PL220548B1 - Sposób pozyskiwania paliwa alternatywnego z odpadów komunalnych oraz linia do pozyskiwania paliwa alternatywnego z odpadów komunalnych - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób pozyskiwania paliwa alternatywnego z odpadów komunalnych oraz linia do pozyskiwania paliwa alternatywnego z odpadów komunalnych.

Odpady komunalne zwłaszcza te nie posegregowane zawierają zarówno produkty spożywcze, szkło, papier, drewno, metal, tkaniny, opakowania z tworzyw sztucznych jak i inne odpady pochodzenia organicznego i nieorganicznego. W ostatnich latach kładzie się duży nacisk, na zmniejszanie ilości składowanych śmieci, które zanieczyszczają środowisko i wymagają dużych powierzchni składowania. W celu zmniejszenia masy składowanych śmieci przeprowadza się sortowanie odpadów i poddaje się je procesowi recyklingu, a pozostałe resztki poddaje się procesowi utylizacji. Jedną z metod utylizacji odpadów komunalnych jest przetwarzanie tych odpadów na paliwo alternatywne, które wykorzystywane jest jako surowiec energetyczny na przykład w kotłowniach.

Znany jest sposób wytwarzania paliwa alternatywnego z osadów pościekowych i wydzielonych frakcji odpadów komunalnych z polskiego opisu zgłoszeniowego wynalazku P-381786, który polega na tym, że odwodnione w procesie oczyszczania ścieków osady oraz rozdrobnione frakcje odpadów organicznych wysegregowane z odpadów komunalnych po podsuszeniu miesza się z rozdrobnionym drugim półproduktem, będącym biomasą. Mieszaninę poddaje się procesowi podsuszenia, mielenia i dalszemu odparowaniu. Po uzyskaniu jednorodnej sypkiej masy doprowadza się materiał do maszyny granulującej, a następnie poddaje się szybkiemu schłodzeniu.

Znany jest również sposób wytwarzania brykietów opałowych z odpadów komunalnych, w którym sortuje się wstępnie śmieci, a następnie odpady nadające się do wyrobu brykietów rozdrabnia się, miesza się je z pyłem węglowym, a następnie mieszaninę tę prasuje się w prasie porcjującej, przy ciśnieniu 19,6 do 58,8 MPa.

Znany jest również z opisu patentowego GB 1 286 532 sposób wytwarzania brykietów opałowych z odpadków, według którego najpierw usuwa się kawałki metalu i pył, a następnie odpadki są rozdrabniane na małe kawałki i suszone. Suche rozdrobnione odpadki są mieszane z odpowiednią ilością rozdrobnionego węgla i z materiałem wiążącym. Następnie brykiety wygrzewane są w temperaturze około 200°C, po czym są gotowe do wykorzystania jako brykiety opałowe.

Z polskiego opisu patentowego PL 179254 znany jest sposób do przygotowania mieszanki tworzyw sztucznych pochodzących z odpadów i śmieci z gospodarstw domowych, w którym przygotowany materiał rozdrabnia się w urządzeniu rozdrabniającym, aglomeruje się w aglomeratorze, przy czym lotne substancje odsysa się za pomocą urządzeń odsysających, a aglomerowany materiał suszy się. Sposób ten ma zastosowanie do otrzymywania półproduktu z tworzyw sztucznych odzyskanych ze śmieci, który to półprodukt nie nadaje się do wykorzystania w paliwach alternatywnych ze względów ekologicznych.

Znane są linie do segregacji, rozdrabniania i suszenia odpadów komunalnych zawierające urządzenia załadunkowe, sortujące, rozdrabniające, myjące, suszące i transportujące. Rodzaj dobieranych urządzeń oraz ich konfiguracja jest uzależniona od rodzaju surowca, który chcemy odzyskać w procesie recyklingu. Przykładowo z opisu patentowego PL 197745 znana jest linia do recyklingu tworzyw sztucznych, która zawiera urządzenia rozdrabniające, płuczące i odwadniające. Linia tego rodzaju przeznaczona jest do odzysku wyłącznie tworzyw sztucznych.

