HU208548B - Process and apparatus for bricetting wet vaste materials - Google Patents

Description

A találmány tárgya eljárás nedves hulladék brikettálására, amelynek során nedves hulladékot nedvfelszívó vagy nedvfelszívó anyagot tartalmazó hulladékkal összekeverünk, ahol nedvszívó anyagként háztartási és ipari hulladék kezelésével vagy hulladékból kinyert kis szemcsenagyságú szerves anyagot használunk, majd a keveréket brikettáljuk.

A nedves hulladékok mind kezelésük, mind megszüntetésük tekintetében egyre nagyobb gondot okoznak világszerte. Ez különösen a kommunális és ipari szennyvíztisztító berendezések nyersiszapjára vonatkozik. Néhány évvel ezelőtt a kommunális nyersiszapot bizonyos kezelési lépések, például rothasztás, pasztörizálás, higienizálás stb. után átadták a mezőgazdaságnak, amely az így részben már kezelt nyersiszapot kihordta a földekre. Ez azonban hosszú távon nem gazdaságos és nem előremutató megoldás. Ennek oka nagyrészt az iszap nehézfémekkel és más, környezetvédelmi szempontból gondot okozó anyagokkal történő elkerülhetetlen szennyeződésében rejlik, amelyek a nyersiszap kihordása és szétterítése után lerakódnak a talajban és a talajvizekben.

A felsorolt gondokból az alábbi következtetések vonhatók le: a meglévő és teljes egészében még mindig meg nem oldott nedves iszap ártalmatlanná tételét környezetbarát és gazdaságos módon kell megoldani.

A nedves hulladékot gazdaságosan, kis költségekkel olyanná kell átalakítani, ami gazdaságosan hasznosítható és a meglévő technológia segítségével adott esetben energiatermelésre is használható. Úgy a szilárd hulladékban (pl. háztartási szemétben), mint a nedves hulladékban, például a nyersiszapban valamint a mezőgazdasági és erdészeti hulladékokban rejlő energiát közösen kell kihasználni. A nedves hulladékot szállításés raktározásképes energiatermékké kell átalakítani. Ezt az energiaterméket regionálisan, szétszórtan kell létrehozni, azonban ökonómiailag a legelőnyösebbnek tűnő központi felhasználást kell lehetővé tenni. A gyakorlatból jól ismert az a módszer, mely szerint a hulladékot préseléssel briketté dolgozzák fel, hogy például térfogatcsökkenést, a raktározási lehetőségek javulását vagy egyszerűbb szállíthatóságot érjenek el, amikor a sajtolt hulladékot például égetőberendezéshez szállítják. Ennek során két különböző sajtolási módot különböztetünk meg, egy viszonylag kis nyomású, valamint egy viszonylag nagynyomású sajtolást. Az első esetben a brikettált darabokat szokásos módon kötegben dolgozzák fel, azaz szalagokká, kötelekké vagy szövedékké kötözik össze.

A második esetben a brikettált darabok összekötőzésére nincs szükség, mivel a nagymérvű tömörítés hatására a hulladékanyag annyira összeáll, hogy szilárd brikettált darab képződik belőle.

Brikettált darabok nedves hulladékból történő előállítása azért nehézkes, mivel a hulladék nedvességtartalmát redukálni kell. Ez különösen olyan brikettált darabokra érvényes, amelyeket kötőanyag nélkül sajtolnak briketté, mivel a nagy nedvességtartalom a brikettált darab szilárdságát befolyásolja, lerontja. Ez a legelőször említett összekötözött brikettált darabokra is érvényes, mivel nedves állapotban a kötözés szilárdságával szemben sokkal magasabbak a követelmények.

A hulladék nedvességtartalmának csökkentésére különböző módszerek állnak rendelkezésre. Az egyik lehetőség szerint a hulladékot a sajtolás során kell vízteleníteni. Ez a módszer csak különleges sajtolóberendezésekkel valósítható meg, amelyek víztelenítő nyílásokkal rendelkeznek. A nehézség abban rejlik, hogy ezek a víztelenítő nyílások a hulladék sajtolása során gyakran eltömődnek. A módszer további hiányossága, hogy szennyvíz keletkezik, melynek elvezetéséről és adott esetben tárolásáról külön kell gondoskodni. A szennyvízzel együtt továbbá olyan éghető alkotóelemek is eltávozhatnak, amelyek különösen azoknál a brikettált daraboknál hiányoznának, amelyeket tüzelőanyagként kívánnak majd hasznosítani.

Lehetőség van továbbá arra, hogy a nedves hulladék nedvességtartalmát termikus úton, ilyen célra szolgáló berendezésekben járulékos hő beiktatásával csökkentsük le. Ez a szárítási mód azonban igen költséges. A hulladék nedvességtartalmát maga a hulladék összetétele is befolyásolhatja, továbbá olyan külső tényezők, mint például az eső.

A DE-OS 3 248 494 számú szabadalmi leírás adott esetben tárolóban tárolt háztartási hulladék és darabos hulladék szemétégetőműbe szállított adott esetben tárolóban tárolt háztartási hulladék és darabos hulladék égetés céljára történő előkészítését írja le, amelynek során a háztartási hulladékot kézi osztályozás után méretosztályozásnak vetik alá, a darabos hulladékot előaprítás után hozzáadják a méretosztályozás során fennmaradó háztartási hulladékrészhez és azzal együtt fémleválasztóba vezetik, majd a frakciókra bontott összes hulladékot ismételten összekeverve elégetik. A leírás megemlíti azt a lehetőséget is, hogy a hulladékot a fémszelektálás után bioreaktorban komposztálják és a keletkezett komposztot további felhasználás céljára elkülönítsék. Eme eljárás során a kézi és mechanikus osztályozás közben az éghető frakciótól leválasztják a nehezen éghető semleges és nagy nedvességtartalmú anyagokat. Ez az éghető frakció azonban semmiképpen nem tekinthető nedvszívó, szárító hatású anyagnak, ezért az éghető frakció nedvességtartalma 15-30 t% közötti tartományban mozog és csak kevés járulékos nedvesség felvételére képes. Az említett eljárás megvalósítására alkalmas berendezés néhány kivételtől eltekintve nem tér el a napjainkban a szemétégetőműveknél esetlegesen használt osztályozó-keverő berendezések felépítésétől.

