PL211808B1 - Sposób i urządzenie do obróbki chemiczno-termicznej materiałów - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób oraz urządzenie do obróbki chemiczno-termicznej materiałów a zwłaszcza odpadów.

Znane są sposoby obróbki chemicznej i termicznej różnych materiałów, polegające na realizacji operacji jednostkowych połączonych z procesami chemicznymi takie jak sposób wytwarzania rozdrobnionego węglanu wapniowego z fosfogipsów przedstawiony w amerykańskim opisie patentowym nr US 6761864 lub absorbentu krzemianowego w oparciu o rozwiązanie przedstawione w amerykańskim opisie patentowym nr US 6269952. Wymienione sposoby są przykładem niepełnego wykorzystania niektórych czynników fizykochemicznych występujących w zaproponowanych procesach. Opisane sposoby obróbki materiałów odznaczają się niedogodnościami takimi jak ogrzewanie i schładzanie produktu, który następnie podgrzewa się ponownie, aby móc przeprowadzić kolejną operację lub też poddawanie półproduktu egzotermicznemu procesowi chemicznemu bez wykorzystywania wytwarzanej w tym procesie energii cieplnej. Z kolei w europejskim opisie patentowym nr EP 0705795 osady ściekowe traktuje się wapnem palonym mielonym w celu uzyskania podgrzanych luźnych granulek, które suszy się w strumieniu gazów a następnie miele. Ponieważ operacje mieszania, suszenia i mielenia realizowane są w procesach rozdzielonych w czasie i w różnych urządzeniach ciepło kontynuowanej reakcji hydratacji oraz ciepło wydzielane w operacji mielenia są tracone powodując straty energii cieplnej zużywanej w całym procesie technologicznym.

Celem sposobu według wynalazku jest wyeliminowanie przedstawionych wyżej niedogodności.

Sposób obróbki chemiczno-termicznej materiałów według wynalazku charakteryzuje się tym, że materiały poddane są wstępnemu rozdrobnieniu i wymieszaniu z reagentem a następnie równoczesnemu mieleniu, suszeniu, hydratacji i/lub zobojętnianiu przy czym w kulminacyjnej fazie hydratacji lub zobojętniania cząsteczki materiałów i reagenta wprawiane są w ruch wirowy o dużej prędkości z wykorzystaniem strumieni gazów.

Do wytworzenia ruchu wirowego wykorzystuje się strumienie gazów o prędkościach od 0,1 do 8 razy większych od prędkości dźwięku takie jak sprężone powietrze, gazy odlotowe lub strumienie gazów spalinowych korzystnie wytwarzane w generatorach gazów.

Do strumienia gazowego dodajemy dwutlenek węgla w ilości od 10 do 400% wagowych w odniesieniu do masy obecnych w mieszaninie reakcyjnej tlenków i wodorotlenków metali grup I, II i III.

Wprowadzane do procesu reagenty stanowią tlenki i wodorotlenki metali grup I, II i III, korzystnie wapno palone oraz chlorek wapniowy, prażone dolomity lub popioły lotne.

W sposobie wedł ug wynalazku wprowadzany do procesu reagent stanowią krzemiany wapnia, magnezu i/lub żelaza.

W przypadku, gdy materia łem poddawanym przetwarzaniu jest fosfogips i/lub gips naturalny albo gips, ilość stosowanych reagentów wynosi 2 do 60% wagowych w odniesieniu do masy gipsu dwuwodnego.

W trakcie prowadzenia procesu cząsteczki materiałów i reagenta poddawane są wibracjom i rezonansowi infradźwiękami, ultradźwiękami lub promieniowaniem mikrofalowym o częstotliwości od 2,1 do 2,9 MHz.

Część gorącego produktu opuszczającego reaktor miesza się z surowym materiałem dostarczanym na wejściu do reaktora (1).

Jako podstawowy lub uzupełniający składnik strumieni gazowych wykorzystuje się zanieczyszczone, korzystnie podgrzane, gazy odlotowe z procesów przemysłowych korzystnie, gazy spalinowe ze spalania zasiarczonych paliw zawierające dwutlenek i trójtlenek siarki, gazy z procesów chemicznych zawierające dwutlenek siarki, trójtlenek siarki, chlorowodór, siarkowodór i fluorowodór, gorące zapylone gazy odlotowe z wypału klinkieru cementowego, gazy z wypału wapna zawierające mieszaniny dwutlenku i tlenku węgla, gazy odlotowe z generatorów prądu spalających biogaz.

Do wytwarzania gorących strumieni gazowych wykorzystuje się też odpadowe węglowodory spalane pochodniowo w zakładach wydobywczych i przetwórczych ropy i gazu.

Materiały lub ich mieszaniny z reagentami przed ich podaniem do reaktora (1) lub w trakcie wędrówki przez reaktor (1) poddaje się oddziaływaniu infradźwięków lub ultradźwięków.

Proces według wynalazku charakteryzuje się tym, że sumaryczna ilość energii niezbędnej do realizacji założonych w procesie skutków takich jak stopień osuszenia czy kalcynacji przetwarzanych materiałów jest mniejsza od zapotrzebowania energetycznego niezbędnego do realizacji poszczególnych procesów oddzielnie - rozdrobnienie, mielenie, hydratacja, kalcynacja, zobojętnienie, suszenie.

PL 211 808 B1

Korzystnym skutkiem wynalazku jest przekształcenie odpadów typu fosfogipsy w użyteczne surowce do wykorzystania gospodarczego.

Kolejnym korzystnym skutkiem według wynalazku jest przekształcanie surowej mokrej biomasy w miejscu pozyskania, przy bardzo niskim zuż yciu energii na suszenie na suche paliwo i jednocześ nie oszczędności energii zużytej na transport produktu do zakładu energetycznego.

Znane są urządzenia do obróbki materiałów realizujące oddzielnie procesy rozdrabniania, mielenia, suszenia i obróbki termicznej. Tego typu urządzenie przedstawione jest m. in. w amerykańskim opisie patentowym nr US 560467, którego istotą jest mieszanie lepkich zawodnionych mas odpadów z reaktywnym wapnem palonym ale sposób prowadzenia tej operacji powoduje, że większość wytwarzanego w zachodzącym egzotermicznym procesie chemicznym ciepła jest tracona na podgrzanie masy reakcyjnej do temperatury wrzenia wody, z tym, że mieszanina opuszcza strefę reakcyjną jeszcze przed zakończeniem reakcji przez co część dostępnej w procesie energii cieplnej zostaje stracona zamiast być wykorzystana do zintensyfikowania procesu suszenia. Podobne rozwiązania obarczone wspomnianymi niedogodnościami przedstawione są w europejskim opisie patentowym nr EP 0601 245 oraz amerykańskim opisie patentowym nr US 6 322 489.

