HUT63920A - Apparatus and method for making harmless dangerous wastes by applying high temperature - Google Patents

Description

A találmány tárgya berendezés és eljárás veszélyes hulladékok ártalmatlanítására magas hőmérséklet alkalmazásával. A berendezés a magas hőmérséklet létrehozására alkalmas oxidáló egységgel vagy edénnyel van kiképezve, míg az eljárás megvalósítása során veszélyes hulladékokat tartalmazó darabos anyagot oxidálunk és legalább részben éghetetlen szemcsés anyaggá és így kimoshatatlan, a környezetre ártalmatlan aggregátum alapjává alakítjuk át. A találmány lényegében azt az ismert folyamatot valósítja meg, amikor termikusán indukált oxidáció révén környezetre veszélyes anyagokat ártalmatlan aggregátummá (tömörítvénnyé) dolgozzuk fel.

Az ipari termelési folyamatokban és általában az emberi tevékenység során számos olyan hulladék és melléktermék keletkezhet, amelyeket nem szabad minden további nélkül a környezetben elhelyezni, vagyis lerakásukhoz valamiféle tartályra, illetve feldolgozásra van szükség. A múltban sok próbálkozás történt a veszélyes hulladékok tartályokban történő lerakására, de ezek a megoldások a környezetre veszélyeseknek bizonyultak, ugyanis a tartályok falai idővel a leggondosabb gyártási technológiák mellett is a hulladékokban levő agresszív összetevők hatására lyukassá válnak, a veszélyes anyagok a környezetbe kijutnak. Egy további megoldásként adódott az, hogy a veszélyes hulladékokat nagyméretű építmények, mint zárógátak belső rétegeibe injektálják, de ez azzal a veszéllyel jár, hogy a belső rétegekből a veszélyes hulladékok egy vagy több összetevője lassan elvándorol, a környezetbe jut, esetleg a vízgyűjtő területeket elszennyezi.

Az említett lerakási, hatástalanítási eljárások műszaki problémái mellett jogi problémák is felvetődnek. A megoldásokat hasznosító felek a veszélyes hulladékok lerakását követően akár évtizedek elmúltával is felelősségre vonhatók annak alapján, hogy a környezetre veszélyes anyagokat úgy tároltak, hogy az általában veszélyt okozott, mégha ez előre kijelölt és őrzött területen is történt Az említett veszélyek miatt intenzív kutatások folytak olyan gyártási eljárások kidolgozására, amelyek lehetővé tennék, hogy a környezetre veszélyes hulladékokat közforgalomba hozható, általában felhasználható termékké alakítsák. Az egyik megoldás az volt, hogy az anyagokat különböző típusú és felépítésű hevítő berendezésekbe juttatták, éghető összetevőiket oxidálták. Egy viszonylag jó eredményekkel járó megoldást az ellenáramú forgókemencék jelentenek, amelyekben a veszélyes hulladék éghető összetevőit elégetik és a visszamaradt, immár veszélytelen tömörítvényt, amely éghetetlen anyagokból áll, valamilyen módon újrahasznosítják.

A forgókemencés hulladékártalmatlanító eljárások segítségével a környezetvédelmi előírásoknak messzemenően eleget tevő termékek készíthetők elő, amelyek akár újrahasznosíthatok, akár veszély nélkül lerakhatok. Az ismert eljárásokat azonban több hátrány jellemzi.

-3Az ismertté vált eljárások számos kedvezőtlen vonásának javítására az US-A 4,922,841 és 4,986,197 Isz. alatt John M. Kent nevére engedélyezett US szabadak mák adtak javaslatot. Ezekből a szabadalmakból olyan készülékek és eljárások ismerhetők meg, amelyek a veszélyes hulladékok kezelésével járó legjelentősebb nehézségeket termikus feldolgozás révén javasolják elkerülni. A javaslatok lényege az, hogy a hulladékból kis tömegű éghetetlen végterméket készítenek, amelyet azonban veszélyes hulladékként kell kezelni. Ezért ezek az eljárások és készülékek nem biztosítják a nagy mennyiségű veszélyes hulladék ártalmatlanítását.

Az ismert hulladékártalmatlanító berendezések működtetésének alapvető problémái közé tartozik az is, hogy a keletkező szilárd anyag a belső terekben nagy mennyiségben rakódik le, nehezen eltávolítható réteget képez, és ezért a berendezéseket viszonylag gyakran kell karbantartás céljából leállítani.

A találmány célja az ismert megoldások javítása, hiányosságaik egy részének megszüntetése.

Felismertük, hogy a magas hőmérséklet hatása önmagában véve nem elegendő a környezetre veszélyes hulladékok káros jellegének megszüntetésére, ártalmatlanítására, a magas hőmérséklettel kezelt veszélyes hulladékból nyert anyagot a környezetre veszélytelen aggregátummá úgy kell átalakítani, hogy illékony, gáz halmazállapotba hozható összetevői se távozhassanak el a környezetbe.

A fentiek alapján feladatunk olyan berendezés és eljárás megalkotása, amelyek révén a környezetre vagy egyéb szempontból veszélyes hulladékokból ártalmatlan, kereskedelmi forgalomba hozható, felhasználáskor óvintézkedéseket nem igénylő termék készíthető, mégpedig függetlenül attól, hogy milyen kiindulási hulladékokat kell feldolgozni.

További feladatunk a szilárd halmazállapotú veszélyes hulladékok átalakítása veszélytelen tömöritvénnyé, valamint olyan eljárás létrehozása, amelynek segítségével a veszélyes hulladékok tömöritvénnyé való átalakítása során a kezelés nem jár a környezetre veszélyes gázok keletkezésével, a kezelési folyamatokat nagy mennyiségű szilárd anyag lerakódása nem kíséri.

A kitűzött feladat megoldásaként veszélyes hulladékok magas hőmérséklet alkalmazásával történő ártalmatlanítására egyrészt két változatban berendezést, másrészt eljárást dolgoztunk ki. A javasolt berendezés első változata a találmány értelmében darabos szilárd anyagok, illékony gázok és gáz halmazállapotú égési melléktermékek forrásával, célszerűen forgókemencével, legalább egy, belül forró folyékony anyag hatásának ellenálló tűzálló belső bevonattal borított és fémfallal készített, vízhűtés rendszerével csatlakoztatott oxidáló egységgel, a darabos szilárd anyagot, az illékony gázokat és a gáz halmazállapotú égési melléktermékeket az oxidáló egységbe • · ·

-4bevezető eszközzel, az oxidáló egységen belül égési folyamatot indukáló, az égési folyamatban nyert hőenergiával éghetetlen anyagból folyékony salakot és éghetetlen szemcsés anyagot képező átalakító egységgel, a keletkező salakot összegyűjtő eszközzel, az éghetetlen szemcsés anyagot a folyékony salakba bevezető és így lényegében megolvadt keveréket képző eszközzel, a lényegében megolvadt keveréket az oxidáló egységből eltávolító eszközzel, valamint az oxidáló egységből eltávolított lényegében megolvadt keverék hőmérsékletét csökkentő és ezzel belőle környezetre veszélytelen kimoshatatlan aggregátumot képző hűtőegységgel van ellátva, ahol a folyékony salakba az éghetetlen szemcsés anyagot bevezető eszköz a folyékony salak külső felszíne alatt elrendezett adagoló injektorral van kialakítva.

A találmány szerinti berendezés alkalmazás szempontjából különösen előnyös kiviteli alakja az éghetetlen szemcsés anyagot a folyékony salakba bevezető egység a szemcsés anyag adagonként!, illetve a szemcsés anyag halmazának beadagolására alkalmasan van kiképezve.

A veszélyes hulladékok egy nagyobb adagjának folyamatos feldolgozása válik lehetővé, ha a találmány szerinti berendezés egy másik előnyős kiviteli alakjában az éghetetlen szemcsés anyag halmaza az oxidáló egységben fellépő hatásokkal létrehozott külső ferde felszínű anyaghalmazként van kiképezve, ahol igen célszerű, ha az éghetetlen szemcsés anyag halmaza az oxidáló egységben megolvasztott felszínnel van jelen.

Az esetleg még környezetre veszélyes összetevőket tartalmazó égéstermékek semlegesítése szempontjából előnyös a találmány szerinti berendezésnek az a kiviteli alakja, amelynél a adagoló injektomak az éghetetlen szemcsés anyagot továbbító kiömlése a szemcsés anyagból képzett halmaz megolvasztott felszíne alatt van elhelyezve. Ugyancsak előnyös, ha az oxidáló egység a folyékony salak összegyűjtésére alkalmasan van kiképezve, továbbá adott esetben legalább két edényre van felosztva.

