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CH703226B1 - Procedure for the requalification and energy enhancement of bituminous aggregates. - Google Patents

Procedure for the requalification and energy enhancement of bituminous aggregates. Download PDF

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Publication number
CH703226B1
CH703226B1 CH19272007A CH19272007A CH703226B1 CH 703226 B1 CH703226 B1 CH 703226B1 CH 19272007 A CH19272007 A CH 19272007A CH 19272007 A CH19272007 A CH 19272007A CH 703226 B1 CH703226 B1 CH 703226B1
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
conglomerate
bituminous
rotating drum
cbr
heating
Prior art date
Application number
CH19272007A
Other languages
Italian (it)
Inventor
Giuseppe Antonioli
Ivan Bordonzotti
Paolo Disabatino
Original Assignee
Fapico Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fapico Ag filed Critical Fapico Ag
Priority to CH19272007A priority Critical patent/CH703226B1/en
Priority to EP08405298A priority patent/EP2071080A3/en
Publication of CH703226B1 publication Critical patent/CH703226B1/en

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Abstract

Procedimento e dispositivo per la riqualifica e la valorizzazione energetica di inerti bituminosi di scarto CBR per mezzo di un trasferimento di calore generato da elementi (6) che non si trovano a diretto contatto con detti inerti bituminosi di scarto CBR, dove detto materiale si trova in assenza di ossigeno.Process and device for the requalification and energy enhancement of CBR waste bituminous aggregates by means of a heat transfer generated by elements (6) which are not in direct contact with said CBR waste bituminous aggregates, where said material is located in absence of oxygen.

Description

[0001] La presente invenzione si riferisce al campo dei procedimenti e degli impianti utilizzati per trasformare, tramite un trattamento di tipo termico, materiali inerti bituminosi di scarto in materiali riutilizzabili nel medesimo campo di applicazioni. [0001] The present invention relates to the field of processes and plants used to transform, by means of a thermal type treatment, waste bituminous inert materials into reusable materials in the same field of applications.

[0002] Nel contesto del presente esposto si considerano, a titolo esemplificativo e non limitativo, quali inerti bituminosi di scarto: il materiale granulato ottenuto da fresatura e vagliatura di manti stradali, residui bituminosi e altri scarti dalla produzione di asfalto stradale, quali ad esempio le rimanenze di fine produzione, partite di asfalto non utilizzato, partite di asfalto stradale non confacenti alle specifiche di prodotto e dunque non utilizzabili e ogni alto materiale composto da miscele di inerte minerale (ad esempio calcareo o siliceo) e da bitumi naturali o petrolchimici. [0002] In the context of the present statement, the following are considered, by way of non-limiting example, as waste bituminous aggregates: the granulated material obtained by milling and screening road surfaces, bituminous residues and other waste from the production of road asphalt, such as for example end-of-production inventories, lots of unused asphalt, lots of road asphalt that are not suitable to the product specifications and therefore not usable and any high material composed of mixtures of mineral aggregates (for example limestone or siliceous) and natural or petrochemical bitumen.

[0003] La presente invenzione concerne un metodo per la riqualifica e valorizzazione energetica di inerti bituminosi come descritto nel preambolo della rivendicazione 1, come un mezzo per l’esecuzione di detto procedimento come descritto nella rivendicazione 5. [0003] The present invention relates to a method for the upgrading and energy enhancement of bituminous aggregates as described in the preamble of claim 1, as a means for carrying out said process as described in claim 5.

[0004] Il procedimento oggetto dell’invenzione permette di trasformare il materiale di scarto precedentemente menzionato nei seguenti prodotti: Miscela bituminosa di inerte e bitume alla temperatura idonea a essere miscelato con additivi al fine di generare un prodotto direttamente utilizzabile e dalle caratteristiche superiori Miscela bituminosa di inerte e bitume alla temperatura idonea al suo utilizzo diretto, quale nuovo manto stradale aventi caratteristiche intermedie Inerte pulito e decatramato utilizzabile quale inerte per la preparazione di nuove miscele bituminose.[0004] The process object of the invention allows to transform the previously mentioned waste material into the following products: Bituminous mixture of inert and bitumen at a suitable temperature to be mixed with additives in order to generate a directly usable product with superior characteristics Bituminous mixture of inert and bitumen at the temperature suitable for its direct use, as a new road surface with intermediate characteristics Clean and decatramated inert that can be used as inert material for the preparation of new bituminous mixtures.

[0005] L’utilizzo dei conglomerati bituminosi di scarto nell’industria dell’asfalto è già attuato da tempo. Lo scopo del riutilizzo è legato alla possibilità di trasformare un materiale di scarto e con un costo di smaltimento in un prodotto vendibile. [0005] The use of waste bituminous conglomerates in the asphalt industry has already been implemented for some time. The purpose of reuse is linked to the possibility of transforming a waste material with a cost of disposal into a salable product.

