ITRM20130171A1 - Impianto per la lavorazione e valorizzazione di rifiuti - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

“IMPIANTO PER LA LAVORAZIONE E VALORIZZAZIONE DI RIFIUTIâ€

La presente invenzione à ̈ relativa ad un impianto per la lavorazione e valorizzazione di rifiuti solidi urbani.

Il problema dei rifiuti negli ultimi anni ha assunto toni quasi drammatici, costringendo le autorità a dover trovare soluzioni nel più breve tempo possibile.

Da tempo si sta cercando di realizzare dei processi di lavorazione dei rifiuti in grado di assicurare sia il recupero di parte dei materiali sia la conversione dei rifiuti stessi in un combustibile che possa sostituire almeno parzialmente gli attuali combustibili fossili. In questo modo si riuscirebbe a valorizzare i rifiuti, risolvendo al tempo stesso sia la problematica derivante dallo smaltimento degli stessi sia la problematica legata al consumo dei combustibili fossili non rinnovabili.

I rifiuti per essere utilizzati come combustibile, tuttavia devono essere opportunamente trattati per evitare che la loro combustione comporti l’emissione di sostanze nocive nell’atmosfera.

La lavorazione dei rifiuti, inoltre, deve essere tale da assicurare che gli stessi presentino un elevato potere calorifico onde rappresentare una valida alternativa ai combustibili fossili.

Ad oggi la lavorazione dei rifiuti per le finalità sopra riportate ha comportato grandi problemi. Infatti, spesso tali lavorazioni comportano un elevato consumo di energia e di acqua e, spesso, non sono in grado di gestire efficacemente il percolato e le polveri prodotti durante la lavorazione stessa.

Infine, per una corretta valutazione circa la lavorazione dei rifiuti, bisogna considerare che la necessità di trattare diverse tipologie di rifiuto spesso obbliga all’utilizzo di diverse tipologie di lavorazione, con gli ovvi svantaggi in termini di costi che questo comporta.

Era quindi sentita l’esigenza di un impianto per il trattamento dei rifiuti le cui caratteristiche tecniche fossero in grado di trattare diverse tipologie di rifiuto, di gestire in maniera efficace il percolato formatosi durante il trattamento, di evitare la produzione di polveri, di limitare il consumo di acqua e di energia e di realizzare un prodotto con un elevato potere calorifico.

La Richiedente ha realizzato un impianto e un metodo in grado di lavorare i rifiuti ed in grado di soddisfare le necessità sopra riportate.

Oggetto della presente invenzione à ̈ un impianto per la lavorazione e valorizzazione dei rifiuti solidi urbani,le cui caratteristiche essenziali sono riportate nella rivendicazione 1, e le cui caratteristiche preferite e/o ausiliari sono riportate nelle rivendicazioni 2-8.

Per una migliore comprensione dell’invenzione à ̈ riportata di seguito una forma di realizzazione a puro titolo illustrativo e non limitativo con l'ausilio della figura annessa, la quale illustra in forma estremamente schematica l’impianto oggetto della presente invenzione secondo una preferita forma di realizzazione.

In figura à ̈ indicato nel suo complesso con 1 l’impianto di lavorazione e di valorizzazione secondo la presente invenzione.

L’impianto 1 comprende una stazione di stoccaggio 2 nella quale vengono depositati i rifiuti, una stazione di separazione di prodotti ingombranti 3, una stazione di triturazione/selezione 4, una stazione di triturazione spinta 5, una stazione di produzione combustibile 6 e una stazione di rigenerazione acqua di lavorazione 7.

La stazione di separazione dei prodotti ingombranti comprende un nastro trasportatore 8 disposto a movimentare i rifiuti portando in evidenza quelli ingombranti che saranno opportunamente allontananti dal personale addetto.

La stazione di triturazione/selezione 4 comprende un mulino primario 9 a sfere in grado di realizzare una triturazione dei rifiuti ottenendo una pezzatura in uscita inferiore o uguale a 50 mm, un gruppo di selezione di materiale metallico e plastico/vetro 10, un separatore gravimetrico 11 e una rete vibrante 12 disposta ad allontanare parte dell’acqua di lavorazione.

Il mulino primario 9 viene alimentato con una quantità di acqua pari a 1-3 litri per Kg di massa di rifiuti in lavorazione e comprende in uscita una griglia di vagliatura disposta a bloccare le materie metalliche e plastiche non lavorate.

