PL240208B1 - Sposób wytwarzania paliwa z odpadów - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania paliwa z odpadów, znajdujący zastosowanie w recyklingu odpadów przemysłowych, w tym zużytych opon oraz odpadów komunalnych, korzystnie z domieszką tworzyw sztucznych.

Z polskiego zgłoszenia opisu patentowego nr P.406 205 znany jest produkt dla przemysłu energetycznego na bazie materiałów odpadowych i sposób jego wytwarzania. Materiałami tymi są wyselekcjonowane odpady komunalne, przemysłowe, biomasy, odpady folii polietylenowych, zużytych włókien naturalnych i sztucznych, odpady z gospodarki rolnej.

Z opisu polskiego wynalazku nr PL236 581 znany jest sposób wytwarzania regeneratu z odpadów gumowych, zwłaszcza opon samochodowych, polegający na mieszaniu miału gumowego z dodatkiem asfaltu i/lub lepiszczy węglowodorowych, charakteryzujący się tym, że miał gumowy miesza się w warunkach autotermicznych z dodatkiem asfaltu i/lub lepiszczy węglowodorowych w ilości do 30% masowych oraz z dodatkiem nadtlenków nieorganicznych lub organicznych w ilości do 10% masowych. Otrzymany regenerat gumowy może być stosowany jako substytut elastomeru lub napełniacz w mieszankach kauczukowych jako modyfikator termoplastycznych kompozycji polimerowych, modyfikator cementu oraz jako modyfikator asfaltów drogowych.

Znane dotychczas sposoby przerobu odpadów nie rozwiązywały problemu utylizacji odpadów, głównie z tworzyw sztucznych, w tym zużytych opon, zmierzających do wytwarzania paliw bez udziału środków chemicznych, wykorzystywanych w przemyśle i gospodarstwach domowych. Tym bardziej nie przewidywano wytwarzania w taki sposób paliw mających postać gazową, płynną lub stałą.

Celem rozwiązania, zgodnie z wynalazkiem jest opracowanie procesu utylizacji odpadów komunalnych i przemysłowych, w tym opon, w trakcie którego z utylizowanej masy odpadów będzie wytwarzane paliwo gazowe, płynne i stałe, przeznaczone do zasilania procesu utylizacji oraz wykorzystywane jako uzupełnienie paliw pozyskiwanych znanymi dotychczas sposobami.

Istotę wynalazku stanowi sposób wytwarzania paliwa w wyniku realizacji recyklingu odpadów przemysłowych, w tym zużytych opon, odpadów komunalnych oraz mieszanych. Sposób polega na tym, że odpady przeznaczone do recyklingu, w tym zużyte opony rozdrabnia się na drobiny wielkości 0,1-35 mm, po czym rozdrobnione odpady suszy się aż do osiągnięcia wilgotności nie wyższej niż 20%, po czym rozdrobnione i wysuszone odpady kieruje się do dwukomorowego reaktora, gdzie poddaje się procesowi pirolizy niskotemperaturowej w temperaturze 360-520°C. Podczas procesu suchej destylacji z odpadów wytwarza się gaz popirolityczny. Gaz ten zawiera frakcję olejowo-benzynową oraz frakcję gazową, której składniki nie podlegają skropleniu w chłodnicy.

W związku z tym, że nie wszystkie składniki odpadów ulegają rozpadowi na etapie niskotemperaturowym pirolizy, w komorze niskotemperaturowej, gdzie temperatura wynosi 360-520°C, pozostałe po tym etapie odpady, za pomocą transportera ślimakowego kieruje się do komory wysokotemperaturowej reaktora i poddaje pirolizie wysokotemperaturowej, w temperaturze 800-850°C, bez dostępu powietrza.

