RO106556B1 - Procedeu de obtinere a unui material inert - Google Patents

Description

Prezenta iuvenție se referă la un procedeu de obținere a unui material inert, utilizabil în construcții, prin valorificarea unor deșeuri solide care conțin minimum 30% în greutate, materiale ce- 5 lulozice.

Acest procedeu se aplică in mod avantajos in construcții, prin valorificarea unor deșeuri menajere. In general, procedeul se aplică prin utilizarea nu- 10 meroaselor deșeuri menajere, industriale sau rurale, deșeuri care conțin o cantitate minimă de celuloza.

Prin acest procedeu se generează un material inert, suprimîndu-se diversele 15 poluări provocate de respectivele deșeuri. Materialul inert rezultat, de tipul nisipului fin sau mediu, poate fi utilizat, in special, in construcții, pentru sablarea drumurilor, în calitate de ram- 20 bleu, in domeniul construcțiilor. Materialul inert este curat și în decursul timpului, nu apare nici o dezvoltare de bacterii în interiorul său.

Se cunosc procedee pentru tratarea 25 și valorificarea acestor deșeuri. Deșeurile se depozitează în depozite așa zis controlate, dar se depun, în mod necivilizat, în diferite zone ale acestora. Deșeurile pot fi, de asemenea, incinera- 30 te. Prin nici unul din aceste procedee nu se permite o valorificare reală a acestor deșeuri, provocmd poluare. Piroliza acestor deșeuri care conțin, in special, mase plastice clorurate sau fluorurate, 35 generează gaze toxice și anume clor sau dioxină. Acumularea lor, fără tratament, generează, de asemenea, în timp biogaz, care prin mirosul său și/sau prin riscul de imflamabilitate este periculos. 40

Pe de altă parte, mineralizarea acestor deșeuri în soi, conduce la apariția unor goluri periculoase.

Procedeul conform invenției constă în formarea unei mase omogene din 45 deșeuri mărunțite și produși minerali de șarjare, care se alimentează pentru tratament termic, într-un reactor tubul ar prevăzut cu un șnec tip Arbimede, încălzit prin injectarea, la intrare, a unor 50 gaze calde de combustie cu o temperatură de 500...600°C.

Reactorul funcționează sub o ușoară depresiune, asigurindu-se într-o primă etapă a tratamentului termic, o creștere de temperatură piuă la realizarea unei radiații luminoase. Produsul rezultat se răcește și se dezintegrează. Pentru reglarea granulației, se amestecă cu un liant de aglomerare. Se utilizează ca produși minerali de șarjare. compuși aleși dintre: carbonat de calciu, sodă caustică, pulbere de barită, silicați-carbonatați, pulbere de argilă, ghips cu aspect de zahăr și pulbere de bauxită sau amestecuri ale acestora. Liantul de aglomerare poate fi un produs ales dintre: silicat de sodiu, var, pastă de ciment, leșîi din furnale, carboximetilccluloză și smoală solubilă în apă.

Prin procedeul conform invenției se valorifică superior aceste deșeuri fără a se produce poluare, conducîndu-se la elaborarea unui material inert, cu o bună utilizare în domeniul construcțiilor.

Se dă, în continuare, un exemplu de realizare a procedeului, conform invenției, în legătură și cu fîg.l și 2, care reprezintă:

- fig. 1, instalație de realizare a procedeului conform invenției, prezentată ca flux tehnologic;

- fig.2, secțiune longitudinală prin instalație cu elementele aferente instalației, elemente esențiale.

În acest procedeu se utilizează deșeuri solide care conțin minimum 30% in greutate, materiale celulozice. Deșeurile respective sînt supuse unor < etape preliminare de mărunțire și de triere, in vederea eliminării elementelor metalice, după care se tratează termic , într-un reactor tubular echipat cu un șnec și încălzit prin injectarea, în zona de intrare a reactorului a unor gaze calde de combustie. Reactorul este menținut sub o ușoară depresiune. Amestecul de masă omogenă, din reactor, conține deșeuri mărunțite și produse minerale. Amestecul conține în special ,

