PT87599B

PT87599B - Sistema de manipulacao de cinzas secas

Info

Publication number: PT87599B
Application number: PT87599A
Authority: PT
Inventors: Cazmier Leonard Liszewski; Dale Mckeand
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Priority date: 1987-05-29
Filing date: 1988-05-27
Publication date: 1993-09-30
Also published as: CA1297346C; ES2006963A6; US4774908A; IN167947B; WO1988009462A1; KR890701958A; PT87599A

Description

RESUMO

Sistema de manipulação de cinzas secas

A invenção refere-se a um sistema para a manipulação de cinzas secas que possui uma tremonha das cinzas com uma pilha vertical de cinzas na mesma, que permite a combustão continuada e completa das brazas não queimadas antes de deixar o fundo da tremonha (30). Um sistema de injecção de ar da tremonha (56, 60, 62, 64, 66) força a passagem do ar através da cinza quente de baixo para cima da pilha de cinza, aumentando a eficiência da combustão. 0 ar que sobe através da cinza quente devolve o calor residual ã caldeira, aumentando o rendimento, ao mesmo tempo que arrefece as cinzas até uma temperatura segura para a manipulação.

A recirculação e a adição de ar fresco frio promove o arrefecimento e impede que se escape pó. Faces opostas inclinadas (67,69) na tremonha (30) fazem com que a cinza se misture ã medida que se desloca para o fundo para impedir a canalização do ar.

FIG. 2.

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(Dr. Jorge Garin)

*4

WESTINGHOUSE EEECTRIC CORPORATION

SISTEMA DE MANIPULAÇÃO DE CINZAS SECAS

A. presente invenção refere-se a um sisuema de manipulação de cinzas secas para um incinerador de resíduos municipais que ar refece a cinza até à temperatura ambiente para a sua manipulação fácil e, mais particularmente, a um sistema que completa a combus tão de materiais residuais e devolve calor da cinza para o sistema, para melhorar o rendimento.

Sistemas de incineração de resíduos sólidos municipais e_s tão descritos em pormenor na patente de invenção norte-americana NQ 3 822 651· Fazendo agora referência aos desenhos anexos em poj? menor, a fig. 1 representa um incinerador de resíduos sólidos muni cipais no qual os resíduos são fornecidos através de um plano inclinado (10) para um queimador rotativo (12).

Um objecto da presente invenção consiste em assegurar cue sutstancialmente todos os resíduos combustíveis sejam consumidos, aumentando-se desse modo o rendimento do processo de combustão, e produzir cinzas relativamente secas, tendo um baixo teor de húmida de, de modo que possam reduzir-se drasticamente os custos para de_s csrtar as cinzas.

Este objectivo pode ser atingido por meio de um sistema de manipulação de cinzas secas como se descreve nas reivindicações, o qual cria uma pilha vertical de cinzas numa tremonha das cinzas. A pilha vertical permite a continuação da combustão cas brasas não

queimadas. A tremonha inclui um sistema de injecção de ar que força o ar para o interior das cinzas quentes, aumentando o rendimento da combustão. Parte do ar forçado para o interior das cinzas sobe através da pilha de cinzas quentes, devolvendo o calor residual para o processo de combustão, melhorando o rendimento da combustão, ao mesmo tempo que arrefece as cinzas até uma temperatura segura de manipulação. 0 ar que passa para o interior do processo da com bustão é substibuído por ar fresco na parte inferior ia pilha, melhorando o arrefecimento e controlando as poeiras.

A presente invenção tornar-se-á mais clara com a leitura dos pormenores de construção e funcionamento, descritos e reivindicados a seguir com mais pormenor, com referência aos desenhos anexos, que fazem parte da presente memória descritiva, em que a núme. ros iguais correspondem partes iguais, e cujas figuras representam:

- A fig. 1, um sistema de incineração de resíduos municipais típico; e

- A fig. 2, um sistema de manipulação das cinzas secas segundo a presente invenção.