A HU 183766 számú szabadalmi leírás elsősorban szerves anyaggal szennyezett folyadék ártalmatlanná tételére vonatkozó eljárást ismertet, amelynek során a szennyezett folyadékhoz mindjárt annak keletkezése vagy az azt követő kezelés után nedvszívó éghető anyagot vagy pedig nedvszívó anyagot és éghető anyagot adagolnak, majd az így keletkezett, a szennyezett folyadéktól lényegesen eltérő állapotú anyagot közvetlenül vagy valamilyen előkészítés, például brikettálás után elégetik. A nedvszívó éghető anyag a megoldás szerint fahulladék, fűrészpor, szénpor vagy ezek

HU 208 548 Β kombinációja lehet. Ez az eljárás kizárólag arra irányul, hogy a keletkező szennyezett folyadékot, elsősorban ipari szennyvizet elégetés útján történő ártalmatlanná tételhez előkészítse, és erre a célra a szennyezett folyadékba egyébként még felhasználható és a gyakorlatban fel is használt anyagokat adalékok Az így keletkezett keveréket - lévén környezetre veszélyes anyag rögtön elégeti, ahol a technológia leegyszerűsödése érdekében az anyagtovábbítást és kezelést is megkönnyítő mechanikai feldolgozásnak, nevezetesen brikettálásnak veti alá. A dokumentum kitanítása szerint az ártalmatlanná teendő folyadékba mindaddig kell jó nedvszívó képességű, éghető anyagot, pl. fűrészport, fanyesedéket adagolni, amíg az a folyadékot teljes egészében fel nem szívja.

Az FR-PS 8002030 számú szabadalmi leírás brikettgyártó eljárást ismertet, amelynek során a tömöríthető nyersanyagokat nagy nyomáson briketté vagy pelletté sajtolják úgy, hogy a kiindulási anyagokhoz kötőanyagot és szenet kevernek.

A DE-OS 2935 103 számú szabadalmi leírás folyékony vagy hígfolyós ipari káros hulladékok más anyagokkal történő elkeverés révén ipari égetőeljárásokban való alkalmazására vonatkozó eljárást ismertet, amit az jellemez, hogy egy finomszemcsés, szilárd, abszorpcióképes szerves hordozóanyagból valamint gyantahulladék, lakkiszap, ásványolaj iszap vagy ahhoz hasonló anyagok formájában jelentkező kömyezetveszélyes hulladékból homogén, pergethető keveréket állítanak elő és azt a keveréket kizárólagos vagy járulék tüzelőanyagként ipari tüzelési eljárásokban hasznosítják, előnyösen 1100 °C hőmérséklet fölött, adott esetben pelletált vagy brikettált formában. Ennél az eljárásnál az összes közvetlenül vagy csupán közvetve éghető anyagot összekeverik, függetlenül attól, hogy azok halmazállapota szilárd vagy folyékony. Az így előállított tüzelőanyag azonban csupán speciális égetőberendezésekben, előállítását követő igen rövid időn belül használható fel.

A WO-A 8 103 029 számú szabadalmi leírás szilárd és folyékony hulladékokból történő brikett előállító eljárást ismertet. Ebben az eljárásban a kevert hulladékot viszonylag kis nyomáson, formában alakítják készre. Az így kialakított féltermékek végső szárítását aerob fermentációs, illetve komposztáló eljárással végzik. Az ily módon előállított brikettdarabokat legalább 20 napon keresztül kell tárolni althoz, hogy a biológiai eljárás révén a kívánt végső nedvességtartalom beálljon és a brikett éghetővé váljon.

A találmánnyal célunk olyan eljárás és berendezés kidolgozása nedves hulladék brikettálására, melyek révén a nedves hulladékot külön szárítás nélkül lehet megbízható, olcsó és környezetbarát módon brikettált darabokká sajtolni.

A kitűzött feladatot nedves hulladék brikettálására való eljárással oldottuk meg, amelynek során nedves hulladékot nedvfelszívó vagy nedvfelszívó anyagot tartalmazó hulladékkal összekeverünk, ahol nedvszívó anyagként háztartási és ipari hulladék kezelésével vagy hulladékból kinyert kis szemcsenagyságú szerves anyagot használunk, majd a keveréket brikettáljuk. Ezt a találmány értelmében úgy fejlesztettük tovább, hogy a nedvszívó tulajdonságú vagy nedvszívó anyagot tartalmazó hulladék maradék nedvességtartalmát legfeljebb 5 t% értéken tartjuk, és ebhez a nedvszívó vagy ilyen anyagot tartalmazó hulladékhoz 25-801% közötti folyadéktartalmú nedves hulladékot keverünk úgy, hogy a nedves hulladék és a nedvszívó vagy olyan anyagot tartalmazó hulladékból álló keverék maradék nedvességtartalmát 15-17,8 t% közötti értékre állítjuk be, majd a keveréket közvetlenül brikettáljuk, és a brikettált hulladékot 7-9 t%-os végső maradék nedvességtartalmúra szárítjuk.