Z amerykań skiego opisu patentowego nr US 6 971 594 znana jest konstrukcja urzą dzenia, którego istotą jest jednoczesne mielenie i suszenie materiałów poprzez wprowadzenie ich do wnętrza urządzenia cyklonowego, gdzie z olbrzymią prędkością wiruje strumień gorącego powietrza lub przegrzanej pary wodnej. Wadą tego urządzenia jest to, że zużywa ono bardzo duże ilości energii elektrycznej na wytworzenie sprężonych gazów i przegrzanie pary wodnej. Dalszą wadą tego rozwiązania jest to, że nie nadaje się ono do mielenia i suszenia materiałów kleistych takich jak na przykład asfalty, bituminy czy organiczne substancje białkowe o właściwościach żelów.

Celem wynalazku jest konstrukcja urządzenia pozwalająca zrealizować proces obróbki chemiczno-termicznej materiałów w sposób pozbawiony powyższych wad.

Urządzenie do obróbki chemiczno-termicznej materiałów według wynalazku charakteryzuje się tym, że reaktor pionowy zawiera wewnątrz komorę reakcyjną o kształcie otwartego od góry walczaka w formie otwartego kielicha z centralnie usytuowaną od doł u w osi symetrii walczaka gardzielą doprowadzającą mieszaninę materiałów z reagentami. W dolnej części komory reakcyjnej bezpośrednio na wylocie z gardzieli lub wyżej usytuowane są wloty strumieni gazowych, wytworzonych przez generatory strumieni gazów, przy czym w górnej części obudowy reaktora nad komorą reakcyjną osadzony jest człon wyciągowy wytwarzanych gazów. Natomiast w dolnej części obudowy umieszczone są układy wybierania produktu.

Na wejściu do pionowego reaktora umieszczony jest co najmniej jeden reaktor wstępny z mieszadłem, przy czym koniec reaktora połączony jest z dyszą. Natomiast na drugim końcu reaktora usytuowane są zasobniki materiałów i reagentów wyposażone w urządzenia dozujące.

Korzystnym według wynalazku jest to, że w osi symetrii reaktora usytuowany jest wał z napędem, którego dolny koniec osadzony za pośrednictwem łożyska nad gardzielą a na wale osadzona jest co najmniej jedna tarcza wyposażona w elementy tnące. Natomiast obudowę komory reakcyjnej stanowi płaszcz grzejny połączony z kanałem doprowadzającym mieszaninę gazów i przegrzanej pary wodnej, układem wyciągowym gazów i kanałem wlotu gorących gazów a na wyjściu układu wyciągowego umieszczona jest chłodnica.

Na wewnętrznej ściance komory reakcyjnej powyżej elementów tnących tarczy osadzone są elementy rozdrabniające.

Na wlocie kanału umieszczone są układy regulacyjne temperatury i składu gazów.

Przedmiot wynalazku przedstawiony jest w przykładzie wykonania, gdzie fig. 1 - przedstawia schematycznie urządzenie w formie reaktora pionowego w przekroju, fig. 2 - przedstawia reaktor pionowy z reaktorem wstępnym, fig. 3 przedstawia reaktor pionowy z dwoma reaktorami wstępnymi a fig. 4 przedstawia reaktor z umieszczonym centralnie wirnikiem i tarczami wyposaż onymi w elementy rozdrabniające.

Urządzenie do obróbki chemiczno-termicznej stanowi reaktor pionowy 1, z otwartym walczakiem 3 w formie kielicha zawierającym wewnątrz komorę reakcyjną 2, i centralnie usytuowaną od dołu gardzielą 4 i króćcem 14 doprowadzającym materiały i reagent. Na obwodzie dolnej części komory reakcyjnej 2, rozmieszczone są cztery generatory odrzutowe strumieni gazów 5. Natomiast w górnej części komory reakcyjnej 2 rozmieszczone są na obwodzie cztery generatory promieniowania mikrofalowego 6. Od góry reaktor 1 zamknięty jest członem wyciągowym gazów 7. W dolnej części reaktora 1 pod gardzielą 4 umieszczone są układy wybierania produktu 8.

PL 211 808 B1

Odmianą urządzenia do obróbki chemiczno-termicznej według wynalazku jest pionowy reaktor 1, gdzie do króćca 14 zamocowana jest dysza 11 poziomego reaktora wstępnego 9, natomiast z drugiej strony reaktora wstępnego 9 usytuowany jest korpus komory mieszania połączonej ze zbiornikiem materiałów 12 i reagenta 13. Na końcu komory mieszania osadzony jest napęd 15 mieszadła 10.

Kolejnym przykładem urządzenia według wynalazku jest reaktor pionowy 1 połączony króćcem 14 z poziomym reaktorem wstępnym 9 i drugim poziomym reaktorem wstępnym 9, którego wylot dyszy 11 połączony jest rurociągiem 16 z dolną częścią komory reakcyjnej 2.

Kolejną odmianą urządzenia według wynalazku jest urządzenie zawierające reaktor pionowy 1 w którego pionowej osi symetrii, wewnątrz komory reakcyjnej 2 umieszczony jest wirujący wał 20 z napędem 21 zamocowany na dolnym końcu w obsadzie łożyskowej 19 opartej na powierzchni gardzieli wlotowej 4, a górna część wału 20 osadzona jest w pokrywie 30 reaktora 1. Wał 20 wyposażony jest w dwie tarcze 26 z zamontowanymi na ich obwodzie dziesięcioma elementami tnącymi 27. Komora reakcyjna 2 wyposażona jest w otaczający ją płaszcz grzejny 18, do którego przez odpowiednio usytuowany układ wlotowy 28 podawana jest mieszanina gazów spalinowych i przegrzanej pary wodnej wytwarzana w generatorze gazów grzewczych 5. Gazy te posiadają temperaturę od 300 do 600°C. Gazy te przepływając przez płaszcz grzewczy 18 komory reakcyjnej 3 oddają swoje ciepło a następnie są odciągane przez układ wyciągowy 25. W innej części komory reakcyjnej 2 reaktora 1 umieszczony jest wlot gorących gazów i przegrzanej pary wodnej 24 o temperaturze od 200 do 500°C, wytwarzanych w generatorze gazów spalinowych 5 i podawanych bezpośrednio do komory reakcyjnej 3. Z komory reakcyjnej 2 gazy wyciągane są przez układ wyciągowy gazów 7 próżniowy do chłodnicy 22, z której po wykropleniu zawartej w nich wilgoci podawane są na wlot do generatora gazów 5, gdzie ulegają przegrzaniu. W ściance bocznej komory reakcyjnej 3 zamontowany jest dodatkowo jeden układ podawania materiałów 16 usytuowanych w konstrukcji reaktora 1 tak, że materiały wprowadzane przez urządzenie dozujące poprzez ściankę boczną komory reakcyjnej 2 do jej wnętrza są porywane przez wirujące tarcze 26 a następnie rozdrabniane przez zamocowane na obrzeżach wirujących tarcz 26 elementy mace 27. Dla zwiększenia skuteczności rozdrabniania na powierzchni wewnętrznej komory reakcyjnej 2 zamocowane są odpowiednio ukształtowane elementy stalowe 29 spełniające role przeciwnoży.

