ITCH20110011A1 - Generatore di energia elettrica tramite distruzione dei rifiuti con dispositivo iperbarico - Google Patents

Description

collegata alla rete di energia elettrica civile.

La tav. 3 rappresenta la camera di combustione aperta dove l'alimentazione del combustibile avviene mediante flusso continuo, assieme all'alimentazione di ossigeno in sovrappressione. La particolare forma della camera di combustione fa sì che pressione e temperatura raggiungano la massima temperatura al centro del nocciolo di combustione decrescendo rapidamente verso le pareti della camera.

La tav. 4 rappresenta la camera pressurizzata, cuore del sistema, dove avviene la distruzione del flusso di combustibile con temperature e pressioni elevatissime. Trattasi di camera iperbarica cilindrica limitata da due guance inchiavardate dove esistono due mandate per l'ossigeno. La sede per una candela di accensione, una valvola tarata alla massima pressione d'esercizio della camera (in questo caso 20 atmosfere) più, ovviamente, un manometro ed un termometro (non rappresentati) per seguire l'andamento delle operazioni.

Funzionamento: Il principio ispiratore del dispositivo si basa sulla combustione in atmosfera di ossigeno ad alta pressione; il nucleo del sistema è quindi una camera pressurizzata con ossigeno, nella quale vengono immesse le sostanze da eliminare, previa triturazione meccanica in ambiente a tenuta stagna non pressurizzato ed eventuale reagente, in fase d'avvio, onde portare le sostanze fino alla temperatura di oltre 2.000° C, producendo la loro immediata vaporizzazione e pirolisi. La macchina può funzionare a ciclo continuo o discontinuo.

Le caratteristiche di costruzione e di funzionamento sono vincolate alle seguenti variabili:

□ Tipo di materiale da eliminare

□ Quantitativo di materiale da eliminare

□ Tempo di combustione desiderato

Da queste derivano le pressioni di carico, le miscele componenti e le caratteristiche dei gas di scarico, i quali vengono controllati secondo le caratteristiche note.

Il ciclo di funzionamento avviene secondo le seguenti modalità:

□ caricamento dei gas nella camera di combustione, a pressione e miscela rapportate alle variabili enunciate.

□ caricamento del materiale da trattare, con quantitativi in funzione delle variabili;

□ a macchina fredda, avviene l'accensione con ritardo programmato in rapporto alTimmissione del materiale; a macchina calda, l’accensione avviene per autocombustione per determinati materiali.

□ combustione

□ scarico dei gas e dei residui

□ ripristino del ciclo

La macchina può articolarsi in moduli, in rapporto alla tipologia e quantità di materiale da trattare.

Ogni modulo è costruito in funzione del tipo di materiale da trattare e quindi, le caratteristiche di costmzione della camera di combustione (v. oltre) sono diverse, in funzione delle temperature e pressioni di esercizio.

Ogni modulo si articola in diverse componenti:

a - camera di combustione

b - camera di sicurezza e recupero termico

c - camera di recupero gas in uscita e residui solidi

d - sistema di immissione materiali

e - sistema di immissione comburenti

f - sistema di accensione

g - sistemi di controllo e sicurezza dei gas in entrata ed uscita

h - modalità di recupero energetico

Ì - modalità di eliminazione dei volatili nocivi (CL, ....)

Le apparecchiature di contorno, necessarie per assicurare il regolare funzionamento del dispositivo sono le seguenti:

a) Alimentatore del combustibile, previa triturazione meccanica dello stesso, effettuata in camera stagna per evitare dispersioni di polveri, e sua miscelazione; in questo modo si massimizza l’area della superficie di contatto fra combustibile, ossigeno ed eventuale comburente, a favore della velocità di combustione; inoltre si assicura una relativa omogeneità nel tempo delle sostanze componenti il combustibile, a favore della regolarità di funzionamento. b) Alimentazione dell'ossigeno. Nella realizzazione a ciclo discontinuo questa può essere ottenuta, anche mediante bombole esterne o serbatoi di ossigeno industriale criogenico: risulta comunque conveniente, per entrambi i tipi di ciclo, ottenere l’alimentazione di ossigeno mediante estrazione dall'atmosfera ambiente, con varie metodologie (impianti a Setaccio, mediante zeoliti, ecc.) utilizzando all’uopo parte dell’energia generata nel corso del processo.

