PL213915B1 - Sposób energetycznego recyklingu mączki mięsno-kostnej oraz instalacja do energetycznego recyklingu mączki mięsno-kostnej - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób energetycznego recyklingu mączki mięsno-kostnej oraz instalacja do energetycznego recyklingu mączki mięsno-kostnej.

Technologia spalania mączki mięsno-kostnej podyktowana została jej właściwościami fizykochemicznymi. Z uwagi na dynamikę procesu odgazowania mączki nie wchodzą w rachubę technologie bazujące na spalaniu lub współspalaniu jej z paliwami konwencjonalnymi przy pomocy wszelakiego rodzaju palenisk rusztowych, z palnikami wprowadzającymi mączkę w postaci mieszanki gazowopyłowej do komory kotła. W przypadku palenisk rusztowych wystąpiłyby zbyt duże obciążenia cieplne na ruszcie i w jego bezpośrednim sąsiedztwie, co doprowadziłoby do stopienia popiołu do postaci szklistej szlaki, a to prowadziłoby do utraty popiołu jako cennego surowca do produkcji nawozów fosforowych oraz utrudniłoby eksploatację złoża fluidalnego. W przypadku palników pyłowych i spalania mączki w postaci pyłowo-powietrznej w komorze kotła pyłowego przeszkodą jest struktura mączki, która ma zawsze postać zbitych grudek nawet o znacznych rozmiarach, bardzo trudnych do transportu pneumatycznego i podawania w postaci chmury pyłowej do komory kotła. Następnym istotnym problemem jest separacja cząstek kostnych ze strumienia pyłowego i opadanie ich w stanie niespalonym do leja żużlowego kotła. Żużel lub popiół z leja żużlowego z niespalonymi kośćmi nie jest wówczas właściwym surowcem do produkcji nawozów fosforowych, stanowi stratę niecałkowitego spalania i jest odpadem nie nadającym się do dalszego użytkowania bez dodatkowej utylizacji. Najdrobniejsze zaś frakcje kostne zostają wynoszone z komory spalania i w postaci lepiących się kłaczków osadzających się na powierzchniach ogrzewalnych drugiego ciągu kotła dosyć szybko zalepiają prześwity międzyrurowe. Spalanie mączki mięsno-kostnej bezpośrednio w złożu kotła fluidalnego powoduje znaczny wzrost temperatury w złożu nawet przy niewielkiej ilości tlenu znajdującego się w gazie fluidyzacyjnym.

Wzrost temperatury bezpośrednio w górnej części złoża może osiągnąć poziom 1300-1400°C. Takie wartości temperatur wynikają ze spalania gazów pirolitycznych przy udziale głównie tlenu organicznego zawartego w substancji organicznej mączki. Wzrost temperatury w złożu do poziomu 1300-1400°C powoduje topienie substancji popiołu i klejenie się złoża. Złoże przestaje prawidłowo pracować, powstają kratery, w których następuje topienie popiołu i powstanie szlaki, która z jednej strony utrudnia odprowadzenie popiołu ze złoża, a z drugiej strony niszczy strukturę fizykochemiczną popiołu jako surowca do produkcji nawozów fosforowych.

Znany jest z polskiego opisu patentowego PL 197 240 sposób likwidacji przetworzonych odpadów organicznych, zwłaszcza mączki mięsno-kostnej, tłuszczów odpadowych i innych przetworzonych odpadów pochodzenia zwierzęcego charakteryzujący się tym, że odpady spalane są w cementowniczym piecu obrotowym, który jest ogrzewany w procesie wypalania klinkieru paliwem szlachetnym lub mieszanką zawierającą paliwa szlachetne i alternatywne. Odpady te są dodawane do pieca cementowniczego przez główny palnik do płomienia o temperaturze od 1900°C do 2000°C lub do gorącej części pieca obrotowego o temperaturze od 1400°C do 1900°C. Przy tym sposobie część wartości energetycznej paliwa szlachetnego lub mieszanki paliw szlachetnych zastępuje się mączką mięsnokostną, tłuszczem odpadowym lub innymi przetworzonymi odpadami pochodzenia zwierzęcego, które przy wysokich temperaturach i utleniającej atmosferze piecowej z nadmiarem powietrza do spalania zostają spalone z wykorzystaniem ich wartości opałowej. Nietoksyczne spaliny po rozkładzie termicznym częściowo zostają wychwycone przy wypalaniu przeciwprądowym przez zmieloną mieszankę surowców i tworzący się klinkier, a popiół powstały z minerałów kostnych po spaleniu przereaguje do masy klinkieru z mineralizującym działaniem tlenku fosforu P2O5 na tworzenie faz klinkierowych.

