PL178605B1 - Sposób i układ do utylizacji odpadów - Google Patents

Abstract

1 . Sposób utylizacji odpadów obejmujacy ich rozklad termiczny, w którym wykorzystuje sie ponowne uzycie gazów pochodzacych z rozkladu termicznego jako paliwa dla rozkladu termicznego oraz wtórna obróbke produktów stalych rozkladu termicznego, zas palne czastki stale powstale z obróbki wtórnej produktów stalych rozkladu termicznego spala sie przynajmniej w czesci w cyklonowej komorze spalania, ewentualnie skladajac je, przy czym gorace gazy po- wstajace w cyklonow ej kom orze spalania dostarcza sie do przynaj- mniej jednego zespolu odzyskiw ania energii, a gazy pochodzace z rozkladu term icznego spala sie czesciow o jako paliwo w cyklono- w ej kom orze spalania, a czesciow o w jednym z zespolów odzyski- wania energii, zn am ien n y tym , ze w tórna obróbke produktów stalych rozkladu term icznego przeprowadza sie glów nie przez oczyszczanie zw eglonych czastek stalych, podczas którego chlodzi sie te czastki, w ydobyw a sie z nich i plucze materie mineralna, na- stepnie wyplukuje sie na goraco skladniki rozpuszczalne, glów nie sole chlorowe, po czym oddziela sie w ode od zw eglonych czastek stalych i folie alum iniowe 6 Uklad do utylizacji odpadów zawierajacy piec do przeprowa- dzania rozkladu termicznego, przynajmniej jeden zespól spalania ga- zów pochodzacych z rozkladu termicznego zawierajacy cyklonow a komore spalania, zespól odzyskiwania energii, zespól wtórnej obrób- ki produktów stalych rozkladu term icznego, przy czym cyklonow a komora spalania zasilana jest przez przynajmniej czesc paliwa stalego w ytw orzonego przez zespól obróbki wtórnej, zas zespól spalania gazów pochodzacych z rozkladu term icznego zasilany jest przez gazy pochodzace z rozkladu term icznego, a zespól odzyski- wania energii jest zasilany przez produkty w y tw a r za n e . . . . . . . . P L 178605 B 1 FIG 3 PL

Description

Przedmiotem wynalazkujest sposób i układ do utylizacji odpadów, obejmujące ich rozkład termiczny.

Korzystnejest, gdy odpady poddawane obróbce według wynalazku są odpadami stałymi, heterogenicznymi i bezpiecznymi. Takimi odpadami mogąbyć na przykład odpady gospodar178 605 skie, jak również pozostałości po cięciu na złom samochodów, zużyte opony, odpady z tworzyw sztucznych, osady przemysłowe lub pozostałości ze stacji oczyszczania, etc.

Wynalazek umożliwia dogodnąobróbkę odpadów bardzo różnych typów, również przy różnej intensywności ich przepływu.

Znane są w dziedzinie przetwarzania termicznego urządzenia przeznaczonego do utylizacji odpadów, umożliwiające ponadto przetwarzanie gazów bądź substancji stałych powstających w wyniku rozkładu termicznego.

Spośród wielu dokumentów poświęconych dziedzinie przetwarzania substancji stałych powstałych w wyniku rozkładu termicznego można zacytować niemieckie zgłoszenie patentowe DE 4308551 lub zgłoszenia francuskiego FR 2 679 009 i FR 2 678 850.

Niemieckie zgłoszenie DE 4308551 opisuje sposób gazyfikacji bogatej w węgiel frakcji rozdrobnionej substancji stałej w celu uzyskania gazu syntezy i stopionego żużla.

Oba zgłoszenia francuskie dotyczą w szczególności wypłukania części stałych powstałych w wyniku rozkładu termicznego.

Inne publikacje, takie jak np. zgłoszenie francuskie FR 2 668 774 lub EP-A1-0302310, dotycząprze wszystkim przetwarzania produktów płynnych lub gazowych rozkładu termicznego.

W zgłoszeniu fR 2 668 774 przedstawiono przetwarzanie gazów na gorąco w samym piecu do przeprowadzania rozkładu termicznego; umożliwia to ponowne użycie bezpośrednio gazu pirolizy bez dodatkowego przetwarzania. Dokładniej mówiąc, zgodnie z tym zgłoszeniem, gazy pirolizy są wykorzystane do ogrzewania, pośrednio lub bezpośrednio, odpadów.