Znane są również stanowiska do ręcznej segregacji odpadów. Przykładowo z opisu patentowego PL 203597 znane jest urządzenie wyposażone w przenośnik transportowy i powtarzalne kompakty robocze składające się z dolnej konstrukcji stalowej wyposażonej w podpory wspierające poziomy ruszt połączony z lejami wsypowymi oraz konstrukcją nośną transportera. Od góry kompakty są zadaszone łukowym daszkiem z tworzywa sztucznego. W górnej części kompaktu usytuowana jest zawiasowo pionowa ścianka.

Ze zgłoszenia niemieckiego opisu patentowego DE 102007056903 znana jest instalacja do termicznego przekształcania odpadów, w której przeprowadza się etapy: segregacji, rozdrabniania i suszenia odpadów, zaś temperatura suszenia jest regulowana.

Ze zgłoszenia koreańskiego opisu patentowego KR20040055744 znany jest system produkcyjny paliwa alternatywnego z użyciem żywicy syntetycznej i odpadów ściekowych. System ten nie dotyczy odpadów z gospodarstw domowych.

Ze zgłoszenia koreańskiego opisu patentowego KR20090000450 znane jest urządzenie i sposób wytwarzania paliwa stałego z odpadów palnych, w którym surowce są sproszkowane i kolejno wysuszane.

PL 220 548 B1

Celem opracowania wynalazku jest maksymalne wykorzystanie masy odpadów komunalnych do produkcji paliwa alternatywnego z zachowaniem wysokiej wartości opałowej tych odpadów, a ponadto celem opracowania wynalazku jest stworzenie ekonomicznej linii do pozyskiwania paliwa alternatywnego z odpadów komunalnych.

Sposób pozyskiwania paliwa alternatywnego z odpadów komunalnych, w którym stosuje się co najmniej proces segregacji mechanicznej korzystnie połączony z procesem odciągania pyłów, proces segregacji ręcznej, separacji magnetycznej oraz proces rozdrabniania i suszenia odpadów, według wynalazku charakteryzuje się tym, że odpady poddaje się kolejno segregacji mechanicznej, gdzie odsiewa się z odpadów frakcje drobne i średnie, a następnie pozostałą frakcję grubą o wielkości nie mniejszej od 120 mm poddaje się selekcji ręcznej, w której oddziela się materiały niepalne, szkodliwe i przeznaczone do recyklingu, zaś pozostałe odpady poddaje się separacji magnetycznej, po czym oczyszczone z resztek żelaznych odpady rozdrabnia się i zasypuje się od góry na pokład suszący z nawiewem czynnika gazowego od dołu, a następnie, rozgarnia się go w miarę potrzeb po pokładzie suszącym, aż do uzyskania wilgotności suszonego produktu w granicach około 5 do 25%, przy czym proces suszenia prowadzi się w temperaturze nie mniejszej od 15°C i nie większej od 70°C, z jednoczesnym odciąganiem pyłów, a następnie wszystkie odciągnięte pyły, w dowolnej postaci dodawane są proporcjonalnie do osuszonych frakcji palnych, zebranych korzystnie do kontenerów ładunkowych.

Linia do pozyskiwania paliwa alternatywnego z odpadów komunalnych zawierająca co najmniej urządzenia podające, urządzenia do segregacji mechanicznej odpadów korzystnie współpracujące z urządzeniami odciągowymi pyłów, stanowiska do selekcji ręcznej, rozdrabniacz, separator magnetyczny, urządzenie suszące i urządzenia transportowe, według wynalazku charakteryzuje się tym, że urządzenie suszące ma postać instalacji zawierającej co najmniej pokład suszenia z systemem rurociągów nawiewowych, połączonych z wentylatorem nawiewowym, przy czym czynnik gazowy kierowany do wentylatora nawiewowego ogrzewany jest z kolektora słonecznego i/lub nagrzewnicy, zaś pokład suszenia ma postać podłogi, w której wykonane są kanały pod system rurociągów nawiewowych.