Utóbbi esetben előnyös a találmány értelmében, ha nedvszívó hulladékként erdőgazdaságból származó szilárd, nedves hulladékanyagot, például nedves fát, ágakat, bokrokat, illetve kevésbé szilárd mezőgazdasági hulladékanyagot, például növényeket használunk fel.

A találmány szerinti eljárás egy továbbfejlesztett foganatosítási módja értelmében nedves hulladékként nyersiszapot, illetve törkölyt használunk fel.

Ugyancsak előnyös a találmány értelmében, ha a nedves hulladékhoz sörfőzdéből származó törkölyt, nyersiszapot, meszet, illetve nátronlúgot keverünk.

A kitűzött feladatot továbbá a fent ismertetett eljárások megvalósítására alkalmas berendezéssel oldottuk meg. Ennek találmányunk értelmében hulladékot feldolgozó brikettsajtója valamint ahhoz kapcsolódó olyan keverőberendezése van, amelyhez nedves hulladék, azaz durva hulladék és apró darabos hulladék szállítóberendezése valamint előnyösen éghető szárazanyag szállítóberendezése van csatlakoztatva, és a keverőberendezés további szállítóberendezésen át pelletsajtóval, illetve brikettsajtóval van összekötve.

A találmány szerinti berendezés egy előnyös kiviteli alakja értelmében a keverőberendezés elé a nedves hulladékot tartalmazó siló és a szárazanyagot tartalmazó siló van beiktatva.

A találmány szerinti berendezés egy további előnyös kiviteli alakja értelmében a durva hulladékot tartalmazó siló elé egy a silóval szállítóberendezésen keresztül összekötött előaprító van beiktatva.

Ugyancsak előnyös a találmány értelmében, ha a keverőberendezést utóaprító, illetve a pelletsajtó vagy brikettsajtó etetőberendezése alkotja.

Előnyös a találmány értelmében továbbá, ha az etetőberendezés szállítóberendezésébe további keverő van beiktatva, és a szárazanyagot tartalmazó siló további szállítóberendezésen át áll a keverővei kapcsolatban.

Ugyancsak előnyös a találmány értelmében, ha a silókhoz, illetve a hozzá tartozó szállítóberendezésekhez adagolóberendezések vannak hozzárendelve.

Előnyös végül a találmány szerinti berendezés olyan kiviteli alakja, amelyben a pelletsajtó után, illetve a brikettsajtó után hűtőzóna, illetve hűtőberendezés vagy szárítózóna, illetve szárítóberendezés van kapcsolva.

A találmány szerinti eljárás során a nedves, adott esetben aprított hulladékot szárazanyaggal keverjük össze és így külön szárítás nélkül olyan nedvességtartalmúra alakítjuk, amely alkalmas arra, hogy briketté

HU 208 548 Β sajtoljuk. A találmány szerinti eljárás különösen szerves hulladékok feldolgozására alkalmas, mivel a szerves hulladékoknál a találmány szerinti eljárással előállított brikettált darabok nedvességtartalma viszonylag nagy. Az így előállított brikettált darabok igen értékes tüzelőanyagot jelentenek, amely ismert szilárd tüzelésű égetőberendezésekben és/vagy rostélyos vagy széntüzelésű berendezésekben égethetők el.

A nedves hulladék és a szárazanyag kielégítő keveredése érdekében a szárazanyag részecskenagyságát célszerű aránylag kicsire választani. Kisméretű, darabos nedves hulladék esetében a szárazanyag részecskenagysága lényegében nem lehet nagyobb a nedves hulladék részecskenagyságánál. A nedvszívóképes szárazanyag nedvességtartalma előnyösen nem lépheti túl az 5 t%-os határt. Megállapítottuk, hogy a találmány szerinti eljárás alkalmazása során a nedvességtartalom csökkentésére különösen előnyösek a szálas, pelyhes, illetve lapszerű anyagok. A nedves hulladékhoz előnyösen szerves szárazanyagot keverünk, amely során előnyösnek bizonyult, ha hulladékként szálas, pelyhes, illetve lapszerű anyagokat használunk, méghozzá olyan anyagokat, amelyeket szerves anyagokból, papírból és/vagy műanyagból a hulladék előzetes kezelése során nyertünk ki az említett formában. Ily módon nincs szükség járulékos anyagokra, hanem a brikettált darabok kizárólag hulladékból készülhetnek, ami a hulladékeltüntetés napjainkban általános problémáját oldhatja meg, valamint javítja a brikettált darabok szilárdságát és éghetőségét.

A találmány szerinti eljárás más hulladék vagy hulladékanyag, különösen nyersiszap elhelyezésére, illetve kereskedelmi felhasználására is alkalmas, ahol elégetés céljára különösen alkalmas brikettált darabokat állíthatunk elő. Ilyen esetben a nedves hulladék, illetve a szárazanyag meghatározott rész éghető műanyagot is tartalmazhat.

Mész hozzákeverése azzal az előnnyel jár, hogy a sajtolás során fékezőanyagként hat a présszerszámon belül és így járulékos ellenállást ébreszt, minek következtében nagyobb sűrűségű, illetve nagyobb fajsúlyú brikettált darabok keletkeznek.

A hulladékba nátron, illetve nátronlúg belekeverése azzal az előnnyel jár, hogy az a különböző viasz- vagy gyantatartalmú és töredező hulladékrészekre lágyítóként és korróziókeltő anyagként hat, miáltal ezek az alkotóelemek besűrűsödnek és jobban kötődnek a többi hulladékelemhez.

