ITMI941717A1 - Dispositivo e procedimento atti a smaltire termicamente i rifiuti - Google Patents
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Abstract
L'invenzione concerne una pressa (4) per il rifiuto (A), un canale (8) riscaldato, di degassificazione, per la trasformazione termica dei rifiuti (A) in solidi (F) e gas (G) distillati a bassa temperatura, un proposto reattore (22) ad alta temperatura, dal quale può essere estratta una massa fusa (S), atto a gassificare il solido (F) in gas di sintesi (P), un dispositivo di raffreddamento (46) ed un dispositivo di depurazione (48) per gas (R). Al fine di rendere meno onerosa la depurazione dei gas (R), secondo l'invenzione è previsto che mezzi (22, 43; 55, 58) siano previsti per bruciare i gas (G) distillati a bassa temperatura ed i gas (P) di sintesi, formando gas combusti (R). La combustione può aver luogo per mezzo di alimentazione d'aria (1) nel reattore (22) ad alta temperatura stesso oppure in una distinta camera di combustione (55). L'energia termica (E) che si forma nella combustione viene di preferenza scorporata per mezzo di una caldaia di recupero (46); che si assume la funzione del dispositivo di raffreddamento, ed addotta ad uno sfruttamento.(Figura 1).
Description
Descrizione
L'invenzione si riferisce ad un dispositivo at to a smaltire termicamente rifiuti, comprende pressa per i rifiuti, un canale riscaldato di/gassi ficazione, un reattore ad alta temperatura, dal qua le possono essere estratti una massa fusa e gas distillati a bassa temperatura, un dispositivo di raf freddamente brusco ed un dispositivo di depurazione per i gas di scarico distillati a bassa temperatura. Essa si riferisce anche ad un procedimento per l' esercizio di un tale dispositivo.
Un tale dispositivo è noto dal documento EP-A--0 443 596. Secondo questo, i rifiuti vengono compat tati, senza pretrattamento e pre-gassificazione, in una pressa, sotto elevata pressione a circa un deci mo del volume originario. La balla compattata di ri fiuti perviene poi in un canale di/gassificazione o di combustione in difetto di ossigeno, riscaldato in direttamente. Essa viene qui essiccata a circa 600°C con esclusione d'aria, e bruciata in difetto di ossi geno, trasformandola in coke di pirolisi e gas distillato a bassa temperatura. Le balle di rifiuti vengono poi direttamente gassificate in un reattore o gassificatore ad alta temperatura, sotto alimenta zione di ossigeno puro, a circa 2000°C. A questa tem peratura i componenti minerali e metallici fondono e gli idrocarburi e gli altri componenti organici si decompongono. Dalla materia solida si sviluppano gas di sintesi. La massa fusa viene separata. Essa contiene un residuo minerale, vetroso, ed una frazione metallica consistente principalmente in ferro. I gas che si formano vengono raffreddati bruscamente da 1200° ad una temperatura di circa 90°C in un disposi tivo di raffreddamento brusco (Quencher). In seguito a ciò si vuole impedire la formazione di diossine e furani . I gas raffreddati passano successivamente at traverso un sistema multistadio di depurazione, for mato da filtri e da lavatori, fino a che essi - essendo combustibili - vengono riportati nel processo oppure vengono altrimenti utilizzati, a titolo di esempio per generare energia elettrica. Il procedimento qui adottato è anche divenuto noto dalla stam pa, a titolo di esempio dalla "Berliner Morgenpost" del 6 giugno 1993, sotto il nome di "processo Thermo select". Esso è in certo modo in concorrenza con il processo di combustione in difetto di ossigeno (EP-C -0 302 310) .
Riflessioni hanno ora indicato che la depurazio ne del gas nel menzionato sistema di depurazione è oltremodo onerosa. Ciò si riferisce all'approvvigio naraento, però anche ai costi correnti di esercizio. L'invenzione si basa sulla constatazione che questi difetti possono essere in larga misura evitati quan do i gas che si formano nel processo, vale a dire i gas distillati a bassa temperatura ed i gas di sinte si, vengono possibilmente bruciati nella misura mas sima possibile.
Alla base dell'invenzione sta perciò il compito di configurare un dispositivo del genere menzionato inizialmente in modo tale che il sistema di depurazione richieda un onere relativamente minore per la realizzazione e per l'esercizio. Deve anche essere indicato un corrispondente procedimento.
Questo compito viene risolto secondo l'invenzio ne per il fatto che a monte del dispositivo di raffreddamento sono previsti mezzi per la combustione stechiometria dei gas distillati a bassa temperatura e/oppure dei gas di sintesi. Conseguentemente, secon do l'invenzione i gas distillati a bassa temperatura e/oppure i gas di sintesi vengono bruciati stechiome tricamente prima del raffreddamento nel dispositivo di raffreddamento .