Zgłoszenie patentowe EP-A1-0302310 opisuje dopalanie w bardzo wysokiej temperaturze produktów płynnych spalania. W stanie techniki znanej est również rozwiązanie opisane w polskim opisie patentowym nr 196 665 oraz rozwiązanie według zgłoszenia patentowego EP 0312 742.

W rozwiązaniach tych ujawniono sposób utylizacji odpadów polegający na tym, że palne cząstki z poziomego pieca obrotowego, w którym przebiega wstępny etap rozkładu termicznego są spalane w cyklonowej komorze spalania. W cyklonowej komorze ogniowej następuje wytrącenie substancji pylistej a gorące gazy odlotowe mogąbyć wykorzystane do zespołu odzyskiwania energii.

Dokumenty powyższe ujawniają również układ do przeprowadzania rozkładu termicznego zawierający piec do przeprowadzania rozkładu termicznego, zespoły odzyskiwania energii oraz cyklonową komorę spalania.

Te wcześniejsze rozwiązania umożliwiająulepszenie sposobu utylizacji odpadów poprzez późniejsze wykorzystanie produktów gazowych lub stałych rozkładu termicznego. Coraz ostrzejsze normy dotyczące ochrony środowiska, projektowane lub już wprowadzone w państwach uprzemysłowionych, zmuszają do konstruowania urządzeń produkujących jak najmniej odpadów trujących. Ilości produkowanych NOx, MCI, HF, S02, Co, popiołu lotnego, żużla paleniskowego są w szczególności poddane zaostrzonym ograniczeniom.

Wspomniane wcześniejsze rozwiązania dotyczą tylko jednego z typów produktów rozkładu termicznego, gazowych, bądź substancji stałych.

Problemy całkowitego bilansu energetycznego nie były wystarczająco rozważone we wcześniejszych rozwiązaniach.

Niniejszy wynalazek ma za zadanie usunięcie tych niedogodności. Umożliwia on ponadto lepsząwaloryzacj ę zawartości energetycznej odpadów. Ponadto, niniej szy wynalazek umożliwia minimalizację konsumpcji energii niezbędnej do prowadzenia procesu przetwarzania.

Sposób utylizacji odpadów według wynalazku obejmujący ich rozkład termiczny, w którym wykorzystuje się ponowne użycie gazów pochodzących z rozkładu termicznego jako paliwa dla rozkładu termicznego oraz wtórną obróbkę produktów stałych rozkładu termicznego, zaś palne cząstki stałe powstałe z obróbki wtórnej produktów stałych rozkładu termicznego spala się przynajmniej w części w cyklonowej komorze spalania, ewentualnie składując je, przy czym gorące gazy powstające w cyklonowej komorze spalania dostarcza się do przynajmniej jednego zespołu odzyskiwania energii, a gazy pochodzące z rozkładu termicznego spala się częściowo jako paliwo w cyklonowej komorze spalania, a częściowo w jednym z zespołów odzyskiwania

178 605 energii, charakteryzuje się tym, że wtórną obróbkę produktów stałych rozkładu termicznego przeprowadza się głównie przez oczyszczanie zwęglonych cząstek stałych, podczas którego chłodzi się te cząstki, wydobywa się z nich i płucze materię mineralną, następnie wypłukuje się na gorąco składniki rozpuszczalne, głównie sole chlorowe, po czym oddziela się wodę od zwęglonych cząstek stałych i folie aluminiowe.

Korzystnie, po oczyszczeniu zwęglonych cząstek stałych odzyskuje się wodę użytą w etapie oczyszczania.

Również korzystnie, po oczyszczeniu zwęglonych cząstek stałych rozdrabnia się te zwęglone cząstki, albo oddziela się folie aluminiowe, bądź też po oczyszczeniu zwęglonych cząstek stałych zarówno rozdrabnia się te zwęglone cząstki, jak i oddziela się folie aluminiowe.