A veszélyes hulladékok feldolgozásának hatékonyságát és időigényét javítja, ha az oxidáló egységben legalább három oxidáló eszköz van elrendezve.

A találmány elé kitűzött feladat megoldásaként kidolgozott eljárás megvalósítása során veszélyes hulladékok ártalmatlanítására magas hőmérséklet alkalmazásával, amikoris veszélyes hulladékokat tartalmazó darabos anyagot oxidálunk és legalább részben éghetetlen szemcsés anyaggá és így kimoshatatlan, a környezetre ártalmatlan aggregátum alapjává alakítjuk át, ahol a találmány értelmében a darabos anyagból éghetetlen szemcsés anyagot képezünk és ezt olvadt rétegbe visszük át, az olvadt anyagot tartalmazó réteg belsejébe az éghetetlen szemcsés anyag egy további adagját bevezetjük és ezzel az éghetetlen szemcsés anyag egy halmazát képezzük, a halmaz felületét megolvasztjuk és így belőle olvasztott keveréket képezünk, majd az

-5olvasztott keveréket lehűtjük és ezzel a környezetre veszélytelen kimoshatatlan aggregátumot képezünk.

Mint az előbb vázolt berendezésnél, a találmány szerinti eljárás megvalósítása során szintén igen előnyös, ha az éghetetlen szemcsés anyag egy további adagját különálló adagokban visszük az olvadt rétegbe, belőle előnyösen a bevitel előtt halmazt képezünk, amelynek felületét magas hőmérséklet hatásának tesszük ki és ezzel megolvasztjuk, továbbá rajta ferde külső felületet alakítunk ki. A ferde külső felületről különösen célszerű, ha a megolvadt anyagot hagyjuk lefolyni és ezzel a halmaz egy újabb felületét a magas hőmérséklet hatásának hozzáférhetővé tesszük.

Ugyancsak a találmány feladatának megoldását teszi lehetővé az a javasolt berendezés, amely a találmány értelmében darabos szilárd anyagok, illékony gázok és gáz halmazállapotú égési melléktermékek forrásával, legalább egy, belül forró folyékony anyag hatásának ellenálló tűzálló belső bevonattal borított és fémfallal készített, vízhűtés rendszerével ellátott, a tűzálló belső bevonaton átmenő és a fémfallal érintkező, a tűzálló belső bevonaton belül az üzemi hőmérsékletet csökkentő fém elemekkel kiegészített legalább egy, a forrás belső terével közlekedő belső terű edénnyel, a darabos szilárd anyagot, az illékony gázokat és a gáz halmazállapotú égési melléktermékeket a legalább egy edénybe bevezető eszközzel, a legalább egy edényen belül égési folyamatot indukáló, magas hőmérsékletű gázok, gőzök és szemcsés anyagok és/vagy ezek keverékeinek égési folyamataiban nyert hőenergiával folyékony salakot és hulladékgázokat képező, valamint az éghetetlen összetevőket éghetetlen szemcsés anyaggá átalakító egységgel, a keletkező salakot összegyűjtő eszközzel, az éghetetlen szemcsés anyagnak legalább egy részét a folyékony salakba annak felszíne alá bevezető és így lényegében megolvadt keveréket képző eszközzel, és a lényegében megolvadt keveréket a legalább egy edényből eltávolító eszközzel, valamint a legalább egy edényből eltávolított lényegében megolvadt keverék hőmérsékletét csökkentő és ezzel belőle környezetre veszélytelen kimoshatatlan aggregátumot képző hűtőegységgel van ellátva.

Ennél a találmány szerinti berendezésnél különösen előnyös az a kiviteli alak, amelyben a tűzálló belső bevonat monolitikus rétegként van kialakítva, igen célszerűen alumínium-trioxidból álló rétegként van kiképezve.

A hőátadási viszonyokat jelentősen javítja, ha a tűzálló belső bevonatot nem teljesen homogén anyageloszlással képezzük ki, hanem a találmány szerinti berendezés egy előnyös kiviteli alakjában a tűzálló belső bevonat a fémfallal érintkező több öntecset, például I- vagy T-alakú elemet körbevevően van kiképezve, ahol az öntecsek többsége a tűzálló belső bevonaton átmenőén van elrendezve. Ugyanebből a szempontból előnyös, ha nagy számú, lényegében egyenes szegecsszerű öntecset használunk, amelyek a fémfal belső felületére hozzávetőlegesen merőlegesen vannak elrendezve. Az üzemeltetés feltételeit javítja, ha a tűzálló belső bevonatban négyzetméterenként 390 ... 1550 öntecs van elrendezve és a célszerűen kör keresztmetszetű öntecsek átmérője nagyjából a 6,3 ... 10,2 mm tartományba esik.

A találmány tárgyát a továbbiakban példaként! kiviteli alakok kapcsán, a csatolt rajzra hivatkozással ismertetjük részletesen. A rajzon az

1. ábra: a találmány szerinti berendezés egy első célszerű kiviteli alakját befogadó hulladékártalmatlanító rendszer vázlata, a

2. ábra: az 1. ábrán bemutatott rendszerben alkalmazott találmány szerinti berende- zés oxidáló egységének keresztmetszete, a

3. ábra: a 2. ábrán látható oxidáló egység vízhűtéses falának keresztmetszete, a

4. ábra: az 1. és 2. ábrán bemutatott berendezésben a darabos anyag felhalmozásá- ra szolgáló egység vázlata, az

5. ábra: a találmány szerinti berendezés egy további célszerű kiviteli alakját befogadó hulladékártalmatlanító rendszer felülnézete, a

6. ábra: szemcsés éghetetlen anyagnak oxidáló egységbe való bevezetésére szolgá- ló részelem egy megvalósítási lehetőségének vázlatos keresztmetszete, a

7. ábra: szemcsés éghetetlen anyagnak oxidáló egységbe való bevezetésére szolgá- ló részelem egy másik megvalósítási lehetőségének vázlatos keresztmetszete, míg a

8. ábra: a 7. ábrán látható részelem adagoló rámpával ellátott változatának oldalné- zete, részbeni keresztmetszete.

A találmány értelmében olyan eljárást és berendezéseket hoztunk létre, amelyek segítségével környezetre ártalmas hulladékok és egyéb szilárd melléktermékek ártalmatlan tömörítvénnyé alakíthatók át. A találmány szerinti berendezés (1. ábra) magas hőmérsékletű gázok, gőzök, szemcsés anyagok és ezek keverékeinek forrásához, például 10 forgókemencéhez (1. ábra) kapcsolódik. A forgókemencének 12 beőmlése és 14 kiömlése van, amelyek között a 10 forgókemence 16 égető kamrája helyezkedik el.

Az 1. ábrán bemutatott berendezésnél különösen előnyös a hagyományos felépítésű, ellenirányú anyagáramok elvén működtetett 10 forgókemence alkalmazása, amivel például mészkőből vagy kagylóhéjból meszet állítanak elő. A 10 forgókemencét célszerűen ismert módon az ábrán nem bemutatott csúszócsapágyon támasztjuk meg és percenként 1 ... 75 fordulatot biztosító hajtóműhöz csatlakoztatjuk, amelyet az ábrán az egyszerűség kedvéért szintén nem mutatunk be.

A szilárd halmazállapotú darabos hulladékot, egyéb veszélyes anyagokat a 12 beömlésen keresztül juttatjuk a 10 forgókemencébe. A 12 beömlés előtt 28 tartály he• · ·· ···· · · • · · · · · · • · ·«·· · · lyezkedik el, amely a feldolgozandó hulladékot fogadja be. A 28 tartály és a 10 forgókemence között célszerű lehet 30 osztályozó beiktatása. A 10 forgókemence forgása közben a legalább 50 pm-nél nagyobb szemcsenagyságú darabos anyag a 16 égető kamrán át a 14 kiömlés felé áramlik, míg a kisebb szemcsék a nagyobb méretű darabos szilárd anyag mozgásával ellentétes irányú áramlásban tartott gázba lépnek át. Az 1. ábrán bemutatott megoldásnál a 10 forgókemencéhez a 14 kiömlésnél 18 hűtőkamra kapcsolódik. A 14 kiömlésnél a 12 beömlés felé a 10 forgókemencén át ellenáramban áramló gázokhoz adott esetben levegőből és tüzelőanyagból álló keveréket adagolunk, amely így a belső térben a 14 kiömlés felé mozgó nagyobb darabos anyag mentén halad. A kisebb részecskék a 10 forgókemencén átáramló gázokba lépnek be, ott a nagyobb szemcséktől elválnak és a gázzal együtt a 10 forgókemencéből kivihetők. A 10 forgókemencében bekövetkező égetési folyamat és a darabos anyag kisebb, illetve nagyobb részecskékre való szétválasztása ennek következtében magas hőmérsékletű gázok, gőzök, szemcsés anyagok és ezek keverékeinek forrása lehet.