Znany jest z polskiego zgłoszenia opisu patentowego P 368330 sposób termicznej utylizacji odpadów zwierzęcych i organicznych, zwłaszcza mączki mięsno-kostnej, tłuszczów odpadowych i innych przetworzonych odpadów pochodzenia zwierzęcego i organicznego charakteryzujący się tym, iż sposób termicznej utylizacji obejmuje wstępny proces przygotowania wsadu z różnych odpadów zwierzęcych, w tym ze zlikwidowanych zwierząt, z odpadów pierzastych oraz z odpadów ciekłych w postaci krwi zwierzęcej surowej lub odwodnionej. Wsad wstępnie przygotowany zawierający powyżej 30% płynnego tłuszczu i wilgoci z mieszalnika doprowadza się do zespołu termicznej destrukcji, w którym wydziela się tłuszcz, stosując ciśnienie od 3 do 5 bar i temperaturę w zakresie 150-250°C. Wsad zawierający powyżej 30% płynnego tłuszczu i wilgoci z mieszalnika transportuje się i wprowadza do obrotowej komory, w której prowadzi się proces suszenia i pirolizy w temperaturze uzyskiwanej od płomienia paliw konwencjonalnych spalanych w warunkach podstechiometrycznych przy liczbie nadmiaru powietrza równej lub mniejszej od jeden aż do osiągnięcia temperatury powyżej 1150°C w poPL 213 915 B1 bliżu ścian wewnętrznych obrotowej komory, a po osiągnięciu tej temperatury wyłącza się palnik na paliwo konwencjonalne i uruchamia się palnik, który zasila się tłuszczem zwierzęcym, przy czym palnik zasila się tłuszczem zwierzęcym podgrzanym wcześniej do temperatury około 80°C i prowadzi się proces spalania w atmosferze redukcyjnej w obszarze suszenia i odgazowania wsadu zwierającego wszelkiego rodzaju odpady zwierzęce i organiczne. Wstępnie przygotowany wsad z mieszalnika podaje się także bezpośrednio do obrotowej komory, w której wytwarza się gaz pirolityczny wysokokaloryczny o wysokim cieple spalania, który miesza się z oparami i kieruje się do komory spalania, do której doprowadza się również gaz pirolityczny zmieszany z powietrzem pobieranym z odciągów wentylacyjnych oraz doprowadza się powietrze atmosferyczne wentylatorem, gdy dostarczona ilość powietrza z odciągów wentylacyjnych jest niewystarczająca do spalania. Pozostałości po odgazowaniu wsadu w obrotowej komorze spala się w złożu fluidalnym komory spalania w temperaturach od 850 do 1150°C przy udziale powietrza z odciągów powietrza atmosferycznego kierowanego przez wentylator. Proces spalania w złożu fluidalnym komory spalania prowadzi się przy nadmiarze powietrza od 1,05 do 1,5. Mączkę kostno-mięsną z zasobnika podaje się i spala w komorze spalania kotła w obecności stabilizującego źródła zapłonowego przy udziale powietrza z odciągów wentylacyjnych, przy czym komorę spalania przed rozpoczęciem procesu spalania nagrzewa się do temperatury powyżej 1150°C uzyskiwanej od płomienia paliwa ropopochodnego lub roślinnego, a po osiągnięciu temperatury powyżej 1150°C wyłącza się palnik na paliwo ropopochodne lub roślinne i uruchamia się palnik, który zasila się tłuszczem zwierzęcym po uprzednim podgrzaniu tego tłuszczu do temperatury 80°C. Mączkę mięsno-kostną zawierającą poniżej 30% płynnego tłuszczu i wilgoci miesza się z trocinami drzewnymi w ilości od 10 do 30%, a następnie po zmieszaniu z węglem spala się na ruszcie lub w złożu fluidalnym w kotłach rusztowych i fluidalnych, a także mączkę mięsną w ilości od 20 do 30% wagowo miesza się z węglem w ilości 70 do 80% i spala w temperaturze powyżej 1150°C, przy czym czas przebywania mieszaniny w temperaturze powyżej 1150°C wynosi powyżej 2 sekund. Gazy spalinowe niezależnie od procesu termicznej utylizacji z komór spalania kieruje się do wymienników ciepła a następnie oczyszcza się w odpylaczach oraz w katalizatorach.

Znany jest z polskiego opisu patentowego PL 207423 sposób termicznej utylizacji toksycznych produktów odpadowych ze zlikwidowanych zwierząt, z odpadów pierzastych i ciekłych w postaci krwi zwierzęcej surowej lub odwodnionej, w którym przed rozpoczęciem termicznej utylizacji przeprowadza się proces termicznej destrukcji wstępnie przygotowanego wsadu w temperaturze od 150 do 250°C przy ciśnieniu od 3:5 bar, w czasie od 20 do 60 minut. Wydzielający się w prowadzonym procesie termicznej destrukcji tłuszcz zwierzęcy, opary oraz mączka mięsno-kostna podnośnikiem podawane są do kosza zasypowego obrotowej komory, w której przeprowadza się proces ich suszenia i pirolizy w temperaturze uzyskiwanej od płomienia paliw konwencjonalnych spalanych w warunkach podstechiometrycznych przy liczbie nadmiaru powietrza równej lub mniejszej od jedności aż do osiągnięcia w czasie od 5-30 minut temperatury powyżej 850°C, korzystnie w zakresie 1000°C-1200°C mierzonej w pobliżu ścian wewnętrznych obrotowej komory. Po osiągnięciu temperatury ustalonej z zakresu 1000°: 1200°C wyłącza się palnik na paliwo konwencjonalne i uruchamia się palnik zasilany tłuszczem zwierzęcym podgrzanym wcześniej do temperatury od 60°: 120°C. Proces spalania tłuszczu zwierzęcego odbywa się z udziałem oparów powstałych z termicznej destrukcji w atmosferze redukcyjnej w obrotowej komorze, w której wytwarza się gaz pirolityczny wysokokaloryczny, który miesza się z oparami i kieruje się do komory spalania wraz z powietrzem pobieranym z odciągów wentylacyjnych, przy czym jeżeli ilość powietrza z odciągów jest niewystarczająca doprowadza się dodatkowe powietrze atmosferyczne wentylatorem. Spalanie pozostałości po odgazowaniu wsadu z obrotowej komory odbywa się w złożu fluidalnym komory spalania w temperaturach od 900 do 1500°C przy udziale powietrza pobieranego z odciągów wentylacyjnych i powietrza atmosferycznego kierowanego wentylatorem. Proces spalania w złożu fluidalnym prowadzi się przy nadmiarze powietrza w zakresie od 1,05: 1,5. Proces spalania gazu pirolitycznego prowadzi się w komorze spalania przy zastosowaniu palników zapłonowo-stabilizujących na paliwo konwencjonalne, które zastępuje się tłuszczem zwierzęcym jeżeli w komorze spalania zostanie osiągnięta temperatura powyżej 850°C, natomiast proces spalania mączki mięsno-kostnej prowadzi się w obrotowej komorze przy udziale powietrza pobieranego z odciągów wentylacyjnych zawierającego wszelkiego rodzaju wyziewy i zanieczyszczone powietrze z pomieszczeń przeróbki odpadów zwierzęcych. Instalacja do termicznej utylizacji toksycznych produktów odpadowych według powyższego wynalazku zawiera fluidalną komorę spalania od góry zamkniętą stropem, w którym zainstalowany jest palnik zapłonowo-stabilizacyjny o wylocie strumienia spalin skierowanym w dół a od spodu zamkniętą dnem sitowym złoża fluidalnego, przy którym usytu4