7i · vâr, carbonat de calciu și sodă caustică. Tratamentul termic și adaosul produselor minerale asigură, intr-o primă zonă a reactorului, o creștere de temperatură ă amestecului, pînă la producerea unei imense radiații luminoase. Se supun astfel deșeurile unui tratament termic specific care provoacă o reacție cu radiație. Inițial, deșeurile se mărunțesc și se se” pară de elementele metalice pe care le conțin. Deșeurile sfărîmate se amestecă •-•‘-'cu produsele minerale și-se omogenizează, Se mărunțesc, în continuare, pînă la obțihcreatmor particule fine, din care se elaborează o masă omogenă. Deșeurile menționate conțin minimum 30% in greutate, materiale celulozice. Aceste deșeuri pot fi deșeuri menajere cu conținuturi, în general, de6O% materiale celulozice, 3% materiale plastice, 7% produse metalice, 4% sticlă și 20% alte ^produse materiale. Așa cum s-a precizat ; mai nas, deșeurile sînt tratate termic, în amestec cu produse minerale și, in special cu var, carbonat de calciu și sodă - caustică; Aceste componente din amestec sînt destinate să reacționeze exoterm în timpul obținerii materialului inert. Componentele respective, utilizate in cantități prestabilite, sînt ale^e corespunzător dezvoltării unei activități maxime de reacție in interiorul¹' masei omogene. Seutiizează, de prefertfță, un var foarte reactiv. Carbonatai de calciu se utilizează avantajos; in special, în . scopuri economice, sub formă de carbonat de calciu natural. Carbonatai de calciu natural poate fi îmbogățit în calciu, '••'prin adăugarea de clorotă deliciu.

Amestecul· de materii· prime sub formă demasă omogen ă,care conține deșeuri mârunțite și componenți minerali, este încălzit direct, Ia intrarea in reactor, prin.injectarea în interiorul răâftforiilui _ i> dc.gare4»lde de combustie. Gazele cal’ dc.pot proveni din arderea anumitor gaze satf combustibili.

. Reactorul, utilizat pentru tratamentul termic, este un reactor prevăzut cu un șnec elicpidal. Un astfel de șnee permite vehicularea masei de reactivi, în interiorul reactorului și asigurarea unei anumite omdgenizări a masei respective. Reactorul estemen ținut sub o ușoară 5 depresiune pentrii eVactiarea gazelor.

De fapt se evacuează, în principal, vapori de apă. In acest reactor este posibil să se ardă deșeuri cu conținut de minimum 30% materiale celulozice, fără ge10 nerârea de materiile poluante. Această arderc accelerata'are loc, de obicei, în momentul apariției îh reactor ’i unei emisii luminoase fritetise. Această emisie de radiație luminoasa rezultă din 15 acțiunea căldurii/ de fapt dlntr-Un șoc termic, gazele calde fiind injectate, direct în zona de intrare în reactor, în amestecul care conține rt&țtiyil· respectivi. Acest procCdCu nb.cqnchici la su20 primarea 'materialele#' pofii^Jte și la obținerea unui produs inert wfc' formă ' ¹ de bucăți casante,^Jtpînă în momentul

- apariției emisiei luțămoase/a așa humi' ’ tei aure. ?

Compoziția amestecului, care trebuie introdus în reactor și temperatura corespunzătoare la care se aduce amestecul m zona de intrare in reactor, sînt parametrii care’se prestabilesc, în vede30 rea realizării acestei aure. Determinarea și optimizarea acestor parametri sc efectuează in mod âcCeslbil. Masă omogenă care conține deșeurile mărunțite, se obține avantajos, înainte de introduce35 reâ în reactor a acestor deșeuri, cu carbonatai de calciu și, de preferință, cu carbonat de calciu natural, în carcț eventual este incorporat^ gjorură ițe calciu. Nu se obține un amestec omogen^ atîta 40 timp cit deșeurilc^onțin o anumită proporție de umiditare^ceea ce este .dc fapt un caz genetat^Cufoate acestea^valoarea umidității nu trebuie sa cotn^omită ' reacția tilfeHdară,“TrmidiÎătw₍ ajc o va45 loare cuprinsă în mod a vant^lps filtre 20 și 40%. Pentî\j menținerea pn<nâ^t&l de valori a umidității, deșeurile smt, eventual, dacă este necesar' fie uscate, fie umezite. La aceste dcșeuri^.caxe pre50 zintă tin astfel de grad 'de umiditafe, se încorporează, în general, 30...40% în greutate, carbonat de calciu natural. Așa cum s-a indicat mai sus, această masă de carbonat de calciu, poate fi inițial îmbogățită în calciu, prin dăugarea în interiorul masei a unei cantități prestabilite de clorurâ de calciu. La masa omogenă menționată mai sus, formată din deșeuri mărunțite și carbonat de calciu se adaugă, pentru a ae obține rezultatul dorit prin efectul căldurii, și alte produse minerale, înapecial, var și sodă caustică. Se. adaugă, de asemenea, ta mod avantajos și siHcați. carbonatați de tip Na2Ca2Mg4H<SiO2(CO3)3. Prin intervenția acestor componente minerale, var, carbonat de calciu, in special, carbonat de calciu natural,- eventual îmbogățit cu clorură de calciu, sodă caustică și în mod avantajos, silicațî carbonatați, se pcpnitț abținerea unor rezultate prestabilite și anume, apariția unei aure» .prin încălzirea directă a amestecului și realizarea unei mase inerte, sub formă de bucăți casante, friabile. Produsele minerale menționate, cu excepția carbonatuJui de calciu, care conține, eventual clorură de calciu, intervin pentru menținerea și generarea aurei respective, in proporție de 5...35 % tn greutate, din masa omogenă. Cantitatea minimă utilizată depinde, evident de constituția masei, omogene și, în special, de conținutul de materiale celulozice din deșeurile supuse tratamentului termic. Ele intervin, în mod avantajos, îii cantități cvâsi-echi valențe (1 /3:3/3:1/3), și anume 10...45% var,