[0006] Attualmente il conglomerato di scarto viene riciclato miscelandolo in percentuali massime ben determinate al bitume vergine in corso di produzione. Questo riciclaggio avviene dunque forzatamente presso un produttore di asfalto, cosa che si rileva a volte penalizzante causa elevate distanze e costi di trasporto del conglomerato di scarto e dipendenza dal produttore di asfalto vergine che può imporre le proprie condizioni commerciali e tecniche. Queste limitazioni fanno sì che nella pratica buona parte del conglomerato bituminoso di scarto non venga riciclato ma venga posto in discarica con l’inevitabile costo e carico ambientale che ne consegue. [0006] Currently, the waste conglomerate is recycled by mixing it in well-determined maximum percentages with the virgin bitumen being produced. This recycling therefore takes place forcibly at an asphalt producer, which is sometimes found to be penalizing due to high distances and costs of transporting the waste conglomerate and dependence on the virgin asphalt producer who can impose his own commercial and technical conditions. These limitations mean that in practice a large part of the waste bituminous conglomerate is not recycled but placed in landfills with the inevitable cost and environmental burden that follows.

[0007] Nella pratica più corrente e diffusa vi sono due tecniche di utilizzo del conglomerato bituminoso di scarto che possono essere idealmente differenziate in funzione della quantità relativa di scarto riciclabile. [0007] In the most common and widespread practice there are two techniques for using the bituminous conglomerate that can be ideally differentiated according to the relative quantity of recyclable waste.

[0008] Entrambe le tecniche sono implementate sulle apparecchiature normalmente utilizzate nella produzione di asfalto vergine, partendo cioè da materiali vergini quali: gli inerti da cava e il bitume naturale o da raffineria petrolchimica. [0008] Both techniques are implemented on the equipment normally used in the production of virgin asphalt, that is, starting from virgin materials such as: quarry aggregates and natural bitumen or from petrochemical refineries.

[0009] In questo tipo di impianto conosciuto l’inerte vergine che farà parte dell’asfalto viene riscaldato in un tamburo rotante a fiamma diretta. I fumi di combustione del bruciatore, posto in testa al tamburo rotante, riscaldano per contatto diretto il materiale inerte. I fumi che sono transitati nel tamburo vengono poi estratti e inviati ad un filtro a maniche che provvede alla loro depolverazione. [0009] In this known type of plant, the virgin aggregate that will be part of the asphalt is heated in a rotating drum with direct flame. The combustion fumes of the burner, placed at the top of the rotating drum, heat the inert material by direct contact. The fumes that have passed through the drum are then extracted and sent to a bag filter which provides for their dedusting.

[0010] Il materiale inerte così riscaldato viene poi trasferito in un silo di stoccaggio opportunamente isolato termicamente. [0010] The inert material thus heated is then transferred to a suitably thermally insulated storage silo.

[0011] Al momento di richiesta di asfalto, il materiale inerte caldo viene miscelato assieme al bitume ed altri eventuali additivi per poi essere scaricato nei mezzi di trasporto che lo porteranno sul luogo di impiego. [0011] When the asphalt is requested, the hot inert material is mixed together with the bitumen and any other additives and then discharged into the means of transport that will take it to the place of use.

[0012] Nell’ambito del riciclaggio del conglomerato bituminoso di scarto la prima possibilità offerta consiste nell’aggiungere lo scarto all’inerte vergine e riscaldare i due assieme nel forno. [0012] As part of the recycling of waste bituminous conglomerate, the first possibility offered is to add the waste to the virgin aggregate and heat the two together in the furnace.

[0013] Questa possibilità è limitata nel quantitativo massimo di scarto utilizzabile che solitamente non può superare il 30% nella miscela con l’inerte vergine. [0013] This possibility is limited in the maximum amount of usable waste which usually cannot exceed 30% in the mixture with the virgin aggregate.

[0014] Questa limitazione è conseguenza del fatto che il riscaldo viene eseguito con fiamma diretta e del fatto che l’inerte vergine deve essere portato a temperature dell’ordine dei 150 °C. Quantitativi superiori di conglomerato bituminoso di scarto nella miscela con l’inerte comporta di conseguenza grandi quantità di bitume che, sotto l’effetto della temperatura e della fiamma del bruciatore in parte brucia o perlomeno genera composti organici volatili che, non essendo trattenuti nel filtro a maniche, verrebbero immessi in atmosfera con conseguente inquinamento dell’aria. [0014] This limitation is a consequence of the fact that the heating is performed with direct flame and the fact that the virgin aggregate must be brought to temperatures of the order of 150 ° C. Higher quantities of bituminous conglomerate waste in the mixture with the aggregate consequently entails large quantities of bitumen which, under the effect of the temperature and the flame of the burner, partially burns or at least generates volatile organic compounds which, not being retained in the filter sleeves, would be released into the atmosphere with consequent air pollution.

[0015] Qualora si desiderasse aumentare la frazione di conglomerato bituminoso di scarto nella miscela con l’inerte vergine, la tecnologia attuale fa ricorso a due tamburi in parallelo. I due tamburi sono di concezione identica: entrambi sono di tipo a fiamma diretta. [0015] If it is desired to increase the waste bituminous conglomerate fraction in the mixture with the virgin aggregate, the current technology uses two parallel drums. The two drums are of identical design: both are of the direct flame type.

