HU209940B - Process and equipment for treating wase material - Google Patents

Description

A leírás terjedelme: 10 oldal (ezen belül 1 lap ábra)

HU 209 940 Β perctől 6 óráig terjedő kezelési idő alatt, kb. 250320 °C hőmérsékleten végbemegy azok részleges elgázosítása, ezután az anyagot lehűtjük, majd 1-50 mm szemcsenagyságú őrleménnyé aprítjuk, amelyet ezt követően egy második elgázosító fokozatban 550-600 °C hőmérsékleten pirolízisnek vetünk alá, és az ennek során keletkező svélgázt elválasztjuk a szenet, hamut, nehézfémeket és egyéb alkotóelemeket tartalmazó szilárd maradéktól;

b) az autoklávban (2) végrehajtott elgázosítás során keletkező, folyékony, olaj és/vagy kátrány jellegű közbülső terméket beadagoljuk a második elgázosító fokozatba;

c) az autoklávban (2) végrehajtott elgázosítás során keletkező svélgázt elszívjuk, és hozzákeverjük a második fokozatban keletkező svélgázhoz.

Az eljárás megvalósítására alkalmas berendezés, amely a hulladékot felaprító őrlőberendezést (14), a pirolízis végrehajtására alkalmas dobkemencét (16), a dobkemence (16) után kapcsolt, gázbontást végző gázbontót (8), vagy pedig a dobkemence (16) után kapcsolt utánégető égőkamrát (77) és gáztisztító berendezést tartalmaz, oly módon kialakítva, hogy az őrlőberendezés (14) előtt autokláv (2) működik.

A találmány tárgya eljárás mérgező és/vagy fertőző hulladékanyagok, különösképpen nagy halogéntartalmú szilárd hulladékok, műanyagtartályok, kórházi hulladékok és hasonló anyagok kezelésére, alapanyagok visszanyerésére, valamint az újra nem hasznosítható és el nem gázosítható maradék ártalmatlanítására, éspedig levegő kizárásával, csökkentett oxigéntartalom mellett végrehajtott pirolízissel való elgázosítás útján, a pirolízis során keletkező svélgázok közvetlen elégetésével vagy krakkolásos elbontásával, valamint az elgázosítás után visszamaradó szilárd anyag ásványi jellegűvé való alakításával.

A találmány tárgya továbbá az eljárás megvalósítására alkalmas berendezés is, amely a hulladékot felaprító őrlőberendezést a pirolízis végrehajtására alkalmas dobkemencét, a dobkemence után kapcsolt, gázbontást végző gázbontót, vagy pedig a dobkemence után kapcsolt utánégető égőkamrát és gáztisztító berendezést tartalmaz.

Háztartási és/vagy ipari hulladékoknak dobkemencében végrehajtott pirolízissel való kezelésére számos módszer ismeretes, egyebek között például a DE-OS 3 347 554, DE-OS 3 529 445 és DE OS 3 727 004 közzétételi iratokban leírt eljárások.

Ezen eljárásokkal azonban csak olyan hulladékok ártalmatlanítása és újrahasznosítása oldható meg, amelyek csupán csekély mennyiségben tartalmaznak a környezetre káros vagy az egészségre ártalmas anyagokat.

Különösen érvényes ez a megszorítás a nagy halogéntartalmú szilárd anyagokra, a mérgező és/vagy fertőző anyagokat tartalmazó kórházi hulladékra, egyes műanyagféleségekre, mint pl. a PVC valamint olyan műanyagokra, amelyek nagy klór- vagy brómtartalmú adalékokat, pl. gyulladásgátlót (dekabrombifenilétert) vagy hasonló vegyületeket tartalmaznak. Ha ezeket a hulladékokat magas hőfokon végbemenő pirolízisnek vetnénk alá, a svélgáz nagy klórtartalma súlyos problémákat okozna. A svélgázban nagy mennyiségben jelentkeznének erősen mérgező, több mint három klóratom-kötéssel bíró dioxin- és furánvegyületek, amelyek teljes lebontása a további kezelés során csak nehezen lenne megvalósítható. Az elmondottak egyszersmind fokozzák az eljárás balesetveszélyességét is. Ehhez járul, hogy már a hulladék aprításánál és őrlésénél mérgező gázok szabadulnának fel, például a hűtőszekrényeknél alkalmazott sztiroporból fluorhidrogén, stb. A fertőző hulladékok aprítása higiéniai szempontból is gondokat okoz.

Anyagok elgázosítására ismeretes eljárás autoklávok alkalmazása is (lásd pl. EP-PS 0 007 620).

A hulladékok autoklávban végzett kezelését azonban ez idáig a gyakorlatban gazdaságtalannak ítélték, mivel az autoklávok szükségszerűen szakaszos üzeműek, és így a svélgáz is szakaszosan, egyenetlenül szabadul fel.

Az ismert eljárás egy további hátránya abban áll, hogy az autoklávok kb. 450° C hőmérsékleten üzemelnek, a képződött gázt pedig az autokláv után kapcsolt hőcserélő égőfejében égetik el. Ilyen nagy elgázosítási hőmérsékleten viszont a környezetre ártalmas, mérgező anyagok is képződnek, és ezek a svélgáz elégetése során felszabadulnak, úgyhogy például nagy halogéntartalmú szilárd anyagok és egyéb különleges hulladékok kezelésére ez az eljárás nem alkalmazható.

A jelen találmány célja olyan eljárás és az azt megvalósító berendezés létrehozása hulladékanyagok kezelésére, amellyel mérgező és/vagy fertőző hulladékok megsemmisítése, adott esetben újrahasznosítása a környezet és/vagy emberek és állatok egészségének veszélyeztetése nélkül elvégezhető.

A kísérletek ugyanis meglepő módon azt mutatták, hogy a bevezetőben említett problémák higiéniai, gazdaságossági és környezetvédelmi szempontból egyaránt kielégítő módon megoldhatók egy kétlépcsős eljárással, ahol is az autoklávban végrehajtott részbeni elgázosítást a visszamaradt anyag pirolízissel történő kezelése követi.

