PL171593B1 - Sposób i urzadzenie do usuwania i uzdatniania odpadów PL - Google Patents

Abstract

1. Sposób usuwania i uzdatniania odpadów wszelkiego ro- d zaju, w którym niesortowane, nieobrobione, zawierajace dowolne substancje szkodliwe w postaci stalej i/lub cieklej odpady przemyslo- we, domowe i specjalne oraz zlom przemyslowy poddaje sie stopnio- wej obróbce termicznej i termicznemu rozdzielaniu, ewentualnie przemianie oraz przeprowadza sie w wysokotemperaturowa stopiona mase przy maksymalnym wykorzystaniu energetycznym gromadza- cych sie stalych pozostalosci, znam ienny tym, ze usuwane odpady prasuje sie wraz z zawartymi w nich cieczami przy zachowaniu ich mieszanej i kompozytowej struktury w zwarte pakiety i bezposrednio poddaje sie stopniowej obróbce cieplnej w kierunku wzrostu tem - peratury, w tym w co najmniej jednym stopniu niskotemperaturo- wym, w którym pod stalym dzialaniem cisnienia zapew nia sie ksztaltowy i silowy kontakt ze scianam i zbiornika reaktora, przy czym obróbke prowadzi sie w zamknietym ukladzie reakcyjnym, a otrzymane produkty reakcji po calkowitym zakonczeniu przeróbki, przem iany i obróbki wykanczajacej m aterialu, ew entualnie pod- daje sie szybkiemu schlodzeniu. 15. U rzadzenie do usuw ania i uzdatniania odpadów wszelkiego rodzaju z kilkom a stopniam i o bróbki cieplnej, z n a - m ien n e tym, ze zawiera co najm niej jeden reak to r (6) obróbki term icznej bez dostepu tlenu i co najm m ej jeden reak to r (10) obróbki term icznej z udzialem tlenu w tem peraturach powyzej 1000°C, przy czym wszystkie kom ory reaktorów (6 , 10) obróbki termicznej sa p o laczone bezposrednio ze soba i reaktory (6, 10) wraz z urzadzeniem do zaladunku odpadów stanow ia jednokie- runkow a linie technologiczna z punktem odniesienia term icz- nego w ydluzenia calej linii technologicznej wyznaczonym przez kom ore reaktora (10) obróbki term icznej o najwyzszej tem pera- turze. F I G . 3 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób i urządzenie do usuwania i uzdatniania odpadów.

Chodzi tu o sposób i urządzenie do usuwania i uzdatniania odpadów wszelkiego rodzaju, w których niesortowane, nieobrabiane, zawierające dowolne substancje szkodliwe w postaci stałej i/lub ciekłej odpady przemysłowe, domowe i specjalne oraz złom przemysłowy poddawane są obróbce temperaturowej.

Znane sposoby usuwania odpadów nie stanowią zadowalającego rozwiązania dla stale nabierającego znaczenia problemu odpadów, będących istotnym czynnikiem niszczenia środowiska.

Złom przemysłowy z materiałów kompozytowych, jak samochody i urządzenia gospodarstwa domowego, a także oleje, baterie, lakiery, farby, toksyczne osady, lekarstwa i odpady szpitalne podlegają specjalnym, rygorystycznym przepisom prawnym w zakresie ich usuwania. Odpady domowe natomiast, które stanowią niekontrolowaną mieszaninę o charakterze heterogenicznym, która może zawierać właściwie wszystkie, rodzaje frakcji odpadów specjalnych i składników organicznych, usuwane są w sposób, nie mający nadal żadnego odniesienia do stopnia zanieczyszczenia przez nie środowiska.

Na wysypiskach odpady domowe są składowane niewłaściwie, gazy fermentacyjne i dwutlenek węgla przedostają się w sposób niekontrolowany do atmosfery, zawierające szkodliwe substancje ciecze oraz wycieki składowanych odpadów zatruwają wody gruntowe.

W celu zredukowania poddawanej obróbce ilości odpadów, wcześniej już zaproponowano, aby organicze składniki odpadów domowych i osadów ściekowych kompostować. Nie zwrócono wówczas uwagi na to, że składniki organiczne mają charakter heterogeniczny i zawierają sporą liczbę nie podlegających rozkładowi substancji toksycznych, jak chemikalia, lekarstwa i pozostałości metali ciężkich, które pozostają w kompoście i za pośrednictwem roślin i zwierząt są zawracane w ramach obiegu biologicznego.

Poprzez ponowne wprowadzenie do obiegu tak zwanych surowców wtórnych próbowano również zmniejszyć ilość odpadów. Nie wzięto przy tym pod uwagę wysokich nakładów, ponoszonych przy oddzielnym gromadzeniu i przeróbce tych odpadów - przy powtarzaniu cyklu rosną koszty i zanieczyszczenia środowiska, obniża się natomiast wartość odzyskiwania produktów.

W znanych urządzeniach do spalania śmieci, usuwane odpady przechodzą przez szeroki zakres temperatur aż do około 1000°C. W tych temperaturach pozostałości mineralne i metaliczne nie ulegają stopieniu. Przypisana pozostałościom substancji stałych energia wewnętrzna nie jest wykorzystywana w ogólne lub jedynie w niewłaściwy sposób. Krótki czas przebywania odpadów w wyższych temperaturach oraz powstawanie dużych ilości pyłu w wyniku dodawania dużych ilości zawierającego azot powietrza do spalania niesprasowanych, przeznaczonych do spalania odpadów przyczyniają się do niebezpiecznego powstawania węglowodorów chlorowanych. Dlatego też zdecydowano się poddawać spaliny z urządzeń do spalania odpadów dopalaniu w wyższych temperaturach. Aby utrzymać nakłady inwestycyjne na takie urządzenia na właściwym poziomie, wywołujące procesy abrazji i korozji gorące spaliny o wysokiej zawartości pyłów są prowadzone przez wymiennik ciepła. Przy stosunkowo długim czasie przebywania w wymienniku ciepła chlorowane węglowodory tworzą się na nowo w wyniku syntezy De Novo, łączą się z prowadzonymi razem z nimi pyłami, a na koniec prowadzą do powstawania wysokotoksycznych produktów filtracji. Będące konsekwencją tego procesu szkody oraz koszty ich usuwania nie dają się oszacować.

Pomimo wysokich nakładów technicznych przy znanym stanie techniki około 40% usuwanych odpadów pozostaje po spaleniu w postaci popiołu, żużlu i wysokotoksycznych filtratów, których niebezpieczne właściwości są porównywalne z opadami radioaktywnymi, a ich usuwanie jest bardzo kosztowne.

Znany jest sposób redukowania objętości składowanych odpadów, polegający na oddzielaniu z pozostałości składników metalicznych i ich specjalnym wykorzystaniu. Pozostające popioły i żużle są z dużym nakładem energetycznym poddawane procesowi topienia wysokotemperaturowego. Żużel jest niejednorodny, co wynika z niejednorodności substancji wyjściowych, a ponadto zawiera znaczne ilości resztkowych substancji organicznych, które nie ulegają utlenianiu, ponieważ są otoczone stopioną substancją.

W wyniku gwałtownego oziębienia stopionej masy w kąpieli wodnej powstaje heterogeniczny granulat, który odłupuje się w miejscach naprężeń termicznych, tak, że zawarte w nim szkodliwe substancje mogą znowu wyciekać. Wysokie nakłady energetyczne na poziomie 200 litrów oleju grzewczego na tonę stopionej masy pozostają niewykorzystane, ponieważ otrzymany w ten sposób granulat może być stosowany jedynie jako wypełnienie przy budowie dróg lub w temu podobnych celach.

Dotychczasowe metody pirolizy w konwencjonalnych reaktorach mają zakres temperatur zbliżony do spalania śmieci. W strefie gazowania panują wysokie temperatury. Tworzące się gazy są wykorzystywane do podgrzewania materiału, nie poddanego jeszcze pirolizie, oziębiają się przy tym i przechodzą przez zakres temperatur, charakterystyczny dla tworzenia węglowodorów chlorowanych, a w związku z tym niebezpiecznych.

Wszystkie znane metody pirolizy niesortowanych, nie związanych i odwodnionych odpadów powodują powstanie złoża o niewystarczającej przepuszczalności dla gazu, wymagają zbyt wysokich nakładów energetycznych przy niedostatecznym uzysku gazu i długim czasie przebywania w reaktorze. W wyniku przepływu termicznego i wewnętrznego ciśnienia gazu tworzą się duże ilości pyłu, wymagające dużych pojemności filtrów. Jeżeli ma być wytwarzany gaz wodny, wówczas w strefie gazyfikacji należy doprowadzić oddzielnie przygotowaną gorącą parę, a zatem obcą. Pozostałości substancji stałych z reguły nie zostają stopione, tylko trzeba je usuwać oddzielnie, co powoduje, że są one porównywalne z pozostałościami konwencjonalnego urządzenia do spalania śmieci.

W celu wytworzenia nadającego się do wykorzystania w sposób ekologiczny, czystego gazu powstającego w procesie pirolizy gazy przechodzą z reguły przed oczyszczeniem przez urządzenie do krakowania. Znane jest ponadto wykorzystywanie zawartej w gorących gazach energii wewnętrznej poprzez zastosowanie wymiennika ciepła. W

171 593 wyniku przebywania gazów w wymienniku ciepła tworzą się węglowodory chlorowane, które są uwalniane przy jednoczesnym termicznym wykorzystaniu uzyskanego gazu.

Przy zastosowaniu do pirolizy pieców szybowych występuje między innymi istotna wada w postaci przyklejania się i tworzenia w piecu mostków przez poddawane pirolizie odpady, tak że reaktory takie są wyposażone w mechaniczne środki pomocnicze, jak drążki do przebijania, wibratory i temu podobne, nie dające w efekcie zadowalającego rozwiązania problemu.

Odparowywacze obrotowe i fluidalne prowadzą ponadto na skutek mechanicznego ścierania ścianek pieca przez odpady, mające częściowo ostre krawędzie, do długich przestojów, powstawania wyjątkowo dużych ilości pyłu i wymagają, gazoszczelnych śluz, pociągających za sobą znaczne nakłady techniczne. W efekcie otrzymuje się konieczność prowadzenia prac konserwacyjnych, związanych z odpowiednio wysokimi kosztami.

