PL201315B1 - Sposób obróbki pozostałości spalania z urządzenia do spalania - Google Patents

Abstract

Sposób obróbki pozostałości spalania z urządzenia do spalania polega na tym, że regulację spalania prowadzi się tak, że proces spiekania i/lub stapiania w żużel następuje już w złożu paleniskowym głównej strefy spalania, a uzyskiwanie przy tym pozostałości spalania gasi się w odżużlaczu mokrym i usuwa się z niego. Mokre pozostałości spalania pochodzące z odżużlacza mokrego dzieli się najpierw na dwie frakcje za pomocą procesu przesiewania, następnie płucze się frakcję główną wodą odprowadzaną z odżużlacza mokrego i oddziela się przy tym przylegające drobne cząstki. Opłukane części pozostałości spalania doprowadza się do wykorzystania, a woda płuczkowa z wprowadzonymi do niej podczas procesu płukania najdrobniejszymi cząstkami przechodzi do odżużlacza mokrego. Frakcję drobną uzyskiwaną przy mechanicznym procesie oddzielania doprowadza się ponownie do procesu spalania.

Description

(21) Numer zgłoszenia: 359317 ^{(51) Int.Cl.}

F23G 5/00 (2006.01) B03B 9/04 (2006.01)

Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: 24.03.2003 (54)

Sposób obróbki pozostałości spalania z urządzenia do spalania (30) Pierwszeństwo:

27.03.2002,DE,10213790.0 (43) Zgłoszenie ogłoszono:

06.10.2003 BUP 20/03 (45) O udzieleniu patentu ogłoszono:

31.03.2009 WUP 03/09 (73) Uprawniony z patentu:

Martin GmbH far Umwelt- und Energietechnik,Monachium,DE Mitsubishi Heavy Industries Ltd.,Tokio,JP (72) Twórca(y) wynalazku:

Johannes Martin,Monachium,DE Oliver Gohlke,Monachium,DE Joachim Horn,Dietramszell,DE

Michael Busch,Rosenheim,DE (74) Pełnomocnik:

Borowska-Kryśka Urszula, PATPOL Sp. z o.o.

(57) 1. Sposób obróbki pozostałości spalania z urządzenia do spalania, zwłaszcza z urządzenia do spalania odpadów, w którym paliwo spala się na ruszcie paleniskowym, a powstające przy tym pozostałości spalania doprowadza się do podwyższonej temperatury przez odpowiednią regulację spalania, znamienny tym, że regulację spalania prowadzi się tak, że przebieg spiekania i/lub stapiania pozostałości spalania w żużel, następuje już w złożu paleniskowym głównej strefy spalania, a uzyskiwane pozostałości spalania gasi się razem w odżużlaczu mokrym i z niego usuwa, przy czym pochodzące z odżużlacza mokrego mokre pozostałości spalania rozdziela się najpierw na dwie frakcje za pomocą mechanicznego procesu oddzielania, a następnie frakcję główną zawierającą zasadniczo frakcję zgrubną i frakcję nadziarnową płucze się wodą odprowadzaną z odżużlacza mokrego i oddziela przy tym drobniejsze, przylegające cząstki, przy czym wodę płuczkową z wprowadzonymi do niej podczas przebiegu płukania drobniejszymi cząstkami, doprowadza się do odżużlacza mokrego.

PL 201 315 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób obróbki pozostałości spalania z urządzenia do spalania, zwłaszcza z urządzenia do spalania odpadów, przy którym paliwo spala się na ruszcie paleniskowym, a powstają ce przy tym pozostał oś ci spalania doprowadza się do wyż szej temperatury za pomocą odpowiedniej regulacji spalania.

Przy sposobie tego rodzaju, znanym z opisu europejskiego EP 0 667 490 B1, paliwo na ruszcie paleniskowym nagrzewa się tak silnie, że powstający przy tym żużel przed doprowadzeniem do stopnia stapiania umieszczonego poza rusztem paleniskowym ma temperaturę, niewiele niższą od temperatury topnienia tego żużla. Przy tym sposobie, spalanie reguluje się tak, że żużel przy końcu rusztu paleniskowego ma możliwie wysoką temperaturę aby zmniejszyć nakłady energii w dołączonym stopniu stapiania. Wskutek tego nie zachodzi jednak żądane spiekanie się czy stapianie żużla. Aby mimo tego uzyskać żądaną jakość żużla, konieczne jest dołączenie stopnia stapiania. Dołączony stopień stapiania wymaga nie tylko odpowiedniego urządzenia, lecz zwiększonego nakładu energii mimo wspomnianego prowadzenia sposobu.

Istotne dla żądanej jakości żużla są nieorganiczne i organiczne składniki substancji szkodliwych pozostające z odpadów. Jako nieorganiczne składniki substancji szkodliwych należy wymienić przede wszystkim metale ciężkie i sole, natomiast organiczne substancje szkodliwe pochodzą z niezupełnego spalania. Istotne dla oceny jakości żużla jest też to, jak istniejące substancje szkodliwe wymywają się przy próbach wymywania. Poza tym znaczenie mają własności mechaniczne dla oceny przydatności dla celów techniki budowlanej, na przykład przy składowaniu, lub budowach ziemnych i budowach dróg.