Annak érdekében, hogy különleges utókezelés nélkül viszonylag stabil brikettált darabokat sajtolhassunk, a hulladék nedvességtartalmát a sajtolás előtt 15 t% körüli értéken tartjuk, miáltal a sajtolás után körülbelül 7-9 t%-os nedvességtartalmú brikettált darabokat nyerünk. Ezek megfelelően stabilak, melyeket adott esetben csak ki kell hűteni és így komolyabb utókezelés nélkül hasznosíthatók, szállíthatók vagy közvetlenül elégethetők. Ez különösen viszonylag kis brikettált darabok sajtolására érvényes. Ilyen esetben gondoskodni kell a sajtolás előtti céltudatos hulladékaprításról is.

A találmány szerinti eljárás nem zárja ki a brikettált darabok sajtolás utáni különleges utókezelését sem, nevezetesen olyan aerob fermentációs eljárást, amely biogén száradáshoz vezet a brikettált darabok önmelegedése következtében, amelynek során a brikettált darabok elgombásodnak. Ezáltal a brikettált darabok szilárdsága is jelentősen nő, így több brikettált darabot lehet raktározás során egymásra halmozni.

Az aerob fermentációs folyamathoz különlegesen azok a brikettált darabok használhatók fel, amelyek nedvességtartalma, illetve folyadéktartalma 25-75 t%, előnyösen 40-60 t%. Ez a folyadéktartalom úgy érhető el, hogy a brikettált darabokat csekély erővel sajtoljuk össze, ahol a sajtolóerőt a folyadéktartalom függvényében méretezzük. Nagyobb folyadéktartalom esetén, különösen az előbb megnevezett tartomány felső határához közelálló folyadéktartalom esetén a brikettált darabok szilárdsága, így egymásra halmozhatósága is csekélyebb, mint a hozzávetőlegesen 15 t% folyadéktartalmú, nagyobb sajtolóerővel összesajtolt brikettált daraboké, azonban a nagyobb folyadéktartalmú brikettált darabok a biogén száradás és a gombásodás következtében kielégítő szilárdságot nyernek. Ily módon természetesen sajtolási energia takarítható meg.

Míg a találmány szerinti eljárás során körülbelül 400-500 N/cm² felületi nyomás alkalmazása célszerű, addig az aerob fermentációs folyamatnál jó eredmények érhetők el csupán kb. 60-100 N/cm² felületi nyomásnál is.

A brikettált darabok második esetben leírt kisebb szilárdsága miatt négyzet alakú brikettált darabok előállítása célszerű, hogy a viszonylag csekély szilárdság ellenére is megfelelő számú brikettált darabot lehessen az aerob fermentációs folyamathoz egymásra halmozni. Ebben az esetben célszerű, ha legfeljebb öt brikettált darabot berakunk egymásra, míg legalább a vízszintesen egymás mellett elrendezett brikettált darabok között megfelelő rést kell hagyni, hogy az előírt erjedési folyamat és a párolgás végbemehessen.

Vizet vagy nedvességet a folyamat alatt nem szükséges a brikettált darabokhoz vezetni. Kísérleteink azt mutatták, hogy kb. 250x800 mm alapterületű és kb. 200 mm magasságú brikettált darabokkal igen kiváló eredmények érhetők el.

A nedves hulladékot, illetve az említett anyagokat a találmány szerinti eljárással olyan értékes brikettált darabokká dolgozhatjuk fel, amelyek tüzelőanyagként hasznosíthatók és az alábbi példákban megadott összetételűek lehetnek:

1. példa

nedves hulladék folyadéktartalma:	401%
a szárazanyag folyadéktartalma:	2t%
nedves hulladék: apríték vagy fakéreg
vagy fűrészforgács stb.	350 kg
ebből folyadéktartalom:	140 kg
szárazanyag:	650 kg
ebből folyadéktartalom:	13 kg
sajtolási nedvesség:	15,31%
folyadékvesztés a sajtolás során 80 kg, a
brikettált darab nedvességtartalma:	7,3 t%

HU 208 548 Β

2. példa nedves hulladék folyadéktartalma: 25 t% szárazanyag folyadéktartalma: 5 t% nedves hulladék: apríték vagy fakéreg vagy fűrészforgács stb. 350 kg ebből folyadéktartalom: 140 kg szárazanyag: 500 kg ebből folyadéktartalom: 25 kg sajtolási nedvesség: 15,01% folyadékvesztés a sajtolás során 80 kg, a brikettált darab nedvességtartalma: 7,01%

3. példa nedves hulladék folyadéktartalma: 701% szárazanyag folyadéktartalma: 21% nedves hulladék: lágy növények, fű, törköly stb. 200 kg ebből folyadéktartalom: 140 kg szárazanyag: 800 kg ebből folyadéktartalom: 16 kg sajtolási nedvesség: 15,61% folyadékvesztés a sajtolás során 80 kg, a brikettált darab nedvességtartalma: 7,61%

4. példa nedves hulladék folyadéktartalma: 801% szárazanyag folyadéktartalma: 2 t% nedves hulladék: szennyvíztisztítóból származó higienizált nyersiszap 180 kg ebből folyadéktartalom: 144 kg szárazanyag: 820 kg ebből folyadéktartalom: 16,4 kg sajtolási nedvesség: 16,41% folyadékvesztés a sajtolás során 80 kg, a brikettált darab nedvességtartalma: 8,41%

5. példa nedves hulladék folyadéktartalma: 78 t% szárazanyag folyadéktartalma: 2 t% nedves hulladék: szennyvíztisztítóból származó higienizált nyersiszap 210 kg ebből folyadéktartalom: 163 kg szárazanyag: 760 kg ebből folyadéktartalom: 15 kg mész 30 kg sajtolási nedvesség: 17,8 t% folyadékvesztés a sajtolás során 90 kg, a brikettált darab nedvességtartalma: 8,8 t%

Mindegyik ismertetett példánál van lehetőség mész beadagolására vagy hozzákeverésére, ugyanígy az 5. példából az ott feltüntetett mészmennyiség elhagyható. A gyakorlatban általában három tömegszázaléknyi meszet célszerű beadagolni a sajtolandó keverék súlyára vetítve.