Znany jest sposób pozwalający uniknąć wad opisanych metod spalania odpadów i pirolizy, polegający na rozkładzie odpadów i substancji toksycznych w wysokotemperaturowej kąpieli ze stopionych składników mineralnych i metalicznych, lub dodawania odpadów do takiej kąpieli, aby w ten sposób zapewnić szybki rozkład pirolityczny odpadów w wysokich temperaturach. Zasadniczej wady takiego sposobu należy upabywać, zwłaszcza w tym, że w związku z niebezpieczeństwem wyfuknięcia niemożliwa jest przeróbka ciekłych i/lub wilgotnych odpadów i że na skutek wytwarzania się wysokich ciśnień powstające gazy nie mogą wystarczająco długo przebywać w kąpieli, aby doszło do całkowitego rozkładu szkodliwych substancji organicznych. Również w przypadku wysuszonych nieodgazowanych odpadów organicznych ciśnienie gazu, wytwarzające się na skutek rozkładu substancji organicznych jest tak wysokie, że czas przebywania odpadów w kąpieli nie jest wystarczająco długi. Stopione produkty zostają w krótkiem czasie nasycone nie podlegającymi utlenianiu, otoczonymi stopioną cieczą, cząstkami węgla, co sprawia, że dalsze doprowadzanie odpadów jest pozbawione sensu.

W innym znanym termicznym sposobie usuwania odpadów oddziela się najpierw składniki mineralne i metaliczne od składników organicznych, które następnie się suszy i poddaje proszkowaniu. Uzyskany proszek jest wprowadzany do kąpieli wysokotemperaturowej lub komory spalania o odpowiedniej temperaturze i natychmiast rozkładany poprzez nadmuch tlenu lub wzbogaconego w tlen powietrza, przy czym rozkładowi ulegają również substancje szkodliwe.

Sposób ten prowadzi wprawdzie z ekologicznego punktu widzenia do zadowalających rezultatów, ma jednak również istotne wady. I tak przykładowo nie mogą być w ten sposób usuwane odpady ciekłe i odpady o strukturze kompozytowej. Także koszty realizacji tego sposobu są zbyt wysokie.

Opisane uprzednio metody spalania i pirolizy mają tę wspólną wadę, że odparowywane podczas spalania lub rozkładu pirolitycznego ciecze lub substancje stałe mieszają się z gazowymi produktami spalania i pirolizy i zostają odprowadzone, zanim osiągnięta zostanie temperatura, niezbędna do rozkładu wszystkich substancji szkodliwych, i przed upływem niezbędnego czasu przebywania w reaktorze. Odparowana woda nie nadaje się do wytwarzania gazu wodnego. Dlatego też z reguły w urządzeniach do spalania śmieci przewidziane są dodatkowo komory dopalania, natomiast w urządzeniach do pirolizy stopnie do krakowania.

W ramach niniejszego wynalazku zaproponowano sposób usuwania i uzdatniania odpadów wszelkiego rodzaju, który dla odpadów, stanowiących dowolną mieszaninę materiałów wyjściowych w obiegach zamkniętych, eliminuje wspomniane uprzednio wady, dzięki czemu nie występuje zanieczyszczanie środowiska i pozwala zarazem odzyskiwać z pozostałości wysokowartościowe, nadające się do różnorodnych zastosowań, produkty przemysłowe w postaci półproduktów lub produktów końcowych, przy jednoczesnej minimalizacji wymaganych nakładów technicznych i kosztów realizacji sposobu.

Zadaniem wynalazku jest ponadto zaproponowanie urządzenia, przeznaczonego do realizacji zgodnego z wynalazkiem sposobu usuwania i uzdatniania odpadów.

Sposób usuwania i uzdatniania odpadów wszelkiego rodzaju, w którym niesortowane, nieobrobione, zawierające dowolne substancje szkodliwe w postaci stałej i/lub ciekłej odpady przemysłowe, domowe i specjalne oraz złom przemysłowy poddaje się stopniowej obróbce termicznej i termicznemu rozdzielaniu, ewentualnie przemianie oraz przeprowadza się w wysokotemperaturową stopioną masę przy maksymalnym wykorzystaniu energetycznym gromadzących się stałych pozostałości, odznacza się według wynalazku tym, że usuwane odpady prasuje się wraz z zawartymi w nich cieczami przy zachowaniu ich mieszanej i kompozytowej struktury w zwarte pakiety i bezpośrednio poddaje się stopniowej obróbce cieplnej w kierunku wzrostu temperatury, w tym w co najmniej jednym stopniu niskotemperaturowym, w którym pod stałym działaniem ciśnienia zapewnia się kształtowy i siłowy kontakt ze ścianami zbiornika reaktora, przy czym obróbkę prowadzi się w zamkniętym układzie reakcyjnym, a otrzymane produkty reakcji po całkowitym zakończeniu przeróbki, przemiany i obróbki wykańczającej materiału, ewentualnie poddaje się szybkiemu schłodzeniu.

Korzystnie co najmniej jeden stopień niskotemperaturowy prowadzi się pod działaniem ciśnienia w stałym kontakcie kształtowym i siłowym ze ścianami zbiornika reaktora bez dostępu tlenu, i prowadzi się co najmniej jeden stopień wysokotemperaturowy, z udziałem tlenu.

Korzystnie stopień niskotemperaturowy prowadzi się w zakresie temperatur od 100°C do 600°C, a stopień wysokotemperaturowy w temperaturze powyżej 1000°C.

Korzystnie usuwane odpady w stanie nierozdrobnionym wraz z zawartymi w nich cieczami oraz przy zachowaniu ich mieszanej i kompozytowej struktury prasuje się w zwarte pakiety i przy stałym działaniu ciśnienia wprowadza na zasadzie wpasowania kształtowego w nagrzany powyżej 100°C kanał, i posiadający zwartą postać materiał utrzymuje się na całej długości kanału w siłowym kontakcie a jego ścianami, przy czym obecne początkowo ciecze odparowuje się, zaś wypychany z kanału konglomerat substancji stałych wprowadza się do reaktora obróbki wysokotemperaturowej, w którego całej objętości utrzymuje się temperaturę, równą co najmniej 1000°C.

Korzystnie konglomerat substancji stałych poddaje się na wejściu do reaktora obróbki wysokotemperaturowej szokowi cieplnemu promieniowania i rozkłada się go na kawałki, z zachowaniem ich kształtu.

Korzystnie z kawałków substancji stałych tworzy się i utrzymuje wewnątrz reaktora obróbki wysokotemperaturowej przepuszczalne dla gazu złoże aż do wysokości otworu wlotowego ogrzewanego kanału, przy czym wysokość zasypu utrzymuje się na stałym poziomie.

Korzystnie zawarty w złożu węgiel przy dozowanym podawaniu tlenu zgazowuje się do dwutlenku węgla, a dwutlenek węgla przy przejściu przez zawierające węgiel złoże redukuje się do tlenku węgla.

Korzystnie powstającą z zawartych w usuwanych odpadach cieczy podczas obróbki cieplnej w ogrzewanym kanale, wychodzącą z kanału pod zwiększonym ciśnieniem, parę wodną prowadzi się nad powierzchnią złoża w reaktorze obróbki wysokotemperaturowej i przez rozłożone termicznie i o zwęglonych krawędziach kawałki substancji stałych, zawierające węgiel.

Korzystnie w nagrzanej przynajmniej do temperatury 1000°C strefie uspokojenia nad złożem wszystkie chlorowane związki węglowodorowe, takie jak dioksany i furany rozkłada się, a powstające przy termicznym rozkładzie komponentów organicznych, związki węglowodorowe o długim łańcuchu oraz kondensaty, jak smoły i oleje, krakuje się.

Korzystnie powstającą w reaktorze obróbki wysokotemperaturowej, nagrzaną przynajmniej do 1000°C, zanieczyszczoną substancjami toksycznymi mieszaninę gazów syntezowych poddaje się bezpośrednio po opuszczeniu reaktora obróbki wysokotemperaturowej działaniu szoku wodnego aż do schłodzenia poniżej 100°C, a zarazem odpyla.

171 593

Korzystnie w temperaturach powyżej 2000°C obecne podczas gazowania węgla z udziałem tlenu składniki metaliczne i mineralne stapia się, a otrzymaną wówczas masę płynną ewentualnie poddaje się znanym metodom rozdzielania i frakcjonowania.

Korzystnie pozostającą po gazowaniu wysokotemperaturowym, w przeważającej mierze mineralną, stopnioną masę wysokotemperaturową, przetrzymuje się jako fazę ciekłą w atmosferze utleniającej, i przekształca się ją w całkowicie sklarowaną, pozbawioną pęcherzy i jednorodnie stopioną masę.

Korzystnie z ujednorodnionej stopionej masy wysokotemperaturowej, przy wykorzystaniu przynajmniej znacznej części zawartej w niej energii wewnętrznej, wytwarza się metodą przędzenia, przeróbki plastycznej lub formowania i/lub metodami porotwórczymi wysokowartościowe produkty przemysłowe.

Korzystnie gaz syntezowy wykorzystuje się do ogrzewania kanału stopnia niskotemperaturowego i reaktora obróbki wysokotemperaturowej i/lub do klarowania stopionej masy i/lub do pracy urządzenia tlenowego.

Urządzenie do usuwania i uzdatniania odpadów wszelkiego rodzaju z kilkoma stopniami obróbki cieplnej, odznacza się według wynalazku tym, że zawiera co najmniej jeden reaktor obróbki termicznej bez dostępu tlenu i co najmniej jeden reaktor obróbki termicznej z udziałem tlenu w temperaturach powyżej 1000°C, przy czym wszystkie komory reaktorów obróbki termicznej są połączone bezpośrednio ze sobą i reaktory wraz z urządzeniem do załadunku odpadów stanowią jednokierunkową linię technologiczną z punktem odniesienia termicznego wydłużenia całej linii technologiczmej wyznaczonymi przez komorę reaktora obróbki termicznej o najwyższej temperaturze.

Korzystnie reaktor obróbki termicznej bez dostępu tlenu stanowi poziomy, ogrzewany od zewnątrz piec przepychowy o przekroju prostokątnym, w którym stosunek szerokości pieca do jego wysokości jest . większy niż dwa, przy czym długość pieca jest określona wyrażeniem Lpeca 15 VF' pica, gdzie Lpieca oznacza długość pieca przepychowego, a Fpieca oznacza powierzchnię jego przekroju.

Korzystnie piec przepychowy przynajmniej od strony załadunkowej posiada rolki oporowe.

Korzystnie załadunkowa strona pieca przepychowego jest połączona na stałe z wylotem prasy do zagęszczania odpadów i prasa do zagęszczania odpadów posiada rolki oporowe.