[0016] Mentre uno dei tamburi viene utilizzato unicamente per il riscaldo dell’inerte vergine, il secondo viene utilizzato per il riscaldo unicamente del conglomerato bituminoso di scarto. Mentre il primo può lavorare alla normale temperatura di esercizio, ca. 150 °C, il secondo, per le motivazioni già esposte prima, è vincolato ad una temperatura massima di 90 °C. [0016] While one of the drums is used solely for heating the virgin aggregate, the second is used for heating only the waste bituminous conglomerate. While the former can work at normal operating temperature, approx. 150 ° C, the second, for the reasons already set out above, is bound to a maximum temperature of 90 ° C.

[0017] La miscelazione tra inerte e conglomerato bituminoso di scarto riscaldati separatamente avviene poi a livello di miscelazione in fase di produzione dell’asfalto. [0017] The mixing between inert and bituminous conglomerate of waste heated separately then takes place at the level of mixing during the asphalt production phase.

[0018] Il punto di fumo, temperatura alla quale una sostanza genera fumo, per il bitume si aggira, in atmosfera ossidante, attorno ai 180–200 °C. [0018] The smoke point, the temperature at which a substance generates smoke, for bitumen, in an oxidizing atmosphere, is around 180–200 ° C.

[0019] Con questa tecnologia è possibile teoricamente produrre dell’asfalto partendo unicamente da conglomerato di scarto senza richiedere inerte vergine. In pratica questa possibilità non viene mai utilizzata in quanto il bitume contenuto nel conglomerato riscaldato ha comunque subito parziale ossidazione che ne altera le caratteristiche fisiche, dovuto a parziale contatto con i fumi, e in quanto la bassa temperatura di uscita del conglomerato obbliga l’impianto alla produzione di asfalto di tipo «LEA» (Low Energy Asphalt) (tiepido) necessitando dunque l’aggiunta di additivi particolari e di costo non irrilevante. [0019] With this technology it is theoretically possible to produce asphalt starting only from waste conglomerate without requiring virgin aggregate. In practice, this possibility is never used as the bitumen contained in the heated conglomerate has in any case undergone partial oxidation which alters its physical characteristics, due to partial contact with the fumes, and as the low exit temperature of the conglomerate forces the plant to the production of "LEA" (Low Energy Asphalt) (warm) type asphalt, thus requiring the addition of special additives of not insignificant cost.

[0020] L’utilizzo del riscaldo a fiamma diretta presenta poi lo svantaggio di essere energeticamente molto penalizzante, richiedendo consumi specifici di combustibile molto elevati. I consumi elevati sono soprattutto legati al fatto che i fumi di combustione in uscita dal tamburo sono ancora molto caldi e quindi contengono ancora molta energia solo in parte recuperabile. [0020] The use of direct flame heating also has the disadvantage of being energetically very penalizing, requiring very high specific fuel consumption. The high consumption is above all linked to the fact that the combustion fumes leaving the drum are still very hot and therefore still contain a lot of energy that can only be partially recovered.

[0021] Per ovviare questi problemi è apparsa sul mercato una tecnologia di riscaldo del conglomerato che utilizza vapore d’acqua come vettore energetico sostitutivo alla fiamma diretta. Tale soluzione tecnica è descritta in PCT/FI91/00221, il quale cita espressamente la possibilità di riscaldare anche il solo conglomerato bituminoso di scarto. [0021] To overcome these problems, a technology for heating the conglomerate has appeared on the market that uses water vapor as a substitute energy vector for direct flame. This technical solution is described in PCT / FI91 / 00221, which expressly mentions the possibility of heating even the waste bituminous conglomerate alone.

[0022] La particolarità di questo tipo di tecnologia è legata al vettore energetico di riscaldo. In questo caso si utilizza un bruciatore separato fisicamente dal recipiente di contenimento del materiale da riscaldare. La fiamma di combustione è raffreddata tramite iniezione di acqua che vaporizza andando a generare una miscela di fumi combusti e vapore poi utilizzata per riscaldo vero e proprio del materiale. [0022] The particularity of this type of technology is linked to the heating energy vector. In this case, a burner physically separated from the container containing the material to be heated is used. The combustion flame is cooled by injection of water which vaporizes, generating a mixture of burnt fumes and steam which is then used for actual heating of the material.