A kitűzött célnak megfelelően a találmány szerinti eljárás mérgező és/vagy fertőző hulladékanyagok, különösképpen nagy halogéntartalmú szilárd hulladékok, műanyagtartályok, kórházi hulladékok és hasonló anyagok kezelésére, alapanyagok visszanyerésére, va2

HU 209 940 Β lamint az újra nem hasznosítható és el nem gázosítható maradék ártalmatlanítására, éspedig levegő kizárásával, csökkentett oxigéntartalom mellett végrehajtott pirolízissel való elgázosítás útján, a pirolízis során keletkező svélgázok közvetlen elégetésével vagy krakkolásos elbontásával, valamint az elgázosítás után visszamaradó szilárd anyag ásványi jellegűvé való alakításával a következő eljárási lépéseket tartalmazza:

- először a kezelendő hulladékanyagokat egy autoklávba adagoljuk be, ahol is az eljárás első lépéseként 20 perctől 6 óráig terjedő kezelési idő alatt, kb. 250-320 °C hőmérsékleten végbemegy azok részleges elgázosítása, ezután az anyagot lehűtjük, majd 150 mm szemcsenagyságú őrleménnyé aprítjuk, amelyet ezt követően egy második elgázosító fokozatban 550-600 °C hőmérsékleten pirolízisnek vetünk alá, és az ennek során keletkező svélgázt elválasztjuk a szenet, hamut, nehézfémeket és egyéb alkotóelemeket tartalmazó szilárd maradéktól;

- majd az autoklávban végrehajtott elgázosítás során keletkező folyékony, olaj és/vagy kátrány jellegű közbülső terméket beadagoljuk a második elgázosító fokozatba;

- végül az autoklávban végrehajtott elgázosítás során keletkező svélgázt elszívjuk, és hozzákeverjük a második fokozatban keletkező svélgázhoz.

A hulladékanyag higiéniai ártalmatlanítására szolgáló megfelelő hőmérsékletű autoklávban végzett részleges elgázosítás során kb. 310 °C-on egyszersmind a halogén-vegyületek is leválnak a műanyagokról, amihez az anyagminőségtől függően 20 perctől 6 óráig terjedő kezelési idő szükséges.

Az autoklávban 320 °C alatti hőmérsékleten végrehajtott részleges elgázosítás után visszamaradó olaj- és kátrányszerű anyag még nem tartalmaz aromás vegyületeket, s így nincs mutagén vagy rákkeltő hatása. így további kezelése problémamentes, és a további feldolgozást illetően különösen előnyösnek bizonyult, hogy ha a pirolízis végén visszamaradó, aktív szén jellegű anyagot adalékként betesszük az autoklávba, az megköti az ott keletkező folyékony komponenseket, és az autoklávban visszamaradó anyag szilárd halmazállapotú lesz.

Az autoklávból kikerülő, nagyobb szilárd darabokat lehűlés után minden nehézség nélkül meg lehet őrölni, majd az őrleményt a pirolízis után visszamaradt anyaggal együtt, amely felitatta az olaj- és kátrányszerű származékokat, egy elgázosító berendezésbe, például forgó dobkemencébe adagoljuk be, ahol kb. 600 °C hőmérsékleten végbemegy a második, teljes elgázosítás.

Az eljárás során előnyösnek bizonyult az a megoldás, hogy a dobkemencébe kerülő anyaghoz olyan, nagy széntartalmú egyéb hulladékot keverünk, hogy a pirolízis végén visszamaradó anyag széntartalma meghaladja a 30 súlyszázalékot. Ez esetben ugyanis, mint meglepő módon kiderült, ha a pirolízis után a még forró maradékot, még mielőtt az a levegővel érintkezne vízfürdőn vezetjük át, olyan aktív szén jellegű anyagot kapunk, amelynek pórusfelülete kb. a szokásos eljárással előállított aktív szén pórusfelületének 70%-át teszi ki. Ezen tulajdonsága révén a pirolízis-maradékot fel lehet használni egyebek között a káros anyagokat tartalmazó szennyvizek szűrésére, így például a pirolízis során felszabaduló gázoknak még az oxidáció előtti mosására használt, vagy a svélgáz elégetése során keletkező füstgázok mosására használt víz tisztítására. Az aktív szén előállítására szolgáló vízfürdőben használt víz döntő részben, esetleg teljes egészében elpárolog és elnyelődik, ami pedig visszamarad, az közel ivóvíz tisztaságú.

A találmány szerinti eljárás egyik előnye, hogy annak során gyakorlatilag nem keletkezik szennyvíz. Az eljáráshoz szükséges víz zárt rendszerben cirkuláltatható.

Az autokláv-kezelés során közbülső termékként keletkező gázokat további feldolgozásra közvetlenül be lehet keverni a folyamatos pirolízis során felszabaduló svélgázhoz. így az autoklávból távozó gázok kezelése - amely a jelenlegi műszaki gyakorlatban, elsősorban a feldolgozás gazdaságosságát illetően, komoly problémákat okoz -, a második elgázosítási lépcsőbe való becsatlakoztatással problémamentesen megoldható. Ezen megoldásnál csupán arra van szükség, hogy a folyamatos működésű második elgázosító fokozat maximális terhelhetősége úgy legyen méretezve, hogy elviselje a szakaszos üzemű betáplálást, azaz az autoklávból érkező őrlemény szakaszos beadagolását.

Ha a találmány célszerű továbbfejlesztésével a rendszerbe több autoklávot kapcsolunk be, és azokat egymáshoz képest időben eltolva üzemeltetjük, a terhelési csúcsok csökkenthetőek, és adott esetben az is elérhető, hogy csupán az autoklávok biztosítsák a pirolízissel működő második elgázosító fokozat folyamatos üzemét. Ez azt jelenti, hogy ez esetben nincs feltétlenül szükség normál háztartási vagy ipari hulladék beadagolására hanem a különleges hulladék önmagában is gazdaságosan feldolgozható.