Układ do utylizacji odpadów według wynalazku zawierający: piec do przeprowadzania rozkładu termicznego, przynajmniej jeden zespół spalania gazów pochodzących z rozkładu termicznego zawierający cyklonową komorę spalania, zespół odzyskiwania energii, zespół wtórnej obróbki produktów stałych rozkładu termicznego, przy czym cyklonowa komora spalania zasilana jest przez przynajmniej część paliwa stałego wytworzonego przez zespół obróbki wtórnej, zaś zespół spalania gazów pochodzących z rozkładu termicznego zasilany jest przez gazy pochodzące z rozkładu termicznego, a zespół odzyskiwania energii jest zasilany przez produkty wytwarzane przez zespół spalania gazów pochodzących z rozkładu termicznego i ewentualnie przez gazy wytworzone w cyklonowej komorze spalania, oraz zespół przeznaczony do kierowania gorących gazów wytworzonych w cyklonowej komorze spalania w stronę zespołu odzyskiwania energii, charakteryzuje się tym, że zespół obróbki wtórnej produktów stałych rozkładu termicznego stanowi zespół oczyszczający zwęglone cząstki stałe, który zawiera kadź mieszania ochładzającą substancję stałą, urządzenie do wydobywania materii mineralnej połączony z kadzią mieszania, kadź do płukania na gorąco oraz urządzenie filtrująco - wypłukujące wodę z oczyszczonej zwęglonej substancji stałej.

Przed zespołem obróbki wtórnej produktów stałych rozkładu termicznego i przed piecem do przeprowadzania rozkładu termicznego umieszczony jest korzystnie zespół wstępnego przetwarzania odpadów, najlepiej osuszacz.

Przedmiot wynalazku przedstawiono w przykładzie wykonania na rysunku, na którym: fig. 1 przedstawia schemat funkcjonalny jednego przykładu wykonania rozwiązania według wynalazku; fig. 2 - schemat funkcjonalny innego przykładu wykonania rozwiązania według wynalazku; fig. 3 schemat funkcjonalny zespołu wtórnego przetwarzania produktów stałych rozkładu termicznego według wynalazku.

Zgodnie z fig. 1, nieprzetworzone odpady oznaczone przez DB mogą być na wstępie poddawane wstępnej obróbce, której złożoność zależy od typu odpadów, oraz która wykorzystuje klasyczne sposoby, jak na przykład: rozdrabnianie, częściowe sortowanie, odżelazianie, osuszanie, etc. Celem etapu obróbki wstępnej jest wydobycie materiałów łatwych do oddzielenia i łatwych do waloryzacji, oraz ujednorodnienie odpadów. Ta część układu nie posiada żadnych unowocześnień, ponieważ wszystkie elementy wchodzące w jego skład są typowymi elementami od dawna stosowanymi w przemyśle przetwarzania odpadów. Wspomniane wstępne przetworzenie nie jest obowiązkowe.

Wstępnie przetworzone odpady DP są wprowadzane do obrotowego pieca 1 zewnętrznie lub wewnętrznie ogrzewanego za pośrednictwem urządzenia 2 umożliwiającego zagwarantowanie szczelności pieca i zapobieżenie wnikaniu powietrza z zewnątrz do pieca. Urządzenie 2, które umożliwia uzyskanie takiej szczególności może być np. śrubą Archimedesa, łub systemem wprowadzania wsadu przez zwarty balot.

Przesuwając się w piecu 1, odpady poddawane są degradacji termicznej w celu uzyskania fazy gazowej GT i produktu stałego bogatego w węgiel SC. Odpady i gaz wytworzony w czasie ich rozkładu termicznego krążą współbieżnie wewnątrz pieca. Cała ta operacja odbywa się w temperaturze od 200°C do 800°C, a najkorzystniej od 350°C do 600°C. Piec obrotowy jest otoczony przez podwójną osłonę 3 wyposażoną w zespoły do spalania, takie jak palniki (nie oznaczone), umożliwiające wytwarzanie energii termicznej niezbędnej do ogrzania odpadów. Palniki

178 605 są zasilane, w znany sposób, przez część GT1 gazów pochodzących z rozkładu termicznego, lub przez inne paliwo, takie jak gaz ziemny lub olej.