Nella combustione stechiometrica ha luogo una trasformazione dei gas distillati a bassa temperatu ra e dei gas di sintesi in gas combusti, che possono essere depurati con procedimenti largamente convenzionali .
Secondo un preferito, ulteriore aspetto, è pre visto che i mezzi menzionati comprendono il reattore ad alta temperatura. Conseguentemente, il reattore ad alta temperatura può essere dotato di un ingresso per aria oppure per una miscela di aria ed ossigeno, laddove questo ingresso è di preferenza disposto po co al di sopra dell'ingresso del canale di smaltimen to nel reattore ad alta temperatura.
In alternativa, secondo un ulteriore aspetto, può anche essere previsto che i mezzi citati compren dano una camera di combustione posta a valle del reattore ad alta temperatura.
Del tutto particolarmente vantaggioso è l'utilizzo del calore che si forma nella combustione dei gas. Secondo un'ulteriore aspetto particolarmente preferito è perciò previsto che quale dispositivo di raffreddamento sia prevista una caldaia di recupero. Il vapore acqueo che qui si forma può essere utiliz zato per riscaldamento oppure per generazione di energia elettrica.
Ulteriori, preferiti aspetti dell'invenzione so no caratterizzati nelle rivendicazioni subordinate.
Esempi di realizzazione dell'invenzione vengono in appresso illustrati più dettagliatamente con rife rimento a due figure. Di queste:
la figura 1 mostra un dispositivo atto a smalti re termicamente rifiuti con combustione del gas distillato a bassa temperatura e del gas di sintesi nel reattore ad alta temperatura e
la figura 2 mostra un dettaglio di un corrispon dente dispositivo, con combustione del gas distilla to a bassa temperatura e del gas di sintesi in una distinta camera di combustione.
Nella figura 1 è mostrato un dispositivo atto a smaltire termicamente rifiuti. Il rifiuto A viene in proposito alimentato, attraverso un dispositivo di caricamento 2, ad una pressa 3 dove esso viene compresso sotto elevata pressione, formando balle 6 di rifiuti. Le balle 6 di rifiuti compattati pervengono poi in un canale 8 di combustione in difetto di ossi geno oppure di /gassificazione. Il riscaldamento esterno di questo canale di gassificazione 8 è contrassegnato con 10. Qui viene alimentata energia ter mica E. Dal canale di /gassificazione 8 la materia F solida o bruciata in difetto di ossigeno delle balle 6 di rifiuti ed i gas G formatisi, distillati a bas sa temperatura, pervengono nell'ingresso di un reat tore 22 ad alta temperatura, posto direttamente a valle. La materia solida F bruciata in difetto di os sigeno consiste per una parte in sostanze contenenti carbonio. Questa materia solida F viene gassificata, nella parte inferiore del reattore 22 ad alta tempe ratura, ad una temperatura di circa 1600°C fino a 2000°C. Si formano gas di sintesi P. Attraverso un ingresso 38, allo scopo, nella parte inferiore del reattore 22 ad alta temperatura viene alimentato os sigeno puro Oj ■ Si verifica una combustione o gassi ficazione sottostechiometrica. La massa fusa che qui parimenti si forma nel reattore 22 ad alta temperatu ra è contrassegnata con S. Essa può essere tolta at traverso uno scarico 40 e raccolta in un recipiente 42.
Nella parte superiore del reattore 22 ad alta temperatura, i gas G distillati a bassa temperatura ed i gas di sintesi P subiscono una combustione ste chiometrica, cosicché si formano gas bruciati oppure gas combusti R.
La temperatura ammonta qui a circa 1200°C. La completa combustione viene provocata per effetto del l'aggiunta di aria L oppure - come mostrato - per ef tetto dell'aggiunta di una miscela di aria-ossigeno L, 02. Allo scopo, poco al di sopra dell'ingresso del canale di /gassificazione 8, nel reattore 22 ad alta temperatura è disposto un ingresso 43.
I gas combusti R, prelevati da uno scarico 44 del gas, vengono convogliati in una caldaia di recu pero 46 che esplica la funzione di un dispositivo di raffreddamento. L'energia termica E qui scorporata viene alimentata ad uno sfruttamento. La caldaia di recupero 46 può allo scopo essere connessa, attraver so un circuito acqua-vapore, ad una turbina. L'ener già termica E può anche servire al riscaldamento del sistema di riscaldamento 10. A valle della caldaia di recupero 46 è posto un sistema di depurazione 48. Un ventilatore di aspirazione 50 provvede ad una suf ficiente velocità di flusso dei gas combusti R.