Ennek során előnyös az a megoldás, ha az autoklávból származó gázokból, még a második fokozat svélgázához való hozzáadás előtt, egy hűtőszakaszon való átvezetéssel kicsapatjuk a sósavat, és így tehermentesítjük a később következő mosófokozatot.

Ez esetben az autokláv-gázokat ismét fel kell melegíteni 300 °C fölé, célszerűen 450 °C-ra, hogy a második fokozat svélgázához való hozzákeverés során elkerüljük annak lehűlését és kátrányanyagok kicsapódását, amelyek eltömhetik a vezetékeket.

Az autokláv működésének és gazdaságosságának javítása, valamint a teljes eljárás során felszabaduló gázmennyiség csökkentése érdekében előnyösnek bizonyult az a megoldás, hogy az autoklávnál fűtőközegként azokat a füstgázokat használjuk fel, amelyek a dobkemence közvetett fűtéséhez alkalmazott pirolízisgázokból, vagy egyéb, ott használt fűtőanyagból keletkeztek. Az autokláv gyors felhevítéséhez a még forró (kb. 920 °C hőmérsékletű) svélgáz egy részét a gázbontó és a mosó között beiktatott elágazáson keresztül az autoklávhoz irányítjuk, majd pedig, az autoklávon való átvezetés után, a gázt visszavezetjük a mosóhoz.

HU 209 940 Β

A hőmérsékletszabályozáshoz, valamint az autokláv adagolóterének a szakaszos üzemelés miatt szükséges lehűtéséhez használt hűtőközegnek oxigénmentesnek kell lennie. E célra előnyös a hideg pirolízis-gáz alkalmazása, amelyet - kb. 35 °C hőmérsékleten - a gázmosó után vezetünk el, majd pedig, svélgázzal dúsítva, visszavezetünk a gázbontóhoz kezelésre és újrafelhasználásra, vagy pedig a dobkemence égésterébe juttatva elégetünk.

Miután az autokláv adagolótere lehűlt a hulladék minimális gyulladási hőmérséklete és a gázképződési hőmérséklet alá (kb. 45 °C), az adagolóteret a megközelíthetőség biztosítására hideg levegővel öblítjük át, amely levegőt azután ártalmatlanításra a gázbontóhoz vagy a rendszerben található valamelyik égőfejhez vezetjük, ahol is égéslevegőként kerül felhasználásra. Ezzel a módszerrel anélkül biztosítható az adagolótér megfelelő hőmérséklete, hogy az autokláv köpenyhőmérsékletét kb. 310 °C alá kellene csökkenteni, feltéve, hogy - mint azt a találmány egy lehetséges kiviteli alakja tartalmazza - kettős falú autoklávot alkalmazunk, ahol is az adagolótér fala és az autokláv külső fala között egy csatorna található, amelyben a forró gázok áramolnak. Ily módon lényegesen lerövidíthetek az adagolási időközök, s ezáltal fokozódik az autokláv teljesítménye és az egész eljárás gazdaságossága.

A hulladékkezelési és energiaátalakítási folyamat során nyomokban jelentkező ártalmas gázok, mint CO₂, CO, NO_X mennyiségének további csökkentése, valamint a pirolízis-gáz fűtőértékének a nitrogéntartalom csökkentésével való növelése érdekében amennyiben ez a nitrogéntartalom a gázbontónál a hőmérsékletszabályozás érdekében a tökéletlen svélgázelégetéshez adagolt égéslevegő nitrogéntartalmából adódik -, lehetségesnek és előnyösnek bizonyult az a megoldás, hogy a környezeti levegőből egy abszorpciós oxigénleválasztóval több mint 80%-os tisztaságú oxigént választunk le, és azt oly módon hozzákeverjük a dobkemence füstgázáramaihoz, hogy a keverék több mint 25 térfogat% oxigént tartalmazzon, majd pedig ezen keveréket a gázbontő, az égőkamrák, valamint az áramfejlesztő generátorok hajtására alkalmazott gázmotorok oxigénigényének fedezésére használjuk fel.

A gázbontó táplálásánál előnyös a 45%-ig terjedő oxigéntartalom, mivel ezáltal lényegesen csökkenthető a keletkező gáz tömege, fűtőértéke pedig több, mint 10%-kal növelhető.

A második elgázosítási fokozat után visszamaradó pirolízismaradék teljesen inért anyagot eredményező ártalmatlanítására amely anyag azután a szokásos módon lerakható, vagy építőipari adalékként hasznosítható -, előnyösnek bizonyult az a megoldás, ha a nedves pirolízis-maradékhoz bizonyos mennyiségű puzzolánt azaz szilikátokat és aluminátokat, valamint kalciumtartalmú anyagok, mint pl. mész, mészhidrát, mészhidrát tartalmú hulladék keverékét adagoljuk, amelynek során biztosítani kell, hogy egyrészt a SiO₂, A1₂O₃, CaO, ZnO, Fe₂O₃ és/vagy MgO, másrészt az ólom, króm, mangán, kadmium, berillium, bárium, szelén, arzén, vanádium, bizmut, stroncium és cirkon összmennyiségének molaránya legalább 6:1, valamint egyrészt a kalcium, magnézium és nátrium, másrészt a kén, klór és fluor összmennyiségének molaránya legalább 2:1 legyen.

