SK282177B6 - Device for material modification, method for disposal and utilization of scrap materials - Google Patents
Device for material modification, method for disposal and utilization of scrap materials Download PDFInfo
- Publication number
- SK282177B6 SK282177B6 SK477-93A SK47793A SK282177B6 SK 282177 B6 SK282177 B6 SK 282177B6 SK 47793 A SK47793 A SK 47793A SK 282177 B6 SK282177 B6 SK 282177B6
- Authority
- SK
- Slovakia
- Prior art keywords
- temperature
- waste
- reaction
- reactor
- gas
- Prior art date
Links
Landscapes
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Description
Oblasť technikyTechnical field
Vynález sa týka zariadenia na úpravu, premenu a dodatočné spracovanie zneškodňovaných materiálov všetkého druhu a taktiež spôsobu zneškodňovania a využitia takýchto odpadových materiálov, ktorý sa účelne na tomto zariadení prevádza a pri ktorom sa netriedený, nespracovaný priemyslový, domový a špeciálny odpad, ako aj vraky priemyslového tovaru obsahujúce rôzne škodliviny v tuhom alebo tekutom stave podrobia pôsobeniu tepla.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to an apparatus for the treatment, conversion and post-treatment of waste materials of all kinds, as well as a method for the disposal and recovery of such waste materials which is expediently transferred to such equipment and in which unsorted, untreated industrial, household and special waste and industrial wrecks goods containing various pollutants in solid or liquid state are subjected to heat.
Doterajší stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
Známe spôsoby likvidácie odpadu nie sú uspokojivým riešením narastajúcich problémov s odpadom, ktoré sú podstatným faktorom ničenia životného prostredia.The known methods of waste disposal are not a satisfactory solution to the growing waste problems, which are an essential factor in the destruction of the environment.
Vraky priemyslového tovaru z kombinovaných technických materiálov, ako sú motorové vozidlá a prístroje do domácnosti, ale taktiež oleje, batérie, laky, farby, toxické kaly, lieky a odpady z nemocníc, podliehajú zvláštnym prísnym opatreniam na ich likvidáciu, ktoré sú stanovené zákonom. Odpad z domácností naopak tvorí nekontrolovanú heterogénnu zmes, ktorá môže obsahovať takmer všetky druhy špeciálnych frakcii odpadu i organické zlúčeniny a pokiaľ ide o likvidáciu, nie je zaradená do žiadneho stupňa zaťažovania životného prostredia.Wrecks of industrial goods from combined technical materials, such as motor vehicles and household appliances, but also oils, batteries, paints, paints, toxic sludges, medicines and hospital wastes, are subject to special strict disposal regulations, which are laid down by law. Household waste, on the other hand, is an uncontrolled heterogeneous mixture, which may contain almost all types of special waste fractions and organic compounds and is not placed in any environmental burden as regards disposal.
Na skládkach sa odpad z domácnosti ukladá nedostatočne, kalové plyny a oxid uhličitý unikajú bez kontroly do ovzdušia a škodlivé látky obsahujúce tekutiny a eluáty deponovaných odpadov znečisťujú spodné vody.In landfills, household waste is poorly stored, sludge gases and carbon dioxide escape into the atmosphere without control and harmful substances containing liquids and eluates of the deposited waste contaminate groundwater.
Aby sa spracovávaný odpad zredukoval, bolo už navrhnuté kompostovať organický podiel z domových odpadov a kaly z čistiarní. Pritom sa neprihliada na to, že sú tieto organiká heterogénne a obsahujú veľké množstvo toxických kovov, ktoré zostanú v komposte a sú prostredníctvom rastlín a zvierat privádzané späť do biologického kolobehu.In order to reduce the waste to be treated, it has already been proposed to compost organic matter from household waste and sewage sludge. It is not taken into account that these organisms are heterogeneous and contain a large amount of toxic metals which remain in the compost and are returned to the biological cycle via plants and animals.
Recykláciou takzvaných cenných materiálov sa skúša taktiež znižovanie množstva odpadu. Neprihliada sa na vysoké náklady pri oddelenom zbere a spracovaní týchto odpadov; pri opakovanom recyklovaní narastajú náklady a zaťaženie životného prostredia pri zníženom zhodnocovaní získaných produktov.Recycling of so-called valuable materials is also trying to reduce waste. The high costs of separate collection and treatment of these wastes are not taken into account; in the case of repeated recycling, costs and environmental burdens increase with reduced recovery of the products obtained.
V známych zariadeniach na spaľovanie odpadov prechádza odpad širokým tepelným poľom až do cca 1000 °C. Pri týchto teplotách sa minerálne a kovové tuhé látky neroztavia. Energia obsiahnutá v týchto tuhých látkach sa nevyužíva alebo sa využíva nedostatočne. Krátky čas zotrvania odpadu vo vyšších teplotách a značný vývin prachu prívodom značného množstva spaľovacieho vzduchu s vysokým obsahom dusíka do nezhustených spaľovaných odpadových látok podporujú nebezpečné tvorenie chlórovaných uhľovodíkov. Preto sa prešlo na to, podrobiť splodiny spaľovania zo spaľovní odpadkov dodatočnému spaľovaniu pri vyšších teplotách. Aby sa ospravedlnili vysoké investície do takýchto zariadení, prechádzajú horúce a korozívne splodiny spaľovania so svojím vysokým podielom prachových častíc tepelnými výmenníkmi. Pri relatívne dlhom čase zotrvania v tepelnom výmenníku sa znova vytvárajú De-novo syntézou chlórované uhľovodíky, ktoré sa spoja s unášanými prachovými časticami a v konečnej fáze vytvárajú vysoko toxické filtráty. Následné poškodenia a náklady na ich odstránenie sa nedajú odhadnúť.In known waste incineration plants, the waste passes through a wide heat field up to about 1000 ° C. At these temperatures, mineral and metallic solids do not melt. The energy contained in these solids is not or insufficiently used. The short residence time of the waste at higher temperatures and the significant generation of dust by supplying considerable amounts of combustion air with a high nitrogen content to the non-densified incinerated waste materials promote the dangerous formation of chlorinated hydrocarbons. Therefore, it has been decided to subject the combustion products from waste incineration plants to post-combustion at higher temperatures. In order to justify high investment in such plants, hot and corrosive combustion products pass through their heat exchangers with their high dust content. With a relatively long residence time in the heat exchanger, De-novo chlorinated hydrocarbons are formed again, which combine with entrained dust particles and ultimately form highly toxic filtrates. Consequential damages and the cost of removing them cannot be estimated.
Napriek vysokému technickému vybaveniu zostáva pri známom stave techniky po spaľovaní asi 40 % odpadu na spracovanie vo forme popola, škváry a vysokotoxickýeh filtrátov, ktoré sa svojou nebezpečnosťou dajú porovnať s rádioaktívnymi odpadmi a musia byť likvidované so značnými nákladmi.Despite the high technical equipment, about 40% of the waste for treatment in the form of ash, slag and highly toxic filtrates remains in the known state of the art after incineration, which can be compared with radioactive waste in terms of hazard and must be disposed of at considerable cost.
Aby sa znížil objem, ktorý má byť deponovaný, je známy spôsob na oddelenie kovových častíc zo zvyšku odpadu a ich oddelené zhodnotenie. Zvyšné popoly a škváry prechádzajú s vysokými nárokmi na energiu vysokotepelným taviacim procesom. Podmienené heterogénnymi východiskovými látkami, ktoré sa majú taviť, je škvára nehomogénna a obsahuje ešte značné podiely zvyškov organických častíc, ktoré obklopené tekutou taveninou, nie sú okysličené.In order to reduce the volume to be deposited, a method is known for separating metallic particles from the remainder of the waste and recovering them separately. Residual ash and slag undergo a high-temperature melting process with high energy requirements. Due to the heterogeneous starting materials to be melted, it is inhomogeneous and still contains considerable proportions of organic particle residues which are not oxidized by the liquid melt.
Náhlym ochladením taveniny vo vodnom kúpeli vzniká heterogénny granulát, ktorý na svojich miestach termických lomov nekontrolovateľne roztrieštený, umožňuje eluát škodlivých látok.The sudden cooling of the melt in the water bath results in a heterogeneous granulate which, uncontrollably fragmented at its thermal fracture sites, allows the eluate of harmful substances.
Vysoká spotreba energie - až 200 litrov vykurovacieho oleja na tonu taveniny - zostáva nevyužitá, pretože takto získaný granulát z taveniny môže byť použitý ako plnidlo pri stavbe ciest a podobne.The high energy consumption - up to 200 liters of fuel oil per ton of melt - remains unused because the melt granulate thus obtained can be used as a filler in road construction and the like.
Doteraz používané spôsoby pyrolýzy v konvenčných reaktoroch majú široké, spaľovaniu odpadkov podobné, teplotné spektrum. V zóne splyňovania sú vysoké teploty. Tvoriace sa horúce plyny sa využívajú na predhrievanie ešte nepyrolyzovanéhu odpadu, pritom sa ochladzujú a prebiehajú pre tvorenie chlórovaných uhľovodíkov relevantnou a tým nebezpečnou oblasťou.The methods of pyrolysis used in conventional reactors hitherto have a broad, waste-like, temperature spectrum. There are high temperatures in the gasification zone. The hot gases formed are used to preheat the still unpyrolyzed waste while cooling and passing through the relevant and thus hazardous area for the formation of chlorinated hydrocarbons.
Všetky známe spôsoby pyrolýzy netriedeného, nezviazaného a neodvodneného materiálu nevytvárajú dostatočne plyn prepúšťajúce vrstvy, majú vysoké nároky na dodávky energie pri nedostatočnom zisku plynov a dlhom čase zotrvania v reaktore. Na základe termického prúdenia a vnútorného tlaku plynu dochádza k značnej tvorbe prachu, ktorá vyžaduje veľké kapacity filtrov. Ak sa má tvoriť vodík, musí sa do zóny splynovania privádzať oddelene vyrobená para, teda cudzia para. Zvyšné pevné látky sa spravidla neroztavia a musia byť privedené na oddelené spracovanie a sú preto zrovnateľné s tými, ktoré sú spracovávané v konvenčnom zariadení na spaľovanie odpadu.All known methods of pyrolysis of unsorted, unbound and non-dewatered material do not sufficiently form gas-permeable layers, have high energy requirements with insufficient gas recovery and long residence times in the reactor. Due to the thermal flow and the internal pressure of the gas, there is considerable dust formation which requires large filter capacities. If hydrogen is to be produced, separately produced steam, i.e. foreign steam, must be introduced into the gasification zone. As a rule, residual solids do not melt and must be brought to a separate treatment and are therefore comparable to those treated in a conventional waste incineration plant.
Aby sa vyrobil ekologický, bez pochybností využiteľný čistý plyn, pretekajú plyny pyrolýzy spravidla pred čistením krakovacím zariadením. Navyše je známe ako využiť nasadením výmenníka tepla tepelnú energiu obsiahnutú v horúcich plynoch. Pritom vznikajú následkom dlhého času zotrvania plynov vo výmenníku tepla chlórované uhľovodíky, ktoré sa pri termickom využívaní získaného plynu uvoľňujú.In order to produce environmentally-friendly, clean gas that can be used without doubt, pyrolysis gases generally flow through the cracking equipment before cleaning. In addition, it is known to utilize the heat energy contained in the hot gases by employing a heat exchanger. This results in a long residence time of the gases in the heat exchanger, which is formed by chlorinated hydrocarbons, which are released during the thermal exploitation of the gas obtained.