Korzystnie między wylotem prasy do zagęszczania odpadów i otworem załadunkowym pieca przepychowego umieszczona jest przesuwna pionowo, ściana dociskowa.

Korzystnie poziomy przyrząd prasujący prasy do zagęszczania odpadów ma postać przesuwnego elementu płaskiego.

Korzystnie wylot pieca przepychowego jest połączony na stałe z wlotem ustawionego pionowo pieca szybowego, stanowiącego reaktor obróbki termicznej w temperaturach powyżej 1000°C z udziałem tlenu.

Korzystnie pionowy piec szybowy do wysokotemperaturowej obróbki produktów reakcji pieca przepychowego jest dzielony w przybliżeniu na wysokości swego otworu wlotowego.

Korzystnie poniżej zbiornika reaktora obróbki termicznej w temperaturach powyżej 1000°C umieszczony jest połączony z nim na stałe zbiornik reaktora cieplnej obróbki wykańczającej.

Korzystnie dolna część zbiornika reaktora obróbki wysokotemperaturowej i zbiornik reaktora cieplnej obróbki wykańczającej stanowią integralny zespół umocowany ruchomo pod kątem około 90° w stosunku do płaszczyzny fundamentów.

Korzystnie zbiornik reaktora obróbki wysokotemperaturowej i zbiornik reaktora cieplnej obróbki wylkańczającej są zaopatrzone w przelewy.

Korzystnie zbiornik reaktora obróbki wysokotemperaturowej jest od strony wylotu gazów połączony na stałe z zespołem szybkiego chłodzenia gazów, zawierającym przyrząd do wtrysku zimnej wody w gorący strumień gazów oraz zbiornik.

171 593

Korzystnie urządzenie według wynalazku jest wyposażone w urządzenie dławiące, zwłaszcza regulowaną przepustnicę.

Korzystnie do zbiornika reaktora obróbki wysokotemperaturowej przymocowany jest ograniczający ciśnienie zamek wodny.

Korzystnie od strony załadunkowej ma urządzenie do zbierania i przechowywania odpadów, a na wylocie ma urządzenie do oczyszczania i uzdatniania gazu.

Dzięki temu, że złom przemysłowy, jak lodówki, pralki, urządzenia elektryczne i elektroniczne w postaci nierozdrobnionej, natomiast samochody podzielone na duże porcje, zachowując swoją mieszaną i kompozytową strukturę, przechodzącą w postaci pakietów, sprasowanych razem z niesortowanymi i nieobrobionymi sypkimi odpadami, przez kolejne stopnie temperaturowe w kierunku wzrostu temperatury bez pośredniego ochłodzenia, uzyskuje się optymalne wykorzystanie energii przy zminimalizowanej objętości odpadów to znaczy przy optymalnej minimalizacji wymiarów urządzenia w trakcie prowadzenia procesu. Utrzymywanie ciśnienia, połączone z kształtowym i siłowym stykiem pakietów odpadów ze ścianami reaktora co najmniej w obrębie jednego stopnia niskotemperaturowego gwarantuje przy tym dobry przepływ ciepła, szybkie nagrzewanie na wskroś sprasowanych odpadów oraz wysoką przepustowość tego stopnia obróbki termicznej. Szybkie schłodzenie po całkowitym zakończeniu obróbki termicznej zapobiega tworzeniu się na nowo niepożądanych szkodliwych substancji.

Sposób można realizować bez konieczności stosowania śluz, wyeliminowane bowiem zostało całkowicie niekontrolowane ulatnianie się szkodliwych substancji w trakcie prowadzenia procesu.

Ponieważ obróbka niskotemperaturowa, w której występuje styk dociskowy ze ścianami reaktora, przebiega bez dopływu tlenu, uzyskiwana jest w efekcie ta korzyść, że odparowanie znajdujących się w odpadach cieczy i rozpoczynające się odgazowywanie zachodzącą w warunkach, w których utrudnione jest powstanie substancji toksycznych. Powstawanie dioksyn na przykład wymaga dostępu tlenu. Ponieważ po zakończeniu obróbki niskotemperaturowej otrzymane z niej substancje są doprowadzane do co najmniej jednego stopnia obróbki wysokotemperaturowej z udziałem tlenu, uzyskuje się tę korzyść, że węgiel z substancji organicznych może ulec zgazowaniu i że wychodzą z odpadów parę wodną można poddać reakcji tworzenia gazu wodnego. Dopływ tlenu do tego stopnia reakcji umożliwia osiągnięcie temperatury, niezbędnej do zajścia wspomnianych reakcji. Zakres temperatur od 100 do 600°C w przypadku obróbki niskotemperaturowej i temperatury około 1000°C w przypadku obróbki wysokotemperaturowej gwarantują przy tym odgazowanie składników organicznych w żądanym zakresie, zgazowanie węgla, przeprowadzenie reakcji tworzenia gazu wodnego, a przede wszystkim całkowite wyeliminowanie organicznych substancji toksycznych.

Dzięki temu, że objętość wolnej przestrzeni w sypkich odpadach, jest zminimalizowana poprzez brykietowanie, stałe składniki odpadów zostają mocno połączone ze sobą w sposób mechaniczny, przy czym nadmiar znajdujących się w odpadach cieczy jest wraz z brykietami wtłaczany do ogrzewanego od zewnątrz, długiego kanału, tak że przed wejściem do kanału tworzy się gazoszczelny korek, który z uwagi na swoją nieprzepuszczalność dla gazu przejmuje na siebie funkcję śluzy. Ciecze nie muszą być usuwane w specjalny sposób, a ponadto nie trzeba zarazem ogrzewać dużych objętości powietrza, które działa izolująco na przepływ ciepła. Przewodność cieplna uzyskiwanego w trakcie prowadzonego stale procesu brykietowania sprasowanego materiału zostaje znacznie podwyższona dzięki zawartości substancji metalicznych i mineralnych oraz wysokiej gęstości. Wysokie wydajności można osiągnąć również przy mniejszych wymiarach urządzeń bez konieczności stosowania kosztownej obróbki wstępnej, jak oddzielne gromadzenie i wymagająca dużych zakładów technicznych przeróbka, rozdrabnianie, rodzielanie, suszenie i brykietowanie.

Znamienne dla przebiegu procesu jest to, że wstępnie sprasowane pakiety są pod działaniem ciśnienia wtłoczone w dopasowany do nich kształtem, ogrzewany

171 593 do ponad 100°C kanał, przy czym są one pod działaniem stale rosnącego ciśnienia utrzymywane w siłowym kontakcie ze ścianami kanału tak długo, aż zostaną odparowane znajdujące się w nich ciecze i substancje lotne, zredukowane zostaną siły, przywracające poszczególne komponenty do stanu pierwotnego, a znajdujące się w pakietach składniki organiczne przynajmniej częściowo przejmą funkcję spoiwa. W niniejszym sposobie pirolityczny rozkład składników organicznych w kanale nie musi wcale zachodzić lub zachodzi jedynie częściowo, przy czym częściowy rozkład może nawet okazać się pożądany. Wystarcza związanie wszystkich drobnych frakcji i utworzenie konglomeratów o stabilnym kształcie i strukturze. Przy prowadzonym zgodnie z wynalazkiem, przebiegu sposobu po krótkim czasie przebywania odpadów w ogrzewanym kanale powstaje zwarte pasmo o określonym kształcie, w którym związane są zawarte w odpadach drobne cząstki i pyły, ponieważ w wyniku wystarczająco szybkiego tworzenia się gazów na brzegach pasma wzrost ciśnienia gwarantuje szybkie nagrzanie odpadów na wskroś. Przynajmniej komponenty składników ograniczających zostają zmiękczone w takim stopniu, że wyeliminowana zostaje tendencja tych składników do powrotu do stanu wyjściowego. Przy siłowym kontakcie ze ścianami tworzące się na gorącej ścianie kanału i wewnątrz gazy przepływają przez pasmo odpadów w kierunku prowadzenia procesu. Składniki odpadów sklejają się przy tym, spiekają i łączą ze sobą, oddając zawartą w nich wilgoć, tak że na wylocie kanału powstają wolne od pyłów konglomeraty o stabilnym kształcie i strukturze. Te wychodzące na końcu kanału, wpadające do szybu wysokotemperaturowego odparowywacza, konglomeraty substancji stałych stanowią podstawę do utworzenia przepuszczalnego dla gazów, bezpyłowego złoża w dołączonym dalej reaktorze wysokotemperaturowym i przeprowadzenia zachodzącego w nim zupełnego zgazowania. Poddane wstępnej obróbce termicznej pakiety są zgodne z wynalazkiem bezpośrednio po wyjściu z ogrzewanego kanału podawane do odparowywacza wysokotemperaturowego. Reaktor wysokotemperaturowy charakteryzuje się tym, że w całej jego objętości panuje temperatura co najmniej 1000°C.

Energia promieniowania rdzenia reaktora obróbki wysokotemperaturowej jest wykorzystywana do tego, aby konglomerat substancji stałych, który powstał w wyniku obróbki niskotemperaturowej, poddać na wejściu do reaktora obróbki wysokotemperaturowej szokowi temperaturowemu w ten sposób, żeby pod działaniem wewnętrznego ciśnienia resztek gazu rozpadł się on na zachowujące swój kształt kawałki. Ten rozdrobniony materiał zostaje na wejściu do reaktora wysokotemperaturowego gwałtownie zwęglony przynajmniej na powierzchni.

Zbrykietowane kawałki dzięki zawartej w nich energii wewnętrznej tworzą w reaktorze do obróbki wysokotemperaturowej luźne, przepuszczalne dla gazu złoże.

Dzięki wstępnej obróbce termicznej w kanale wykluczono w całym systemie tworzenie się wybuchowych mieszanin gazowych. Całość gazowych i stałych składników odpadów jest tak długo poddawana obróbce wysokotemperaturowej, aż wszystkie reagujące na temperaturę substancje toksyczne ulegną zupełnemu rozkładowi. Fakt, że organiczne składniki stałych kawałków ulegają na wejściu do reaktora obróbki wy.st^o^co.t^^^^mp<eraturowej natychmiastowej pirolizie przynajmniej na powierzchni, zapobiega oklejaniu kolumny zasypowej oraz tworzeniu mostków i przyklejaniu do ścian reaktora. Nad nasypem tworzy się zawierające węgiel złoże fluidalne, przez które przechodzi para wodna, pochodząca z cieczy, zawartej w zbrykietowanych materiałach wyjściowych, tworząca się w ogrzewanym kanale. Umożliwia to korzystnie przeprowadzenie reakcji tworzenia gazu wodnego bez konieczności doprowadzania pary z zewnątrz. Przepuszczalne dla gazu złoże stwarza warunki dla jednoczesnego przeprowadzania znanej reakcji Boudouarda. Dwutlenek węgla, który powstaje przy zgazowaniu węgla z udziałem tlenu, podlega podczas przejścia przez kolumnę zasypową przemianie w tlenek węgla.