Warunki reakcyjne rozkładu termicznego umożliwiają zatrzymywanie w cząstkach zwęglonych prawie całości gazów kwaśnych, w szczególności gazu chlorowodorowego wytwarzanego w czasie rozkładu termicznego chlorowanych tworzyw sztucznych, takich jak PCV. TA autoneutralizacja składowych kwasowych przez substancje zasadowe zawsze obecne w odpadach jest wspomagana, między innymi, przez atmosferę redukująca, jak również przez stosunkowo niskie temperatury, którym odpady sąpoddawane w czasie rozkładu termicznego. Zwiększając ilość składników zasadowych w odpadach przez dodanie absorbentów wapniowych lub sodowych, zwiększa się wydajność neutralizacji gazów kwasowych przez stałe substancje zwęglone. Oczyszczenie zwęglonych substancji stałych, które jest opisane poniżej, umożliwia eliminację, przede wszystkim soli chlorowych powstających w wyniku neutralizacji gazów kwasowych. Jeśli temperatury przetwarzania są niewielkie i rozkład termiczny przeprowadzany jest przy obecności tlenu, metale ciężkie nie przechodzą w stan gazowy, ani nie są utleniane, lecz gromadzą się w zwęglonej substancji stałej SC.

Z wyjścia z pieca obrotowego 1 zwęglona substancja stała SC jest odprowadzana przez urządzenie 4, zapewniające szczelne oddzielenie od środowiska zewnętrznego (obrotowe zawory, komora z zaworami gilotynowymi, lub dowolne inne odpowiednie urządzenia). Zwęglona substancja stała SC jest kierowana w stronę zespołu 6 wtórnej obróbki produktów stałych rozkładu termicznego, który ma za zadanie oddzielenie substancji nieszkodliwej od rozpuszczalnych składników trujących, w szczególności soli chloru, obecnych w substancji zwęglonej. Zespół 6, oczyszczający substancję zwęgloną jest bardziej szczegółowo opisany poniżej. Po oczyszczeniu, zwęglona substancja stała SCE jest kierowana w stronę urządzenia spalającego w postaci cyklonowej komory spalania 5 na płynne popioły.

Jak wspomniano, część gazów pochodzących z rozkładu termicznego GT1 jest użyta do ogrzewania obrotowego pieca 1 poprzez spalanie w palnikach umieszczonych w podwójnej osłonie 3 otaczającej piec obrotowy 1. Nadwyżka GT2 gazu rozkładu termicznego jest kierowana w stronę urządzenia spalającego, na przykład do cyklonowej komory spalania 5.

Cyklonowa komora spalania na płynne popioły 5 jest piecem przystosowanym do spalania paliwa stałego o wysokiej zawartości popiołów o niskiej temperaturze topnienia. Charakteryzuje się on zwiększoną turbulencją i rotacją paliwa w czasie przepływu, co umożliwia uzyskanie dużego czasu pobytu paliwa i dobrej retencji popiołu. Pracuje on w temperaturach rzędu od 1000°C do 1500°C. W tych temperaturach popiół topi się i wypływa z pieca w postaci ciekłej.

Zalety tego typu komory spalania w stosunku do klasycznych urządzeń spalających są następujące: niewielka ilość niespalonego paliwa dzięki dłuższemu czasowi pobytu cząstek w palenisku, popiół dzięki zeszkliwieniu jest nieszkodliwy, duża wydajność dzięki dużej gęstości płomienia, możliwość stopniowego doprowadzania powietrza do paleniska, a co za tym idzie, minimalizację powstawania tlenków azotu, oraz stabilne spalanie dla różnych własności paliwa.

Korzystne jest, gdy wnętrze cyklonowej komory spalania 5 jest pokryte ceramiczną powłoką żaroodporną zdolną do wytrzymywania temperatur rzędu 1500°C. Wprowadzenie oczyszczonej zwęglonej substancji stałej SCE wykonuje się w sposób pneumatyczny poprzez jedno lub liczne styczne wejścia, prostokątne lub kołowe, rozmieszczone na obwodzie cyklonu. Można również wprowadzać do jednego lub licznych wejść uzupełniające powietrze i/lub część nadmiarową gazu rozkładu termicznego GT2. Na drugim obwodzie cyklonowej komorze spalania mogą być zainstalowane inne styczne wejścia w celu wprowadzania uzupełniającego powietrza lub paliwa gazowego, jak np. całość lub część nadwyżki gazu rozkładu termicznego GT2. W końcu, wprowadzanie powietrza uzupełniającego może odbywać się w dodatkowym wejściu do cyklonowej komory spalania w celu ulepszenia przepływu paliwa.