Pri použití šachtových peci na pyrolýzu vzniká, okrem iných nedostatkov, zalepovanie a vzpriečenie odpadov určených na pyrolýzu v peci, takže sa takéto reaktory musia vybaviť mechanickými pomocnými prostriedkami ako sú prerážacie tyče, vibrátory a pod. bez toho, aby sa doteraz s nimi podarilo problém uspokojivo vyriešiť.When using pyrolysis shaft furnaces, among other drawbacks, the pyrolysis waste is stuck and stuck in the furnace, so that such reactors must be equipped with mechanical auxiliaries such as piercing rods, vibrators and the like. without having solved the problem satisfactorily so far.
Rotačné rúrky a fluidné splyňovače sa musia navyše z dôvodu mechanického oteru na stenách pece vplyvom čiastočne ostrohranného odpadu na dlhý čas odstaviť, majú extrémne vysoký vývin prachu a vyžadujú technicky náročné plynotesné uzávery. Vznikajú značné nároky na údržbové práce so zodpovedajúcimi vysokými nákladmi.In addition, due to mechanical abrasion on the furnace walls, rotary tubes and fluidized bed gasifiers must be shut down for a long time due to partially sharp-edged waste, have extremely high dust generation and require technically sophisticated gas-tight closures. There are considerable demands on maintenance work at a correspondingly high cost.
Aby sa odstránili uvedené nedostatky vznikajúce pri spaľovaní odpadov a pyrolýze, je tiež známy spôsob rozloženia odpadov a jedovatých látok nad minerálnu alebo kovovú vysokoteplotnú taveninu alebo vloženie odpadu do takej taveniny, aby sa týmto spôsobom zabezpečilo rýchle pyrolytické rozloženie odpadov pri vysokých teplotách. Podstatným nedostatkom takéhoto spôsobu spracovania je to, že je vylúčené zhodnotenie tekutých a/alebo vlhkých odpadov z dôvodu nebezpečia explozívneho vzbuchu, a žeIn order to overcome these drawbacks arising from waste incineration and pyrolysis, it is also known to dispose of waste and toxic substances above a mineral or metal high temperature melt or to deposit waste in such a melt to ensure rapid pyrolytic decomposition of waste at high temperatures. A substantial drawback of such a treatment method is that the recovery of liquid and / or wet wastes due to the risk of explosive explosion is excluded and that
SK 282177 Β6 na základe vznikajúcich vysokých tlakov sa tvoriace plyny nedosahujú dostatočne dlhý čas zotrvania v tavenine, nutný na bezpečné rozrušenie organických škodlivých látok. Tiež pri sušených neodplynených organických odpadoch je tlak plynu rozkladajúcich sa organických látok tak vysoký, že nie je k dispozícii dostatočne dlhý čas zotrvania. Produkty tavenia sú po krátkom čase nasýtené neokysličovateľnými, taveninou obalenými časticami uhlíka, takže ďalší prívod odpadových materiál nemá zmysel.Due to the high pressures generated, the gases formed do not reach the melt residence time sufficient for the destruction of organic pollutants. Also, in the case of dried, non-degassed organic waste, the gas pressure of the decomposing organic matter is so high that a sufficiently long residence time is not available. After a short time, the melting products are saturated with non-oxidizable, melt-coated carbon particles, so that a further supply of waste materials is meaningless.
Pri ďalšom známom termickom spôsobe spracovania odpadu sa najskôr oddelia minerálne a kovové časti od organických zložiek, oddelené organické zložky sa sušia a potom pulverizujú. Získaný prach sa zavedie do vysokoteplotnej taveniny alebo do spaľovacieho priestoru s vhodnou teplotou, fúkaním kyslíka alebo kyslíkom obohateného vzduchu sa okamžite rozloží a tým sa zničia škodlivé látky.In another known thermal waste treatment method, the mineral and metal parts are first separated from the organic constituents, the separated organic constituents are dried and then pulverized. The dust obtained is introduced into the high-temperature melt or into a combustion chamber at a suitable temperature, blowing oxygen or oxygen-enriched air immediately decomposes, thereby destroying harmful substances.
Tento spôsob síce vedie z ekologického hľadiska k uspokojivým výsledkom, ale má napriek tomu značné nedostatky. Nemôžu byť spracované napríklad tekuté odpady a odpadové materiály kombinované. Tiež vznikajúce náklady nie sú zanedbateľné.Although this method leads to satisfactory results from an ecological point of view, it nevertheless has considerable drawbacks. For example, liquid wastes and combined waste materials cannot be treated. Also, the costs incurred are not negligible.
Spoločne majú spaľovacie a pyrolytické spôsoby ten nedostatok, že sa tekutiny odparené pri spaľovaní alebo pyrolytickom rozklade zmiesia s plynmi spaľovania alebo pyrolýzy a sú odvedené skôr, ako dosiahli nutnú teplotu a čas zotrvania v reaktore. Odparená voda sa nevyužije na tvorbu vodíka. Preto sa potom spravidla zaraďujú pri spaľovacích zariadeniach odpadu komory dodatočného spaľovania a pri zariadeniach na pyrolýzu krakovacie stupne.Together, the combustion and pyrolysis processes have the drawback that the liquids evaporated during combustion or pyrolysis decomposition are mixed with the combustion or pyrolysis gases and are discharged before they have reached the necessary temperature and residence time in the reactor. Evaporated water is not used to generate hydrogen. Therefore, as a rule, after-combustion chambers and pyrolysis plants, cracking stages are generally included in waste incineration plants.
Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION
Uvedené nedostatky stavu techniky do značnej miery odstraňuje zariadenie na úpravu, premenu a dodatočné spracovanie zneškodňovaného materiálu, podľa vynálezu, kde podstata spočíva v tom, že sa s ním uskutočňuje aspoň jedno tepelné spracovanie s vylúčením kyslíka a aspoň jedno tepelné spracovanie za prívodu kyslíka, pričom všetky reakčné zariadenia oboch stupňov tepelného spracovania sú spolu pevne spojené bez priepustov. Z toho vyplýva tá výhoda, že sa netesnosti, ktoré sa pri prevádzke s priepustmi takmer nedajú odstrániť, bezpečne odstránia a škodlivé látky potom nemôžu nekontrolovane unikať do okolia.The aforementioned drawbacks of the prior art are largely eliminated by the treatment, conversion and post-treatment apparatus according to the invention, wherein at least one oxygen-free heat treatment and at least one oxygen-treated heat treatment are carried out therewith, all reaction devices of both heat treatment stages are fixed together without passages. This has the advantage that leaks, which are almost impossible to eliminate during operation with passageways, can be safely eliminated and harmful substances cannot escape uncontrollably into the environment.
Reakčné zariadenie sa spolu so zavážacou jednotkou pre ľubovoľne zmiešané odpadové látky usporiadajú na spoločnej, v podstate priamej on-line linke tak, že pevný bod tepelného rozťaženia celého zariadenia je určený reakčným priestorom toho stupňa tepelného spracovania, kde je najvyššia teplota.The reaction apparatus together with the charging unit for any mixed waste material are arranged on a common, essentially straight line, so that the fixed thermal expansion point of the entire apparatus is determined by the reaction space of the heat treatment stage where the highest temperature is.
Roztiahnutie zariadenia reaktora teplom tak prebieha kontrolovane a môže sa plne kompenzovať. Voľbou reakčného priestoru s najväčším tepelným zaťažením ako nulového bodu tepelnej rozťažnosti sa vylúči pri tomto tepelne silne namáhanom diele zariadenia prídavné zaťaženie pohybom.The thermal expansion of the reactor equipment is thus controlled and can be fully compensated. By selecting the reaction space with the highest thermal load as the zero point of thermal expansion, an additional movement load is avoided at this thermally stressed part of the device.
Reakčný priestor tepelného spracovania bez prístupu kyslíka je účelne usporiadaný horizontálne. Dĺžka vyhrievanej posúvacej pece prípadne kanálu obdĺžnikového prierezu, ktorého pomer šírky k výške je väčší ako 2, sa určuje vzťahomThe reaction area of the oxygen-free heat treatment is expediently arranged horizontally. The length of the heated sliding furnace or rectangular cross-sectional duct whose width-to-height ratio is greater than 2 is determined by
Lpece 15 kde Fpece je plocha prierezu posúvacej pece. Vytvorenie tohto stupňa reakčného zariadenia vo forme posúvacieho kanálu umožňuje tepelné spracovanie bez prístupu kyslíka bez toho, aby to vyvolávalo prevádzkové poruchy. Pripekanie na steny, ktoré vyvoláva pri iných pecných systémov ťažkosti, sa odstráni kontinuálnym postupom posúvania materiálu. Posúvacia pec umožňuje zavážanie vo výške dna.Lpece 15 wherein Fpece is the cross-sectional area of the transfer furnace. The design of this stage of the reaction device in the form of a feed channel allows heat treatment without oxygen ingress without causing operational disturbances. The baking on the walls, which causes difficulties in other furnace systems, is removed by a continuous material feed procedure. Sliding furnace allows charging at the bottom.
Obdĺžnikový prierez pece s pomerom šírky k výške väčším ako 2 zaisťuje dostatočnú plochu styku medzi vyhrievanou stenou pece s pretlačovaným odpadovým materiálom, takže dochádza k rýchlemu prehriatiu odpadového materiálu. Ak sa volí dĺžka pece podľa uvedeného vzťahu, môže sa prestrkávaný materiál odplyniť celkom a bez ťažkostí.A rectangular cross-section of the furnace having a width to height ratio greater than 2 provides a sufficient contact area between the heated furnace wall and the extruded waste material so that the waste material rapidly overheats. If the length of the furnace is chosen according to the above mentioned relationship, the material to be punched can be degassed completely and without difficulty.
Tepelné roztiahnutie reaktorového systému sa môže jednoducho zvládnuť podpernými valčekmi. Keď má posúvacia pec na strane zavážania nevyhrievanú zónu, vzniká ta výhoda, že sa môže plniť zlisovaným odpadovým materiálom tak, že zlisovaný zavážaný materiál pôsobí ako plynotesná uzatváracia zátka alebo priepust. Je zvlášť výhodné, keď je dĺžka nevyhrievanej zóny posúvacej pece udaná vzťahomThe thermal expansion of the reactor system can be easily handled by support rollers. If the feed furnace has a non-heated zone on the charging side, it has the advantage that it can be filled with the compacted waste material so that the compacted charging material acts as a gas-tight stopper or passage. It is particularly preferred that the length of the non-heated zone of the feed furnace is given by the relation
Estuä ® ^Fpece*Estuä ® Fpece *
V tomto prípade je plynotesnosť uzatváracej zátky v každom prípade zaistená, a to pri minimalizovanej dĺžke pece.In this case, the gas-tightness of the closure plug is in any case ensured, with the furnace length being minimized.