Ze względu na wysokie temperatury przy obróbce pozostałości spalania dokonywanej w stopniu stapiania, stopione pozostałości spalania odznaczają się niewielkim udziałem związków organicznych. Podczas, gdy typowe żużle z urządzeń do spalania odpadów mają substancje niespalone mierzone zwykle jako stratę podczas prażenia wynoszącą 1 do 5% wag., to strata ta przy stopionych pozostałościach spalania wynosi mniej niż 0,3% wag. Ponadto, stopione pozostałości spalania odznaczają się niewielkim udziałem wypłukiwalnych soli i metali ciężkich, gdyż odparowują one lub przy oziębianiu stopu wiązane są w tworzącej się szklistej matrycy.

Zadaniem wynalazku jest opracowanie sposobu, w którym przebieg spalania reguluje się tak, że uzyskuje się całkowicie spieczony żużel o żądanej jakości, bez stosowania dołączanych agregatów do stapiania lub zeszklania, a przy niewielkim nakładzie aparaturowym unika się wad powstawania pyłu zamykającego dostęp powietrza do komory paleniskowej i umożliwia małe zużycie wody.

Pod określeniem „całkowicie spieczony żużel rozumie się materiał składający się ze spieczonych i/lub stopionych kawałków, które zwykle mają wielkość ziarna wynoszącą co najmniej 2 do 8 mm. Kawałki te stanowią pozostałości spalania odpadów i zaglomerowane są przez całkowite lub powierzchniowe stopienie.

Spieczone lub stopione kawałki, ze względu na uwalnianie się gazu przy spiekaniu względnie stapianiu, mogą posiadać strukturę porowatą. Możliwa porowatość całkowicie spieczonego żużla powodowana jest tym, że temperatura stopionego żużla w złożu paleniskowym nie jest na tyle wysoka, aby spowodować wystarczająco niską lepkość i tym samym odprowadzenie pęcherzyków gazu, co w technice wyrobu szkła nazywa się także klarowaniem. Odróżnia się przy tym całkowicie spieczony żużel od typowo zeszklonych żużli, które uzyskuje się dodatkowo prowadzonymi sposobami wysokotemperaturowymi w piecach tyglowych wymurowanych materiałem ogniotrwałym lub w innych agregatach do stapiania.

Poza tym całkowicie spieczony żużel zawiera także części składowe odpadów, takie jak szkło lub metale, które w znacznym stopniu nie podlegając procesowi spalania przechodzą po ruszcie paleniskowym tak, że w ściślejszym znaczeniu, w złożu paleniskowym nie podlegają stapianiu ani spiekaniu, jednakże w odniesieniu do wypalania i wypłukiwanych substancji szkodliwych, posiadają żądane własności.

Określenie „spiekanie zgodnie z Hammerli'm (Miill und Abfall 31, Beiheft Entsorgung von Schlacken und sonstigen Reststoffen, str. 142, 1994r) stanowi szczególny przypadek stapiania i zmrażania. Tak więc dalej określenie „spiekanie wykracza poza często w nauce używanie tego określenia jako „powierzchniowe przytapianie lub stapianie cząstek. Kawałki całkowicie spieczonego żużla mogą więc być także całkowicie lub częściowo stopione.

PL 201 315 B1

Jako żużel resztkowy nazywać się będzie dalej części składowe żużla, które nie są spieczone i/lub stopione. Żużel resztkowy charakteryzuje się, w porównaniu do całkowicie spieczonego żużla, małą wielkością ziarna oraz większą stratą prażenia i udziałem wypłukiwalnych substancji szkodliwych.

Z opisu niemieckiego DE 701 606 C znane jest przemieszczanie pozostałości spalania do odżużlacza zawierającego szyb wlotowy i zbiornik odżużlacza o wznoszącej się rynnie wytłaczającej i usuwania ich stamtąd za pomocą popychacza wytłaczającego. Przy tym do zbiornika odżuż lacza doprowadza się wodę służącą do gaszenia żużla, przy czym do zbiornika odżużlacza doprowadza się tylko tyle świeżo wprowadzanej wody, ile odprowadzane jej jest z żużlem wskutek jego nawilżenia. Ustala się przy tym równowaga stężenia w odniesieniu do licznych substancji i związków, na przykład soli przylegających w pozostałościach tak, że zmniejszenie ich stężenia jest niemożliwe. Wskutek tego powstają niezadowalające własności żużla odnośnie jego zdolności do składowania i dalszego przetwarzania w materiały budowlane. Wadę tę uzasadnia się także tym, że nie przeprowadza się rozdziału względnie klasyfikacji pozostałości spalania na frakcje o lepszych własnościach i na frakcje o gorszych własnościach tak, że wskutek tego całość powstających pozostałości spalania ma niezadowalające własności.

Z opisu niemieckiego DE 44 23 927 A1 znane jest, że pozostałości spalania nadchodzące z pieca wprowadza się , bez uprzedniego ozię biania, bezpoś rednio do ką pieli wodnej zgrubnego oczyszczania. Suchy i zgrubnie oczyszczony żużel zostaje podzielony na co najmniej dwie frakcje. Wszystkie cząstki mniejsze od 2 mm przynależą do pierwszej frakcji, a reszta cząstek należy do drugiej frakcji, która w stopniu sitowym zostaje podzielona na co najmniej dwie frakcje, a wszystkie cząstki, które są mniejsze od 27 do 35 mm tworzą trzecią frakcję, przy czym pozostałe cząstki przynależą do czwartej frakcji. W ten sposób uzyskuje się frakcje pozostałości spalania o zadowalających własnościach. Wadą tego sposobu jest silne tworzenie się pyłu i problemy z odcięciem dostępu powietrza do komory spalania.