Ha ezt a keveréket 200-550 bar nyomással tojásbrikettszerű darabokba sajtoljuk és normál hőmérsékleten legalább négy napig hagyjuk kikeményedni, azokban olyan vegyületek - mint pl. kalcium-szilikát-hidrát, kalcium-aluminát-hidrát és kalcium-vashidrát - jönnek létre, amelyek igen kevéssé vízoldhatóak, és olyan hidraulikai tulajdonságokkal bírnak, hogy a préselt darabok formájukat stabilan megtartják, és minden nehézség nélkül beadagolhatóak pl. egyenárammal fűtött aknáskemencébe, hogy ott kb. 1200-1250 °C hőmérsékleten, széntartalmuk energiájának felhasználásával, kiégessük őket. Ennek során a nehézfémek beépülnek a mész-szilikátok ásványi struktúrájába, minek következtében a felszabaduló gázokban nehézfémek alig fordulnak elő, a homokszerű szilárd maradék pedig olyan kerámiai struktúrával rendelkezik, hogy a kilúgozásnak gyakorlatilag tökéletesen ellenáll, s így építőanyagként jól felhasználható.

Amennyiben biztosított, hogy a pirolízis-maradék széntartalma meghaladja a 30 térfogat%-ot, úgy annak fűtőértéke elegendő ahhoz, hogy az előzőekben említett, szükséges adalékok bekeverésével és elegendő égéslevegő hozzávezetése mellett az egyenárammal fűtött aknáskemencében 1300 °C hőmérséklet legyen elérhető, ami biztosítja, hogy a kiégetett végtermék gyakorlatilag oldhatatlan legyen. A különböző, teljesen kiégetett brikettmaradványokkal elvégzett kilúgozási vizsgálatok kadmiumra 0,2 ppm alatti, krómra 0,4 ppm alatti, ólomra 0,3 ppm alatti értékeket eredményeztek, még olyan esetekben is, amikor magának a brikettnek a a kadmiumtartalma 8000 ppm, ólomtartalma pedig 6000 ppm fölött volt. A folyamat során keletkezett gázokban sem jelentkezett mérhető ólom- vagy kadmiumtartalom, úgyhogy a forró gázokat tisztítás nélkül fel lehet használni akár az autokláv, akár a dobkemence fűtésére, vagy pedig nedves hulladéknak az elgázosító berendezésbe való beadagolás előtti szárítására.

A találmány szerinti eljárással nehézség nélkül megvalósítható ipari és építőipari hulladékok, illetve nagy mértékben inhomogén, esetleg vízzárványokat, tapadó- vagy kristályvizet tartalmazó, mérgező, vagy a hőkezelés során mérgező vegyületeket produkáló hulladékanyagok pirolízissel való kezelése és a felszabaduló gázok energiatermelésre való hasznosítása anélkül, hogy a folyamat különleges hulladékot vagy szennyvizet eredményezne. Adott esetben az eljárás során a kombinált anyagokból vissza lehet nyerni a szervetlen alkotórészeket, ily módon megvalósítható egyes értékes alapanyagok újrahasznosítása, például a fém épületalkatrészeket, miután felületük a pirolízis során megtisztult, új bevonattal lehet ellátni, s új alkatrészként fel lehet használni.

A találmány szerinti eljárás megvalósítására szolgáló berendezés, amely a hulladékot felaprító őrlőberendezést, a pirolízis végrehajtására alkalmas dobkemencét, a dobkemence után kapcsolt, gázbontást végző

HU 209 940 Β gázbontót, vagy pedig a dobkemence után kapcsolt utánégető égőkamrát és gáztisztító berendezést tartalmaz, oly módon kialakítva, hogy az őrlőberendezés előtt egy autokláv van.

A találmány szerinti berendezés előnyös kiviteli alakja szerint több autokláv van egymással párhuzamosan a rendszerben elhelyezve.

A találmány szerinti berendezés további ismérve, hogy egy vagy több vízkezelő berendezés a gáztisztításnál keletkező szennyvíznek a szilárd pirolízis-maradekhoz való hozzávezetésére egy vezetéken keresztül a dobkemence mögött elhelyezett vízfürdővel össze van kötve, a forró füstgázok egy részének az autokláv felfűtésére és átöblítésére való hasznosítására a füstgázt elvezető vezeték az autokláv bemenetével további vezetéken át össze van kötve, és az autokláv az onnan távozó svélgáz elvezetésére pedig előbb egy hőcserélővel, majd azon keresztül egy svélgáz-vezetéken és közbeiktatott porleválasztón át a dobkemencével össze van kötve.

A találmány szerinti berendezés ismérveihez tartozik az is, hogy az aknáskemence füstgázai hőmennyiségének hasznosítására az aknáskemence füstgázvezetékéi csatlakozó vezetékeken keresztül összeköttetésben állnak az autoklávval, és/vagy a pirolízis végrehajtására szolgáló dobkemencével, és/vagy egy szárítódobbal.

A következőkben a mellékelt ábra alapján ismertetjük az eljárás megvalósítására alkalmas berendezés egy lehetséges kiviteli alakját.

A kezelendő anyagot egy alkalmas adagolószerkezéttel - például kézzel forgatható platóról, sínen mozgó speciális kocsival - juttatjuk be az 1 előtérből a 2 autoklávba. Az anyagot például olyan rácsos fémkosárbau lehet elhelyezni, amely alatt egy fém serpenyő helyezkedik el, és a serpenyő a második elgázosító fokozatból származó, aktív szén jellegű piroiízismaradékkal van feltöltve, amely a keletkező olajokat és kátrányokat megköti. A rakodólapokkal, vagy az előzőekben említett kosarakkal megrakott fém kocsikat az 1 előtérből betoljuk a 2 autokláv belső terébe, ahol a reakció végbemegy. A reakcióhőmérséklet 250 °C és 320 °C között fokozatmentesen szabályozható, a kívánt hőmérsékletet előre be kell állítani. Az adagolási időközöket a hulladék szervesanyag-tartalmának és a feőátadási viszonyoknak megfelelően kell megválasztani. Mivel az egyes raklapokra vagy kosarakba jutó hulladéknak, s az ezekből összeállított adagoknak másmás lehet a szervesanyag-tartalma, így más-más adagolási időközök is adódhatnak. Lehetséges viszont az egyes adagokban a hulladékot megfelelően keverni, és így állandó értékű, átlagos adagolási időközökkel dolgozni. Az 1 előtérbe egy 4 tápvezeték vezeti be a tisztításra és hűtésre szolgáló levegőt, amely a 3A elvezető csövön keresztül távozik. Egy 5 tápvezetéken keresztül a 2 autoklávban kiképzett 6 csatornába a 16 dobkemence 16A égésteréből forró füstgázokat vezetünk, amelyek felmelegítik a 2 autokláv falát. Miután megtörtént a hőátadás a 2 autokláv belső terének, a bizonyos mértékig lehűlt füstgázok egy 3C elvezető csövön keresztül újbóli felmelegítésre visszakerülnek a 16 dobkemencébe, vagy pedig - oxigénnel való feldúsítás után, amelyre egy 7 abszorpciós oxigénleválasztóban kerül sor - a 8 gázbontóba vagy aló dobkemence égőfejeihez kerülnek elvezetésre, ahol égéslevegőként hasznosulnak. A 7 abszorpciós oxigénleválasztóhoz a 68 levegőbevezető csatlakozik és a 69 kivezetésen távoznak az égést nem tápláló gázok.