Vonkajší ohrev posúvacieho kanálu je výhodne prevedený tak, že má opláštenie, ktorým sa vedie plameň alebo splodiny spaľovania. Taká konštrukcia umožňuje využiť odpadové teplo z iných častí zariadenia.The external heating of the feed channel is preferably designed to have a sheath through which flame or combustion products are guided. Such a design makes it possible to recover waste heat from other parts of the plant.
Ak je strana závažky posúvacieho kanálu pevne spojená s výstupnou stranou zhutňovacieho lisu odpadu, potom vzniká tá výhoda, že sa plynotesná zátka tvaruje mimo kanál, takže sa pozdĺžne siíy, ktorými sa pôsobí na kanál, minimalizujú. Značné zhutňovacie sily sú pohlcované vlastným zhutňovacím lisom odpadkov. Optimálne pomery zhutňovania sa docielia, keď zhutňovanie prebieha najprv vo vertikálnom a potom v horizontálnom smere. Ak je zhutňovací lis odpadu vybavený podpernými valčekmi, môže sledovať dilatačný pohyb posúvacej pece bez toho, aby pre ňu tvoril akúkoľvek zábranu.If the sliding channel side of the feed channel is rigidly connected to the outlet side of the waste compaction press, there is the advantage that the gas-tight plug is formed outside the channel so that the longitudinal forces acting on the channel are minimized. Significant compaction forces are absorbed by the actual refuse compacting press. Optimum compaction ratios are achieved when compaction takes place first in the vertical direction and then in the horizontal direction. If the waste compactor is equipped with support rollers, it can follow the expansion movement of the feed furnace without creating any inhibition for it.
Výstupná strana posúvacieho kanálu je pevne spojená so vstupnou stranou vertikálne usporiadanej vysokoteplotnej šachtovej pece, v ktorej sa spracovávajú plynné, tekuté i pevné produkty reakcie pri teplotách vyšších ako 1000 °C za prítomnosti kyslíka. Pevné priame spojenie posúvacieho kanálu so šachtovou pecou vysokotepelného stupňa spracovania prevedené bez priepustu zamedzí s istotou akémukoľvek nekontrolovanému výstupu škodlivých látok zo systému.The outlet side of the feed channel is rigidly connected to the inlet side of a vertically arranged high temperature shaft furnace in which gaseous, liquid and solid reaction products are processed at temperatures above 1000 ° C in the presence of oxygen. The fixed direct connection of the feed channel to the shaft furnace of the high-temperature processing stage, which is carried out without a passageway, prevents with certainty any uncontrolled discharge of harmful substances from the system.
Vertikálne usporiadanie tejto reaktorovej nádoby zabezpečuje to, že pevné produkty reakcie privedené z posúvacej pece, ktoré sa získali bez prívodu kyslíka, spadnú pôsobením tiaže do vysokoteplotného reaktora, kde vytvoria najprv plyn prepúšťajúce sypané lôžko alebo násyp. Substancia obsahujúca uhlík sa najprv pretekaním kyslíka okysličí na oxid uhličitý. Následkom vysokých teplôt pri spaľovaní podielu uhlíka sa z tuhej závažky vo vysokoteplotnom reaktore vytavia všetky minerálne a kovové zložky a môžu sa vypúšťať pretokom. Na povrchu vysoko ohriateho násypového materiálu obsahujúceho uhlik sa oxid uhličitý podľa Boudouardovho rovnovážneho stavu čiastočne redukuje na oxid uhoľnatý.The vertical configuration of this reactor vessel ensures that the solid reaction products fed from the feed furnace, which are obtained without oxygen supply, fall heavily into the high temperature reactor, where they first form a gas-permeable bulk bed or embankment. The carbon-containing substance is first oxidized to carbon dioxide by flowing oxygen. As a result of the high combustion temperatures of the carbon fraction, all the mineral and metal constituents are melted from the solid mass in the high temperature reactor and can be discharged by overflow. On the surface of the highly heated carbon-containing feed material, carbon dioxide is partially reduced to carbon monoxide according to the Boudouard equilibrium state.
Verikálna šachtová pec pre vysokoteplotné spracovanie produktov reakcie z posúvacej pece je výhodne urobená ako deliteľná asi vo výške otvoru vstupu. Tým sa umožňuje rýchla výmena spodného dielu reaktorovej nádoby. To je účelné, pretože v spodnom priestore vysokoteplotného reaktora sa vplyvom extrémne vysokých teplôt musí počítať so zvýšeným opotrebením. Samostatná výmena tohto vysoko namáhaného dielu pece umožňuje osadiť pripravený a už predhriaty náhradný diel čo najrýchlejšie a tak výrazne zredukovať čas odstávky celého zariadenia. Pod reaktorovou nádobou na vysokoteplotné spracovanie sa usporiada reaktorová nádoba, ktorá je s ňou pevne spojená a v ktorej sa môžu dodatočne spracovávať pomocou prívodu kyslíka a energie kovové a minerálne zložky vytavené vo vysokoteplotnej zóne. Tým vzniká výhoda, že sa tavenina tuhých látok môže dodatočne homogenizovať. Strhávané častice uhlíka sa teraz vysokoteplotným dodatočným spracovaním okysličia pridaním kyslíka, takže sa docieli vysoko čistý, priamo znovupoužiteľný produkt.The verical shaft furnace for the high temperature treatment of the reaction products from the feed furnace is preferably made divisible at about the height of the inlet opening. This allows the bottom of the reactor vessel to be quickly replaced. This is expedient because increased wear must be expected in the lower space of the high temperature reactor due to extremely high temperatures. Separate replacement of this highly stressed furnace part makes it possible to fit a ready and pre-heated spare part as quickly as possible and thus significantly reduce the downtime of the entire plant. A reactor vessel is fixed below the high temperature treatment vessel and is rigidly connected thereto and in which the metal and mineral components melted in the high temperature zone can be further processed by oxygen and energy supply. This has the advantage that the melt of solids can be additionally homogenized. The entrained carbon particles are now oxygenated by high temperature post-treatment by the addition of oxygen so that a highly pure, directly reusable product is obtained.
Spodný diel reaktorovej nádoby na vysokoteplotné spracovanie a reaktorové nádoby na tepelné dodatočné spracovanie sa dajú spoločne spúšťať a približne v uhle 90° ku smeru základu vysunúť, takže sa čas opráv a revízií podstatne skráti. Následkom vysokých teplôt, ktoré súvisia s kyslíkovým spaľovaním v oblasti jadra násypu tuhých látok vysokoteplotného reaktora, sú viskozity minerálnych a kovových zložiek určených k roztaveniu nízke, takže sa môže vysokoteplotný reaktor používať pretokovým spôsobom. To isté platí pre vysokoteplotný reaktor dodatočného spracovania, ktorého pretok je výhodne zavedený priamo do vodného kúpeľa, v ktorom roztavené tekuté zložky pri vstupe granulujú. Potom sa môžu bez problémov vyberať z vodného kúpeľa napríklad korčekovým dopravníkom a odovzdávať k ďalšiemu použitiu. Strana výstupu plynu vysokoteplotného reaktora je účelne spojená s rýchlym chladením plynu vstrekovaním studenej vody do prúdu plyna. Rýchle schladenie plynu zabraňuje novej syntéze škodlivých látok a odstraňuje navyše častice tekutín a tuhých látok unášaných prúdom plynu, takže po rýchlom schladení sa získa dobre predčistený syntézny plyn.The lower part of the high temperature treatment vessel and the thermal post treatment vessel can be lowered together and extended at approximately 90 ° to the direction of the base, so that repair and revision times are significantly reduced. Due to the high temperatures associated with the oxy-fuel combustion in the solid core region of the high-temperature reactor solids, the viscosities of the mineral and metal components to be melted are low, so that the high-temperature reactor can be used in a flow-through manner. The same is true of the high-temperature after-treatment reactor, the flow of which is preferably introduced directly into a water bath in which the molten liquid components granulate on entry. They can then be easily removed from the water bath, for example with a bucket conveyor, and handed over for further use. The gas outlet side of the high temperature reactor is expediently associated with rapid gas cooling by injecting cold water into the gas stream. Rapid quenching of the gas prevents re-synthesis of harmful substances and removes, in addition, particles of liquids and solids entrained in the gas stream, so that after quenching a well pre-purified synthesis gas is obtained.
Pretože sa v posúvacej peci pri odplynovaní odpadov bez prítomnosti kyslíka vytvára pretlak plynu, je účelné, aby plynné produkty reakcie tepelného spracovania odpadov pretekali celým zariadením s pretlakom a aby zariadenie malo na konci cesty plynu škrtiace zariadenie, napríklad škrtiacu klapku. Vzhľadom na prevedenie celého zariadenia bez priepustov nevytvára pretlaková doprava plynu žiadne technické problémy. Regulácia toku plynu štítiacou klapkou na konci cesty plynu je pritom najjednoduchšie a prevádzkovo najspoľahlivejšie technické riešenie. Pri tomto spôsobe dopravy plynu sa dajú aspekty bezpečnosti zaistiť najjednoduchšie a prevádzkovo najbezpečnejšie vodnými vyrovnávacími komorami, ktoré obmedzujú tlak.Since an overpressure of gas is generated in the sliding furnace during the degassing of oxygen-free wastes, it is expedient that the gaseous products of the heat treatment reaction flow through the entire pressurized device and that the device has a throttling device, for example a throttle. Due to the design of the whole system without passageways, the gas overpressure transport does not create any technical problems. The regulation of the gas flow through the shielding flap at the end of the gas path is the simplest and most reliable technical solution. In this mode of gas transport, safety aspects can be ensured by the most simple and operationally secure water equalization chambers that limit the pressure.
Pred zariadenie opísaného typu sa môžu zaradiť všetky záchytné a skladovacie zariadenia odpadov, ktoré patria ku stavu techniky, a za zariadenie všeobecne známe typy zariadení na čistenie a využitie plynu. Vzniká tak tá výhoda, že sa pri použití kyslíka na splynovanie uhlíka z odpadov nedopravuje taktiež žiadny vzdušný dusík, takže sa objemy plynu výrazne redukujú. Preto sa môžu napojené čistiace stanice plynu čo do veľkosti minimalizovať a tak i optimalizovať v nákladoch.All of the prior art waste collection and storage facilities and the generally known types of gas purification and recovery equipment can be placed upstream of the apparatus of the type described. This has the advantage that, when using oxygen to gasify carbon from waste, no air nitrogen is also transported, so that gas volumes are significantly reduced. Therefore, the connected gas purification stations can be minimized in size and thus optimized in cost.
Ak je usporiadaných viac zariadení opísaného typu paralelne so spoločným využívaním predradených a nadväzujúcich zariadení, vzniká značná výhoda v tom, že sa môžu jednak štandardizovať komponenty zariadenia a jednak je možno rozširovať bez problémov kapacitu. Tým sa dosiahne značné zníženie nákladov na zariadenie a navyše sa skráti čas jeho výstavby.If several devices of the described type are arranged in parallel with the common use of upstream and downstream devices, there is a considerable advantage that the components of the device can be standardized and the capacity can be expanded without problems. This will result in a significant reduction in the cost of the installation and, in addition, will reduce the construction time.