Secondo la figura 2, la combustione completa o combustione schechiometrica dei gas G distillati a bassa temperatura e dei gas di sintesi P non ha luo go nel reattore 22 ad alta temperatura stesso, bensì in una distinta camera di combustione 55 posta a vai le, la quale può essere realizzata relativamente pie cola. Questa camera di combustione 55 è qui diretta mente inserita tra lo scarico 44 del gas e la caldaia di recupero 46. Essa viene esercita con aria L, la quale viene addotta ad un ingresso 58, ed essa ce de i gas combusti R alla caldaia di recupero 46. Sul la parte superiore del reattore 22 ad alta temperatu ra è qui previsto un ingresso 57 per ossigeno puro 02 . In certe circostanze si può però rinunciare a questo ingresso 57, dato che è sufficiente l'alimen tazione dell'ossigeno attraverso l'ingresso 38 per la trasformazione sottostechiometrica dei gas G distillati a bassa temperatura. La miscela formata dai gas G distillati a bassa temperatura, che restano, e dai gas di sintesi P viene inviata all'ingresso del la camera di combustione 55. Anche nel caso di questo esempio di realizzazione, dai gas combusti R che si formano nella combustione stechiometrica, energia termica E viene prelevata in una caldaia di recupero 46 e successivamente sfruttata, a titolo di esempio in una turbina oppure per il riscaldamento del cana le di/gassificazione 8.
Il vantaggio dei dispositivi di cui alle figure 1 e 2 consiste nel fatto che, in conseguenza della completa combustione dei gas G distillati a bassa temperatura e dei gas di sintesi P, il dispositivo di depurazione 48 va dimensionato soltanto per gas combusti R (meno caricati) e perciò in modo relativa mente meno dispendioso. Decadono inoltre i problemi legati allo smaltimento delle sostanze che si otten gono nell'usuale depurazione dei gas distillati a bassa temperatura. L'energia termica E ottenuta può inoltre essere alimentata ad uno sfruttamento. Il contenuto energetico del rifiuto A contribuisce per ciò alla riduzione dei costi di eliminazione del ri fiuto.
Claims (1)
- Rivendicazioni 1.- Dispositivo atto a smaltire termicamente ri fiuti, comprendente una pressa (4) per i rifiuti (A), un canale riscaldato (8) di/$!ssificazione, dal qua le il rifiuto (A) può essere estratto sotto forma di solido (F) e di gas (G) distillato a bassa temperatu ra, un posposto reattore (22) ad alta temperatura at de to a /gassificare i solidi (F) in gas di sintesi (P), laddove dal reattore (22) ad alta temperatura posso no essere estratti una massa fusa (S) e gas (R; G, P), un dispositivo (46) di raffreddamento brusco ed un dispositivo di depurazione (48) per i gas (R; G, P), caratterizzato dal fatto che a monte del disposi tivo di raffreddamento (46) sono previsti mezzi (22, 43; 55, 58) atti a bruciare stechiometricamente i gas (G) distillati a bassa temperatura ed i gas di sintesi (P). 2.- Dispositivo secondo la rivendicazione 1, ca ratterizzato dal fatto che questi mezzi (22, 43; 55, 58) comprendono il reattore (22) ad alta temperatura. 3.- Dispositivo secondo la rivendicazione 2, ca ratterizzato dal fatto che il reattore (22) ad alta temperatura è provvisto di un ingresso (43) per aria (L) oppure per una miscela di aria ed ossigeno (L, C>2), laddove questo ingresso (43) è di preferenza di sposto al di sopra dell'ingresso del canale di/gassi freazione (8) nel reattore (22) ad alta temperatura. 4.- Dispositivo secondo la rivendicazione 1, ca ratterizzato dal fatto che questi mezzi (22, 43; 55, 58) comprendono una camera di combustione (55) che è posta a valle del reattore (22) ad alta temperatu ra ed è provvista di un ingresso (58) per aria (L) oppure per una miscela di aria ed ossigeno (L, 02). 5.- Dispositivo secondo la rivendicazione 4, ca ratterizzato dal fatto che quale dispositivo di raf freddamente (46) è prevista una caldaia di recupero. 6.- Procedimento per esercire un dispositivo at to a smaltire termicamente rifiuti, comprendente una pressa (4) per i rifiuti (A), un canale riscaldato de (8) di/gassificazione, dal quale il rifiuto (A) può essere estratto sotto forma di solido (F) e di gas (G) distillato a bassa temperatura, un posposto reat tore (22) ad alta temperatura atto a gassificare i solidi (F) in gas di sintesi (P), laddove dal reatto re (22) ad alta temperatura possono essere estratti una massa fusa (S) e gas (R; G, P), un dispositivo (46) di raffreddamento brusco ed un dispositivo di depurazione (48) per i gas (R; G, P), caratterizzato dal fatto che i gas (G) distillati a bassa temperatu ra e/oppure i gas di sintesi (P) vengono bruciati stechiometricamente prima del raffreddamento nel di spositivo di raffreddamento {44}. 7.- Procedimento secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che energia termica (E) vie ne prelevata dai gas combusti (R), che si formano nella combustione stechiometrica, e sfruttata. 8.- Procedimento secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che l'energia termica (E) prelevata viene utilizzata per riscaldare il canale de di gassificazione (8).
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