně ve tvaru kalových koláčů, které také obsahují podstatná množství celulózového materiálu (okolo 35 % hmotn.). Tuhý odpadní materiál se přijímá do výroby přes plně automatizovanou přijímací stanici. Odpadní materiál se potom sype do přepravníku pro sypké hmoty. Některé recyklovatelné materiály, přítomné jako hodnotné sypké kousky, železné kovy, neželezné kovy, jako hliník, sklo, plasty, a kaučuk se regenerují. Způsoby regenerace 15 takových kousků jsou dobře známy a popsány, například v US patentech č. 5 184 780,

104 419, 5 060 871, 5 009 672, 4 974 781, 4 874 134, 4 692 167, 4 553 977, 4 541 530,

341 353, 4 069 145 a 4 063 903, obsahy každého z nich jsou zde úplně včleněny do odkazů.

-5CZ 291732 B6

Materiály z upotřebených pneumatik se výhodně oddělují do separátního velkoobjemového dopravníku, který vede do systému pro zpracování použitých pneumatik a regeneraci kaučuku, kde se odpadní pneumatiky drtí a guma, ocel a vlákno se odstraňují. K odstranění nadměrně velkých kusů železného materiálu z dopravníku pro tuhý odpad se používá dálkově řízeného jeřábu. Tyto materiály nadměrných rozměrů se pak zpracují drtičem, který zmenší materiál do zpracovatelných rozměrů. Materiál se pak přepraví do recyklovacího zásobníku k slisování do skladovacích balíků.

Odpadový materiál, zbývající po odstranění nadměrného materiálu se potom třídí za použití bubnového síta nebo jiného třídicího mechanizmu, který roztřídí každý balík a poskytne dva oddělené technologické toky. Při vhodném roztřídění bude jeden tok obsahovat organické odpady, složené v základě z celulózového materiálu, zatím co druhý bude obsahovat kovové produkty zřetelných rozměrů, plasty, sklo a kaučuk.

Odpadový materiál se zpracovává několika magnetickými separacemi, aby se odstranily železné kovy. Odpad pak prochází separátorem na bázi vířivých proudů, aby se odstranily neželezné kovy. Železné a neželezné kovy se obojí dopraví do zásobníku ke slisování do skladovacích balíků. Organický odpad se potom drtí a zpracuje v systému pro výrobu kyseliny mléčné, který přijímá odpadový materiál a zpracovává jej, aby se získala ky selina mléčná k technickým účelům. Když se využívá odpadních kalů, je výhodné předem kal vysušit, aby se získal kalový koláč. Způsoby odvodnění odpadního kalu pro získání kalových koláčů jsou již známy. Například vlhkost obsažená v odpadním kalu se může snížit vakuovými filtry na 70 až 75 %, aby se získal kalový koláč. Protože kalové koláče nebudou normálně obsahovat podstatná množství recyklovatelných materiálů (hliník, sklo, plasty atd.), mohou se přímo podrobit působení koncentrované kyseliny sírové a zpracovávat v systému výroby kyseliny mléčné. Jakkoli je další sušení kalového koláče nezbytné, může se ho dosáhnout mžikovým nebo rozprašovacím sušením, kde částice kalového koláče se suší v podobě suspenze v proudu horkých plynů, aby došlo ke skoro okamžitému odstranění přebytku vlhkosti. Může se také využít rotačních sušáren a nepřímých topných systémů. Tyto sušicí technologie ty picky zahrnují kolový' mlýn, rotační sušicí pec, sušicí cyklón a tkaninový skrubr. Shora zmíněné techniky sušení jsou popsány v Sludge Digestion and Disposal, Public Works 125: D 47- D 58 (1994), jejichž obsah je zde zahrnut do odkazů.

Část vedlejších produktů z procesu výroby kyseliny mléčné se může zpeněžit a/nebo využít ke spoluvýrobě elektřiny na pomoc provozu zařízení. Například nerozpustný materiál, získaný po hydrolýze celulózové složky z městských tuhých odpadů a/nebo odpadních kalů je v základě složen z ligninu, přírodních aromatických organických poly merů, obsažených ve všech cévnatých rostlinách. Překvapivě bylo zjištěno, že při použití ligninu jako paliva pro kotel může být celý náklad na energii pro činnost provozního zařízení, jak je zde popsáno, znatelně snížen. Nadto, při překvapivě vysokém výtěžku tepla - okolo 9304x10³ J/kg až 31 052x10^J J/kg (4000 až 13 350 BTU/lb), může být výtěžek tepla ze získaného ligninu zvýšen jeho kombinací s čistým spalováním nechlorované plastové složky z městského tuhého odpadu. Technologie, způsobilá k separování nechlorovaných plastů od chlorovaných plastů (např. PVC), známá jako vinylový cyklus, je technicky dosažitelná zNational Recovery, Nashville, Technologies, Tennesee. Technologie vinylového cyklu (Vinyl Cycle™) je popsána v US patentu č. 5 260 576, jehož podrobný obsah je zde připojen k odkazům. Tento materiál, složený z ligninu a plastu, může být také spalován jako kotlové palivo, tím může být dále snížen náklad na energii popsaného procesu výroby kyseliny mléčné.

Některé anorganické materiály, odstraněné shora zmíněným prosévacím procesem, mohou být peletizovány a technicky využívány jako aditiva pro stavební materiály.

-6CZ 291732 B6

Tento způsob podle vynalezu je úplně automatizován a vyžaduje pouze běžnou současnou rutinu na konci každého procesního kroku. Zcela automatizovaná třídicí technika vylučuje nutnost nehygienického ručního třídění.

Tento vynález umožňuje kompletní bezvykládkové vybavení. Všechny budovy mohou být zcela uzavřeny. Všechny nečistoty ovzduší a vodotečí mohou být zachyceny a souhrnně zpracovány. Všechny materiály, vstupující do zařízení, mohou být zpracovány a převedeny na technicky zpracovatelné materiály.

Tyto a jiné aplikace a výhody se objasní v následujících popisech a konstrukčních specifikacích.

Tabulka 1 specifikuje složení suchého městského tuhého odpadu, jak bylo stanoveno Agenturou pro ochranu životního prostředí.

Tabulka 1

Složení městského tuhého odpadu

Organické materiály	74,0%
Železné kovy	7,5 %
Neželezné kovy	1,5%
Sklo	10,0%
Plasty	5,0%
Anorganické materiály	2,0%

Předmět vynálezu je konstruován k přijímání tuhého odpadu, jak je detailně vyjádřeno v tab. 1, městského tuhého odpadu, který je vytěžen z venkovních skládek a odpadních kalů, přednostně ve formě kalových koláčů. Poslední dva typy přiváděných zásob budou mít rozdílné složení, než jak je uvedeno v tab. 1, jakkoli se nebude využívat v tomto popsaném vynálezu. Rychlost, jakou může být tuhý odpad zpracován tímto systémem, je značně závislá na velikosti obce, které tento vynález bude sloužit. Systém může zpracovat od 25 tun za hodinu do 125 tun nebo více za hodinu. Zařízení může být podle toho dimenzováno.

Materiály, které nejsou zpracovatelné, jsou nebezpečné odpady, výbušniny a infekční odpady. Systém je způsobilý zpracovat chladničky, pračky, sušičky, sporáky, automobilový kovový šrot, rozměrné materiály, malý průmyslový odpad a standardní městský tuhý odpad. Systém je určen k regeneraci plastů, skla, kaučuku, železných kovů a neželezných kovů z tuhého odpadu.

Nákladní automobily vyloží odpad na dopravník pro volně ložený náklad, jaký se může získat od E & H Systems, který jej přepraví až k první budově drtímy. Dálkově ovládaným magnetickým jeřábem se pak odstraní velké kovové předměty. Toto odstranění předmětů se zařadí do automatické předběžné dezintegrace pro zmenšení rozměrů. Když je zmenšení rozměrů dokončeno, odpad se převede zpět do systému, do zásobní komory pro paketovací standardní lis.

Bubnový třídič je běžně k dodání, např. od firmy MacLanahan Corporation, použije se pak k automatickému otevření pytlů, odstranění malých nečistot a rozdrcení případných skleněných materiálů.

Materiál v proudu kyseliny mléčné je dopravován přes řadu pěti magnetických separátorů, které odstraní v podstatě všechny železné kovy. Jinak řečeno, proud odpadu, který v základě obsahuje kovové a celulózové složky, je z bubnu dopravován do řady odkloněných dopravníků, z nichž každý je vybaven magnetickým separačním zařízením, jako bubnem nebo pásem, jak je dobře známo z dosavadního stavu techniky. Výstupní konec z každého dopravníku je podepřen ve výšce nad vstupem každého následujícího dopravníku. Jak materiál míjí magnetický třídič, je vystaven gravitačnímu působení z jednoho dopravníku k příštímu při zvýšení magnetické regenerace odstraňováním zbývajících železných kovů následujícím magnetickým separátorem. Konstrukce dopravníku je vhodná pro plně automatizované vyjímání železných kovů do centrálního prostoru. Tato konstrukce dopravníku také dovoluje zajistit před mícháním materiálů 98% regeneraci všech železných kovů. Vyjmuté železné kovy padají dolů svislým skluzným žlabem a jsou dopravovány ven ze zařízení do zásobní komory pro recyklaci.

Zbývající materiál se potom dopravuje do separátoru na bázi vířivých proudů, jako je Eriez Ferrous Metal Separator. Separátor na bázi vířivých proudů je používán pro automatické odstraňování neželezných kovových materiálů včetně baterií.

Separátor na bázi vířivých proudů je umístěn za magnetickými separátory, aby zajistil, že železné kovy nebudou škodit zařízení separátoru na bázi vířivých proudů. Přítomnost jakýchkoli železných kovů v nebo na separátoru na bázi vířivých proudů bude mít za následek vážné a nákladné škody na separátoru na bázi vířivých proudů. Zbývající odpadní materiály se dopravují do kladivového drtiče, který sníží rozměry materiálu asi o 3 až o 4. Zmenšení rozměru materiálu napomáhá procesu výroby kyseliny mléčné.

Kladivový drtič bude opatřen protivýbušným krytem k vyloučení potenciálních výbuchů prachu.

Materiálový proud se může rozdělovat do dvou odlišných cest, do procesu výroby kyseliny mléčné a do cesty výroby humusu. Rozdělení odpadu mezi ony dva systémy závisí od přesného objemu odpadu, přicházejícího do zařízení.

Jak bylo předtím diskutováno, zásoba vsázky záležející v odpadních kalech nebo kalových koláčích bude normálně schopna přes bajpas, překlenující oba popsané dělicí procesy, přímého zpracování koncentrovanou kyselinou sírovou pro zpracování v systému výroby kyseliny mléčné.

Proces, užitý v tomto vynálezu je srozumitelně načrtnut níže s odkazem na obr. 1.

Přehledné schéma postupu

Úroveň těžkých kovů, nalezených v celulózové složce odpadních kalů (a v koláčích z nich), nebo v městských tuhých odpadech, může velmi významně záviset na zdroji odpadů. Například hydrolyzát, vzniklý z celulózové složky nějakého vzorku MTO získaný od města nebo vysoce industrializovaných oblastí, se ukázal jako kontaminovaný těžkými kovy do té míry, že proces kvašení kyseliny mléčné by byl inhibován, nebo následně vyrobená kyselina mléčná by byla kontaminována. Proto tyto typy vzorků MTO mohou být zpracovávány tak, že se před hydrolýzou sníží obsah těžkých kovů, aby se zabránilo kontaminaci kvasné tekutiny. Na druhé straně se objevilo, že odstranění těžkých kovů z méně kontaminovaných vzorků může být dokončeno cestou efektivního postupu výměny iontů po hydrolýze celulózové zásobní-vsázky.

V další diskusi jsou popsány dva postupy, které mohou být uplatněny ke snížení obsahu těžkých kovů, obsažených v celulózové složce zásobní vsázky. Jeden, který snižuje obsah těžkých kovů před hydrolýzou, druhý po hydrolýze. Kterého postupu se využije, se může určit na základě úrovně kontaminace těžkými kovy, nalezené v zásobní vsázce.

A. Postup automatického zpracování MTO

Stadium 1: Předběžné zpracování (Vztahové značky 1A/1B až 11)

-8CZ 291732 B6

Účel:

Účel předběžného zpracování v procesu je oddělit těžké kovy, které mohou kontaminovat vyráběnou kyselinu mléčnou, nebo inhibovat kvašení hydrolyzované celulózové složky z MTO a/nebo odpadních kalů, při míchání přicházející rozdrcené celulózové složky se zředěnou kyselinou sírovou. Pevné hmoty se pak slisují a kapaliny se zpracují vápnem za tvorby vedlejšího produktu - sádry. Sádra se potom odstraní a zbývající pevné látky se připraví v systému hydrolýzy k rozrušení na cukry.

Vzorek zpracovaný tímto postupem, který v podstatě nemá stopové kovy, je ten, u kterého byly tyto kovy sníženy alespoň o asi 70 %.

Popis:

Sila 1A a IB pro surovou vsázku získávají vsázku s asi 85 % až 90% čistých .organických materiálů v předdrceném stavu o rozměrech částic 5,08 cm (1,59 cm x 5,08 cm). Každé silo obsahuje zásobu přibližně 25 tun materiálu, zhruba ekvivalent 2 1/2 denních dávek vsázky. Materiály s nedetekovatelným obsahem těžkých kovů nexyžadují předběžné zpracování, tak se ukládají odděleně do sila IB.

Materiál se dopravuje ze sila 1A hromadným dopravníkem do měřícího sila 2. Měřicí silo předává nezpracovanou vsázku do komory 3 pro předběžné zpracování, zatím co zředěná kyselina sírová (okolo 1 až 10 % hmotn.) se mísí se vsázkou při asi 40 až 100 °C. To umožňuje rozpuštění těžkých kovů a chloridů (chloridů kovů a možných organických chloridů) ze vsázky. Materiál se pak dopravuje šnekovým dopravníkem 5A do šroubového lisu 5B. umožňujícího odstranit asi 60 % až 80 % obsahu kapaliny, přičemž se odstraní rozpustná složka z nerozpustné složky. K odstranění všech stop kyseliny se vyžaduje druhé propírání. Tuhé materiály ze šroubového lisu se pak přesunou do pásové sušárny 6 s rychlostí posuvu přibližně 3,25 tun za hodinu. Pásová sušárna dále sníží obsah vlhkosti zásobní vsázky na asi 5 až 10 %. Vysušená nerozpustná složka, mající lehkou, chmýřitou konzistenci, se dopraví pneumaticky do skladovacího sila 7 vsázky. Kapaliny ze šroubového lisu se čerpají zpět do zásobní nádoby 4 zředěné kyseliny sírové pro opětné použití. Kromě toho, zředěná kyselina z regeneračního systému 17 kyseliny se čerpá do zásobní nádoby kyseliny sírové. Těžké kovy a sediment ze zásobní nádoby se vyprázdní do neutralizačního tanku 8. Kapalina v neutralizačním tanku se mísí s vápnem a čerpá do pásového lisu 10, kde se odstraňuje sádra. Zbývající neutralizovaná kapalina, složená z H₂O a částic, se pak žene přes částicový filtr a vrací do zásobní nádoby 11 vody pro opětovné použití v systému. Jak je níže uvedeno, alternativní proces iontové výměny k podstatnému odstranění těžkých kovů zahrnuje provedení hydrolyzačního kroku, načrtnutého níže a regeneraci ligninu, nerozpustného ve vodě. Bylo zjištěno, že v podstatě všechny z těžkých kovů jsou vázány na lignin.