A 2 autokláv gyors felfűtéséhez egy 10 vezetéken keresztül a 8 gázbontóból forró gázt lehet visszavezetni, ameiy a 8 gázbontót kb. 920 °C hőmérséklettel hagyja el.

Miután megtörtént a 2 autokláv feltöltése az elgázosítandó anyaggal, először is egy 9 vezetéken keresztül a 2 autokláv belső terét átöblítjük semleges gázzal (forró füstgázzal), amely azután a 3B elvezető csövön át kerül elszívásra, s ily módon a 2 autokláv belső teréből eltávolítjuk az oxigént. A 2 autokláv átöblítésére felhasználhatjuk a például a 62 aknáskemencében keletkezett forró füstgázokat is, amelyek a 71 vezetéktől az összekötő 9A vezetéken át csatlakoznak a már említett 9 vezetékhez és a 2 autokláv belsejébe jutnak. Az átöblítést követően egy 10 A vezetéken keresztül a 2 autokláv belső terét forró svélgázzal árasztjuk el, ez meggyorsítja a behelyezett anyag elgázosodásának megindulását.

A 10 A vezeték célszerűen a 8 gázbontó forró gázait visszavezető 10 vezetékből ágazik le. A forró gáz kivezetése a 2 autoklávból a 3B elvezető csövön keresztül történik. A 3A,3B elvezető csöveken át elszívott levegő, illetve gáz a 3 vezetéken keresztül a 16 dobkemence égőfejéhez, vagy - a 33 vezetéken keresztül - a 8 gázbontóba kerül. Az elgázosítás megkezdése után a 3B elvezető csövet lezárjuk. A 2 autoklávban keletkező svélgáz egy 11 hőcserélőn keresztül, majd a 17 svélgáz-vezetéken át kerül elvezetésre, amely aló dobkemence után csatlakozik a rendszerbe. A 11 hőcserélőben a kondenzálódó anyagok, mint pl. a vízben oldott sósav, kicsapódnak a svélgázból; a kondenzátum egy 12 tartályban gyűlik össze. Ezután a svélgázt egy 13 hőcserélőben ismét 450 °C-ra melegítjük fel, majd a 17A vezetéken elvezetve bekeverjük a 17 svélgáz-vezeték áramába. A svélgáz ezután a 17 svélgáz-vezetéken át a magas hőmérsékletű 8 gázbontóba áramlik. Miután a 2 autoklávban - amelynek hőmérséklete közel 320 °C, de azt az aromás vegyületek keletkezését elkerülendő, nem haladja meg -, végbement a kigázosítási folyamat, a kihordáshoz annak belső terét átöblítjük a gázmosó berendezés kimeneti oldaláról, a 24 cseppleválasztótól a 23 ciklonon és a 22 ventilátoron át a 21 mosótoronyba visszavezetett hideg gázzal. Az öblítőgáz kivezetésére most is a 3B elvezető cső szolgál. Az átöblítés addig tart, míg a 2 autokláv belső terében - a kb. 300° C-os köpenyhőfok ellenére is - a hőmérséklet 80 °C alá csökken. Ezután a 2 autoklávot még friss levegővel is átöblítjük, majd következik az ajtók kinyitása és a kigázosított anyag kihordása. A kihordással egyidejűleg sor kerülhet egyben az új hulladékadag bevitelére is.

A kigázosított szilárd anyagot, a serpenyőkben ta5

HU 209 940 B lálható olajjal és kátránnyal átitatott pirolízis-maradékkal együtt ezután egy 67 szállítópályán a 14 őrlőberendezésbe szállítjuk, és ott szükség szerint összekeverjük a 70 adagoló vezetéken érkező egyéb széntartalmú hulladékkal. Előzőleg, szükség esetén, megtörténhet az eredetileg mú'anyagbevonatú, vagy műanyaggal egyesített fémalkatrészek kiválogatása, amelyek aztán újrahasznosításra kerülnek.

A 2 autoklávban csak részben elgázosított, de most már fertőtlenített és felaprított, a 70 adagoló vezetéken át beadott egyéb hulladékkal összekevert anyagot celláskerekes zsilippel vagy egyéb alkalmas adagolóberendezéssel, például a 15 adagoló csigával aló dobkemencébe továbbítjuk, ahol azt 550-600 °C közötti hőmérsékleten az ismert pirolízis-eljárásnak vetjük alá, a keletkező svélgázt pedig egy 17B elvezető csövön a 18 porleválasztóba, és onnan a 17 svélgáz-vezetéken keresztül a 8 gázbohtóba vezetjük. A 8 gázbontóban a svélgáz szén- vagy kokszágyon való kezelése történik.