Korzystnym skutkiem wynalazku jest to, że sumaryczna ilość energii niezbędnej do realizacji założonych w sposobie procesów takich jak stopień osuszenia czy kalcynacji przetwarzanych materiałów jest mniejsza od zapotrzebowania energetycznego niezbędnego do realizacji poszczególnych procesów oddzielnie jak rozdrobnienie, mielenie, hydratacja, kalcynacja, zobojętnienie, suszenie.

Przebiegi procesów przetwarzania oraz urządzenia do ich realizacji przedstawione są w poniższych przykładach.

P r z y k ł a d 1.

Odpadowy fosfogips z procesu przetwarzania fosforytów i apatytów na kwas fosforowy o temperaturze 20°C ilości 5000 kg na godzinę zawierający 80% wagowych dwuwodnego siarczanu wapniowego CaSO4 x 2 H2O; 0,8% wagowych wolnego kwasu siarkowego H2SO4; 0,7% wagowych kwasu fosforowego; oraz zanieczyszczenia nieorganiczne takie jak krzemionka SiO2, związki fluoru i glinu oraz inne substancje nieorganiczne w łącznej ilości 2,5% wagowych i 16% wody higroskopijnej w postaci wilgotnego proszku podawany jest w sposób ciągły ze zbiornika surowego fosfogipsu 13 do komory mieszania reaktora wstępnego 9 gdzie mieszany jest z 550 kg reagenta, którym jest wapno palone mielone korzystnie bardzo wysokiej reaktywności zawierającego 500 kg reaktywnego tlenku wapnia. Reagent podawany jest ze zbiornika reagenta 12. W mieszaninie fosfogipsu z reagentem zachodzi reakcja zobojętnienia występującego w fosfogipsie resztkowego kwasu siarkowego wapnem palonym mielonym z wytworzeniem gipsu zużywająca 5% wagowych obecnego w mieszaninie wapna oraz reakcja zobojętnienia kwasu fosforowego z wytworzeniem trudno-rozpuszczalnego fosforanu wapniowego zużywająca 6% wagowych obecnego w mieszaninie wapna. Pozostałe w mieszaninie 89% użytego wapna ulega reakcji hydratacji. W wyniku wymienionych egzotermicznych reakcji chemicznych mieszanina podgrzewa się. W kulminacyjnej fazie zachodzących procesów chemicznych w momencie osiągnięcia przez mieszaninę temperatury 50°C mieszanina podawana jest przenośnikiem 14 do gardzieli wlotowej 4 znajdującej się w dolnej części reaktora 1 w jego osi symetrii. W części dolnej reaktora 1 nad gardzielą wlotową 4 mieszaniny reakcyjnej umieszczone są cztery generatory strumieni gazów 5 wytwarzające w wyniku spalania paliwa ciekłego korzystnie oleju opałowego w ilości łącznej 40 kg na godzinę strumienie gorących gazów spalinowych uzupełnione stężonym odpadowym dwutlenkiem węgla w ilości 20% wagowych zapewniając uzyskanie temperatury gazów nie

PL 211 808 B1 przekraczającej 200°C. Łączna wielkość strumieni gazowych będących wynikiem zmieszania powstałych w generatorach gazów spalinowych z uzupełniającym odpadowym dwutlenkiem węgla wynosi 1800 Nm³/h. Przy tak dobranej ilości gazów ciepło niesione z wprowadzanymi do komory reakcyjnej strumieniami gazowymi i ciepło uwalniane w wyniku zachodzących w mieszaninie reakcji chemicznych pozwala na podgrzanie wprowadzanej mieszaniny reakcyjnej do temperatury kalcynacji optymalnie do zakresu 130 do 135°C a następnie kalcynację obecnego w mieszaninie dwuwodnego siarczanu wapniowego CaSO4 x 2 H2O do siarczanu półwodnego CaSO4 x ½ H2O i odparowania obecnej w mieszaninie wody. W omawianym przykładzie ilość wprowadzanej mieszaniny gazów spalinowych podgrzanej do temperatury 200°C wynosi 0,75 m³ na kilogram fosfogipsu poddawanego przetworzeniu. Prędkość strumienia gazowego wylatującego z generatora gazów spalinowych przekracza 700 m/s. Strumienie wspomnianych gazów uformowane są w sposób stwarzający wokół wypychanej z gardzieli do komory reakcyjnej ciągłej mieszaniny reakcyjnej styczny wir gazowy. Strumień gazów z wiru porywa podgrzane reagujące bryłki i w wyniku działania sił odśrodkowych unosi na zewnątrz ku ściankom dolnej części komory reakcyjnej 3. W wyniku oddziaływania wspomnianych strumieni gazowych porwanym bryłkom nadawany jest jednocześnie ruch wirowy. Ciepło strumieni gazowych podgrzewa bryłki z zewnątrz a jednocześnie wewnątrz bryłek kontynuowane są reakcje chemiczne głównie reakcje hydratacji i karbonizacji doprowadzające do wytworzenia w bryłkach przegrzanej pary wodnej.