Ponieważ w reaktorze obróbki wysokotemperaturowej również nad złożem panuje temperatura, wynosząca przynajmniej 1000°C, w której wszystkie gazy przebywają wystarczająco długo, zapewnia to rozkład węglowodorów chlorowanych i kraking węglo171 593 wodorów wielocząsteczkowych. Wyeliminowane zostaje w sposób niezawodny powstawanie kondensatów, jak smoły i oleje.

Nagrzana przynajmniej do 1000°C mieszanina gazu syntezowego jest bezpośrednio po opuszczeniu reaktora obróbki wysokotemperaturowej gwałtownie oziębiana do 100°C i odpylana, co pozwala na wyeliminowyinie ponownego tworzenia się węglowodorów chlorowanych.

Topienie stałych kawałków pod działaniem wysokiej temperatury wewnątrz reaktora następuje zazwyczaj w temperaturach do 2000°C lub wyższych. Temperatury te są osiągane przy zgazowaniu węgla z udziałem tlenu.

W strefie topienia reaktora obróbki wysokotemperaturowej poniżej złoża topione są składniki nieorganiczne, to znaczy wszystkie szkła, metale i inne minerały. Część zawartych w substancjach stałych metali ciężkich odkłada się w warunkach dozowania tlenu w atmosferze redukującej w postaci pierwiastkowej i tworzy stopy z innymi składnikami stopionej masy. Stopiona ciecz jest wynoszona na powierzchnię i poddawana frakcjonowaniu.

Jeżeli podczas obróbki wysokotemperaturowej, przy egzotermicznym przebiegu procesu, spaleniu ulegnie większa część koksu pirolitycznego lub utlenione zostaną wszystkie dające się utlenić komponenty pozostałości, a składniki mineralne zostaną całkowicie przeprowadzone w stan ciekły, to zjawiska te zachodzą w temperaturach około 2000°C lub wyższych. Odprowadzana stopiona masa charakteryzuje się jednak nadal, w przypadku doprowadzenia niesortowanych odpadów, znaczną niejednorodnością struktury. Składniki, ulegające stopieniu w wyższych temperaturach, jak na przykład węgiel, ale również określone metale, zachowują nadal postać stałych agregatów i tworzą wtrącenia, co uniemożliwia prawidłowe wykorzystanie tych żużlowych pozostałości.

Dlatego też szczególnie korzystne i istotne dla niniejszego sposobu jest to, że pozostałości w postaci stopionej, które stanowią przeciętnie jeden procent objętościowy wyjściowych materiałów odpadowych, są poddawane dodatkowej obróbce, polegającej na termicznym procesie homogenizacji przy wykorzystaniu uzyskanego gazu syntezowego. Stopiona masa jest przy tym tak długo klarowana w temperaturach około 1800°C i atmosferze utleniającej, aż powstanie pozbawiona pęcherzyków, jednorodna, stopiona masa o wysokiej temperaturze. W jednym z wariantów sposobu wychodząca z reaktora obróbki wysokotemperaturowej, niejednorodna, stopiona masa jest najpierw silnie mieszana w zbiorniku; mieszanie można także zrealizować częściowo poprzez odpływ stopionej masy. Gromadzącą się w prowadzonym w sposób ciągły procesie wystarczającą objętość stopionej masy można również w trakcie lub po procesie klarowania poddać frakcjonowaniu - na zasadzie różnic gęstości. Topienie wysokotemperaturowe pozwala usunąć bez reszty jakiekolwiek niejednorodne struktury, co uniemożliwia wymywanie nawet po dłuższym czasie. Ta stopiona masa wysokotemperaturowa charakteryzuje się całkowitą przemianą wszystkich zawartych w niej pierwotnych substancji wyjściowych.

Niniejszy sposób charakteryzuje się tym, że uzyskany metodą topienia wysokotemperaturowego produkt można przetwarzać w szereg wysokowartościowych produktów przemysłowych lub wysokowartościowych półproduktów. Ze stopionej masy, przy wykorzystaniu zawartej w niej energii wewnętrznej, a zatem bez pośredniego chłodzenia, można wyprodukować wysokowartościowy, zbliżony do naturalnego, produkt przemysłowy. Ze stopionej masy można przykładowo prząść włókna mineralne, można jednak również metodą odlewania wykonywać z niej wysokowartościowe części maszyn, jak na przykład koła zębate lub temu podobne. Do wykonywania innych produktów przemysłowych mogą znaleźć zastosowanie inne znane metody kształtowania i przeróbki. Metodami porotwórczymi można wykonywać elementy izolacyjne o niskim ciężarze objętościowym. Zależnie od przewidywanego produktu i metody, to znaczy zależnie od procesu odlewania, przędzenia, formowania lub przeróbki plastycznej można ponadto w sposób optymalny kształtować lepkość stopionej masy wysokotemperaturowej.

171 593

Zgodnie ze sposobem według wynalazku możliwe jest po pierwsze uniwersalne usuwanie odpadów, w którym zrezygnowano z oddzielnego gromadzenia i przeróbki, to jest rozdrabniania, rozdzielania, suszenia i brykietowania odpadów wyjściowych, oraz ponownego wprowadzania do obiegu tak zwanych surowców wtórnych wszelkiego rodzaju. Prowadzone wraz z odpadami ciecze są wykorzystywane energetycznie do reakcji tworzenia gazu wodnego, a całość gazowych, ciekłych i stałych odpadów jest tak długo utrzymywana w reaktorze wysokotemperaturowym w temperaturze, wynoszącej przynajmniej 1000°C, aż wszystkie toksyczne substancje ulegną rozkładowi termicznemu. Ponowne tworzenie węglowodorów chlorowanych jest całkowicie wyeliminowane poprzez gwałtowne schłodzenie gazów, a pozostające w ciekłej postaci produkty są po oddzieleniu frakcji metalicznych przetwarzane w wysokowartościowe produkty przemysłowe przy wykorzystaniu zawartej w nich energii wewnętrznej.

Zgodny z wynalazkiem sposób korzystnie realizuje się przy użyciu urządzenia, w którym przeprowadza się co najmniej jedną obróbkę cieplną bez dostępu tlenu i co najmniej jedną następną obróbkę z udziałem tlenu, przy czym wszystkie komory reakcyjne kolejnych reaktorów obróbki cieplnej są połączone ze sobą na stałe bez śluz. Wynika stąd ta korzyść, że można w niezawodny sposób wyeliminować wszystkie nieszczelności, których nie daje się uniknąć przy zastosowaniu śluz. Toksyczne substancje nie mogą w sposób niekontrolowany ulatniać się do otoczenia.

Urządzenia reakcyjne są wraz z jednostką, służącą do załadowywania dowolnie przemieszanych odpadów, ustawiane na wspólnej linii technologicznej w ten sposób, że punkt odniesienia cieplnego rozszerzenia całego urządzenia jest wyznaczony przez komorę reakcyjną stopnia obróbki termicznej o najwyższej temperaturze. Dzięki temu rozszerzanie się urządzenia reakcyjnego pod wpływem temperatury przebiega w sposób kontrolowany i może być w całości kompensowane. Poprzez wybór komory reakcyjnej o największym obciążeniu cieplnym jako punktu odniesienia dla rozszerzania termicznego redukuje się dodatkowe obciążenie na skutek przemieszczania.

Komora reakcyjna do obróbki cieplnej bez dostępu tlenu jest celowo ustawiona poziomo. Ogrzewany piec przepychowy lub kanał o przekroju prostokątnym, w którym stosunek szerokości pieca do jego wysokości jest większy niż dwa, definiuje się odnośnie do długości pieca na podstawie wyrażenia Lpieca S: 15 Ρ^ω, gdzie oznacza powierzchnię przekroju pieca przepychowego. Postać wykonania tego stopnia reakcji jako kanału przepychowego umożliwia prowadzenie obróbki cieplnej bez dostępu tlenu, wykluczając występowanie na skutek tego zakłóceń w pracy pieca. Zabezpieczenia na ścianach, powodujące w innych systemach pieców trudności, są usuwane przez ciągły proces przesuwania. Piec przepychowy stanowi system oczyszczający się samoczynnie. Poziome ustawienie pieca umożliwia jego załadunek na wysokości podłogi.

Prostokątny przekrój pieca o stosunku szerokości do wysokości większym niż 2 stwarza wystarczająco dużą powierzchnię styku między ogrzewaną ścianą pieca i przepychanymi odpadami, dzięki czemu następuje szybkie nagrzanie na wskroś przepychanego materiału. Jeżeli długość pieca zostanie dobrana zgodnie z wyrażeniem Lpieca 1 15 pPiec wówczas przepychany materiał można w razie potrzeby całkowicie i bez trudności odgazować.

Wydłużanie cieplne systemu reakcyjnego można przenosić na rolki oporowe. Jeżeli piec przepychowy posiada od strony załadunkowej strefę dogrzewaną, wówczas można go korzystnie załadować sprasowanym towarem w ten sposób, że będzie on działał jak korek zamykający lub śluza. Szczególnie korzystne jest wówczas, jeżeli długość nieogrzewanej strefy pieca przepychowego jest określona wyrażeniem L_/in,_Iia ~ ^Γ^^. W tym przypadku zapewniona jest gazoszczelność korka zamykającego i to przy zminioalizcwanej długości pieca.

Ogrzewanie kanału przepychowego od zewnątrz realizowane jest korzystnie w ten sposób, że posiada on płaszcz, służący do prowadzenia płomienia lub spalin. Tego rodzaju konstrukcja umożliwia wykorzystanie ciepła odlotowego z innych części urządzenia.

171 593

Jeżeli strona załadunkowa kanału przepychowego jest połączona na stałe z wylotem prasy do prasowania odpadów, wówczas uzyskuje się przede wszystkim tę korzyść, że gazoszczelny korek może być ukształtowany poza kanałem i wprowadzony weń w ten sposób, żeby zminimalizować siły osiowo, działające na piec przepychowy. Znaczne siły, powstające w procesie prasowania, są odbierane tylko przez prasę do prasowania odpadów. Optymalny efekt prasowania osiąga się wówczas, gdy prasowanie jest prowadzone najpierw w kierunku pionowym, a następnie w kierunku poziomym. Jeżeli prasa do prasowania odpadów posiada rolki oporowe, wówczas może ona podążać za ruchem pieca przepychowego, wynikającym z rozszerzalności cieplnej, nie narażając go na uszkodzenie.