Az előbb megadott mészadalék helyett ugyanígy 3 t% nátronlúg is beadagolható.

A találmány szerinti eljárás megvalósítására szolgáló berendezés egyszerű felépítésével és elrendezésével tűnik ki. A berendezés további előnye, hogy hagyományos, kereskedelmi forgalomban kapható eszközökből, készülékekből és egységekből épül fel.

Az összes enyhén, közepesen és erősen nedves biomassza, amely alkalmas fűtési célokra és természetes alakjukban nem vagy csak nehezen felhasználható, a találmány szerinti eljárással és berendezéssel kívánt nedvességtartalmú, tárolásra alkalmas és gazdaságilag újraértékesíthető szilárd tüzelőanyaggá változtatható. A hulladékokban megtalálható összes, különböző nedvességtartalmú hulladékrész közvetlenül az egyes komponensek keletkezése után feldolgozható. Lehetővé válik a nedves hulladékrészek sajtoláshoz szükséges méretre való finomaprítása külön előszárítás nélkül, megfelelő gépi berendezés vagy hosszú idejű tárolás révén. A meglévő nedves hulladékrészek, mint az iszapok, faforgácsok stb. sajtolása lehetővé válik anélkül, hogy ezeket előbb külön ki kellene szárítani. A terjedelmesebb nedves hulladékdarabokat részleges rothasztás nélkül nagy energiasűrűségű kis területre lehet összesűríteni. Iszapok sajtolhatok külön előszárítás nélkül fűtőtermékekké. A már enyhén rohadt biomasszák hőkezelés nélkül tartós raktározható termékekké alakíthatók át. A termékek bármilyen szilárd tüzelésű berendezésben elégethetők, míg a teljesen automatikus tüzelőberendezésekben is, amelyek terhelésfüggő szabályozással vannak ellátva. A szennyvíztisztító telepek nyersiszapjai a találmány szerinti eljárással és berendezéssel alakíthatók át először nagy energiaráfordítás nélkül száraz és tartós tüzelőanyagokká. A találmány újtípusú nyersanyag kinyerést tesz lehetővé, amennyiben számos ideig elveszett biomassza különkülön szárazanyaggal keverve vagy egymással és szárazanyaggal keverve esztétikus és továbbfelhasználása során változatlan paraméterekkel rendelkező tüzelőanyaggá alakítható át, amely alternatív energia formájában lényegesen hozzájárul a környezet megtisztításához és az energiatakarékossághoz és így a köz érdekeit segíti elő. Olyan helyeken, ahol már megfelelő fűtőberendezések működnek, a különböző közösségek, például iskolák, nyilvános fürdők, elöljáróságok, saját berendezéseiket a találmány szerinti alternatív tüzelőanyagokkal krízismentesen és gazdaságosan táplálhatják.

A találmányt az alábbiakban a rajz segítségével ismertetjük részletesebben, amelyen az eljárást megvalósító berendezés példakénti kiviteli alakját tüntettük fel vázlatosan. A rajzon az

1. ábra nedves szerves hulladékot brikettált darabbá alakító berendezés folyamatábrája, illetve vázlata, a

2. ábrán az 1. ábrán láthatótól eltérő eljárási foganatosítási mód folyamatábrája látható, a

3. ábra a különböző brikettált darabok alkotóinak összetételét és keverési arányait tünteti fel, a

4. ábrán a találmány szerinti eljárás egy lehetséges foganatosítási módja szerint előállított brikettéit darab perspektivikus rajza látható, az

5. ábrán a kész brikettált darabok lehetséges raktározási módja, a 6. ábrán a kész brikettált darabok egy másik raktározási módját tüntettük fel, a

7. ábrán brikettált darabok utókezeléshez szükséges raktározási módja és a

HU 208 548 Β

8. ábrán kész brikettált darabok végraktározási módja látható.

Az (1) tárolóhelyen fekvő (2) durva hulladékot, például nedves fát, bokrokat, bozótot stb. csupán utalásszerűén feltüntetett (3) szállítóberendezéssel (4) előaprítóhoz juttatjuk, amely a (2) durva hulladékból nyesedéket vagy durva forgácsot állít elő, amelyet ezt követően második (5) szállítóberendezéssel bunkerbe vagy (6) silóba vezetünk. Ezzel egyidejűleg a (6) silóba a (4) előaprító megkerülésével ültetvényekről és mezőgazdaságból vagy parkokból származó apródarabos (7) hulladékot adagolunk. A (6) siló a rajzon külön nem ábrázolt kihordó és adagolóberendezéssel van ellátva, amely lehetővé teszi, hogy újabb (9) szállítóberendezéssel finommalom alakjában megvalósított (11) utánaprítót etessünk egyenletesen és folyamatosan.

A (11) utánaprító kereskedelmi forgalomban kapható kalapácsmalom, ütőmalom vagy ütközéses malom, klasszikus, 8 mm lyukátmérőjű szitabetéttel, A (11) utóaprító feladata a részben előtört és részben kisdarabos anyagot a (6) silóból a kívánt, kb. 8 mm-es végső szemcsenagyságra hozni.

A (12) silóból további (13) szállítóberendezés segítségével lap-, illetve szál alakú (14) szárazanyag adagolható a (11) utóaprítóba. A szálas (14) szárazanyag a kívánt szemcseméretű, így nem terheli járulékosan a (11) utóaprítót, azonban az aprítás során felszabaduló vizet a nedves hulladékrészekből felszívja és a (11) utóaprítóból elvezeti. A (14) szárazanyag beadagolt mennyisége a meglévő és kezelendő nedves hulladék nedvességtartalmától függ. Eljárásunk során kb. 15 1%os nedvességtartalom elérése a cél. Ilyen nedvességtartalom mellett megakadályozhatjuk tudniillik a (11) utóaprítóban az aprított anyag letapadását.