Zariadenie objasnené spolu s výhodami vhodne realizuje spôsob zneškodňovania a využitia odpadových mate riálov, ako sú vraky priemyslového tovaru, nerozdelené chladničky, práčky, elektronické a elektroprístroje a motorové vozidlá rozdelené na diely, ktoré sa pri zachovaní ich zmiešanej a kombinovanej štruktúry prevedú stlačené spolu s netriedeným a vopred nespracovaným sypkým odpadom a tekutými odpadmi na kompaktné balíky podľa vynálezu cez teplotné stupne v smere zvyšujúcej sa teploty bez medzichladenia, pričom dochádza k optimálnemu využitiu energie pri minimalizovanom objeme odpadu. Zachovanie tlaku spojené s tvarovým a silovým stykom kompaktných balíkov odpadu so stenami reakčnej nádoby v aspoň jenom nízkoteplotnom stupni zaručuje dobrý prestup tepla, rýchly ohrev stlačeného materiálu a vysoký výkon po tomto stupni tepelného spracovania. Náhle ochladenie po ukončení kompletného tepelného spracovania zamedzuje nežiaducemu novému vytváraniu škodlivých látok.The apparatus explained together with the advantages appropriately implements a method of disposal and recovery of waste materials such as industrial wrecks, undivided refrigerators, washing machines, electronic and electrical appliances and motor vehicles divided into parts which, while maintaining their mixed and combined structure, are compressed together with unsorted and unprocessed bulk and liquid wastes for compact bales according to the invention through temperature gradients in the direction of increasing temperature without intercooling, optimizing energy utilization while minimizing waste volume. Maintaining the pressure associated with the positive and positive contact of the compact waste packages with the walls of the reaction vessel in at least only a low temperature stage ensures good heat transfer, rapid heating of the compressed material and high performance after this stage of heat treatment. Sudden cooling after complete heat treatment prevents unwanted re-generation of harmful substances.
Spôsob je možné uskutočniť bez priepustov, takže sa bezpečne zabráni nekontrolovanému unikaniu škodlivých látok z procesu.The process can be carried out without leaks so that uncontrolled leakage of harmful substances from the process is safely prevented.
Podľa vynálezu je výhodné, ak sa uskutočňuje nízkoteplotný stupeň, pri ktorom existuje tlakový kontakt so stenami reaktora, bez prívodu kyslíka, takže odparenie tekutín obsiahnutých v odpadoch a počínajúce odplynenie prebieha za podmienok, ktoré obmedzujú tvorbu škodlivých látok. Dioxíny napríklad potrebujú na svoju tvorbu kyslík. Po ukončení nízkoteplotného spracovania sa látky, ktoré sa tu získajú, privedú aspoň do jedného vysokoteplotného stupňa s prívodom kyslíka, takže sa výhodne môže splynovať uhlík organických látok a vodná para vznikajúca z odpadu sa môže podrobiť reakcii voda-plyn. Prívod kyslíka do tohto stupňa reakcie umožňuje vytvorenie potrebnej teploty pre uvedenú reakciu. Teplotný rozsah 100 °C až 600 DC na nízkoteplotný stupeň a teploty vyššie ako 1000 °C vo vysokoteplotnej oblasti zaručujú pritom odplynenie organických látok v požadovanom rozsahu, splynovanie uhlíka, reakciu voda-plyn a predovšetkým úplné odstránenie organických škodlivých látok.According to the invention, it is advantageous to carry out a low-temperature stage in which there is pressure contact with the reactor walls without oxygen supply, so that the evaporation of the liquids contained in the waste and the beginning degassing takes place under conditions which limit the formation of harmful substances. For example, dioxins need oxygen for their formation. Upon completion of the low temperature treatment, the substances obtained herein are fed to at least one high temperature stage with oxygen supply so that the carbon of the organic matter can advantageously be gasified and the water vapor generated from the waste can be subjected to a water-gas reaction. The supply of oxygen to this stage of the reaction allows the necessary temperature to be formed for the reaction. The temperature range of 100 ° C to 600 D C for the low temperature stage and a higher temperature of 1000 ° C in the high temperature in this case ensures degassing of the organic material in the desired range, the carbon gasification, water-gas reaction and in particular to remove the organic pollutants.
Tým, že sa objem dutín sypkých odpadov minimalizuje zhutnením, majú pevné zložky odpadových materiálov pevnú mechanickú väzbu, pričom prítomné nadbytočné tekutiny sú zatlačené spolu so vznikajúcimi kompaktnými balíkmi do zvonka vyhrievaného pozdĺžneho kanála, takže sa pred vstupom do kanála vytvorí plynotesná zátka, ktorá preberá pre svoju nepriepustnosť plynu funkciu priepustu. Tekutiny nie je nutné podrobiť zvláštnemu spôsobu spracovania a tepelne izolujúci vzduch nemusí byť spoluohrievaný vo veľkom objeme. Tepelná vodivosť v postupujúcom kompaktnom materiáli získanom posuvným stlačovaním sa podstatne zlepšuje kovovými a minerálnymi zložkami a vysokou hustotou. Postup umožňuje veľké výkony spracovania odpadov i pri malom rozsahu zariadenia bez toho, aby boli nutné nákladné predbežné spôsoby, ako je diferencovaný zber a technicky náročné úpravy, ako drvenie, delenie, sušenie a briketovanie.By minimizing the volume of the bulk waste cavities by compaction, the solid components of the waste materials have a strong mechanical bond, wherein the excess fluids present are pushed together with the resulting compact packages into the externally heated longitudinal channel so that a gas-tight plug is formed before entering the channel. its gas impermeability function of the permeability. The liquids do not need to be subjected to a special treatment and the heat-insulating air need not be co-heated in a large volume. The thermal conductivity in the advancing compact material obtained by sliding compression is substantially improved by metallic and mineral constituents and high density. The process allows high waste treatment capacities even at a small plant size, without the need for costly pre-treatment methods such as differentiated collection and technically demanding treatments such as crushing, cutting, drying and briquetting.
Pre priebeh spôsobu spracovania je príznačné, že dopredu stlačené kompaktné balíky sa zalisujú pri priebežnom dodržovaní tlaku a v tvarovom styku do kanála vyhriateho nad 100 °C, pričom sa pri vzrastajúcom tlaku plynu držia silovým stykom v kontakte so stenami kanála tak dlho, až sa strhávané tekutiny a ľahko tekuté látky odparia a eliminujú sa existujúce vratné snahy jednotlivých komponentov a až privádzané organické zložky preberú aspoň čiastočne funkciu spojiva. Pyrolitické rozloženie organických zložiek v kanáli sa nemusí pri tomto spôsobe uskutočniť, prípadne uskutočniť úplne, pričom čiastočné rozloženie môže byť žiaduce. Stačí väzba všetkých jemných podielov a tvorba tvarovo a štrukturálne stabilných konglomerátov. Pri spôIt is characteristic of the process that the pre-compressed compact bales are pressed into the duct heated above 100 ° C while continuously maintaining pressure and in a positive manner, while keeping the pressure in contact with the duct walls until the entrained liquids are in contact with the duct walls. and the readily flowable substances evaporate and the existing reversible efforts of the individual components are eliminated, and when the organic components introduced take over at least partially the binder function. The pyrolithic decomposition of the organic components in the channel need not be carried out in this process or can be carried out completely, and partial decomposition may be desirable. It is sufficient to bind all the fines and to form shape and structurally stable conglomerates. Pri spô
SK 282177 Β6 sobe spracovania podľa vynálezu vzniká po krátkom čase zotrvania odpadov vo vyhrievanom kanáli kompaktné tvarové teleso, v ktorom je viazaný jemný podiel a prach privedený s odpadom, pretože dostatočne rýchlym vývojom plynu v okrajových častiach tohto telesa je zvýšeným tlakom zaistené rýchle prehriatie odpadového materiálu. Plastifikujú sa minimálne organické zložky tak, že sa poruší vratná schopnosť týchto súčastí odpadu. Pri silovom styku so stenami prúdia plyny, ktoré vznikajú na horúcich stenách kanála i viac vnútri, telesom odpadu v smere jeho postupu. Odpadové materiály sa pritom navzájom zlepia, spečú a spoja, odovzdajú svoju vlhkosť, takže vznikajú bezprašné tvarovo a štrukturálne stabilné konglomeráty až k výstupnému koncu kanála. Tieto tuhé konglomeráty, ktoré na konci kanála vystupujú a padajú do šachty vysokoteplotného splynovača, tvoria predpoldad pre plyn prepúšťajúce, bezprašné lôžko alebo násyp v nadväzujúcom vysokoteplotnom reaktore a pre úplné vysokoteplotné splynovanie, ktoré tu prebieha.The processing according to the invention results in a compact shaped body in which the fine fraction and dust are bound with the waste after a short time of waste residence in the heating channel, because the rapid overheating of the waste material is ensured by a sufficiently rapid gas evolution in the peripheral parts of the body. . The minimum organic constituents are plasticized in such a way that the recyclability of these waste components is impaired. In the event of a force contact with the walls, gases which are formed on the hot walls of the canal even more inside flow through the waste body in the direction of its progression. The waste materials adhere to each other, sinter and bond together, transferring their moisture, so that dust-free shape and structurally stable conglomerates are formed up to the outlet end of the channel. These solid conglomerates, which project at the end of the channel and fall into the shaft of the high-temperature gasifier, form a pre-bulk for the gas-permeable, dust-free bed or embankment in the downstream high-temperature reactor and for the full high-temperature gasification.
Tepelne dopredu spracované kompaktné balíky sa podľa vynálezu bezprostredne po výstupe z ohrievacieho kanála privedú do vysokoteplotného splynovača. Vysokoteplotný reaktor sa vyznačuje tým, že v celom svojom objeme udržuje teplotu minimálne 1000 °C.The heat-treated compact bales according to the invention are fed to the high-temperature gasifier immediately after leaving the heating channel. The high temperature reactor is characterized by maintaining a temperature of at least 1000 ° C throughout its volume.
Sálavá energia oblasti jadra vysokoteplotného reaktora sa môže využiť na to, aby sa tuhý konglomerát, ktorý vznikol pri nízkotepelnom spracovaní, vystavil pri vstupe do vysokoteplotného reaktora šoku sálavého tepla tak, že sa tento konglomerát vnútorným tlakom zvyškového plynu rozkladá na tvarovo stabilné kúsky. Tento kusový materiál pri vstupe do vysokoteplotného reaktora okamžite zuhoľnatl aspoň na povrchu.The radiant energy of the core region of the high temperature reactor can be used to expose the solid conglomerate resulting from the low-temperature treatment to a radiant heat shock upon entering the high temperature reactor such that the conglomerate decomposes into shape-stable pieces by internal residual gas pressures. At the inlet of the high temperature reactor, this piece material immediately charred at least on the surface.
Briketované kúsky so svojou vnútornou energiou vytvárajú vo vysokoteplotnom reaktore voľné plyn prepúšťajúce sypané lôžko alebo násyp.The briquetted pieces with their internal energy create in the high temperature reactor a free gas passing through the loose bed or embankment.