W wyniku jednoczesnego oddziaływania ciepła zewnętrznego i ciepła reakcji bryłki rozpadają się na drobne cząstki i jako cięższe od gazów unoszącego je strumienia gazowego odrzucane zostają siłami odśrodkowymi na zewnątrz ku ściankom walczaka komory reakcyjnej. Wytwarzany w sposób ciągły we wspomnianych cząstkach hydrat wapnia w ilości 600 kg na godzinę w obecności zawartej w gazach pary wodnej ulega z zawartym w strumieniach gazów dwutlenkiem węgla reakcji karbonizacji z wytworzeniem drobnokrystalicznego węglanu wapnia. Wytworzony drobnokrystaliczny węglan wapnia w ilości 890 kg na godzinę zwiększa swoją objętość. Stosując w procesie wapno palone mielone wysokiej reaktywności o parametrze t60 < 1 minuty uzyskujemy zwiększenie objętości powstałego węglanu co najmniej czterokrotnie w porównaniu z objętością wapna palonego mielonego wprowadzonego do mieszaniny reakcyjnej. Reakcji karbonizacji towarzyszy uwolnienie ciepła karbonizacji w ilości 946 kJ/kg przereagowanego hydratu wapnia. Uwolnione ciepło karbonizacji uzupełnione ciepłem niesionym ze strumieniem gazów przegrzewa obecną w mieszaninie parę wodną. Wirująca pyłowo - gazowa mieszanina reakcyjna w wyniku działania sił odśrodkowych ulega maksymalnemu zagęszczeniu przy ściankach komory reakcyjnej. W miarę zbliżania się ku osi komory zagęszczenie mieszaniny reakcyjnej jest coraz mniejsze. Reakcja karbonizacji zachodząca w zagęszczonych przyściankowych warstwach mieszaniny reakcyjnej uwalnia ciepło karbonizacji, które zużywane jest na kalcynację gipsu dwuwodnego a następnie na odparowanie uwolnionej z gipsu wody. Nadmiar uwolnionego ciepła przegrzewa obecną w mieszaninie parę wodną. Powstała sucha przegrzana para wodna wędrując ku osi reaktora porywa kropelki wilgoci zawarte w napływającym świeżym materiale i unosi je ku osi komory. Powstały strumień wilgotnej pary wodnej zasysany jest przez układ wyciągowy gazów 7 a następnie wykraplany w chłodnicy 22.

W trakcie procesu suszeniu i kalcynacji otrzymywany jest wirujący strumień pylistego produktu zawierający 3400 kg/h gipsu półwodnego CaSO4 x ½ HO; 890 kg/h drobnokrystalicznego węglanu wapniowego, i 80 kg/h pozostałych składników mineralnych. Pod wpływem napływających w sposób ciągły świeżych partii materiału i przy jednoczesnym zwiększaniu objętości produktów powstających z zawartego w reagencie reaktywnego tlenku wapnia mieszanina produktów unoszona jest po powierzchni komory reakcyjnej 3 ku górze do górnej krawędzi komory. Po osiągnięciu górnej krawędzi komory reakcyjnej wytworzony produkt wyrzucany jest siłami odśrodkowymi na zewnątrz ku izolowanej termicznie wewnętrznej powierzchni reaktora przetwórczego 1 a następnie opada do układu wybierania produktu 8.

Korzystnym dla ułatwienia kontroli przebiegu procesu przetwórczego jest wyposażenie reaktora 1 w jeden lub więcej dodatkowych zespołów generatorów strumieni gazowych 5 powyżej zespołu głównego w części stożkowej komory reakcyjnej 3 oraz jednego lub więcej mikrofalowych zespołów dogrzewających 6.

Ze względu na właściwości ścierne przetwarzanego materiału jak i powstających produktów korzystnym jest wyłożenie wewnętrznych powierzchni gardzieli 4 komory reakcyjnej 3 i reaktora 1 materiałami odpornymi na ścieranie.

PL 211 808 B1

Dla zapobieżenia przyklejaniu się przetwarzanych materiałów jak i wytwarzanych produktów do wewnętrznych powierzchni komory reakcyjnej i reaktora korzystne jest wyposażenie ich w zasilane sprężonym powietrzem impulsowe układy czyszczące i/lub działające okresowo układy wibracyjne.

Otrzymywany produkt w ilości 4400 kg/h zawiera 77% wagowych gipsu półwodnego, 20% wagowych drobnokrystalicznego węglanu wapnia, 2,7% wagowych innych składników mineralnych i 0,3% wilgoci. Produkt wykorzystywany jest jako materiał wiążący.

P r z y k ł a d 2.

Pozyskana w miejscu wytworzenia surowa biomasa korzystnie pocięte do rozmiarów poniżej 10 mm zrębki wierzby energetycznej zawierające 55% wilgoci gromadzone są w przejściowym zbiorniku buforowym skąd podawane są stałym strumieniem wagowym w ilości 5000 kg/h do mieszalnika wstępnego w którym mieszane s ą z 660 kg wagowymi reagenta korzystnie wapna palonego mielonego o reaktywności mierzonej parametrem t60 poniżej 1 minuty. Wytworzona mieszanina w wyniku zachodzącej reakcji chemicznej ulega podgrzaniu. Podgrzana mieszanina po osiągnięciu temperatury 60°C podawana jest do gardzieli wlotowej 4 znajdującej się w dolnej części komory reakcyjnej 3 w jego osi symetrii. W części dolnej komory reakcyjnej 3 nad gardzielą wlotową 4 mieszaniny reakcyjnej umieszczone są cztery generatory odrzutowe strumieni gazów 5 spalające 60 kg oleju opałowego na godzinę i wytwarzające 2700 Nm³ na godzinę gorących gazów spalinowych. Gazy te uzupełniane są 13 00 Nm³ na godzinę gorących gazów spalinowymi o temperaturze przekraczającej 90°C pochodzącymi z silnika spalinowego napędzającego urządzenia rozdrabniające biomasę. Powstała mieszanina gazowa zawiera gazowy dwutlenek węgla w stężeniu 15% wagowych i tlen w ilości 5% oraz azot i parę wodną. Mieszanina gazowa wlatująca do komory reakcyjnej 3 posiada temperaturę 250°C. Strumień powstałych gazów w temperaturze 250°C osiąga objętość 6200 m³ na godzinę co odpowiada 1,24 m³ na kilogram surowej biomasy poddawanej przetworzeniu. Prędkość gazów w strumieniu gazowym wylatującym z generatorów gazów spalinowych 5 przekracza 1000 m/s. Strumienie wspomnianych gazów są uformowane tak, aby utworzyć naokoło wypychanej z gardzieli 4 do komory reakcyjnej 3 mieszaniny zrębków z reagentem wirujący strumień gazowy. Utworzony wir w wyniku działania sił odśrodkowych porywa i unosi podgrzane zrębki na zewnątrz ku dolnej części komory reakcyjnej 3. Cząstki zrębków otoczone warstwą wytworzonego hydratu wapnia jako cięższe od gazów unoszącego je strumienia gazowego odrzucane zostają siłami odśrodkowymi na zewnątrz ku ściankom komory reakcyjnej 3. Wytworzony na powierzchni zrębków hydrat wapnia w ilości 800 kg na godzinę w obecności zawartej w gazach pary wodnej ulega z zawartym w strumieniach gazów nośnych dwutlenkiem węgla reakcji karbonizacji z wytworzeniem 1070 kg na godzinę drobnokrystalicznego węglanu wapnia. Reakcji karbonizacji towarzyszy uwolnienie ciepła karbonizacji w ilości 946 kJ/kg przereagowanego hydratu wapnia. Uwolnione ciepło karbonizacji uzupełnione ciepłem niesionym ze strumieniem gazów spalinowych podgrzewa zrębki i suszy je a następnie przegrzewa uwalnianą ze zrębków parę wodną.