[0023] Riassumendo, la tecnologia attuale presenta i seguenti svantaggi: l’acqua da utilizzare per la vaporizzazione deve essere necessariamente demineralizzata al fine di evitare la formazione di incrostazioni calcaree nei condotti tra bruciatore e recipiente di contenimento del materiale. Visti i consumi necessari di acqua, la sua demineralizzazione si rileva costosa. nei regimi di funzionamento transitori o durante l’avvio di impianto si possono presentare situazioni in cui parte dell’acqua vaporizzata condensa nel materiale da riscaldare inumidendolo e non rendendolo dunque più utilizzabile. la miscela fumi-vapore inviata al riscaldo del materiale contiene ancora ossigeno, dovuta al fatto che i fumi del bruciatore contengono sempre un eccesso di ossigeno al fine di garantire la totale combustione del combustibile. Questo ossigeno può interagire con il bitume contenuto nel materiale da riscaldare cambiandone le caratteristiche. la miscela di fumi frammisti a vapore, dopo aver preriscaldato il materiale, viene liberata in atmosfera senza alcun trattamento. Questo flusso potrebbe, soprattutto in caso di regimi di funzionamento anomali, provocare l’immissione in atmosfera di sostanze inquinanti e di polvere. Con clima freddo o umido l’immissione in atmosfera provoca anche pennacchi di vapore visibili che potrebbero rendere questa tecnologia poco utilizzabile in zone abitate. l’utilizzo del riscaldo con la miscela fumi-vapore presenta, come nel caso del riscaldo a fiamma diretta, consumi specifici di combustibile molto elevati.[0023] In summary, current technology has the following disadvantages: the water to be used for vaporization must necessarily be demineralized in order to avoid the formation of limescale in the ducts between the burner and the container for containing the material. Given the necessary water consumption, its demineralization is costly. in transient operating modes or during plant start-up, situations may arise in which part of the vaporized water condenses in the material to be heated, moistening it and thus making it no longer usable. the fumes-steam mixture sent when the material is heated still contains oxygen, due to the fact that the burner fumes always contain an excess of oxygen in order to guarantee total combustion of the fuel. This oxygen can interact with the bitumen contained in the material to be heated, changing its characteristics. the mixture of fumes mixed with steam, after having preheated the material, is released into the atmosphere without any treatment. This flow could, especially in the case of abnormal operating conditions, cause the release of pollutants and dust into the atmosphere. In cold or humid climates, the release into the atmosphere also causes visible plumes of vapor that could make this technology not very usable in inhabited areas. the use of heating with the fumes-steam mixture has, as in the case of direct flame heating, very high specific fuel consumption.

[0024] Scopo della presente invenzione è quello di presentare un procedimento per la riqualifica e valorizzazione energetica di inerti bituminosi che ovvia ai suddetti inconvenienti, nella fattispecie provoca una minore emissione dei vapori, ha minori consumi energetici e presenta un miglior bilancio termico. I vantaggi verranno specificati in dettagli nella descrizione dell’invenzione. [0024] The object of the present invention is to present a process for the upgrading and energy enhancement of bituminous aggregates which obviates the aforementioned drawbacks, in this case causes a lower emission of vapors, has lower energy consumption and has a better thermal balance. The advantages will be specified in detail in the description of the invention.

[0025] L’invenzione, ossia il procedimento per la riqualifica di inerti bituminosi, viene ora meglio chiarita con riferimento al disegno allegato che illustra in vista laterale una forma esecutiva del procedimento in questione dato solo a titolo esemplificativo ma non limitativo in quando varianti tecniche potranno sempre essere apportate senza uscire dall’ambito di tutela della presente invenzione come definito nelle rivendicazioni. [0025] The invention, that is the process for the requalification of bituminous aggregates, is now better clarified with reference to the attached drawing which illustrates in side view an embodiment of the process in question given only by way of example but not limitative as technical variants they can always be made without departing from the scope of protection of the present invention as defined in the claims.

[0026] In detto disegno: La fig. 1mostra lo schema del procedimento per la riqualifica di inerti bituminosi. [0026] In said drawing: Fig. 1 shows the scheme of the procedure for the requalification of bituminous aggregates.

[0027] Il conglomerato bituminoso di scarto da trattare viene caricato nella tramoggia 1, dotata di sistema di compartimentazione che permette di separare l’ambiente dall’atmosfera interna dell’apparecchio. [0027] The waste bituminous conglomerate to be treated is loaded into the hopper 1, equipped with a compartmentalization system that allows the environment to be separated from the internal atmosphere of the appliance.

[0028] Possono essere usati come sistemi di compartimentazione ad esempio gli scaricatori a doppia clappa, le rotocelle o le coppie di ghigliottine. Dalla tramoggia un sistema di movimentazione 3 quali ad esempio coclea, nastro o scivolo vibrante si incarica di alimentare in continuo il tamburo di riscaldo 2. [0028] They can be used as compartmentalization systems, for example, the double flap unloaders, the rotary cells or the pairs of guillotines. From the hopper a handling system 3 such as for example screw conveyor, belt or vibrating chute is responsible for continuously feeding the heating drum 2.

[0029] Il tamburo di riscaldo è mantenuto costantemente in rotazione e riscaldato dall’esterno fino ad ottenere, in funzione del processo da attuare, temperature della pelle del tamburo tra i circa 200 ed i circa 550 °C. [0029] The heating drum is constantly kept in rotation and heated from the outside until, depending on the process to be implemented, temperatures of the drum skin between about 200 and about 550 ° C.

[0030] Il materiale alimentato al tamburo si deposita al suo interno e, per l’effetto della sua temperatura nelle parte interna 4 alla camera di combustione 5 viene riscaldato alla temperatura desiderata. Il materiale nel tamburo occupa solo la parte inferiore del volume: sotto l’effetto della rotazione il materiale viene continuamente rivoltato mettendo sempre a contatto della parete del nuovo materiale, incrementando così l’effetto di scambio termico e la sua miscelazione. [0030] The material fed to the drum is deposited inside it and, due to the effect of its temperature in the internal part 4 of the combustion chamber 5, is heated to the desired temperature. The material in the drum occupies only the lower part of the volume: under the effect of rotation, the material is continuously turned over, always putting the new material in contact with the wall, thus increasing the effect of heat exchange and its mixing.