Il gruppo di selezione 10 di materiale metallico e plastico comprende in serie un separatore magnetico per la separazione dei metalli ferrosi e un separatore a correnti parassite per la separazione dei metalli non ferrosi. In uscita dal gruppo di selezione 10 à ̈ prelevato il materiale plastico. Come sarà di seguito descritto, il gruppo di separazione 10 viene anche utilizzato per separare i metalli ferrosi e non ferrosi dal vetro che verrà prelevato in uscita.

Il separatore gravimetrico 11 viene alimentato dalla massa di rifiuti in lavorazione proveniente dal mulino primario 9 dal quale à ̈ movimentata mediante dei mezzi di movimentazione quali ad esempio un elevatore a vasche. Il separatore gravimetrico 11 riesce a separare i metalli e il vetro non trattenuti dal mulino primario 9 dal resto della massa di rifiuti, la quale, in uscita dal separatore gravimetrico 11, viene sottoposto ad una operazione spappolamento per mezzo di un apposito dispositivo compreso nel separatore gravimetrico 11 stesso. Il materiale così spappolato viene disposto sulla rete vibrante 12 con maglie di 1 mm per l’allontanamento di parte dell’acqua di lavorazione che viene mandata nella stazione di triturazione spinta 5 come verrà di seguito descritto.

L’insieme di metalli e di vetro proveniente dal separatore gravimetrico 11 viene trattato dal gruppo di selezione 10 al fine di separare tra loro i metalli ferrosi, i metalli non ferrosi e il vetro.

La stazione di triturazione spinta 5 comprende un mulino secondario 13 di tipo centrifugo per la lavorazione in liquido atto a realizzare una riduzione ulteriore della pezzatura fino a dimensioni uguali o inferiori a 5 mm, un classificatore a spirale 14 composto da una vite senza fine, un mulino planetario a sfere 15, un dispositivo di cavitazione 16 e un idrociclone/centrifuga 17.

Il materiale trattato dal mulino secondario 13 viene movimentato dalla vite senza fine del classificatore a spirale 14 per essere scaricato nel mulino planetario 15, il quale lavora in continuo ed effettua due fasi di macinazione. Una prima fase di macinazione attraverso un cilindro metallico dotato di scanalature a bordo tagliente e una seconda fase di macinazione attraverso sfere mosse in modo da realizzare una componente di urto accoppiata ad una componente di attrito. Il mulino planetario 15 realizza, in questo modo, una macinazione del materiale con pezzatura di dimensioni inferiori a 100 µm.

Dal mulino planetario 15 il materiale trattato viene mandato mediante una pompa al dispositivo di cavitazione 16 dove viene generata la cavitazione sfruttando la pressione imposta dalla pompa e la particolare geometrica che genera turbolenza. L’azione di cavitazione ha l’effetto di realizzare una purificazione e un’omogeneizzazione del materiale. Unitamente al materiale trattato dal mulino planetario 15 e per mezzo della medesima pompa, nel dispositivo di cavitazione 16 viene mandata anche l’acqua di lavorazione allontanata dalla rete vibrante 12.

Successivamente, il materiale viene sottoposto all’azione dell’idrociclone/centrifuga 17 per realizzare una classificazione dimensionale dello stesso, con conseguente separazione del materiale con pezzatura maggiore di 100 µm che viene rimandata al mulino planetario 15 e del materiale con pezzatura inferiore a 100 µm che viene mandato alla stazione di produzione combustibile 6.

La stazione di produzione combustibile 6 comprende un sedimentatore centrifugo 18 che riceve il materiale dall’idrociclone/centrifuga 17 e che permette la separazione del materiale stesso nelle fasi solida e liquida, un dispositivo compattatore 19 e un essiccatore 20, che preferibilmente à ̈ un essiccatore a microonde 20.

Il dispositivo compattatore 19 comprende una pressa a rulli atta a compattare la fase solida proveniente dal sedimentatore centrifugo 18 e a tranciarla per la realizzazione di una pluralità di mattoni destinati all’essiccatore 20.

L’essiccatore 20 produce i mattoni pronti all’utilizzo come materiale combustibile presentante un elevato potere calorifico.

La stazione di rigenerazione acqua di lavorazione 7 comprende un condensatore 21 dove viene convogliato il vapore derivante dall’essiccatore 20, un serbatoio dell’acqua 22 e un dispositivo di sanificazione 23.