Stadium 2: Hydrolýza (Vztahové značky 12 až 16 , A, B, C)

Účel:

Účelem hydrolyzačního procesu je rozrušit molekulární strukturu vsázky na cukry smísením materiálu s koncentrovanou (asi od 65 do 93 %, výhodně okolo 70 %) kyselinou sírovou. Vodný roztok kyseliny s cukrem se vaří po určitou dobu, za kterou se rozpustné látky odstraní. Roztok se převede za účelem separace do systému regenerace kyseliny.

-9CZ 291732 B6

Popis:

Předběžně zpracovaná vsázka se měří od skladovacího sila 7 nebo 1B k systému 12 hydrolýzy, kam je automaticky přiváděna asi 70% kyselina sírová v poměru asi 1 : 1.

Není-li jinak avizováno, všechny poměry a procentní obsahy zde uvedené jsou založeny na poměru hmotnost ke hmotnosti. Kde je uvedeno, že poměr je asi 1:1, zahrnují se složení, obsahující směsi od 60 :40 do 40:60. Výhodně je poměr koncentrované kyseliny sírové k předběžně zpracované vsázce okolo 45 : 55 do 55 : 45 hmotn.

Materiál se míchá od asi 2 do 15 minut, výhodně okolo 10 minut a převede se do varné nádoby 13 zároveň s vodou, jejíž teplota se zvýší asi na 88 °C. Tento roztok má složení v poměru asi 2: 1 (okolo 2 dílů vody k asi 1 dílu hydrolyzovaného materiálu podle hmotnosti). Na tento materiál se působí pomalu, po krátkou dobu se udržuje na teplotě okolo 96 °C asi 1 až 4 hodiny. Za těchto podmínek se celulóza a hemicelulóza konvertují na glukózu, popřípadě xylózu. Ke konci této periody se varná nádoba vyprázdní do zásobní nádoby 14, aby se mohla varná nádoba znovu naplnit. Zásobní nádoba stabilizuje teplotu materiálu a reguluje přítok do filtračního lisu 15.

Materiál ze zásobní nádoby se potom filtruje, například čerpáním do filtračního lisu 15, který odstraňuje suspendovaný pevný materiál, aby se získal filtrát. Pevný materiál se může rozmělnit na prášek, promýt a vrátit do sušičky 6 pro využití jako kotlového paliva. Filtrát se pak přečerpá z filtračního lisu do zásobní nádoby 16 regenerované kyseliny.

Poznámka: Odpadní voda ze zásobní nádoby 31 odpadní vody se může využít jako náhrada čerstvé vody v systému 12 hydrolýzy. Všechny patogenní zárodky, obsažené v odpadní vodě, se odstraní v systému hydrolýzy. Vysoký obsah dusíku v odpadní vodě zůstává - vlastně eliminuje nutnost přidávat sloučeniny dusíku, jako čpavek (výživu, potřebnou pro proces mléčného kvašení).

Stadium 3: Regenerace kyseliny (Vztahové značky 16 až 19)

Účel:

Účelem procesu regenerace kyseliny je regenerovat kyselinu sírovou z vodného kyselého roztoku cukru, aby se získal roztok obsahující kyselinu a roztok obsahující cukr. Koncentrovaná kyselina sírová a voda se mají v systému využít znovu. Jakmile se z roztoku získaly zpět cukr a voda, přečerpá se takto získaný roztok do kvasných nádob ke zkvašení na kyselinu mléčnou.

Jsou dobře známy četné způsoby pro regeneraci kyseliny sírové z vodného proudu, z nichž se některých může využít při praktickém využití vynálezu. Například se může vodný proud nechat protékat filtrem s náplní aktivního uhlí k zadržení cukrů a ten vodou vyprat, aby se vypláchla zbývající kyselina. Absorbovaný cukr se může pak eluovat praním v horkém alkoholu. Viz M. R. Moore and J. W. Barrier „Ethanol from Cellulosic Residues and Crops“, Výroční zpráva, DOE/SERI Contract No. DK-6-06103-1, Tennesee Valley Authority, Muscle Schoals, Alabama, říjen 1987, str. 27 až 49, jejíž obsah je zde včleněn do odkazů. Avšak tento způsob oddělení kyseliny sírové od cukrů není výhodný, protože alkohol se musí z výsledného cukrového roztoku před kvašením odpařit, což vyžaduje ještě další krok, vyžadující přívod energie. S problémy je možno se setkat také při odstraňování kyseliny mezi, adsorpčním a desorpčním cyklem, což se může zlepšit užitím rázového zavedení dusíku mezi cykly. Problémy mohou nastat také s vytékajícím alkoholem (etanolem), při 70 °C nenasyceným, což nastává při nižším obsahu cukru. Nižší rychlost toku etanolu a zvýšení doby desorpčního cyklu zvětšuje desorpci cukrů, aby se získal výtokový proud nasycený z 90 až 100 % cukrem.

-10CZ 291732 B6

K rozdělení kyseliny a cukru do proudu,obsahujícího kyselinu a proudu, obsahujícího cukr, se mohou použít výhodnější iontoměničové pryskyřice. Takovou pryskyřicí je také kationtový měnič Amberlit, který má silnou afinitu ke kyselinám, typu „GEL“, např. IR 120 PLUS, s účinností pro kyselinu sírovou, který je komerčně dostupný od Aldrich Chemical Company. Cukr se adsorbuje na silně pro kyselinu afinní pryskyřici, poskytující proud, obsahující kyselinu, která se může recyklovat. Adsorbované cukry se pak regenerují eluci pryskyřice čistou vodou. Viz R. M. Moore a J. W. Barrier „Ethanol from Cellulosic Residues and Crops“, výroční zpráva DOE/SERI Contract No. DK-606103-1, Tennesee Valey Authority, Muscle Shoals, Alabama, říjen 1987, str. 30 až 39, jejíž obsah je zde zahrnut do odkazů.

Aparatura, která umožňuje kontinuální separaci proudu, obsahujícího kyselinu a obsahujícího cukr je komerčně dosažitelná od Advanced Separation Technologies Incorporated, Lakeland, Florida (Model ISEP LC 2000), ve které se používá silně acidofilní iontoměničová pryskyřice (Finex CS 16 G, 310 středního mikronového rozměru). Takové aparatury jsou popsány např. v US patentech č. 4 522 726 a 4 764 276, jejichž obsah je zde úplně zahrnut do odkazů.

K oddělení kyseliny a cukru je také možno použít rozpouštědla, které selektivně extrahuje a odstraňuje kyselinu z vodného roztoku cukru. Víz: R. M. Moore a J. W. Barrier, „Ethanol from Cellulosic Residues and Crops, výroční zpráva DOE/SERI Contract No. DK.-6--06103-1, Tennesee Valley Authority, Muscle Shoals, Alabama, říjen 1987, str. 39 až 49, jejíž obsah je zde vřazen do odkazů. Separace se může provést na Karrově extrakční koloně s vratně pohyblivým patrem. Kolona je vybavena na každém konci nádobami pro oddělení hydrolyzátu a roztoku. Míchání se provádí teflonovými deskami spojenými s motorem. Roztok s obsahem kyseliny a cukru se přidává z horního konce kolony a postupuje kolonou dolů, kde se vodný roztok důkladně přimíchává k rozpouštědlu. Rozpouštědlo se přidává na spodku kolony. Vodný roztok obsahující cukr se odtahuje ode dna kolony, zatím co kyselinu obsahující roztok s rozpouštědlem se odtahuje z horního konce. Kyselina pak může být regenerována z rozpouštědla, například destilací rozpouštědla nebo promýváním rozpouštědla destilovanou vodou. Aparatura a rozpouštědlo pro kontinuální separaci kyseliny z vodných roztoků cukru jsou dosažitelné například od Glitsch, lne., Parsippany, NJ.

Očekává se, že cukrový tok, získaný z jakéhokoliv z těchto separačních procesů, bude obsahovat zbytkovou kyselinu. Výhodně se pak zbytková kyselina neutralizuje vápnem nebo amoniakem do pH asi 4,5 až 7,5.

Popis:

Kapalina, obsahující přibližně 10% cukru, 10% kyseliny a 80 % vody se čerpá ze zásobní nádoby 16 regenerované kyseliny do systému 17 regenerace kyseliny, který rozděluje kapalinu na vodný roztok kyseliny a vodný roztok cukru. Vodný roztok cukru se čerpá do zásobní nádoby 19, regenerovaný vodný roztok kyseliny se čerpá do odparky 18, kde se voda odstraňuje z kyseliny odpařením a vrací se do zásobní nádoby 29A. Odstranění vody vrací koncentraci kyseliny na původní úroveň okolo 70 %. To umožňuje vrátit kyselinu z odparky do zásobní nádoby 30 koncentrované kyseliny pro opětné použití v systému.

Stadium 4: Kvašení (Vztahové značky 19 až 24)

Účel:

Je-li třeba, před kvašením se může vodný roztok cukru se stopami kyseliny zpracovat hydroxidem vápenatým, aby se odstranily inhibitory kvašení na kyselinu mléčnou, jako sulfátové ionty, fenolické sloučeniny a furfural, jak je popsáno v McCaskey, T. A. et al. Appl. Biochem. Biotech. 4546:555 (1994). Nadto, optimum podmínek kvašení, včetně inkubační teploty,

- 11 CZ 291732 B6 rychlosti inokulace, doby kvašení a pH pro použité bakterie mléčného kvašení může být určeno empiricky - rutinním experimentováním.

Účelem kvasného procesu je koncentrovat roztok cukru a smísit ho s bakteriemi mléčného kvašení pro výrobu kyseliny mléčné. Bakteriemi mléčného kvašení, tak jak se jich zde používá, se míní jakékoliv mikroorganizmy schopné kvašení, které jsou zdrojem uhlíku při výrobě kyseliny mléčné. Dále výraz „technicky použitelná forma kyseliny mléčné“, jak se zde používá, se míní jakákoli sůl kyseliny mléčné nebo jakákoliv forma kyseliny mléčné, v pevném stavu nebo v roztoku, která může být prodávána nebo technicky používána. Cukrový roztok se může koncentrovat na asi 1 % až 20 % odpařením (např. zahříváním a/nebo snížením tlaku), nebo reverzní osmotickou filtrací.

Jakmile je kvašení skončeno, mohou se bakterie mléčného kvašení před zpracováním roztoku kyseliny mléčné odstranit.

Popis:

Ze zásobní nádoby 19 se cukr, voda a stopy kyseliny (méně než asi 0,1 %) čerpají skrze reverzní osmotický filtr 20, aby se zčásti voda z roztoku odstranila a koncentrace cukru v roztoku upravila na asi 1 % až 20 %. Může se přidat, amoniak a sledovat pečlivě pH, aby se zajistilo že se udrží žádaná rovnováha pH okolo 4,5 až 7,5 pro optimální kvašení. V tomto okamžiku se mohou přidat bakterie kyseliny mléčné a je-li třeba, nějaké živiny podstatné pro kvašení bakteriemi kyseliny mléčné (Prescott and Dunn, Industrial Microhiology, 3rd. Ed., McGraw-Hill Book Company, lne. (1959) str. 304 až 330), promíchá se a přečerpá do zásobní nádoby 23 a poté do kvasných nádob 24. Chladicí had 27 pomáhá udržovat pro kvašení požadovanou teplotu okolo 20 až 50 °C. Když je kvašení skončeno, zkvašená kapalina se převede na filtr 25 bakterií kyseliny mléčné a do zásobní nádoby, kde se bakterie mléčného kvašení odstraní a přečerpají do zásobní nádoby pro bakterie. Zbývající kapalina se převede do zásobní nádoby 25, aby čekala na zpracování.

Stadium 5: Postup výroby kyseliny mléčné (Vztahové značky 25.26)

Účel: Účelem procesu výroby kyseliny mléčné je vyčistit a koncentrovat roztok kyseliny mléčné, získaný v kvasném procesu.

Popis:

Roztok kyseliny mléčné, získaný v kvasném procesu se může zpracovat vápnem a koncentrovat v odparce 18, poté přečerpat do krystalizačních mís, kde je možno získat krystaly mléčnanu vápenatého. Ke koncentrování a čištění kyseliny mléčné, získané v kvasném procesu, je možno výhodně využít iontoměničových pryskyřic. Například může být užito iontoměničových pryskyřic Amberlit, dosažitelných od Sigma Chemical Co., St. Louis, MO. Výhodněji se může používat aparatura, popsaná například v US patentech č. 4 522 276 a 4 764 276, jejichž obsahy jsou zde úplně zařazeny do odkazů, která umožňuje kontinuální koncentrování a čištění kyseliny mléčné z kvasného roztoku.

B. Iontoměničový postup odstranění těžkých kovů z MTO

Překvapivě bylo zjištěno, že úroveň kontaminace těžkými kovy, typicky nalezená v MTO nebo odpadních kalech je docela nízká, takže doprovodné těžké kovy zbývají v podstatě koordinovaně s nerozpustnou frakcí, získanou po kyselé hydrolýze celulózové složky. Proto koncentrace rozpustných těžkých kovů, zbývajících v hydrolyzátu, mají mnohem nižší úroveň, která může významně kontaminovat získanou kyselinu mléčnou nebo interferovat s kvasným pochodem. Na základě tohoto zjištění se tento vynález dále týká efektivního postupu odstraňování těžkých kovů

- 12CZ 291732 B6 z celulózové složky MTO a/nebo odpadních kalů. Kroky zpracování vsázky jsou podobné oněm, shora popsaným, s tou výj imkou, že odstranění těžkých kovů z předdrcené vsázky se provádí až po hydrolyzačním kroku. Při takovém postupu se může vynechat krok zahrnující předběžné zpracování celulózového materiálu zředěnou kyselinou sírovou, při vynechání požadavku 5 druhého praní a kroku sušení předběžně zpracované vsázky, náročného na čas a velkou spotřebu energie. Proto spíše než předběžné zpracování předdrcené vsázky zředěnou kyselinou sírovou se tato vsázka přivede přímo do systému hydrolýzy, kam se zavádí automaticky koncentrovaná, asi 70% kyselina sírová v poměru ke vzorku okolo 1 :1. Tato suspenze se pak míchá při asi 30 až 80 °C výhodně po dobu 2 až 20 minut nebo výhodněji asi 2 až 15 minut, pak se přivede do ío varných nádob, kde se suspenze zředí vodou o teplotě okolo 80 až 100 °C do poměru kapaliny k pevné látce asi 5 : 1 a koncentraci kyseliny sírové asi 12 %. Na materiál se působí při udržování konstantní teploty asi 80 až 100 °C asi 1 až 4 hodiny. Za těchto podmínek je konverze celulózy a hemicelulózy na glukózu a xylózu dokončena asi z 87 až 100 %.