PL 213 915 B1 owany jest lej zsypowy popiołu, połączoną z komorą fluidalną komorę obrotową pirolizy i suszenia oraz kocioł odzysknicowy wyposażony w odbiorniki ciepła a także przyłączone do kotła odzysknicowego odprowadzenie gazów spalinowych do komina.

Sposób energetycznego recyklingu mączki mięsno-kostnej, w którym wprowadzaną do komory fluidalnej mączkę mięsno-kostną spala się w obszarze wysokotemperaturowej strugi płomienia palnika zapłonowo-stabilizacyjnego zainstalowanego w stropie komory fluidalnej i w złożonym głównie z karbonizatu, grubszych ziaren kostnych i gazu fluidyzacyjnego złożu fluidalnym utworzonym na spodzie komory fluidalnej nad dnem sitowym złoża fluidalnego, powstałe w komorze fluidalnej gazy spalinowe są kierowane do kotła odzysknicowego, w którym oddają swoje ciepło odbiornikom ciepła a następnie odprowadzane są do układu odprowadzenia spalin do komina, a popiół ze złoża fluidalnego usuwany jest lejem zsypowym popiołu według wynalazku charakteryzuje się tym, iż mączka mięsno-kostna do komory fluidalnej w obszar wysokotemperaturowej strugi płomienia o temperaturze od 1000° do 1500°C pochodzącej z palnika zapłonowo-stabilizacyjnego na paliwo płynne jest wdmuchiwana zainstalowanymi w górnej części pobocznicy komory fluidalnej dyszami wtryskowymi mączki mięsnokostnej z ejektora, do którego mączka mięsno-kostna podawana jest podajnikiem ślimakowym z zasobnika przykotłowego, powietrzem zimnym albo gorącym, korzystnie podgrzanym do temperatury w zakresie od 180° do 220°C, w ilości od 10 do 40% ilości stechiometrycznej powietrza potrzebnego do spalenia wydzielających się z mączki mięsno-kostnej gazów pirolitycznych, o ciśnieniu od 1 do 10 kPa, kolejne powietrze potrzebne do spalania gazów pirolitycznych jest podawane do komory fluidalnej dyszami powietrza stopniowo wzdłuż osi komory fluidalnej, przy czym korzystnie powietrze podawane jest na dwóch poziomach osi pionowej komory fluidalnej w ilości od 10% do 40% ilości powietrza stechiometrycznego na każdym poziomie a zawarte w gazach spalinowych odprowadzanych kanałem spalin do kotła odzysknicowego niespalone w komorze fluidalnej gazy pirolityczne i gazy palne w postaci tlenku węgla oraz węglowodorów ciężkich dopala się w kotle odzysknicowym płomieniem palnika zapłonowo-dopalającego na paliwo płynne lub gazowe przy udziale powietrza doprowadzonego usytuowanymi tam dyszami powietrza w ilości od 5 do 20% ilości powietrza stechiometrycznego potrzebnego do spalenia wydzielających się z mączki mięsno-kostnej gazów pirolitycznych. Gaz fluidyzacyjny stanowi mieszaninę powietrza i spalin o temperaturze od 850° do 1150°C i w proporcjach od 5 do 20% powietrza i od 80 do 95% spalin.