5...35%' sodă caustică și 10...45% silicați carbonatați, preceptele fiind exprimate în greutate șf raportate la amestecul ternar (var, soda .cauștică, silicați carbonatați). Masa țeactiyă^.astfel constituită, masă omogepă șj .produse minerale, este supusă unui șoc termic, la intrarea în reactor, prip.ipjectarea îp interiorul acestei mase ă'unor gaze calde. Se observă aperițiaaurei, necesară folosirii masei omogene, în momentul atingerii unei temperaturi de 25p_?.3OO°C.

Această temperatură, în interiorul masei, se poate obține, prin injectarea de gaze arse latemperaturi dc 500...600 C. La ieșirea din reactor, mapa omogenă, sub formă dc bucăți casante» friabile, se recuperează. Bucățile respective, recuperate, se dezintegrează. Se obține un produs sub formă dc nisip cu o densitate de ordinul 0,3.„0,5. Un astfel de nisip nu este ușor de întrebuințat. De aceea, pentru modificarea acestei densități se utilizează, In prpecdeR' diverse șarjeAceste șarje pot intețyțni, în cel puțin două faze ale procedeului. Pot fi încorporate în nisipul rezultat» 1· trecerea solidelor care lea <Bn reactor Și trec spre un dezintegrator și/saupot fi încorporate în cursul elaborăriEmasei omogene, de deșeuri, ipărupțite și carbonat de calciu, înainte de .fatnrp.ta reactor. După evacuarea din reactor, pot interveni și alte șarje. Nu ee poC utWza, înainte de intrarea în reactor, decît șarje neutre, șarje compatibile cu reacția termică (încălzire și aură). Asemenea șarje, neutre pot fi alese dintre carbonat de calciu, piatră de calcar, barită sub formă de pudră, silicați-carbonatați, argilă sub formă de pudră, ghips cu aspect de zahăr pudră» bauxită sub formă de pudră sau amestecuri ale acestora^ Se observă deci că ailicații-caibonatași fi carbonatai de calciu, pot interveni tar’acest procedeu în cantități mai mari decît cele menționate mai sus. Trebuie precizat că amestecul de caibonat.de calciu cu carbonat din piatră de calcar, poate reprezenta pînă la 50% in greutate, din masa omogenă, carbonatai da -calciu intervenind atît ca reactiv eîtșLca șarjă neutră. Ba. rita (cu sedimentai respectiv) poate fi utilizată ta cantitate de 30% ta greutate. Alte componente și armase argila se utilizează în «aotitata do maximuna 15%, iar ghipsul tacantitate de maximum 20%. Bauxita intervine în proporție de 20%. Silicații carbonatați se folosesc ta proporție de maximum 30% ta greutate, din masa totală care intră ta reactor. Aceste șarje permit obținerea unui pro dus nisip, cu o densitate determinată. Dacă este necesară modificarea gralunometriei masei, se efectuează, în procedeu, etape suplimentare.