Spalanie w cyklonowej komorze spalania jest optymalizowane w taki sposób, by zminimalizować emisję gazowych substancji trujących. Podział strumienia powietrza doprowadzanego do paleniska przez różne wejścia odbywa się więc w taki sposób, by zapewnić całkowite spalenie oczyszczonej zwęglonej substancji stałej i gazów pochodzących z rozkładu termicznego, oraz by

178 605 minimalizować powstawanie tlenków azotu i niedopału. Z drugiej strony, można wcześniej podgrzać całość łub część powietrza doprowadzanego do paleniska w celu ułatwienia uzyskiwania wysokich temperatur w cyklonowej komorze spalania.

Cyklonowa komora spalania na płynne popioły umożliwia definitywne unieruchomienie składników trujących obecnych w oczyszczonej zwęglonej substancji stałej, przez uwięzienie w mineralnej matrycy utworzonej w czasie stopienia materii mineralnej zawartej w oczyszczonej zwęglonej substancji stałej. Uzyskiwane temperatury w czasie spalania zwęglonych oczyszczonych substancji stałych SCE i nadmiarowej części gazów pochodzących z rozkładu termicznego GT2 wystarczajądo topienia materii mineralnych. Upłynnione popioły CF wypływająz pieca 5 i opadajądo kadzi z wodą 10, gdzie sąochładzane. W czasie ochładzania popioły tworzązestalony granulat. Te granulaty są obojętne, przez co po procesie perkolacji mogą być ponownie przetworzone i użyte np. przy budowie dróg i w innych zastosowaniach publicznych.

Gorące spaliny F wytwarzane podczas spalania, zmieszane z oczyszczoną stałą substancją zwęgloną i z częścią gazów rozkładu termicznego w cyklonowej komorze spalania 5 sąnastępnie kierowane w stronę zespołu odzyskiwania energii 11, takiego jak wymiennik ciepła, kocioł produkujący parę wodną lub ogrzewający wodę, lub kocioł połączony z turbiną umożliwiającą wytwarzanie prądu elektrycznego. Następnie spaliny są oczyszczane z pyłów w zespole 12 filtracji spalin, którym może być filtr z uchwytami lub odpylacz elektrostatyczny, i są odprowadzane do atmosfery za pośrednictwem ekstraktom 13 i komina 14 przez przewód 35. Popioły powstałe w zespole odzyskiwania energii 11 i zespole 12 filtracji spalin sąmieszane z oczyszczoną zwęgloną substancją stałą wyprowadzaną z cyklonowej komory spalania 5 przez odpowiednie przewody 36 i 37. Popioły ulegają zeszkliwieniu w cyklonowej komorze spalania 5, umożliwiając neutralizację składników stałych absorbowanych z tych pyłów.

Drugi przykład wykonania jest przedstawiony na fig. 2. Główna różnica pomiędzy tym i pierwszym przykładem wykonania polega na tym, że oczyszczone zwęglone części stałe i gazy powstałe w czasie rozkładu termicznego odpadów są spalane w dwóch oddzielnych urządzeniach. Tak jak w pierwszym przykładzie wykonania, część gazów rozkładu termicznego GT1 jest używana do ogrzania obrotowego pieca przez spalanie, na przykład, w palnikach umieszczonych w podwójnej osłonie 3 otaczającej obrotowy piec 1. Nadwyżka GT2 jest kierowana do klasycznej komory spalania 15 wyposażonej w palnik gazu. Wzajemna konfiguracja palnika i komory spalania umożliwia minimalizacje formowania się tlenków azotu w czasie spalania gazów pochodzących z rozkładu termicznego, oraz gwarantuje rozkład wszystkich składowych organicznych dzięki równemu około 2 sekundy czasowi przebywania gazu w temperaturze 850°C.

Oczyszczone zwęglone substancje stałe SCE są spalane w cyklonowej komorze spalania 5 na płynne popioły, identycznym z opisanym wcześniej rozwiązaniem, lecz o mniejszej mocy termicznej, mieszając się z popiołami wytworzonymi w zespole 12 filtracji spalin i w zespole odzyskiwania energii 11. Tak jak poprzednio, osiągnięta temperatura w czasie spalania oczyszczonych zwęglonych substancji stałych jest wystarczająca dla umożliwienia stopienia popiołów i przez to uwięzienie składników trujących poprzez zeszkliwienie. Na wyjściu z paleniska stopione popioły wypływają do kadzi z wodą 10, gdzie sąochładzane i zestalane wytwarzając obojętny granulat. Powietrze doprowadzane jest do paleniska stopniowo, część lub całość tego powietrza może być również wstępnie podgrzewana w celu polepszenia bilansu termicznego operacji.