Instalacja do energetycznego recyklingu mączki mięsno-kostnej zawierająca komorę fluidalną od góry zamkniętą stropem, w którym zainstalowany jest palnik zapłonowo-stabilizacyjny o wylocie strumienia spalin skierowanym w dół a od spodu zamkniętą dnem sitowym złoża fluidalnego, przy którym usytuowany jest lej zsypowy popiołu, połączony z komorą fluidalną kocioł odzysknicowy wyposażony w odbiorniki ciepła oraz przyłączony do kotła odzysknicowego układ odprowadzenia spalin do komina według wynalazku charakteryzuje się tym, iż w górnej części pobocznicy komory fluidalnej zainstalowane są dysze wtryskowe mączki mięsno-kostnej połączone z ejektorem połączonym z wyposażonym w zasobnik przykotłowy podajnikiem ślimakowym, poniżej dysz wtryskowych mączki mięsno-kostnej zainstalowane są na kilku poziomach osi pionowej komory fluidalnej dysze powietrza, przy czym korzystnie dysze powietrza są rozmieszczone na dwóch poziomach i mają osie prostopadłe do osi pionowej komory fluidajnej, komora fluidalna jest połączona z kotłem odzysknicowym kanałem spalin, a w kotle odzysknicowym nad kanałem spalin zainstalowane są dysze powietrza oraz palnik zapłonowo-dopalający.

Korzystnie dysze powietrza zainstalowane są stycznie do pobocznicy komory fluidalnej w płaszczyźnie poziomej albo nachylonej do płaszczyzny poziomu pod kątem do 45°.

Korzystnie połączenie komory fluidalnej z kotłem odzysknicowym jest zamknięte festonem wykonanym z rur ekranowych komory fluidalnej, do których zamocowane są ceowniki częścią wewnętrzną skierowaną w kierunku napływu gazów spalinowych.

Korzystnie dysze powietrza są wyposażone w zawirowywacze powietrza.

Korzystnie pierwszy poziom dysz powietrza zainstalowany jest w odległości od 3 do 4 m od dysz wtryskowych mączki mięsno-kostnej, a drugi poziom dysz powietrza w odległości od 5 do 6 m od dysz wtryskowych mączki mięsno-kostnej.

Przedmiot wynalazku został uwidoczniony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia instalację w postaci schematu, a fig. 2 przedstawia fragment festonu w przekroju poprzecznym.

Sposób energetycznego recyklingu mączki mięsno-kostnej w przykładzie realizacji według wynalazku polega na tym, iż znajdująca się w zasobniku przykotłowym 15.1 mączka mięsno-kostna podajnikiem ślimakowym 15.4 wprowadzana jest do ejektora 15, z którego za pośrednictwem dysz wtryPL 213 915 B1 skowych 3 mączki mięsno-kostnej zainstalowanych w górnej części pobocznicy komory fluidalnej 1 jest wdmuchiwana strumieniem powietrza podgrzanego do temperatury 220°C i o ciśnieniu 10 kPa do komory fluidalnej 1 w skierowany w dół komory fluidalnej 1 strumień spalin o temperaturze poniżej 1350°C pochodzących z palnika zapłonowo-stabilizującego 2 zamocowanego osiowo w stropie komory fluidalnej 1. Ilość powietrza używanego do wdmuchiwania mączki mięsno-kostnej stanowi 40% ilości stechiometrycznej powietrza w strefie spalin potrzebnego do spalenia wydzielających się z mączki mięsno-kostnej gazów pirolitycznych. Korzystnie mączka mięsno-kostna wdmuchiwana jest w strumień spalin o temperaturze w zakresie od 1000 do 1500°C powietrzem podgrzanym do temperatury w przedziale od 180 do 220°C albo powietrzem zimnym o ciśnieniu w przedziale od 1 do 10 kPa i w ilości od 10 do 40% ilości stechiometrycznej powietrza w strefie spalin potrzebnego do spalenia wydzielających się z mączki mięsno-kostnej gazów pirolitycznych. Kolejne powietrze w ilości 40% ilości stechiometrycznej powietrza potrzebnego do spalenia wydzielonych w komorze fluidalnej 1 gazów pirolitycznych wprowadza się dyszami powietrza 4 zainstalowanymi obwodowo w pobocznicy komory fluidalnej 1 na dwóch poziomach, usytuowanych poniżej dysz wtryskowych 3 mączki mięsnokostnej. Korzystnie każdy poziom dysz powietrza 4 wprowadza do komory fluidalnej 1 powietrze w ilości od 10 do 40% ilości stechiometrycznej powietrza w strefie spalin potrzebnego do spalenia wydzielających się z mączki mięsno-kostnej gazów pirolitycznych. Rozdzielenie i stopniowanie wzdłuż-płomienia powietrza niezbędnego do spalania wydzielonych gazów pirolitycznych w komorze fluidalnej 1 na strugę powietrza ejekcyjnego podawanego dyszami wtryskowymi 3 mączki mięsnokostnej, wraz z mączką mięsno-kostną i powietrza dodatkowego wprowadzanego dyszami powietrza 4 ma na celu rozciągnięcie procesu spalania gazów pirolitycznych na całą długość komory fluidalnej 1 i wynika z potrzeby utrzymywania temperatury w strefie spalania gazów pirolitycznych na całej długości płomienia na równym poziome.