Sposób obróbki pozostałości spalania z urządzenia do spalania, zwłaszcza z urządzenia do spalania odpadów, w którym paliwo spala się na ruszcie paleniskowym, a powstające przy tym pozostałości spalania doprowadza się do podwyższonej temperatury przez odpowiednią regulację spalania, według wynalazku charakteryzuje się tym, że regulację spalania prowadzi się tak, że przebieg spiekania i/lub stapiania pozostałości spalania w żużel, następuje już w złożu paleniskowym głównej strefy spalania, a uzyskiwane pozostałości spalania gasi się razem w odżużlaczu mokrym i z niego usuwa, przy czym pochodzące z odżużlacza mokrego mokre pozostałości spalania rozdziela się najpierw na dwie frakcje za pomocą mechanicznego procesu oddzielania, a następnie frakcję główną zawierającą zasadniczo frakcję zgrubną i frakcję nadziarnową płucze się wodą odprowadzaną z odżużlacza mokrego i oddziela przy tym drobniejsze, przylegające cząstki, przy czym wodę płuczkową z wprowadzonymi do niej podczas przebiegu płukania drobniejszymi czą stkami, doprowadza się do odżużlacza mokrego.

Korzystnie, w sposobie według wynalazku frakcję główną zawierającą zasadniczo frakcję zgrubną i frakcję nadziarnową, poddaje się procesowi rozdrabniania, po czym płucze się wodą odprowadzaną z odżużlacza mokrego.

Podczas regulacji spalania wzbogaca się tlenem pierwsze powietrze spalania o 25% obj. do 40% obj.

Podczas regulacji spalania nagrzewa się wstępnie pierwsze powietrze spalania do temperatury od 100°C do 400°C.

Temperaturę złoża paleniskowego nastawia się na 1000°C do 1400°C.

Korzystnie, w sposobie nastawia się regulację spalania tak, że w całej pozostałości spalania uzyskuje się udział 25% do 75% całkowicie spieczonego żużla.

Popiół lotny uzyskiwany przy procesie spalania, doprowadza się ponownie do procesu spalania.

Najdrobniejszą frakcję i drobną frakcję, uzyskiwane w mechanicznym procesie oddzielania, doprowadza się do procesu spalania.

Frakcję główną płukaną wstępnie wodą z odżużlacza mokrego popłukuje się świeżo doprowadzaną wodą.

Korzystnie, w sposobie według wynalazku przynajmniej część wody pochodzącej z popłukiwania, doprowadza się do oczyszczania gazów odlotowych.

Przynajmniej część wody pochodzącej z popłukiwania, doprowadza się do odżużlacza mokrego.

PL 201 315 B1

W sposobie według wynalazku przeprowadza się oddzielanie metalu dla frakcji głównej, przy czym frakcję główną poddaje się dodatkowemu mechanicznemu procesowi oddzielania.

Przeprowadza się osobno oddzielanie metalu dla frakcji nadziarnowej i dla frakcji zgrubnej.

Frakcję nadziarnową poddaje się procesowi rozdrabniania.

Frakcję zgrubną oddzieloną od frakcji głównej miesza się z rozdrobnionymi pozostałościami spalania z rozdrabniania nadziarna, tworząc pierwszą frakcję mieszaną.

Pierwszą frakcję mieszaną poddaje się mechanicznemu procesowi oddzielania.

W sposobie wedł ug wynalazku rozdrabnia się część frakcji zgrubnej.

Frakcję drobną i frakcję najdrobniejszą, powstające przy rozdrabnianiu frakcji zgrubnej, miesza się z frakcją zgrubną, tworząc drugą frakcję mieszaną.

Drugą frakcję mieszaną płucze się wodą z odżużlacza mokrego i oddziela się frakcję najdrobniejszą.

Frakcję najdrobniejszą razem z wodą płuczkową doprowadza się do odżużlacza mokrego.

Oddzielone metale płucze się wodą z odżużlacza.

Jako mechaniczny proces oddzielania stosuje się proces przesiewania.

Do wody w odżużlaczu mokrym dodaje się środki strącające dla rozpuszczalnych metali ciężkich.

Sposób według wynalazku stosuje się zawsze wtedy, gdy wychodzi się z założenia, że wykorzystywana frakcja główna zawiera niewielki udział wypłukiwalnych substancji szkodliwych, takich jak przykładowo sole lub metale ciężkie.

Wynalazek obejmuje dwa zakresy główne, przy czym jeden zakres główny polega na regulacji spalania, a drugi zakres główny obejmuje mechaniczną obróbkę wstępną pozostałości spalania uzyskanych podczas procesu spalania. Ten drugi zakres główny zawiera różne warianty sposobu zależne od składu paliwa.

Pierwszy zakres główny dla obu następujących odmian sposobu jest jednakowy w odniesieniu do mechanicznej obróbki wstępnej i polega na tym, że na proces spalania na ruszcie paleniskowym wpływa się tak, iż proces spiekania i/lub stapiania zachodzi już na ruszcie paleniskowym w głównej strefie spalania, a niespieczone lub niestopione pozostałości spalania są zawracane ponownie, aby przy drugim lub trzecim przejściu ulec żądanemu procesowi spieczenia i/lub stopienia.