Wirujące zrębki dzięki siłom odśrodkowym ulegają maksymalnemu zagęszczeniu przy ściankach komory reakcyjnej 3. W miarę zbliżania się ku osi komory 3 zagęszczenie zrębków staje się coraz mniejsze.

Ciepło strumieni gazowych podgrzewa zrębki z zewnątrz a jednocześnie na powierzchni zrębków kontynuowane są reakcje chemiczne głównie dokończenie reakcji hydratacji a następnie reakcja karbonizacji. Ciepło to wykorzystywane jest do suszenia zrębków a następnie przegrzewania uwalnianej ze zrębków pary wodnej.

W wyniku jednoczesnego oddziaływania ciepła zewnętrznych strumieni gazowych i ciepła hydratyzacji i karbonizacji zrębki nagrzewają się do temperatury powyżej 200°C, co przy niewielkiej zawartości w gazach tlenu nie przekraczającej 5% wagowych wywołuje w zrębkach proces wytlewania, czyli zwęglania się substancji organicznych zawartych w zrębkach. Utrzymywana w reaktorze 1 niska zawartość tlenu zapobiega zapaleniu się zrębków. Powstała w środowisku reakcyjnym w przypowierzchniowych warstwach wirujących zrębków sucha przegrzana para wodna wędrując promieniowo ku osi reaktora porywa występujące w napływającym świeżym materiale kropelki wilgoci unosząc je ku osi reaktora. Strumień wilgotnej pary wodnej zasysany jest z osi komory reakcyjnej 3 przez układ wyciągowy gazów 7 a następnie wykraplany w chłodnicy 22.

Wirujące zrębki pod wpływem napływających w sposób ciągły świeżych partii mieszaniny zrębków z reagentem unoszone są po powierzchni komory reakcyjnej 3 ku górnej krawędzi komory. Po osiągnięciu tej krawędzi wysuszone zrębki wyrzucane są siłami odśrodkowymi na zewnątrz ku izolowanej termicznie wewnętrznej powierzchni reaktora przetwórczego 1 do układu wybierania 8 produktu 8.

PL 211 808 B1

Z wytworzonego produktu wytwarza się znanymi metodami brykiety lub w stanie nieprzetworzonym transportuje się do zakładów energetycznych. W omawianym przykładzie w instalacji przetwórczej o wydajności 5000 kg surowych zrębków na godzinę uzyskuje się 4074 kg paliwa o zdolnościach odsiarczających zawierającego 67% suchych zrębków, 7% wilgoci i 24% wagowych drobnokrystalicznego węglanu wapnia i 2% innych składników mineralnych. Wartość opałowa tak uzyskanego paliwa wynosi ponad 15 MJ/kg.

Ze względu na właściwości ścierne przetwarzanego materiału jak i powstających produktów korzystnym jest wyłożenie wewnętrznych powierzchni gardzieli 4 komory reakcyjnej 3 i reaktora 1 materiałami ceramicznymi odpornymi na ścieranie.

Dla zapobieżenia przyklejaniu się przetwarzanych materiałów jak i wytwarzanych produktów do wewnętrznych powierzchni komory reakcyjnej 3 i reaktora 1 korzystne jest wyposażenie ich w zasilane sprężonym powietrzem impulsowe układy czyszczące.

P r z y k ł a d 3.

Podgrzane znanymi metodami do temperatury 70°C zagęszczone osady ściekowe zawierające 70% wilgoci w postaci gęstej wilgotnej masy gromadzone są w przejściowym zbiorniku buforowym skąd podawane są układem dozującym ze stałą wydajnością w ilości 4000 kg na godzinę do mieszalnika wstępnego, w którym mieszane są z 350 kg wapna palonego mielonego wysokiej reaktywności. Wytworzona mieszanina w wyniku zachodzącej reakcji chemicznej hydratacji ulega podgrzaniu do temperatury 90°C. Podgrzana mieszanina podawana jest do gardzieli wlotowej 4 znajdującej się w dolnej części reaktora 1 w jego osi symetrii. W części dolnej reaktora 1 nad gardzielą wlotową 4 mieszaniny reakcyjnej umieszczone są dwa generatory odrzutowe strumieni gazów 5 wytwarzające w wyniku spalania 40 l oleju opałowego na godzinę strumienie gorących gazów spalinowych o objętości 1350 Nm³ na godzinę i temperaturze 250°C. Ciepło niesione z wprowadzanymi do komory reakcyjnej strumieniami gazowymi i ciepło uwalniane w wyniku zachodzących w mieszaninie reakcji chemicznych karbonizacji pomiędzy hydratem wapnia i dwutlenkiem węgla zawartym w spalinach podgrzewa składniki i produkty mieszaniny reakcyjnej do optymalnej dla procesu suszenia temperatury 150°C. Prędkość gazów w strumieniu gazowym wylatującym z generatorów gazów spalinowych przekracza 400 m/s. Utworzony wir gazowy w wyniku działania sił odśrodkowych porywa i unosi podgrzane bryłki reagującego materiału na zewnątrz ku ściankom dolnej komory reakcyjnej 3. Cząstki osadów wymieszane z reagentem jako cięższe od gazów unoszącego je strumienia gazowego odrzucane zostają siłami odśrodkowymi na zewnątrz ku ściankom walczaka komory reakcyjnej. W wyniku wydzielającego się ciepła hydratacji i ciepła zewnętrznych gazów bryłki mieszaniny osadów z hydratem wapnia rozpadają się na porowaty pył wirujący ze strumieniem gazów nośnych. W pyle tym występuje hydrat wapnia w ilości ponad 400 kg/h. Hydrat w obecności zawartej w gazach pary wodnej ulega z zawartym w strumieniach gazów nośnych dwutlenkiem węgla reakcji karbonizacji z wytworzeniem drobnokrystalicznego węglanu wapnia. Reakcji karbonizacji towarzyszy uwolnienie ciepła karbonizacji w ilości 946 kJ/kg przereagowanego hydratu wapnia. Uwolnione ciepło karbonizacji uzupełnione ciepłem niesionym ze strumieniem gazów spalinowych przegrzewa obecną w mieszaninie parę wodną.