Ponadto, takie stopniowanie zapewnia lepsze wymieszanie powietrza z gazami pirolitycznymi i zmniejszenie generacji tlenków azotu. Stwarza to także możliwość obniżenia współczynnika nadmiaru powietrza w procesie spalania mączki mięsno-kostnej do 1 czyli do wartości stechiometrycznej. Korzystnie wprowadzane do komory fluidalnej 1 dyszami powietrza 4 powietrze jest wprowadzane w ruch wibracyjny zawirowywaczami powietrza stanowiącymi wyposażenie dysz wtryskowych 4. Ruch wibracyjny wprowadzanego powietrza wpływa na polepszenie wymieszania go z gazami pirolityczymi. Niespalone w górnej części komory fluidalnej 1 ziarna karbonizatu i ziarna kości kieruje się do złoża fluidalnego utworzonego na spodzie komory fluidalnej 1 nad dnem sitowym 8 złoża fluidalnego. Złoże fluidalne zasilane jest gazem fluidyzacyjnym stanowiącym mieszaninę gazową spalin i powietrza w proporcjach 20% powietrza i 80% spalin, o temperaturze 850°C. Korzystnie gaz fluidyzacyjny stanowi mieszaninę gazową spalin i powietrza w proporcjach od 5 do 20% powietrza i od 80 do 95% spalin, o temperaturze od 850° do 1150°C. Powstały w komorze fluidalnej 1 popiół odprowadza się usytuowanym przy dnie sitowym 8 złoża fluidalnego lejem zsypowym 10 popiołu na składowisko popiołu.

Gazy spalinowe pochodzące ze złoża fluidalnego zmieszane z gazami spalinowymi pochodzącymi ze spalania gazów pirolitycznych z komory fluidalnej 1 są kierowane poprzez kanał spalin 5 zamknięty od strony komory fluidalnej 1 festonem 7 do kotła odzysknicowego 6, w którym dopala się je płomieniem palnika zapłonowo-dopalającego 17 na paliwo płynne lub gazowe po wcześniejszym wymieszaniu z powietrzem wprowadzonym do kotła odzysknicowego 6 dyszami powietrza 16 zainstalowanymi nad kanałem spalin 5 w ilości 20% ilości powietrza stechiometrycznego potrzebnego do spalenia wydzielających się z mączki mięsno-kostnej gazów pirolitycznych. Korzystnie dopalanie płomieniem palnika zapłonowo-dopalającego 17 na paliwo płynne lub gazowe gazów pirolitycznych i innych pozostałych gazów palnych w postaci tlenku węgla oraz węglowodorów ciężkich zawartych w gazach spalinowych wprowadzonych do kotła odzysknicowego 6 jest prowadzone przy udziale powietrza doprowadzonego dyszami powietrza 16 w ilości od 5 do 20% ilości powietrza stechiometrycznego potrzebnego do spalenia wydzielających się z mączki mięsno-kostnej gazów pirolitycznych. W kotle odzysknicowym 6 gazy spalinowe oddają swoje ciepło usytuowanemu tam odbiornikowi ciepła 19 w postaci przegrzewacza grodziowego, odbiornikowi ciepła 20 w postaci walczaka, odbiornikowi ciepła 21 w postaci przegrzewacza II-go stopnia oraz odbiornikowi ciepła 22 w postaci podgrzewacza powietrza. Gazy spalinowe z kotła odzysknicowego 6 kierowane są do układu odprowadzenia spalin 24 utworzonego z filtra workowego 24.1 połączonego z wentylatorem 24.2 tłoczącym poprzez zasuwę spalin 24.5 gazy spalinowe do komina 25 oraz wpiętą za zasuwą spalin 24.5 stację monitoringu spalin 24.6 kontrolującą gazy spalinowe pod względem emisji składników gazowych i zawartości pyłu. Mączka mię6