Jakmile je hydrolýza skončena, varné nádoby se vyprázdní do zásobní nádoby při možnosti varnou nádobu znovu naplnit. Zásobní nádoby stabilizují teplotu hydrolyzátu a regulují jeho přítok do filtračního lisu, kde se odstraní suspendované pevné látky; aby se získal filtrát. Filtrát se rozdělí na roztok, obsahující kyselinu a roztok, obsahující cukr a roztok, obsahující cukr se podrobí procesu výroby kyseliny mléčné.

Nerozpustná složka zachycená filtračním lisem se suší podle volby smíšená se složkou nechlorovaných plastů z MTO a použije jako kotlové palivo k získání energie, např. k přídavné výrobě elektřiny, která může být zpeněžena nebo využita při provozu zařízení. Požaduje-li se, aby se mohla snížit úroveň obsahu těžkých kovů, vázaných na pevnou složku, děje se tak 25 výhodně zahříváním při zpracování s 1 % až 10 % roztokem soli, následujícím po propláchnutí vodou.

Když byl nyní tento vynález všeobecně popsán, bude objasněn pro ilustraci na dále uvedených příkladech, aniž by se tím zamýšlelo jakkoli omezit vymezenou ochranu.

Celý text všech aplikací, patentů a publikací shora i níže citovaných, je přitom včleněn do odkazů ve své celistvosti.

Příklad 1

Odstranění těžkých kovů z MTO předběžným zpracováním se zředěnou kyselinou sírovou

Vzorek městského tuhého odpadu (včetně všech pevných látek) byl analyzován na obsah těžkých kovů. Výsledky jsou uvedeny v tab. 2:

Tabulka 2

kov	mg/kg (ppm)
zinek	86
měď	30
chróm	10,6
kadmium	0,6
olovo	20
železo	1 190
nikl	0,5
cín	>1 (nedetekováno)

-13CZ 291732 B6 g vzorek MTO ve 200 g 2% vodného roztoku kyseliny sírové byl zahříván pod refluxem hodiny. Tuhý podíl byl filtrován, promyt a podroben analýze (tab. 3):

Tabulka 3

Kov	mg/kg (ppm)	% snížení
zinek	7,8	91
měď	3,0	90
chróm	2,4	77
kadmium	n.d.	100
olovo	6,0	70
železo	98	92
nikl	n.d.	100
cín	n.d.	-

n.d. = nedetekováno

Tyto údaje ukazují, že jednoduché proprání zředěnou horkou kyselinou snižuje výrazně obsah těžkých kovů v MTO.

Příklad 2: Odstraněni těžkých kovů z MTO iontoměničovým postupem

Vzorky MTO byly smíchány dohromady do formy smíšeného vzorku. Ze smíšeného vzorku byly pak připraveny Čtyři vzorky a analyzovány na obsah celulózy, ligninu a popelovin dále uvedeným postupem.

Smíšené vzorky MTO byly sušeny do obsahu vlhkosti pod 1 % v mikrovlnné sušárně a rozemlety na velikost síta 20. Vzorky byly pak smíchány se stejným hmotnostním množstvím 10% kyseliny sírové a zahřívány po dobu 2 hodin na teplotu okolo 100 °C. Po zahřívání se kapalný podíl odstranil filtrací a tuhý podíl byl shromážděn , promyt, vysušen a zvážen. Hmotnostní ztráta po zpracování 10% kyselinou sírovou představuje hemicelulózu, obsaženou ve vzorku MTO. Shromážděný tuhý podíl byl pak smíchán se 70% kyselinou sírovou a přemístěn do reaktoru, obsahujícího 5 dílů vody na jeden díl tuhého podílu a zahříván po dobu 3 hodin na teplotu asi 100 °C v mikrovlnné peci. Tuhý podíl byl pak zfiltrován od kalu a byl stanoven obsah glukózy. Zfiltrovaný tuhý podíl byl pak vysušen a zahříván na asi 600 °C a stanoven obsah popela. Obsah ligninu v každém vzorku byl stanoven z rozdílu hmotností popela obsaženého ve vzorku a celkové hmotnosti vzorku.

Výsledky uvedené v tab. 4 ukazují, že složený vzorek byl homogenní, pokud jde o celulózu, lignin, popel a hemicelulózu.

Tabulka 4

Test č.	celulóza %	lignin %	popel %	hemicelulóza %
1	53	20	18	9
2	55	20	18	7
3	58	18	17	7
4	56	19	19	6
průměr	55	19	18	7

-14CZ 291732 B6

100 g vzorku MTO a 100 g 70% kyseliny sírové (poměr kyseliny ke vzorku 1:1) bylo úplně smícháno, až se vytvořila černá pasta. Teplota byla udržována na 30 °C po dobu míchání 20 minut. K reakční směsi byla pak přidána voda, předehřátá asi na 88 °C, aby poměr vody ktuhé látce byl 5 : 1, při koncentraci kyseliny sírové okolo 12 %. Kal byl pak zahříván na asi 100 °C asi 2 až 3 hodiny, aby se dokončila hydrolýza. Jakmile skončila, byla hydrolyzovaná kapalina a zbývající tuhá látka odděleny a analyzovány na obsah glycidů a těžkých kovů.

Analýza hydrolyzovaného zbytkového tuhého podílu

Zbytkový tuhý podíl, získaný z hydrolyzačního procesu, byl analyzován na obsah celulózy, ligninu a popela za použití shora popsaného postupu. Výsledky jsou uvedeny v tab. 5.

Tabulka 5

Celulóza %	lignin %	popel %
7	49	44

Tyto výsledky zřetelně demonstrují, že podmínky hydrolýzy podle tohoto vynálezu jsou postačující ke snížení obsahu celulózy v MTO nebo v odpadních kalech.

Analýza hydrolyzovaného kapalného podílu

Hydrolyzovaná kapalina byla neutralizována známým objemem hydroxidu sodného. Neutralizovaný vzorek byl poté analyzován na obsah glukózy za použití YSI modelu 20 glukózového analyzátoru. Výsledky tohoto postupu prozrazují, že hydrolyzát obsahoval kolem 10% cukru (korigováno na zředění). Teoretický výtěžek cukru je 10,4%. Chyba v analýze a rozklad nějaké části glukózy nejpravděpodobněji odpovídají tomuto rozdílu.

Analýza hydrolyzátu a nerozpustné složky těžkých kovů

Vzorek MTO v originálním složení, zbytkový tuhý hydrolyzát a kapalný hydrolyzát byly analyzovány, aby se určily obsahy mědi, zinku, chrómu, niklu a železa (obsah těžkých kovů v hydrolyzátu je vyjádřen hmotnostně v suchém stavu). Výsledky této analýzy jsou uvedeny v tab. 6.

Tabulka 6

Kov	MTO (ppm)1	hydrolyzát (PPm)1	nerozpustná složka hydrolyzátu (PPm)1
měď	18	0,94	50
zinek	140	23	39
nikl	10	2,1	7,1
železo	2300	480	1100
chróm	12	4,0	17

¹ Vyjádřeno hmotnostně v suchém stavu.

Původní předhydrolyzovaná vsázka MTO obsahovala těžké kovy okolo očekávaných hodnot. Avšak, překvapivě, nerozpustný zbytek, získaný po hydrolýze, obsahoval mnohem vyšší koncentrace, než bylo očekáváno na základě předběžných studií. Ačkoli se vynálezci nechtěli vázat na nějakou přesnou teorii, ukázalo se, že zbytkové tuhé látky mohou být částečně

- 15CZ 291732 B6 oxidovány během hydrolyzační reakce jejich konverzí v nízkostupňových iontoměničových pryskyřicích, které vážou těžké kovy. Reziduum zadržovalo nad 90 % mědi, 55 % chrómu a 20 až 30 % zinku, niklu a železa. Nadto se očekává, že většina těžkých kovů v hydrolyzátu bude postupovat s proudem kyseliny během oddělování cukru od kyseliny a dále snižovat obsah těžkých kovů. Vzorek, zpracovaný podle tohoto iontoměničového postupu, který podstatně snížil obsah všech těžkých kovů, odstraněných z hydrolyzátu, je ten, který' měl okolo 90 % mědi, okolo 55 % chrómu a okolo 20 až 30 % zinku, niklu a železa, zadržovaných v nerozpustné složce.

Příklad 3: Účinek těžkých kovů na hydrolýzu

Dále uvedený postup byl využit, aby se zjistilo zda hromadění Cu, Zn, Cr, Ni a Fe v recyklované kyselině by mohlo mít nepříznivý účinek na hydrolýzu celulózových MTO a/nebo odpadních kalů. Bavlněná cupanina, celulózový materiál, který nemá obsahovat jakékoli těžké kovy, byl hydrolyzován zde shora popsaným postupem s tou výjimkou, že sírany Cu, Zn, Cr, Ni a Fe byly přidány k 70% kyselině ve 20x větších koncentracích, než očekávaných na základě údajů, uvedených v tabulce 6. Konverze celulózy na glukózu byla měřena a srovnávána s konverzí, získanou bez přidání těžkých kovů (ověřováno). Byly vykonány duplicitní reakce a procenta konverze celulózy na glukózu u vzorků, obsahujících těžké kovy, byla 85 % a 87 % ve srovnání s 86 % a 87 % u kontrolních vzorků. Výsledky těchto experimentů ukazují, že koncentrace těchto těžkých kovů do 20 x vyšší hodnoty, než je očekávána v kapalné složce hydrolyzátu MTO, nemají významný vliv na hydrolýzu.

Na základě těchto výsledků je jasné, že krok předběžného zpracování za účelem odstranění těžkých kovů z MTO nebo odpadních kalů není vždy nutný, aby se předešlo problémům s kontaminací těžkými kovy,, protože těžké kovy normálně nalézané ve vsázce ve velké míře mohou být odstraněny s tuhým zbytkem, produkovaným během kroku hydrolýzy. Avšak, pro vzorky MTO a/nebo odpadních kalů s vysokou úrovní kontaminace těžkými kovy může být nezbytné předběžně zpracovat celulózovou vsázku nebo hydrolyzát před kvašením, jak je zde popsáno.

Příklad 4: Odstranění těžkých kovů z hydrolyzátu před kvašením

Přítomnost nadměrných množství těžkých kovů v hydrolyzátu může interferovat s kvasným pochodem nebo kontaminovat vyráběnou kyselinu mléčnou. Proto v neobvyklém případě, kde jsou v hydrolyzátu těžké kovy detekovány v nadměrném množství, může se pro jejich odstranění využít dále uvedený postup.

K hydrolyzátu bylo přidáno vápno , až bylo dosaženo pH asi 10,5 až 11. Sádra a přebytek vápna byly pak odfiltrovány od řídkého kalu a byla měřena koncentrace těžkých kovů v hydrolyzátu. Těžké kovy v hydrolyzátu byly sníženy, podle výsledků, uvedených v tab. 7.

Tabulka Ί

Kov	počáteční ppm	konečné ppm	% změny
měď	0,94	0,19	80
nikl	2,1	1,5	29
chróm	4	0,4	90
železo	480	66	86

Výsledky uvedené v tab. 7 ukazují, že přidání vápna snižuje efektivně koncentraci těžkých kovů v hydrolyzátu. Dlužno poznamenat, že měď a chrom se přidáním vápna odstraní z 80 až 90 %. Proto, získá-li se hydrolyzátjak je uvedeno v tab.7, který má koncentraci těžkých kovů tak

-16CZ 291732 B6 velkou, že stačí několikrát inhibovat kvasný proces nebo kontaminovat vyráběnou kyselinu mléčnou, potlačí tento problém přídavek vápna.

Příklad 5: Odstranění těžkých kovů ze zbytku, získaného po hydrolýze

Je-li to vyžadováno, může se ke snížení obsahu těžkých kovů, spojených s nerozpustnou složkou, získanou po hydrolýze před žíháním použít dále uvedeného postupu.

Nerozpustná složka byla shromážděna a promyta 1% roztokem NaCl při pokojové teplotě. Když byla promyta, byla nerozpustná složka oddělena od roztoku NaCl a změřeno množství těžkých kovů. Těžké kovy, spojené s nerozpustnou složkou, podle výsledků, uvedených v tab. 8.

Tabulka 8

Kov	počáteční ppm	konečné ppm	% změny
měď	50	13	74
nikl	7,1	2,9	59
chróm	17	5,3	69
železo	1100	260	76

Tyto výsledky ukazují, že obsah těžkých kovů, spojených s nerozpustnou složkou, získanou po hydrolýze může být snížen promytím solným roztokem před spálením jako palivo.

Příklad 6: Separace cukrů od kyseliny sírové

V dalším příkladu, používajícím ISEP LC 200, byla použita k separování cukrů od kyseliny sírové z roztoku s obsahem 4,5 % cukru a 4,2 % kyseliny, pryskyřice CS 16 G, 310 mikronové střední velikosti, získaná od Advanced Separation Technologies Incorporated, Lakeland FL.

Objem pryskyřice byl 0,03455 m³ (1,22 ft³). Napájecí rychlost cukrově kyselinového roztoku byla 0,082 BV/hod. (bed volumes = objemy „zakotvené“ fáze). Pryskyřice byla promývána 6,246 1 vody/3,785 1 vsázky (1,65 gal vody/gal vsázky). Výsledky byly tyto:

Tabulka 9

	získaný cukr	získaná kyselina
Regenerováno	99,87 %	96,08 %
Čistota	95,5 %	99,88 %
Koncentrace	4,0 %	4,25 %

Čili zařízení ISEP je způsobilé účinně oddělit cukry od kyseliny sírové, při možnosti recyklovat při tomto postupu kyselinu sírovou.