Tvorenie výbušných plynných zmesí je v celom systéme v dôsledku predbežného tepelného spracovania v kanáli vylúčené. Súhrn plynných a tuhých odpadových materiálov sa podrobuje tak dlho pôsobeniu vysokej teploty, až sa bezpečne zlikvidujú všetky tepelne reagujúce škodlivé látky. Tým, že sa organické zložky kúskov tuhej látky okamžite pyrolyticky rozložia pri vstupe do vysokoteplotného reaktora aspoň na povrchu, nedochádza k zlepovaniu nasypaného stĺpca ani ku vzpriečeniu a nalepovaniu na steny reaktora. Nad násypom sa vytvára uhlíkaté fluidné lôžko, ktorým preniká vodná para z tekutín privádzaných v kompaktovanom východiskovom materiáli, ktorá vzniká vo vyhrievanom kanáli. Tak sa výhodne zaistí priebeh reakcie vodaplyn bez toho, aby bola potrebná cudzia para. Plyn prepúšťajúci násyp vytvára predpoklady na súčasný priebeh známej Boudouardovej reakcie. Oxid uhličitý, ktorý vzniká pri splynovaní uhlíka s kyslíkom, sa po prenikaní sypaným stĺpcom transformuje na oxid uhoľnatý. Pretože má vysokoteplotný reaktor i nad násypom teplotu minimálne 1000 °C, ktorou sú vedené všetky plyny s dostatočne dlhým časom zotrvania, je zaručené, že sa chlórované uhľovodíky bezpečne zničia a uhľovodíky s dlhým reťazcom sa skracujú. Bezpečne je zabránené vytváraniu kondenzátov, t. j. dechtov a olejov.The formation of explosive gaseous mixtures is precluded throughout the system due to the preliminary heat treatment in the channel. The sum of gaseous and solid waste materials is subjected to high temperatures until all thermally reactive harmful substances are safely disposed of. Because the organic constituents of the solid pieces are immediately pyrolytically decomposed at the inlet to the high temperature reactor, at least on the surface, there is no sticking of the poured column, nor does it become stuck and stick to the reactor walls. Above the embankment, a carbonaceous fluidized bed is formed through which water vapor penetrates from the fluids fed in the compacted starting material that is formed in the heated channel. Thus, the water-gas reaction is advantageously ensured without the need for foreign steam. The gas-permeable embankment creates preconditions for the current course of the known Boudouard reaction. The carbon dioxide produced by the gasification of carbon with oxygen is transformed into carbon monoxide after penetrating the bulk column. Since the high temperature reactor has a temperature of at least 1000 ° C above the embankment through which all gases with a sufficiently long residence time are guided, it is guaranteed that the chlorinated hydrocarbons are safely destroyed and the long chain hydrocarbons are shortened. The formation of condensates is safely prevented; j. tar and oil.
Zmes plynov syntézy teplá minimálne 1000 °C sa bezprostredne po opustení vysokoteplotného reaktora náhle schladí na 100 °C a zbaví sa prachu, takže sa môže vylúčiť nové vytváranie chlórovaných uhľovodíkov.The synthesis gas mixture, at least 1000 ° C warm, immediately cools down to 100 ° C immediately after leaving the high temperature reactor and is free of dust, so that the formation of chlorinated hydrocarbons can be avoided.
Tavenie kúskov tuhých látok vysokou teplotou v reaktore prebieha výhodne pri teplotách 2000 °C a viac. Tieto teploty vznikajú pri splynovaní uhlíka za prívodu kyslíka.The melting of the solid particles in a high temperature reactor preferably takes place at temperatures of 2000 ° C or more. These temperatures arise when carbon gasification occurs with oxygen supply.
V taviacej zóne vysokoteplotného reaktora sa pod násypom roztavia anorganické súčasti, t. j. všetky sklá, kovy a ostatné minerály. Z časti ťažkých kovov obsiahnutých v tuhých látkach vznikne pri dávkovaní kyslíka v redukujúcej atmosfére elementárna forma a vytvorí zliatiny s inými komponentmi taveniny. Tekutá tavenina sa vyvedie a prípadne rozdelí na frakcie.In the melting zone of the high temperature reactor, inorganic components, e.g. j. all glass, metals and other minerals. Part of the heavy metals contained in the solids form an elemental form when oxygen is metered in a reducing atmosphere and form alloys with other melt components. The liquid melt is discharged and optionally fractionated.
Keď sa pri vysokotepelnom spracovaní spáli pri exotermnom priebehu procesu najväčší diel pyrolýzového koksu, pripadne zoxidujú všetky okysličiteľné komponenty zvyškových látok a celkom skvapalnia minerálne komponenty, potom sa to uskutočňuje pri teplotách 2000 °C a vyšších. Odvádzaná tavenina sa však pri použití netriedených odpadkov vyznačuje ešte do značnej miery nehomogénnou štruktúrou. Komponenty s vyšším začiatkom tavenia, napríklad uhlík, ale tiež určité kovy, sú ešte v pôvodnom tuhom stave agregátov a tvoria vtrúseniny, takže účelné zhodnotenie týchto štrukturovitých zvyškových produktov nie je možné.If, in the high-temperature treatment, the largest part of the pyrolysis coke is burnt during the exothermic process, any oxidizable constituents of the residual substances and optionally liquefy the mineral components eventually oxidize, then this is carried out at temperatures of 2000 ° C and higher. However, the melt discharged is characterized by an inhomogeneous structure when using unsorted waste. Components with a higher melting start, such as carbon, but also certain metals, are still in the original solid state of the aggregates and form inclusions, so that a rational recovery of these structured residual products is not possible.
Je preto zvlášť výhodné a pre predložený spôsob podstatné, že zvyškové produkty vo forme tekutej taveniny, ktoré tvoria v priemere ešte časť objemu východiskových odpadových materiálov, sa podrobia následnému spracovaniu tým, že sa s využitím získaného plynu zo syntézy podrobia tepelnému homogenizačnému procesu. Pritom sa tavenina čistí pri teplotách okolo 1800 °C v okysličujúcej atmosfére tak dlho, až je k dispozícii homogénna vysokoteplotná tavenina bez bublín. Pri jednom variante spôsobu sa môže nehomogénna tavenina vystupujúca z vysokoteplotného reaktora najprv prudko premiešať v zbernej nádobe alebo sa môže premiešanie previesť tiež odtokom taveniny. Dostatočný objem taveniny vznikajúci pri kontinuálnom priebehu postupu sa môže odvádzať priebežne alebo po čistiacom procese v dôsledku delenia hustoty, ak je to žiaduce, podľa frakcií. S vysokotepelnou taveninou sa odstránia všetky nehomogénne štruktúry bez zvyškov, takže sa môže dlhodobá aluovateľnosť vylúčiť. Táto vysokotepelná tavenina sa vyznačuje úplnou látkovou premenou celého súboru pôvodných východiskových látok.It is therefore particularly advantageous and essential for the present process that the residual liquid melt products, which on average still form part of the volume of the starting waste materials, are subjected to a subsequent treatment by subjecting them to a thermal homogenization process using the obtained synthesis gas. In this case, the melt is cleaned at temperatures around 1800 ° C in an oxygenating atmosphere until a homogeneous, high-temperature, melt-free melt is available. In one process variant, the non-homogeneous melt emerging from the high-temperature reactor may first be vigorously mixed in the collecting vessel or the mixing may also be carried out by melt effluent. Sufficient melt volume resulting from the continuous process may be withdrawn continuously or after the purification process by dividing the density, if desired, by fraction. With the high-temperature melt, all non-homogeneous structures are removed without residues, so that long-term alusability can be avoided. This high-temperature melt is characterized by complete metabolism of the entire set of original starting materials.
Obzvlášť výhodne sa predložený spôsob vyznačuje tým, že sa dá produkt získaný vysokoteplotnou taveninou spracovať na širokú paletu priemyselného tovaru, prípadne vysoko hodnotné polotovary. Z taveniny sa dá pri využití energie, ktorá je v nej obsiahnutá, teda bez medzichladenia, vyrobiť takmer prírodný hodnotný priemyselný produkt. Tavenina sa môže napríklad spriadať do minerálnych vlákien, ale z taveniny sa taktiež dajú vyrobiť veľmi hodnotné strojové diely, napr. ozubené kolesá, odlievaním. Známe spôsoby tvarovania sa dajú použiť na iné priemyselné látky. Spôsobom nadúvania sa dajú vytvoril izolačné telesá s malou objemovou hmotnosťou. Preto sa dá viskozita vysokoteplotnej taveniny optimálne stanoviť v závislosti od výrobku alebo spôsobu výroby, teda podľa procesu odlievania, spriadania a tvarovania alebo tvárenia.Particularly advantageously, the present process is characterized in that the product obtained by the high-temperature melt can be processed into a wide variety of industrial goods or high-value semi-finished products. Almost a valuable industrial product can be produced from the melt using the energy contained therein, ie without intercooling. For example, the melt can be added to mineral fibers, but very valuable machine parts can also be made from the melt, e.g. gears, casting. Known molding methods can be applied to other industrial materials. By the blowing method, insulating bodies with a low bulk density can be formed. Therefore, the viscosity of the high temperature melt can be optimally determined depending on the product or manufacturing process, i.e., the casting, spinning and forming or forming process.
Opísaným spôsobom je prvýkrát možné univerzálne spracovanie odpadkov v obšírnej forme, pri ktorom sa upúšťa od oddeleného zberu a úpravy, ako je drvenie, oddeľovanie, sušenie a briketovanie východiskového odpadu, ako i recyklovanie takzvaných materiálov všetkého druhu. Unášané tekutiny sa energeticky využívajú reakciou voda-plyn, pričom sa všetky plynné, tekuté a pevné odpadov produkty udržujú vo vysokoteplotnom reaktore tak dlho na teplote viac ako 1000 °C, až sa všetky škodlivé látky tepelne zničia. Opätovné vytváranie chlórovaných uhľovodíkov sa náhlym ochladením plynov celkom vylúči a zostávajúce zvyškové látky vynášané v tekutej forme sa ďalej spracovávajú s využitím ich vnútornej energie, po prípadnom od delení kovových častí, na vysoko hodnotné priemyselné výrobky.In the above-described manner, the universal treatment of wastes in extensive form is possible for the first time, whereby separate collection and treatment, such as crushing, separation, drying and briquetting of the starting waste, as well as recycling of so-called materials of all kinds is avoided. The entrained fluids are utilized by the water-gas reaction, whereby all gaseous, liquid and solid waste products are maintained in the high temperature reactor at a temperature of more than 1000 ° C until all harmful substances have been thermally destroyed. The re-formation of chlorinated hydrocarbons is completely eliminated by the sudden cooling of the gases and the remaining residuals carried in liquid form are further processed using their internal energy, possibly from the separation of metal parts, into high-value industrial products.