Ilyen típusú gázbontó leírása megtalálható pl. a DE-OS 3 317 977 közzétételi iratban, így annak működését itt nem kívánjuk részletezni. A 16 dobkemence, a 8 gázbontó és a csatlakozó gáztisztító berendezés úgy van méretezve, hogy azok folyamatos működését a 70 adagolóvezetéken érkező hulladék biztosítja, és csúcsterhelésként jelentkezik a szakaszos működésű 2 autoklávból érkező svélgáz és szilárd anyag feldolgozása, ahol viszont a terhelés kiegyenlítése érdekében lehetséges olyan megoldás, hogy bizonyos fáziseltolással több 2 autoklávot működtetünk párhuzamosan. A 8 gázbontóból a gáz egy 20 hőcserélőn keresztül egy gázmosó berendezésbe jut, amely lényegileg egy 21 mosótoronyból, egy 22 ventilátorból, egy 23 ciklonból és egy 24 cseppleválasztóból áll. A megtisztított gáz útja a 25 gázvezetéken keresztül egy 26 gáztartályhoz vezet, ahonnan szükség esetén a felesleges mennyiség egy 27 leágazáson át egy 28 fáklyához áramlik elégetésre. A fő gázáram a 26 gáztartálytól egy 30 generátorral összekapcsolt 29 gázmotorhoz vezet, ahonnan az égés során keletkező füstgázok egy 31 füstgázvezetéken keresztül a 32 kéménybe kerülnek. Ezeket a füstgázokat, vagy azok egy részét a 75 füstgáz visszavezetőn egy 76 keverőkamrába is el lehet vezetni, ahol is azokhoz a 7 adszorpciós oxigénleválasztóból érkező oxigénnel dúsított levegőt keverünk, és a keveréket ismét felhasználjuk a 29 gázmotornál égéslevegőként, illetve a 33 vezetéken keresztül visszavezetjük a 8 gázbontóba, a tökéletlen svélgázelégetéssel biztosítandó krakkolási hőmérséklet fenntartására. A 8 gázbontóba a koksz egy 34A kokszadagolón, a víz pedig egy 34B vízvezetéken keresztül érkezik. A hamu és a salak eltávolítására egy 35 salakkihordó vezeték szolgál. Adott esetben, energiatakarékosság céljából, alkalmazható egy 36 visszatápláló vezeték is, a salaktól megtisztított koksz visszajuttatására. A kokszot a szilárd maradékokkal együtt a gázmosó berendezés 41 szűrőberendezésének ülepítőtartályából a 16 dobkemencébe vezetjük vissza. A 25 gázvezetékre egy 37 leágazás csatlakozik, amely a 38 gázégőhöz vezet; ez a 38 gázégő fűti a 16 dobkemencét. A berendezés indításakor a 16 dobkemence felfűtését egy 39 olajégő végzi, ezt kiegészítheti még egy külön gázégő is. A berendezés folyamatos üzemelésének beindulása után a 16 dobkemence hőigényét már teljes egészében a 38 gázégő fedezi.

A 25 gázvezetékhez csatlakozik még egy 2B vezeték is, amely gázt vezet a 2 autoklávhoz is.

A gáztisztításhoz felhasznált mosóvíz egy 40 mosóvíztartályban gyűlik össze, majd onnan egy 41 szűrőberendezésbe kerül, amely általában egy ülepítőtartályból áll. A 41-szűrőberendezésben leválasztott szilárd anyag egy 42 vezetéken keresztül egy 43 hamutartályba jut. A 43 hamutartályból az összegyűlt anyagot egy vezeték vezeti el, s azt egy adagoló berendezés, például a 15 adagoló csiga ismét a 16 dobkemencébe szállítja.

A 41 szűrőberendezésből a megtisztított mosóvíz egy része szivattyún és a 46 hűtőtornyon áthaladva a visszafolyó vezetéken keresztül hűtve visszajut a 40 mosóvíztartályba. A mosóvíz másik része pedig a 47 vízkezelő berendezéshez jut, amely az 59 összekötő vezetéken keresztül egy második 48 vízkezelő berendezéssel áll kapcsolatban. A 48 vízkezelő berendezésből a kezelt víz szivattyúval visszakeringetve a 45A vezetéken keresztül becsatlakozik a 45 visszafolyó vezetékbe.

A 47 vízkezelő berendezésből az 53 visszafolyó vezetéken át a víz nagyobbik része ismét a 21 mosótoronyba visszacirkulál. A szakaszosan üzemelő 47, 48 vízkezelő berendezésben a vizet szokásos kémiai tisztításnak vetjük alá, amihez a szükséges vegyszereket egy 49 vegyszeradagoló vezetéken juttatjuk be, hacsak az oxidáció nem ózonkezeléssel történik, amihez viszont egy 54 ózonadagolón keresztül vezetjük be az ózont ez utóbbi eljárás előnye, hogy jelentősen csökkenthető a szilárd csapadékot eredményező adalékok mennyisége. A mosóvizet, a képződött hab eltávolítására, részben egy 50 keringtető vezetéken át, szivattyú közbeiktatásával egy 51 légszűrőhöz vezetjük, ahonnan a gázokat egy 52 vezetéken át a 32 kéménybe szívjuk el, részben pedig egy 52B vezetéken a 21 mosótoronyba vezetjük vissza. A mosóvíznek a 48 vízkezelő berendezés tartályában visszamaradt része egy 55 vezetéken keresztül a 16 dobkemence mögött elhelyezett 57 vízfürdőbe kerül elvezetésre, ahol a pirolízis után visszamaradt szilárd anyaggal kerül érintkezésbe. Az ott lejátszódó gőzképződés során a pirolízis-maradék megköti a vizet, és az abban található ártalmas anyagokat az aktív szén adszorbeálja, illetve abszorbeálja. Ily módon megtörténik a mosóvíz ártalmatlanítása.