c) Alimentazione del reagente. Il reagente utilizzato deve possedere caratteristiche di alta ossidazione, assenza o scarsa presenza di elementi diversi da C, O, H, N, costo contenuto, la massima energia disponibile. Tale reagente ha l’unica funzione, in fase di avvio della combustione, di agevolare al massimo il raggiungimento di un livello termico elevato, tale da mantenere in autoalimentazione la combustione. Esaurito il suo compito, viene interrotta l’alimentazione del reagente al dispositivo.

d) Scambiatore di calore: i gas generati nella combustione vengono fatti passare attraverso un '"filtro" che estrae le polveri solide, il filtraggio avviene per azione puramente cinematica, mediante deviaggio del flusso dei gas. Lo scambiatore di calore abbassa la temperatura dei gas, generando nel contempo energia termica, senza ridurre sensibilmente la pressione.

e) Turbina di efflusso finale dei gas privati dei residui solidi (con pressione attorno alle 5 ATM e temperatura attorno agli 800°) vengono fatti passare attraverso una turbina, la quale trasforma l’energia cinetica dei gas in energia elettrica. Questa energia viene in parte deviata a mantenere il funzionamento dei vari apparati; nella parte residua, previa stabilizzazione tramite batterie tampone, l’energia elettrica viene resa disponibile.

f) In caso di funzionamento continuativo del sistema tale energia cinetica, una volta superata la turbina attraverso un dispositivo alternatore/trasformatore, può essere trasformata in energia elettrica ed inviata direttamente alla rete.

g) Un sistema di controllo generale, realizzato mediante un elaboratore di processo interfacciato al sistema tramite una serie di opportuni sensori in grado da un lato di pilotare i parametri del funzionamento e capace di bloccarne il funzionamento ove si superassero i valori limite prefissati.

Va notato che esistono due versioni del dispositivo, diverse per modalità operative. Nella prima versione il ciclo è discontinuo: si immette nel sistema una quantità di combustibile, una di reagente (eventuale) ed una di ossigeno, la si brucia, si estraggono gli eventuali residui solidi e si è pronti ad iniziare un nuovo ciclo. Nella seconda versione l'operatività è priva di soluzioni di continuità.

La temperatura raggiunta è tale che eventuali molecole complesse vengono scisse in frammenti più semplici, quando l'energia di legame non è in grado di fare fronte all'agitazione termica generata.

In particolare, sia i combustibili organici che quelli inorganici, speciali e tossici, vengono ridotti ai loro elementi costituenti di base, completamente disaggregati, ed in forma gassosa.

Nel successivo rapido raffreddamento, alcuni elementi si riuniscono a comporre molecole semplici del tutto innocue; altre sostanze solidificano, ma a causa dell’agitazione cinetica, difficilmente riescono ad aggregarsi al di là dello stato di polveri.

Claims (3)

1. RIVENDICAZIONI 1) Procedimento e dispositivo atto alla distruzione di sostanze inquinanti, rifiuti di ogni genere ( solidi urbani, industriali, assimilati, ospedalieri, tossico-nocivi, speciali, ecc.), sia organici che inorganici che realizza la combustione di sostanze organiche ed inorganiche, in ambiente con ossigeno di sovrappressione caratterizzato dal fatto che, tramite la frammentazione delle strutture molecolari complesse, si da restituire gli elementi costitutivi a livello atomico o sotto forma dì molecole semplici, genera energia sufficiente ad alimentarne il funzionamento, oltre a rendere disponibile una quota parte di energia non utilizzata; il dispositivo, quindi, può essere visto anche come sorgente di energia, pure se questa non è la sua destinazione fondamentale.
2. 2) Procedimento e dispositivo, per la distruzione di sostanze inquinanti e rifiuti di ogni genere come alla rivendicazione precedente, caratterizzata dal fatto che nel corso della combustione in sovrapposizione di ossigeno in grado di generare sostanze chimiche in polveri disaggregate, a partire dal combustibile fornitogli; da tali polveri è possibile separare i vari elementi costituenti, ciascuno ad elevato grado di purezza.
3. 3) Procedimento e dispositivo, per la distruzione di sostanze inquinanti e rifiuti di ogni genere come alle rivendicazioni 1 e 2, caratterizzato dal fatto che sotto dettagli costruttivi diversi, si presta ad eseguire le operazioni citate sia in ciclo discontinuo sia in ciclo continuo.