Wylotowa strona kanału przepychowego jest połączona na stałe z wejściem ustawionego pionowo wysokotemperaturowego pieca szybowego, w którym gazowe, ciekłe i stałe produkty reakcji są obrabiane w temperaturach wyższych niż 1000°C przy udziale tlenu. Bezpośrednie, bezśluzowe i stałe połączenie kanału przepychowego z piecem szybowym do obróbki wysokotemperaturowej zapobiega w niezawodny sposób niekontrolowanemu wydostawaniu się toksycznych substancji z systemu. Pionowe ustawienie zbiornika reaktora gwarantuje, że pochodzące z pieca przepychowego stałe produkty reakcji, które były poddane obróbce bez dostępu tlenu, spadając pod działaniem siły ciężkości do reaktora obróbki wysokotemperaturowej, utworzą najpierw przepuszczalne dla gazu złoże nasypowe. Substancje zawierające węgiel są na skutek przepływu tlenu utleniane najpierw do dwutlenku węgla. W wyniku panowania wysokich temperatur podczas spalania cząstek węgla wszystkie mineralne i metaliczne składniki substancji stałych ze złoża reaktora obróbki wysokotemperaturowej zostają stopione i mogą być odprowadzane przez przelewy. Na powierzchni nagrzanego do wysokich temperatur, zawierającego węgiel, materiału zasypowego dwutlenek węgla jest częściowo redukowany do tlenku węgla zgodnie z równowagą reakcji Boudouarda.

Pionowy piec szybowy do wysokotemperaturowej obróbki produktów reakcji pieca przepychowego jest korzystnie dzielony w przybliżeniu na wysokości swego otworu wlotowego. Umożliwia to szybką wymianę dolnej części reaktora. Jest to celowe z uwagi na to, że w dolnej części reaktora obróbki wysokotemperaturowej należy się liczyć ze zwiększonym zużyciem w wyniku bardzo wysokich temperatur spalania z udziałem tlenu. Oddzielna wymiana tej, podlegającej silnym obciążeniom, części pieca, umożliwia szybkie włożenie przygotowanej uprzednio i nagrzanej części zamiennej, a w ten sposób pozwala w decydującym stopniu zredukować czasy przestojów całego urządzenia. Poniżej zbiornika reaktora obróbki wysokotemperaturowej umieszczony jest połączony z nim na stałe zbiornik reaktora, w którym stopione w strefie wysokotemperaturowej składniki mineralne i metaliczne mogą być poddane dodatkowej obróbce z udziałem tlenu i przy dopływie energii. Daje to korzyść w postaci możliwości późniejszego ujednorodnienia stopionej masy substancji stałych. Zawarte w niej cząsteczki węgla podlegają w ramach dodatkowej obróbki wysokotemperaturowej z udziałem tlenu, utlenianiu, w wyniku czego otrzymywany jest produkt o wysokiej czystości, nadający się do bezpośredniego ponownego wykorzystania.

Dolna część zbiornika reaktora obróbki wysokotemperaturowej i zbiornik reaktora cieplnej obróbki wykańczającej mają możliwość wspólnego opuszczania i wysuwania pod kątem, zbliżonym do 90° do kierunku ustawienia fundamentów, co znacznie skraca czas napraw i przeglądów. W następstwie związanych ze spalaniem z udziałem tlenu wyjątkowo wysokich temperatur w obszarze rdzenia składającego się z substancji stałych złoża reaktora obróbki wysokotemperaturowej lepkości topionych składników mineralnych i metalicznych są niskie, tak, że reaktor obróbki wysokotemperaturowej może pracować z przelewem. To samo ma miejsce w przypadku reaktora obróbki wykańczającej w wysokich temperaturach, którego przelew znajduje się bezpośrednio w kąpieli wodnej, w której stopione składniki podlegają na wyjściu granulacji. Można je wówczas bez problemów, na przykład przy pomocy mechanizmów czerpakowych, pobierać z kąpieli

171 593 wodnej i przekazywać do dalszego wykorzystania. Wylot gazów z reaktora obróbki wysokotemperaturowej jest korzystnie połączony na stałe z układem szybkiego chłodzenia gazów, który posiada urządzenie do wtrysku zimnej wody w gorący strumień gazów. Układ szybkiego chłodzenia gazów zapobiega ponownej syntezie substancji toksycznych. Wtrysk zimnej wody usuwa ponadto znajdujące się w strumieniu gazów cząstki cieczy i ciał stałych, dzięki czemu po procesie szybkiego chłodzenia otrzymuje się dobrze oczyszczony gaz syntezowy.

Ponieważ już w piecu przepychowym podczas odgazowywania odpadów bez dostępu tlenu wytwarzane było nadciśnienie gazu, to korzystne jest, jeżeli gazowe produkty reakcji termicznej obróbki odpadów przepływają przez całe urządzenie pod działaniem nadciśnienia i jeżeli urządzenie posiada na końcu drogi gazu urządzenie dławiące - przykładowo regulowaną przepustnicę. Dzięki bezśluzowemu wykonaniu całego urządzenia tłoczenie gazu pod działaniem nadciśnienia nie stwarza żadnych problemów technicznych. Regulacja strumienia gazu przy pomocy przepustnicy na końcu drogi gazu stanowi przy tym najprostszą technicznie i najbardziej niezawodną w trakcie eksploatacji postać w wykonania. W przypadku tłoczenia gazu tym sposobem wymogi bezpieczeństwa można najprościej i najbardziej niezawodnie spełnić przy pomocy ograniczających ciśnienie zamków wodnych.

Urządzenia opisanego rodzaju mogą być ustawiane przede wszystkim należącymi do stanu techniki urządzeniami do zbierania i składowania odpadów od strony załadunkowej oraz znanymi urządzeniami do oczyszczania i uzdatniania gazu. W efekcie otrzymuje się tę korzyść, że w wyniku zastosowania tlenu do odgazowywania węgla odpady nie zawierają azotu z powietrza, dzięki czemu objętość gazu ulega znacznemu zredukowaniu. Co za tym idzie, przewidziane dalej urządzenia do oczyszczania gazu mogą mieć zminimalizowaną wielkość, co z kolei pozwala zoptymalizować ich koszt.

Jeżeli ustawia się równolegle kilka urządzeń opisanego rodzaju przy założeniu wspólnego wykorzystania urządzeń, umieszczonych przed nimi i za nimi, wówczas otrzymuje się tę znaczną korzyść, że po pierwsze można znormalizować część urządzenia, a po drugie zwiększenie mocy przerobionych nie stwarza żadnych problemów. Pozwala to na znaczne obniżenie kosztów urządzeń, a ponadto na skrócenie czasów montażu.

Przedmiot wynalazku został uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym: fig. 1 - przedstawia przebieg zgodnego z wynalazkiem sposobu w schemacie blokowym; fig. 2 - parametry technologiczne, charakterystyczne dla przykładu wykonania na schemacie urządzenia według wynalazku; fig. 3 - urządzenie do usuwania i uzdatniania odpadów według wynalazku w schematycznym przekroju, i fig. 4 - zgodnie z wynalazkiem urządzenie w wykonaniu 2-potokowym w uproszczonym widoku.

Na fig. 1 przedstawione zostały w sposób symboliczny etapy sposobu 1/ do 8/. Odpady są bez obróbki wstępnej, to znaczy bez sortowania i bez rozdrabniania, doprowadzane do stopnia 1/, w którym są prasowane. Znacznie lepszy efekt prasowania można osiągnąć, jeżeli powierzchnie prasowania działają w kierunku pionowym i poziomym. Duży stopień zagęszczenia jest zbędny, ponieważ otwór załadunkowy kanału przepychowego, w którym przebiega stopień 2/, jest gazoszczelnie zamykany przez silnie sprasowany korek odpadów.

Silnie sprasowane odpady przechodzą przez kanał przepychowy stopnia 2/ bez dostępu powietrza w temperaturach do 600°C. Organiczne składniki odpadów podlegają odgazowaniu. Gazy przepływają przez znajdujące się w piecu przepychowym odpady w kierunku stopnia 3/. Przyczyniają się one przy tym zarówno do dobrego przepływu ciepła, jak też do intensywnego dociskowego kontaktu odpadów ze ścianami pieca przepychowego. W następstwie ciągłego przesuwania silnie sprasowanych odpadów kontakt ten jest utrzymywany na całej długości pieca i na całej powierzchni kanału, tak że na końcu przejścia odpadów przez kanał przepychowy odgazowanie substancji organicznych jest w dużym stopniu zrealizowane. Gazy wylotowe, para wodna, tworząca się w wyniku naturalnej wilgoci odpadów, metale, minerały i węgiel z odgazowanych substancji

171 593 organicznych są doprowadzane razem do stopnia 3/, w którym najpierw z udziałem tlenu zostaje spalony węgiel. Występujące przy tym temperatury rzędu 2000°C i wyższe powodują stopienie składników metalicznych i mineralnych, dzięki czemu można je doprowadzić do stopnia 6/ w stopionej postaci ciekłej. Równolegle do tego ponad obszarem żarzącego się złoża węglowego w temperaturach ponad 1200°C rozkładowi ulegają organiczne związki gazów wytlewnych. W wyniku równowagi reakcji C, CO2, CO i H2O tworzy się w tych temperaturach gaz syntezowy z CO, H2 i CO2, który w etapie 4/ jest szybko oziębiany do temperatury poniżej 100°C. Szybkie schłodzenie zapobiega ponownemu powstawaniu organicznych substancji toksycznych, zmniejsza objętość gazu i ułatwia przewidziane w stopniu 5/ płukanie gazu. Otrzymuje się wówczas gaz syntezowy o wysokiej czystości, nadający się do dowolnego zastosowania.