Uma parte dos resíduos queimados deixa o queimador (12) sob a forma de cinzas volantes oue sobem através de uma pilha de completamento da combustão (14·) e é recolhida num sistema de colhe_i ta das cinzas volantes. A cinza do fur.do, incluindo brasas parcialmente queima ias, caem para fora do queimador (12) para uma tremonha (16) de recolha e combustão das cinzas que inclui uma grelha em escada arrefecida por água (16) que dá às brasas maiores mais tempo para uma combustão completa enquanto rolam pelas escada (18) abaixo. As escadas (18) incluem aberturas de injecção cfe ar que for. çam o ar contra as brasas grandes e tentam completar a combustão

mantendo os pedaços maiores na câmara (14) durante um tempo adicio nal. As cinzas caem depois num depósito de extinção (20) qne inclui um transportador de arrasto (22) que transporta a cinza húmi, da para um carro de cinzas (24). 0 vapor proveniente do depósito (20) reduz o rendimento do sistema visto que ele tem de ser aquecido na câmara (14). Os sistemas de manipulação de cinzas que irj cluem um transportador de arrasto (22) são muitas vezes postos fora de seviço em virtude de objectos de grandes dimensões ficarem pre sos nos raspadores do transportador fazendo com que o transporta, dor (22) tenha que parar se for necessária uma reparação. 0 siste. ma de eliminação de resíduos, numa tal situação, estará fora de ser viço durante pelo menos 8 horas, que é 0 tempo necessário para ar refeccr e voltar a aquecer o queimador (12) mais qualquer tempo de reparação. 0 carro (24) cheio é depois transportado para um vaza, douro e esvasiado. Este tipo de sistema de cinza húmida incinera, na melhor das hipóteses 95 % ° 96 % dos resíduos susceptíveis de ser queimados e produz cinzas fortemente carregadas de humicade.

Como as companhias de eliminação de resíduos, tais como as de camiões de lixo municipais, cobram taxas que são função do reso transportado, é muito mais caro eliminar cinzas húmidas do que cin z 8 s secas.

produzidos sistemas ce manipulação de cinzas secas ou^c portador que se desloca lentamente no borco inferior do queimador (12). 0 transportador está colocado 3 cerca de 1,22 m (4 pés) do bordo inferior do queimador (12) e desloca-se com uma velocidade que permite depositar aproximadamente 50 cm (1 pé) de cinzas secas

no transportador. 0 transportador é um transportador do tipo de grelha que permite que se injecte ar no interior das cinzas, numa tentativa de obter a combustão completa das brasas grandes. Contudo, como a camada de cinzas no transportador é fina e como não se veri fica a mistura das cinzas, desenvolvem-se canais de ar na cinza que impedem o aumento do rendimento da combustão no dispositivo de exten. são da combustão na escada.

A presente invenção elimina estes defeitos dos sistemas de cinzas da ambiente, sem arrefecimento por água. A combustão aproxima-se dos refecimento é devolvida ao processo de combustão produzindo um ga.

nho no rendimento global de 6 %

A descrição aqui apresentada alculada para um queimador 0'Connor modelo RC-1OO, que inclui um tão de 7 J00 litros por segundo. Tremonhas para queimadores de ou. tras dimensões seriam dimensionadas de maneira substancialmente li near em função do diâmetro interior do queimador.

Resíduos de cinzas incluindo brasas que continuam a queimar-se deixam o queimador rotativo· (12) e caem para a parte superior (32) de uma r ’lha de cinzas numa tremonha de cinzas (3θ)· A parte superior (52) da pilha de cinzas está a uma temperatura aproximada, mente 75O°Ce devem ser mantidas cerca de 90 cm (3 pés) abaixo da cabeça anular do queimador (12). As cinzas deslocam-se para baixo na tremonha (30) e saem a uma temperatura de aproximadamente 65°C.

A tremonha (30) inclui um sistema (34) de injecção de ar que

injecta ar no interior da pilha de cinza, a intervalos espaçados, em torno do exterior da tremonha (30). Um sistema de transportador (36) na parte inferior da tremonha (30) transporta g cinza através de uma câmara de aspersão de água (38) onde ela é misturada com água ou vapor de água depois de atingir a temperatura de 65°C. 7 % do ar de combustão total ou 1,15 vezes o caudal de cin zas, e de preferência 10 são injectados pelo sistema (34) de injecção de ar e deslocam-se para cima através da pilha de cinzas devido à pressão negativa de 0,9 mm de Hg mantida na câmara (14). E necessária uma quantidade mínima de ar de 1,0 vezes o caudal de cinzas. Aproximadamente 4 % do ar de combustão total injectado pelo sistema (34) de injecçãode ar deslocam-se para baixo através da pilha de cinzas, são pré-aquecidos e recirculados através do sistema de injecção (54). 0 ar que é transportado para a área de combustão é substituído por ar exterior, criando um.a pressão negatj_ va na parte inferior da tremonha (30), impedindo que as poeiras se Θ S C & p θΠ ·

A secção superior (40) da tremonha (30) tem aproximadamen te um metro de altura, dois metros de largura e quatro metros de comprimento. Esta secção inclui uma secção de parede interna (42) feit?. de material refractário vazado tal como Hardcastes fabricado por Harbison-Walker e uma secção de parede exterior arrefecida por água (44), construída por meio de tubos transportadores de água acon. dicionados da maneira muito compacta.