Příklad 7: Analýza ligninu a sádrových materiálů, produkovaných hydrolytickým postupem

Ke stanovení fyzikálních a chemických vlastností ligninu a sádrových materiálů, produkovaných popsaným hydrolytickým postupem, byly typické vzorky MTO v dále uvedeném pořadí tříděny, drceny a hydrolyzovány podle tohoto vynálezu. Získaný lignin byl analyzován podle EPA a ASTM zkušebních standardů ke stanovení jeho chemických a fyzikálních charakteristik,pokud

-17CZ 291732 B6 jde o chování před shořením a po něm. Kde je to uvedeno, byl lignin analyzován podle Toxicity Characteristic Leaching Proceduře (TCLP), která zahrnuje 18 hodinovou extrakci vzorku buď s kyselinou octovou nebo s roztokem octanu sodného a následnou analýzu výluhu z kontaminantů včetně kovů, pesticidů a polotěkavých organických sloučenin. Detaily TCLP jsou 5 vymezeny dále v Test Methods fór Evaluating Solid Waste, Physical/Chemical Methods, EPA Publication SW-846, jejichž obsah je zde plně vřazen do odkazů. Výsledky této analýzy jsou uvedeny v tab. 10.

to Tabulka 10

Zkouška	Výsledek * 1
Všeobecně
pH TCLP extraktu	4,91
pH TCLP extraktu kapalného	1
arzen, TCLP extrahovatelnv	0,11 mg/1
baryum, TCLP extrahovatelné	1,35 mg/1
kadmium, TCLP extrahovatelné	0,05 mg/1
Chrom	2,2 ppm
chrom, TCLP extrahovatelný	0,13 mg/1
měď,	58 ppm
Olovo	11 ppm
olovo, TCLP extrahovatelné	0,11 mg/I
rtut, TCLP extrahovatelné	0,0002 mg/1
nikl	< 0,7 ppm
selen, TCLP extrahovatelnv	0,07 mg/1
stříbro, TCLP extrahovatelné	0,05 mg/1
zinek	2,4 ppm
Prchavé látky
benzen, TCLP extrahovatelný	0,001 mg/1
tetrachlormetan, TCLP extrahovatelný	0,001 mg/1
chlorbenzen, TCLP extrahovatelný	0,001 mg/1
chloroform, TCLP extrahovatelný	0,001 mg/1
1,4 dichlorbenzen, TCLP extrahovatelný	0,001 mg/1
1,2 dichlorbenzen, TCLP extrahovatelný	0,001 mg/1
1,1 dichloretylen, TCLP extrahovatelný	0,001 mg/1
metyletylketon, TCLP extrahovatelný	0,003 mg/1
tetrach lorety len, TCLP extrahovatelný	0,001 mg/1
trichloretylen, TCLP extrahovatelný	0,001 mg/1
vinylchlorid, TCLP extrahovatelný	0,001 mg/1
Netěkavé látky
o-krezol, TCLP extrahovatelný	0,05 mg/1
m,p-krezol, TCLP extrahovatelný	0,10 mg/1
2,4-dinitrotoluen, TCLP extrahovatelný	0,05 mg/1
hexachlorbenzen, TCLP extrahovatelný	0,05 mg/1
hexachlorbutadien, TCLP extrahovatelný	0,05 mg/1
hexachloretan, TCLP extrahovatelný	0,05 mg/1
nitrobenzen, TCLP extrahovatelný	0,05 mg/1
pentachlorfenol, TCLP extrahovatelný	0,05 mg/I
pyridin, TCLP extrahovatelný	0,10 mg/1
2,4,5 trichlorfenol, TCLP extrahovatelný	0,05 mg/I
2,4,6 trichlorfenol, TCLP extrahovatelný	0,03 mg/1

-18CZ 291732 B6

Tabulka 10 - pokračování

Zkouška	Výsledek * 1
Pesticidy
Chlordan, TCLP extrahovatelný	0,001 mg/1
Endrin, TCLP extrahovatelný	0,0002 mg/1
Heptachlor, TCLP extrahovatelný	0,0002 mg/1
Heptachlor epoxid, TCLP extrahovatelný	0,0001 mg/1
Lindan, TCLP extrahovatelný	0,0001 mg/1
Methoxychlor, TCLP extrahovatelný	0,0003 mg/1
Toxaphene, TCLP extrahovatelný	0,00005 mg/1
Herbicidy
2,4-D, TCLP extrahovatelný	0,010 mg/1
2,4,5,-TP (Silvex), TCLP extrahovatelný	0,010 mg/1
Různé
Tuhý obsah vzorku	100%
Celkové PCB	1 ppm
Data zákl. vzorku za sucha
Suchý popel	20,86 %
Spalné teplo za sucha	24 5 72x105 J/kg
Vázaný uhlík, za sucha	18,91 %
Těkavé látky, za sucha	60,23 %
Síra, za sucha	0,66 %
Zákl. vzorek v přijatém stavu
Vlhkost, celková	64,19%
Popel, v přijatém st.	7,47 %
Spalné teplo, v přijatém st.	88 004xl03 J/kg
Uhlík v přijatém st.	6,77 %
Těkavé látky v přijatém st.	21,57%
Síra v přijatém st.	0,24 %
Spálený zákl. vzorek, ve formě prvků
Hliník, spál. zákl. vz.	17,10%
vápník, spál. zákl. vz.	1,64%
železo, spál. zákl. vz.	1,03 %
hořčík, spál. zákl. vz.	0,90 %
mangan, spál. zákl. vz.	0,03 %,
draslík, spál. zákl. vz.	0,56 %
křemík, spál. zákl. vz.	24,06 %
sodík, spál. zákl. vz.	1,62%
síra, spál. zákl. vz.	0,10%
titan, spál. zákl. vz.	3,57 %
Spálený zákl. vzorek, oxidová forma
oxid hlinitý (A12O3), spál. zákl. vz.	32,32 %
oxid vápenatý (CaO), spál. zákl. vz.	2,30 %
oxid železitý (Fe2O3), spál. zákl. vz.	1,47 %
oxid horečnatý (MgO), spál. zákl. vz.	1,49%
oxid manganičitý (MnO2), spál. zákl. vz.	0,04 %
oxid draselný (K2O), spál. zákl. vz.	0,67 %
oxid křemičitý (SiO2), spál. zákl. vz.	51,49%
oxid sodný (Na2O), spál. zákl. vz.	2,19%
oxid sírový (SO3), spál. zákl. vz.	0,25 %
oxid titaničitý (TiO2), spál. zákl. vz.	5,96 %
Sumarizováno, oxidy ze spál. zákl. vzorku	98,18%

-19CZ 291732 B6

Tabulka 10 - pokračování

Zkouška	Výsledek * 1
Všeobecně
lignin a tanin (rozpustné ve vodě)	0,13 %
spalné teplo, popel bez vlhkosti	31 047x103 J/kg

*1 = Vyjádřeno v hmotnostních %.

Výsledky, uvedené vtab. 10 ukazují, že lignin, získaný popsanými hydrolytickými postupy měl přijatelné obsahy nečistot a překvapivě vysoké spalné teplo vyjádřené v J/kg. Proto lignin, získaný ze zpracování celulózové složky MTO a/nebo odpadních kalů podle tohoto vynálezu představuje cenný rezervní zdroj paliva.

Vyrobená sádra byla také analyzována podle standardů EPA a ASTM. Výsledky této analýzy jsou uvedeny vtab. II a ukazují, že sádra, vzniklá popsanými postupy je vhodná k užití jako stavební přísada nebo k jinému vhodnému záměru.

Tabulka 11

Stanovení	Procent υ
vlhkost	10,2
popel	83,9
síra	16,9
kovy	PPm
olovo	38
měď	9,5
nikl	21
chrom	40
zinek	82

^1} Hmotnostní %

Příklad 8: Výroba kyseliny mléčné z MTO

Celkový způsob podle tohoto vynálezu je detailněji rozveden v dále uvedeném příkladu.

Sila na skladování surové vsázky (vztah, značky ΙΑ, 1B)

Popis:

Tato skladiště budou přijímat vsázku, složenou z 85 % až 9 % čistého organického materiálu. Materiály, které mohou být využity jako vsázka; zahrnují odpady ze zpracovaných bavlníkových semen, stébla trávy, papírové drti, zbytky textilu z domácností, zemědělské odpady, odpady z cukrové řepy, odpady z cukrové třtiny, celulózové složky z městského tuhého odpadu (MTO) a odpadních kalů a některé jiné podobné vsázky požadovaného organického obsahu. Celulózová složka MTO nebo některé jiné vsázky, složené z velkých částic budou drceny na konkrétní rozměry 5,08 cm nebo 1,58 cm x 5,08 cm. V závislosti na vsázce, každé silo bude skladovat přibližně 25 tun materiálu, které se rovnají dvou a půl (2 ’/₂)denní dávce. Materiál, který musí být

-20CZ 291732 B6 zpracován postupem předběžného působení zředěnou kyselinou sírovou, bude skladován v silech 1 A, materiál, nevyžadující předběžné zpracování bude skladován v silech IB.

Přívod:

Doplňuje se podle požadavků. Výroba kyseliny mléčné je projektována na zpracování 10 tun vsázky denně. Protože sila budou přijímat materiál dávkovým způsobem, v průměru bude obrat dodávek 18,92 kg/min. (8 hod./den, 5 dní/týden).

Výstup:

Materiál do odečítací nádoby: 18,92 kg/min. (8 hod/den, 5 dnů/týden).

Specifikace:

Sila na surovou vsázku jsou konstruována z 3,048 m vysokých modulů. Moduly jsou konstruovány z 12 kalibrovaných plechů ze svařované oceli a sešroubovány dohromady pro různé požadavky na objem.

Každé silo má prostor přibližně na 2 '/₂ denní zásobu (při použití 6,804 kg/28,32 1 jako standard). Skladovací kapacita bude velmi závislá na vsázce, uložené v silu.

Měřicí nádoba (vztah, značka 2)

Popis:

Materiál ze sil IA je odměřován rychlostí 18,91 kg za minutu do komory 3 pro předběžné zpracování předvídacím systémem měnitelnou rychlostí (materiál ze zásobního sila IB nevyžaduje předběžné zpracování). Měřicí nádoba umožňuje přesnou kontrolu objemu vsázky, přesunované do komory 3 pro předběžné zpracování.

Přívod:

Materiál ze zásobního sila IA surové vsázky:

18,91 kg/min. (8 hodin/den, 5 dní/týden).

Výstup:

Materiál do komory předběžného zpracování:

18,91/min. (8 hodin/den, 5 dní/týden).

Specifikace:

Měřicí nádoba je zhotovena z 12 kalibrovaných plechů ze svařitelné oceli a skládá se z podávacího zásobníku se šnekovým dopravníkovým systémem, aby se umožnilo usměrnit tok do komory 3 předběžného zpracování.

Měřicí nádoba má přibližnou kapacitu 18,97 m³ 1/2 dne při standardní hustotě 6,802 kg/28,32 1.

Skladovací kapacita může velmi záviset na vsázce, umístěné v silu.

Komora předběžného zpracování (vztah, značka 3)

-21 CZ 291732 B6

Popis:

Surová vsázka je dodávána do komory předběžného zpracování rychlostí 18,91 kg za minutu. Zředěná kyselina sírová (1% až 2% koncentrace) se vstřikuje ze zásobní nádoby 4 zředěné kyseliny sírové při 40 až 100 °C do komory rychlostí 113,4 kg za minutu při současném směšováni se vsázkou. Směšovací poměr je přibližně 4 : 1 až 6 : 1 (1,81 kg až 2,72 kg 1% až 2% kyseliny sírové vždy k 0,4536 kg vsázky). Během kontinuálního napájecího procesuje udržována ve směšovací komoře retenční doba deset (10) minut, aby se umožnila separace těžkých kovů od surové vsázky. Zpracovávaná vsázka je kontinuálně dodávána do prvního šroubového lisu 5A rychlostí 132,31 kg za minutu.

Přívod:

Vsázka: 18,91 kg/min. (8 hodin/den, 5 dní/týden).

Zředěná kyselina (1% až 2%): 113,4 kg/min. (8 hodin/den, 5 dní/týden).

Výstup:

Materiál do prvního šroubového lisu 5A : 132,32 kg/min. (8 hodin/den, 5 dní/týden).

Specifikace:

Komora předběžného zpracování sestává ze šnekového dopravníku se spolehlivě těsným žlabem. Komora je zhotovena z kyselinovzdomých materiálů a korozi vzdorujícího těsnění. Přiváděný materiál má v komoře předběžného zpracování retenční dobu 10 minut atomu přiměřené rozměry (délku přibližně 6,10 m).

Komora předběžného zpracování má přibližně kapacitu 1,89 m³. Kapacita může velmi záviset na vsázce, umístěné v silu.

Zásobní nádoba na zředěnou kyselinu sírovou (vztahová značka 4)

Popis:

Skladování zředěné kyseliny sírové (1% až 2% koncentrace). Zředěná kyselina sírová se čerpá do komory 3 předběžného zpracování rychlostí 113,4 kg za minutu. Recyklovaná zředěná kyselina sírová, znovu získaná z primárního šroubového lisu 5A se vrací rychlostí 85,05 kg za minutu (na základě odstranění 75 % o vlhkosti). Zásobní nádoba na zředěnou kyselinu sírovou je vybavena vypouštěcím ventilem, aby se odebrala část roztoku a čerpala jej rychlostí 12,43 kg/min. do neutralizační nádoby 8 zředěné kyseliny sírové. Zásobní nádoba na zředěnou kyselinu sírovou je dimenzována na obsah přibližně 30,28 m³.

Přívod:

Recyklovaná zředěná kyselina: 85,05 kg/min. (8 hodin/den, 5 dní/týden)

Připravená zředěná kyselina: 16,33 kg/min. (8 hodin/den, 5 dní/týden).

Připravená voda: 24,5 kg/min. (8 hodin/den, 5 dní/týden).

Výstup:

Kapalina do komory 3 předběžného zpracování: 113,4 kg/min. (8 hodin/den, 5 dní/týden)

-22CZ 291732 B6

Kapalina do neutralizační nádoby 8 zředěné kyseliny sírové: 12,43 kg/min. (8 hod./den, dní/týden)

Specifikace:

Zásobní nádoba na zředěnou kyselinu sírovou je zhotovena z kyselinovzdomé. speciální izo- pryskyřice, s víkem a postranními průlezy a žebříky, povlečenými epoxidovou pryskyřicí.

Zásobní nádoba na zředěnou kyselinu sírovou má kapacitu 30,28 m³.

První šroubový lis (vztah, značka 5A)

Popis:

Neutralizovaná vsázka se odvádí z komory předběžného zpracování 3 do prvního šroubového lisu ry chlostí 132,3 kg za minutu. Řízená rychlost komprese umožňuje odstranit 60% až 80% zředěné kyseliny sírové rychlostí přibližně 85,05 kg za minutu (na základě odstraňování 75 % vlhkosti). Zředěná kyselina sírová se pak vrací do zásobní nádoby na zředěnou kyselinu sírovou pro opětné použití. Působením šroubového lisu se lisují tuhé materiály, které se pak rozemelou na prášek a dopravují mísícím šnekovým dopravníkem do druhého šroubového lisu 5 za přítoku vody, aby se materiál promýval a transportuje se do druhého šroubového lisu 5B.

Přívod:

132,32 kg/min (8 hod./den, 5 dní/týden)

Výstup:

Kapalina do zásobní nádoby na zředěnou kyselinu sírovou: 85,05 kg/min. (8 hod./den, 5 dní/týden).

Tuhý materiál do druhého šroubového lisu: 47,17 kg/min. (8 hod./den, 5 dní/týden).

Specifikace:

První šroubový lis je zhotoven z materiálů, vzdorujících korozi, má mít retenční dobu přibližně 10 minut. Vyžaduje se vytlačení minimálně 60 % kapaliny.

Druhý šroubový lis (vztah, značka 5B)

Popis:

Neutralizovaná vsázka se dopravuje z prvního šroubového lisu 5A do druhého šroubového lisu rychlostí 47,17 kg za minutu. Voda se čerpá ze zásobní nádoby vody 29B do šnekového dopravníku rychlostí 84,89 kg za minutu a míchá s tuhým materiálem z prvního šroubového lisu 5 A. Směšování tuhého materiálu a vody umožňuje, aby se z tuhého materiálu odstranily poslední stopy kyseliny sírové. Druhý šroubový lis směs slisuje a umožní odstranit 60 % až 80 % vody rychlostí přibližně 85,05 kg za minutu. Voda se pak vrací do zásobní nádoby 29B vody. Působením druhého šroubového lisu se tuhý materiál slisuje a ten se pak rozmělní na prášek a dopraví do sušičky 6.