Wynoszone na powierzchnię w etapie 6/ sposobu stopione składniki, metale i minerały w postaci płynnej są poddawane celowo w etapie 7/ sposobu obróbce wykańczającej z udziałem tlenu w temperaturach wyższych niż 1400°C. Usuwane są przy tym sposobie pozostałości węgla i zakończony zostaje proces mineralizacji. Wyniesienie substancji stałych na powierzchnię, przykładowo kąpieli wodnej, kończy w etapie 8/ proces usuwania odpadów. W otrzymanym po wyniesieniu substancji stałych na powierzchnię kąpieli wodnej granulacie znajdują się obok siebie metale i pierwistki stopowe oraz całkowicie zmineralizowane niemetale. Stopy żelaza mogą być oddzielone metadą magnetyczną. Odporne na wyługowanie zmineralizowane niemetale mogą być wykorzystane ponownie w rozmaity sposób, przykładowo w postaci porowatego granulatu lub - po przerobieniu na wełnę mineralną - jak materiał izolacyjny lub bezpośrednio jako granulat na wypełniacze do budowy dróg lub przy produkcji betonu.

Na figurze 2 pokazano bardzo schematyczne ujęcie urządzenia do realizacji zgodnego z wynalazkiem sposobu. Poszczególnym obszarom zostały przyporządkowane typowe dane procesowe temperatury przykładowego korzystnego przyprowadzenia sposobu. Proces zagęszczania jest uzależniony od ciśnienia prasowania P. i składu odpadów. Odgazowanie jest funkcją temperatury T, ciśnienia i składu odpadów. Zgazowanie zależy poza ciśnieniem i temperaturą, które to parametry należy w wysokotemperaturowym reaktorze utrzymywać na stałym poziomie, tylko od obecnego węgla, tlenu i pary wodnej, a zatem nie zależy już od pierwotnego składu odpadów. Przy pomocy zgodnego z wynalazkiem sposobu można w dużym stopniu niezależnie od składu odpadów wytwarzać gaz syntezowy, którego utrzymująca się na jednakowym poziomie jakość umożliwia bezpośrednie wykorzystanie na przykład w silnikach gazowych do wytwarzania energii elektrycznej.

Przykład. Obróbce poddano odpady w ilości 1000 kg/h o ciężarze właściwym 200 kg/m³ wprowadzane na wlot do urządzenia. Po sprasowaniu z wydajnością 8000 kg/5 minut uzyskano ciężar właściwy odpadów wynoszący 1250 kg/m.

Silnie sprasowane odpady podaje się do kanału przepychowego reaktora obróbki termicznej bez dostępu tlenu w temperaturze poniżej 600°C. Odgazowaniu bez dostępu powietrza ulegają organiczne składniki odpadów oraz między innymi tworzy się para wodna z naturalnej wilgoci odpadów; odpowiednio w temperaturach 150°C - H2O, 200°C - CO2, 250°C - CO, 450*C - H2, 500°C - C. Zachodzą tu też procesy odparowywania, kondensacji, rozkładu i suszenia. Po czasie krótszym od 2 godz. na wylocie z kanału przepychowego uzyskuje się materiał o ciężarze właściwym 2500 kg/m3 przy wydajności 400 kg/5 min, który wprowadza się do reaktora obróbki wysokotemperaturowej, gdzie w temperaturze powyżej 1700°C i wyższej, doprowadza się do stopnia składników mineralnych i metalicznych, przy czym ponad obszarem złoża węglowego w temperaturze wyższej niż 1200°C w czasie powyżej 4 sekund zachodzi rozkład organicznych związków gazów wytlewnych z utworzeniem gazu syntezowego, który następnie jest oziębiany do temperatury poniżej 100°C. Otrzymanu gaz jest pozbawiony substancji toksycznych i ma czystość po płukaniu w płuczce gazowej pozwalającą na jego szerokie zastosowanie. Stopione metale i minerały poddaje się obróbce końcowej w temperaturze powyżej

171 593

1400°C, w atmosferze tlenu, usuwając przy tym resztki węgla oraz całkowicie mineralizując niemetale. Substancje stałe wyprowadza się na powierzchnię kąpieli wodnej, w postaci granulatu, z którego stopy żelaza oddziela się metodą magnetyczną, a uzyskane materiały stałe wykorzystuje się do różnych celów. Stwierdzono metodą spektroskopii atomowej, że stałe pozostałości są pozbawione metali ciężkich, a także substancji toksycznych, a więc w pełni odpowiadają normom ochrony środowiska w tym zakresie.

Na figurze 3 konstrukcja 1 prasy do zagęszczania, stanowiącej jeden z zespołów urządzenia do załadunku odpadów, odpowiada znanej prasie do złomu, jaka jest stosowana na przykład do złomowania pojazdów. Przestawna płyta 2 umożliwia w pionowym ustawieniu (linia przerywana) załadowanie prasy 1 mieszanymi odpadami. Przesuwny element płaski 3 do prasowania znajduje się w lewym położeniu, tak, że komora załadunkowa prasy jest całkowicie otwarta. Poprzez przestawienie płyty 2 w przedstawione poziome położenie odpady zostają sprasowane najpierw w kierunku pionowym. Następnie przesuwny element płaski 3 przemieszcza się poziomo do położenia, oznaczonego grubą linią, i prasuje pakiet odpadów w kierunku poziomym. Niezbędne do tego celu siły reakcji są przejmowane przez ścianę dociskową 9, wysuwaną i chowaną w kierunku strzałki. Po zakończeniu procesu zagęszczania ściana dociskowa 9 zostaje wysunięta, a zagęszczony korek odpadów jest przy pomocy przemieszczającego się dalej w prawo przesuwnego elementu płaskiego 3 wsuwany w nieogrzewany obszar 5 reaktora 6 do obróbki termicznej bez dostępu tlenu w postaci pieca przepychowego, a następnie, odpowiednio do swej zawartości transportowany dalej, doprasowywany i dociskany do ściany kanału lub pieca. Na zakończenie przesuwny element płaski 4 powraca do swego lewego końcowego położenia, ściana dociskowa 9 zostaje schowana, a płyta 2 przestawiona w swoje położenie pionowe, zaznaczone linią przerywaną. Prasa 1 do zagęszczania jest przygotowana do nowego załadunku. Stopień zagęszczenia odpadów jest tak wysoki, że wsuwany w nieogrzewany obszar 5 reaktora 6 w postaci pieca przepychowego korek jest gazoszczelny. Ogrzewanie pieca przepychowego następuje za pośrednictwem płomienia i/lub spalin, które przepływają przez płaszcz grzewczy 8 w kierunku strzałki.

Podczas przesuwania sprasowanych odpadów przez kanał reaktora 6 w postaci pieca przepychowego odgazowana strefa 7 rozszerza się w przedstawiony sposób w kierunku płaszczyzny symetrii pieca przepychowego, na co wpływa korzystnie duża powierzchnia, wynikająca stąd, że stosunek boków do wysokości prostokątnego przekroju pieca jest większy od 2. Na wejściu do reaktora 10 obróbki termicznej z udziałem tlenu w temperaturach powyżej 1000°C istnieje sprasowana w wyniku ciągłego oddziaływania ciśnienia mieszanina węgla, minerałów i metali. Mieszanina ta jest w obszarze otworu wlotowego do reaktora 10 obróbki wysokotemperaturowej poddawana wyjątkowo silnemu działaniu ciepła promieniowania. Związane z tym gwałtowne rozprężanie pozostałości gazów w materiale, uzyskanym z procesu wytlewania, prowadzi do jego rozpadu na kawałki. Otrzymane w ten sposób kawałki substancji stałych tworzą w reaktorze 10 do obróbki wysokotemperaturowej przepuszczalne dla gazu złoże 20, w którym węgiel z produktów wytlewania zostaje przy pomocy lancy tlenowej 12 spalony do CO2 lub CO. Przepływające w sposób zawirowany nad złożem 20 przez reaktor 10 gazy wytlewne zostają oczyszczone z substancji toksycznych przy pomocy krakowania. Między C, CO2, CO i pochodzącą z odpadów parą wodną ustala się przy powstawaniu gazu syntezowego równowaga reakcji, zależna od temperatury. Panujące temperatury odpowiadają przedstawionym na fig. 2. Gaz syntezowy jest gwałtownie oziębiony w zbiorniku 14 do temperatury poniżej 100°C, przy pomocy wtrysku wody. Znajdujące się w gazie składniki (minerały i/lub metal w stanie stopionym) są w zimnej wodzie oddzielane, objętość gazu ulega zmniejszeniu, co ułatwia jego oczyszczanie, które w ramach znanych systemów można zastosować po gwałtownym oziębianiu.

W nagrzanym do temperatury wyższej niż 2000°C rdzeniu złoża 20 topione są mineralne i metaliczne składniki produktów wytlewania. W wyniku różnic gęstości ukła171593 dają się one warstwami i rozdzielają. Typowe pierwiastki stopowe, jak np. chrom, nikiel i miedź, tworzą z zawartym w odpadach żelazem stop, nadający się do przerobu hutniczego, pozostałe związki metali lub aluminium utleniają i stabilizują w postaci tlenków stopione minerały.

Stopione produkty wchodzą bezpośrednio do reaktora 16 cieplnej obróbki wykańczającej', w którym są one poddawane działaniu temperatur powyżej 1400°C w atmosferze tlenowej, wytworzonej przez lancę tlenową 13, wspartą ewentualnie przez nie przedstawione palniki gazowe. Zawarte w produkach cząsteczki węgla podlegają utlenianiu, stopiona masa zostaje ujednorodniona, przy czym jej lepkość ulega obniżeniu.

Przy wspólnym wychodzeniu do kąpieli wodnej 17 substancje mineralne i stopione żelazo tworzą oddzielne granulaty, po czym można je poddać sortowaniu metodą magnetyczną.

Na figurze 3 położenie reaktora 16 cieplnej obróbki wykańczającej zostało z uwagi na przejrzystość rysunku obróbce o 90°. Ten reaktor 16 tworzy wraz z dolną częścią reaktora 10 obróbki wysokotemperaturowej jeden zespół, który po rozłączeniu połączenia kołnierzowego 10’ może być wysuwany na bok z linii technologicznej w celu przeprowadzenia prac naprawczych i konserwacyjnych.

Przedstawiony na fig. 3 ustawiony w zasadzie wzdłuż jednej linii, ciąg urządzeń rozciąga się na znacznej długości. Zmienne temperatury - przede wszystkim podczas wprowadzania i wyprowadzania urządzenia ze stanu równowagi termicznej - prowadzą do znacznych wydłużeń cieplnych. Przy stałym ustawieniu reaktora 10 obróbki wysokotemperaturowej zjawisko to jest uwzględnianie dla reaktora 6 obróbki termicznej bez dostępu tlenu w postaci pieca przepychowego i połączonej z nim prasy 1 do zagęszczania poprzez zastosowanie rolek oporowych 4, które poruszając się w prowadnicach (nie przedstawionych na rysunku) nie tylko umożliwiają ruchy wzdłużne, lecz mogą również przejmować siły poprzeczne. W przypadku odchodzących z reaktora obróbki wysokotemperaturowej przewodów rurowych (przykładowo 15) za kompensację wydłużenia odpowiadają mieszki faliste 11.