A találmány értelmében a javasolt berendezést úgy hozzuk létre, hogy abban legalább egy belső üreggel ellátott és a nagy hőmérsékletű gázok, gőzök, darabos, szemcsés anyagok, illetve ezek keverékeinek forrásával közlekedő zárt terű edény van. Ez az edény az 1. ábrán bemutatott esetben 26 első oxidáló egységet alkot. A 26 első oxidáló egység fontos jellemzője, hogy edényét összetett szerkezetű falazat határolja. Ez a falazat vízhűtéssel ellátott 46 fémfalból, folyékony halmazállapotú forró anyag hatásának ellenállni képes 112 tűzálló belső bevonatból és nagy számú 114 öntecsből van kialakítva (3. ábra). Amint az a 3. ábrán látható, a 112 tűzálló belső bevonatot 110 belső fémréteg veszi körbe, amelyhez 107 vízköpeny kapcsolódik és ez utóbbit 106 külső fémréteg borítja. A 114 öntecsek a 112 tűzálló belső bevonaton áthaladóan vannak elrendezve, azok szöghöz vagy szegecshez hasonló elemeket alkotnak, a 112 tűzálló belső bevonattal együtt 115 borítást képeznek, amely a 110 belső fémrétegen helyezkedik el. A 112 tűzálló belső bevonat anyaga például alumínium-trioxid, egy ténylegesen megvalósult berendezésnél 90tömeg%-ban alumínium-trioxidot tartalmazó keveréket alkalmaztunk, a Westco Refractory Corp., Dallas, Texas cég Westco TexCast T-QF márkanevű termékét, amelyet 50 ... 80 mm vastagságú rétegben vittünk fel. A 114 öntecsek anyaga vas bázisú, például készülhetnek kis széntartalmú acélból, rozsdamentes acélból (egyebek között 304, 310 és 330 jelű acélok), vagy egyéb nagy höállóságú ötvözetekből, mint az Inconell jelű ötvözetből. A 114 öntecsek célszerűen egyébként a 6,3 ... 10,2 mm átmérőtartományba esnek, egymástól az üzemfeltételek alapján meghatározott távolságokon helyezkedhetnek el.

····

-8Α 114 öntecsek esetében igen előnyös, ha felületüket eleve úgy hozzuk létre, hogy az az őket körbevevő tűzálló anyaggal jól kapcsolódjon. Ebből a szempontból különösen előnyösnek bizonyultak a csavarmenettel ellátott egyenes csavarok, amelyeket a 110 belső fémréteghez hegesztettünk. Ezek a csavarok jól csatlakoztathatók a 110 belső fémréteghez, ezt célszerűen ivhegesztéssel biztosítottuk. A 107 vízköpenyen vizet áramoltatunk, aminek célja a 112 tűzálló belső bevonat üzemi hőmérsékletének csökkentése, a 114 öntecsek hőterhelésének korlátozása, aminek révén a 110 belső fémréteg külső felülete és a 112 tűzálló belső bevonat között a hőmérsékletgradiens redukálható.

A 112 tűzálló belső bevonat alapvető feladata az, hogy az edény falain keresztül a hővezetés miatt bekövetkező energiaveszteségeket csökkentse. A hőenergia falon át történő elvezetése azonban nem teljes mértékben káros. A találmány szerinti berendezésnél a felhasznált tüzelőanyag jelentős része olyan veszélyes anyag, amelynek megsemmisítéséhez a berendezés felhasználójának fontos érdeke fűződik. Ha tehát a hőszigetelés hatékonysága nem tökéletes, több tüzelőanyagra van szükség, ez azonban a találmány szerinti berendezés gyakorlati hasznosítása szempontjából előnyös.

Az 1. ábrán bemutatott berendezésnél a 26 első oxidáló egység a 10 forgókemence 12 beömlésének közelében helyezkedik el. A 26 első oxidáló egység belső tere a 10 forgókemence 12 beömlésével közlekedik, onnan fogadja a 10 forgókemencébe bevezetett gáz halmazállapotú keverék áramát, amely magával viszi a 16 tüzelőkamrában lejátszódó égetési folyamatokban keletkező gáz halmazállapotú, illetve gőz alakú melléktermékeket. A 28 tartályból a hulladékanyagot a 12 beömlésen keresztül vezetjük a 10 forgókemencébe, ahol az ellenáramú gáz hatására a kisebb és nagyobb darabos részecskék szétválnak.

A találmány értelmében a javasolt berendezésben a magas hőmérsékletű gázok, gőzök, darabos anyagok és ezek keverékeinek a megfelelő feldolgozó edénybe, adott esetben a 26 első oxidáló egységbe való bevezetésére megfelelő egység szolgál. Ez az egység egy vagy több 76 szivattyút tartalmaz, amelyek biztosítják, hogy a berendezésen keresztül a magas hőmérsékletű gázok, gőzök, darabos frakciók és ezek keverékeinek árama a 10 forgókemencéből kiindulóan fennmaradjon. A 10 forgókemencéből származó anyagok, a 26 első oxidáló egységben keletkezett égetési melléktermékek és az egyéb gázok a 76 szivattyúkon haladnak át, ezért maga a berendezés nyomáshiányos belső térrel rendelkezik, a légköri nyomásnál kisebb nyomáson üzemel.

A találmány szerinti berendezés egy további fontos elemét az edényben égetési folyamat beindítását biztosító egység jelenti, amelynek feladata az, hogy olyan • · • · * « feltételeket teremtsen, amelyek között a magas hőmérsékletű gázok, gőzök, darabos anyagok és keverékeik éghetetlen szemcsés anyaggá, folyékony halmazállapotú salakká és hulladékgázzá alakulnak át.

A 26 első oxidáló egységben az égési folyamatot célszerűen 36 forrásból felvett tüzelőanyaggal és 38 forrásból felvett oxigénnel biztosítjuk. A 26 első oxidáló egység így a 10 forgókemencéből olyan anyagot fogad be, amely adott esetben éghető is lehet. A 26 első oxidáló egység belsejében általában 760 ... 1650 °C hőmérsékletet biztosítunk. Ebben az oxidáló környezetben lényegében minden éghető összetevő oxidálódik, ami visszamarad, az a nem éghető szilárd anyag és hulladékgáz. A nem éghető szilárd anyag szemcsés, illetve olvadék formájában van jelen.

A 2. ábrán a találmány szerinti berendezés lényegét jelentő részeit mutatjuk be részletesebben. Az éghetetlen szemcsés anyag megolvasztható része a 26 első oxidáló egység és 56 második oxidáló egység alsó részén gyűlik össze és 40 folyékony salakot alkot. Célszerű lehet olyan kiegészítő égőfejek alkalmazása, amelyek a 26 első oxidáló egység 52 belső terével közlekednek és alkalmasak kiválasztott helyeken a hőmérséklet emelésére. Mint a 2. ábrán látható, a hőmérsékleti viszonyok kívánság szerinti beállításához 41 és 43 lándzsák szolgálnak, amelyek tüzelőanyagból és oxigénből álló melegítő keveréket továbbítanak a 40 folyékony salak felszínéhez. A kiömlésüknél keletkező láng alkalmas a 40 folyékony salaknak az 56 második oxidáló egységből a 26 első oxidáló egységbe irányuló áramlásának befolyásolására (fékezésére). A 26 első oxidáló egység középponti tartományában egy további 32 lándzsát helyezünk el, amelynek kiömlése szintén a 40 folyékony salak felszínénél helyezkedik el.

Az 1. és 2. ábrán láthatóan a 26 első oxidáló egység vízhűtéssel van ellátva, 46 fémfalát 112 belső tűzálló bevonat borítja, 52 belső tere a 10 forgókemence 12 beömlésével közlekedik. Az 1. és 2. ábrán bemutatott megoldásnál a 26 első oxidáló egység négyzet keresztmetszetű, 46 fémfala függőleges elrendezésű, ahhoz hűtőfolyadékot (vizet) továbbító vezetékek kapcsolódnak. A 46 fémfalhoz előnyösen szintén négyzet (téglalap) keresztmetszetű vezetékeket illesztünk. Egy megvalósult kiviteli alaknál a hűtött folyadékot továbbító vezetékek 10,1 cm és 20,2 cm oldalélű téglalap keresztmetszetű, mintegy 1,3 mm vastagságú, a A500B jelű acélból készült termékek voltak.