Myślą przewodnią wynalazku jest więc to, aby przebieg spiekania i/lub stapiania pozostałości spalania przeprowadzać już w złożu paleniskowym głównej strefy spalania, co dotychczas uważane było za niemożliwe. Jest bowiem dla mechanicznych rusztów paleniskowych wysoce szkodliwe, gdy ciekły żużel przedostanie się pomiędzy poszczególne pręty rusztu lub inne ruchome części rusztu paleniskowego. Z tego względu unikano stapiania żużla na ruszcie i zwracano uwagę, aby w złożu paleniskowym nie występowała temperatura topnienia żużla.

W sposobie wedł ug wynalazku proces spiekania i/lub stapiania zachodzi w górnym obszarze złoża paliwowego, gdyż od góry zachodzi największe oddziaływanie cieplne powodowane promieniowaniem korpusu emitującego płomienie, a od dołu, przez doprowadzanie stosunkowo zimnego pierwszego powietrza spalania temperatura materiału leżącego bezpośrednio na ruszcie paliwowym, może być utrzymywana jako niższa niż na górnej stronie złoża paleniskowego. Ponieważ przy takim regulowaniu spalania nie wszystkie istniejące pozostałości spalania mogą zostać przemienione w całkowicie spieczony żużel o żądanej jakości, pozostałości spalania nie wykazujące własności całkowicie spieczonego żużla doprowadza się ponownie do procesu spalania.

Ponieważ spiekanie i/lub stapianie żużla uzyskuje się w złożu paleniskowym paleniska rusztowego, zbędne jest dodatkowe zewnętrzne źródło energii. Uzyskana jakość w znacznym stopniu odpowiada produktom znanym fachowcom, a pochodzącym z dodatkowych termicznych wysokotemperaturowych sposobów stapiania i zeszklania. Stosuje się przy nich agregaty, takie jak rurowe piece obrotowe, piece tyglowe i komory topienia żużla. Istotną wadą tych znanych sposobów jest jednak konieczność stosowania bardzo kosztownych dodatkowych agregatów i wysokie zużycie energii, czego unika się przy stosowaniu niniejszego wynalazku, a mimo to uzyskuje się żużel o zbliżonej jakości.

Przy pierwszej odmianie sposobu, odnośnie mechanicznej obróbki wstępnej, następuje prowadzenie w obiegu kołowym wody pochodzącej z odżużlacza mokrego, w ten sposób, że frakcja główna wykazująca dobre własności jakościowe, bez zastosowania dużych ilości świeżo doprowadzanej wody zostaje uwolniona od przylegających drobnych cząstek, które według wynalazku pogarszają jakość frakcji głównej tak, że do przeróbki są jako żużel pozostałości spalania o dobrych własnościach jakościowych.

PL 201 315 B1

Natomiast, w przypadku gdy w istniejących pozostałościach spalania spodziewany jest wysoki udział wypłukiwalnych substancji szkodliwych, np. soli lub metali ciężkich, w sposobie według wynalazku korzystnie oddzieloną frakcję główną zawierającą zasadniczo frakcję zgrubną i frakcję nadziarnową, poddaje się procesowi rozdrabniania i następnie płucze wodą odprowadzaną z odżużlacza mokrego. Rozdrabnianie frakcji głównej powoduje, że w następującym procesie płukania, szkodliwe substancje zamknięte w dużych cząstkach pozostałości spalania, zostają wypłukane i tym samym oddzielone od wykorzystywanej frakcji głównej, wskutek czego mimo silnego obciążenia tych pozostałości spalania substancjami szkodliwymi, duży udział pozostałości spalania uzyskuje się jako wykorzystywalny żużel, bez obawy późniejszego wypłukiwania się szkodliwych substancji w większych ilościach.

Najpierw zostanie omówiony główny zakres wynalazku obejmujący regulację spalania.

Istotnym aspektem regulacji spalania sposobem według wynalazku jest to, że prowadzi się wzbogacanie tlenem pierwszego powietrza spalania w ilości około 25% do 40% obj. Inny korzystny zabieg polega na tym, że prowadzi się podgrzewanie wstępne pierwszego powietrza spalania do temperatury od około 100°C do 400°C. Zabiegi te, zależnie od warunków, prowadzi się osobno lub w kombinacji. Korzystnie, w zależności od jakości paliwa, temperaturę złoża paleniskowego w głównej strefie spalania ustala się na 1000°C do 1400°C.

Wszystkie zabiegi w ramach regulacji spalania służące do nastawienia żądanych warunków, przy których pozostałości spalania przetwarzają się w spieczony i/lub stopiony żużel, dobiera się tak, że powstaje udział całkowicie spieczonego żużla stanowiący 25-75% wag. całości pozostałości spalania. Przy tych zabiegach należy zapewnić, aby w złożu paleniskowym głównej strefy spalania na ruszcie paleniskowym była dostateczna ilość niestopionego materiału, który otacza stopiony żużel tak, że nie może on uszkodzić mechanicznych części rusztu paleniskowego.

W korzystnym wykonaniu wynalazku popiół lotny doprowadza się ponownie do procesu spalania. Ten popiół lotny opuszcza złoże paleniskowe wraz z gazami odlotowymi przechodzącymi poprzez kocioł parowy i oddzielany jest w dołączonym filtrze gazów odlotowych.