W pokazanym na fig. 4 uproszczonym widoku 2-potokowego wykonania zgodnego z wynalazkiem urządzenia według fig. 3 zachowane zostało nazewnictwo części. Zaopatrzenie obu potoków w odpady realizowane jest alternatywnie ze wspólnego zbiornika odpadów, płuczka gazowa o znanej, należącej do stanu techniki konstrukcji, jest przyporządkowana obu liniom. Przy pomocy przepustnicy 18 można w urządzeniu regulować nadciśnienie, które określa przepływ gazu; nadciśnienie to jest w sposób niezawodny kontrolowany przez zamki wodne 19 (nie przedstawione na rysunku fig. 3) z uwagi na jego przejrzystość.

Punkt stały O wydłużenia cieplnego leży między reaktorami wysokotemperaturowymi 10, położenie reaktorów 16 cieplnej obróbki wykańczającej, które są wysuwane poprzecznie do głównej osi urządzenia, zostało pokazane w prawidłowy sposób na fig. 4.

Wielopotokowe wykonanie zgodnych z wynalazkiem urządzeń umożliwia w dużym stopniu dopasowanie do lokalnych warunków przy jednoczesnym znormalizowaniu konstrukcyjnych elementów urządzenia, co pociąga za sobą obniżenie kosztów, dostępność części zamiennych, ułatwienie prac konserwacyjnych i skrócenie czasu montażu.

Zgodnie z innym przykładem wykonania odpady domowe są w postaci wstępnie sprasowanej lub luzem bez sortowania doprowadzane nie do przelotowego pieca wytlewniczego, lecz do niskotemperaturowego pieca do pirolizy, który składa się w zasadzie z długiej poziomej komory szybowej z czołowym wylotem. Pod działaniem stempla prasującego odpady są wprasowywane w otwór wlotowy pieca do pirolizy i przepychane przez całą długość szybu pieca pod wpływem realizowanego w sposób przerywany zasilania. Odpowiedni gradient temperatur, rozłożony na całej długości szybu pieca gwarantuje, że zagęszczone i odgazowane pozostałości odpadów będą miały na wylocie postać stałego koksu pirolitycznego oraz składników mineralnych i metalicznych. Bezpośrednio na wyjściu tych stałych mineralnych, metalicznych i organicznych składników pozostałości

171 593 następuje odpowiedni dopływ tlenu. Niezgazowane podczas pirolizy ciśnieniowej, która zachodzi w temperaturach około 700°C, stałe pozostałości zostają dopalone lub utlenione, zeszklone lub zgazowane na drodze utleniania egzotermicznego w następnym reaktorze, który może następnie ulec granulacji w kąpieli wodnej. Taki granulat nie jest jednak wolny od wtrąceń, a zatem od niejednorodności, które mogą mieć charakter mineralny, metaliczny lub nawet organiczny. W następstwie gwałtownego oziębienia płynnego żużla w kąpieli wodnej taki produkt pośredni wykazuje obecność dużej liczby pęknięć, odprysków i tym podobnych, które uwalniają toksyczne wtrącenia i nie mogą, przynajmniej na dłuższy czas, zapewnić wymaganej odporności pozostałości procesu wysokotemperaturowego na wymywanie.

Dlatego też zgodnie z tym wariantem sposobu uzyskany w pierwszej kąpieli w temperaturach około 1300°C produkt pośredni zostaje przy wykorzystaniu powstałej w trakcie odgazowania energii pierwotnej (gazu pirolitycznego) przeprowadzony w drugą stopioną masę wysokotemperaturową, której temperatura leży powyżej 1350°C, wynosząc korzystnie 1700°C lub więcej. Jeżeli teraz tę stopioną masę wysokotemperaturową podda się schodzeniu, powstanie ceramikopodobna substancja stała o całkowicie jednorodnej strukturze.

Dla przebiegu tego sposobu istotne jest to, że ta druga stopiona masa wysokotemperaturowa nie jest z reguły schładzana bez przewidywania następnych, dodatkowych operacji, lecz jest ona poddawana dalszej obróbce przy wykorzystaniu zawartej w niej wysokiej energii cieplnej w celu otrzymania na przykład włóknistego lub płaskiego produktu pośredniego, który można korzystnie zastosować w przemyśle. Produkty włókniste mogą znaleźć zastosowanie jako wysokowartościowe- zbrojenie materiałów budowlanych lub jako wełna mineralna do celów izolacyjnych. Uzyskany przy pomocy niniejszego sposobu produkt może spełniać zadania, którym w przeszłości przypisane były nie tylko włókna azbestowe, lecz również wysokowartościowe materiały spiekane, stopy twarde, itp.

Dla przykładu, w którym z drugiej strony stopionej masy wysokotemperaturowej otrzymywane są zbliżone do włókna szklanego struktury o zwykle nieregularnych powierzchniach, korzystne jest zanurzenie w stopioną masę chłodzonego walca odśrodkowego o odpowiedniej fakturze powierzchni tak, aby odwirowane nitki cieczy posiadały bardzo nieregularną strukturę o małym przekroju. Zamiast chłodzonego walca odśrodkowego możliwe jest również zastosowanie dwóch walców wyżymających lub jednego talerza obrotowego. Otrzymywane w tych układach struktury włókien mogą być zmieniane w żądany sposób odpowiednio do prędkości obrotowej walców i ustalonej lepkości kąpieli stopionej masy.

Otrzymany zgodnie z opisanym uprzednio sposobem produkt pod względem swej odporności na wymywanie następujące rezultaty, zebrane z załączonej tabeli.

171 593

Tabela

	Eluat H20	Wymagania TVA odnośnie produktu oboiętnego	Wymagania TVA odnośnie pozostałości
24 h	48 h	wart śred
wart PH	7,20	7,14	7,17	6-12	spełń	6-12	spełń
przew elektr μ S/cm	8,0	7,0	7,5	brak wymagań		brak wymagań
amoniak NH4-N mg/l	-0,05	-0,05	-0,05	0,5	spełń	5,0	spełń
cyjanek CN mg/l	-0,01	-0,01	-0,01	0,01	spełń	0,1	spełń
fluorek F mg/l	-0,1	-0,1	- 0,1	1	spełń	1	spełń
azotyn NO2 mg/l	min 0,005	min 0,005	min 0,005	0,1	spełń	1,0	spełń
siarczek S mg/l	-0,01	- 0,01	-0,01	0,01	spełń	0,1	spełń
siarczyn SO3 mg/l	-0,1	- 0,1	-0,1	0,1	spełń	1,0	spełń
fosforan PO4 mg/l	-0,01	-0,01	-0,01	1	spełń	10	spełń
chlorek Cl mg/l	-1	-1	-1	brak wymagań		brak wymagań
siarczan SO4 mg/l	-1	-1	-1	brak wymagań		brak wymagań
DOC C mg/l	-1,0	-1,0	-1,0	20	spełń		spełń
ACX* Cl mg/l	-1	-1	-1	10	spełń		spełń
aluminium Al Mg/l	0 09	0,07	0,08	1	spełń	10	spełń
arsen As mg/l	- 0,01	-0,01	-0,01	0,01	spełń	0,1	spełń
bar Ba mg/l	-0,05	-0,05	-0,05	0,5	spełń	5,0	spełń
ołów Pb mg/l	min 0,005	min 0,005	min 0,005	0,1	spełń	1,0	spełń
kadm Cd mg/l	min 0,001	min. 0,001	min 0,001	0,01	spełń	0,1	spełń
chrom Cr mg/l	min 0,005	min 0,005	min 0,005	**	spełń	**	spełń
żelazo Fe mg/l	0,09	0,03	0,060	brak wymagań		brak wymagań
kobalt Co mg/l	-0,01	-0,01	-0,01	0,5	spełń	0,5	spełń
miedź Cu mg/l	0,03	0,05	0,04	0,2	spełń	0,5	spełń
nikiel Ni mg/l	-0,01	- 0,01	-0,01	0,2	spełń	2,0	spełń
rtęć Hg mg/l	mm 0,005	min 0,005	mm 0,005	0,005	spełń	0,01	spełń
cynk ZN mg/l	-0,05	-0,05	-0,05	1	spełń	10	spełń
cyna Sn mg/l	-0,1	-0.1	-0,1	0,2	spełń	2,0	spełń

zawartość AOX stanowi sumaryczny parametr dla halogenkowych związków organicznych Pomiar ten obejmuje zarówno chlorowane rozcieńczalniki, jak tez lipofilowe, trudnolotne organiczne związki chloru oraz pestycydy chloroorgamczne chrom-I 11 = 0,05/2 Chrom-IV = 0,01/0,1

Znak ujemny lub min Oznacza, ze zmierzona wartość leży poniżej analitycznej granicy wyznaczalności

Podana wartość liczbowa oznacza granicę wyznaczalności odpowiedniej metody

Podane w tabeli wartości były wyznaczone na podstawie pobrania próbek kilku wytopów uzyskanego, według zgodnego z wynalazkiem sposobu, produktu, przy czym stosowane były płytki o masie 80 g. Podstawę badań stanowiły wymagania aktualnej szwajcarskiej publikacji Technische Verordnung fuer Abfaelle (TVA) z grudnia 1990. Otrzymane w wyniku reakcji przemiany produkty pochodziły z procesu wysokotemperaturowego, przeprowadzonego w temperaturze powyżej 1700°C. Do badań zastosowano metodę spektroskopii atomowej.

Wyniki pokazały, że aluminium i krzem stanowią główne składniki stałych pozostałości. Wszystkie metale ciężkie istniały w tak niewielkich stężeniach, że leżały poniżej granicy wyznaczalności zastosowanych metod, a przynajmniej daleko poniżej wartości wycisków, wymaganych z uwagi na środowisko. Spełnione są wszystkie wymagania TVA odnośnie składników dla substancji obojętnych. Nie stwierdzono praktycznie zjawiska wyługowania. W związku z tym w przypadku zgodnego ze sposobem produktu uzyskuje się całkowicie obojętny materiał, który odpowiada najnowocześniejszym wymaganiom w zakresie środowiska, również pod względem śladowych ilości ewentualnych składników toksycznych.