A (14) szárazanyag előnyösen olyan anyag, amelyet külön kezelési folyamattal hulladékból nyerünk.

Erre a célra előnyösen alkalmazhatók a DE 3 105597 lajstromszámú szabadalmi leírásban valamint DE-P 3514325.1 és DE-P 3 614324.3 számú szabadalmi bejelentéseinkben ismertetett eljárások.

A (14) szárazanyag a maga kb. 5 t%-os nedvességtartalmával erősen nedvszívó tulajdonságú. A (11) utóaprító (15) szállítóberendezésen keresztül (17) pelletsajtoló, illetve (18) brikettsajtoló (16) etetőberendezésével van összekötve, ahol a (15) etetőberendezés például ismert szállítócsiga lehet.

A (12) siló és a (16) etetőberendezés között közvetlen (19) szállítóberendezés van elhelyezve, amely száraz vagy kis nedvességtartalmú hulladék esetén lehetővé teszi, hogy a (14) szárazanyagot közvetlenül és önmagában sajtoljuk össze.

A (16) etetőberendezés elé szennyvíztisztító telepek besűrített nyersiszapjának felvételére szolgáló (21) bunker van beiktatva, amely (23) szállítóberendezésen át a (15) etetőberendezéssel van összekötve. A (23) szállítóberendezésben (24) keverő van elrendezve, amely (25) szállítóberendezésen át a (12) silóval is összeköttetésben áll.

A (24) keverőben a nyersiszapot és a (12) silóból származó szárítóanyagot összekeverjük és a (16) etetőberendezéshez juttatjuk. A (24) keverő kereskedelmi forgalomban kapható eszköz és folyamatos üzemű. A (9, 13,15,19,23,25) szállítóberendezésekhez egy-egy, a rajzon fel nem tüntetett adagolóberendezés csatlakozik. Ezzel lehetővé válik, hogy az összes összetevőt, nevezetesen a (6) silóból származó hulladékot, a (12) silóból származó szálasanyagot, a (21) bunkerból származó nyersiszapot, a (11) utóaprítóból származó keveréket és a (24) keverőbői származó keveréket egyenként vagy egymással összekeverve, mindenesetre adagolva a (16) etetőberendezéshez vezetjük, amelybe ezeken kívül további járulékos anyag, például mész és/vagy nátron adagolható a (29, 31) tárolókból a (27, 28) szállítóberendezéseken keresztül. Az említett anyagokat összekeverve a (17) pelletsajtóhoz, illetve (18) brikettsajtóhoz vezetjük. Ily módon különösen a (11) utóaprítótói és a (24) keverőtői független teljesítmény kiegyenlítés válik lehetővé.

A (16) etetőberendezést képező szállítócsiga ismert felépítésű, 3 m vagy a fölötti hosszúságú palettás csiga. Ez lehetővé teszi az anyagok, beleértve az esetlegesen beadagolt járulékos anyagok intenzív átkeveredését.

A (17) pelletsajtóba beadagolt anyagot nagy nyomáson a meglévő présszerszámban az ott keletkező súrlódási hő segítségével brikettált darabokká, azaz pelletekké alakítjuk, melyek átmérője tetszőlegesen 6 és 20 mm közötti értékre, hossza pedig 10-30 mm közötti értékre választható.

A (18) brikettsajtóban nagyobb tömegű, illetve méretű brikettek állíthatók elő, amelyek átmérője 40100 mm között, hossza pedig 200-300 mm között mozoghat. A sajtolásképes biomasszák feldolgozási módja megegyezik a leírtakkal. A (17) pelletsajtóba és a (18) brikettsajtóba a sajtolandó anyagok egyidejűleg vagy külön-külön is beadagolhatók.

A (17) pelletsajtóból, illetve a (18) brikettsajtóból a forró brikettált darabok hűtőzónába vagy (32) hűtőberendezésbe kerülnek, amelyben környezeti hőmérsékletre hűlnek le. Ennek során végbemegy a meleg állapotban még puha brikettált darabok végleges kikeményedése is.

A (32) hűtőberendezés ugyancsak kereskedelmi forgalomban kapható gép. Miután a brikettált darabok lehűltek, raktározhatok, illetve csomagolhatok, illetve a fogyasztónak (pl. égetőműnek) átadhatók.

A brikettált darabok a berendezést, illetve rendszert használatra kész állapotban, 5-10 t%-os nedvességtartalommal hagyják el, így korlátlanul tárolhatók.

Az alábbiakban a 2. ábrán bemutatott folyamatábra egyes fokozatait ismertetjük részletesebben.