[0031] La temperatura finale di riscaldo del materiale viene regolata agendo contemporaneamente sulla portata alimentata e la velocità di rotazione del tamburo (controllo del tempo di permanenza) e sulla temperatura di pelle del tamburo (controllo della potenza di scambio termico). [0031] The final heating temperature of the material is adjusted by acting simultaneously on the fed flow rate and the rotation speed of the drum (control of the residence time) and on the skin temperature of the drum (control of the heat exchange power).

[0032] Il tamburo è inserito in una camera di combustione di ampie dimensioni e rivestita di materiale refrattario 5. Nella camera di combustione sono inseriti o più bruciatori 6 a combustibile liquido o gassoso quali il gas metano, GPL (Gas Propano Liquido), gasolio, BTZ (Olio combustibile denso). Gli stessi bruciatori, nel caso il procedimento messo in atto preveda la produzione di inerte, sono atti a bruciare anche i gas e vapori ottenuti dalla pirolisi del bitume contenuto nella miscela bituminosa di partenza. Al fine di aumentare la resa energetica del sistema, l’aria di combustione dei bruciatori può essere preriscaldata in uno scambiatore termico posto sui fumi di scarico dell’apparecchio 9. [0032] The drum is inserted in a combustion chamber of large dimensions and lined with refractory material 5. In the combustion chamber there are inserted or more burners 6 with liquid or gaseous fuel such as methane gas, LPG (Liquid Propane Gas), diesel , BTZ (Heavy Fuel Oil). The same burners, if the procedure implemented provides for the production of inert material, are also suitable for burning the gases and vapors obtained from the pyrolysis of the bitumen contained in the starting bituminous mixture. In order to increase the energy yield of the system, the combustion air of the burners can be preheated in a heat exchanger placed on the appliance exhaust fumes 9.

[0033] La pirolisi è un processo di decomposizione termochimica ottenuto mediante l’applicazione di calore e in completa assenza di un agente ossidante, nella fattispecie ossigeno. [0033] Pyrolysis is a thermochemical decomposition process obtained by applying heat and in the complete absence of an oxidizing agent, in this case oxygen.

[0034] Mentre riscaldando il materiale in presenza di ossigeno avviene una combustione che genera calore e produce composti gassosi ossidati, effettuando invece lo stesso riscaldamento in condizioni però di assenza totale di ossigeno il materiale solido subisce la scissione dei legami chimici originari con formazione di molecole più semplici in forma gassosa. [0034] While heating the material in the presence of oxygen, a combustion occurs which generates heat and produces oxidized gaseous compounds, while carrying out the same heating in conditions of total absence of oxygen, the solid material undergoes the splitting of the original chemical bonds with the formation of molecules simpler in gaseous form.

[0035] Lo scambio termico tra i fumi di combustione e il tamburo avviene prevalentemente per fenomeni di irraggiamento da cui la necessità di una camera di ampie dimensioni e refrattariata al fine di aumentare lo spessore di stato irraggiante e l’effetto di reirraggiamento. [0035] The heat exchange between the combustion fumes and the drum occurs mainly due to irradiation phenomena hence the need for a large and refractory chamber in order to increase the thickness of the radiating state and the re-radiation effect.

[0036] I fumi di combustione possono essere usati per essiccare o preriscaldare il conglomerato o altri usi diretti, oppure vengono fatti transitare in uno scambiatore 9 preferibilmente usato per il preriscaldo dell’aria di combustione dei bruciatori 6 o altrimenti per altri scopi termici, ad esempio per produrre vapore di processo, acqua per riscaldamento o altro. [0036] The combustion fumes can be used to dry or preheat the conglomerate or other direct uses, or they are passed through an exchanger 9 preferably used for preheating the combustion air of the burners 6 or otherwise for other thermal purposes, such as for example to produce process steam, water for heating or other.

[0037] In funzione delle temperature di processo, il riscaldo del conglomerato può portare a formazione di vapori e gas. A basse temperature di riscaldo, tipicamente al di sotto dei 150 °C, non se ne ha formazione per cui lo scarico 8 è unicamente composto da un condotto di scarico in atmosfera. [0037] Depending on the process temperatures, the heating of the conglomerate can lead to the formation of vapors and gases. At low heating temperatures, typically below 150 ° C, there is no formation so that the exhaust 8 is only composed of an exhaust duct into the atmosphere.