W wyniku procesu pirolizy wysokotemperaturowej, z odpadów pozostałych po pirolizie niskotemperaturowej następuje wytwarzanie gazu popirolitycznego, który poprzez filtr cząsteczek stałych jest kierowany do układu kondensacji, gdzie miesza się z gazem popirolitycznym, wytworzonym na etapie pirolizy niskotemperaturowej. Zmieszane gazy z układu kondensacji są kierowane do odpowiednio dobranych skraplaczy, gdzie następuje ich schładzanie i skraplanie z podziałem na poszczególne frakcje, magazynowane każda frakcja w oddzielnym zbiorniku. Skroplone mogą być magazynowane także w jednym zbiorniku. Jednak z uwagi na fakt, że wytworzone w procesie pirolizy gazy mogą zawierać substancje uniepalniające lub opóźniające palenie, co jest związane ze składem morfologicznym odpadów, należy je usnąć ze składu paliwa. Dlatego gazy gromadzone w jednym zbiorniku poddaje się destylacji, odwirowaniu lub usuwaniu składników niepalnych środkami chemicznymi.

Nieskroplony w układzie kondensacji gaz popirolityczny jest kierowany do układu uzdatniania gazu i wykorzystywany do zasilania palników gazowych, ogrzewających reaktor.

Na etapie pirolizy wysokotemperaturowej węgiel odzyskany z odpadów nabiera właściwości węgla aktywowanego, znanego jako sadza. Sadzę workuje się i przekazuje do dalszego zastosowania, między innymi jako wypełniacz w produkcji gumy oraz barwnik. W procesie według wynalazku odzyskuje się również złom stalowy, pochodzący ze zbrojenia opon, który kieruje się do przetopu.

Realizację sposobu wytwarzania paliwa z odpadów umożliwia zespół urządzeń, na który składają się układ podawania z koszami zasypowymi, taśmociągami, rozdrabniaczami i rurociągiem do

PL 240 208 B1 prowadzającym rozdrobnione odpady do reaktora, ponadto układ reaktora dwukomorowego z zainstalowanym wewnątrz reaktora podajnikiem ślimakowym, układ kondensacji, układ gazowy oraz zespół magazynowania.

Realizacja wynalazku umożliwia utylizację odpadów przy jednoczesnym wytwarzaniu paliw gazowych, płynnych oraz stałych znajdujących różnorodne zastosowanie w przemyśle i w gospodarstwach domowych. Proces według wynalazku jest samowystarczalny pod względem zasilania w energię cieplną, z uwagi na fakt, że do ogrzewania reaktora wykorzystuje się paliwo gazowe w nim wytworzone. Sposób według wynalazku umożliwia wykorzystanie zbędnych, nikomu niepotrzebnych odpadów zalegających na hałdach, psujących krajobraz i zatruwających naturalne środowisko człowieka. Opracowanie sposobu według wynalazku pozwala na ich pożyteczne zagospodarowanie i wykorzystanie.

Przedmiot wynalazku został objaśniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 pokazuje zespół urządzeń do realizacji rozwiązania, natomiast fig. 2 - uwidacznia schemat blokowy układu gazowego.

Sposób wytwarzania paliwa z odpadów według wynalazku polega na tym, że odpady przemysłowe, w tym zużyte opony, odpady komunalne oraz odpady mieszane przeznaczone do recyklingu, z koszy załadowczych 1 transportuje się do rozdrabniacza wstępnego 2, a następnie do rozdrabniacza zasadniczego 3, gdzie są rozdrabniane na drobiny wielkości 0,1-35 mm. Rozdrobnione odpady kieruje się do suszarni 4. W suszarni 4 odpady są suszone aż do osiągnięcia wilgotności nie wyższej niż 20%, po czym rozdrobnione i wysuszone odpady kieruje się do dwukomorowego reaktora 5, gdzie w komorze niskotemperaturowej 5A poddaje się odpady procesowi pirolizy niskotemperaturowej w temperaturze 460°C. Podczas procesu suchej destylacji z odpadów wytwarza się gaz popirolityczny. Wytworzony w niskotemperaturowej komorze 5A gaz popirolityczny poprzez filtr cząstek stałych 6 jest kierowany do układu kondensacji 7.