A hűtővizet az ábrán nem bemutatott rendszer továbbítja a 26 első oxidáló egység 46 fémfalához kapcsolódó vezetékekbe. A hűtőfolyadék megfelelő elosztó berendezésen át jut a vezetékekbe, mégpedig a 26 első oxidáló egység alsó részénél és a vezetékeken át alulról felfelé áramlik. A hűtőfolyadék tömegáramát és hőmérsékletét a 26 első oxidáló egység 46 fémfalának kívánt hőmérséklete szerint választjuk meg. Ez olyan paraméter, amellyel a találmány szerinti berendezésen belül az oxidációs folyamat feltételei szabályozhatók. A hűtőfolyadék áramoltatás! feltételeinek kiválasztásakor azonban figyelembe kell venni, hogy az a 26 első oxidáló egység falhőmérsékletét erőteljesen befolyásolja. Ha az oxidációs folyamat feltételeit és a hűtőfolyadék áramoltatását úgy állítjuk be, hogy a 46 fémfal hőmérséklete túlságosan alacsony, a 26 első oxidáló egység falain az 52 belső térben feldolgozandó anyag jelentős része lerakodhat. Ez korróziós hatást okozhat, amit azonban a 112 tűzálló belső bevonat és a 115 borítás jelenléte korlátoz. Ha viszont a hűtőfolyadék áramoltatása kis intenzitás mellett történik és egyidejűleg az oxidációs folyamat beállításával a 26 első oxidáló egységen belül túl magas hőmérsékletet sikerül biztosítani, a 112 tűzálló belső bevonat a 46 fémfal számára védelmet jelent, mivel azt megóvja az oxidáló hatásoktól, illetve a tűIhevüléstől, tehát szilárdsági jellemzői lényegében nem változhatnak. A 114 öntecsek jelenléte miatt a találmány szerinti berendezésen belül a 112 tűzálló belső bevonat és a 46 fémfal közötti hővezetés feltételei javulnak, ezzel a hőmérsékletgradiens csökken és így a 112 tűzálló belső bevonat hasznos élettartama megnövelhető. A találmány szerinti berendezésnek az 1. és 2. ábrán bemutatott változatánál a 26 első oxidáló egység 52 belső terét végig a 112 tűzálló belső bevonat és a benne elrendezett 114 öntecsek határolják. A 112 tűzálló belső bevonat célszerűen 90 tömeg%-ban alumínium-trioxidból álló tűzálló keverék, amely 5,0 ... 7,5 cm körüli vastagságú réteget alkot, benne csavarmenettel ellátott, rozsdamentes acélból készült mintegy 10,2 mm átmérőjű 114 öntecsek vannak, amelyeket egymástól mintegy

2,5 cm távolságra helyezünk el azokban a zónákban, ahol a 112 tűzálló belső bevonatnál láng hatásával kell számolni, míg a közvetlen lángterheléstől mentes zónákban a 114 öntecsek középpontjai egymástól mintegy 5,8 ... 7,5 cm távolságon vannak. Ennek alapján megállapítható, hogy a 112 tűzálló belső bevonat minden négyzetméterére nagyjából 390 ... 1550 darab 114 öntecs jut.

Ha a találmány szerinti eljárás megvalósítása során hűtőközegként vizet használunk, akkor annak hőmérsékletét mintegy 38 ... 80 °C hőmérséklet között kell tartani. A 26 első oxidáló egység 46 fémfalánál a hűtővíz vagy más hűtőfolyadék áramlását olyan intenzitással biztosítjuk, hogy a 110 belső fémréteg 115 borításának felületén a hőmérséklet legfeljebb mintegy 320 °C legyen, célszerűen azonban 150 °C alatt maradjon.

A 26 első oxidáló egység fenékszintjét célszerűen 53 tűzálló anyagú téglákkal borítjuk, mivel az üzemeltetési hőmérsékletek itt olyanok, hogy a berendezésen belül, annak belső terében áramló 40 folyékony salak a 26 első oxidáló egység 52 belső terében továbbított forró gázok hőenergiáját adja át a környezetnek. Egy alternatív vagy az említettet kiegészítő lehetőség az, hogy a salakot hagyjuk részben megszilárdulni, «·«« • · • · · · · · · ·· · · · · · · • · ·· ·· ·· • · · ·· ·« ·· ····

-11 belőle 53' szilárd héj alakul ki, amely a 40 folyékony salakot összegyűjti, számára befogadó teknőszerű bemélyedést alkot.

A 2. ábra szerinti megvalósításnál a találmány szerinti berendezésben a 26 első és az 56 második oxidáló egység között 54 vezeték teremt kapcsolatot, amely az áramló forró gázokat 90°-os irányváltoztatásra készteti. Az 56 második oxidáló egység felépítését tekintve sok szempontból hasonlít a 26 első oxidáló egységre. A bemutatott berendezésnél azonban az 56 második oxidáló egység kör keresztmetszetű, belül hengeres felülettel határolt 58 belső tere van.

A forró gázok és a szemcsés éghetetlen összetevők a 26 első oxidáló egységből, mint említettük, az 54 vezetéken át jutnak az 56 második oxidáló egységbe. Az 54 vezeték felépítése és az 56 második oxidáló egység felépítése olyan szempontból hasonlít a 26 első oxidáló egységhez, hogy ezeknél is megtalálható a vízhűtéses köpeny, fémfallal vannak borítva és belső felületükön tűzálló anyagból készült borítás van.

A 26 első oxidáló egységhez hasonlóan az 56 második oxidáló egység alsó részét célszerű lehet szintén 53 tűzálló anyagú téglákkal lefedni, de ugyanúgy lehetőségként adódik, hogy a 40 folyékony salakból 53' szilárd héjat képezünk, mégpedig úgy, hogy egy részét hagyjuk olvadáspontja alá lehűlni. Az 53' szilárd héj funkcióját az előbb már vázoltuk. Az 56 második oxidáló egységnél ugyanúgy hűtőrendszert képezünk ki, mint a 26 első oxidáló egységnél, ez a rajzon nem ábrázolt forráshoz kapcsolódik, mégpedig az 56 második oxidáló egység alsó szintjénél. Az 56 második oxidáló egység adott esetben már felmelegített hűtőfolyadékot kap, amely 72 átvezetés hűtésére szolgál (1. ábra). A hűtőfolyadék ez esetben is a 46 fémfal mentén áramlik és annak hőmérsékletét célszerűen a 150 ... 315 °C tartományban tartja.

A találmány szerinti berendezés itt bemutatott kiviteli alakjánál a feldolgozni kívánt hulladék és más veszélyes anyag elégetése nem biztos, hogy a 26 első oxidáló egységben teljes mértékben sikerült. Ezért az 56 második oxidáló egység biztosítja, hogy a maradék anyag elégjen. A 26 első oxidáló egység 52 belső teréből a technológiai folyamatnak megfelelően az éghetetlen hulladék visszamaradt darabos részei az 54 vezetéken át az 56 második oxidáló egység 58 belső terébe áramlanak. Előnyös, ha az 54 vezetéket téglalap keresztmetszettel képezzük ki és felső falait vízhűtéssel, alsó részét, fenékszintjét tűzálló anyagból álló borítással vagy megszilárdult salakból kialakult réteggel borítjuk. A felső falak és az oldalfelületek ez esetben a 26 első oxidáló egység hűtésére használt hűtőfolyadékkal hűthetök, közös hűtőrendszerrel. Az 54 vezeték felső falait ugyancsak célszerűen a 150... 315 °C tartományban tartjuk, amit a 26 első és az 56 második oxidáló egység kapcsán már említettünk.

• · • · ·· ·· ·· • · · · · * · « · ♦ ··· · ··· ·· · ♦ ·· · · · ·

-12A találmány szerinti eljárás megvalósítása során igen célszerű lehet folyadék bejuttatása az 56 második oxidáló egység 58 belső terébe. Ezt 60 folyadékbevezető cső teszi lehetővé, amely a találmány szerinti berendezést körbevevő rendszerek valamelyikében elhelyezett tartállyal közlekedik. Ez a tartály például esővizet vagy a továbbiakban még említett módon keletkező szennyezett vizet gyűjthet össze, amelyet a 60 folyadékbevezető csővel juttatunk az 56 második oxidáló egység 58 belső terébe. Ha szükség van, a 60 folyadékbevezető csövön keresztül a feldolgozandó hulladéknak megfelelő tüzelőanyag is beadagolható.