Ha az 57 vízfürdőbe vezetett víz mennyisége nagyobb, mint amit a pirolízis-maradék meg tud kötni, a felesleget egy 58 vezetéken át leeresztjük. Az aktív szén jellegű pirolízis-maradék szűrőhatása folytán az így elvezetett felesleg közel ivóvíz minőségű. Vízfelesleg azonban a gyakorlatban csak ritkán képződik. A nedves pirolízis-maradék egy 56 vezetéken keresztül egy 60 keverő berendezésbe kerül, ahol szilikátokkal és aluminátokkal, valamint kalciumtartalmú vegyületekkel keverjük össze. Ezután az anyag egy 61 brikettsajtolóba kerül, amely azt formatartó tojásbriketté saj6

HU 209 940 Β tolja. A briketteket ezt követően egy egyenárammal fűtött 62 aknáskemencében kb. 1250 °C hőmérsékleten kiégetjük.

A 62 aknáskemencében keletkezett hőmennyiség felhasználható melegítésre, így a 65A füstgázvezetéken és 74 vezetékeken keresztül a 16 dobkemencéhez juttatható vagy a 65B füstgázvezetéken át csatlakoztatható a 71 vezetékhez, és onnan pedig a 72 szárítódobhoz juttatható.

. A kiégetés során keletkező, 1000 °C fölötti hőmérsékletű füstgázok egy része egy 71 vezetéken keresztül az egyéb hulladék szárítására szolgáló 72 szárítódobba kerül elvezetésre. A 72 szárítódobba külső hőforrásból a 73 betápláló vezetéken át vezetünk be meleg levegőt vagy gázt.

A fel nem használt füstgázok egy 65 vezetéken keresztül a 32 kéménybe áramlanak. A 62 aknáskemence működéséhez szükséges friss levegőt egy 63 légvezeték vezeti be, mégpedig egy 64 hőcserélő közbeiktatásával. A 62 aknáskemence alatt 66 kihordó szerkezet van az égetés során keletkezett kiégett hulladék eltávolítására.

A fentiekben leírt folyamathoz képest - mikor is a svélgázt a 8 gázbontóban krakkolásnak, majd azt követően gázmosásnak vetjük alá, amikor is a tisztításra az oxidáció előtt, kb. 40 °C hőmérsékleten kerül sor, és így csak igen csekély térfogatú gáz tisztítására van szükség -, alternatív megoldást jelenthet az az eljárás, hogy a svélgázt a 17 svélgáz-vezetékből egy, az ábrán szaggatott vonallal feltüntetett 170 összekötő vezetéken keresztül közvetlenül egy 77 égőkamrába vezetjük el, amely után egy 78 kazán, egy 79 keverőkamra és egy 81 szűrőberendezés csatlakozik, ahol is a 79 keverőkamrába egy 80 mészadagolóval összekapcsolt 85 légvezetéken át meszet adagolunk be. A 81 szűrőberendezésben visszamaradt anyagot egy 59A vezetéken keresztül, amely az 59B bemenetbe csatlakozik, a 60 keverő berendezésbe vezetjük el. A 81 szűrőberendezésben megtisztított füstgázt egy 82 füstgázvezeték egy 32B kéménybe vezeti, vagy - adott esetben - sor kerülhet, egy 83 kondenztartály közbeiktatásával, egy 84 vezetéken át a füstgáz visszavezetésére, és melegítésre, szárításra vagy fűtésre való felhasználására a fő rendszerben, például a 71 vezetékbe való becsatlakozással. (Lásd szaggatott vonallal jelölve.)

A 77 égőkamrába a szokásos módon egy 86 légvezeték csatlakozik, adott esetben alkalmazható egy további 87 íutőanyag-vezeték is, pótlólagos fűtőanyag bevezetésére. Továbbá a 71A vezetéken keresztül a 77 égőkamra a meleg füstgázt vezető 71 vezetékhez is csatlakozik. A 78 kazánhoz egy 88 tápvízvezeték és egy 89 gőzvezeték csatlakozik. A 81 szűrőberendezésbe, annak tisztításához, egy 89A sűrített levegő vezetéken át vezethető be nagynyomású levegő. A 78 kazán és a 79 keverőkamra egy leválasztón keresztül egymással össze vannak kötve. A leválasztott kondenzvíz a J levezetőn át távolítható el. A 77 égetőkamra a 71A vezetékkel (szaggatott vonal) szintén becsatlakozik a füstgázt elvezető 71 vezetékbe, hogy a 77 égetőkamrában keletkezett hőmennyiséget fűtésre vagy szárításra felhasználják.

Míg a 2 autoklávot és a 16 dobkemencét együtt kell üzemeltetni, a brikettező egység, a 61 brikettsajtoló, a 60 keverő berendezés és a 62 aknáskemence üzemeltetése ezektől független is lehet, ha ott megfelelő energiafogyasztó áll rendelkezésre.

Claims (18)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Eljárás mérgező és/vagy fertőző hulladékanyagok, különösképpen nagy halogéntartalmú szilárd hulladékok, műanyagtartályok, kórházi hulladékok és hasonló anyagok kezelésére, alapanyagok visszanyerésére, valamint az újra nem hasznosítható és el nem gázosítható maradék ártalmatlanítására, éspedig levegő kizárásával, csökkentett oxigéntartalom mellett végrehajtott pirolízissel való elgázosítás útján, a pirolízis során keletkező svélgázok közvetlen elégetésével vagy krakkolásos elbontásával, valamint az elgázosítás után visszamaradó szilárd anyag ásványi jellegűvé való alakításával, azzal jellemezve, hogy

   a) először a kezelendő hulladékanyagokat egy autoklávba (2) adagoljuk be, ahol is az eljárás első lépéseként 20 perctől 6 óráig terjedő kezelési idő alatt, 250-320 °C hőmérsékleten részlegesen elgázosítjuk, ezután az anyagot lehűtjük, majd 1-50 mm szemcsenagyságú őrleménnyé aprítjuk, amelyet ezt követően egy második elgázosító fokozatban 550-600 °C hőmérsékleten pirolízisnek vetünk alá, és az ennek során keletkező svélgázt elválasztjuk a szenet, hamut, nehézfémeket és egyéb alkotóelemeket tartalmazó szilárd maradéktól;