PL 213 915 B1 sno-kostna do podajnika przykotłowego 15.1 dostarczana jest z bunkra magazynowego 33 dozownikiem komórkowym 32. W czasie termicznej pirolizy w temperaturach pomiędzy 1000° a 1500°C z mączki mięsno-kostnej zostaje odprowadzone około 92% substancji w postaci gazów pirolitycznych, które zawierają około 24% tlenu organicznego, który to gaz następnie bierze bezpośredni udział w utlenianiu pozostałych gazów palnych. Sposób energetycznego recyklingu mączki mięsno-kostnej w sposobie według wynalazku jest procesem ciągłym, rozpoczynającym się w temperaturze powyżej 850°C i przebiegającym w czasie 10-15 sekund, co gwarantuje spełnienie wszystkich wymogów, norm i dyrektyw odnoszących się do termicznej utylizacji materiałów o najwyższym stopniu zagrożenia, jakim jest mączka mięsno-kostna pochodząca ze zwierząt padłych i chorych na BSE. W gazach spalinowych opuszczających układ kotłowy nie będzie substancji szkodliwych dla atmosfery. Gazy spalinowe składać się będą jedynie z CO2, H2O, N2O2 i śladowych ilości CO. Ponadto, odprowadzany ze złoża fluidalnego popiół nie będzie zawierał żadnych substancji palnych oraz substancji szkodliwych dla gleby poza związkami wapnia i fosforu, które stanowią substancje mineralne materiału wsadowego. Emisja pyłu do atmosfery jest minimalna i znajduje się w dolnym zakresie dopuszczalnych norm. Palnik zapłonowo-stabilizacyjny 2 sterowany jest armaturą przypalnikową 14, do której rurociągiem 14.1 doprowadza się olej opałowy, rurociągiem 14.2 tłuszcz zwierzęcy, rurociągiem 14.3 powietrze a rurociągiem 14.4 parę wodną. Palnik zapłonowo-stabilizacyjny 2 podczas rozruchu to jest w czasie od 1 do 5 min oraz podczas odstawiania to jest w czasie od 5 do 10 min zasilany jest olejem opałowym a w pozostałym czasie pracy tłuszczem zwierzęcym. Powietrze do ejektora 15 potrzebne do ejekcji mączki mięsno-kostnej dostarczane jest rurociągiem 27 z otoczenia lub rurociągiem 26 z usytuowanego w kotle odzysknicowym 6 podgrzewacza powietrza stanowiącego odbiornik ciepła 22. Powietrze dostarczane do dysz wtryskowych 3 mączki mięsno-kostnej jest sprężane poprzez wysokociśnieniowy wentylator 26.4 napędzany silnikiem 26.5 z falownikiem 26.6. Ilość doprowadzanego do wysokociśnieniowego wentylatora 26.4 powietrza z zewnątrz i powietrza ze stanowiącego odbiornik ciepła 22 podgrzewacza powietrza jest regulowana odpowiednio zaworem regulacyjnym 27.1 i zaworem regulacyjnym 26.3, natomiast ilość powietrza podawanego z wysokociśnieniowego wentylatora 26.4 do dysz wtryskowych 3 jest regulowana zaworem regulacyjnym 26.7. Powietrze do dysz powietrza 4 doprowadzone jest rurociągiem 26 ze stanowiącego odbiornik ciepła 22 podgrzewacza powietrza, a jego ilość regulowana jest zaworami regulacyjnymi 26.1 i 26.2. Gaz fluidyzacyjny do złoża fluidalnego doprowadza się wentylatorem 30.2 napędzanym silnikiem 30.3 z falownikiem 30.4 a jego ilość regulowana jest zaworami regulacyjnymi 30.1. Gazy spalinowe do wentylatora 30.2 podawane są wentylatorem 24.2 napędzanym silnikiem 24.3 z falownikiem 24.4 a ich ilość regulowana jest zaworem regulacyjnym 31.1 oraz zasuwą spalin 24.5 układu odprowadzenia spalin 24 do komina 25, natomiast powietrze z otoczenia podawane jest rurociągiem 30 z wentylatora 30.6 napędzanego silnikiem 30.7 z falownikiem 30.8, a jego ilość regulowana jest zaworem regulacyjnym 30.5. Zamiast powietrza z otoczenia do wentylatora 30.2 może być podawane gorące powietrze pobierane ze stanowiącego odbiornik ciepła 22 podgrzewacza powietrza poprzez zawór regulacyjny 30.9. Podgrzane powietrze z odbiornika ciepła 22 w postaci podgrzewacza powietrza rurociągiem 28 poprzez zawór regulacyjny 28.2 podawane jest do palnika zapłonowo-dopalającego 17, poprzez zawór regulacyjny 28.1 do palnika zapłonowo-stabilizującego 2, a poprzez zawór regulacyjny 29.1 i 29.2 do dysz powietrza 16. Podgrzana woda z kolektorów 1.2 usytuowanych w górnej części komory fluidalnej 1 odprowadzana jest do odbiornika ciepła 20 w postaci walczaka, skąd zasila dolne kolektory 6.1 kotła odzysknicowego 6. Para z odbiornika ciepła 20 w postaci walczaka jest kierowana do odbiornika ciepła 19 w postaci przegrzewacza grodziowego a następnie do odbiornika ciepła 21 w postaci przegrzewacza II-go stopnia. Kolektory 1.1 komory fluidalnej 1 zasilane są pompą zasilającą 23 podającą wodę kotłową z układu przygotowania wody kotłowej.