Gorące spaliny F ze spalania gazu rozkładu termicznego GT2 w komorze spalania oczyszczonych zwęglonych substancji stałych SCE w cyklonowej komorze spalania 5 są mieszane i przesyłane do zespołu odzyskiwania energii 11, takiego jak wymiennik ciepła, kocioł produkujących parę wodną lub ogrzewający wodę, kocioł połączony z turbiną umożliwiającą wytwarzanie prądu elektrycznego. Następnie spaliny są filtrowane w zespole 12 filtracji spalin i wydalane do atmosfery przez ekstraktor 13 i komin 14. Popioły i pyły wytworzone w zespole odzyskiwania energii 11 i w zespole 12 filtracji spalin sąmieszane z oczyszczonymi zwęglonymi substancjami stałymi, a następnie sąprzesyłane do cyklonowej komory spalania 5 w celu zeszkliwienia, które umożliwia definitywną neutralizację składników trujących absorbowanych z tych pyłów.

178 605

Przykład wykonania wynalazku według fig. 2 jest bardziej elastyczny w działaniu niż przykład wykonania z fig. 1. W szczególności, możliwe jest zgodnie z wynalazkiem zatrzymanie cyklonowej komory spalania 5 jeśli globalna konsumpcja energii jest mała. W tym przypadku, zwęglone oczyszczone substancje stałe SCE nie są wysyłane do cyklonowej komory spalania 5, lecz są gromadzone. Natomiast w przypadku dużego zapotrzebowania na energię (na przykład zimą), cyklonowa komora spalania 5 funkcjonuje tak, jak to opisano powyżej. Przechowywane paliwo może być więc spalone w tym okresie. Ten przykład wykonania umożliwia dobre dostosowanie do zapotrzebowania na energię.

Zespół 6 wtórnej obróbki produktów stałych rozkładu termicznego jest przedstawiony na fig. 3.

Z wyjścia pieca obrotowego 1 zwęglonej substancje stałe SC są odprowadzane przez szczelne urządzenie 4 i opadają pod wpływem grawitacji do kadzi mieszania 16 wypełnionej wodą w temperaturze pokojowej, co umożliwia schładzanie substancji stałych. Mieszanie może być wykonywane przez obrót mieszadła łopatkowego 17 i odbywa się w taki sposób, że najcięższe składniki, przede wszystkim metale, substancje mineralne lub szklane, odkładająsię na dnie kadzi, podczas gdy cząstki lżejsze bogate w węgiel sąutrzymywane w zawiesinie. Na dnie kadzi 16 może być zanurzona śruba, ruchoma taśma, przenośnik zgarniający lub inne odpowiednie urządzenie 18 umożliwiające ciągłe wydobywanie materii mineralnej gromadzącej się na dnie kadzi. Kadź 16 umożliwa więc schłodzenie zwęglonych substancji stałych, przy jednoczesnym oddzieleniu materii mineralnej.

Obojętne substancje mineralne odprowadzane przez urządzenie 18 są następnie wypłukiwane przez wodę na wibrującym sicie 19 umieszczonym pod estakadą natrysków wodnych 20, w celu wyeliminowania cząstek węgla osadzonych na substancji mineralnej. Woda spłukująca unosząca cząstki węgla może być odprowadzana przez pompę 21 do kadzi 16, w której zachodzi dekantacja. Operacja wypłukiwania substancji mineralnych może być oczywiście zrealizowana, bez wychodzenia poza ramy wynalazku, przez inne niż wcześniej opisane zespoły.