Masa evacuată din reactor după dezintegrare și o eventuală încorporare de șarje neutre în interior, se prezintă sub formă de pudră foarte fină, chiar impalpabilă. O astfel de pudră este condiționată avantajos cu lianți de aglomerare, pentru creșterea granulometriei sale, pentru a se obține, mai ales un nisip mediu, utilizabil în cosntrucții. Liantul este bine amestecat și omogenizat cu produsul sub formă de pudră, intr-un omogenizator vertical de tip Flexomix. Amestecul obținut este, apoi, uscat, conducînd la cristalizarea liantului. Liantul menționat trebuie astfel ales încît să corespundă caracterului inert, stabil al produsului obținut prin acest procedeu. Liantul nu trebuie să introducă bacterii. Se poate întrebuința, in special, silicatul de sodiu, care reacționează cu calciul prezent în granulele de produs. De asemenea, se poate întrebuința un liant pe bază de var, pastă de ciment, leșii de furnale înalte și carboximetilceluloză. Un alt liant utilizabil este un liant pe bază de smoală, solubil în apă. Această etapa suplimentară de tratament a unui material pulverulent, pentru creșterea granulometriei acestuia este ușor de realizat. Astfel se valorifică, fără a se aduce în reactor masa reactivă la o temperatură superioară temperaturii de 300°C, temperatură corespunzătoare pirolizei materialelor plastice. Gazele de combustie, introduse în zona de intrare în reactor pentru încălzirea directă a masei reactive sînt, fie incluse în masa reactivă, fie se descompun în special, în momentul apariției aurei. Procedeul se realizează într-un dezintegrator și un ansamblu amestecător, uscător- cristalizator.

Înfig . 1, este redată schematic instalația de tratare a deșeurilor, așa cum, de altfel s-a precizat mai sus, iar în fig.2, sînt redate elementele esențiale aferente acesteia. Instalația din fig.l, cuprinde: un transportor cu fund mobil și ușă mobilă 1, un concasor cu șnec 2, o bandă de deferizare 3, un transportor elevator cu tambur magnetic 4, un transportor de alimentare a unui aparat de mănmțire 5 și o incintă magnetică 6. Deșeurile sînt mărunțite și debarasate de elementele metalice pe care le conțin. In continuare, tn flux tehnologic, instalația mai conține un aparat de mărunțire cu șnec 7, un transportor de alimentare 8, a amestecătoruJul, un siloz 9, prevăzut cil șnec la evacuare, pentru carbonați de calciu naturali, un amestecător cu bandă 10, transportor de alimentare 11, in reactor 13, un alt siloz 12, prevăzut cu șnec la evacuare, reactorul de fosili zare accelerată 13 (transportorul 11 șișnccul silozului 12, constituind mijloacele de alimentare in reactorul 13), două cicloane 14 și 15, pentru recuperarea prafului fin, un transportor de alimentare 16 a unui dezintegrator, un dezintegrator 17, dezintegratorul vertical 17, un transportor de alimentare 18 a unui dispozitiv de amestecare, dispozitivul de amestecare vertical Flexomix 19, nn transportor de alimentare a urnii jgheab de uscare 21, jgheabul de uscare 21, un transportor de depunere în stoc 22, o camera de combustie 23, un șnec 24 amplasat în interiorul reactorului, hublouri de vizualizare în interiorul reactorului 25, conductă de alimentare 26 în ciclonul 14. într-o astfel de instalație se trateză 11869, 2 t deșeuri/h. Timpul de trecere a masei prin interiorul reactorului este de circa 30 min. Emisia luminoasă sau aura se observă în dreptul primei treimi a reactorului 13. Temperatura în interiorul masei vehiculate prin reactor este de 250°C. Tmeperatura la intrare în reactor este de 500...600°C. Așa curii s-a precizat mal sus;; prociidelw se Efectuează în reactorul tubular 13, prevăzut cu șnec, o cameră de combustie 23, amplasată în zona de intrare a reactorului, mijloace de alimentare și mijloace pentru menținerea linei ușoare depresiuni în reactorul 13. Reactorul 13 este alimentat la una din extremitățile sale cu masa reactivă, respectiv cu masa omogenă care conține deșeurile mărunți te și, eventual șarjele neutre și diverse componente. Pot exista deschideri pentru alimentarea masei omogene și pentru alimentarea amestecului de componente minerale. Aceste deschideri suni închise ermetic și alimentate dc o ecluză, în spirală de presiune joasă, pentru ca in nici un caz, depresiunea din interiorul reactorului necesară evacuării gazelor, să nu fie afectată de o pătrundere de aer din exterior. Deplasarea masei, in interiorul reactorului. se efectuează prin intermediul șnecului din interior, care asîturâ totodată și omogenizarea permanentă a masei. înainte de reactor este amplasată o cameră de combustie 23, care poate fi un arzător de combustibil lichid sau un arzător de gaze. Gazele fierbinți, care sînt astfel generate, sînt dirijate ia intrarea in reactorul 13. Temperatura prestabilită la intrarea în reactor este dc