Poniżej zostanie omówiony kolejny główny zakres wynalazku, który dotyczy dwóch odmian mechanicznej obróbki wstępnej pozostałości spalania.

Frakcję najdrobniejszą i frakcję drobną, uzyskiwane przy mechanicznym rozdzielaniu, w dalszej postaci wykonania wynalazku doprowadza się do procesu spalania. Frakcje te zostają poddane jeszcze raz przebiegowi spalania, wskutek czego powstaje możliwość stopienia się i spieczenia tych frakcji.

Zabiegi te eliminują wady wyjaśnianego na wstępie prowadzenia sposobu, w którym całość pozostałości spalania może być doprowadzana do wykorzystania tylko wtedy, gdy przypadkowo udział składników o gorszych własnościach jest mały. W stosunku do drugiego ze znanych sposobów unika się także tworzenia się pyłu oraz uszczelniania komory spalania. Poza tym, dodatkowo przez zawracanie frakcji najdrobniejszej i frakcji drobnej o gorszych własnościach jakościowych, wzrasta udział wykorzystywalnych pozostałości spalania, gdyż zawrócone drobne cząstki, po jednym lub wielu zawróceniach, mają sposobność aglomeracji w pozostałości spalania o żądanych własnościach. W drugim ze znanych sposobów zaleta taka również występuje ze względu na brak zawracania.

W innym wykonaniu wynalazku, frakcję główną płukaną wstępnie wodą z odżużlacza mokrego, popłukuje się świeżo doprowadzaną wodą tak, że spłukuje się wodę z odżużlacza znacznie obciążoną szkodliwymi substancjami i uzyskuje się dalszą poprawę jakości pozostałości spalania względnie spieczonego żużla. Zastosowanie świeżo doprowadzanej wody do popłukiwania frakcji zgubnej ma również tę zaletę, że przynajmniej część wody pochodzącej z popłukiwania, można doprowadzić do oczyszczania gazów odlotowych bez potrzeby wstępnego oczyszczania tej wody, gdyż udział substancji szkodliwych jest w niej stosunkowo mały. Poza tym korzystne jest, gdy przynajmniej część wody pochodzącej z popłukiwania, doprowadza się do odżużlacza mokrego. Wskutek tego, poziom w odżużlaczu mokrym utrzymuje się prawidłowy, gdyż wraz z odprowadzaną ilością pozostało ści spalania odprowadzana jest także woda tak, że ilość wody w odżużlaczu mokrym maleje i musi być zawsze uzupełniana. Ponieważ woda pochodząca z popłukiwania zawiera tylko niewielkie ilości wapnia i siarczanów, wię c nie ma niebezpieczeń stwa zatykania się przewodów lub dysz.

W przypadku, gdy w przebiegu oddzielania, frakcja główna zawiera jeszcze duż y udział frakcji nadziarnowej, która zwykle ma dużą zawartość złomu, to w dalszym wykonaniu wynalazku frakcję zgrubną poddaje się dodatkowemu mechanicznemu procesowi oddzielania.

Poniżej, bez ograniczania wynalazku, tylko przykładowo, w celu uwidocznienia przykładowo poszczególnych zakresów, podaje się, że frakcja najdrobniejsza powinna mieć wielkość ziarna

PL 201 315 B1 do 2 mm, frakcja drobna, wielkość ziarna 2 do 8 mm, frakcja zgrubna wielkość ziarna 8 do 32 mm, a frakcja nadziarnowa powinna mieć wielkość ziarna ponad 32 mm. Wartości te służą jedynie lepszemu zrozumieniu i do zgrubnej orientacji, przy czym oczywiście każda frakcja może zawierać określony udział niżej leżącej, drobniejszej frakcji, o ile ta drobniejsza frakcja nie ma większego znaczenia. Zwykle frakcja drobna, która pochodzi bezpośrednio z odżużlacza i ma wielkość ziarna od 2 do 8 mm, stanowi ten udział pozostałości spalania, który korzystnie zawraca się do procesu spalania. Przy realizacji sposobu, za pomocą przebiegu rozdrabniania uzyskuje się taką wielkość ziarna, która tej drobnej frakcji odpowiada co do rozkładu wielkości ziarna, ale odnośnie jakości dla dalszego wykorzystania posiada standard wyższej wartości tak, że ta drobna frakcja nazywana będzie jakościową frakcją drobną.

Jeżeli więc na przykład, przy pierwszym oddzielaniu zgrubnym dotrzymana zostanie granica oddzielania 32 mm, tzn. gdy oddzielona zostaje frakcja nadziarnowa, to zaleca się, aby przeprowadzić drugie mechaniczne oddzielanie, które zachodzi wtedy np. przy 8 mm, przy czym wszystkie cząstki, które są mniejsze od 8 mm doprowadza się ponownie do procesu spalania.

Aby uniknąć uszkodzenia mechanicznych urządzeń oddzielających przez duże części złomu, zaleca się, aby dla frakcji głównej przeprowadzić oddzielanie metalu.

Frakcja główna, która zawiera frakcję nadziarnową i frakcję zgrubną, może w ten sposób zostać uwolniona nie tylko od dużych części złomu, lecz także od wszystkich innych metalowych części, które doprowadza się do osobnego wykorzystania.

Zależnie od prowadzenia sposobu i zamierzonego dalszego wykorzystania uzyskanych pozostałości spalania, oraz w zależności od składu tych pozostałości spalania, celowe może być, aby oddzielanie metali przeprowadzać oddzielnie dla frakcji nadziarnowej i dla frakcji zgrubnej.