Linia charakteryzuje się tym, że górna powierzchnia rurociągów nawiewowych usytuowana jest na równi lub poniżej górnej powierzchni pokładu suszenia.

Linia charakteryzuje się tym, że na całej długości rurociągów nawiewowych usytuowane są otwory nawiewowe.

Linia charakteryzuje się tym, że kolektory słoneczne korzystnie stanowią zadaszenie całościowe lub częściowe linii.

Linia charakteryzuje się tym, że nagrzewnica połączona jest ze sterownikiem połączonym z czujnikiem temperatury.

Linia charakteryzuje się tym, że posiada dodatkowy system odciągowy pyłów, usytuowany co najmniej w miejscu suszenia odpadów.

Linia charakteryzuje się tym, że powyżej pokładu suszenia usytuowany jest podajnik rozdrobnionych frakcji palnych oraz rozgarniarka suszonej frakcji palnej.

Sposób pozyskiwania paliwa alternatywnego z odpadów komunalnych według wynalazku pozwala na znacznie dokładniejszą selekcję odpadów, a tym samym na maksymalne wykorzystanie odpadów palnych do ponownego wykorzystania, zmniejszając tym samym masę odpadów nie przerobionych. Ponadto poprzez zastosowanie dodatkowego odpylania zmniejszone zostało zapylenie w pomieszczeniu, gdzie przeprowadzane jest suszenie. Zebrany w procesie odpylania pył zwiększa masę paliwa alternatywnego, a ponadto wpływa korzystnie na jego właściwości palne. Właściwości palne podwyższone zostały również poprzez dosuszenie odpadów w fazie końcowej.

Linia według wynalazku jest linią bardzo ekonomiczną w użytkowaniu. Niewielka ilość zastosowanych urządzeń oraz wykorzystanie energii cieplnej z kolektora słonecznego do suszenia odpadów powoduje, że proces pozyskiwania paliwa alternatywnego jest tani i efektywny. Wspomaganie segregacji mechanicznej segregacją ręczną pozwala na maksymalne wykorzystanie wszystkich surowców palnych zawartych w odpadach oraz dokładną selekcję pozostałych odpadów, w tym odpadów niebezpiecznych oraz przeznaczonych do dalszego recyklingu. Zastosowany pokład suszenia daje dużą powierzchnię suszenia i pozwala na swobodne poruszanie się po nim ładowarek do zbierania wysuszonych odpadów.

Wynalazek w przykładzie wykonania pokazany jest na rysunku, na którym, fig. 1 przedstawia linię realizującą sposób według wynalazku w układzie perspektywicznym, zainstalowaną w budynku, fig. 2 przedstawia widok tej linii z boku, fig. 3 przedstawia widok linii z góry, fig. 4 przedstawia

PL 220 548 B1 fragment przekroju poprzecznego pokładu suszenia, zaś fig. 5 przedstawia schemat sterowania procesem suszenia.