W związku z tym, że nie wszystkie składniki odpadów ulegają rozpadowi na etapie pirolizy niskotemperaturowej, przeprowadzanej w komorze niskotemperaturowej, gdzie panuje temperatura 360-520°C, pozostałe po tym etapie odpady, za pomocą transportera ślimakowego 8 kieruje się do komory wysokotemperaturowej 5B reaktora 5 i poddaje pirolizie wysokotemperaturowej, w temperaturze 800°C, bez dostępu powietrza. W wyniku pirolizy wysokotemperaturowej z odpadów wytwarza się gaz popirolityczny, który rurociągiem poprzez filtr cząstek stałych 6 jest kierowany do układu kondensacji 7. W układzie kondensacji 7 łączy się z gazem popirolitycznym z komory niskotemperaturowej 5A i dalej jako jeden gaz przepływa do odpowiednio dobranych skraplaczy 9, gdzie następuje skroplenie z podziałem na poszczególne frakcje. Poszczególne frakcje magazynuje się w oddzielnych zbiornikach lub jako łączone w jednym zbiorniku, frakcje gazowe w zbiorniku 10, frakcje olejowe w zbiorniku 11. Z uwagi na fakt, że gaz popirolityczny może zawierać substancje uniepalniające lub opóźniające palenie, do których zalicza się brom i co wynika ze składu morfologicznego odpadów, należy ten składnik usunąć. Związki niepalne usuwa się ze skroplonego paliwa poprzez destylację, odwirowywanie lub przy pomocy środków chemicznych.

Frakcje olejowe mające wysoką wartość energetyczną, magazynowane w zbiornikach naziemnych 11, są transportowane do miejsc przeznaczenia i wykorzystywane, głównie w energetyce. Frakcje gazowe gazu popirolitycznego, nieskroplone w układzie kondensacji są kierowane rurociągiem 12 do układu uzdatniania, a następnie są wykorzystywane do podgrzewania palników 13 reaktora 5 i tym samym, podtrzymywania procesu recyklingu.

W wyniku procesu pirolizy wysokotemperaturowej z odpadów odzyskuje się złom stalowy, pochodzący ze zbrojenia opon, przekazywany do przetopienia oraz węgiel w formie czystej o właściwościach węgla aktywowanego, odprowadzanego z reaktora rurociągiem do zbiornika węgla 14, przy czym po drodze jest on poddawany separacji i sitowaniu. Odseparowany i przesiany węgiel aktywowany workuje się i przeznacza do dalszego użytku. Między innymi jako wypełniacz farb, past oraz jako wypełniacz w produkcji gumy.

Claims (4)

1. Sposób wytwarzania paliwa z odpadów, głównie przemysłowych, w postaci paliw gazowych, płynnych i stałych, znamienny tym, że rozdrobnione na drobiny wielkości 0,1-35 mm odpady, suszy się aż do osiągnięcia wilgotności nie większej niż 20% i transportuje do dwukomoro

PL 240 208 B1 wego reaktora, gdzie poddaje się dwustopniowej pirolizie, na etapie pirolizy niskotemperaturowej rozdrobnione i wysuszone odpady umieszcza się w niskotemperaturowej komorze reaktora, w temperaturze 360-520°C bez dostępu powietrza i poddaje się procesowi pirolizy niskotemperaturowej, a wytworzony na tym etapie z odpadów gaz popirolityczny kieruje się rurociągiem poprzez filtr cząstek stałych do układu kondensacji, zaś odpady, które nie uległy rozpadowi na etapie niskotemperaturowej pirolizy, za pomocą transportera, korzystnie ślimakowego kieruje się do komory wysokotemperaturowej reaktora i poddaje działaniu temperatury 800-850°C bez dostępu powietrza, po czym wytworzony na tym etapie gaz popirolityczny kieruje się do układu kondensacji, gdzie miesza się z gazem wytworzonym w komorze niskotemperaturowej i w dalszej kolejności kieruje się do skraplaczy i schładza się oraz skrapla się z uwzględnieniem podziału na frakcje magazynowane w oddzielnych zbiornikach lub w jednym zbiorniku.

2. Sposób, według zastrz. 1, znamienny tym, że nieskroplony gaz popirolityczny kieruje się do układu uzdatniania i wykorzystuje do zasilania palników gazowych ogrzewających reaktor.

3. Sposób, według zastrz. 1, znamienny tym, że na etapie pirolizy wysokotemperaturowej z odpadów odzyskuje się węgiel aktywowany w formie sadzy i złom stalowy.

4. Sposób, według zastrz. 1, znamienny tym, że substancje niepalne lub opóźniające palenie usuwa się ze skroplonego gazu popirolitycznego poprzez destylację, odwirowywanie lub przy użyciu środków chemicznych.