[0038] Per temperature superiori si ha formazione di gas e vapori, soprattutto nel caso dette temperature siano nel campo della pirolisi. In questo caso lo scarico è accoppiato ad un dispositivo di aspirazione di detti vapori e gas, quali i ventilatori, soffianti, eiettori venturi. Il dispositivo di aspirazione è regolato in maniera da mantenere la tramoggia di scarico 7 e dunque l’interno del tamburo 4 sempre in depressione al valore desiderato (alcuni mbar). La depressione è necessaria al fine di evitare che parte dei gas e vapori possa trafilare all’esterno dell’apparecchio attraverso le tenute rotanti con conseguente rischio di incendio o di danni a cose o persone. I gas e vapori così aspirati, avendo un elevato potere calorifico, vengono poi convogliati ai bruciatori 6 installati in camera di combustione 5 andando a integrare o sostituire integralmente l’uso del combustibile primario (gas naturale, gasolio, o altro). [0038] At higher temperatures, gases and vapors are formed, especially if said temperatures are in the pyrolysis range. In this case, the exhaust is coupled to a device for aspirating said vapors and gases, such as fans, blowers, venturi ejectors. The suction device is adjusted so as to keep the discharge hopper 7 and therefore the interior of the drum 4 always in depression at the desired value (a few mbar). Depression is necessary in order to prevent part of the gases and vapors from leaking outside the appliance through the rotating seals with the consequent risk of fire or damage to things or people. The gases and vapors thus aspirated, having a high calorific value, are then conveyed to the burners 6 installed in the combustion chamber 5, integrating or completely replacing the use of primary fuel (natural gas, diesel oil, or other).

[0039] La valutazione del contributo energetico dei gas e vapori al consumo complessivo dell’apparecchio dipende molto dalle caratteristiche del conglomerato bituminoso di scarto in ingresso, essendo in particolare determinabile in funzione del suo contenuto in bitume e la sua umidità. [0039] The evaluation of the energy contribution of gases and vapors to the overall consumption of the appliance depends very much on the characteristics of the bituminous conglomerate at the entrance, being in particular determinable according to its bitumen content and its humidity.

[0040] Il materiale giunto alla temperatura desiderata viene poi estratto dall’apparecchio dal fondo della tramoggia 7 tramite sistema di movimentazione 10 quale ad esempio coclea, reddler o nastro trasportatore. Come l’ingresso anche lo scarico è dotato di sistema di compartimentazione di medesimo tipo. [0040] The material which has reached the desired temperature is then extracted from the apparatus from the bottom of the hopper 7 by means of a handling system 10 such as for example screw conveyor, reddler or conveyor belt. Like the entrance, the exhaust is also equipped with a compartmentalization system of the same type.

[0041] Nel caso l’apparecchio è utilizzato per la produzione di inerte, e in considerazione delle elevate temperature alle quali deve essere portato il materiale, il sistema di scarico è anche dotato di sistema di raffreddamento 11 dell’inerte prodotto. La tipologia di raffreddatore dipende dal sistema di movimentazione utilizzato. Nel caso esemplificativo della coclea, questa viene incamiciata con un condotto dove viene fatto transitare il fluido di raffreddamento (ad esempio aria o acqua). Il calore recuperato può essere utilizzato in maniera similare al calore recuperato sui fumi di combustione dell’apparecchio. [0041] If the device is used for the production of aggregates, and in consideration of the high temperatures to which the material must be brought, the exhaust system is also equipped with a cooling system 11 for the inert product. The type of cooler depends on the handling system used. In the exemplary case of the auger, this is jacketed with a duct where the cooling fluid (for example air or water) is made to pass. The recovered heat can be used in a similar way to the heat recovered from the combustion fumes of the appliance.

[0042] Nel caso il conglomerato venga riscaldato alle temperature di pirolisi, l’inerte prodotto contiene anche la parte carboniosa restante dalla pirolisi. Come già descritto precedentemente detta parte carboniosa risulta, rispetto alla frazione di bitume trasformata in gas e vapore, di entità limitata. In pratica il carbone in parte si ritrova come strato che ricopre l’inerte e in parte, sotto l’effetto di rotolamento del materiale nel tamburo, si ritrova come particelle di polvere mischiate all’inerte. [0042] If the conglomerate is heated to pyrolysis temperatures, the inert product also contains the carbonaceous part remaining from the pyrolysis. As previously described, said carbonaceous part is limited in size with respect to the fraction of bitumen transformed into gas and steam. In practice, the coal is partly found as a layer that covers the aggregate and partly, under the rolling effect of the material in the drum, is found as dust particles mixed with the aggregate.

[0043] Normalmente il quantitativo di carbone contenuto nell’inerte non crea problemi ma, se necessario, è possibile separarlo ed estrarlo a valle dell’apparecchio oggetto dell’invenzione tramite vagliatura. [0043] Normally the amount of carbon contained in the aggregate does not create problems but, if necessary, it can be separated and extracted downstream of the device object of the invention by screening.

[0044] Vengono ora specificati i principali vantaggi del procedimento oggetto dell’invenzione in relazione con le soluzioni attualmente conosciute. [0044] The main advantages of the process object of the invention are now specified in relation to the currently known solutions.

[0045] Il conglomerato bituminoso viene riscaldato in atmosfera controllata e inerte. Gli eventuali vapori di bitume che si possono formare a temperature elevate di riscaldo rimangono «puri» e in continuo contatto con il materiale mantenendo quindi le condizioni ideali per il mantenimento delle caratteristiche del bitume. [0045] The bituminous conglomerate is heated in a controlled and inert atmosphere. Any bitumen vapors that can form at high heating temperatures remain "pure" and in continuous contact with the material thus maintaining the ideal conditions for maintaining the characteristics of the bitumen.