(41) hivatkozási számmal jelöltük a kevert ipari hulladékból vagy előnyösen háztartási hulladékból az alapanyag előállítását. (42) hivatkozási számmal jelöltük a hulladék előaprítását és fémrészekről való megszabadítását. (43) hivatkozási számmal jelöltük az így előkezelt hulladék legfeljebb 10 mm átmérőjű részecskékre történő aprítását. (44) hivatkozási számmal jelöltük az aprított hulladék 5 t%-os folyadéktartalomra történő kiszárítását. (45) hivatkozási számmal jelöltük a szárazanyag szitálás és szélosztályozás révén szervet6

HU 208 548 Β len ballaszt frakcióra és szerves alapanyag frakcióra történő szétválasztását. (46) hivatkozási számmal jelöltük a szerves alapanyag frakció pelyhessé, lapszerűvé, szálassá és/vagy szemcséssé történő előkészítését, ami az ez után végrehajtandó folyamatok szempontjából igen nagy jelentőségű. (47) hivatkozási számmal jelöltük a szárazanyag szerves alapanyag frakciójának ismert berendezésben történő súly vagy térfogat szerinti adagolását és későbbi keveréshez történő továbbítását. (51-55) hivatkozási számokkal jelöltük a működő tisztítótelepek azon meglévő berendezéseit és alkalmazott eljárási lépéseit, amelyek kb. 2 t% szárazanyag tartalmú friss iszapot, kb 5 t% szárazanyag tartalmú higienizált iszapot valamint kb 30 t% szárazanyag tartalmú víztelenített iszapot szolgáltatnak. (56) hivatkozási számmal jelöltük az előbb felsorolt iszapok egyenkénti vagy kívánt összetételű adagolását és a kiadagolt mennyiség (51) keverőbe juttatását. (61) hivatkozási számmal jelöltük a nyersiszap és a szárazanyag frakció keverését. A keverés bármilyen alkalmas keverőben, például a hagyományos kéttengelyű keverőben vagy olyan turbókeverőben hajtható végre, amilyet például a faforgácslapgyártásban a faforgácsok beenyvezésére alkalmaznak. A keverőt úgy kell kialakítani, hogy tökéletes átkeverést valósítson meg, aminek révén a nedvességtartalom az iszap és a szárazanyagrész között rögtön kiegyenlítődik, (62) hivatkozási számmal a brikettált darabok dugattyús brikettprésben vagy extruderben történő alakítását jelöltük, amilyen berendezéseket például a brikettgyártásnál használnak. A sajtolás paramétereit célszerű beállíthatóvá tenni, hogy a brikettált darabok sűrűségét meghatározott értéken tarthassuk. A brikettált darabok sajtolási nyomása átlagos esetben 40-70 bar közötti értéken történik, és a sajtolási nyomás az iszap fajtájától valamint a 3. ábra táblázatában feltüntetett kiválasztott keverési aránytól függ. A brikettált darabok nagyságát és alakját úgy kell megválasztani, hogy

a) optimális biogén fermentációs szárítást biztosítson, és

b) lehetővé tegye a brikettált darabok valamilyen szabályos alapzaton, például euroraklapon történő felhalmozását.

Ezáltal helytakarékos raktározás és gépi, targoncás szállítás valósítható meg (lásd a 4-8. ábrákat). Az említett ábrákon a brikettált darabokat (71) hivatkozási számmal jelöltük. Egy négyzet alakú (71) brikettált darab hozzávetőleg 250x800 mm alapterületű és 200 mm magasságú.

(63) hivatkozási számmal jelöltük az alakra sajtolt (71) brikettált darabok felhalmozását. A (71) brikettált darabokat megfelelő halombarakó gép veszi át és a kiválasztott alapzatra, például (72) rostélyra vagy (73) raklapra halmozza. Az említett berendezések ugyancsak ismert, kereskedelmi forgalomban kapható eszközök. A (71) brikettált darabok halombarakása és elrendezése során arra kell ügyelnünk, hogy:

a) a (71) brikettált darabok között megfelelő mennyiségű levegő cirkulálhasson, hogy a (71) brikettált darabokból kilépő gőzök elillanhassanak. Ezt a távolságot a 6. ábrán (A) hivatkozási jellel jelöltük be;

b) csak annyi réteg rakható egymásra, hogy a legalsó réteg a rá nehezedő nyomástól ne deformálódjon. Ez a gyakorlatban 4-5 réteg egymásra helyezését biztosítja, A (74) briketthalom szállítóberendezéssel, például emelővillás targoncával továbbítható a 7. ábrán felvázolt biológiai szárítóraktározás helyére.

(64) hivatkozási számmal biogén szárítást jelöltünk. Ilyen esetben a szárítási raktározásnak biztosítania kell a (74) halmok közötti átszellőzést. Célszerű, ha a raktározás olyan fedett helyiségben történik, amelyben enyhe depressziót létesítünk, azaz a raktárt szívószellőzéssel látjuk el.

Az előbb leírt feltételek mellett, nevezetesen

- a megfelelő keverési aránnyal,

- a keverék nedvességtartalmával,

- a (71) brikettált darabok előállítása során kellően megválasztott sűrűséggel és sajtolási nyomással, valamint

- a mikroorganizmusokat tartalmazó nyersiszappal kapcsolatba hozott szerves szárazanyag frakció révén azonnal aerob fermentációs folyamat indul meg.

A biológiai erjedési folyamat révén néhány óra alatt önhevülés következik be, ami gyakorlatilag öt napon belül 70-80 °C hőmérsékletet eredményez. Ez a hőmérséklet azt mutatja hogy nagy mennyiségű folyadék párolog el. A folyamat mindaddig tart, amíg a keverékbe belekevert oxigén elfogy. Amint az oxigént a mikroorganizmusok felhasználták, az erjedési folyamat lecseng, és a brikettált darabok kihűlnek. A kihűlési fázis gyakorlatilag (kísérleteink alapján) ugyancsak 4-5 napig tart.

A kihűlés alatt lép fel a micélium fázis, amikor is a brikettált darabok teljes terjedelmükben meggombásodnak. A gombásodás révén a brikettált darabok belsőleg összefonódnak, ami a brikettált darabok megszilárdulásához vezet. Ahogy a brikettált darabok tovább száradnak, az erjedési folyamat hirtelen megszakad, a kiszáradással a micéliumok életfeltételei is megszűnnek és elpusztulnak. A brikettált darabokba beleszáradt gombásodás következtében a brikettált darabok olyan saját szilárd szerkezetet nyernek, ami lehetővé teszi egymásra halmozásukat. Kísérleteink kiindulási feltételeit és eredményeit a 3. ábra táblázatában tüntettük fel részletesebben.