Jeżeli na przykład pozostałości spalania mają być zastosowane do budowy dróg, to zaleca się, aby po oddzieleniu metali frakcję nadziarnową poddać dodatkowemu przebiegowi rozdrabniania, gdyż części, które są np. większe od 32 mm są mało przydatne do tego zastosowania.

Realizując sposób, pod względem przygotowania możliwie dużej frakcji do dalszego wykorzystania, korzystne jest w innej postaci wykonania wynalazku, aby oddzieloną od frakcji głównej frakcję zgrubną zmieszać z rozdrobnionymi pozostałościami spalania pochodzącymi z rozdrabniania nadziarna i utworzyć pierwszą frakcję mieszaną. Przy tym celowe może być, aby frakcję mieszaną poddać mechanicznemu przebiegowi oddzielania, gdyż przy przebiegu rozdrabniania powstają także takie wielkości ziarna, które do dalszego wykorzystania nie są pożądane i na przykład powinny zostać zawrócone ponownie do procesu spalania.

Gdy pozostałości spalania mają być przygotowane dla szczególnie godnego uwagi zakresu stosowania, który polega na wytwarzaniu warstw nośnych przy budowie dróg, to materiał musi być zagęszczalny, co utrudnione jest bez udziału frakcji drobnej, która w podanym wyżej zgrubnym podziale zawiera się pomiędzy 2 i 8 mm. Z tego względu zaleca się, aby część frakcji zgrubnej poddać procesowi rozdrabniania, aby z pewnością uzyskać ten konieczny udział frakcji drobnej i nie być skazanym na przypadkowy udział ziarna o tej wielkości. Korzystnie około 30% frakcji zgrubnej poddaje się temu procesowi rozdrabniania. Frakcję drobną i frakcję najdrobniejszą powstające przy rozdrabnianiu frakcji zgrubnej, miesza się z frakcją zgrubną tworząc drugą frakcję mieszaną. Korzystnie udział frakcji zgrubnej w tej frakcji mieszanej przeznaczonej do budowy dróg, wynosi około 70%.

W tej drugiej frakcji mieszanej przeważa udział ziarna większego niż 8 mm, gdyż takie części składowe zgodnie z doświadczeniem mają wymaganą jakość dla dalszego wykorzystania, przy czym konieczny jest mniejszy udział frakcji ziarna pomiędzy 2 i 8 mm, aby zapewnić wspomnianą zagęszczalność tych pozostałości spalania przeznaczonych do budowy dróg.

Jeżeli realizując sposób według wynalazku drugą frakcję mieszaną wypłucze się wodą z odżużlacza mokrego i oddzieli się frakcję najdrobniejszą, to ma się pewność, że udział ziarna o wielkości poniżej 2 mm, które często szczególnie silnie obciążone jest substancjami szkodliwymi, jest oddzielony od udziałów wykorzystywalnych.

Ta woda płuczkowa w korzystny sposób może być ponownie doprowadzona do odżużlacza mokrego, jak to już było wyjaśniane. Zamiarem i celem takiego zawracania jest możliwie małe zużycie świeżo doprowadzanej wody.

Zaleca się aby oddzielone metale poddać płukaniu wodą z odżużlacza, ażeby spłukać przylegające ewentualnie pozostałości spalania.

Korzystne jest, aby jako mechaniczny przebieg oddzielania zastosować proces przesiewania.

PL 201 315 B1

Poprawie jakości uzyskanych pozostałości spalania wyjątkowo pomaga, gdy do wody z odżużlacza mokrego dodać środki strącające dla rozpuszczalnych metali ciężkich. Wskutek tego można oddzielić te metale ciężkie.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat blokowy sposobu podstawowego, fig. 2 - schemat blokowy sposobu podstawowego z dodatkowym popłukiwaniem, fig. 3 - schemat blokowy innego wykonania sposobu podstawowego z dodatkowymi operacjami sposobu, a fig. 4 przedstawia schemat blokowy sposobu podstawowego z dodatkiem środków strącających.

Odpowiednio do przedstawienia na schematach blokowych 1000 kg odpadów o zawartości popiołu 220 kg wprowadza się na palenisko rusztowe i spala się w ten sposób, że część stanowiąca 25%-75% odpadów spalania ulega przemianie w całkowicie spieczony żużel. Podczas przebiegu spalania powstaje 800 kg gazów odlotowych i 300 kg pozostałości spalania. Wprowadza się je do odżużlacza mokrego, z którego, ze względu na nawilżenie odprowadza się 315 kg pozostałości spalania względnie żużla. Te odpady spalania poddaje się mechanicznemu rozdzielaniu, w niniejszym przypadku, przesiewaniu przy 8 mm. Wskutek tego oddzielone zostaje 215 kg pozostałości spalania względnie żużla stanowiące frakcję główną o wielkości ziarna ponad 8 mm, oraz frakcja drobna i frakcja najdrobniejsza <8 mm w ilości rzędu 100 kg. Żużel o wielkości ziarna 8 mm, który zawiera frakcję zgrubną i frakcję nadziarnową, zostaje poddany obróbce mokrej, przy czym 1000 l wody odprowadza się z odżużlacza mokrego, aby przepłukać ten żużel i wypłukać przy tym drobne cząstki poniżej 8 mm, które stanowią wielkość rzędu 15 kg. Płukanie to prowadzi się celowo na sicie o przesiewie 8 mm lub mniejszym. Wodę żużlową - zawierającą żużel, razem z tymi cząstkami drobnymi i cząstkami najdrobniejszymi, doprowadza się ponownie do odżużlacza mokrego. Wypłukany żużel zostaje odprowadzony i zastosowany np. do budowy dróg. Oddzielona przy przesiewaniu frakcja drobna w iloś ci okoł o 100 kg podawana jest zwykle ponownie na palenisko rusztowe, aby uzyskać dalej postępujące spieczenie. Możliwe jest jednak doprowadzanie tego udziału do innych sposobów obróbki. Doprowadza się 40 l wody pochodzącej z zewnątrz, aby wyrównać stratę wody w odżużlaczu mokrym, występującą z tego powodu, że pozostałości spalania przy odprowadzaniu ich z odżużlacza mokrego prowadzą ze sobą także ciecz.