A találmány szerinti berendezésben az éghetetlen szemcsés anyag és a hulladékgáz szükséges mértékű hűtését megfelelő elrendezés biztosítja. Az 1. ábra szerinti megoldásban a találmány szerinti berendezés 62 harmadik oxidáló egységet tartalmaz, amely vízhűtéses elrendezéssel hozható kapcsolatba, az elrendezés számos csövet tartalmaz és ezek a 62 harmadik oxidáló egység falait veszik körül.

A 62 harmadik oxidáló egység belső terébe 64 beömlés csatlakozik, amely víz beadagolását szolgálja. A 64 beömlés 66 vízforráshoz kapcsolódik. A találmány megvalósítása során fontos lehet, hogy a 66 vízforrás olyan vizet szolgáltasson, amely lényegében veszélyes hulladéktól mentes. A 66 vízforrásból felvett víz alkalmazásának célja az, hogy a kapott hulladékgázokat, valamint az éghetetlen szemcsés anyagot mintegy 175 °C és mintegy 205 °C közötti hőmérsékletre hűtsük és ezzel biztosítsuk, hogy a gázokat, valamint a szemcsés anyagokat hagyományos elválasztó eszközökkel lehessen egymástól elválasztani. A hűtő egység egyébként további 65 edényben is elhelyezhető, amely a 62 harmadik oxidáló egység kiömlése után helyezkedik el. Ez esetben a 62 harmadik oxidáló egységbe mintegy 870 °C hőmérsékletű anyag lép be, amely azt mintegy 760 °C hőmérsékleten hagyja el. A szétválasztást megfelelő szűrőegység biztosítja, mégpedig 71 osztályozó és ehhez kapcsolódó legalább egy 74 szűrő, amelynél a hőmérséklet legfeljebb mintegy 205 °C.

A találmány szerinti berendezés egy alapvetően előnyös kiviteli alakjában a gáz halmazállapotú égési melléktermékeket a 10 forgókemencéből, valamint az egyéb gáz alakú égéstermékeket a 26, 56, 62 első, második és harmadik oxidáló egységek valamelyikén vezetjük át. Az 56 második oxidáló egység és a 62 harmadik oxidáló egység között a 72 átvezetés teremt kapcsolatot. Ha mind az 56 második, mind a 62 harmadik oxidáló egység függőleges elrendezésű hengeres edény, a 72 átvezetés olyan U-alakú cső, amely az előbbiek felső végeit kapcsolja össze. Ilyen elrendezés esetén a rajzon nem bemutatott szóró fúvókák mellett elhaladó levegő áramlása párhuzamos a fúvókákból kiadagolt folyadék áramlásával, az ártalmatlanítandó hulladékok feldolgozásával kapott szemcsék hűtése nagy hatékonysággal, az összetömörödés veszélye nélkül biztosítható.

- 13Α 72 átvezetés fémből álló fallal és vízhűtéssel van ellátva, csőszerű vagy távtartó elem, felépítése megfelel az említett 4,986,197 lsz. US szabadalomban bemutatott megoldásnak. A jelen találmány szerinti berendezésnél azonban célszerű, ha a 72 átvezetés a 3. ábra szerinti elrendezésben 112 tűzálló belső bevonattal van kiképezve. A 72 átvezetéshez a 26 első oxidáló egység, az 54 vezeték és adott esetben az 56 második oxidáló egység hűtésére előzetesen már hasznosított hűtőfolyadékot használjuk fel.

A célszerű kiviteli alakok működése során szerzett tapasztalatok azt mutatták, hogy a 62 harmadik oxidáló egység esetében már nem feltétlenül van szükség a vízhűtés alkalmazására. Az 1. ábrán bemutatott berendezésnél egyébként 65 negyedik oxidáló egységet is alkalmazunk, mivel így a feldolgozandó anyag oxidatív környezetben való tartózkodásának ideje megnövelhető, a hulladékgázokban a savas összetevők kiküszöbölhetők.

A 62 harmadik és a 65 negyedik oxidáló egységet az 1. ábrán bemutatott kiviteli alaknál alsó részeiknél 73 csatlakozó csővel kapcsoljuk össze. A berendezés célszerűen olyan részegységekkel van ellátva, amelyek segítségével az oxidáló egységek alsó szintjénél a szilárd szemcsés anyag eltávolítható. Az 1. ábrán vázlatosan bemutattuk, hogy az oxidáló egységek alsó részéhez 75 konveyor kapcsolódik, amely alkalmas a szilárd szemcsés anyag elszállítására és ennek révén megakadályozható, hogy a 62 harmadik és a 65 negyedik oxidáló egység alsó szintjén, továbbá a 73 csatlakozó cső belsejében a szilárd szemcsés anyag felhalmozódjék. A szilárd szemcsés anyag összegyűjtött mennyiségét 77 vezetékbe juttatjuk, amelyen át a 84 gyűjtőtartályba áramlik és onnan az 56 második oxidáló egységbe visszavezethető.

A találmány szerinti berendezés célszerű megvalósításainál, mint az az 1. ábrán is látszik, előnyös lehet 67 forrás beépítése, amely a 65 negyedik oxidáló egységgel áll kapcsolatban és maró jellegű anyagot szolgáltat. A maró jellegű anyag lúgos kémhatású, feladata a hulladékgázban jelen levő savas összetevők semlegesítése. A maró jellegű anyagot egyébként folyadékként vagy száraz szemcsés anyagként (hidratált mész) juttathatjuk a 65 negyedik oxidáló egységbe, mégpedig 70 beömlésen keresztül, amely a pH értékének ellenőrzésére és szabályozására alkalmasan lehet kiképezve. Egy további lehetőség szerint a maró jellegű anyagot a 62 harmadik oxidáló egységbe is bejuttatjuk.

Amikor a találmány szerinti berendezést létrehozzuk, részelemeit egymással összekötjük, nagy gondossággal kell figyelembe venni, hogy a hőtágulási tényezők széles határok között változnak, hiszen a 26 első és az 56 második oxidáló egység 52 és 58 belső terében igen magas hőmérsékletek uralkodnak, amelyek hatása az 54 vezetékre és a 72 átvezetésre is kiterjed. A berendezés különböző pontjai egymáshoz • · ♦ · · « ·

• · ·· • · képest jelentős mértékben eltérő hőmérsékleten lehetnek és ezért a különböző részegységek közötti átmeneteket mind a kitágulás, mind pedig az összehúzódás széles értéktartományait figyelembe véve kell megtervezni.

A környezetvédelem szempontjaira is tekintettel igen célszerű, ha a találmány szerinti berendezést a légkörinél kisebb nyomáson üzemeltetjük. Ez esetben ugyanis a berendezés részegységeinél és az azokat összekötő elemeknél bekövetkező esetleges meghibásodás, tömítetlenség esetén a berendezés működése folytatódik, működőképessége fennmarad, az oxidáló egységeken belül az égetési folyamatok nem szakadnak meg. Ez a követelmény kevéssé lényeges a kisebb hőmérsékleteken üzemelő egységeknél, például a további oxidáló egységeknél.

A találmány szerinti berendezés egy további előnyös kiviteli alakjánál az éghetetlen szemcsés anyag és a hulladékgázok szétválasztására megfelelő eszközt építünk be. Ez az eszköz (1. ábra) a már említett módon 74 szűrőkkel, például három 74 szűrővel van kialakítva, amelyeken át a 76 szivattyúk szívó hatása biztosítja a gázáram fenntartását. A 74 szűrőkbe a hulladékgáz és a szemcsés anyag célszerűen mintegy 175 °C és mintegy 205 °C közötti hőmérsékleten lép be, ezért a hagyományos felépítésű szűrőegységek használhatók. Egy megvalósított berendezésnél kitűnt, hogy a hagyományos rendszerű, teflonnal kialakított 74 szűrők kiválóan alkalmasak a kitűzött feladat megvalósítására. A 74 szűrőkben a hulladékgáz és az éghetetlen szemcsés anyag egymástól szétválik, a hulladékgáz 78 ellenőrző egységen keresztül 80 kéménybe jut, ahol a 78 ellenőrző egység a gáz összetételét és hőmérsékletét vizsgálja. Ha az megfelelő, engedélyt ad a 80 kéményen keresztül a gáz eltávolítására. A 74 szűrőkben felhalmozódó szilárd szemcsés anyag 82 szivattyú hatásával továbbítódik 84 gyűjtőtartályba, mégpedig 77 vezetéken keresztül. A 10 forgókemencéből is adott esetben szilárd anyagot lehet 85 vezetéken keresztül, 86 szivattyú közbeiktatásával a 84 gyűjtőtartályba juttatni.