5OO...6OO°C. Reactivii sînt introduși, ca atare, la temperatura mediului ambiant și supuși unui șoc termic. în mod avantajos, masa omogenă care conține deșeuri mârunțite, carbonat de caleiu și, eventual alți compuși minerali este elaborată, înaintea reactorului 13, intr-un amestecat or cu bandă. La ieșirea din reactor masa este deja supusă unei anumite răciri. Evacuarea acestei mase din reactor, se efectuează avantajos intr-o incintă de decomprimare care permite separarea gazelor de solide. Solidele obținute se evacuează gravitațional. Se recuperează, in mod avantajos, părțile fine, prin trecerea vaporilor printr-un ciclon. Acești vapori, constituiți din vapori de apă, se evacuează in mod natural printr-un coș. Solidele așa cura s-a precizat mai sus, se prezintă sub formă de bucăți friabile. Aceste bucăți pot fi pulverizate, într-un dezintegrator 17, amplasat după reactorul 13. Pudra obținută poate fi tratată apoi într-un amestecâtor și un cristalizate* pentru reglarea granula ți ci. In amestecâtor, pudra este malaxată cu cel puțin un liant de aglomerare. Instalația de realizare a procedeului cu5 prinde în mod avantajos asociate, elemente esențiale: reactorul |i mijloacele sale de încălzire și de tnenținre a depresiunii. cu alte elemente secundare, amplasate succesiv in avalul reactorului, 10 un dezintegrator și un ansamblu de amestecâtor, uscător și crsitaiizator.

Claims (5)

1. Revendicări

   15 1. Procedeu de obținere a unui material inert, utilizabil mai ales in construcții, pentru sablarea drumurilor, ca rambleu, prin tratarea termică Ia temperatura de 25O...3OO°C a unor deșeuri 20 care conțin minimum 30% în greutate, materiale celulozice, în special deșeuri menajere, din care, în prealabil, au fost îndepărtate elementele metalice, prin etape preliminare de inărunțire și tăiere 25 a deșeurilor, caracterizat prin aceea câ, se formează o masă omogenă din deșeuri mârunțite și produși minerali de șarjare, se alimentează pentru tratament termic masa omogenă intr-un reactor tu30 bular prevăzut cu un șnec tip Arhimede, încălzit prin injectarea, la intrare a unor gaze de combustie avind o temperatură inițială cuprinsă între 500 și 600°C, reactorul funcționînd sub o ușoară depre35 siune, asigurîndu-se, in prima etapă a tratamentului termic, o creștere de temperatură pînă la realizarea unei radiații luminoase, după care, in final, produsul rezultat se răcește și, de preferință, se 40 dezintegrează, iar pentru reglarea grautilației se amestecă cu un liant de aglomerare. ''
2. 2. Procedeu de obținere a unui material inert conform revendicării 1, ca45 racterizat prin lucea el, se utilizează ca produși minerali de șarjare, compuși aleși dintre carbonat de calciu, sodă caustică, pulbere de barită, silicați carbonatați, pulbere de argilă, ghips cu as50 pect de zahăr și pulbere de bauxită sau amestecuri ale acestora.
3. 3. Procedeu de obținere a unui material inert, conform revendicărilor 1 și 2, caracterizat prin aceea că, se formează o masă omogenă din deșeuri mărunțite, avînd o umiditate de

   20...40% și produși naturali de șarjare, de preferință carbonat de calciu, în proporție de 30...40% față de masa omogenă.
4. 4. Procedeu de obținere a unui material inert, conform revendicărilor

   1...3, caracterizat prin aceea că, se utilizează, asociați cu carbonatai de calciu și alți produși de șarjare uzuali în proporție de 5...35% în greutate, față de 5 masa omogenă.
5. 5. Procedeu de obținere a unui material inert, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că, se utilizează ca liant de aglomerare un produs, ales 10 dintre silicat de sodiu, var, pastă de ciment, leșii din furnale, carboximetilceluloză și smoală solubilă în apă.