Il serbatoio dell’acqua 22, oltre all’acqua derivante dal condensatore 21 riceve anche l’acqua derivante dall’idrociclone/centrifuga 17, mentre il dispositivo di sanificazione 23 à ̈ costituito preferibilmente da un ozonizzatore.

Il serbatoio dell’acqua 22 comprende un dispositivo di troppopieno atto a convogliare l’acqua in eccesso verso un sistema di depurazione.

L’acqua trattata dal dispositivo di sanificazione 23 viene riportata nel mulino primario della stazione di triturazione/selezione 4.

In uso, i rifiuti una volta portati nella stazione di stoccaggio 2 vengono trattati nella stazione di separazione di prodotti ingombranti 3. Una volta eliminati i rifiuti ingombranti, i rifiuti rimanenti vengono caricati all’interno del mulino primario 9 unitamente all’acqua di lavorazione. L’azione del mulino primario 9 produce rifiuti con pezzatura inferiore a 50 mm ed in cui à ̈ stata abbattuta la presenza di materiali metallici e plastici trattenuti all’interno del mulino 9 stesso.

Terminata la lavorazione del mulino primario 9 lo stesso viene aperto per essere svuotato dalle materie metalliche e plastiche e opportunamente lavato. Le materie plastiche e metalliche prelevate dal mulino primario 9 sono successivamente trattate dal gruppo di selezione di materiale metallico e plastico/vetro 10. In questo modo à ̈ possibile il recupero separato dei metalli ferrosi, dei metalli non ferrosi e delle materie plastiche.

La massa dei rifiuti in lavorazione con pezzatura inferiore o uguale a 50 mm sono poi caricati all’interno del separatore gravimetrico 11 dove à ̈ possibile allontanare dalla massa stessa il materiale metallico non trattenuto dal mulino primario 9 e il materiale vetroso. Il materiale metallico e il materiale vetroso ottenuti dal separatore gravimetrico 11 vengono lavorati dal gruppo di separazione 10 per realizzare il recupero separato dei metalli ferrosi, dei metalli non ferrosi e del vetro.

La massa di rifiuti in lavorazione viene spappolata dall’apposito spappolatore compreso nel separatore gravimetrico 11 e disposta sopra la rete vibrante 12 dove viene in parte allontanata l’acqua di lavorazione. Successivamente, la massa di rifiuti in lavorazione viene lavorata all’interno del mulino secondario 13, il quale garantisce una riduzione della pezzatura fino a dimensioni uguali o inferiori a 5 mm.

Una volta uscita dal mulino secondario 13, la massa di rifiuti in lavorazione viene caricata nel classificatore a spirale 14 dove vengono recuperate quelle materie plastiche che non erano state trattenute nel mulino primario 9. In uscita dal classificatore a spirale 14, la massa di rifiuti in lavorazione viene lavorata dal mulino planetario a sfere 15 dove la pezzatura à ̈ ulteriormente ridotta a dimensioni uguali o inferiori a 100 µm. Successivamente, la massa di rifiuti in lavorazioni viene immessa mediante una pompa nel dispositivo di cavitazione 16 dove subisce una azione di purificazione e omogeneizzazione. Nella pompa deputata all’immissione del dispositivo di cavitazione 16 viene convogliata anche l’acqua di lavorazione allontanata per mezzo della rete vibrante 12. In questo modo nel dispositivo di cavitazione 16 la massa di rifiuti in lavorazione verrà trattata in presenza di una significativa quantità di acqua.

La massa dei rifiuti in lavorazione à ̈ poi trattata all’interno dell’idrociclone/centrifuga 17, il quale à ̈ in grado di separare i rifiuti con pezzatura superiore a 100µm che vengono rimandati al mulino planetario a sfere 15, ed i rifiuti con pezzatura inferiore a 100µm che vengono mandati al sedimentatore centrifugo 18. Nel sedimentatore centrifugo 18 viene realizzata la separazione tra la porzione liquida e la porzione solida della massa di rifiuti derivanti dall’idrociclone/centrifuga 17. La porzione liquida viene mandata nel serbatoio 22 mentre la porzione solida viene mandata dispositivo compattatore 18 dove vengono realizzati i mattoni che sono successivamente essiccati nell’essiccatore 20.

Il vapore prodotto dall’essiccatore 20 viene convogliato in un condensatore 21. L’acqua ottenuta dal condensatore 21 à ̈ poi immessa nel serbatoio di acqua 22.