171 593

FIG.2

MINERAŁY

METALE

171 593 _PRASOWANtE _ ZA6ESZCZ.ANIE

-ODGAZOWANIE

-©GAZOWANIE^-CHtODZENIE GAZU10 “Ί_

FIG. 3

HOMOGENIZACJA

WYCHÓD

7~

171 593

FIG.4 MINERAŁY METALE

GAZ

OCZYSZCZONY

MINERAŁY

METALE

171 593

STAŁYCH

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 4,00 zł

Claims (29)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób usuwania i uzdatniania odpadów wszelkiego rodzaju, w którym niesortowane, nieobrobione, zawierające dowolne substancje szkodliwe w postaci stałej i/lub ciekłej odpady przemysłowe, domowe i specjalne oraz złom przemysłowy poddaje się stopniowej obróbce termicznej i termicznemu rozdzielaniu, ewentualnie przemianie oraz przeprowadza się w wysokotemperaturową stopioną masę przy maksymalnym wykorzystaniu energetycznym gromadzących się stałych pozostałości, znamienny tym, że usuwane odpady prasuje się wraz z zawartymi w nich cieczami przy zachowaniu ich mieszanej i kompozytowej struktury w zwarte pakiety i bezpośrednio poddaje się stopniowej obróbce cieplnej w kierunku wzrostu temperatury, w tym w co najmniej jednym stopniu niskotemperaturowym, w którym pod stałym działaniem ciśnienia zapewnia się kształtowy i siłowy kontakt ze ścianami zbiornika reaktora, przy czym obróbkę prowadzi się w zamkniętym układzie reakcyjnym, a otrzymane produkty reakcji po całkowitym zakończeniu przeróbki, przemiany i obróbki wykańczającej materiału, ewentualnie poddaje się szybkiemu schłodzeniu.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że co najmniej jeden stopień niskotemperaturowy prowadzi się pod działaniem ciśnienia w stałym kontakcie kształtowym i siłowym ze ścianami zbiornika reaktora bez dostępu tlenu i prowadzi się co najmniej jeden stopień wysokotemperatury, z udziałem tlenu.
3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stopień niskotemperaturowy prowadzi się w zakresie temperatur od 100°C do 600°C, a stopień wysokotemperaturowy w temperaturze powyżej 1000°C.
4. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że usuwane odpady w stanie nierozdrobnionym wraz z zawartymi w nich cieczami oraz przy zachowaniu ich mieszanej i kompozytowej struktury prasuje się w zwarte pakiety i przy stałym działaniu ciśnienia wprowadza na zasadzie wpasowania kształtowego w nagrzany powyżej 100°C kanał i posiadający zwartą postać materiał utrzymuje się na całej długości kanału w siłowym kontakcie z jego ścianami, przy czym obecne początkowo ciecze odparowuje się, zaś wypychany z kanału konglomerat substancji stałych wprowadza się do reaktora obróbki wysokotemperaturowej, w którego całej objętości utrzymuje się temperaturę, równą co najmnej 1000°C.
5. 5. Sposób według zastrz. 1 albo 4, znamienny tym, że konglomerat substancji stałych poddaje się na wejściu do reaktora obróbki wysokotemperaturowej szokowi cieplnemu promieniowania i rozkłada się go na kawałki, z zachowaniem ich kształtu.
6. 6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że z kawałków substancji stałych tworzy się i utrzymuje wewnątrz reaktora obróbki wysokotemperaturowej przepuszczalne dla gazu złoże aż do wysokości otworu wlotowego ogrzewanego kanału, przy czym wysokość zasypu utrzymuje się na stałym poziomie.
7. 7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że zawarty w złożu węgiel przy dozowanym podawaniu tlenu zgazowuje się do dwutlenku węgla, a dwutlenek węgla przy przejściu przez zawierające węgiel złoże redukuje się do tlenku węgla.
8. 8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że powstają z zawartych w ustalonych odpadach cieczy podczas obróbki cieplnej w ogrzewanym kanale, wychodzącą z kanału pod zwiększonym ciśnieniem parę wodną prowadzi się nad powierzchnią złoża w reaktorze obróbki wysokotemperaturowej i przez rozłożone termicznie i o zwęglonych krawędziach kawałki substancji stałych, zawierające węgiel.
9. 9. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w nagrzanej przynajmniej do temperatury 1000°C strefie uspokojenia nad złożem wszystkie chlorowane związki węglowodorowe,

   171 593 takie jak dioksyny i furany rozkłada się, a powstające przy termicznym rozkładzie komponentów organicznych, związki węglowodorowe o długim łańcuchu oraz kondensaty, jak smoły i oleje, krakuje się.
10. 10. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że powstającą w reaktorze obróbki wysokotemperaturowej, nagrzaną przynajmniej do 1000°C, zanieczyszczoną substancjami toksycznymi mieszaninę gazów syntezowych poddaje się bezpośrednio po opuszczeniu reaktora obróbki wysokotemperaturowej działaniu szoku wodnego aż do schłodzenia poniżej 100°C, a zarazem odpyla.
11. 11. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w temperaturach powyżej 2000°C obecne podczas gazowania węgla z udziałem tlenu składniki metaliczne i mineralne stapia się, a otrzymaną wówczas masę płynną ewentualnie poddaje się znanym metodom rodzielania i frakcjonowania.
12. 12. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że pozostającą po gazowaniu wysokotemperaturowym, w przeważającej mierze mineralną, stopioną masę wysokotemperaturową, przetrzymuje się jako fazę ciekłą w atmosferze utleniającej, i przekształca się ją w całkowicie sklarowaną, pozbawioną pęcherzy i jednorodnie stopioną masę.
13. 13. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że z ujednorodnionej stopionej masy wysokotemperaturowej, przy wykorzystaniu przynajmniej znacznej części zawartej w niej energii wewnętrznej, wytwarza się metodą przędzenia, przeróbki plastycznej lub formowania i/lub metodami porotwórczymi wysokowarto.ściowe produkty przemysłowe.
14. 14. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że gaz syntezowy wykorzystuje się do ogrzewania kanału stopnia niskotemperaturowego i reaktora obróbki wysokotemperaturowej i/lub do klarowania stopniowej masy i/lub do pracy urządzenia tlenowego.
15. 15. Urządzenie do usuwania i uzdatniania odpadów wszelkiego rodzaju z kilkoma stopniami obróbki cieplnej, znamienne tym, że zawiera co najmniej jeden reaktor (6) obróbki termicznej bez dostępu tlenu i co najmniej jeden reaktor (10) obróbki termicznej z udziałem tlenu w temperaturach powyżej 1000°C, przy czym wszystkie komory reaktorów (6, 10) obróbki termicznej są połączone bezpośrednio ze sobą i reaktory (6, 10) wraz z urządzeniem do załadunku odpadów stanowią jednokierunkową linię technologiczną z punktem odniesienia termicznego wydłużenia całej linii technologicznej wyznaczonym przez komorę reaktora (10) obróbki termicznej o najwyższej temperaturze.
16. 16. Urządzenie według zastrz. 15, znamienne tym, że reaktor (6) obróbki termicznej bez dostępu tlenu stanowi poziomy, ogrzewany od zewnątrz piec przepychowy o przekroju prostokątnym, w którym stosunek szerokości pieca do jego wysokości jest większy niż dwa, przy czym długość pieca jest określona wyrażeniem Lpieca 15 VFpeCa gdzie Lpieca oznacza długość pieca przepychowego, a Fpeca oznacza powierzchnię jego przekroju.
17. 17. Urządzenie według zastrz. 16, znamienne tym, że piec przepychowy przynajmniej od strony załadunkowej posiada rolki oporowe (4).
18. 18. Urządzenie według zastrz. 16 albo 17, znamienne tym, że załadunkowa strona pieca przepychowego jest połączona na stałe z wylotem prasy (1) do zagęszczania odpadów i prasa (1) do zagęszczania odpadów posiada rolki oporowe (4).
19. 19. Urządzenie według zastrz. 18, znamienne tym, że między wylotem prasy (1) do zagęszczania odpadów i otworem załadunkowym pieca przepychowego (6) umieszczona jest przesuwna pionowo, ściana dociskowa (9).
20. 20. Urządzenie według zastrz. 18, znamienne tym, że poziomy przyrząd prasujący (1) do zagęszczania odpadów ma postać przesuwnego elementu płaskiego (3).
21. 21. Urządzenie według zastrz. 16, znamienne tym, że wylot pieca przepychowego jest połączony na stałe z wlotem ustawionego pionowo pieca szybowego, stanowiącego reaktor (10) obróbki termicznej w temperaturach powyżej 1000°C z udziałem tlenu.
22. 22. Urządzenie według zastrz. 21, znamienne tym, że pionowy piec szybowy do wysokotemperaturowej obróbki produktów reakcji pieca przepychowego jest dzielony w przybliżeniu na wysokości swego otworu wlotowego.

    171 593
23. 23. Urządzenie według zastrz. 21, znamienne tym, że poniżej zbiornika reaktora (10) obróbka termicznej w temperaturach powyżej 1000°C umieszczony jest, połączony z nim na stałe, zbiornik reaktora (16) cieplnej obróbki wykańczającej.
24. 24. Urządzenie według zastrz. 23, znamienne tym, że dolna część zbiornika reaktora (10) obróbki wysokotemperaturowej i zbiornik reaktora (16) cieplnej obróbki wykańczającej stanowią integralny zespół umocowany ruchomo pod kątem około 90° w stosunku do płaszczyzny fundamentów.
25. 25. Urządzenie według zastrz. 23 albo 24, znamienne tym, że zbiornik reaktora (10) obróbki wysokotemperaturowej i zbiornik reaktora (16) cieplnej obróbki wykańczającej są zaopatrzone w przelewy.
26. 26. Urządzenie według zastrz. 21 albo 22, znamienne tym, że zbiornik reaktora (10) obróbki wysokotemperaturowej jest od strony wylotu gazów połączony na stałe z zespołem szybkiego chłodzenia gazów, zawierającym przyrząd do wtrysku zimnej wody w gorący strumień gazów oraz zbiornik (14).
27. 27. Urządzenie według zastrz. 15, znamienne tym, że jest wyposażone w urządzenie dławiące, zwłaszcza regulowaną przepustnicę (18).
28. 28. Urządzenie według zastrz. 21, znamienne tym, że do zbiornika reaktora (10) obróbki wysokotemperaturowej przymocowany jest ograniczający ciśnienie, zamek wodny (19).
29. 29. Urządzenie według zastrz. 15, znamienne tym, że od strony załadunkowej ma urządzenie do zbierania i przechowywania odpadów, a na wylocie ma urządzenie do oczyszczania i uzdatniania gazu.