A secção seguinte da parede da tremonha (46) tem uma superfície interior (48) de material refractário e uma superfície exterior (5O) de um material isolante de tubos de aquecimento de égua, tambén

disponível na Harbison-Walker. Um isolador aceitável seria uma ou tra camada do revestimento refractário de Hardcastes. Na parte in ferior da segunda secção, aberturas (66) de injecção de ar estão es_ paçadas a determinados intervalos em torno do exterior da tremonha (50). As aberturas de injecção (66) estão situadas aproximadamente 1,22 m (4- pés) abaixo da secção da parede de água (4-0) e são afiladas em ângulo para baixo, segundo um angulo de aproximadamente 60°. 0 ângulo dirigido para baixo impede que as cinzas entupam as aberturas de injecção (66).

A terceira secção (52) da tremonha (30) tem aproxim.adamen te um metro de altura, dois metros de largura na parte inferior e quatro metros de comprimento. A largura de dois metros permite que objectos de grandes dimensões, tais como frigoríficos, passem através da tremonha (30) sem ficarem presos. A temperatura das cin zas, quando elas atingem g parte superior da secção (52) adjacente às aberturas de injecção (66) é aproximadamente de 300^cC·. A quarta secção (54) tem uma abertura no sentido do movimento do transportador (66), permirindo que a cinza caia para fora do plano inclinado no sentido do movimento do transportador segundo um ângulo de repouso de cerca de 4-5°.

Uma parede (67) da tremonha (30) do lado do queimador (12) está dotrada em ângulo (A) de aproximadamente 20°. enquanto a parede (69) oposta ao queimador (12) é dobrada segundo um ângulo (B) de aproximadamente 5°· Isso cria um= tremonha inclinada (30) que faz com que a cinza leve se desloque horizontalmente à medida que cai no fundo. Os objectos pesados que saem do queimador (12), cais como porcas, parafusos e peças de automóveis, deslocam-se de uma maneira

substancialmente vertical dentro da tremonha (30), enquanto as cin.

zas leves se desloca- quer vertical quer horizontalmente. Esta dj_ ferença do movimento dos otjectos pesados em comparação com o dos materiais leves, mistura as cinzas impedindo a formação de canais de ar.

sistema de injecção de ar (34) inclui uma cobertura (56) que envolve completa ente a parte inferior da impede que as cinzas se escapem.

ar tombado da cobertura (53) passa através de um tubo (53) com um diâmetro interior de cerca de cm para uma ventoinha ou bomba centrífuga de ar (60) accionada por um motor

A ventoínha deve ter um diâmetro de

60,9 cm (24 ). 0 ar deixa a bomba cen trífuga (60) através de uma conduta múltipla (62) metro de 20 cm. Os tubos de distribuição muitipla de alimentação (64) alimentam as aberturas de injecção de ar (66). As aberturas (66) cm de lar gura e são colocadas aproximadamente a distâncias de 60 cm em torno do exterior da tremonha (30).

A cinza, à medida que abandona a tremonha (30), é transpor tada pelo sistema transportador (36). 0 sistema transportador (33) na fig- 2, por uma questão de simplicidade está ilustrado orienta, do para transportar a cinza paralelamente ao queimador (12)· N? pr_á tica, o transportador (33) seria de preferência orientado perpendicularr.ente ao queimador (12) visto que seria necessário fabricar especialmente uma correia transportadora do transportador contínuo com 4 m de largura. A orientação deste modo permite usar uma correia transportadora de 2 m de largura, fácil de obter. 0 transportador, quando orientado perpe?-'⁰ icularment e ao queimador, desloca-se