Přívod:

Tuhý materiál z prvního šroubového lisu 5A: 47,17 kg/min. (8 hod./den, 5 dní/týden).

-23CZ 291732 B6

Voda ze zásobní nádoby 29B: 85,05 kg/min. (8 hod./den, 5 dní/týden).

Výstup:

Tuhý materiál do sušičky 6: 47,17 kg/min. (8 hod./den, 5 dní/týden).

Voda do zásobní nádoby vody 29B: 85,05 kg/min. (8 hod./den, 5 dní/týden).

Specifikace:

Sekundární šroubový lis je zhotoven z materiálů, vzdorujících korozi a má mít retenční dobu přibližně 10 minut. Vyžaduje se vytlačení minimálně 60 % kapaliny.

Sušička (vztah, značka 6)

Popis:

Materiál se přijímá rychlostí přibližně 47,17 kg za minutu z druhého šroubového lisu 5B s obsahem vlhkosti přibližně 30 % až 50 %. Sušička má rychlost toku a kapacitu 4 tuny za hodinu při produkci produktu s obsahem vlhkosti přibližně 5 % až 10 %. Vysušený materiál má mírně chuchvalcovitou konzistenci. Vysušený materiál se potom pneumaticky dopraví do provozní zásobní nádoby 7 vsázky.

Přívod:

Tuhý materiál z druhého šroubového lisu 5B: 47,17/min. (8 hod./den, 5 dní/týden).

Výstup:

Tuhý materiál do provozní zásobní nádoby 7 vsázky: 20,41 kg/min. (8 hod./den, 5 dní/týden).

Kapalina, ztracená při sušení: 26,80/min. (8 hod./den, 5 dní/týden).

Specifikace:

Průchozí výkon 4,00 tuny za hodinu.

Dodržování stanovených požadavků na atmosféru, teplotu a retenční dobu, v mezích, proměnných podle požadavků na vlastní sušení a chlazení.

Dostupné ovládáním atmosféry vícenásobnými větráky, vzduchovými uzávěry a vnitřním potrubním systémem.

Tkaná nebo žlábkovaná ochranná krycí konstrukce vhodná pro produkovanou směs.

Standardní stavba (není vyžadovaná stavba potravinářské jakosti).

Dvě konstrukce pro průchod materiálu, rozdělené na zóny s plně řízeným sušením, mícháním produktu za účelem jeho stejnorodosti a kontrolou tepelných ztrát.

Zásobní nádoba vsázky (vztah, značka 7)

-24CZ 291732 B6

Popis:

Zpracovávaná vsázka se pneumaticky dopravuje ze sušičky 6 do zásobní nádoby rychlostí 20,41 kg za minutu. Nádoba je konstruována na skladování 25 tun vsázky (okolo dvou a půl (2 */₂) denní dávky). Materiál se dopravuje do systému 12 hydrolýzy přesnou rychlostí 12,61 kg za minutu.

Přívod:

Tuhý materiál ze sušičky 6: 20,41 kg/min. (8 hod./den, 5 dní/týden).

Výstup:

Tuhý materiál do systému 12 hydrolýzy: 12,61 kg/min. (24 hod./den, 5 dní/týden, alternativně jedna hodina provoz a jedna hodina pracovní klid).

Specifikace:

Zásobní nádoba vsázky je zhotovena z 12 kalibrovaných plechů, vzdorujících korozi, ze svařitelné oceli a má kapacitu na asi 2 *A dne zásobního prostoru (při použiti 6,80 kg/28,32 l jako standardu).

Skladovací kapacita může velmi záviset na hustotě vsázky, umístěné v silu. Silo by mělo udržovat 5% až 10% obsah vlhkosti, požadovaný pro vsázku.

Neutralizační nádoba zředěné kyseliny sírové (vztah, značka 8)

Popis:

Roztoky těžkých kovů a usazenina částic na dně zásobní nádoby 4 na zředěnou kyselinu sírovou. Zředěná kyselina sírová (1% až 2% koncentrace) společně s kontaminanty se čerpá ode dna zásobní nádoby 4 na zředěnou kyselinu sírovou do neutralizační nádoby zředěné kyseliny sírové rychlostí 12,47 kg za minutu. V týdenním režimu se na kontaminový roztok kyseliny působí 462,67 kg vápna. Vápno reaguje s kyselinou, přičemž zachycuje těžké kovy a vytváří sádru. Kapalina se čerpá do pásového lisu 10 na sádru rychlostí 64,77 kg za minutu.

Přívod:

Roztok ze zásobní nádoby 4 na zředěnou kyselinu sírovou 12,47 kg/min. (8 hod./den, 5 dní/týden).

Vápno ze zásobní nádoby 9 na vápno: 462,67 kg vápna se ručně přidá do nádoby jednou za týden. Protože celých 462,67 kg se přidá najednou, v průměru se přidává 0,95 kg/min. (8 hod./den, 1 den na konci týdne).

Výstup:

Roztok do pásového lisu 10 na sádru: 64,77 kg/min, (8 hod./den, 1 den na konci týdne).

Specifikace:

Speciální izo-pryskyřice vršek a postranní průlezy, žebřík bez klece, opatřený epoxidovou vrstvou, s kapacitou 30,28 m³, s nominálními 3,149 m vnitřního průměru x 5,054 m výšky, s minimálně čtyřmi přídržnými oky a zdvihacími nohami.

-25CZ 291732 B6

Zásobní nádoba na vápno (vztah, značka 9)

Popis:

Tato nádoba skladuje vápno pro periodickou neutralizaci a zachycení těžkých kovů ze zředěné kyseliny sírové. Vápno bud, v kapalné nebo suché formě se ručně přidává do neutralizační nádoby 8 zředěné kyseliny sírové přibližnou rychlostí 0,952 kg za minutu (462,67 kg za týden).

Přívod:

Vápno: Nahrazováno podle potřeby.

Výstup:

Vápno do neutralizační nádoby 8 zředěné kyseliny sírové: 462,67 kg suchého vápna se manuálně přidává do neutralizační nádoby 8 zředěné kyseliny sírové jednou týdně. Protože všech 462,67 kg se přidá najednou, v průměru, je vápno přidáváno 0,966 kg/min. (8 hod/den, jeden den na konci týdne).

Specifikace:

Je-li vápno nakupováno v sypném stavu, nádoba uskladni 680,40 kg vápna v suché formě s ručním vykládacím žlabem. Je-li nakupováno v pytlích, nádoba se vynechá a pytle suchého vápna se nastohují do palet.

Pásový lis na sádru (vztah, značka 10)

Popis:

Kapalina se čerpá z neutralizační nádoby 8 na kyselinu sírovou do pásového lisu na sádru rychlostí 64,77 kg za minutu. Sádra se odděluje z neutralizované kapaliny a dopravuje do skladovací nádoby rychlostí 1,769 kg za minutu. Neutralizovaná kapalina se čerpá rychlostí 61,96 kg za minutu do zásobní nádoby 11 neutralizované vody.

Přívod:

Roztok z neutralizační nádoby 5 zředěné kyseliny sírové: 64,77 kg/min. (8 hod./den, 1 den na konci týdne).

Výstup:

Sádra 1,769 kg/min. (8 hod./den, 1 den na konci týdne).

Voda do zásobní nádoby 11 neutralizované vody: 63,00 kg/min. (8 hod./den, 1 den na konci týdne).

Specifikace:

Vysokotlaký pásový lis s válci s mezerami k odvodnění neutralizované směsi a oddělení vody od sádry. Produkuje produkt s obsahem vlhkosti maximálně 50 %.

Zásobní nádoba neutralizované vody (vztah značka 11).

-26CZ 291732 B6

Popis:

Filtrovaná kapalina ze zásobní nádoby 29A vody a z pásového lisu 10 na sádru se přivádí do zásobní nádoby neutralizované vody, když je vyžadováno udržovat rovnováhu zředěné kyseliny sírové, požadovanou pro předběžné zpracování. Zásobní nádoba neutralizované vody má kapacitu 11,355 m³.

Přívod:

Voda z pásového lisu 10 na sádru: 61,96 kg/min. (8 hod./den, 1 den na konci týdne).

Voda ze zásobní nádoby 29A vody: 12,06/min. (8 hod./den, 5 dní/týden).

Výstup:

Voda do zásobní nádoby 4 na zředěnou kyselinu sírovou: 24,49 kg/min. (8 hod./den, 5 dní/týden).

Specifikace:

Izoftalová pryskyřice, vršek a postranní průlezy, žebříky, povlečené epoxidovou pryskyřicí (bez klece), dimenzovaná na uskladnění 30,28 m³ o nominálních rozměrem 2,286 m vnitř, průměru x 3,048 m výšky. Ploché dno s minimálně čtyřmi přídržnými oky a zvedacími nohami.

Systém hydrolýzy (hydrolyzér) (vztah, značka 12)

Popis:

Účel systému pro hydrolýzu je rozštěpit tuhou vsázku na celulózu a hemicelulózu. Vsázka se přepravuje ze zásobní nádoby buď 2 nebo 1B vsázky rychlostí 12,61 kg za minutu. Koncentrovaná kyselina sírová (koncentrace 70 %) se automaticky vstřikuje do hydrolyzéru rychlostí 12,61 kg za minutu ze zásobní nádoby 30 koncentrované kyseliny sírové. V kontinuálním napájecím systému se vsázka a kyselina sírová kontinuálně míchá s dobou zdržení přibližně deset minut. Oba materiály tvoří gel, který se z hydrolyzéru vyprazdňuje rychlostí 25,22 kg za minutu do varné nádoby 13. Hydrolyzér se automaticky proplachuje 88 °C horkou vodou, aby se jednotka vyčistila a odplavila jakákoli zbývající rezidua do varné nádoby. Trvá to okolo jedné hodiny než proteče vsázka systémem hydrolýzy, systém se propláchne a varná nádoba 13 se naplní. Systém hydrolýzy při práci, trvající jednu hodinu, naplní jednu varnou nádobu. Pak systém jednu hodinu nečinně stojí než začne plnit znovu druhou varnou nádobu.

Přívod:

Vsázka ze zásobní nádoby 7 nebo 1B vsázky: 12,61 kg/min. (24 hodin/den, 5 dní/týden, alternativně jedna hodina činnosti a jedna hodina nečinnosti).

Koncentrovaná kyselina sírová ze zásobní nádoby 30 koncentrované kyseliny sírové: 12,61 kg/min. (24 hodin/den, 5 dní/týden, alternativně jedna hodina činnosti a jedna hodina nečinnosti).

-27CZ 291732 B6

Výstup:

Gel do varné nádoby 13: 25.22 kg/min. (24 hodin/den, 5 dní/týden, alternativně jedna hodina činnosti a jedna hodina nečinnosti).

Specifikace:

Systém pro hydrolýzu sestává ze šnekového dopravníku se spolehlivě těsným žlabem.

Komora je zhotovena z materiálu vzdorujícího kyselinám a korozi a dobře těsnícího.

Dopravovaný materiál má retenční dobu 10 minut v systému pro hydrolýzu a je podle toho dimenzován (okolo 4,572 m délky). Systém pro hydrolýzu má přibližnou kapacitu 25,22 kg/min.

Varná nádoba (velikost 2) (vztah, značka 13)

Popis:

Každá varná nádoba pracuje nezávisle, je vyrobena z polyetylenové pryskyřice a každá je dimenzována na 4,731 m³ (přibližně 1,829 m v průměru při výšce 2,032 m).

Každý tank je vybaven míchadly a sledováním teploty k jejímu udržování na 95 °C až 99 °C, což je přibližná teplota, požadovaná pro reakci. Každý tank je zakryt 5,08 cm silnou polyuretanovou izolací k minimalizaci tepelných ztrát. Hydrolyzovaný materiál je vložen do 2,990 m³ 88 °C teplé vody. Voda teče do varné nádoby z ohřívače 32 vody rychlostí 50,35 1 za minutu. Poměr produktu ve varné nádobě k vodě je dva díly ke 4 dílům vody, jednomu dílu kyseliny sírové o koncentraci 70% a jednomu dílu vsázky. Doba zdržení ve varné nádobě je dvě hodiny plus jedna hodina plnicí doby a jedna hodina vypouštěcí doby. Záměrem dvou hodin doby zdržení je pozdější rozštěpení materiálu vsázky a konverze celulózy na cukry. Na konci dvou hodin periody zdržení se nádoba vyprázdní rychlostí 75,61 kg za minutu do zásobní nádoby č. 1 14. Po vyprázdnění je pak nádoba připravena k přijmutí produktu ze systému 12 hydrolýzy.

Přívod:

Gel ze systému 12 hydrolýzy: 25,22 kg/min. (24 hod./den, 5 dní/týden, alternativně jedna hodina činnosti, jedna hodina klid).

Voda z ohřívače 32 vody: 50,34 kg/min. (24 hod./den, 5 dní/týden, alternativně jedna hodina činnosti, jedna hodina klid).

Výstup:

Kapalný produkt do zásobní nádoby 14 č. 1: 75,61 kg/min. (24 hod./den, 5 dní/týden, alternativně jedna hodina činnosti a jedna hodina klid).

Specifikace:

1,83 m vnitřní průměr x 2,03 m výška, Izo-pryskyřice, vypouklé dno, ocelové nohy pro 0,609 m světlé výšky, přírubový vršek, spodní víko na w -šrouby, 45,7 cm QA-průlez, ocelová suportová sestava míchadel, sledování teploty k jejímu udržování na 88 °C a 2 palce silná polyuretanová izolace.

-28CZ 291732 B6

Zásobní nádoba č. 1 (vztah, značka 14)

Popis:

Každá varná nádoba 13 se vyprazdňuje do tohoto tanku rychlostí 75,61 kg za minutu po dobu jedné hodiny. Dodržením doby zdržení varné nádoby 13 nastává zpoždění jedna hadina mezi dvěma plněními zásobní nádoby č. 1. Zásobní nádoba umožňuje chlazení materiálu a naplnění varné nádoby novým materiálem. Tank má kapacitu 2,271 m a je zhotoven z polyetylénu a bez izolace. Tank je při ustáleném toku dimenzován k vypouštění do filtračního lisu 15 rychlostí 37,78 kg za minutu.

Přívod:

Kapalina z varné nádoby 13.: 75,61 kg/tnin. (24 hod./den, 5 dní/týden, alternativně jedna hodina provozu, jedna hodina klidu).

Výstup:

Kapalina do filtračního lisu 15: 37,64 kg/min. (24 hod./den, 5 dní/týden).

Specifikace:

1,067 m vnitřní průměr x 2,083 m výška, ízo-pryskyřice, 30° kuželovité dno, ocelové nohy o světlé výšce 0,609, kopule (uzavřená), vršek w/ 45,7 cm QA průlez. Ploché dno s minimálně čtyřmi přídržnými oky a zvedacími nohami.

Filtrační lis (vztah, značka 15).