Mieszanina wody i zawieszonych w niej cząstek stałych w kadzi 16 jest wypompowywana przez pompę 22, następnie wysyłana do drugiej mieszającej kadzi 23 do płukania na gorąco, zawierającej wodę utrzymywaną w temperaturze od 40°C do 95°C, a najkorzystniej od 75°C do 85°C. Ta temperatura jest utrzymywana w kadzi 23 na stałym poziomie dzięki regulatorowi temperatury połączonemu z elektryczną grzałką oporową lub dzięki innemu odpowiedniemu urządzeniu umożliwiającemu utrzymywanie odpowiedniej temperatury wody. Czas pobytu zwęglonych cząstek stałych w kadzi 23 jest zawarty w przedziale od 15 do 120minut. Stosunekmasy woda/zwęglone cząstki stałe jest zawarty w przedziale od 1 do 100, a najkorzystniej od 5 do 15. Ta operacja umożliwia zasadnicze rozpuszczenie soli chloru uformowanych w czasie etapu rozkładu termicznego. Metale ciężkie nie są rozpuszczane i gromadzą się w zwęglonych cząstkach stałych. Przed wprowadzeniem do kadzi 23 do płukania, zwęglone cząstki stałe mogą być rozdrabniane w rozdrabniarce 25 przetwarzającej fazę ciekłą, w celu zmniejszenia średniej granulacyjności zwęglonych cząstek stałych i w celu przyspieszenia etapu wymywania. Po tym etapie może następować etap separacji na kalibrowanym sicie 26 umożliwiający oddzielenie folii aluminiowej zawartej w zwęglonej substancji stałej Sc. Operacja ta jest szczególnie konieczna, jeśli zwęglone cząstki stałe pochodząz rozkładu termicznego odpadów gospodarskich. Pulweryzację wodnąprzeprowadza się w urządzeniu 27, stanowiącym sito zawierające folie aluminiowe w celu wyeliminowania cząstek węgla osadzonych na ich powierzchni. Operacja ta umożliwia odzyskanie folii aluminiowych, które mogąbyć następnie odpowiednio przetworzone. Z wyjścia z kadzi 23 zawiesina woda - zwęglona substancja stałajest zabierana przez pompę 28, a następnie kierowana w stronę urządzenia filtrującego 29, które ma za zadanie wyeliminowanie składników chlorowych zwęglonych cząstek. Operacja ta może być wykonywana przez wirówkę, filtr z pasmami odsysającymi, lub dowolne inne urządzenie filtrujące umożliwiające oddzielenie wody od zwęglonych cząstek stałych. Po wyjściu z urządzenia filtrującego 29 zwęglone oczyszczone cząstki stałe, suche lub o niskiej wilgotności, gromadzi się w zasobniku 30. Woda wykorzystywana w procesie filtracji jest kierowana, jeśli jest to konieczne, do urządzenia przetwarzającego

178 605 wodę umożliwiającego wydzielenie soli chlorowych, a następnie jest ponownie wprowadzana do mieszającej kadzi 16. Do kadzi 16 stale doprowadzana jest pewna część nowej wody dzięki urządzeniom od 20 do 27.

W pewnych przypadkach, etapy dekantacji i wymywania, takiejak opisano powyżej, mogąbyć wykonywane w tej samej kadzi, wypełniającej jednocześnie funkcje kadzi 16 i 23, w której temperatura jest utrzymywana na poziomie pomiędzy 40 i 95°C. Wówczas cały układ upraszcza się.

Po operacji oczyszczania gromadzi się paliwo bogate w zwęglone substancje i oczyszczone z substancji trujących, które może być natychmiast spalone w celu wytworzenia energii w cyklonowej komorze spalania na płynne popioły, albo może być przechowywane w celu późniejszego spalenia. Ponadto, zespół 6 obróbki wtórnej produktów stałych rozkładu termicznego według wynalazku umożliwia eliminację części składników mineralnych i odzyskiwanie cennych materiałów, takich jak na przykład aluminium. Zespół ten umożliwia ponadto zwiększenie jakości wyprodukowanego paliwa, zmniejszając w nim zawartość popiołów i elementów trujących. W końcu, zwiększa on moc grzewczą

Zastosowanie, według wynalazku, cyklonowej komory spalania na płynne popioły wraz ze stopniowym wprowadzaniem powietrza spalania, umożliwia spalanie zwęglonych oczyszczonych cząstek stałych i/lub gazu wytwarzanych w procesie rozkładu termicznego odpadów, bez wprowadzania składników trujących do produktów spalania.

Sposób przetwarzania odpadów według wynalazku pozwala uniknąć rozproszenia składników trujących, ponieważ prawie całość składników trujących jest skoncentrowana w zwęglonych cząstkach stałych. Część składników trujących jest następnie eliminowana przez obróbkę oczyszczającą zwęglone cząstki stałe, a druga część jest unieruchamiana w postaci obojętnego granulatu wytworzonego w cyklonowej komorze spalania na popioły płynne.