com uma velocidade de aproximadamente 10 cm por minuto produzindo uma altura média de cinza de aproximadamente 50 cm. Esta velocidade de progressão permite que a cinza se rantenha na tremonha (30) de preferência durante aproximadamente 6,5 horas, o que permite que se verifique a combustão completa em aproximadamente 2 horas, tem po que a cinza leva a atingir o nível das aberturas (66). A com bus. tão leva aproximadamente 1 3 1,5 horas para se completar e a veloci dade de progressão tem de ser suficientemente baixa para que se complete a combustão antes das cinzas atingirem es aberturas (66). Visto que a cinza está aproximadamente a 65°C quando atinge a parte superior do transportador (36), não é necessário um transportador especial pare altas temperaturas. É apropriada uma correia trans portadora normal de borracha, tal como as usadas para o transporte de carvão. Pode obter-se um sistema transportador apropriado na Stephen Adamson. A cinza passa para o interior da câmara de hume. decimento (38) através de uma vedação fléxivel (68) antes de ser humedecida pelo injector de humedecimento (70), que pode produzir água ou vapor de água. Um.a aspersão de água de aproximadamente 2 litros por minuto produzirá cinza com um teor de humidade de 5 %·

Uma alternativa ao sistema transportador (36) é uma placa de aço oscilante que se move periodicamente paralelamente ao quei. mador (12) e depois retorna no sentido contrário, enquanto se des. loca sobre apoios de rolos cilíndricos. Encontram-se sistemas de pia cas móveis ceste tipo frequentemente nas máquinas transportadoras de areia associadas com ssibreiras, as quais possuem uma superfície superior da placa extremamente dura. Para uma tremonha (30) com 3₅66 m (13 pés) de comprimento, três placas de aço (72) seriam

- 9 accionadas periodicamente por três macacos hidráulicos (74), cada um deles accionado por um motor eléctrico de 2 CV. 0 movimento no sentido da seta da fig. 2 permitiria que a cinza caísse ao longo da parede mais afastada do queim-idor (12) e, quando a placa se move para trás, a cinza seria comprimida, deixando ficar alguma cinza fora da tremonha (JO). O macaco hidráulico que é usado para forçar a saída dos resíduos do plano inclinado (10) para o interior do queimador (12) poderia ser adaptado para este fim.

reivindicações

Claims

1.- Sistema de manipulação de cinzas secas para um incinerador dos lixos municipais com um queimador rotativo (12) que descarrega a cinza contendo combustíveis numa caldeira que possui uma tremonha da cinza (30) disposta na extremidade inferior da caldeira para receber a cinza do queimador rotativo (12), caracterizado por incluir um transportador (36) para remover a cinza a partir de uma extremidade inferior da tremonha (30) com uma velocidade controlada por forma a manter uma altura ce cinza aproximadamente constante na tremonha (30) e meios (56, 60, 62, 64 e 66) para proporcionar ar de combustão para a cinza na tremonha (30) para completar a combustão dos combustíveis na cinza na tremonha (30), enquanto se mantém uma pressão negativa no interior da tremonha (30) para impedir que a cinza fina se escape da tremonha (30) .

2. - Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a tremonha (30) ter uma parede lateral (67) disposta por baixo da extremidade de descarga do queimador rotativo (12) inclinada afastando-se do queimador rotativo (12) e uma parede lateral (69) oposta ã parede (67) por baixo do queimador rotativo (12) que é também inclinada afastando-se do queimador rotativo (12), mas segundo um ângulo menor fazendo com que o material mais pesado se desloque de maneira substancialmente vertical dentro da tremonha (30) e o material mais leve se desloque vertical e horizontalmente para impedir que se formem canais para o ar de combustão no interior da tremonha (30).

3, - Sistema de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por o angulo de inclinação da parede lateral (67) por baixo co queimador (12) ser de cerca de 20° e por o ângulo de inclinação ca parede lateral (69) oposta à parede lateral (67) mencionada em primeiro lugar ser de cerca de 5 graus,

Lisboa, 27 de Maio de 1988

O Azenr; OTiCisl da Propriedade Industria·

RESUMO

Sistema de manipulaçao de cinzas secas

A invenção refere-se a u~ sistema para a manipulação de cinzas secas que possui uma tremonha das cinzas cor. uma pilha vertical de cinzas na mesma, que permite a combustão continuada e completa das brazas não queimadas antes de deixar o fundo da tremonha (30). Um sistema de injecção de ar da tremonha (56, 60, 62, 64, 66) força a passagem, do ar através da cinza quente de baixo para cirr.a da pilha de cinza, aumentando a eficiência da combustão. 0 ar que sobe através da cinza quente devolve o calcr residual à calceira, aumentando o rendimento, ao reste tempo cue ate uma temperatura segura para c manipulaçao. adição de ar fresco frio promove c ar ref ecime.nescôce pó. Faces ooestas inclinadas -.67,65) na