Prehľad obrázkov na výkresochBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Vynález je ďalej bližšie vysvetlený a opísaný na príkladoch pomocou výkresov, na ktorých predstavuje: obrázok 1 - blokovú schému priebehu spôsobu spracovania materiálu podľa vynálezu, obrázok 2 - charakteristické parametre spôsobu spracovania v príklade uskutočnenia, obrázok 3 - schematický rez zariadením na úpravu, premenu a dodatočné spracovanie materiálu podľa vynálezu a obrázok 4 - zjednodušený pôdorys zariadenia podľa vynálezu vytvoreného v dvoch vetvách.The invention is further explained and described by way of example with reference to the drawings, in which: Figure 1 shows a flow diagram of a material treatment method according to the invention; Figure 2 - characteristic parameters of a treatment method in an exemplary embodiment; 4 shows a simplified plan view of a device according to the invention formed in two branches.
Príklady uskutočnenia vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Na obrázku 1 sú symbolicky znázornené kroky spôsobu spracovania. Odpad sa privádza bez predbežnej úpravy, to je bez triedenia a drvenia, do prvého stupňa a, kde sa zhutňuje. Výsledok zhutnenia sa pritom podstatne zlepší, ak pôsobia lisovacie plochy vo vodorovnom aj zvislom smere.In Fig. 1, the steps of the processing method are shown symbolically. The waste is fed without pretreatment, i.e. without sorting and crushing, to the first stage and where it is compacted. The compaction result is significantly improved if the pressing surfaces act in both horizontal and vertical directions.
Vysoké zhutnenie je nutné, pretože sádzací otvor posúvacej pece 6, ktorá tvorí reakčné zariadenie bez prívodu kyslíka, a v ktorej prebieha druhý stupeň b spôsobu, sa veľmi zhutnenou zátkou odpadu plynotesné uzatvára.High compaction is necessary because the intake opening of the feed furnace 6, which forms the reaction device without oxygen supply, and in which the second stage b of the process takes place, is sealed by a highly compacted waste plug.
Vysoko zhutnený odpad prechádza posúvacou pecou 6 druhého stupňa b bez prívodu kyslíka a pri teplotách do 600 °C. Organické zložky odpadu sa odplynia. Plyny pretekajú odpadmi, ktoré sa nachádzajú v posúvacej peci 6, v smere ku tretiemu stupňu c spracovania. Pri tomto pretekaní rovnako prispievajú k dobrému prestupu tepla, rovnako ako tlakový styk odpadu so stenami posúvacej pece 6. V dôsledku neustáleho prisúvania vysoko zhutneného odpadu zostáva tento tlakový styk zachovaný po celej dĺžke pece a na všetkých plochách kanála, takže na konci prechodu odpadu posúvacou pecou 6 je odplynenie organických zložiek do značnej miery ukončené. Dútne plyny z nĺžkoteplotnej karbonizácie, vodná para, ktorá vzniká z prirodzenej vlhkosti odpadu, kovy, minerály a uhlík odplynených organických látok sa spoločne privádzajú do tretieho stupňa c spracovania, v ktorom sa najprv spáli uhlík s kyslíkom. Teploty až 2000 °C i viac, ktoré sa tam vyskytujú, roztavia kovové i minerálne zložky, takže sa môžu v šiestom stupni f spracovania vynášať ako tekutá tavenina. Súbežne s tým sa nad vysokoteplotnou oblasťou horúceho uhlíkového lôžka rozrušujú pri teplotách vyšších ako 1200 °C organické zlúčeniny dútnych plynov. V dôsledku reakčnej rovnováhy C, CO2, CO a H2O sa pri týchto teplotách vytvára synplyn pozostávajúci v podstate z CO, H2 a CO2, ktorý sa v štvrtom stupni d týchle schladí na teploty pod 100 °C. Rýchle schladenie zabráni novému vytvoreniu organických škodlivých látok, zmenšuje objem plynu a urýchľuje pranie plynu v piatom stupni e. Vysoko čistý synplyn je potom k dispozícii na ľubovoľné použitie.The highly compacted waste passes through the second stage b shift furnace 6 without oxygen supply and at temperatures up to 600 ° C. The organic components of the waste are degassed. The gases flow through the waste contained in the transfer furnace 6 towards the third treatment stage c. In this overflow, they also contribute to good heat transfer, as well as the pressure contact of the waste with the walls of the feed furnace 6. Due to the continuous inflow of highly compacted waste, this pressure contact is maintained along the entire length of the furnace and all duct surfaces. 6, the degassing of the organic components is largely completed. The long-temperature carbonization gasses, water vapor generated from the natural moisture of the waste, metals, minerals and carbon of the degassed organic matter are fed together to the third treatment stage c, in which carbon and oxygen are first burned. Temperatures of up to 2000 ° C and more that occur there will melt the metal and mineral components so that they can be carried out as a liquid melt in the sixth treatment stage f. At the same time, above the high temperature region of the hot carbon bed, organic gaseous compounds are destroyed at temperatures above 1200 ° C. As a result of the reaction equilibrium of C, CO 2 , CO and H 2 O, at these temperatures a syngas consisting essentially of CO, H 2 and CO 2 is formed, which in the fourth stage is rapidly cooled to temperatures below 100 ° C. Rapid cooling prevents the re-formation of organic pollutants, reduces gas volume and accelerates gas scrubbing in fifth stage e. The high purity synlyn gas is then available for any application.
Kovy a minerálne látky vynášané v šiestom stupni f spracovania ako tekutá tavenina sa v siedmom stupni g podrobia účelne dodatočnému spracovaniu s prívodom kyslíka pri viac ako 1400 °C. Pritom sa odstránia strhávané zostatky uhlíka a ukončí sa mineralizácia. Vynášanie tuhých látok, napríklad do vodného kúpeľa, uzatvára v ôsmom kroku h tento spôsob spracovania odpadu. V granuláte vznikajúcom výstupom tuhých látok do vodného kúpeľa sa vedľa seba nachádzajú kovy, legujúce prvky a celkom mineralizované nekovy. Zliatiny železa sa môžu odlúčiť magneticky. Nevylúhovateľné mineralizované nekovy sa môžu znova mnohostranne použiť, napríklad vo forme porézneho granulátu alebo spracované na minerálnu vlnu ako izolačná látka, alebo priamo vo forme granulátu ako plnivo pri stavbe ciest a pri výrobe betónu.The metals and minerals which are carried out in the sixth processing step f as a liquid melt in the seventh step g are suitably subjected to a post-treatment with an oxygen supply at more than 1400 ° C. This removes the entrained carbon residue and terminates the mineralization. The discharge of the solids, for example into a water bath, closes the waste treatment process in step 8 h. Metals, alloying elements and totally mineralized non-metals are adjacent to each other in the granulate resulting from the solids outlet into the water bath. Iron alloys can be separated magnetically. Non-extractable mineralized non-metals can be reused in many ways, for example in the form of a porous granulate or processed into mineral wool as an insulating material, or directly in the form of a granulate as a filler in road construction and in concrete production.
Obrázok 2 ukazuje značne schcmatizované znázornenie zariadenia na realizáciu spôsobu podľa vynálezu. Jednotlivým oblastiam sú priradené typické procesné dáta príkladnej výhodnej realizácie spôsobu. Je zrejmé, že zhutnenie je závislé od lisovacieho tlaku P a zloženia odpadu ZUS. Odplynenie je funkciou teploty T, tlaku a zloženia odpadu. Splynovanie závisí okrem tlaku a teploty, ktorých parametre je potrebné vo vysokoteplotnom reaktore 10, ktotý reprezentuje reakčné zariadenie s prívodom kyslíka, udržovať do značnej miery konštantný, iba od prítomného uhlíka, kyslíka a vodnej pary, teda už nie od pôvodného zloženia odpadu. Spôsobom spracovania podľa vynálezu sa tak vyrába do značnej miery nezávisle od zloženia odpadu synplyn, ktorého stabilná kvalita umožňuje priame použitie, napríklad v plynových motoroch na výrobu prúdu.Figure 2 shows a highly schematized representation of a device for implementing the method according to the invention. Typical process data of an exemplary preferred embodiment of the method is assigned to each region. Obviously, the compaction is dependent on the compression pressure P and the composition of the ZUS waste. Degassing is a function of temperature T, pressure and waste composition. The gasification, in addition to the pressure and temperature required in the high temperature reactor 10, which represents the oxygen supply reaction apparatus, depends to a large extent on the presence of carbon, oxygen and water vapor, i.e. no longer from the original waste composition. The process according to the invention thus produces, to a large extent, independently of the composition of the waste, syn-gas, whose stable quality permits direct use, for example in gas engines for power generation.
Podľa obrázka 3 zodpovedá zhutňovací lis 1, ktotý v podstate tvorí zavážaciu jednotku, svojou konštrukciou známemu paketovaciemu lisu na odpadky, aký sa napríklad používa na šrotovanie vozidiel. Výkyvná lisovacia doska 2 umožňuje vo zvislom čiarkovanom znázornení zavážku lisu 1 zmiešaným odpadom. Lisovacia plocha 3 sa nachádza v ľavej polohe, takže zavážací priestor lisu 1 je celkom otvorený. Vykývnutím lisovacej dosky 2 do znázornenej vodorovnej polohy sa odpad zhutni najprv vo zvislom smere. Potom sa lisovacia plocha 3 pohybuje vodorovne do polohy nakreslenej silne a zhutňuje balík odpadu vo vodorovnom smere. Opačne pôsobiace sily, ktoré sú na to potrebné, sú zachytávané protiľahlou doskou 9 zasúvateľnou a vysúvateľnou v smere šípky. Po ukončení zhutňovacieho procesu sa protiľahlá doska 9 vysunie a zhutnená zátka odpadu sa pomocou lisovacej plochy 3 pohybujúcej sa ďalej doprava zasunie do nevyhrievanej oblasti 5 posúvacej pece 6 a tak sa celý jej obsah transportuje ďalej, dodatočne sa zhutňuje a drží sa v tlakovom styku so stenou kanála, prípadne peceReferring to Figure 3, the compaction press 1, which essentially constitutes the charging unit, corresponds in its construction to a known baling press for waste, such as used for scrapping vehicles. The swiveling press plate 2 allows, in a vertical dotted line, a charge of the press 1 with mixed waste. The pressing surface 3 is in the left position so that the loading space of the press 1 is completely open. By swiveling the press plate 2 to the horizontal position shown, the waste is initially compacted in the vertical direction. Then, the pressing surface 3 moves horizontally to a position drawn strongly and compacts the waste package in a horizontal direction. The opposing forces required for this are absorbed by the opposing plate 9 retractable and extendable in the direction of the arrow. Upon completion of the compaction process, the opposing plate 9 is ejected and the compacted waste plug is pushed into the non-heated area 5 of the feed furnace 6 by means of a pressing surface 3 moving further to the right, thus transporting its entire contents further, additionally compacting and holding pressure channel or furnace
6. Nasledovne sa lisovacia plocha 3 odsunie späť do ľavej koncovej polohy, protiľahlá doska 9 sa zasunie a lisovacia doska 2 vykývne späť do čiarkované znázornenej zvislej polohy. Zhutňovací lis 1 je pripravený pre novú zavážku. Zhutnenie odpadu je tak veľké, že zátka odpadu zasunutá do nevyhrievanej oblasti 5 posúvacej pece 6 je plynotesná. Posúvacia pec 6 sa vykazuje vykurovacími alebo odpadovými plynmi, ktoré prúdia vykurovacím plášťom 8 v smere šípok.6. Subsequently, the pressing surface 3 is pushed back to the left end position, the opposing plate 9 is retracted and the pressing plate 2 is swiveled back to the dotted vertical position shown. The compaction press 1 is ready for a new charge. The compacting of the waste is so great that the waste plug inserted into the non-heated region 5 of the feed furnace 6 is gas-tight. The feed furnace 6 is provided with heating or waste gases which flow through the heating jacket 8 in the direction of the arrows.