Sposób i układ według wynalazku umożliwiają obróbkę termiczną odpadów, która nie powoduje emisji substancji trujących w spalinach wytwarzanych w czasie spalania gazów rozkładu termicznego i zwęglonych cząstek stałych, ponieważ sama obróbka spalin jest prostym odpylaniem. Wynalazek umożliwia więc uniknięcie stosowania urządzeń wypłukujących spaliny, co zmniejsza koszt obróbki odpadów w porównaniu z klasycznymi rozwiązaniami, takimi jak spopielanie.

178 605

V

178 605

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims (7)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób utylizacji odpadów obejmujący ich rozkład termiczny, w którym wykorzystuje się ponowne użycie gazów pochodzących z rozkładu termicznego jako paliwa dla rozkładu termicznego oraz wtórną obróbkę produktów stałych rozkładu termicznego, zaś palne cząstki stałe powstałe z obróbki wtórnej produktów stałych rozkładu termicznego spala się przynajmniej w części w cyklonowej komorze spalania, ewentualnie składając je, przy czym gorące gazy powstające w cyklonowej komorze spalania dostarcza się do przynajmniej jednego zespołu odzyskiwania energii, a gazy pochodzące z rozkładu termicznego spala się częściowo jako paliwo w cyklonowej komorze spalania, a częściowo wjednym z zespołów odzyskiwania energii, znamienny tym, że wtórną obróbkę produktów stałych rozkładu termicznego przeprowadza się głównie przez oczyszczanie zwęglonych cząstek stałych, podczas którego chłodzi się te cząstki, wydobywa się z nich i płucze materię mineralną następnie wypłukuje się na gorąco składniki rozpuszczalne, głównie sole chlorowe, po czym oddziela się wodę od zwęglonych cząstek stałych i folie aluminiowe.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że po oczyszczeniu zwęglonych cząstek stałych odzyskuje się wodę użytą w etapie oczyszczania.
3. 3. Sposób według zastrz. 1, albo 2, znamienny tym, że po oczyszczeniu zwęglonych cząstek stałych rozdrabnia się te zwęglone cząstki.
4. 4. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że po oczyszczeniu zwęglonych cząstek stałych oddziela się folie aluminiowe.
5. 5. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że po oczyszczeniu zwęglonych cząstek stałych rozdrabnia się te zwęglone cząstki i oddziela się folie aluminiowe.
6. 6. Układ do utylizacji odpadów zawierający: piec do przeprowadzania rozkładu termicznego, przynajmniej jeden zespół spalania gazów pochodzących z rozkładu termicznego zawierający cyklonową komorę spalania, zespół odzyskiwania energii, zespół wtórnej obróbki produktów stałych rozkładu termicznego, przy czym cyklonowa komora spalania zasilana jest przez przynajmniej część paliwa stałego wytworzonego przez zespół obróbki wtórnej, zaś zespół spalania gazów pochodzących z rozkładu termicznego zasilany jest przez gazy pochodzące z rozkładu termicznego, a zespół odzyskiwania energii jest zasilany przez produkty wytwarzane przez zespół spalania gazów pochodzących z rozkładu termicznego i ewentualnie przez gazy wytworzone w cyklonowej komorze spalania, oraz zespół przeznaczony do kierowania gorących gazów wytworzonych w cyklonowej komorze spalania w stronę zespołu odzyskiwania energii, znamienny tym, że zespół (6) obróbki wtórnej produktów stałych rozkładu termicznego stanowi zespół oczyszczający zwęglone cząstki stałe, który zawiera kadź mieszania (16), ochładzającą substancję stałą urządzenie (18) do wydobywania materii mineralnej połączone z kadzią (16), kadź (23) do płukania na gorąco oraz urządzenie (27) filtrująco - wypłukujące wodę z oczyszczonej zwęglonej substancji stałej.
7. 7. Układ według zastrz. 6, znamienny tym, że przed zespołem (6) obróbki wtórnej produktów stałych rozkładu termicznego i przed piecem (1) do przeprowadzania rozkładu termicznego umieszczonyjest zespół (0) wstępnego przetwarzania odpadów, korzystnie osuszacz.