W przykładzie wykonania odpady komunalne zasypywane są na przenośnik taśmowy 1, który podaje je do bębna odsiewającego 2 usytuowanego na podporach 3 w postaci dwóch równoległych ścianek tworzących boks. W bębnie odsiewającym 2 następuje segregacja mechaniczna odpadów poprzez odsiewanie frakcji drobnych o granulacji do 40 mm i frakcji średnich o granulacji od 40 do 120 mm, przy czy frakcję drobną stanowią na ogół odpady mineralne, zaś frakcję średnią stanowią w większości odpady organiczne. Frakcja drobna i średnia jest gromadzona w boksie utworzonym przez podpory 3 i stąd odbierana ładowarkami nie pokazanymi na rysunku. Pozostająca w bębnie odsiewającym 2 frakcja gruba, o granulacji powyżej 120 mm jest przesypywana do kosza przenośnika wznoszącego 4 o konstrukcji taśmowo progowej i podawana na przenośnik sortowniczy 5 o regulowanej prędkości przesuwu taśmy. Wzdłuż przenośnika sortowniczego 5, po obu jego stronach są zabudowane w kabinie sortowniczej 6, stanowiska 8 do ręcznej selekcji odpadów. Kabina sortownicza 6 ma konstrukcję szkieletową z izolowanymi ścianami i jest wyposażona w okna, instalację wentylacyjną i ogrzewanie. Kabina sortownicza 6 usytuowana jest na podporach 7 w postaci równoległych ścianek tworzących boksy. Selekcja ręczna polega na oddzielaniu produktów nadających się do dalszego recyklingu to jest szkła, tworzyw sztucznych, metali, oddzielaniu odpadów niebezpiecznych takich jak świetlówki i inne oraz na oddzielaniu materiałów niepalnych. Produkty oddzielane są do odrębnych pojemników i zsypami 9 kierowane są do odpowiednich boksów usytuowanych pod kabiną sortowniczą 6, skąd usuwane są ładowarką nie pokazaną na rysunku. W obrębie kabiny sortowniczej 6 w końcowej części przenośnika sortowniczego 5 usytuowany jest oddzielacz magnetyczny 10 przeznaczony do wychwytywania drobnych elementów żelaznych nie zauważonych przy selekcji ręcznej. Z przenośnika sortowniczego 5 pozostała frakcja palna jest podawana do rozdrabniacza 11 skąd po rozdrobnieniu podawana jest na podajnik pneumatyczny 12 i rozsypywana na pokład suszenia 13. Pokład suszenia 13 ma postać posadzki, w której wykonane są kanały 14 pod system rurociągów nawiewowych 15, które na całej długości wyposażone są w otwory nawiewowe 16. Górna powierzchnia systemu rurociągów nawiewowych 15 jest usytuowana poniżej powierzchni posadzki co pozwala na swobodne przemieszczanie się po pokładzie suszącym ładowarek zbierających wysuszoną frakcję palną. System rurociągów nawiewowych 15 połączony jest z wentylatorem nawiewowym 17, który pobiera ciepłe powietrze z powietrznego kolektora słonecznego 18. Wentylator nawiewowy 17 połączony jest również z nagrzewnicą 19, która włączana jest automatycznie jeśli temperatura czynnika gazowego w tym wypadku powietrza jest zbyt niska. Praca nagrzewnicy 19 jest sterowana sterownikiem 20, który wyzwalany jest czujnikiem temperatury 21. Sterownik 20 jest ustawiony na temperaturę czynnika gazowego wynoszącą 50°C. Temperatura ta może być zmieniana w zależności od stopnia wilgotności osuszanych odpadów i może wynosić od 15°C do 70°C. Kolektor słoneczny 18 stanowi zadaszenie części linii, która usytuowana jest w budynku 22. W pomieszczeniu suszenia zainstalowany jest odciąg pyłów 23, oraz rozgarniarka 24 usypywanego paliwa alternatywnego. Wszystkie urządzenia sortujące i przenoszące są umieszczone ponad podłogą budynku 22, zaś pomiędzy podporami 3 i 7, które stanowią ściany boksów, a ścianą wzdłużną budynku 22 jest zachowana odpowiednia odległość zapewniająca swobodne przemieszczanie się ładowarki. Wzdłuż bębna odsiewającego 2 oraz wzdłuż przenośnika wznoszącego 4 usytuowane są podesty 25. Wysuszone frakcje palne do wilgotności około 5 do 25% ładuje się ładowarką do kontenerów ładunkowych nie pokazanych na rysunku i dodaje proporcjonalnie zebrane pyły. Taki ładunek stanowi gotowe paliwo alternatywne, które przewożone jest w kontenerach ładunkowych do kotłowni.