W innym wykonaniu sposobu, według fig. 2, po obróbce mokrej frakcji głównej o wielkości ziarna ponad 8 mm, następuje popłukiwanie świeżo doprowadzaną wodą, którą w ilości 80 l dodaje się do 200 kg frakcji głównej, aby uwolnić ją od przylegających cząstek pochodzących od obróbki mokrej w wodzie z odżużlacza mokrego. 40 litrów tej cieczy popłukującej odprowadza się do oczyszczania gazów odlotowych lub innego usuwania jako odpadu, natomiast następne 40 l doprowadza się do odżużlacza mokrego w celu wyrównania strat wody. Tak oczyszczony żużel doprowadza się do dalszego wykorzystania.

Na fig. 3 przedstawiona jest inna postać wykonania sposobu według wynalazku. Przy tym zmienionym sposobie 1000 kg odpadów, o zawartości 220 kg popiołu, doprowadza się do paleniska rusztowego. Przy spalaniu powstaje 800 kg gazów odlotowych i 320 kg pozostałości spalania, które przechodzą do odżużlacza mokrego. Z tego odżużlacza mokrego odprowadza się pozostałości spalania w ilości rzędu 336 kg. Wzrost ciężaru powstaje na skutek drobnych cząstek, które wskutek zawracania wody żużlowej doprowadzane są do odżużlacza mokrego. Do odżużlacza mokrego doprowadza się 40 l wody jako wyrównanie odprowadzonej wody. 336 kg żużla lub pozostałości spalania wprowadza się na sito o wielkości rozdzielania ziarna wynoszącej 32 mm. Frakcję nadziarnową o wielkości ziarna >32 mm doprowadza się najpierw do oddzielania metali. Powstający przy tym żużel przechodzi do rozdrabniarki, aby uzyskać żużel o wielkości rzędu 8 mm. Ten tak uzyskany ż u ż el wprowadza się na następne sito o ś rednicy oddzielania ziarna wynoszącej 8 mm. Z tego mechanicznego oddzielania odprowadza się 100 kg żużla względnie pozostałości spalania o średnicy ziarna <8 mm i korzystnie doprowadza się ponownie do paleniska rusztowego. Pozostający grubszy udział kieruje się do oddzielania metalu. Uzyskane przy tym metalowe części oraz metalowe części pochodzące z oddzielania metalu w opisanej wyżej operacji sposobu, łączy się i doprowadza do obróbki mokrej, aby opłukać przylegające części żużla. Uzyskuje się przy tym 20 kg żelaza i metali nieżelaznych, które doprowadza się do wykorzystania. Pozbawiony złomu żużel względnie frakcja zgrubna o wielkości ziarna 8 do 32 mm ma ciężar 215 kg. Z tego 60 kg doprowadza się do rozdrabniarki i rozdrabnia do wielkości ziarna >2 mm. Po rozdrobnieniu, rozdrobniona masa doprowadzana jest do strumienia głównego wynoszącego 155 kg i zostaje poddana obróbce mokrej na sicie o granicznym wymiarze cząstek oddzielanych

PL 201 315 B1 wynoszącym 2 mm. Wodę płuczkową w ilości 1000 l pobiera się z odżużlacza mokrego. Po tej obróbce mokrej do dyspozycji jest 155 kg żużla o wielkości ziarna od 8 do 32 mm oraz drobniejszy udział w ilości 45 kg, o średnicy ziarna 2 do 8 mm. Obie te frakcje doprowadza się do wykorzystania, natomiast udział frakcji drobniejszych, które mają średnicę mniejszą od 2 mm, doprowadza się ponownie do odżużlacza mokrego.

Na fig. 4 przedstawiony jest schemat blokowy podstawowej postaci wykonania odpowiadający fig. 1, w powiązaniu z dodawaniem środka strącającego dla rozpuszczalnych metali ciężkich. Ten środek strącający dodaje się do odżużlacza mokrego, aby obniżyć zawartość ołowiu w wodzie z odżużlacza wynoszącą zwykle 2 mg/l do zawartości 0,05 mg/l. Wskutek tego ładunek rozpuszczonego ołowiu, który istnieje w około 20 l wody żużlowej związanej z 200 kg żużla poddanego obróbce mokrej, redukuje się do 1 mg. 400 g ołowiu przechodzi podczas spalania do gazów odlotowych. Przy mechanicznym procesie rozdzielania z granicznym wymiarem cząstek 8 mm, 400 g ołowiu zostaje tak rozdzielone, że 200 g ołowiu pozostaje w 200 kg żużla, który po obróbce mokrej doprowadza się do wykorzystania, natomiast 200 g ołowiu wraz z frakcją drobną, poniżej 8 mm, przechodzi ponownie na palenisko rusztowe.