Wirująca pylista masa reakcyjna dzięki siłom odśrodkowym ulega maksymalnemu zagęszczeniu przy ściankach reaktora. W miarę zbliżania się ku osi reaktora zagęszczenie masy reakcyjnej staje się coraz mniejsze.

W warunkach prowadzenia procesu obecna w reaktorze mieszanina gazowa zawiera 5 do 7% tlenu co zapobiega zapaleniu się suszonych osadów. Powstała w środowisku reakcyjnym w przypowierzchniowych warstwach wirujących produktów procesu sucha przegrzana para wodna porywa występujące w napływającym świeżym materiale kropelki wilgoci i unosi promieniowo ku osi reaktora. Strumień wilgotnej pary wodnej zasysany jest z osi komory reakcyjnej przez układ wyciągowy gazów 7 a następnie wykraplany w chłodnicy.

Wirujące składniki mieszaniny reakcyjnej w trakcie procesu suszenia pod wpływem napływających w sposób ciągły od dołu świeżych partii osadów ściekowych zmieszanych z reagentem unoszone są po powierzchni komory reakcyjnej 3 do górnej krawędzi komory.

Wytworzony suchy produkt wyrzucany siłami odśrodkowymi na zewnątrz osuwa się po izolowanej termicznie wewnętrznej powierzchni reaktora przetwórczego 1 do układu wybierania produktu 8. Wytworzony produkt w ilości 1900 kg na godzinę będący mieszaniną 63% wagowych substancji organicznej z wysuszonych osadów ściekowych, 33% węglanu wapnia i substancji mineralnych i 4% wilgoci schładza się a odzyskane ciepło wykorzystuje do wstępnego podgrzania surowych zagęszczonych osadów ściekowych.

PL 211 808 B1

Ze względu na właściwości ścierne przetwarzanego materiału jak i powstających produktów korzystnym jest wyłożenie wewnętrznych powierzchni gardzieli 4, komory reakcyjnej 3 i reaktora 1 materiałami odpornymi na ścieranie.

Dla zapobieżenia przyklejaniu się przetwarzanych materiałów jak i wytwarzanych produktów do wewnętrznych powierzchni komory reakcyjnej i reaktora korzystne jest wyposażenie ich w zasilane sprężonym powietrzem impulsowe układy czyszczące.

P r z y k ł a d 4.

Odwodnione i rozdrobnione do wymiarów poniżej 50 mm odpadowe pierze z ubojni drobiu w ilości 2 Mg na godzinę zawierające 45% wilgoci i 55% substancji organicznej głownie keratyny podawane jest układem dozującym 16 do wnętrza komory reakcyjnej 3 gdzie ulega rozdrabnianiu wirującymi elementami tnącymi 27 zamocowanymi na tarczach 26 wirnika 20. Równocześnie mieszanina 1 Mg odpadowej krwi o zawartości 12% substancji organicznych i 88% wody mieszana jest z 450 kg reagenta, którym jest wapno palone mielone korzystnie bardzo wysokiej reaktywności zawierające 400 kg tlenku wapnia o reaktywności t60 < 2 minut i w postaci wilgotnej porowatej gorącej mieszaniny o temperaturze > 90°C podawana jest w sposób ciągły układem podawania mieszaniny reakcyjnej 14 przez gardziel wlotową 4 do komory reakcyjnej 3. W mieszaninie odpadowej krwi z reagentem zachodzi reakcja hydratacji występującego w reagencie tlenku wapnia z zawartą w krwi wilgocią z wytworzeniem 530 kg hydratu wapnia na godzinę. W wyniku kontynuacji egzotermicznej reakcji hydratacji mieszanina podgrzewa się. W reaktorze 1 w komorze reakcyjnej 3 nad gardzielą wlotową 4 mieszaniny reakcyjnej umieszczony jest wlot strumienia gorących gazów 24 wytwarzanych przez generator gorących gazów 5 w wyniku spalania paliwa ciekłego korzystnie oleju opałowego w ilości 40 kg na godzinę. Strumień ten składający się z gorących gazów spalinowych i przegrzanej pary wodnej posiada regulowaną temperaturę nie przekraczającą 200°C. Inna część gazów grzewczych z generatora gazów 5 podawany jest górnym wlotem gorących gazów 28 do wnętrza płaszcza grzewczego 18 komory reakcyjnej 3 a po przepłynięciu przez ten płaszcz wyciągana układem wyciągowym gazów grzewczych 25 do atmosfery. Strumienie gazów podawanych górnym wlotem 28 i dolnym wlotem 24 dobrane są w proporcjach zapewniających uzyskanie w komorze reakcyjnej 3 stabilnej temperatury 250°C. Ciepło niesione z wprowadzanym do komory reakcyjnej strumieniem gazowym ciepło przekazywane przez gazy spalinowe płynące przez płaszcz grzewczy i przekazywane do wnętrza komory reakcyjnej przez jej ściankę wewnętrzną i ciepło uwalniane w wyniku zachodzących w mieszaninie reakcji chemicznych hydratacji i karbonizacji odparowuje obecną w przetwarzanych materiałach wilgoć. Objętość podgrzanej do temperatury 250°C i kontaktującej się bezpośrednio z przetwarzanym materiałem mieszaniny gazów spalinowych wynosi 0,65 m³ na kilogram materiału poddawanego suszeniu i sterylizacji. Uzyskana prędkość liniowa wirującego strumienia gazów przekracza 100 m/s. Strumień wspomnianych gazów uformowany jest w sposób stwarzający wokół granulek wypychanej z gardzieli do komory reakcyjnej mieszaniny reakcyjnej styczny wirujący strumień gazowy. Strumień gazów z dolnego wlotu 24 porywa podawane przez gardziel 4 podgrzane reagujące bryłki mieszaniny reagenta z krwią i w wyniku działania sił odśrodkowych unosi na zewnątrz ku ściankom dolnej części komory reakcyjnej 3. W wyniku oddziaływania wspomnianego strumienia gazowego porwanym bryłkom nadawany jest ruch wirowy. Elementy tnące 27 zamontowane na obrzeżach tarcz 26 wirujące z prędkością liniową przekraczającą 20 m/s i przeciwnoże 31 zamocowane na wewnętrznej powierzchni komory reakcyjnej zapewniają skuteczne rozdrobnienie pierza wprowadzanego przez układ dozujący 16. Powstający w dolnej części komory reakcyjnej w mieszaninie krwi z reagentem hydrat wapnia ulegający dalszej reakcji do węglanu wapnia unoszony jest po powierzchni komory reakcyjnej ku górze i mieszany z rozdrobnionymi i wysuszonymi gorącymi cząstkami pierza zapobiegając ich sklejaniu.