Instalacja do energetycznego recyklingu mączki mięsno-kostnej w przykładzie wykonania według wynalazku zbudowana jest z komory fluidalnej 1 mającej zainstalowany w stropie, korzystnie w osi komory fluidalnej 1 palnik zapłonowo-stabilizacyjny 2 o wylocie strumienia spalin skierowanym w dół, w pobocznicy w jej górnej części dysze wtryskowe 3 mączki mięsno-kostnej, pod dyszami wtryskowymi 3 mączki mięsno-kostnej na kilku poziomach osi pionowej komory fluidalnej 1 dysze powietrza 4, a w dolnej części kanał spalin 5 poprzez który połączona jest z kotłem odzysknicowym 6. Korzystnie dysze powietrza 4 są ustawione stycznie do pobocznicy komory fluidalnej 1 z odchyleniem do 45° do dołu. Korzystnie dysze powietrza 4 zainstalowane są w pobocznicy komory fluidalnej 1 obwodowo na dwóch poziomach. Korzystnie pierwszy rząd dysz powietrza 4 umieszczony jest w odległości od 3 do 4 m od dysz wtryskowych 3 mączki mięsno-kostnej, a drugi rząd dysz powietrza 4 w odległoPL 213 915 B1 ści od 5 do 6 m od dysz wtryskowych 3 mączki mięsno-kostnej. Korzystnie dysze powietrza 4 są wyposażone w zawirowacze powietrza wprowadzające wpływające do nich powietrze w ruch wibracyjny. Zawirowanie powietrza przekłada się na polepszenie wymieszania go z wytwarzanymi w komorze fluidalnej 1 gazami pirolitycznymi. Wejście kanału spalin 5 zamknięte jest festonem 7 wykonanym z rur ekranowych 7.1, do których zamocowane są częścią grzbietową ceowniki 7.2 wewnętrzną stroną skierowaną w kierunku napływu gazów spalinowych. Zastosowanie festonu 1 umożliwia oczyszczenie gazów spalinowych z najdrobniejszych ziaren pyłu o strukturze płatkowo-kłaczkowej . Komora fluidalna 1 od spodu zamknięta jest dnem sitowym 8 złoża fluidalnego, pod którym umieszczone są skrzynie gazowe 9 a obok którego usytuowany jest lej zsypowy 10 popiołu zamknięty podajnikiem celkowym 11. W leju zsypowym 10 popiołu zainstalowana jest dysza powietrza 13 połączona z zaworem regulacyjnym 12. Palnik zapłonowo-stabilizacyjny 2 połączony jest ze sterującą go armaturą przypalnikową 14. Do armatury przypalnikowej 14 doprowadzony jest rurociąg 14.1 oleju opałowego, rurociąg 14.2 tłuszczu zwierzęcego, rurociąg 14.3 powietrza i rurociąg 14.4 pary wodnej. Dysze wtryskowe 3 mączki mięsno-kostnej połączone są z ejektorem 15 połączonym z podajnikiem ślimakowym 15.4 napędzanym silnikiem 15.2 z falownikiem 15.3 i wyposażonym w zasobnik przykotłowy 15.1. W kotle odzysknicowym 6 bezpośrednio nad kanałem spalin 5 zainstalowane są dysze powietrza 16 i palnik zapłonowo-dopalający 17 na paliwo płynne lub gazowe połączony z armaturą przypaleniskową 18 włączoną do systemu nadrzędnego sterującego pracą instalacji. W kotle odzysknicowym 6 usytuowany jest odbiornik ciepła 19 w postaci przegrzewacza grodziowego, odbiornik ciepła 20 w postaci walczaka, odbiornik ciepła 21 w postaci przegrzewacza II-go stopnia oraz odbiornik ciepła 22 w postaci podgrzewacza powietrza. Komora fluidalna 1 wykonana jest z rur ekranowych w postaci szczelnej ściany membranowej wyłożonej od wewnątrz żaroodpornym betonem a od zewnątrz materiałem termoizolacyjnym. Na dole rury ekranowe komory fluidalnej 1 włączone są do kolektorów 1.1 połączonych z pompą zasilającą 23 podającą wodę kotłową z układu przygotowania wody kotłowej, a u góry są włączone do kolektorów 1.2 połączonych z odbiornikiem ciepła 20 w postaci walczaka. Komora fluidalna 1 stanowi podgrzewacz wody z częściowym odparowaniem. Kocioł odzysknicowy 6 połączony jest z układem odprowadzenia spalin 24 utworzonym z filtra workowego 24.1 połączonego z wentylatorem 24.2 napędzanym silnikiem 24.3 z falownikiem 24.4 tłoczącym poprzez zasuwę spalin 24.5 gazy spalinowe do komina 25 oraz wpiętą za zasuwą spalin 24.5 stację monitoringu spalin 24.6 kontrolującą gazy spalinowe pod względem emisji składników gazowych i zawartości pyłu. Od odbiornika ciepła 22 w postaci podgrzewacza powietrza odchodzi rurociąg 26, który poprzez zawory regulacyjne 26.1 i 26.2 połączony jest z dyszami powietrza 4 a poprzez zawór regulacyjny 26.3, wysokociśnieniowy wentylator 26.4 napędzanym silnikiem 26.5 z falownikiem 26.6 oraz zawór regulacyjny 26.7 z dyszami wtryskowymi 3 mączki mięsno-kostnej. Do rurociągu 26 pomiędzy zaworem regulacyjnym 26.3 a wysokociśnieniowym wentylatorem 26.4 wpięty jest rurociąg 27 z zaworem regulacyjnym 27.1 doprowadzający powietrze z otoczenia. Do rurociągu 26 wpięty jest rurociąg 28 połączony następnie poprzez zawór regulacyjny 28.1 z palnikiem zapłonowo-stabilizacyjnym 2, a poprzez zawór regulacyjny 28.2 z palnikiem zapłonowo-dopalającym 17 na paliwo płynne lub gazowe oraz rurociąg 29 połączony następnie poprzez zawór regulacyjny 29.1 i zawór regulacyjny 29.2 z dyszami powietrza 16. Skrzynie gazowe 9 połączone są rurociągiem 30 wyposażonym w zawory regulacyjne 30.1 oraz wentylator 30.2 napędzany silnikiem 30.3 z falownikiem 30.4 z tłoczącym poprzez zawór regulacyjny 30.5 powietrze z otoczenia wentylatorem 30.6 napędzanym silnikiem 30.7 z falownikiem 30.8 oraz wpiętym przed zaworem regulacyjnym 30.5 rurociągiem 31 wyposażonym w zawór regulacyjny 31.1 połączonym następnie z układem odprowadzenia spalin 24. Rurociąg 30 poprzez zawór regulacyjny 30.9 połączony jest z rurociągiem 26. Do zasobnika przykotłowego 15.1 mączka mięsno-kostna podawana jest dozownikiem komórkowym 32 napędzanym silnikiem 32.1 z falownikiem 32.2 z bunkra magazynowego 33.