Popis:

Materiál ze zásobní nádoby č. 1 14 se čerpá do filtračního lisu rychlostí 37,65 kg za minutu. Membránový filtrační lis se používá k odstraňování suspendovaného tuhého materiálu z kapalné směsi. Výsledná tuhá fáze obsahuje přibližně 30 až 50 % vlhkosti a převádí se rychlostí 2,358 kg za minutu do zásobní nádoby A ligninu, kde setrvá do propírání. Kapalný materiál z lisu se čerpá rychlostí 35,38 kg za minutu do zásobní nádoby 16 regenerované kyseliny.

Přívod:

Kapalina ze zásobní nádoby č. 1 Γ4: 37,65 kg/min. (24 hod./den, 5 dní/týden).

Výstup:

Tuhý materiál do zásobní nádoby A ligninu: 2,358 kg/min. (24 hod./den, 5 dní/týden).

Kapalina do zásobní nádoby 16 regenerované kyseliny: 35,38 kg/min. (24 hod./den, 5 dní/týden).

Specifikace:

Membránový filtrační lis k přijetí 37,65 kg/min. Komplet s rámem lisu, PLC řídicím systémem, odkapávacím žlabem, svazkem membránových desek s ručním - automatickým řízením včetně panelu, vodičových spojů atd.

Zásobní nádoba regenerované kyseliny (vztah, značka 16)

-29CZ 291732 B6

Popis:

Kapaliny z filtračního lisu 15 se čerpají do zásobní nádoby regenerované kyseliny rychlostí 35,38 kg za minutu. Zásobní nádoba regenerované kyseliny umožňuje regeneračnímu systému 17 kyseliny pracovat 24 hodin denně, sedm dní v týdnu (stanice pro předběžné zpracování a systém pro hydrolýzu pracují 5 dní v týdnu). Zásobní nádoba regenerované kyseliny je konstruována na pojmutí 71,91 m³ (dvoudenní penzum) kapalného produktu pro regenerační systém 17 kyseliny. Zásobní nádoba těchto rozměrů jednoduše umožňuje pracovat regeneračnímu systému kyseliny o víkendech. Kapalný produkt se čerpá do regeneračního systému 17 kyseliny rychlostí 25,31 kg za minutu.

Přívod:

Kapalina z filtračního lisu 15: 35,38 kg/min. (24 hod./den, 5 dní/týden).

Výstup:

Kapalina z regeneračního systému 17 kyseliny: 35,31 kg/min. (24 hod./den, 7 dní/týden).

Specifikace:

3,581 m vnitřní průměr x 7,366 m výška, Izo pryskyřice vršek a postranní průlezy, epoxidovou pryskyřicí povrchově upravený žebřík (bez klece). Ploché dno s minimálně čtyřmi přídržnými oky a zvedacími nohami.

Regenerační systém kyseliny (vztah, značka 17)

Popis:

Kapaliny ze zásobní nádoby 16 regenerované kyseliny se čerpají do regeneračního systému kyseliny rychlostí toku 25,31 kg za minutu. Voda je také přiváděna do regeneračního systému kyseliny ze zásobní nádoby 29A vody rychlostí 53,52 kg za minutu. V regeneračním systému kyseliny, se regeneruje asi 96 až 99 % kyseliny sírové a asi 92 až 99 % cukrů a rozdělují se do dvou zřetelných toků produktů. Roztok kyseliny sírové (nyní zkoncentrovaný na 5% kyselinu sírovou) se čerpá rychlostí 52,71 kg za minutu do odparky 18. Pracuje-li systém předběžného zpracování, přivádí se roztok kyseliny do zásobní nádoby 4 na zředěnou kyselinu sírovou rychlostí 16,33 kg za minutu a do odparky rychlostí 36,29 kg za minutu. Roztok cukru, zkoncentrovaný na 9 až 12 % cukru, se čerpá rychlostí 26, 35 kg za minutu do zásobní nádoby č. 2 19 pro pozdější zavedení do reverzního osmotického filtru 20.

Přívod:

Kapalina ze zásobní nádoby 16 regenerované kyseliny 25,31 kg/min. (24 hod./den, 7 dní/týden).

Voda ze zásobní nádoby vody 29A: 53,75 kg/min. 24 hod./den, 7 dní/týden).

Výstup:

Roztok cukru do zásobní nádoby č. 2 19: 26,35 kg/min. (24 hod/den, 7 dní/týden).

Roztok kyseliny do odparky 18: 52,62 kg/min. (mezi 8-24 hod. 5 dní/týden a 24 hod./den přes víkend).

Proces předběžného zpracování během 8 hodin činnosti:

-30CZ 291732 B6

Přívod:

Kapalina ze zásobní nádoby 16 regenerované kyseliny 25,31 kg/min. (24 hod./den, Ί dní/týden).

Voda ze zásobní nádoby vody 29A: 53,75 kg/min. (24 hod./den, 7 dní/týden).

Výstup:

Roztok cukru do zásobní nádoby č. 2 19: 26,35 kg/min. (24 hod/den, 7 dní/týden).

Roztok kyseliny do odparky 18: 36,29 kg/min. (mezi 0-8 hod., 5 dní/týden).

Roztok kyseliny do zásobní nádoby 4 na zředěnou kyselinu sírovou: 16,33 kg/min. (0 až 8 hod.,5 dní/týden).

Specifikace:

Iontoměničový systém, konstruovaný pro zpracování vodného roztoku kyseliny a cukru na 24 hodin/den, 7 dní/týden, je dosažitelný od Advanced Separation Technologies Incorporated, Lakeland, Florida (Model No. ISEP LC2000). Byla použita silně acidofilní iontoměničová pryskyřice (Finex 5C16G, rozmění 310 mikronů) od Advanced Separation Technologies.

Odparka (vztah, značka 18)

Popis:

Roztok kyseliny se čerpá rychlostí 52,71 kg za minutu z regeneračního systému 17 kyseliny. Voda se vypařuje z kyseliny sírové, tím se umožňuje vrátit koncentraci kyseliny na 70% (její původní stav). Koncentrovaná kyselina se čerpá rychlostí 3,765 kg za minutu do zásobní nádoby 30 koncentrované kyseliny sírové pro opětné použití. Vypařená voda se zachycuje a kondenzuje u odparky a přivádí rychlostí 48,94 kg za minutu do zásobní nádoby 29 vody pro opětné použití. Během 8 hodin, když probíhá proces předběžného zpracování, jsou na této stanici tato množství:

1) přítok roztoku kyseliny: 36,29 kg za minutu,

2) odtok koncentrované kyseliny 2,58 kg za minutu

3) odtok vody 33,79 kg za minutu.

Přívod:

Roztok kyseliny z regeneračního systému 17 kyseliny: 52,71 kg/min. (8 až 24 hod. /den, 5 dní/týden a 24 hod. /den o víkendech).

Výstup:

Koncentrovaný roztok kyseliny do zásobní nádoby 30 koncentrované kyseliny sírové: 3,765 kg/min. (8 až 24 hod./týden, 5 dní/týden a 24 hod./den o víkendech).

Voda do zásobní nádoby 29 vody: 48,94 kg za minutu (8 až 24 hod., 5 dní/týden a 24 hod./den o víkendech).

Proces předběžného zpracování během 8 hodin činnosti:

-31 CZ 291732 B6

Přívod:

Roztok kyseliny z regeneračního systému 17 kyseliny: 36,29 kg/min. (0 až 8 hod., 5 dní/týden).

Výstup:

Koncentrovaný roztok kyseliny do zásobní nádoby 30 koncentrované kyseliny sírové: 2,585 kg/min. (0 až 8 hod., 5 dní/týden).

Voda do zásobní nádoby 29 vody: 33,79 kg/min. (0 až 8 hod., 5 dní/týden).

Specifikace:

Desková nebo rovnocenná odparka k odstranění H₂O z kyseliny v proudu kapaliny, vracející koncentraci H₂SC>4 na minimálně 70 %.

Zásobní nádoba č. 2 (vztah, značka 19)

Popis:

Roztok cukru se čerpá z regeneračního systému 17 kyseliny rychlostí 26,35 kg za minutu do zásobní nádoby č. 2. Nádoba je konstruována na přijetí vodného roztoku cukru z regeneračního systému 17 kyseliny a poskytuje zdroj kontinuálního toku roztoku do reverzního osmotického filtru 20. Roztok cukru se čerpá ze zásobní nádoby (kapacita 2,271 m³) do reverzního osmotického filtru rychlostí 26,35 kg za minutu.

Přívod:

Roztok cukru z regeneračního systému 17 kyseliny: 26,35 kg/min. (24 hod./den, 7 dní/týden).

Výstup:

Roztok cukru do reverzního osmotického filtru 20: 26,35 kg/min. (24 hod./den, 7 dní/týden).

Specifikace:

1,219 m vnitřní průměr x 2,032 m výška, Izo-pryskyřice, ploché dno uzavřený vršek s 45,72 cm průlezem. Ploché dno s minimálně čtyřmi přídržnými oky a zvedacími nohami.

Reverzní osmotický filtr (vztah, značka 20)

Popis:

Roztok cukru se čerpá ze zásobní nádoby č. 2 19 do reverzního osmotického filtru rychlostí 26,35 kg za minutu. Účelem reverzního osmotického filtruje zvýšit koncentraci cukru v roztoku. Filtr zvýší koncentraci cukru z 1 % cukru na asi 20 % cukru. Roztok cukru se pak čerpá do čpavkového apH vyrovnávacího systému rychlostí 15,47 kg za minutu. Extrahovaná voda se čerpá do zásobní nádoby 29A vody rychlostí 10,88 kg za minutu.

Přívod:

Roztok cukru ze zásobní nádoby č. 219: 26,35 kg/min. (24 hod./den, 7 dní/týden).

-32CZ 291732 B6

Výstup:

Roztok cukru do čpavkového apH vyrovnávacího systému 21: 15,42kg/min. (24hod./den, 7 dní/týden).

Voda do zásobní nádoby 29A vody: 10,88 kg/inin. (24 hod./den, Ί dní/týden).

Specifikace:

Nanofiltrační systém, konstruovaný specificky ktomu účelu, aby koncentroval vodný roztok cukru.

Čpavkový a pH vyrovnávací systém (vztah, značka 21)

Popis:

Čpavkový a pH vyrovnávací systém zahrnuje zásobní nádobu amoniaku a in-line injektory pro zavádění amoniaku do roztoku cukru. Roztok cukru se čerpá z reverzního osmotického filtru 20 do čpavkového apH vyrovnávacího systému rychlostí 15,42 kg za minutu. Přesná množství amoniaku se automaticky vstřikují do roztoku přibližnou rychlostí 21,32 g za minutu, přitom se pečlivě sleduje rovnováha pH. Amoniak stabilizuje rovnováhu pH okolo šesti (6), čímž vytváří prostředí pro reakci bakterií kyseliny mléčné s cukry. Celý proces se odehrává tak, že roztok vtéká rychlostí 15,42 kg za minutu do injekčního systému 22 bakterií kyseliny mléčné.

Přívod:

Roztok cukru z reverzního osmotického filtru 20: 15,42 kg/min (24 hod/den, 7 dní/týden).

Amoniak ze zásobní nádoby amoniaku: 45,36 g/min. (24 hod./den, 7 dní/týden).

Požadavek na dodávaný amoniak: 219,54 kg/týden.

Výstup:

Amoniakální roztok cukru do injekčního systému 22 bakterii kyseliny mléčné: 15,42 kg/min. (24 hod./den, 7 dní/týden).

Specifikace:

Hodnota řídicí jednotky, aby vstřikovala přesné množství amoniaku do linie toku cukru, vody a stop kyseliny. Jednotka zahrnuje senzory rovnováhy pH, informující řídicí injektor, aby přidal do toku amoniak, vyrovnávající rovnováhu pH.

Injekční systém bakterií kyseliny mléčné (vztah, značka 22)

Popis:

Injekční systém bakterií kyseliny mléčné je on line systém, podobný čpavkovému apH vyrovnávacímu systému 21. Injekční systém bakterií kyseliny mléčné sestává ze zásobní nádoby bakterií kyseliny mléčné a injektoru in line pro zavádění bakterií kyseliny mléčné do amoniakálního roztoku cukru. Roztok cukru se čerpá z čpavkového a pH vyrovnávacího systému 21 do injekčního systému rychlostí 15,42 kg/min. Přesná množství bakterií kyseliny mléčné se automaticky vstřikují do roztoku přibližnou rychlostí 0,385 kg za minutu. Celý proces vstřikování

-33 CZ 291732 B6 bakterií kyseliny mléčné se odehrává při proudění roztoku rychlostí 15,876 kg za minutu do zásobní nádoby č. 3 23.

Přívod:

Amoniakální roztok cukru ze čpavkového a pH vyrovnávacího systému 21.: 15,42 kg/min.

(24 hod./den, 7 dní/týden).

Bakterie kyseliny mléčné ze zásobní nádoby:

0,386 kg/min. (24 hod./den, 7 dní/týden).

Požadované připravené bakterie kyseliny mléčné: Jako dosud neurčené. Mohou-li být všechny bakterie zachyceny filtračním systémem 25, je požadováno velmi málo připravených bakterií.

Výstup:

Amoniakální roztok cukru a bakterií do zásobní nádoby, č. 3 23: 15,87 kg/min. (24 hod./den, 7 dní/týden).

Specifikace:

Hodnota řídicí jednotky ke vstřiknutí přesných množství bakterií do linie toku vodného roztoku cukru pro kvašení. Kapacita 3,785 m³, 1,829 m vnitřní průměr x 1,676 m výška, izo-pryskyřice, ploché dno, uzavřený vršek, žebřík povrchově upravený epoxidovou pryskyřicí (bez klece).

Zásobní nádoba č. 3 (vztah, značka 23)

Popis:

Amoniakální roztok cukru a bakterií se čerpá z injekčního systému 22 bakterií kyseliny mléčné rychlostí 15,87 kg za minutu do zásobní nádoby č. 3.

Zásobní nádoba je konstruována na uskladnění 11,355 m³ roztoku. Rozměry zásobní nádoby umožňují plnit kvasnou nádobu 24 celodenní dávkou roztoku ve 12 hodinách. Roztok se čerpá ze zásobní nádoby č. 3 do kvasné nádoby 24 rychlostí 31,75 kg za minutu po dobu 12 hodin.

Přívod:

Amoniakální roztok cukru a bakterií z injekčního systému 22 bakterií:

15,87 kg/min. (24 hod./den, 7 dní/týden).

Výstup:

Amoniakální roztok cukru a bakterií ze zásobní nádoby č. 3 24: 31,75 kg/min. (12hod./den, 7 dní/týden).

Specifikace:

Kapacita 11,355 m³, 2 286 m vnitřní průměr x 3,073 m výška, prem/izo- pryskyřice, w/Nexus veil, včetně 60,96 cm postranních a horních průlezů a žebřík, povrchově upravený epoxidovou pryskyřicí (bez klece).