Ciepło strumienia gazowego wlatującego do komory reakcyjnej dolnym wlotem gazów 24, ciepło przekazywane przez wewnętrzną powierzchnię płaszcza grzewczego 18 i ciepło uwalniane wewnątrz bryłek w wyniku reakcji chemicznych doprowadzają do wytworzenia w bryłkach reagującej mieszaniny przegrzanej pary wodnej. W wyniku tego bryłki rozpadają się na drobne cząstki i jako cięższe od gazów unoszącego je strumienia gazowego odrzucane zostają siłami odśrodkowymi wytwarzanymi przez strumień gazowy na zewnątrz ku ściankom wewnętrznym komory reakcyjnej 3. Proces ten wspomagany jest ruchem tarcz 26 wirujących wewnątrz komory reakcyjnej 3. Wytwarzany we wspomnianych bryłkach mieszaniny krwi z reagentem hydrat wapnia w ilości 530 kg na godzinę w obecności obecnej w gazach spalinowych pary wodnej ulega z zawartym w spalinach dwutlenkiem węgla reakcji karbonizacji z wytworzeniem drobnokrystalicznego węglanu wapnia. Wytworzony drobPL 211 808 B1 nokrystaliczny węglan wapnia w ilości 714 kg na godzinę zwiększa objętość. Stosując w procesie wapno palone mielone wysokiej reaktywności o parametrze t60 < 2 minut uzyskujemy zwiększenie objętości powstałego węglanu co najmniej trzykrotnie w porównaniu z objętością wapna palonego mielonego wprowadzonego do mieszaniny reakcyjnej. Reakcji karbonizacji towarzyszy uwolnienie ciepła karbonizacji w ilości 946 kJ/kg przereagowanego hydratu wapnia. Wirująca pyłowo - gazowa mieszanina reakcyjna w wyniku działania sił odśrodkowych spowodowanych ruchem strumienia gazowego oraz wirowaniem tarcz 26 zamocowanych na wale 20 ulega maksymalnemu zagęszczeniu przy ściankach reaktora 1. Reakcja karbonizacji zachodząca w zagęszczonych przyściankowych warstwach mieszaniny reakcyjnej uwalnia ciepło karbonizacji. Ciepło to uzupełniane ciepłem przekazywanym przez płaszcz grzewczy 18 reaktora 1 odparowuje a następnie przegrzewa obecną w mieszaninie parę wodną. Powstała sucha przegrzana para wodna wędrując ku osi reaktora 1 porywa kropelki wilgoci zawarte w napływającym świeżym materiale i unosi je ku osi pionowej reaktora. Powstały strumień spalin i wilgotnej pary wodnej zasysany jest przez układ wyciągowy gazów 7 a następnie wykraplany w chłodnicy 22. Wysterylizowany kondensat 23 podawany jest do kanalizacji ściekowej natomiast wilgotne gazy odlotowe zawracane są do generatora gazów 5 gdzie podgrzewane są do temperatury powyżej 250°C ciepłem spalanego paliwa.

W trakcie procesu otrzymywany jest wirujący strumień produktu zawierający 1100 kg wysuszonej rozdrobnionej keratyny pochodzącej z przetwarzanego pierza; 120 kg substancji organicznej zawartej w przetwarzanej krwi, 714 kg drobnokrystalicznej kredy i 50 kg innych składników mineralnych zawartych w reagencie unoszony przegrzaną parą wodną i gazami spalinowymi. Pod wpływem napływających w sposób ciągły świeżych partii przetwarzanego materiału i ruchu obrotowego tarcz 26 mieszanina produktów unoszona jest po powierzchni komory reakcyjnej 3 ku górze do górnej krawędzi komory. Po osiągnięciu górnej krawędzi komory reakcyjnej 3 wytworzony produkt wyrzucany jest siłami odśrodkowymi na zewnątrz ku izolowanej termicznie wewnętrznej powierzchni reaktora przetwórczego 1 a następnie opada do układu wybierania produktu 8. Korzystnym dla kontroli przebiegu procesu przetwórczego jest dodatkowe wyposażenie reaktora 1 w j eden lub więcej mikrofalowych zespołów dogrzewających 6.

W celu ograniczenia emisji gazów i pyłów i wykorzystania wytwarzanego w procesie ciepła część strumienia gazów odlotowych odciąganych z komory reakcyjnej 3 przez układ odciągowy gazów 7 po wykropleniu w chłodnicy 22 zawartej w nich wilgoci podawana jest na wlot do generatora gazów spalinowych 5.

Ze względu na właściwości ścierne przetwarzanego materiału jak i powstających produktów korzystnym jest wyłożenie wewnętrznych powierzchni gardzieli 4 komory reakcyjnej 3 i reaktora 1 materiałami odpornymi na ścieranie.

Dla zapobieżenia przyklejaniu się przetwarzanych materiałów jak i wytwarzanych produktów do wewnętrznych powierzchni komory reakcyjnej i reaktora korzystne jest wyposażenie ich w zasilane sprężonym powietrzem impulsowe układy czyszczące i/lub działające okresowo układy wibracyjne.

Otrzymywany produkt w ilości 2200 kg/h zawiera 55% wagowych suchych wysterylizowanych substancji organicznych pochodzących z przetwarzanych materiałów, 34% substancji mineralnych głownie kredy i 11% wilgoci. Produkt może być wykorzystywany jako nawóz wapniowo - organiczny, paliwo odnawialne o zdolnościach odsiarczania spalin lub półprodukt do wytwarzania dodatków paszowych dla zwierząt.

P r z y k ł a d 5:

Proces prowadzi się zgodnie z przykładami 1 do 4 z tą różnica, że 50% wagowych nie schłodzonego produktu miesza się z surowym materiałem poddawanym przetwarzaniu i reagentem celem podgrzania i nadania mieszaninie wprowadzanej do reaktora porowatej struktury fizykochemicznej ułatwiającej procesy suszenia.