   b) majd az autoklávban (2) végrehajtott elgázosítás során keletkező, folyékony, olaj és/vagy kátrány jellegű közbülső terméket beadagoljuk a második elgázosító fokozatba;

   c) végül az autoklávban (2) végrehajtott elgázosítás során keletkező svélgázt elszívjuk, és hozzákeverjük a második fokozatban keletkező svélgázhoz.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a második elgázosító fokozatot jelentő pirolíziskezeléshez adalékként háztartási és/vagy ipari hulladékból előállított 1-50 mm szemcseméretű őrleményt adagolunk be.
3. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az autoklávban (2) előállított svélgázt lehűtjük, és a kicsapódott sósavtól megtisztítjuk, majd pedig a második elgázosító fokozatban keletkezett svélgázhoz való hozzákeverés előtt ismét felmelegítjük.
4. 4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az autoklávnak (2) minden új hulladék-adag behordása utáni felfűtéséhez a második elgázosító fokozat fűtőberendezésének forró füstgázait, vagy pedig a gázkrakkolás termékeként keletkező forró gázok legalább egy részét használjuk fel.
5. 5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az autokláv (2) lehűtését a gázkrakkolás során nyert, egy gázmosóban lehűtött gázokkal való átöblítéssel végezzük, és a 80 °C hőmérséklet

   HU 209 940 Β alá történt lehűtést friss levegővel való átöblítéssel folytatjuk, amellyel a hőmérsékletet 45 °C alá csökkentjük.
6. 6. Az 5. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az autokláv (2) lehűtésére alkalmazott gázokat ártalmatlanításra égéslevegőként a második elgázosító fokozatot megvalósító pirolízis-berendezés fűtésére szolgáló égőfejekhez, vagy egy gázbontó (8) égőfejéhez vezetjük, vagy pedig közvetlenül a gázbontóba (8) irányítjuk.
7. 7. Az í—6. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy svélgáz és/vagy a gázbontóban (8) termelt ;gáz tisztításánál keletkező szennyvizet egy vízfürdőben (57) a szilárd pirolízis-maradékra vezetjük.
8. 8. Az í—7. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a második elgázosító fokozatban keletkezett szilárd pirolízis-maradékot kalciumtartalmú vegyíáfetekkel, mint mész, mészhidrát, valamint puzzolánnal, azaz szilikáttartalmú anyagokkal keverjük össze, a keveréket briketté préseljük, végezetül pedig kb. 1300 °C hőmérsékleten kiégetjük.
9. 9. Az 1.-¾. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a nyomelem-emisszió csökkentésére a pinolízisberendezés égőkamráiból, valamint az egyéb, égéslevegőt igénylő berendezésektől származó füstgázokat égéslevegőként ismét visszavezetjük ezen berendezéseikhez, miután ezen gázokat egy abszorpciós oxigénleválasztóban (7) a környezeti levegőből nyert oxigénnel feldúsított levegővel kevertük össze úgy, hogy a visszavezetett keverék legalább 25 térfogat% oxigént tartalmaz.
10. 10. Az '1—9. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a szilárd pirolízis-maradék legalább egy ítészét beadagoljuk az autoklávba (2), ahol azzal megfejjük a képződő folyékony komponenseket.
11. 11. Az 1. igénypont szerinti élj árás megvalósítására alkalmas berendezés, amely a hulladékot felaprító őrlőberendezést (14), a pirolízis végrehajtására alkalmas doblaemencét (16), a dobkemence (16) után kapcsolt, gázbontást végző gázbontót (8), vagy pedig a dobkemesnce (16) után kapcsolt utánégető égőkamrát (77) és gáztisztító berendezést tartalmaz, azzal jellemezve, hogy az őrlőberendezés (14) előtt autokláv (2) van.
12. 12. A 11. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy több autokláv (2) van egymással párhuzamosan a rendszerben elhelyezve.
13. 13. A 11. vagy 12. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a gáztisztító berendezc hsz egy vagy több vízkezelő berendezés (47,48) van kapcsolva és a gáztisztításnál keletkező szennyvíznek a szilárd pirolízis-maradékhoz való hozzávezetésére egy vezetéken (55) keresztül a dobkemence (16) mögött elhelyezett vízfürdővel (57) össze van kötve, a forró füstgázok egy részének az autokláv (2) felfűtésére és átöblítésére való hasznosítására a füstgázt elvezető vezeték (71) az autokláv (2) bemenetével további vezetéken (9, 9A) át össze van kötve, és az autokláv (2) az onnan távozó svélgáz elvezetésére pedig előbb egy hőcserélővel (11), majd azon keresztül egy svélgáz-vezetéken (17) és közbeiktatott porleválasztón (18) át a dobkemencével (16) van összekötve.
14. 14. A 11-13. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy az autokláv (2) kettős falú, és a két fal a forró gázok számára átömlő csatornát képez.
15. 15. A 14. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy az autokláv (2) egy, a svélgázból vizes sósavat lekondenzáló hőcserélővel (11) és egy, a lehűlt svélgázt felmelegítő hőcserélővel (13 ) van összekötve.
16. 16. A 11-15. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a dobkemence (16) égésterében (16A) szükséges égéslevegő oxigénnel való feldúsítására egy abszorpciós oxigénleválasztó (7) van a dobkemence (16) bemenetéhez csatlakoztatva.
17. 17. A 11-16. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a szilárd pirolízis-maradék kiégetéséhez égető kemencét, mégpedig egyenárammal fűtött aknáskemencét (62) tartalmaz.
18. 18. A 17. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy az aknáskemence (62) füstgázai hőmenynyiségének hasznosítására az aknáskemence (62) füstgázvezetékei (65A,65B) csatlakozó vezetékeken (71, 74) keresztül összeköttetésben állnak az autoklávval (2), és/vagy a pirolízis végrehajtására szolgáló dobkemencével (16), és/vagy egy szárítódobbal (72).