A találmány értelmében az éghetetlen darabos anyagot a berendezésbe úgy juttatjuk be, hogy abból lényegében megolvadt keverék keletkezzék. Az 1. és 2. ábrán bemutatott megoldásnál az 56 második oxidáló egységet egészítjük ki olyan részegységgel, amely az éghetetlen szemcsés anyag bevezetését biztosítja. Az 1. és 4. ábrán bemutatott módon a 84 gyűjtőtartályban 88 beömlés van kialakítva, amely a 77 és 85 vezetékekkel kapcsolódik, egyúttal 89 szeleppel van ellátva, amely a rajzon nem bemutatott szűrőhöz csatlakoztatható.

A 4. ábrán bemutatott célszerű megoldásnál a 84 gyüjtötartályhoz 98 kimeneti szelep kapcsolódik, amely 100 szabályozó eszközre van illesztve. A berendezés működése során a 88 beömlésen keresztül az éghetetlen szemcsés anyag a 84 gyűjtőtartályba jut, ahol felhalmozódik. A 84 gyújtőtartályból az anyag sokféle módon juttat-15 ható a találmány szerinti berendezésbe. így például a 100 szabályozó eszközzel a 98 kimeneti szelepet nyitjuk, a szemcsés anyagot 102 vezetéken át 103 és 105 vezetékbe juttatjuk, amelyek a 2. ábrán bemutatott módon azt az 56 második oxidáló egységbe szállítják.

Ennél a kiviteli alaknál a szilárd szemcsés anyagot az 56 második oxidáló egységbe adagoljuk, de hasznos megoldás az is, amikor az éghetetlen szemcsés anyag nemcsak az 56 második oxidáló egységben kerül feldolgozásra, hanem a 26 első oxidáló egységben is vagy csak az utóbbiban.

A 2. ábrán bemutatott módon a találmány szerinti berendezésben az éghetetlen szilárd szemcsés anyagot az 56 második oxidáló egységbe 117 adagoló injektoron keresztül juttatjuk, amely a szemcsés anyag egy meghatározott nagyságú adagját a 103 vezetéken át az 56 második oxidáló egység 58 belső terébe kényszeríti. A 105 vezetékhez hasonló adagoló injektor rendelhető (ezt az ábra nem mutatja), de adott esetben az is megfelelő, ha a 105 vezeték 104 halmaz (2. ábra) felületével közlekedik. Ennek részleteit a már említett USA szabadalmi leírások mutatják be. A 103 és 105 vezetékeket célszerűen úgy rendezzük el, hogy az éghetetlen szemcsés anyag a 104 halmaz felső szintje alatt kerüljön beadagolásra.

Mint a 7. ábrán látszik, a 117 adagoló injektor 148 adagoló hengert tartalmaz, amely 152 hidraulikus hengerhez kapcsolódó 150 dugattyúval van ellátva. A 150 dugattyú mechanikusan kapcsolódik a 152 hidraulikus hengerhez, benne üreges, kúpos végű 154 záróelem van kiképezve. A 150 dugattyú kétirányú mozgásra képes, így a

8. ábrán bemutatott helyzet felvételére is alkalmas.

A 7. és 8. ábrán látható beadagoló rendszerhez tartozó 154 záróelem alkalmas arra, hogy a 103 vezetékben levő 103' henger belső terébe a szemcsés anyag egy adott mennyiségének bevezetését ellenőrizzük. A beadagoló rendszer a 103 vezeték révén van a 84 gyűjtőtartállyal összekötve. A bemutatott kiviteli alak működtetése során a 84 gyűjtőtartályból származó éghetetlen szemcsés anyagot a 148 adagoló henger belső nyílásába vezetjük és az ott felhalmozódó anyag mennyiségét követjük. Egy adott mennyiség elérésekor a 152 hidraulikus hengert működtetjük és a 150 dugattyú a 7. ábrán bemutatott helyzetéből a 8 ábrán látható helyzetbe megy át, aminek eredményeként az éghetetlen szemcsés anyag a 103 vezetéken keresztül a megfelelő oxidáló egység belsejébe jut. A 7. és 8. ábrán bemutatott módon a 150 dugattyú térbelileg el van választva az oxidáló egység belső falaitól és a 103 vezeték adott része, vagyis a 103' henger a szemcsés anyaggal feltöltödik, befogadja azt az anyagmennyiséget, amelyet a 103 vezetéken keresztül a 150 dugattyú mozgása áramlásra késztet. Az adagoló rendszer egészét 158 kereten függesztjük fel és ennek révén kapcsoljuk a találmány szerinti berendezéshez.

H ·<

• · · · • ··· 9 · ·« ♦ • ·

-16A 6. ábrán látható, hogy a szilárd szemcsés anyagnak a találmány szerinti berendezésbe való bejuttatásához más megoldás is választható, mégpedig az előzőtől eltérő felépítésű 117' adagoló injektor felhasználásával. Ez esetben a 117' adagoló injektort 160 spirálcsavarral hozzuk létre, amely a 103 vezetékkel közlekedő belső térben helyezkedik el és onnan az éghetetlen szilárd szemcsés anyagot fogadja. A 160 spirálcsavar motorral kapcsolódik (ezt az ábrán nem mutatjuk) és forgásával kényszeríti ki, hogy az anyag a 46 fémfalat keresztező 103 vezetéken át a találmány szerinti berendezés belső terébe jusson. Igen hasznos megoldás, ha a 103 vezetéket a 160 spirálcsavar és a berendezés között kúpos keresztmetszettel alakítjuk ki, átmérője legalább mintegy 23 cm. Ilyen cső esetében a kúposság legfeljebb 0,75 legyen.

Az 56 második oxidáló egységből származó gáz hőtartalmát az éghetetlen szemcsés anyagból álló 104 halmaz felületének melegítésére hasznosítjuk. Ezzel a szemcsés anyag felületét megolvasztjuk, vagyis a felülethez áramló gáz hőmérsékleténél kisebb olvadáspontú összetevőket folyékony állapotba visszük át. A megolvadt anyag rétegét a bejuttatott éghetetlen szilárd anyag felületének lezárására használjuk, ez kizárja, hogy a beadagolt éghetetlen szilárd anyagban levő illékony nehézfémek vagy más viszonylag könnyen gáz halmazállapotba vihető anyagok a berendezésen belül a 80 kémény felé áramló gázba lépjenek át. Ezért a visszatartani kívánt összetevők, és közöttük a nehézfémek a 40 folyékony salak összetevőivé válnak, amelyet a későbbiekben megszilárdítunk és így a környezetre veszélytelen tömöritvénnyé alakítunk át. Ezek az összetevők tehát a gázokkal nem távozhatnak és a környezetbe a gázok áramával nem juthatnak ki.

A 104 halmaz megolvasztott felületéről lefolyó olvasztott anyag számos nem megolvadt összetevőt visz magával és a 40 folyékony salak alkotórészévé válik, mégpedig a 26 első és/vagy az 56 második oxidáló egység alsó részében. A 2. ábrán ezt a lehetőséget csak az 56 második oxidáló egységnél mutatjuk be, ahol a 40 folyékony salak a 26 első és az 56 második oxidáló egység alsó szintjében, valamint a közöttük levő 54 vezetékben gyűlik össze. Az 54 vezetékhez olyan csatlakozást biztosíthatunk, amelyen át a 40 folyékony salak eltávolítható, mégpedig külön salakgyűjtő tartályba, például az 1. és 5. ábrán vázlatosan feltüntetett 108 salakgyűjtő dobozba. A salakgyűjtő dobozok felépítése például az US-A 4,986,197 Isz. US szabadalmi leírásban bemutatott elveket követheti, de azzal a különbséggel, hogy a 3. ábra kapcsán ismertetett módon a belső felületekre itt is 112 tűzálló belső bevonat kerül.

A találmány értelmében a javasolt berendezést a lényegében megolvadt olvadék hűtésére szolgáló részegységgel is kialakítjuk, amelynek működtetésével az olvadék a környezetre nem veszélyes tömöritvénnyé alakítható át. Az 1. ábra vázlatosan 106 hűtőegység jelenlétére utal, amely ezt a feladatot látja el. Célszerűen a 106 hűtő-17 egység tulajdonképpen víztartály, amelybe a lényegében megolvadt anyagot egyszerűen beöntjük. A hűtöegység működtetésével a lényegében megolvadt anyag hőmérséklete lecsökken, abból szilárd, a környezetre nem veszélyes tömörítvény (aggregátum) képződik.

Az előzőekben már ismertetett találmány szerinti berendezés működését a továbbiakban a találmány szerinti eljárás egy megvalósítási módjának ismertetésével írjuk le. Az eljárás célja a veszélyes hulladékok ártalmatlanítása oly módon, hogy belőlük a környezetre veszélytelen aggregátum keletkezik. Az eljárás lefolytatásában végrehajtott néhány lépés paraméterei az US-A 4,986,197 Isz. US szabadalmi leírásból ugyancsak megismerhetők.