Wynalazek nie ogranicza tak przygotowanego paliwa alternatywnego do stosowania go w luźnej i czystej postaci, ale również paliwo to może być poddawane dalszej przeróbce zmierzającej do zmniejszenia jego objętości lub wzbogacenia kaloryczności paliwa lub do mieszania z innymi produktami palnymi odzyskanymi z innych odpadów aniżeli śmieci.

Claims (9)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób pozyskiwania paliwa alternatywnego z odpadów komunalnych, w którym stosuje się co najmniej proces segregacji mechanicznej korzystnie połączony z procesem odciągania pyłów, proces segregacji ręcznej, separacji magnetycznej oraz proces rozdrabniania i suszenia odpadów, znamienny tym, że odpady poddaje się kolejno segregacji mechanicznej, gdzie odsiewa się z odpaPL 220 548 B1 dów frakcje drobne i średnie, a następnie pozostałą frakcję grubą o wielkości nie mniejszej od 120 mm poddaje się selekcji ręcznej, w której oddziela się materiały niepalne, szkodliwe i przeznaczone do recyklingu, zaś pozostałe odpady poddaje się separacji magnetycznej, po czym oczyszczone z resztek żelaznych odpady rozdrabnia się i zasypuje się od góry na pokład suszący z nawiewem czynnika gazowego od dołu, a następnie, rozgarnia się go w miarę potrzeb po pokładzie suszącym, aż do uzyskania wilgotności suszonego produktu w granicach około 5 do 25%, przy czym proces suszenia prowadzi się w temperaturze nie mniejszej od 15°C i nie większej od 70°C, z jednoczesnym odciąganiem pyłów, a następnie wszystkie odciągnięte pyły, w dowolnej postaci dodawane są proporcjonalnie do osuszonych frakcji palnych, zebranych korzystnie do kontenerów ładunkowych.
2. 2. Linia do pozyskiwania paliwa alternatywnego z odpadów komunalnych zawierająca co najmniej urządzenia podające, urządzenia do segregacji mechanicznej odpadów korzystnie współpracujące z urządzeniami odciągowymi pyłów, stanowiska do selekcji ręcznej, rozdrabniacz, separator magnetyczny, urządzenie suszące i urządzenia transportowe, znamienna tym, że urządzenie suszące ma postać instalacji zawierającej co najmniej pokład suszenia (13) z systemem rurociągów nawiewowych (15), połączonych z wentylatorem nawiewowym (17), przy czym czynnik gazowy kierowany do wentylatora nawiewowego (17) ogrzewany jest z kolektora słonecznego (18) i/lub nagrzewnicy (19), zaś pokład suszenia (13) korzystnie ma postać podłogi, w której wykonane są kanały (14) pod system rurociągów nawiewowych (15).
3. 3. Linia według zastrz. 2, znamienna tym, że górna powierzchnia rurociągów nawiewowych (15) usytuowana jest na równi lub poniżej górnej powierzchni pokładu suszenia (13).
4. 4. Linia według zastrz. 2, znamienna tym, że na całej długości rurociągów nawiewowych (15) usytuowane są otwory nawiewowe (16).
5. 5. Linia według zastrz. 2, znamienna tym, że kolektor słoneczny (18) korzystnie stanowi zadaszenie całościowe lub częściowe linii.
6. 6. Linia według zastrz. 2, znamienna tym, że nagrzewnica (19) połączona jest ze sterownikiem (20) połączonym z czujnikiem temperatury (21).
7. 7. Linia według zastrz. 2, znamienna tym, że posiada dodatkowy odciąg pyłów (23), usytuowany co najmniej w miejscu suszenia odpadów.
8. 8. Linia według zastrz. 2, znamienna tym, że powyżej pokładu suszenia (13) usytuowany jest podajnik (12) rozdrobnionych frakcji palnych.
9. 9. Linia według zastrz. 2, znamienna tym, że ponad pokładem suszenia (13) usytuowana jest rozgarniarka (24) suszonej frakcji palnej.