Claims (24)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób obróbki pozostał o ś ci spalania z urzą dzenia do spalania, zwł aszcza z urzą dzenia do spalania odpadów, w którym paliwo spala się na ruszcie paleniskowym, a powstające przy tym pozostałości spalania doprowadza się do podwyższonej temperatury przez odpowiednią regulację spalania, znamienny tym, że regulację spalania prowadzi się tak, że przebieg spiekania i/lub stapiania pozostałości spalania w żużel, następuje już w złożu paleniskowym głównej strefy spalania, a uzyskiwane pozostałości spalania gasi się razem w odżużlaczu mokrym i z niego usuwa, przy czym pochodzące z odżużlacza mokrego mokre pozostałości spalania rozdziela się najpierw na dwie frakcje za pomocą mechanicznego procesu oddzielania, a następnie frakcję główną zawierającą zasadniczo frakcję zgrubną i frakcję nadziarnową płucze się wodą odprowadzaną z odżużlacza mokrego i oddziela przy tym drobniejsze, przylegające cząstki, przy czym wodę płuczkową z wprowadzonymi do niej podczas przebiegu płukania drobniejszymi cząstkami, doprowadza się do odżużlacza mokrego.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że frakcję główną zawierającą zasadniczo frakcję zgrubną i frakcję nadziarnową, poddaje się procesowi rozdrabniania, po czym płucze się wodą odprowadzaną z odżużlacza mokrego.
3. 3. Sposób wedł ug zastrz. 1, znamienny tym, ż e podczas regulacji spalania wzbogaca się tlenem pierwsze powietrze spalania o 25% obj. do 40% obj.
4. 4. Sposób według zastrz. 1 albo 3, znamienny tym, że podczas regulacji spalania nagrzewa się wstępnie pierwsze powietrze spalania do temperatury od 100°C do 400°C.
5. 5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że nastawia się temperaturę złoża paleniskowego na 1000°C do 1400°C.
6. 6. Sposób według zastrz. 1 albo 3, albo 5, znamienny tym, że nastawia się regulację spalania tak, że w całej pozostałości spalania uzyskuje się udział 25% do 75% całkowicie spieczonego żużla.
7. 7. Sposób wedł ug zastrz. 1, znamienny tym, ż e popiół lotny uzyskiwany przy procesie spalania, doprowadza się ponownie do procesu spalania.
8. 8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że najdrobniejszą frakcję i drobną frakcję, uzyskiwane w mechanicznym procesie oddzielania, doprowadza się do procesu spalania.
9. 9. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że frakcję główną płukaną wstępnie wodą z odżużlacza mokrego popłukuje się świeżo doprowadzaną wodą.
10. 10. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że przynajmniej część wody pochodzącej z popłukiwania, doprowadza się do oczyszczania gazów odlotowych.
11. 11. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że przynajmniej część wody pochodzącej z popłukiwania, doprowadza się do odżużlacza mokrego.
12. 12. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że przeprowadza się oddzielanie metalu dla frakcji głównej.
13. 13. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że frakcję główną poddaje się dodatkowemu mechanicznemu procesowi oddzielania.

    PL 201 315 B1
14. 14. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że przeprowadza się osobno oddzielanie metalu dla frakcji nadziarnowej i dla frakcji zgrubnej.
15. 15. Sposób według zastrz. 1 albo 14, znamienny tym, że frakcję nadziarnową poddaje się procesowi rozdrabniania.
16. 16. Sposób według zastrz.14, znamienny tym, że frakcję zgrubną oddzieloną od frakcji głównej miesza się z rozdrobnionymi pozostałościami spalania z rozdrabniania nadziarna, tworząc pierwszą frakcję mieszaną.
17. 17. Sposób według zastrz.16, znamienny tym, że pierwszą frakcję mieszaną poddaje się mechanicznemu procesowi oddzielania.
18. 18. Sposób według zastrz. 1 albo 14 albo 16, znamienny tym, że część frakcji zgrubnej rozdrabnia się.
19. 19. Sposób według zastrz. 18, znamienny tym, że frakcję drobną i frakcję najdrobniejszą, powstające przy rozdrabnianiu frakcji zgrubnej, miesza się z frakcją zgrubną, tworząc drugą frakcję mieszaną.
20. 20. Sposób według zastrz. 19, znamienny tym, że drugą frakcję mieszaną płucze się wodą z odż uż lacza mokrego i oddziela się frakcję najdrobniejszą.
21. 21. Sposób według zastrz. 20, znamienny tym, że frakcję najdrobniejszą razem z wodą płuczkową doprowadza się do odżużlacza mokrego.
22. 22. Sposób według zastrz. 12 albo 14, znamienny tym, że oddzielone metale płucze się wodą z odż u ż lacza.
23. 23. Sposób według zastrz. 1 albo 13 albo 17, znamienny tym, że jako mechaniczny proces oddzielania stosuje się proces przesiewania.
24. 24. Sposób według zastrz. 1 albo 20, znamienny tym, że do wody w odżużlaczu mokrym dodaje się środki strącające dla rozpuszczalnych metali ciężkich.