Az eljárás megvalósítása során oxidatív környezetben égési folyamatot indukálunk, amelynek révén darabos hulladékot éghetetlen szilárd szemcsékké, 40 folyékony salakká és hulladékgázzá alakítunk. Az oxidatív környezetet például az 1. ábra szerinti 26 első, 56 második és 62 harmadik, esetleg a 65 negyedik oxidáló egység biztosítja. A 26 első oxidáló egységben a bevezetett veszélyes hulladék éghető anyagtartalmának jelentős részét oxidáljuk és belőle gáz halmazállapotú égési melléktermékeket képezünk. A találmány szerinti berendezéssel is megvalósítható javasolt rendszerben az égési melléktermékek a 26 első oxidáló egység 52 belső teréből az 54 vezetéken át az 56 második oxidáló egység 58 belső terébe áramolnak. A működtetés előnyösen mintegy 980 ... 1650 °C hőmérsékletén a kialakuló szilárd anyag kisebb vagy nagyobb része megolvad. A megolvadt összetevők a 2. ábrán bemutatott módon a 26 első oxidáló egység fenékszintjében 40 folyékony salakban gyűlnek össze és ez a 108 salakgyújtő dobozba (1. és 5. ábra) áramlik. A szilárd halmazállapotban maradó részecskék az égetés során keletkező gáz halmazállapotú melléktermékekkel az 54 vezetéken át az 56 második oxidáló egység 58 belső terébe kerülnek, ahol egy részük megolvadhat, vagy szilárd állapotban marad és szilárd szemcsés anyagként távozik.

A szilárd szemcsés anyagot oxidatív környezetbe vezetjük. A találmány megvalósítása során, mint ez a 2. ábrán is látszik, a 103 vezetékben levő 103' henger a szilárd szemcsés anyagot az 56 második oxidáló egység belső terébe adagolja. Ezt az adagolást célszerűen nem folyamatosan, hanem szakaszosan végezzük. Ha ugyanis a beadagolást folyamatosan biztosítanánk, az 56 második oxidáló egységben kialakuló 104 halmaz folyamatosan hűlne, külső felületének megolvasztása esetleg nem következhetne be. Ez késleltetné az 56 második oxidáló egységbe vezetett szemcsés anyag megolvasztását, vagyis a 40 folyékony salak kialakulását és így a veszélyes összetevők ártalmatlanítását.

-18Α 2. ábrán látható módon a szilárd szemcsés anyagot tehát szakaszosan adagoljuk az 56 második oxidáló egységbe, belőle 104 halmazt képezünk. Az 56 második oxidáló egységben uralkodó hőmérséklet hatására a 104 halmaz felszínén a viszonylag kis olvadáspontú összetevők megolvadnak, a felszínen lefelé áramlanak és az 56 második oxidáló egység alján összegyűlve az 54 vezetéken át 40 folyékony salakként a 26 első oxidáló egységbe, majd onnan a 108 salakgyűjtő dobozba folynak. A folyamat menetében olyan szemcsés anyagok keletkezhetnek, amelyek olvadáspontja meghaladja az 56 második oxidáló egységben uralkodó hőmérsékletet és ez a szemcsés anyag nem olvasztható meg. Ez azonban nem akadálya annak, hogy a szilárd szemcsék az 56 második oxidáló egységen belül a megolvadt anyag áramába kerüljenek és így jussanak a 40 folyékony salakba, amely tehát lényegében megolvadt keveréket alkot. A 104 halmaz felszínének megolvasztásával és annak biztosításával, hogy a megolvadt anyag a benne levő szilárd halmazállapotú szemcsékkel együtt alul az 54 vezetékbe áramolhassanak, a 104 halmazon újabb felszínt teszünk ki az 56 második oxidáló egységben uralkodó hőmérséklet hatásának, vagyis a szabaddá váló felszín egyes összetevőit megolvasztjuk, a 40 folyékony salak mennyiségét így növeljük és a 108 salakgyűjtő dobozba újabb adag salakot juttathatunk. Bár a 2. ábrán a 104 halmaznak csak az 56 második oxidáló egységben történő kialakítását mutatjuk, ez nem jelenti azt, hogy hasonló anyaghalmazt nem lehetne a 26 első oxidáló egységben vagy más oxidáló egységekben létrehozni.

A találmány szerinti eljárás lényege tehát, hogy az oxidatív környezetben kialakuló éghetetlen szemcsés anyagot ugyancsak oxidatív környezetbe juttatjuk vissza. Az oxidatív környezetben az éghetetlen szemcsés anyagot halmazként felhalmozzuk, vagyis adagonként külső forrásból az oxidatív környezetbe juttatjuk, ahol az égetés során keletkező gáz halmazállapotú melléktermékek hőtartalma hasznosul, annak hatásával a szilárd összetevők egy része megolvasztható. Különösen fontos ismérve a találmánynak az, hogy az oxidatív környezetben létrehozott és az éghetetlen szemcsés anyagból álló halmazt belülről bejuttatott újabb anyagadagokkal tartjuk fenn, mindenkor a halmaz felületét olvasztjuk meg, ez az olvadék kizárja, hogy a belülre beadagolt új szemcsés anyag illékony összetevői, közöttük a nehézfémek eltávozhassanak és az oxidatív környezetben áramló gázba átléphessenek. Az olvadék visszatartja az illékony összetevőket, azok a folyékony salakban távoznak és azzal együtt válnak a szilárd, a környezetre veszélytelen, vízzel kimoshatatlan végtermék, például tömörítvény alkotóelemeivé.

A találmány szerinti eljárás fontos lépése az, hogy a 40 folyékony salakból és a szilárd szemcsés anyagból álló lényegében megolvadt keveréket hűtjük. Különösen célszerű az a megoldás, amikor a 40 folyékony salakot a benne levő szilárd éghetet• · · · · · · • · ···· · ·

-19len részecskékkel együtt vízzel kitöltött tartályba vezetjük, a víz hatásával gyorshűtésnek vetjük alá és ezzel képezzük a szilárd, a környezetre veszélytelen, vízzel kimoshatatlan tömörítvényt. A lényegében megolvadt keverék hűtéséhez használt vizet egyébként a továbbiakban a találmány szerinti berendezésben szükséges vízként hasznosíthatjuk, vagyis a 60 folyadékbevezető csövön keresztül az 56 második oxidáló egységbe vagy hasonló beömlésen át a 62 harmadik oxidáló egységbe adagoljuk.

A találmány szerinti eljárás megvalósításakor, illetve a berendezés működésekor négy végtermék keletkezik, mégpedig a következők: először, vas tartalmú fémes anyag, amely a 10 forgókemencéből nyerhető és mint ilyen a környezetre ártalmatlan, másodszor, a 10 forgókemencében áthaladó anyagból keletkező klinker jellegű termék, amelyben az esetleg jelenlevő, környezetre ártalmas összetevők vagy a szerkezetbe beépülnek, vagy a találmány szerinti eljárásba belépve hasznosulnak, vagy pedig visszavezetés révén addig alakulnak át, amíg a klinker jellegű termékben már nem jelentenek veszélyes összetevőt, továbbá harmadszor, a 80 kéménybe juttatható gáz halmazállapotú végtermék, amely alapvetően szén-dioxidból és vízgőzből áll. A negyedik összetevő a 108 salakgyűjtő doboznál vagy hasonló egységből nyert szilárd tömörítvény, amely kimoshatatlan anyagot jelent.

A találmány szerinti eljárás megvalósításával olyan elrendezések hozhatók létre, amelyek az Egyesült Államok környezetvédelmi és kazánfelügyeleti előírásai szerint teljesítik mindazokat a követelményeket, amelyeket a veszélyes hulladékok megsemmisítésére szolgáló berendezésekkel kapcsolatos előírások B jelű részei írnak elő. A találmány szerinti berendezés, illetve a javasolt eljárás végtermékei eleget tesznek a követelményeknek. A legszigorúbb levegőtisztasági előírásoknak megfelelő véggázok mellett olyan tömörítvény nyerhető, amelyben a nehézfémek lényegében a környezetre ártalmatlanok, hiszen azok üvegszerű szerkezetbe épülnek be. A kémiai elemzés szerint ez a szerkezet képes a környezetre ártalmatlan módon rendkívül veszélyes mennyiségű fémet befogadni. A vizsgálatok szerint az arzén, a bárium, a kádmium, a króm, az ólom, a higany, a szelén és az ezüst felszabadítható mennyisége messze a jogszabályokban előírt határérték alatt marad. Ezen túlmenően ugyanez állapítható meg a növényvédő szerek, a savas fenolvegyületek, az alkáli jellegű szerves vegyületek és más illékony összetevők vonatkozásában is. Bár a találmány szerinti eljárás megvalósításakor és a javasolt berendezésben rendkívül veszélyes anyagokat dolgozunk fel, a veszélyes összetevőket a találmány szerinti feltételek oxidálják és így ártalmatlanítják, vagy olyan szerkezetbe zárják be, amely a környezeti feltételek között ártalmatlan, és amelyből ezek az összetevők csak rendkívül intenzív behatással távolíthatók el.