Claims (7)

1. Sposób energetycznego recyklingu mączki mięsno-kostnej, w którym wprowadzaną do komory fluidalnej mączkę mięsno-kostną spala się w obszarze wysokotemperaturowej strugi płomienia palnika zapłonowo-stabilizacyjnego zainstalowanego w stropie komory fluidalnej i w złożonym głównie z karbonizatu, grubszych ziaren kostnych i gazu fluidyzacyjnego złożu fluidalnym utworzonym na spodzie komory fluidalnej nad dnem sitowym złoża fluidalnego, powstałe w komorze fluidalnej gazy spali8

PL 213 915 B1 nowe są kierowane do kotła odzysknicowego, w którym oddają swoje ciepło odbiornikom ciepła a następnie odprowadzane są do układu odprowadzenia spalin do komina, a popiół ze złoża fluidalnego usuwany jest lejem zsypowym popiołu, znamienny tym, że mączka mięsno-kostna do komory fluidalnej (1) w obszar wysokotemperaturowej strugi płomienia o temperaturze od 1000° do 1500°C pochodzącej z palnika zapłonowo-stabilizacyjnego (2) na paliwo płynne jest wdmuchiwana zainstalowanymi w górnej części pobocznicy komory fluidalnej (1) dyszami wtryskowymi (3) mączki mięsnokostnej z ejektora (15), do którego mączka mięsno-kostna podawana jest podajnikiem ślimakowym (15.4) z zasobnika przykotłowego (15.1), powietrzem zimnym albo gorącym, korzystnie podgrzanym do temperatury w zakresie od 180° do 220°C, w ilości od 10 do 40% ilości stechiometrycznej powietrza, o ciśnieniu od 1 do 10 kPa, kolejne powietrze potrzebne do spalania gazów pirolitycznych jest podawane do komory fluidalnej (1) dyszami powietrza (4) stopniowo wzdłuż osi komory fluidalnej (1), przy czym korzystnie powietrze podawane jest na dwóch poziomach osi pionowej komory fluidalnej (1) w ilości od 10% do 40% ilości powietrza stechiometrycznego na każdym poziomie a zawarte w gazach spalinowych odprowadzanych kanałem spalin (5) do kotła odzysknicowego (6) niespalone w komorze fluidalnej (1) gazy pirolityczne i gazy palne w postaci tlenku węgla oraz węglowodorów ciężkich dopala się w kotle odzysknicowym (6) płomieniem palnika zapłonowo-dopalającego (17) na paliwo płynne lub gazowe przy udziale powietrza doprowadzonego usytuowanymi tam dyszami powietrza (16) w ilości od 5 do 20% ilości powietrza stechiometrycznego.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że gaz fluidyzacyjny stanowi mieszaninę powietrza i spalin o temperaturze od 850° do 1150°C i w proporcjach od 5 do 20% powietrza i od 80 do 95% spalin.

3. Instalacja do energetycznego recyklingu mączki mięsno-kostnej zawierająca komorę fluidalną od góry zamkniętą stropem, w którym zainstalowany jest palnik zapłonowo-stabilizacyjny o wylocie strumienia spalin skierowanym w dół a od spodu zamkniętą dnem sitowym złoża fluidalnego, przy którym usytuowany jest lej zsypowy popiołu, połączony z komorą fluidalną kocioł odzysknicowy wyposażony w odbiorniki ciepła oraz przyłączony do kotła odzysknicowego układ odprowadzenia spalin do komina, znamienna tym, że w górnej części pobocznicy komory fluidalnej (1) zainstalowane są dysze wtryskowe (3) mączki mięsno-kostnej połączone z ejektorem (15) połączonym z wyposażonym w zasobnik przykotłowy (15.1) podajnikiem ślimakowym (15.4), poniżej dysz wtryskowych (3) mączki mięsno-kostnej zainstalowane są na kilku poziomach osi pionowej komory fluidalnej (1) dysze powietrza (4), przy czym korzystnie dysze powietrza (4) są rozmieszczone na dwóch poziomach i mają osie prostopadle do osi pionowej komory fluidajnej (1), komora fluidalna (1) jest połączona z kotłem odzysknicowym (6) kanałem spalin (5), a w kotle odzysknicowym (6) nad kanałem spalin (5) zainstalowane są dysze powietrza (16) oraz palnik zapłonowo-dopalający (17).

4. Instalacja według zastrz. 3, znamienna tym, że dysze powietrza (4) zainstalowane są stycznie do pobocznicy komory fluidalnej (1) w płaszczyźnie poziomej albo nachylonej do płaszczyzny poziomu pod kątem do 45°.

5. Instalacja według zastrz. 3, znamienna tym, że połączenie komory fluidalnej (1) z kotłem odzysknicowym (6) jest zamknięte festonem (7) wykonanym z rur ekranowych (7.1) komory fluidalnej (1) do których zamocowane są ceowniki (7.2) częścią wewnętrzną skierowaną w kierunku napływu gazów spalinowych.

6. Instalacja według zastrz. 3, znamienna tym, że dysze powietrza (4) są wyposażone w zawirowywacze powietrza.

7. Instalacja według zastrz. 3, znamienna tym, że pierwszy poziom dysz powietrza (4) zainstalowany jest w odległości od 3 do 4 m od dysz wtryskowych (3) mączki mięsno-kostnej, a drugi poziom dysz powietrza (4) w odległości od 5 do 6 m od dysz wtryskowych (3) mączki mięsno-kostnej.