-34CZ 291732 B6

Kvasná nádoba (velikost 3) (vztah, značka 24)

Popis:

Amoniakální roztok cukru a bakterií, se přivádí ze zásobní nádoby č. 3 23 rychlostí 31,75 kg za minutu do kvasné nádoby. Kvasná nádoba má kapacitu 24,602 m³. Když je kvasná nádoba naplněna, směs se zahřívá na asi 25 až 50 °C, aby začala kvasná reakce. Během kvasného procesu,; se cukry konvertují bakteriemi kyseliny mléčné na kyselinu mléčnou. Jakmile reakce začne probíhat, generuje se teplo. K udržení teploty směsi na asi 25 až 50 °C se využívá chladicí had 27 a tím se zabraňuje vystupňování teploty. Po skončení kvašení v kvasné nádobě se zkvašený roztok čerpá do filtru bakterií kyseliny mléčné a zásobní nádoby 25 rychlostí 190,42 kg za minutu po dobu asi 2 hodin. Kvasná nádoba je pak vyčištěna párou a připravena pro další dávku.

Přívod:

Amoniakální roztok cukru a bakterií ze zásobní nádoby č. 3 23): 31,75 kg/min. (12hod./den, 7 dní/týden).

Výstup:

Zkvašený roztok do filtru a zásobní nádoby 25: 190,42 kg/min. (2 hod./den, 7 dní/týden).

Specifikace:

Kapacita 24,602 m³, 3,150 m vnitřní průměr x 3,353 m výška izo-- pryskyřice, ploché dno, uzavřený vršek, 60,96 cm postranní a horní průlezy a žebřík, povrchově upravený epoxidovou pryskyřicí (bez klece).

Filtr bakterií kyseliny mléčné a zásobní nádoba (vztah, značka 25)

Popis:

Filtr bakterií kyseliny mléčné a zásobní nádoba sestává z odlučovacího filtru k zachycení bakterií a jejich vrácení do injekčního systému 22 bakterií kyseliny mléčné a zásobní nádoby k regulaci toku do aparatury 26 pro výrobu kyseliny mléčné a dát k dispozici krátkou dobu pro vyprázdnění kvasné nádoby 24 (přibližně 2 hodiny). Roztok kyseliny mléčné se čerpá z kvasné nádoby 24 do bakteriálního filtru rychlostí 190,42 kg za minutu. Odlučovací filtr odstraňuje bakterie z roztoku a čerpá je do injekčního systému 22 rychlostí 4,63 kg za minutu. Zbývající roztok kyseliny mléčné se čerpá do zásobní nádoby rychlostí 185,79 kg za minutu. Bakteriální filtr a zásobní nádoba regulují proud roztoku kyseliny mléčné do aparatury 26 pro výrobu kyseliny mléčné na rychlost 15,42 kg za minutu.

Přívod:

Roztok z kvasné nádoby 23: 190,42 kg/min. (2 hod./den, 7 dní/týden).

Výstup:

Bakterie do injekčního systému 22 bakterií kyseliny mléčné: 4,63 kg/min. (2 hod./den, 7 dní/týden).

-35CZ 291732 B6

Specifikace:

Kapacita 24,602 m³, 3,150 m vnitřní průměr x 3,353 m výška, izo- pryskyřice, ploché dno, uzavřený vršek, 60,96 cm postranní a horní průlezy a žebřík, povrchově upravený epoxidovou pryskyřicí (bez klece).

Aparatura pro výrobu kyseliny mléčné (vztah, značka 26)

Popis:

Aparatura pro výrobu kyseliny mléčné může být pro kontinuální postup a/nebo aparatura pro koncentrování a čištění kyseliny mléčné, vyrobené kvasným procesem. Například, roztok kyseliny mléčné, získaný kvasným procesem, se může zpracovat vápnem a koncentrovat v sušičce 18. pak čerpat do krystalizačních mís, kde se mohou získat krystaly mléčnanu vápenatého. Ke koncentrování a čištění ky seliny mléčné, vyrobené kvasným procesem, se mohou výhodně využít iontoměniČové pryskyřice. Například se mohou využít iontoměničové pryskyřice Amberlite, dosažitelné od Sigma Chemical Co., St. Louis, MO. Výhodněji se může také využít aparatura, popsaná například v US patentech č. 4 522 726 a 4 764 276, jejichž obsahy jsou zde plně včleněny do odkazů, které umožňují kontinuální koncentrování a čištění kyseliny mléčné z kvasného roztoku.

Chladicí had (vztah, značka 27).

Popis:

Chladicí had je svou podstatou výměník tepla pro ohřev a odebírání tepla z kvasné nádoby 24. Had využívá tepla ,páry z kotle k započetí kvasné reakce. Po začátku reakce využívá chladicí had studenou vodu z nádrže k odebírání tepla z kvasné nádoby. Chladicí had udržuje teplotu v kvasné nádobě 24 na asi 25 až 50 °C.

Přívod:

Voda z nádrže: Podle požadavků (24 hod./den, 7 dní/týden).

Pára z kotle: 35155 kg/m² podle požadavků.

Výstup:

Voda do laguny: podle požadavků (24 hod./den Pára do kotle 35155 kg/m² podle požadavků.

Specifikace:

Požadavky na vodu pro chladicí had se uspokojují jak žádáno. Požadavky na páru z kotle pro chladicí had se poskytují jak žádáno.

Zásobní nádoba kyseliny mléčné (vztah, značka 28)

Popis:

Regenerovaná kyselina mléčná se čerpá do zásobní nádoby kyseliny mléčné rychlostí 2,086 kg za minutu (při užití 03785 m³ na tunu suché vsázky jako standardu). Zásobní nádoba kyseliny mléčné se vyprazdňuje každý týden do pojízdného tankeru přibližnou rychlostí 154,22 kg za minutu. Všechny skladovací tanky mají certifikát ASME a splňují jakékoliv a všechny státní a místní zákonné předpisy a průmyslové směrnice právě tak jako EPA a všech ostatních iniciativ

-36CZ 291732 B6 ochrany životního prostředí. S ohledem na obsažený materiál je specifikována 110% bariéra, stanovena předpisy a směrnicemi, pro zachycení všech vyteklých materiálů nebo odkalovadel materiálů.

Přívod:

Kyselina mléčná ze systému 26 pro její výrobu:

2,086 kg/min. (24 hod./den, 7 dní/týden).

Výstup:

Kyselina mléčná do pojízdného tankeru: 154,22 kg/min.(2 hod./den, jednou za týden).

Specifikace:

3,149 m vnitřní průměr x 4,089 m výška, Prémium 470 izopryskyřice, ploché dno, uzavřený vršek, postranní a horní průlezy s žebříkem, povrchově upraveným epoxidovou pryskyřicí. Ploché dno s minimálně čtyřmi přídržnými oky a zvedacími nohami.

Zásobní nádoba vody (vztah, značka 29A)

Popis:

Čistá voda, užitá v procesu výroby kyseliny mléčné při předběžném zpracování a v zařízení se shromažďuje v zásobních nádobách vody. Vodu lze čerpat do různých míst, jak je třeba. Přibližné průtoky vody jsou uvedeny v tomto seznamu:

Přítok

Voda z reverzního osmotického filtru 20: 10,89 kg/min. (24 hod./den, 7 dní/týden).

Voda z odparky 18: 33,79 kg/min. (během 0 až 8 hod., 5 dní/týden).

Voda z odparky 18: 48,94 kg/min. (během 8 až 24 hod. a o víkendech).

Připravovaná voda: 185 068,8 kg/týden

Výstup:

Voda do zásobní nádoby 11 neutralizované vody: 12,06 kg/min. (8 hod./den, 5 dní/týden).

Voda do ohřívače 32 vody: 50,35 kg/min., 24 hod./den, dní/týden, alternativně jedna hodina činnost, jedna hodina klid.

Voda do regeneračního systému 17 kyseliny: 53,52 kg/min. (24 hod./den, 7 dní/týden).

Specifikace:

3,581 m vnitřní průměr x 9,627 m výška, izoftalová pryskyřice, horní a postranní 60,96 cm průlezy, žebřík , povrchově upravený epoxidovou pryskyřicí s klecí. Ploché dno s nejméně čtyřmi přídržnými oky a zvedacími nohami.

Přibližná kapacita 96,896 m³.

-37CZ 291732 B6

Zásobní nádoba vody (vztah, značka 29B).

Popis:

Voda, cirkulující v procesu předběžného zpracování se skladuje v zásobní nádobě 29B vody. Voda se využívá k odstranění jakýchkoli stop těžkých kovů a zbytku kyseliny v předběžně zpracované vsázce. Voda se čerpá do druhého šroubového lisu 5B rychlostí 85,05 kg za minutu. Voda se pak vrací z druhého šroubového lisu rychlostí 85,05 kg za minutu. Periodicky může být potřebné neutralizovat vodu asi 9,072 kg vápna. Testováním se určí přesný počet dnů mezi neutralizacemi.

Přívod:

Voda z druhého šroubového lisu 5B: 85,05 kg/min. (5 hod./den, 5 dní/týden).

Výstup:

Voda do druhého šroubového lisu 5B:

85,05 kg za minutu (8 hod./den, 5 dní/týden)

Specifikace:

11,355 m³, 2,286 m vnitřní průměr x 3,073 m výška, spec. Izo- pryskyřice w/ Nexus veil. včet. 60,96 cm postraních a horních průlezů a žebříku, povrchově upraveného epoxidovou pryskyřicí (bez klece). Ploché dno s nejméně čtyřmi přídržnými oky a zvedacími nohami.

Zásobní nádoba koncentrované kyseliny sírové (vztah, značka 30)

Popis:

Nádoba na koncentrovanou kyselinu sírovou slouží jako zásobní nádoba pro 70% koncentrovanou kyselinu sírovou užívanou při procesu. Nádoba přijímá koncentrovanou kyselinu z odparky 18 rychlostí 2,585 kg za minutu během 8 hodin práce systému předběžného zpracování a 3,765 kg za minutu během zbývajících 16 hodin práce a o víkendech. Koncentrovaná kyselina sírová se čerpá ze zásobní nádob}· koncentrované kyseliny sírové do systému 12 pro hydrolýzu rychlostí 12,61 kg za minutu, alternativně jedna hodina čerpání a jedna hodina klidu. Zásobní nádoba koncentrované kyseliny sírové má certifikát ASME a splňuje jakékoliv a všechny státní a místní zákonné předpisy a průmyslové směrnice, právě tak jako EPA a všech ostatních agentur pro ochranu životního prostředí. S ohledem na obsažený materiál je specifikována 110% bariéra; stanovena předpisy a směrnicemi, pro zachycení všech vyteklých materiálů nebo odkalovadel materiálů.

Přívod:

Koncentrovaná kyselina sírová z odparky 18: 2,585 kg/min. až 8 hodin, 5 dní/týden).

Koncentrovaná kyselina sírová z odparky 18: 3,765 kg/min. až 24 hodin, 5 dní/týden, a o víkendech).

Připravovaná kyselina sírová, požadavek: 10 206 kg/týden.

-38CZ 291732 B6

Výstup:

Koncentrovaná kyselina sírová do systému 12 pro hydrolýzu: 12,61 kg/min. (24 hod./den, 5 dní/týden, alternativně jedna hodina činnosti a jedna hodina klidu.

Specifikace:

3,150 m vnitřní průměr x 5,055 m výška, spec, izopryskyřice, horní a postranní průlezy, žebřík povrchově upravený epoxidovou pryskyřicí s klecí. Ploché dno s nejméně čtyřmi přídržnými oky a zvedacími nohami. Přibližná kapacita nádoby je 39,364 m³.

Nádoba pro retenci odpadní vody (podle volby) (vztah, značka 31)

Popis:

Městská odpadní voda nebo kal může být využita jako náhrada za vodu přidávanou do varné nádoby 13. Všechny bakterie a patogenní zárodky se ničí kyselinou sírovou a teplotou > 93 °C. Obsah jakýchkoli tuhých látek, přítomných v odpadní vodě je minimální a nebude zpětně snižovat tepelný výkon v J/kg ligninu. Vysoký obsah dusíku v odpadní vodě nefunguje jen jako výživa pro bakterie kyseliny mléčné, ale také snižuje množství amoniaku, který je také zdrojem dusíkové výživy , žádané pro správné kvašení. Odpadová voda (bude-li používána) se bude čerpat do ohřívače 32 vody ry chlostí 50,35 kg za minutu.

Přívod:

Odpadní voda ze zdroje: Dodávána v žádaném množství. Byla-li odpadní voda výlučně využívána s nečistou vodou jako připravovaná, požadavek by měl být 181 440 kg/týden. V průměru by ry chlost dodávky byla 25,22 kg/min. (24 hod./den, 5 dní/týden).

Výstup:

Odpadní voda do ohřívače 32 vody: 50,35 kg/min. (24 hod./den, 5 dní/týden, alternativně jedna hodina činnost, jedna hodina klid).

Specifikace:

3,150 m vnitřní průměr x 5,055 m výška, izoftalová pryskyřice, horní a postranní průlezy, žebřík povrchově upravený epoxidovou pryskyřicí (bez klece).

Ploché dno s minimálně čtyřmi přídržnými oky a zvedacími nohami. Přibližná kapacita nádoby 39,364 m³.

Ohřívač vody (vztah, značka 32)

Popis:

Čistá voda ze zásobní nádoby 29A vody se čerpá do ohřívače vody rychlostí 50,35 kg za minutu (používá-li se odpadní voda, čerpá se kapalina z nádoby 31 pro retenci odpadní vody stejnou rychlostí). Voda se ohřívá na přibližně 88 °C a čerpá do varné nádoby 13 rychlostí 50,35 kg za minutu, čerpání jedna hodina a klid jedna hodina.

-39CZ 291732 B6

Přívod:

Voda ze zásobní nádoby 29A vody nebo z nádoby 31 pro retenci odpadní vody: 50,35 kg/min. (24 hod. /den, 5 dní/týden, alternativně jedna hodina čerpání a jedna hodina klid).

Výstup:

Voda do varné nádoby 13: 50,35 kg/min. (24 hod./den, 5 dnů/týden, alternativně jedna hodina čerpání a jedna hodina klid).

Specifikace:

Nepřímo vytápěný zásobníkový ohřívač vody, 91,44 cm průměr x 132,08 cm délka, vertikální ASME tank konstruovaný pro 87 887 kg/m² s měděným pláštěm vnitřně vyztužený s izolací vnějším pláštěm. Kapacita tanku je 0,757 m³.

Jednotka je vytápěna P & T , má pojistný ventil a měřidla tlaku a teploty, jednotlivý topný článek na stěně tanku s neželezným trubkovým plechem, samočinný řídicí parní ventil, vstupní parní filtr, lapač kapek aF&T lapač. Kapacita je 3,785 m³ za hodinu o teplotě 16 až 88 °C při tlaku 70 310 kg/m² páry. Tato jednotka je schopna dávat 3,785 m³ kontinuálně povinně a má 0,757 m³ skladovací kapacity, když se nepoužívá.

Zásobní nádoba ligninu (vztah, značka A)

Popis:

Jednoduchá zásobní nádoba, kde se skladuje práškový lignin, než je ručně transportován do pracího a neutralizačního prostoru. Lignin se odstraňuje z filtračního lisu 15 rychlostí 2,359 kg za minutu. Lignin se ručně nakládá do druhého šroubového lisu 5B, kde se promývá a pak suší v sušičce 6 přibližnou rychlostí 7,076 kg za minutu. Po usušení je lignin nositelem výkonu okolo 2,326 x 10 do 3,0238 x 10⁷ J/kg a dopravuje se do ohřívací nádoby B vsázky.