Pri posúvaní zhutneného odpadu kanálom posúvacej pece 6 sa rozširuje odplynená zóna 7 znázorneným spôsobom ku stredovej rovine posúvacej pece 6, čo je podporované veľkou povrchovou plochou spojenou s pomerom strany k výške jej obdĺžnikového prierezu, ktorý je väčší ako 2. Pri vstupe do vysokoteplotného reaktora 10 je k dispozícii zmes uhlíka, minerálov a kovov zhutnená stálym pôsobením tlaku pri prestrkovaní. Táto zmes je vystavená v oblasti vstupného otvoru do vysokoteplotného reaktora 10 extrémne vysokým sálavým teplotám. Náhla expanzia zvyškových plynov v nízkotepelnej zmesi, ktorá je s tým spojená, spôsobí jej rozdelenie na kúsky. Takto získaný kusový materiál z tuhých látok vytvorí vo vysokoteplotnom reaktore 10 plyn prepúšťajúce lôžko 20 alebo násyp, v ktorom sa najprv pomocou kyslíkových dmyšien 12 spáli uhlík tohto materiálu na CO2. prípadne CO. Plyny z nĺžkoteplotnej karbonizácie pretekajúce rozvírené nad lôžkom 20 alebo násypom reaktora sa úplne detoxikujú krakovanim. MeAs the compacted waste is moved through the feed furnace channel 6, the degassed zone 7 extends as shown to the central plane of the feed furnace 6, supported by a large surface area associated with a side to height rectangular cross-sectional area greater than 2. there is a mixture of carbon, minerals and metals compacted by the constant pressure of the overspray. This mixture is exposed to extremely high radiant temperatures in the region of the inlet opening to the high temperature reactor 10. The sudden expansion of the residual gases in the low-temperature mixture associated therewith will cause it to split into pieces. The particulate solid material thus obtained forms a gas-permeable bed 20 or embankment in the high temperature reactor 10, in which the carbon of this material is first burned to CO 2 by means of oxygen nozzles 12. optionally CO. The gases from the long-temperature carbonization flowing swirling over the bed 20 or the reactor bed are completely detoxified by cracking. Me
SK 282177 Β6 dzi C, C02, CO a vodnou parou vyhnanou z odpadu nastáva pri tvorbe synplynu teplotné podmienená reakčná rovnováha. Vznikajúce teploty zodpovedajú znázorneniu na obrázku 2. Synplyn sa ochladzuje v nádobe 14 vodnou sprchou náhle na menej ako 100 °C. Podiely strhávané plynom, ako sú minerály alebo kovy v roztavenom stave, sa v chladiacej vode odlučujú, objem plynu sa zmenši a tak sa uľahčuje čistenie plynu, ktoré môže nadväzovať na náhle chladenie v tej realizácii, ktorá je sama osebe známa.The temperature-conditioned reaction equilibrium occurs in the formation of syn-gas due to C, CO 2 , CO and water vapor expelled from waste. The resulting temperatures correspond to that shown in Figure 2. The syngas is cooled in vessel 14 by a water spray suddenly to less than 100 ° C. The entrained gas, such as minerals or metals in the molten state, are separated in the cooling water, the gas volume is reduced and thus facilitates gas purification, which may follow sudden cooling in an embodiment known per se.
V oblasti jadra lôžka 20 teplej viac ako 2000 °C sa tavia minerálne a kovové zložky materiálu. Vplyvom rozdielnej hustoty sa pritom prevrstvia a oddelia sa Typické legovacie prvky železa, ako napríklad chróm, nikel a meď, vytvoria so železom odpadu zliatinu vhodnú na hutnícke spracovanie, iné kovové zlúčeniny, prípadne hliník oxidujú a stabilizujú ako oxidy minerálnu taveninu.In the core region of the bed 20 of more than 2000 ° C, the mineral and metal components of the material melt. Typical iron alloying elements, such as chromium, nickel and copper, form an alloy suitable for metallurgical treatment with iron scrap, other metal compounds or aluminum oxidize and stabilize the mineral melt as oxides.
Taveniny vstupujú priamo do reaktora 16 dodatočného spracovania, v ktorom sú vystavené v kyslíkovej atmosfére privádzanej pomocou fúkacej rúrky 13 O2 a prípadne podporované neznázomenými plynovými horákmi teplotám vyšším ako 1400 °C. Strhnuté častice uhlíka oxidujú, tavenina sa homogenizuje a jej viskozita sa znižuje. Pri ich spoločnom vynášaní do vodného kúpeľa 17 granulujú minerálne látky a tavenina železa oddelene a môžu sa potom magneticky triediť.The melt enters directly into the post-treatment reactor 16 in which it is exposed to temperatures above 1400 ° C in an oxygen atmosphere supplied by a 13 O 2 blowing tube and optionally supported by gas burners (not shown). The entrained carbon particles oxidize, the melt is homogenized and its viscosity decreases. When they are taken together to the water bath 17, the minerals and the iron melt are granulated separately and can then be magnetically sorted.
Na obrázku 3 je poloha reaktora 16 dodatočného spracovania z dôvodu prehľadnosti zakreslená presadená o 90°. Tento reaktor 16 dodatočného spracovania tvorí so spodnou časťou vysokoteplotného reaktora 10 jednu konštrukčnú jednotku, ktorá je po uvoľnení prírubového spoja 10' na účely údržby a opráv výsuvná stranou z línie zariadenia.In Figure 3, for clarity, the post-treatment reactor position 16 is offset by 90 °. This aftertreatment reactor 16 forms, with the lower portion of the high temperature reactor 10, a single structural unit which, upon release of the flange joint 10 ', for the purpose of maintenance and repair, is a withdrawable side from the plant line.
Linka zariadenia znázornená na obrázku 3 a usporiadaná v podstate v jednej osi má značnú dĺžku. Striedajúce sa teploty, predovšetkým pri nábehu a odstavovaní zariadenia na tepelnú rovnováhu a z nej, vedú k značnému roztiahnutiu teplom. Pri pevnom usporiadaní vysokoteplotného reaktora 10 je toto zohľadnené pre posúvaciu pec 6 a zhutňovací lis 1, ktoiý je s ňou spojený, kladkami 4, ktoré sa odvaľujú vo vodiacich koľajniciach a umožňujú nielen pozdĺžne pohyby, ale môžu zachytiť taktiež bočné sily. Pri potrubí, napríklad potrubí 15 vystupujúcom z vysokoteplotného reaktora 10, zabezpečujú vyrovnávanie dilatácie kompenzátory 11.The line of the device shown in Figure 3 and arranged substantially in one axis is of considerable length. Alternating temperatures, in particular when starting and shutting down the thermal equilibrium device, result in considerable thermal expansion. In the fixed configuration of the high temperature reactor 10, this is taken into account for the feed furnace 6 and the compaction press 1 connected thereto by rollers 4 which roll in guide rails and allow not only longitudinal movements but can also absorb lateral forces. In pipelines, for example, pipelines 15 extending from the high temperature reactor 10, expansion compensators 11 provide for equalization of the expansion.
V zjednodušenom pôdoryse dvojlinkového usporiadania zariadenia podľa vynálezu z obrázka 3 je na obrázku 4 zachované označenie jednotlivých dielov. Zásobovanie obidvoch liniek odpadom sa robi striedavo zo spoločného zásobníka odpadu a obom linkám je rovnako priradená práčka plynu známej konštrukcie, ktorá patrí ku známemu stavu techniky. Pomocou škrtiacej klapky 18 sa dá v zariadení nastaviť pretlak regulujúci prúdenie plynu a vodné uzávery 19, ktoré nie sú na obrázku 3 z dôvodu prehľadnosti znázornené, ho spoľahlivo ustrážia.In the simplified plan view of the two-line arrangement of the device according to the invention of Figure 3, the marking of the individual parts is retained in Figure 4. The supply of both lines to waste is alternately made from a common waste container, and both lines are also associated with a gas scrubber of known construction belonging to the prior art. By means of the throttle valve 18, an overpressure regulating gas flow can be adjusted in the device and water closures 19, which are not shown in FIG.
Pevný bod O tepelnej dilatácie leží medzi vysokoteplotnými reaktormi 10, zatiaľ čo poloha reaktorov 16 dodatočného spracovania, ktoré sú výsuvné priečne na hlavnú os zariadenia, je na obrázku 4 znázornená správne.The fixed point O of the thermal expansion lies between the high temperature reactors 10, while the position of the post-treatment reactors 16, which are extendable transversely to the main axis of the plant, is shown correctly in Figure 4.
Viacprúdové usporiadanie zariadenia podľa vynálezu umožňuje vysokú mieru prispôsobivosti miestnym pomerom pri súčasnej štandardizácii konštrukčných dielov zariadenia, čím sa znižujú náklady, zlepšuje sa zásobovanie náhradnými dielmi a údržba a skracuje sa čas výstavby.The multi-stream arrangement of the device according to the invention allows a high degree of local adaptability while simultaneously standardizing the components of the device, thereby reducing costs, improving spare parts supply and maintenance and reducing construction time.