-20A találmány szerinti eljárást és berendezéseket a fentiekben több célszerű megvalósítási mód alapján ismertettük részletesen. Ezek a megvalósítási lehetőségek azonban nem merítik ki a találmány egészét, szakember köteles tudásához tartozik, hogy ezekkel egyenértékű további megoldásokat találjon. Ezért a találmány lényegét 5 a csatolt igénypontok fejezik ki.

Claims (23)

1. Berendezés veszélyes hulladékok ártalmatlanítására magas hőmérséklet alkalmazásával, azzal jellemezve, hogy darabos szilárd anyagok, illékony gázok és gáz halmazállapotú égési melléktermékek forrásával, legalább egy, belül forró folyékony anyag hatásának ellenálló tűzálló belső bevonattal (112) borított és fémfallal (46) készített, vízhűtés rendszerével csatlakoztatott oxidáló egységgel, a darabos szilárd anyagot, az illékony gázokat és a gáz halmazállapotú égési melléktermékeket az oxidáló egységbe bevezető eszközzel, az oxidáló egységen belül égési folyamatot indukáló, az égési folyamatban nyert hőenergiával éghetetlen anyagból folyékony salakot (40) és éghetetlen szemcsés anyagot képező átalakító egységgel, a keletkező salakot összegyűjtő eszközzel, az éghetetlen szemcsés anyagot a folyékony salakba (40) bevezető és így lényegében megolvadt keveréket képző eszközzel, a lényegében megolvadt keveréket az oxidáló egységből eltávolító eszközzel, valamint az oxidáló egységből eltávolított lényegében megolvadt keverék hőmérsékletét csökkentő és ezzel belőle környezetre veszélytelen kimoshatatlan aggregátumot képző hűtőegységgel van ellátva, ahol a folyékony salakba (40) az éghetetlen szemcsés anyagot bevezető eszköz a folyékony salak (40) külső felszíne alatt elrendezett adagoló injektorral (117) van kialakítva.

2. Az 1. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy az éghetetlen szemcsés anyagot a folyékony salakba (40) bevezető egység a szemcsés anyag adagonként! bevezetésére alkalmasan van kiképezve.

3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy az éghetetlen szemcsés anyagot a folyékony salakba (40) bevezető egység a szemcsés anyag halmazának (104) beadagolására alkalmasan van kiképezve.

4. A 3. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy az éghetetlen szemcsés anyag halmaza (104) az oxidáló egységben fellépő hatásokkal létrehozott külső ferde felszínű anyaghalmazként van kiképezve.

5. A 4. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy az éghetetlen szemcsés anyag halmaza (104) az oxidáló egységben megolvasztott felszínnel van kiképezve.

6. A 3. - 5. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a adagoló injektomak (117) az éghetetlen szemcsés anyagot továbbító kiömlése • · · · ··*· ·· • · · · · · · ♦ · · ♦ · · · ·

-22a szemcsés anyagból képzett halmaz (104) megolvasztott felszíne alatt van elhelyezve.

7. Az 1. - 6. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy az oxidáló egység a folyékony salak (40) összegyűjtésére alkalmasan van kiképezve.

8. Az 1. - 7. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy az oxidáló egység legalább két edényre van felosztva.

9. Az 1. - 8. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy az oxidáló egységben legalább három oxidáló eszköz (26, 56, 62) van elrendezve.

10. Az 1. - 9. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a szemcsés szilárd anyag, az illékony gázok és a gáz halmazállapotú égési melléktermékek forrása forgókemencét (10) tartalmaz.

11. Eljárás veszélyes hulladékok ártalmatlanítására magas hőmérséklet alkalmazásával, amikoris veszélyes hulladékokat tartalmazó darabos anyagot oxidálunk és legalább részben éghetetlen szemcsés anyaggá és így kimoshatatlan, a környezetre ártalmatlan aggregátum alapjává alakítjuk át, azzal jellemezve, hogy a darabos anyagból éghetetlen szemcsés anyagot képezünk és ezt olvadt rétegbe visszük át, az olvadt anyagot tartalmazó réteg belsejébe az éghetetlen szemcsés anyag egy további adagját bevezetjük és ezzel az éghetetlen szemcsés anyag egy halmazát képezzük, a halmaz felületét megolvasztjuk és így belőle olvasztott keveréket képezünk, majd az olvasztott keveréket lehűtjük és ezzel a környezetre veszélytelen kimoshatatlan aggregátumot képezünk.

12. A 11. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az éghetetlen szemcsés anyag egy további adagját különálló adagokban visszük az olvadt rétegbe.

13. A 11. vagy 12. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az éghetetlen szemcsés anyagból halmazt képezünk.

14. A 13. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az éghetetlen szemcsés anyag halmazának felületét magas hőmérséklet hatásának tesszük ki.

15. A 14. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a halmaz felületére ható magas hőmérséklettel rajta ferde külső felületet alakítunk ki.

16. A 15. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a halmaz külső felületét megolvasztjuk, a megolvadt anyagot hagyjuk lefolyni és ezzel a halmaz egy újabb felületét hozzáférhetővé tesszük.

• · · · · · · • · ···· · ·

17. Berendezés veszélyes hulladékok ártalmatlanítására magas hőmérséklet alkalmazásával, azzal jellemezve, hogy darabos szilárd anyagok, illékony gázok és gáz halmazállapotú égési melléktermékek fonásával,

5 legalább egy, belül forró folyékony anyag hatásának ellenálló tűzálló belső be- vonattal (112) borított és fémfallal (46) készített, vízhűtés rendszerével ellátott, a tűzálló belső bevonaton (112) átmenő és a fémfallal (46) érintkező, a tűzálló belső bevonaton (112) belül az üzemi hőmérsékletet csökkentő fém elemekkel kiegészített legalább egy, a forrás belső terével közlekedő belső terű edénnyel,

10 a darabos szilárd anyagot, az illékony gázokat és a gáz halmazállapotú égési melléktermékeket a legalább egy edénybe bevezető eszközzel, a legalább egy edényen belül égési folyamatot indukáló, magas hőmérsékletű gázok, gőzök és szemcsés anyagok és/vagy ezek keverékeinek égési folyamataiban nyert hőenergiával folyékony salakot (40) és hulladékgázokat képező, valamint az ég15 hetetlen összetevőket éghetetlen szemcsés anyaggá átalakító egységgel, a keletkező salakot összegyűjtő eszközzel, az éghetetlen szemcsés anyagnak legalább egy részét a folyékony salakba (40) annak felszíne alá bevezető és így lényegében megolvadt keveréket képző eszközzel, és a lényegében megolvadt keveréket a legalább egy edényből eltávolító eszköz20 zel, valamint a legalább egy edényből eltávolított lényegében megolvadt keverék hőmérsékletét csökkentő és ezzel belőle környezetre veszélytelen kimoshatatlan aggregátumot képző hűtőegységgel van ellátva.

18. A 17. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a tűzálló belső 25 bevonat (112) monolitikus rétegként van kialakítva.

19. A 17. vagy 18. igénypontok szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a tűzálló belső bevonat (112) lényegében alumínium-trioxidból álló rétegként van kialakítva.

20. A 17. - 19. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve,

30 hogy a tűzálló belső bevonat (112) a fémfallal (46) érintkező több öntecset (114) körbevevően van kiképezve, ahol az öntecsek (114) többsége a tűzálló belső bevonaton (112) átmenőén van elrendezve.

21. A 19. vagy 20. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a tűzálló belső bevonatban (112) több, nagyjából egyenes szegecsszerű öntecs (114)

35 van a fémfal (46) belső felületére lényegében merőlegesen elrendezve.

• ·

22. A 20. vagy 21. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a tűzálló belső bevonatban (112) négyzetméterenként 390 ... 1550 öntecs (114) van elrendezve.

23. A 19. - 22. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, 5 hogy a tűzálló belső bevonatban (112) kör keresztmetszetű, 6,3 ... 10,2 mm körüli átmérőjű öntecsek (114) vannak elrendezve.