Přívod:

Lignin z filtračního lisu 15: 2,359 kg/min. (24 hod./den, 5 dní/týden, manuální obsluha).

Výstup:

Lignin do druhého šroubového lisu 5B: 7,076 :cg/min. (během 5 až 16 hod., 5 dní/týden).

Specifikace:

Přenosný násypný zásobník, rozměry přibližně 1,829 m x 1,829 m x 1,524 m pro skladovací kapacitu přibližně 5,098 m³.

Ohřívací nádoba vsázky (vztah, značka B)

Popis:

Jednoduchá skladovací nádoba pro ukládání práškovitého ligninu a dřevěných štěpků. Lignin (dřevěné štěpky nebo lignin) směsi nechlorovaných plastů slouží jako kotlové palivo. Lignin se dopravuje do ohřívací nádoby vsázky rychlostí 7,076 kg za minutu. Rychlost, kterou je kotlové palivo spalováno, je přibližně 7,166 kg za minutu s produkcí páry 1 723,7 kg páry za hodinu.

-40CZ 291732 B6

Přívod

Lignin ze sušičky 6: 7,076 kg/min. (8 hod./den, 5 dní/týden). Dřevěné štěpky: Podle potřeby (závislé na produkci ligninu).

Výstup:

Kotlové palivo do kotle C: 7,166 kg/min. (24 hod./den, 7 dní/týden).

Specifikace:

Ohřívací nádoba vsázky, rozměry přibližně 3,048 m x 3,048 m x 4,877 m, skladovací kapacita přibližně 45,312 m³.

Kotel (vztah, značka C)

Popis:

Integrovaný kotel se užívá ke generaci páry a horké vody pro systém. Prvky systému vyžadující páru a horkou vodu jsou vamá nádoba 13, regenerační systém 17 kyseliny, kvasné nádoby 24. Zařízení pro generaci páry je konstruováno pro spálení maximálně 430,92 kg paliva z ligninu a dřevěných štěpků za hodinu k produkci přibližně 1 723,68 kg páry dodávané při 87 887 kg/m².

Přívod:

Kotlové palivo z ohřívací nádoby B vsázky: 7,166 kg/min. (24 hod./den, Ί dní/týden).

Výstup:

Pára: 1 723,7 kg/hod. páry (24 hod/den, 7 dní/týden).

Specifikace:

Systém kotle zahrnuje systém napájení palivem, tangenciální topný systém, HRT kotlové tlakové nádoby, mechanický lapač prachu, sací ventilátor a komín, systém vracení kondenzátu a kotlový napájecí systém, napájecí čerpadlo kotle, a řídicí systém, kontrolní panel, chemický napájecí systém a změkčovač vody.

Souhrn systému zpracováni tuhého odpadu

Způsob zpracování tuhého odpadu, odpadních kalů a vyřazených pneumatik a výroba upotřebitelných technických produktů je bezodpadový systém. Proces je zcela uzavřen a kontrolován na pachy. Všechna voda se filtruje a po použití čistí a všechny pachy a prach se odlučují a filtrují.

Zatímco uvedený příklad popisuje zpracování deseti tun denně, může se proces snadno rozšířit na 50 až 1 000 tun denně. V tom případě se změní průtočné rychlosti a/nebo počty hodin, po které denně proces poběží.

Když byl nyní tento vynález úplně popsán, je zřejmé, že odborníci jej mohou provádět s širokým okruhem ekvivalentů způsobů činnosti, právě tak jako s jinými parametry, bez ovlivnění rozsahu vynálezu nebo jakéhokoliv jeho provedení.

Claims (22)

1. Způsob zpracování městského tuhého odpadu, zejména pro výrobu kyseliny mléčné, vyznačující se tím, že zahrnuje tyto kroky:

(a) získá se městský tuhý odpad, (b) odstraní se pneumatiky, kusy železných a neželezných kovů, plasty, sklo a guma z odpadu, čímž se získá celulózová složka;

(c) drtí se celulózová složka, získaná v kroku (b);

(d) zpracuje se rozdrcená celulózová složka zředěnou kyselinou sírovou při teplotě 40 až 100 °C, až se v podstatě rozpustí zbývající těžké kovy, a získá se rozpustná složka a nerozpustná složka;

(e) odstraní se rozpustné složky, získané v kroku (d) z nerozpustné složky;

(f) suší se nerozpustné složky, získané v kroku (e);

(g) zpracují se vysušené nerozpustné složky, získané v kroku (f) koncentrovanou kyselinou sírovou v hmotn. poměru 1:1 k nerozpustné složce, čímž se získá částečně hydrolyzovaná směs;

(h) zředí se částečně hydrolyzovaná směs získaná v kroku (g) vodou při teplotě 80 až 100 °C;

(i) promíchají se zředěná směs, získaná, v kroku (h), při 100 °C, čím se získá vyluhovaný materiál;

(j) odstraní se tuhé látky z vyluhované směsi, získané v kroku (i), čím se získá filtrát;

(k) rozdělí se filtrát na roztok, obsahující kyselinu a roztok, obsahující cukr;

(l) zkoncentruje se roztok obsahující cukr, na obsah 1 až 20 % cukru;

(m) nastaví se pH koncentrovaného roztoku cukru, získaného v kroku (1) na hodnotu 4,5 až 7,5;

(n) fermentuje se roztok, získaný v kroku (m) bakteriemi kyseliny mléčné, čímž se získá roztok, obsahující kyselinu mléčnou a (o) zpracuje se roztok, získaný v kroku (n), na technickou kyselinu mléčnou.

2. Způsob podle nároku 1,vyznačující se tím, že se rozpustná složka odděluje od nerozpustné složky v kroku (e) ve šroubovém lisu.

3. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že voda používá v kroku (h) je odpadní voda nebo odpadní kal, obsahující dusík.

4. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se vyluhovaná směs filtruje v kroku (j) ve filtračním lisu.

-42CZ 291732 B6

5. Způsob podle nároku 1,vyznačující se tím, že se v kroku (k) filtrát rozděluje na roztok, obsahující kyselinu a na roztok, obsahující cukr kontinuální iontovou vy lučovací chromatografií.

6. Způsob podle nároku 1,vyznačující se tím, že se v kroku (k) filtrát rozděluje na roztok, obsahující kyselinu a roztok, obsahující cukr kontinuální protiproudou vylučovací chromatografií.

7. Způsob podle nároku 1, v y z n a č u j í c í se t í m , že se v kroku (1) roztok, obsahuj ící cukr koncentruje na 1 až 20 % reverzním osmotickým filtrem.

8. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se v kroku (m) nastaví pH zkoncentrovaného roztoku, obsahujícího cukr, získaného v kroku (1) na 4,5 až 7,5 přidáním amoniaku.

9. Způsob podle nároku 1,vyznačující se tím, že se v kroku (o) bakterie kyseliny mléčné odstraní filtrací před zpracováním na kyselinu mléčnou.

10. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že v kroku (h) částečně hydrolyzovaný materiál, získaný v kroku (g), se zředí vodou o teplotě 80 až 100 ³C, k získání roztoku, obsahujícího 4 až 6 dílů hmotn. vody na 1 hmotn. díl, částečně hydrolyzovar.ého materiálu.

11. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se vysušená nerozpustná složka v kroku (g), před zpracováním s uvedenou koncentrovanou kyselinou sírovou, smísí s odpadním kalem nebo kalovým koláčem.

12. Způsob zpracování městského tuhého odpadu, zejména pro výrobu kyseliny mléčné, vyznačující se tím, že zahrnuje tyto kroky:

(a) získá se městský tuhý odpad;

(b) odstraní se pneumatiky, kusy železných a neželezných kovů, plastů, gumy a skla z odpadu, čímž se získá celulózová složka;

(c) drtí se celulózová složka, získaná v kroku (b); (d) zpracuje se rozdrcená celulózová složka 1% až 10% kyselinou sírovou po dobu 0,25 až 4 hodin při teplotě 40 až 100 °C, až do v podstatě rozpuštění zbývajících těžkých kovů a získání rozpustné složky a nerozpustné složky;

(e) odstraní se rozpustné složky, získané v kroku (d) z nerozpustné složky šroubovým lisem;

(f) suší se nerozpustné složky, získané v kroku (e);

(g) zpracují se nerozpustné složky, získané v kroku (f) koncentrovanou kyselinou sírovou v poměru k nerozpustné složce 1:1, po dobu 10 minut při teplotě 30 až 80 °C, čímž se získá částečně hydrolyzovaná směs;

(h) zředí se částečně hydrolyzovaná směs, získaná v kroku (g) vodou při teplotě 80 až 100 °C, čímž se získá roztok obsahující 4 až 6 hmotn. dílů vody na 1 hmotn. díl částečně hydrolyzovaného materiálu;

(i) promíchá se zředěná směs, získaná v kroku (h) po dobu 1 až 4 hodin při 100 °C, čímž se získá vyluhovaný materiál;

(j) filtrují se vyluhované směsi, získané v kroku(i) filtračním lisem, pro získání filtrátu;

-43CZ 291732 B6 (k) rozdělí se filtrát na roztok, obsahující kyselinu a roztok, obsahující cukr kontinuální iontovou vylučovací chromatografií;

(l) zkoncentruje se roztok, obsahující cukr na obsah cukru 1 až 20 % reverzním osmotickým filtrem;

(m) nastaví se pH zkoncentrovaného roztoku, obsahujícího cukr, získaného v kroku (1), na hodnotu 4,5 až 7,5 amoniakem;

(n) fermentuje se roztok, získaný v kroku (m) baktériemi kyseliny mléčné při 25 až 40 °C, čímž se získá roztok, obsahující kyselinu mléčnou;

(o) odfiltrují se bakterie kyseliny mléčné z roztoku, získaného v kroku (n); a (p) zpracuje se zfiltrovaný roztok, získaný v kroku (o), na technickou kyselinu mléčnou.

13. Způsob podle nároku 12, vyznačující se tím, že se vysušená nerozpustná složka smísí v kroku (g), před zpracováním uvedenou koncentrovanou kyselinou sírovou, s odpadním kalem nebo kalovým koláčem.

14. Způsob zpracování městského tuhého odpadu, zejména pro výrobu kyseliny mléčné, vyznačující se tím, že zahrnuje tyto kroky:

(a) získá se městský tuhý odpad;

(b) odstraní se pneumatiky, kusy železných a neželezných kovů, plastů, skla a gumy z odpadu, čímž se získá celulózová složka;

(c) drtí se celulózová složka, získané v kroku (b);

(d) zpracuje se rozdrcená celulózová složka, získaná v kroku (c) koncentrovanou kyselinou sírovou v poměru 1:1 hmotn. dílů k tuhé složce, čímž se získá částečně hydrolyzovaná směs;

(e) zředí se částečně hydrolyzovaná směs, získaná v kroku (d) vodou při teplotě 80 až 100 °C (f) promíchá se zředěná směs, získaná v kroku (e) při 100 °C, aby se získal vyluhovaný materiál;

(g) odstraní se tuhý materiál a v podstatě všechny těžké kovy z vyluhované směsi, získané v kroku (f), čímž se získá filtrát;

(h) rozdělí se filtrát na roztok obsahující kyselinu a roztok obsahující cukr;

(i) zkoncentruje se roztok., obsahující cukr na 1 až 20 % obsahu cukru;

(j) nastaví se pH roztoku obsahujícího cukr, získaného v kroku (i) na 4,5 až 7,5;

(k) fermentuje se roztok, získaný v kroku (j) bakteriemi kyseliny mléčné, čímž se získá roztok obsahující kyselinu mléčnou; a (l) zpracuje se roztok, získaný v kroku (k), na technickou kyselinu mléčnou.

-44CZ 291732 B6

15. Způsob podle nároku 14, vyznačující se tím, že v kroku (e) částečně hydrolyzovaná směs, získaná v kroku (d) se zředí vodou při teplotě 80 až 100 °C , čímž se získá roztok, obsahující 4 až 6 hmotn. dílů vody na 1 hmotn. díl částečně hydrolyzovaného materiálu.

16. Způsob podle nároku 14, vyznačující se tím, že rozdrcená celulózová složka se v kroku (d), před zpracováním uvedenou koncentrovanou kyselinou sírovou, smísí s odpadním kalem nebo kalovým koláčem.

17. Způsob zpracování městského tuhého odpadu, zejména pro výrobu kyseliny mléčné zcelulózové složky městského tuhého odpadu, vyznačující se tím, že zahrnuje tyto kroky:

(a) drtí se celulózové složky z městského tuhého odpadu;

(b) hydrolyzuje se celulózová složka, získaná v kroku (a) kyselinou, čímž se získá rozpustná a nerozpustná složka;

(c) oddělí se rozpustné a nerozpustné složky, získané v kroku (b);

(d) rozdělí se rozpustná složka, získaná v kroku (c), na roztok, obsahující kyselinu a roztok, obsahující cukr, kontinuální iontovou vylučovací chromatografií;

(e) zkoncentruje se roztok, obsahující cukr na 1 až 20 % obsahu cukru reverzním osmotickým filtrem;

(f) nastaví se pH zkoncentrovaného, cukr obsahujícího roztoku, získaného v kroku (e) na 4,5 až 7,5 amoniakem;

(g) fermentuje se roztok, získaný v kroku (f) bakteriemi kyseliny mléčné při teplotě 25 až 40 °C, k získání roztoku, obsahujícího kyselinu mléčnou;

(h) odstraní se bakterie kyseliny mléčné z roztoku, získaného v kroku (g);

(i) zpracuje se roztok, získaný v kroku (h), na technickou kyselinu mléčnou;

(j) suší se nerozpustná složka, získaná v kroku (c); a (k) spálí se suché nerozpustné složky, získané v kroku (j) jako kotlové palivo pro výrobu energie.

18. Způsob podle nároku 17, vyznačující se tím, že nerozpustná složka, získaná v kroku (j), se smísí před spalováním v kroku (k), s nechlorovanými plasty.

19. Způsob podle nároku 17, vyznačující se tím, že se celulózová složka, před hydrolýzou uvedenou kyselinou, smísí v kroku (b) s odpadním kalem nebo kalovým koláčem.

20. Způsob podle nároku 1,12 nebo 14, vyznačující se tím, že se nerozpustná složka, získaná po skončené hydrolýze celulózové složky městského tuhého odpadu, suší a spaluje jako kotlové palivo k výrobě energie.

21. Způsob podle nároků 1, 12, 14 nebo 17, vy z n a č u j í c í se tím, že se bakterie kyseliny mléčné vyberou ze skupiny, sestávající zrodů: Streptococcus, Pediococcus, Leukonostoc a Lactobacillus.

-45CZ 291732 B6

22. Způsob podle nároků 1, 12, 14 nebo 17, vyznačující se tím, že bakterie kyseliny mléčné se vyberou ze skupiny, sestávající z druhů: Lactobacillus arabinosus, Lactobacillus pentosus, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus xylosus, Lactobacillus delbrueckii, 5 Lactobacillus bulgaricus, Lactobacillus casei, Lactobacillus leichmannii a Streptococcus lactis.