[0046] Il conglomerato bituminoso viene riscaldato più lentamente evitando così gli elevati gradienti termici che si hanno invece nel caso di riscaldamento diretto. [0046] The bituminous conglomerate is heated more slowly, thus avoiding the high thermal gradients that occur instead in the case of direct heating.

[0047] Infatti con il riscaldamento diretto si tende ad avere elevate temperature alla superficie delle particelle mentre al cuore delle stesse queste si rilevano sensibilmente più basse. Essendo il bitume depositato alla superficie delle particelle si ha che, pur avendo una temperatura media delle particelle relativamente bassa e al di sotto del punto di fumo e di infiammabilità del bitume, in realtà la temperatura superficiale è sensibilmente superiore. [0047] In fact, with direct heating there is a tendency to have high temperatures at the surface of the particles while at the core of the particles they are significantly lower. Since the bitumen is deposited on the surface of the particles, it results that, despite having a relatively low average temperature of the particles and below the smoke and flammability point of the bitumen, in reality the surface temperature is significantly higher.

[0048] La portata degli eventuali vapori prodotti durante il riscaldo è sensibilmente inferiore alla portata di vapori, fumi ed eventuale vapore ottenuta nel caso di riscaldo a fiamma o fluido diretto. Ciò rende l’eventuale sistema di trattamento dei fumi più semplice, meno costoso e ottimizzato solo sulle caratteristiche dei vapori da trattare. [0048] The flow rate of any vapors produced during heating is considerably lower than the flow rate of vapors, fumes and any steam obtained in the case of direct flame or fluid heating. This makes any fumes treatment system simpler, less expensive and optimized only on the characteristics of the vapors to be treated.

[0049] Lato fumi di riscaldo, nel caso di utilizzo di bruciatori a gas naturale o gasolio, non si richiede invece alcun tipo di trattamento in quanto questi bruciatori sono concepiti per il rispetto dei limiti di emissione (sistemi a bassa emissione di NOx, sistemi a combustione catalitica, eccetera) e nel contempo garantiscono rendimenti elevati di combustione. [0049] On the heating fumes side, in the case of using natural gas or diesel burners, no type of treatment is required as these burners are designed to comply with the emission limits (low NOx emission systems, catalytic combustion, etc.) and at the same time guarantee high combustion efficiency.

[0050] Il bilancio termico del riscaldo è sensibilmente migliore rispetto alle tecnologie correnti. Nel caso di sistemi di riscaldo a fiamma diretta o con miscela di fumi e vapore la temperatura di combustione deve essere mantenuta sotto certi limiti al fine di evitare di bruciare il bitume. Il rendimento di scambio termico può essere calcolato, in maniera semplicistica come: (T=Temperatua) [0050] The thermal balance of the heating is significantly better than with current technologies. In the case of heating systems with direct flame or with a mixture of fumes and steam, the combustion temperature must be kept below certain limits in order to avoid burning the bitumen. The heat exchange efficiency can be simplistically calculated as: (T = Temperatua)

[0051] Nel caso ad esempio del riscaldo con miscela di fumi-vapore e ipotizzando come temperatura ingresso fumi nel materiale di 350 °C e temperatura uscita fumi di 150 °C con una temperatura ambientale di 20 °C il rendimento termodinamico di riscaldo diventa: η = (350-150)/(350-20) * 100 = 60.6%. [0051] For example, in the case of heating with a mixture of fumes-steam and assuming the temperature of the inlet fumes in the material of 350 ° C and the temperature of the fumes outlet of 150 ° C with an ambient temperature of 20 ° C the thermodynamic efficiency of heating becomes: η = (350-150) / (350-20) * 100 = 60.6%.

[0052] Nel caso della presente invenzione, visto che lo scambio termico avviene indirettamente è possibile utilizzare fumi di combustione a 1200 °C. La temperatura dei fumi allo scarico dell’apparecchio oggetto dell’invenzione risulta essere normalmente attorno ai 250–350 °C. [0052] In the case of the present invention, since the heat exchange occurs indirectly, it is possible to use combustion fumes at 1200 ° C. The temperature of the fumes at the exhaust of the appliance object of the invention is normally around 250-350 ° C.

[0053] Ricalcolando come sopra il rendimento di scambio termico si ottiene, nella peggiore delle ipotesi: η = (1200-350)/(1200-20) * 100 = 72 %, dunque del 12 % superiore al caso precedente. [0053] Recalculating the heat exchange efficiency as above, in the worst case scenario: η = (1200-350) / (1200-20) * 100 = 72%, therefore 12% higher than the previous case.

[0054] Una possibilità offerta dalla presente invenzione riguarda la produzione di inerte utilizzando quale materiale di partenza il conglomerato bituminoso di scarto. Ciò è possibile utilizzando temperature di riscaldo attorno ai 350–450 °C. A queste temperature la frazione bituminosa contenuta nel conglomerato si trasforma per pirolisi in gas – vapori e carbone. La parte più consistente dei prodotti della pirolisi è data dalla frazione gas e vapori che contiene altresì la maggiore parte del potere calorifico del bitume. [0054] One possibility offered by the present invention relates to the production of aggregates using the waste bituminous conglomerate as starting material. This is possible using heating temperatures around 350–450 ° C. At these temperatures the bituminous fraction contained in the conglomerate is transformed by pyrolysis into gases - vapors and coal. The most consistent part of the pyrolysis products is given by the gas and vapor fraction which also contains the greatest part of the calorific value of the bitumen.