(65) tárolóhelyen végezzük a (64) hivatkozási számú biogén szárítással végleg kialakított (71) brikettált darabok tárolását. Ezek raktárcsarnokba kerülnek, ahol a kívánt nedvességtartalom beálltáig tovább száradnak. A végtárolás következtében a (71) brikettált darabok végleges nedvességtartalma és ezzel a belőlük kihozható hőmennyiség is nagy biztonsággal meghatározható. A végtárolás helye természetesen fedett terület, nehogy esővíz érje az ott felhalmozott (71) brikettált darabokat.

A (66) hivatkozási számmal a (71) brikettált darabok végső felhasználási helyét, illetve felhasználását jelöltük. A (65) tárolóhelyről a (71) brikettált darabok a kívánt felhasználói állomásokhoz továbbíthatók és szükség esetén energiává alakíthatók át. Ilyen hőtermelés céljára bármilyen kályha vagy kemence egység alkalmas, például rostélytüzelésű kemencék, örvényré7

HU 208 548 Β tegű kályhák, gázosító kemencék, pirrolízis kemencék stb., melyek előnyösen megfelelő gáztisztító-berendezésekkel vannak ellátva.

A találmány értelmében az is lehetséges és előnyös, ha a szemcsés, pelyhes, lap alakú és/vagy szálas szárazanyag frakciót tovább osztályozzuk és csupán a lap alakú vagy szálas frakciót, azaz különösen a szerves anyagok könnyű összetevőit használjuk fel az aerob fermentációs folyamat során.

Claims (11)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Eljárás nedves hulladék brikettálására, amelynek során nedves hulladékot nedvfelszívó vagy nedvfelszívó anyagot tartalmazó hulladékkal összekeverünk, ahol nedvszívó anyagként háztartási és ipari hulladék kezelésével vagy pedig hulladékból kinyert kis szemcsenagyságú szerves anyagot használunk, majd a keveréket brikettáljuk, azzal jellemezve, hogy a nedvszívó vagy nedvszívó anyagot tartalmazó hulladék maradék nedvességtartalmát legfeljebb 5 t% értéken tartjuk, majd ehhez a nedvszívó vagy ilyen anyagot tartalmazó hulladékhoz 25-801% közötti folyadéktartalmú nedves hulladékot keverünk úgy, hogy a nedves hulladék és a nedvszívó vagy ilyen anyagot tartalmazó hulladékból álló keverék maradék nedvességtartalmát 15-17,8 t% közötti értékre állítjuk be, majd a keveréket közvetlenül brikettáljuk, és a brikettált hulladékot 7-9 t%-os végső maradék nedvességtartalmúra szárítjuk.

   (Elsőbbség: 1987.02.13.)
2. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy nedvszívó hulladékként erdőgazdaságból származó szilárd, nedves hulladékanyagot, például nedves fát, ágakat, bokrokat, illetve kevésbé szilárd mezőgazdasági hulladékanyagot, például növényeket használunk fel.

   (Elsőbbsége: 1987. 02. 13.)
3. 3. Az 1. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy nedves hulladékként nyersiszapot, illetve törkölyt használunk fel.

   (Elsőbbsége: 1987. 02. 13.)
4. 4. Az 1. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy a nedves hulladékhoz sörfőzdéből származó törkölyt, nyersiszapot, meszet, illetve nátronlúgot keverünk.

   (Elsőbbsége: 1987. 02.13.)
5. 5. Berendezés az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti eljárás megvalósítására azzal jellemezve, hogy hulladékot feldolgozó brikettsajtója valamint ahhoz kapcsolódó olyan keverőberendezése van, amelyhez nedves hulladék, azaz durva hulladék (2) és apró darabos hulladék (7) szállítóberendezése (9) valamint előnyösen éghető szárazanyag (14) szállítóberendezése (13) van csatlakoztatva, és a keverőberendezés további szállítóberendezésen (15) át pelletsajtóval (17), illetve brikettsajtóval (18) van összekötve.

   (Elsőbbsége: 1986. 05.20.)
6. 6. Az 5. igénypont szerinti berendezése azzal jellemezve, hogy a keverőberendezés elé a nedves hulladékot tartalmazó siló (6) és a szárazanyagot (14) tartalmazó siló (12) van beiktatva.

   (Elsőbbsége: 1986.05. 20.)
7. 7. A 6. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a durva hulladékot (2) tartalmazó siló (6) elé a silóval (6) szállítóberendezésen (5) keresztül összekötött előaprító (4) van beiktatva.

   (Elsőbbsége: 1986. 05. 20.)
8. 8. Az 5-7. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a keverőberendezést utóaprító (11), illetve a pelletsajtó (17) vagy brikettsajtó (18) etetőberendezése (18) alkotja.
9. 9. Az 5-8. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy az etetőberendezés szállítóberendezésébe (23) további keverő (24) van beiktatva, és a szárazanyagot (14) tartalmazó siló (12) további szállítóberendezésen (25) át áll a keverővei (24) kapcsolatban.

   (Elsőbbsége: 1986. 05. 20.)
10. 10. Az 5-9. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a silókhoz (6, 12, 21, 29, 31), illetve a hozzá tartozó szállítóberendezésekhez (9, 13,15,19,23,25) adagolóberendezések vannak hozzárendelve.

    (Elsőbbsége: 1986.05. 20.)
11. 11. Az 5-10. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a pelletsajtó (17), illetve a brikettsajtó (18) után hűtőzóna, illetve hűtőberendezés (32) vagy száritózóna, illetve szárítóberendezés van csatlakoztatva.