Podľa ďalšieho príkladu uskutočnenia sa odpad z domácností v dopredu zhutnenej alebo voľnej, netriedenej forme neprivádza k priechodnej peci na nízkoteplotnú karbonizáciu, ale k nízkoteplotnej pyrolýznej peci, ktorá v podstate taktiež pozostáva z pretiahlej vodorovnej šachto vej komory s čelným vstupným koncom a čelným výstupným koncom. Prostredníctvom náporu lisovníka sa netriedený odpadový materiál zhutní do vstupného konca pyrolýznej pece a v súlade s prerušovane prebiehajúcou zavážkou sa pretláča cez celú dĺžku pecnej šachty. Vhodný teplotný gradient rozdelený po dĺžke pecnej šachty zaisťuje, že na výstupnom konci vystupujú zhutnené a odplynené tuhé zostatkové látky odpadov materiálu vo forme tuhého pyrolýzneho koksu a minerálnych a kovových zložiek. Bezprostredne s výstupom týchto tuhých minerálnych, kovových a organických zložiek zostatkových látok nastáva dostatočný nápor kyslíka. Pevné zostatkové látky nezplynené v priebehu tlakové pyrolýzy, ktorá prebieha pri teplotách približne okolo 700 °C, sa do značnej miery dodatočne spália prípadne okysličia, zosklovatia alebo splynujú exotermickou oxidáciou v následne zaradenom reaktore. Vzniká tekutá troska, ktorá sa môže následne granulovať vo vodnom kúpeli. Takýto granulát však nie je bez vtrúsenin a teda nehomogenít, ktoré môžu byť minerálnej, kovovej alebo dokonca organickej povahy. V dôsledku náhleho ochladenia tekutej trosky vo vodnom kúpeli má takýto medziprodukt veľké množstvo trhlín, miestnych plošiek a podobne, ktoré obnažujú taktiež jedovaté nehomogenity, a preto nemôžu zaistiť aspoň dlhodobo požadovanú eluátnu stálosť vysokoteplotných zostatkových látok.According to a further embodiment, household waste in a compacted or loose, unsorted form is not fed to a low-temperature carbonization through furnace but to a low-temperature pyrolysis furnace, which also essentially consists of an elongated horizontal shaft chamber with a front inlet end and a front outlet end. By means of a punch ram, the unsorted waste material is compacted into the inlet end of the pyrolysis furnace and, in accordance with the intermittently charged charge, is forced through the entire length of the furnace shaft. A suitable temperature gradient, distributed along the length of the furnace shaft, ensures that at the outlet end, compacted and degassed solid waste materials are discharged in the form of solid pyrolysis coke and mineral and metal components. Immediately as these solid mineral, metallic and organic residual constituents exit, there is sufficient oxygen attack. The solid residuals not gasified during pressure pyrolysis, which takes place at temperatures of about 700 ° C, are largely additionally burned or oxygenated, vitrified or exothermic oxidized in a downstream reactor. A liquid slag is formed which can then be granulated in a water bath. However, such a granulate is not free of inclusions and hence inhomogeneities, which may be of a mineral, metallic or even organic nature. Due to the sudden cooling of the liquid slag in the water bath, such an intermediate has a large number of cracks, local patches and the like which also expose toxic inhomogeneities and therefore cannot provide at least the desired elution stability of the high temperature residuals.
Podľa tohto variantu spôsobu spracovania sa teda medziprodukt získaný v prvom tavnom kúpeli pri teplotách okolo 1300 °C prevedie s využitím primárnej energie získanej pri odplynení, t. j. z pyrolýzneho plynu, na druhú vysokoteplotnú taveninu, ktorej teplota je vyššia ako 1350 °C, výhodne 1700 °C alebo vyššia. Keď sa teraz táto vysokoteplotná tavenina ochladí, vznikne tuhá látka s celkom homogénnou štruktúrou podobná keramike.According to this variant of the process, the intermediate obtained in the first melt bath at temperatures of about 1300 ° C is thus converted using the primary energy obtained from the degassing, i. j. from a pyrolysis gas, to a second high temperature melt, the temperature of which is higher than 1350 ° C, preferably 1700 ° C or higher. Now that this high temperature melt is cooled, a solid with a completely homogeneous ceramic-like structure is formed.
Pre tento spôsob spracovania je podstatné, že druhá vysokoteplotná tavba sa neschladzuje bez dodatočných výrobných postupov, ale omnoho viac sa ďalej spracováva pri využití veľkej vnútornej tepelnej energie, napríklad na vláknitý alebo plošný medziprodukt, ktorý je výhodne priemyselne využiteľný. Vláknité produkty sa môžu využiť ako vhodné armovanie stavebných materiálov alebo na izolačné účely ako minerálna vlna. Produkt získaný týmto spôsobom spracovania môže prevziať úlohy, ktoré sa riešili v minulosti nielen azbestovými vláknami, ale taktiež vysoko hodnotnými spečenými materiálmi, zliatinami tvrdokovov a podobne.It is essential for this process that the second high temperature melt is not cooled without additional manufacturing processes, but is further processed with a large internal thermal energy, for example, to a fiber or sheet intermediate, which is preferably industrially utilizable. The fiber products can be used as a suitable reinforcement of building materials or for insulation purposes such as mineral wool. The product obtained by this process can assume tasks which have been solved not only by asbestos fibers but also by high-value sintered materials, carbide alloys and the like.
Pre prípad, že sa z druhej vysokoteplotnej taveniny získajú štruktúry podobné sklenému vláknu výhodne s nepravidelnými povrchovými plochami, je vhodné ponoriť do taveniny odstredivý valec s vhodnou štruktúrovanou povrchovou plochou tak, aby odstredené pramene tekutiny mali zvlášť nepravidelne zúženú štruktúru. Namiesto chladného odstredivého valca je možné použiť dva odmačkávacie valce alebo rotujúci tanier. Štruktúry vlákien odchádzajúce z týchto zariadení sa môžu meniť obvodovou rýchlosťou valca a nastavenou viskozitou tavného kúpeľa.In the event that glass fiber-like structures, preferably with irregular surfaces, are obtained from the second high temperature melt, it is desirable to immerse a centrifugal cylinder with a suitable structured surface in the melt so that the centrifuged fluid streams have a particularly irregularly tapered structure. Instead of a cold centrifugal roller, two squeeze rollers or a rotating plate can be used. The fiber structures leaving these devices can be varied by the peripheral speed of the roll and the set viscosity of the melt bath.
Produkt získaný opísanými spôsobmi má vo vzťahu k eluátnej stálosti nasledujúce znaky zhrnuté v pripojenej tabuľke I.The product obtained by the methods described has, in relation to eluate stability, the following features summarized in the attached Table I.
Tabuľka ITable I
+ Obsah AOX je súčtový parameter pre organické zlúčeniny halogénu. Toto meranie obsahuje chlórované rozpúšťadlá a tiež lipofilné organické zlúčeniny chlóru a organochlórpesticídy.+ The AOX content is the sum parameter for the organic halogen compounds. This measurement includes chlorinated solvents as well as lipophilic organic chlorine compounds and organochloro pesticides.
++ Chróm III = 0,05/2 chróm VI = 0,01/0,1++ Chromium III = 0.05 / 2 chromium VI = 0.01 / 0.1
Negatívne znamienko alebo min. znamená, že meraná hodnota leží pod analytickou hranicou dokázateľnosti.Negative sign or min. means that the measured value lies below the analytical limit of detection.
Udávaná číselná hodnota je hranicou dokázateľnosti príslušnej metódy.The numeric value given is the limit of provability of the method.
Hodnoty udávané v tabuľke boli zisťované z odberu vzoriek niekoľkých tavných telies zhodných s produktom získaným spôsobom spracovania podľa vynálezu, pričom boli použité skúšobné doštičky s hmotnosťou 80 g. Podklad pre skúmanie tvorili nároky švajčiarskeho TV A, t. j. Technického nariadenia pre odpady z decembra 1990. Produkty získané látkovou premenou pochádzajú z vysokotepelného procesu s teplotou nad 1700 °C. Stanovenie sa uskutočnilo s použitím atómspektroskopických metód.The values given in the table were obtained by sampling several melts identical to the product obtained by the process of the invention, using test plates weighing 80 g. The basis for the examination was the claims of Swiss TV A, i. j. Technical Decree on Waste of December 1990. The products obtained by the metabolism come from a high-temperature process with a temperature above 1700 ° C. The determination was performed using atomspectroscopic methods.
Výsledky ukazujú, že hliník a kremík tvoria hlavné podiely tuhých zostatkových látok. Všetky ťažké kovy sa vyskytujú v tak malých koncentráciách, že ležia pod hranicou dokázateľnosti použitých metód merania, minimálne však hlboko pod požadovanými hodnotami eluátu vo vzťahu k znášanlivosti životného prostredia. Súhrn požiadaviek na inertné látky vzhľadom na nariadenie TVA je splnený. Prakticky nebol zistený žiadny výluh. Pri produktoch tohto spôsobu spracovania preto ide o úplne inertný materiál, ktorý plne zodpovedá najmodernejším nárokom na životné prostredie i s ohľadom na stopové obsahy možných toxických komponentov.The results show that aluminum and silicon constitute the major proportions of solid residues. All heavy metals are present in such low concentrations that they are below the limit of detection of the measurement methods used, but at least well below the desired eluate values in relation to environmental compatibility. The summary of requirements for inert substances with regard to the TVA Regulation is met. Practically no leachate was found. The products of this treatment process are therefore completely inert materials which fully comply with the most modern environmental requirements with regard to the trace contents of possible toxic components.
Claims (27)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SK477-93A SK282177B6 (en) | 1993-05-13 | 1993-05-13 | Device for material modification, method for disposal and utilization of scrap materials |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SK477-93A SK282177B6 (en) | 1993-05-13 | 1993-05-13 | Device for material modification, method for disposal and utilization of scrap materials |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SK47793A3 SK47793A3 (en) | 1994-12-07 |
| SK282177B6 true SK282177B6 (en) | 2001-11-06 |
Family
ID=20433582
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SK477-93A SK282177B6 (en) | 1993-05-13 | 1993-05-13 | Device for material modification, method for disposal and utilization of scrap materials |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SK (1) | SK282177B6 (en) |
-
1993
- 1993-05-13 SK SK477-93A patent/SK282177B6/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SK47793A3 (en) | 1994-12-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5311830A (en) | Method of energetic and material utilization of waste goods of all kind and device for implementing said method | |
| AT402964B (en) | METHOD FOR THE USE OF DISPOSAL GOODS | |
| US6178899B1 (en) | Waste treatment method and waste treatment apparatus | |
| US6333015B1 (en) | Synthesis gas production and power generation with zero emissions | |
| DE4446803C2 (en) | Process and device for thermal and material recycling of residual and waste materials | |
| US5851246A (en) | Apparatus for gasifying organic materials | |
| EP0568997B1 (en) | Method for gasifying organic materials | |
| HRP930448A2 (en) | Method for preheating scrap iron | |
| PL195032B1 (en) | Plasma pyrolysis, gasification and vitrification of organic material | |
| DE4030554C2 (en) | ||
| AU777849B2 (en) | Method and device for disposing of waste products | |
| DE3614048A1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR GASIFYING LOW-QUALITY FUELS IN A FLUID METAL MELTING BATH | |
| AU3728701A (en) | 2-stage cooling process for synthesis gas | |
| EP0520086B1 (en) | Process for the valorisation of all kinds of waste | |
| AT402552B (en) | METHOD FOR INTERMEDIATE STORAGE, TRANSPORT AND / OR ENERGY AND PERSONAL USE OF DISPOSAL OF ALL TYPES | |
| HU213189B (en) | Method and apparatous for recycling of wastes | |
| SK282177B6 (en) | Device for material modification, method for disposal and utilization of scrap materials | |
| EP1203060B1 (en) | Method and apparatus for utilizing gas from a sedimentation basin | |
| KR19990050775A (en) | Pyrolysis Gasification Melt Treatment Equipment of Waste | |
| KR100340263B1 (en) | Apparatus and method for the treatment of mixed wastes with high liquid fraction by plasma pyrolysis/gasfication and melting | |
| CZ286390B6 (en) | Apparatus for treating materials and method of neutralizing and reuse of waste materials | |
| RU2126028C1 (en) | Method of discharge and utilization of wastes and device for its embodiment | |
| PL171593B1 (en) | Method of and apparatus for waste disposal and utilization | |
| LT3502B (en) | Method for recircling and utilitization of waste and device for its realization | |
| RO115503B1 (en) | Process for recycling waste materials and installation for applying the same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MK4A | Expiry of patent |
Expiry date: 20130513 |