[0055] Con il riscaldo indiretto questo flusso gassoso non entra in contatto con fiamme e con ossigeno per cui può essere estratto dall’apparecchio oggetto dell’invenzione e utilizzato quale gas combustibile per il riscaldo a sostituzione o perlomeno in integrazione al combustibile primario (gas naturale o gasolio). [0055] With indirect heating this gaseous flow does not come into contact with flames and oxygen, so it can be extracted from the apparatus object of the invention and used as a fuel gas for heating to replace or at least in addition to the primary fuel (gas natural or diesel fuel).

[0056] Lo sfruttamento del contenuto energetico del bitume permette dunque di ridurre sensibilmente il consumo energetico specifico dell’impianto. [0056] The exploitation of the energy content of the bitumen therefore makes it possible to significantly reduce the specific energy consumption of the system.

Claims (6)

1. Procedimento per la riqualifica di inerti bituminosi in prodotto riutilizzabile (P) comprendente come materiale di partenza per detto procedimento un conglomerato bituminoso di scarto (CBR), detto precedimento comprende il caricamento di detto conglomerato (CBR) all’interno di un tamburo rotante (2) dove esso viene riscaldato caratterizzato dal fatto che il conglomerato bituminoso di scarto (CBR) viene caricato all’interno del tamburo rotante (2) in modo tale da trovarsi in ambiente privo di ossigeno, all’interno del tamburo rotante (2) detto conglomerato viene portato ad una temperatura di almeno 300 °C per mezzo di un trasferimento di calore da uno o più elementi scaldanti (6) i quali si trovano all’esterno di detto tamburo rotante (2), per cui essi non si trovano a diretto contatto con il conglomerato bituminoso di scarto (CBR), detta temperatura di almeno 300 °C essendo atta a generare un processo di pirolisi del bitume contenuto nel conglomerato bituminoso di scarto (CBR).1. Process for the requalification of bituminous aggregates in a reusable product (P) comprising a scrap bituminous conglomerate (CBR) as starting material for said process, said preceding comprises the loading of said conglomerate (CBR) inside a rotating drum (2) where it is heated, characterized by the fact that the scrap bituminous conglomerate (CBR) is loaded inside the rotating drum (2) in such a way as to be in an oxygen-free environment, inside the rotating drum (2) said conglomerate is brought to a temperature of at least 300 ° C by means of a heat transfer from one or more heating elements (6) which are located outside said rotating drum (2), so that they are not located at direct contact with the scrap bituminous conglomerate (CBR), said temperature of at least 300 ° C being adapted to generate a pyrolysis process of the bitumen contained in the scrap bituminous conglomerate (CBR). 2. Procedimento secondo la rivendicazione 1, in cui i gas ed i vapori generati all’interno del tamburo rotante (2), da detto procedimento vengono recuperati tramite appositi mezzi d, convogliamento ed utilizzati quale combustibile per generare il calore necessario al riscaldamento del conglomerato bituminoso di scarto (CBR).2. The process according to claim 1, wherein the gases and vapors generated inside the rotating drum (2), from said process are recovered by suitable conveying means and used as fuel to generate the heat necessary for heating the conglomerate bituminous waste (CBR). 3. Procedimento secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui i gas ed i vapori generati all’interno del tamburo rotante (2) da detto procedimento sono fatti transitare in uno scambiatore di calore (9).3. Process according to one of the preceding claims, in which the gases and vapors generated inside the rotating drum (2) by said process are made to pass through a heat exchanger (9). 4. Procedimento secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui i gas ed i vapori generati all’interno del tamburo rotante (2) da detto procedimento vengono usati per un pre-riscaldo o l’essiccamento del conglomerato bituminoso di scarto (CBR) prima del riscaldo all’interno del tamburo rotante (2).4. Process according to one of the preceding claims, in which the gases and vapors generated inside the rotating drum (2) by said process are used for a pre-heating or drying of the bituminous waste conglomerate (CBR) before heating inside the rotating drum (2). 5. Dispositivo (D) per l’esecuzione del procedimento secondo una delle rivendicazioni precedenti, comprendente un dispositivo di alimentazione che convoglia il conglomerato bituminoso di scarto (CBR) all’interno di un tamburo rotante (2) caratterizzato dal fatto che il tamburo rotante (2) è alloggiato in una camera termoisolata e refrattaria internamente (5).5. Device (D) for carrying out the process according to one of the preceding claims, comprising a feeding device which conveys the scrap bituminous conglomerate (CBR) inside a rotating drum (2) characterized in that the rotating drum (2) is housed in a thermally insulated and refractory chamber (5). 6. Dispositivo secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che detto dispositivo è munito di mezzi di estrazione (7, 10) a tenuta stagna del conglomerato trattato, atto a separare il prodotto solido dai prodotti aeriformi (8).6. Device according to claim 5, characterized in that said device is provided with watertight extraction means (7, 10) of the treated conglomerate, suitable for separating the solid product from aeriform products (8).
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