L’acqua presente nel serbatoio 22 prima di tornare nel mulino primario 9 per essere nuovamente riutilizzata in lavorazione, viene trattata dal dispositivo di sanificazione 23 che nel caso specifico à ̈ un ozonizzatore.

Dalla descrizione di cui sopra risulta come l’impianto oggetto della presente invenzione consenta di ottenere un prodotto combustibile presentante una elevata superficie attiva e, quindi, un elevato potere calorifico.

Altri vantaggi dell’impianto oggetto della presente invenzione sono relativi al fatto di non produrre percolato, di non comportare un elevato consumo di acqua grazie alla sua rigenerazione e di non produrre polveri.

Claims (8)

1. RIVENDICAZIONI 1. Impianto (1) comprendente in sequenza di lavorazione una stazione di stoccaggio (2) nella quale vengono depositati i rifiuti, una stazione di separazione di prodotti ingombranti (3), una stazione di triturazione/selezione (4), una stazione di triturazione spinta (5), una stazione di produzione combustibile (6) e una stazione di rigenerazione acqua di lavorazione (7); detto impianto essendo caratterizzato dal fatto che detta stazione di triturazione/selezione (4) comprende un mulino primario (9) alimentato con una quantità di acqua compresa tra 1 e 3 litri per ogni Kg di rifiuto, del tipo a sfere in grado di realizzare una triturazione dei rifiuti ottenendo una pezzatura in uscita inferiore a 50 mm e comprendente una griglia di vagliatura disposta a trattenere in uscita le materie metalliche e plastiche non lavorate; e dal fatto che detta stazione di triturazione spinta (5) comprende in serie un mulino planetario a sfere (15) atto a lavorare in continuo e comprendente un cilindro metallico dotato di scanalature a bordo tagliente e delle sfere per realizzare una macinazione del materiale con pezzatura di dimensioni inferiori a 100 µm, e un dispositivo di cavitazione (16) nel quale viene trattato il materiale proveniente da detto mulino planetario a sfere (15).
2. 2. Impianto secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta stazione di triturazione/selezione (4) comprende un separatore gravimetrico (11) alimentato dalla materia lavorata dal mulino primario (9), una rete vibrante (12) disposta ad accogliere una frazione leggera ottenuta dal separatore gravimetrico (11) per allontanarvi parte dell’acqua di lavorazione e un gruppo di selezione di materiale metallico e plastico/vetro (10) alimentato dalla materia trattenuta all’interno del mulino primario (9) o da una frazione pesante ottenuta dal separatore gravimetrico (11).
3. 3. Impianto secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detto gruppo di selezione (10) di materiale metallico e plastico/vetro comprende in serie un separatore magnetico per la separazione dei metalli ferrosi e un separatore a correnti parassite per la separazione dei metalli non ferrosi.
4. 4. Impianto secondo la rivendicazione 2 o 3, caratterizzato dal fatto che detto separatore gravimetrico (11) comprende un dispositivo spappolatore atto ad agire sulla frazione leggera.
5. 5. Impianto secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta stazione di triturazione spinta (5) comprende un mulino secondario (13) disposto a monte del detto mulino planetario a sfere (15) e di tipo centrifugo per la lavorazione in liquido per realizzare una riduzione della pezzatura dei rifiuti fino a dimensioni inferiori a 5 mm.
6. 6. Impianto secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta stazione di produzione combustibile (6) comprende un sedimentatore centrifugo (18) atto a ricevere i rifiuti lavorati provenienti dal detto dispositivo di cavitazione (16) ed a realizzare la separazione nelle fasi solida e liquida, un dispositivo compattatore (19) ed un essiccatore (20).
7. 7. Impianto secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che detto essiccatore (20) Ã ̈ un essiccatore a microonde.
8. 8. Impianto secondo la rivendicazione 6 o 7, caratterizzato dal fatto che detta stazione di rigenerazione acqua di lavorazione (7) comprende un condensatore (21) dove viene convogliato il vapore derivante dall’essiccatore (20), un serbatoio dell’acqua (22) atto a ricevere l’acqua dal condensatore (21) e dalla stazione di triturazione/selezione (4), un dispositivo di sanificazione (23) e mezzi di movimentazione dell’acqua dal dispositivo di sanificazione (23) al mulino primario (9).