P r z y k ł a d 6:

Proces prowadzi się zgodnie z przykładami 1 do 4 z tą różnicą że jako podstawowy lub uzupełniający składnik strumieni gazowych wykorzystywanych w opisywanych procesach wykorzystuje się zanieczyszczone korzystnie podgrzane gazy odlotowe z procesów przemysłowych takie jak gazy spalinowe ze spalania zasiarczonych paliw zawierające dwutlenek i trójtlenek siarki, gazy z przemysłu chemicznego zawierające dwutlenek siarki, trójtlenek siarki, chlorowodór, siarkowodór i fluorowodór, gorące zapylone gazy odlotowe z wypału klinkieru cementowego, gazy z wypału wapna zawierające mieszaniny dwutlenku i tlenku węgla czy gazy odlotowe z generatorów prądu spalających biogaz w biogazowniach osobno jak i w mieszaninach.

PL 211 808 B1

P r z y k ł a d 7:

Proces prowadzi się zgodnie z przykładami 1 do 4 z tą różnicą, że dla ułatwienia rozdrabniania przetwarzanych materiałów materiały lub ich mieszaniny z reagentami przed ich podaniem do reaktora lub w trakcie wędrówki przez reaktor poddaje się oddziaływaniu infradźwięków lub ultradźwięków tak, aby wywołać w nich zjawiska kawitacji.

Claims (16)

1. Sposób obróbki chemiczno-termicznej materiałów polegający na rozdrabnianiu, mieleniu i suszeniu składników i prowadzeniu procesu w odpowiedniej temperaturze, znamienny tym, że materiały poddawane są wstępnemu rozdrobnieniu i wymieszaniu z reagentami oraz równoczesnemu mieleniu, suszeniu, hydratacji i/lub zobojętnianiu przy czym w kulminacyjnej fazie hydratacji lub zobojętniania cząsteczki materiałów i reagentów wprawiane są w ruch wirowy o dużej prędkości za pośrednictwem strumieni gazów.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że do wytworzenia ruchu wirowego wykorzystuje się sprężone powietrze, gazy odlotowe lub strumienie gazów spalinowych wytwarzane przez generatory gazów.

3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że do strumienia gazowego dodajemy dwutlenek węgla w ilości od 10 do 400% wagowych w odniesieniu do masy obecnych w mieszaninie reakcyjnej tlenków i wodorotlenków metali grup I, II i III.

4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wprowadzane reagenty stanowią substancje zawierające tlenki i wodorotlenki metali z grup I, III i III; korzystnie wapno palone oraz chlorek wapniowy, prażone dolomity lub popioły lotne.

5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wprowadzane do procesu reagenty stanowią krzemiany wapnia, magnezu i żelaza.

6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w przypadku gdy materiałem poddawanym przetwarzaniu jest fosfogips i/lub gips to ilość dodawanych reagentów wynosi od 2 do 60% wagowych w odniesieniu do masy obecnego w mieszaninie gipsu dwuwodnego.

7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w trakcie prowadzenia procesu cząsteczki materiałów i reagenta poddawane są wibracjom i rezonansowi o częstotliwości od 2,1 do 2,9 MHz.

8. Sposób według zastrz. 1 do 7, znamienny tym, że część gorącego produktu opuszczającego reaktor (1) miesza się z surowym materiałem dostarczanym na wejściu do reaktora.

9. Sposób według zastrz. 1 do 8, znamienny tym, że jako podstawowy lub uzupełniający składnik strumieni gazowych wykorzystuje się zanieczyszczone korzystnie gorące gazy odlotowe z procesów przemysłowych, gazy spalinowe ze spalania zasiarczonych paliw zawierające dwutlenek i trójtlenek siarki, gazy z procesów chemicznych zawierające dwutlenek siarki, trójtlenek siarki, chlorowodór, siarkowodór i fluorowodór, gorące zapylone gazy odlotowe z wypału klinkieru cementowego, gazy z wypału wapna zawierające mieszaniny dwutlenku i tlenku węgla; gazy odlotowe z generatorów prądu spalających biogaz w biogazowniach.

10. Sposób według zastrz. 1 do 6, znamienny tym, że do wytwarzania gorących strumieni gazowych wykorzystuje się odpadowe węglowodory spalane pochodniowo w zakładach wydobywczych i przetwórczych ropy i gazu.

11. Sposób według zastrz. 1 do 6, znamienny tym, że materiały lub ich mieszaniny z reagentami przed ich podaniem do reaktora lub w trakcie wędrówki przez reaktor poddaje się oddziaływaniu infradźwięków lub ultradźwięków.

12. Urządzenie do obróbki chemiczno-termicznej zawierające reaktor, znamienne tym, że reaktor pionowy (1) zawiera wewnątrz komorę reakcyjną (2) o kształcie otwartego od góry walczaka (3) w formie otwartego kielicha z centralnie usytuowaną od dołu w osi symetrii walczaka (3) gardzielą (4) doprowadzającą mieszaninę materiałów z reagentami a w dolnej części komory reakcyjnej (2) bezpośrednio na wylocie z gardzieli (4) lub wyżej usytuowane są wloty strumieni gazowych, wytworzonych przez generatory strumieni gazów (5), przy czym w górnej części obudowy reaktora (1) nad komorą reakcyjną (2) osadzony jest człon wyciągowy (7) wytwarzanych gazów, natomiast w dolnej części obudowy umieszczone są układy wybierania produktu (8).

13. Urządzenie według zastrz. 11, znamienne tym, że na wejściu do pionowego reaktora (1) umieszczony jest co najmniej jeden reaktor wstępny (9) z mieszadłem (10) przy czym koniec reaktora (9)

PL 211 808 B1 połączony jest z dyszą (11), natomiast na drugim końcu reaktora (9) usytuowane są zasobniki materiałów (13) i reagentów (12) wyposażone w urządzenia dozujące.

14. Urządzenie według zastrz. 11, znamienne tym, że w osi symetrii reaktora (1) usytuowany jest wał (20) z napędem (21), którego dolny koniec osadzony za pośrednictwem łożyska nad gardzielą (4) a na wale (20) osadzona jest co najmniej jedna tarcza (26) wyposażona w elementy tnące (27), natomiast obudowę komory reakcyjnej (2) stanowi płaszcz grzejny (18) połączony z kanałem (28) doprowadzającym mieszaninę gazów i przegrzanej pary wodnej, układem wyciągowym (25) gazów i kanałem wlotu gorących gazów (24) a na wyjściu układu wyciągowego (7) umieszczona jest chłodnica (22).

15. Urządzenie według zastrz. 13, znamienne tym, że na wewnętrznej ściance komory reakcyjnej (3) powyżej elementów tnących (27) tarczy (26) osadzone są elementy rozdrabniające (29).

16. Urządzenie według zastrz. 13, znamienne tym, że na wlocie kanału (28) umieszczone są układy regulacyjne (32) temperatury i składu gazów.