HUT73708A

HUT73708A - Method and apparatous for pyrolizing of wastes

Info

Publication number: HUT73708A
Application number: HU9502674A
Authority: HU
Inventors: Hans Rueegg; Thomas Ungricht
Original assignee: Von Roll Umwelttechnik Ag
Priority date: 1994-10-20
Filing date: 1995-09-13
Publication date: 1996-09-30
Also published as: DK0708297T3; DE59505185D1; JPH08210615A; US5836258A; FI954999A0; FI954999A; EP0708297B1; PL311056A1; HU9502674D0; EP0708297A1; JP2945311B2; ES2127982T3; NO954189D0; CA2160620A1; NO954189L; ATE177184T1

Description

Eljárás hulladékanyag elégetésére, valamint berendezés az eljárás végrehajtására

Von Roll Umwelttechnik AG, Zürich (CH) Feltalálók: RÜEGG Hans, Wohlen (CH) és

UNGRICHT Thomas, Zürich (CH)

A bejelentés napja: 1995.09.13.

Elsőbbsége: 1994.10.20. (03 153/94-9) CH

A találmány tárgya az 1. igénypont tárgyi köre szerinti eljárás laza hulladék, különösen szemét elégetésére.

A 482 988 sz. svájci szabadalmi leírásból ismeretes egy olyan eljárás, amelynél a laza hulladékot egy első térben szárítják és hevítik, és ezt követően egy második térben, vagyis helyileg elválasztva, megolvasztják. A második, hengeres olvasztó térbe a hulladékanyagot a kerület mentén egyenletesen elosztva töltik be. Az éghető alkotórészek elégetéséhez az olvasztó térbe érintőlegesen éghető folyékony hulladékanyagokkal vagy tüzelőanyagokkal együtt előmelegített égetőanyagot, például előmelegített levegőt vezetnek be. Ez az eljárás az égetőanyag nagymértékű melegítése

-2ellenére sem vált be, mivel az olvasztótérben nem érhető el az olvasztáshoz szükséges hőmérséklet.

A 432 703 sz. svájci szabadalmi leírásból ismeretes egy olyan eljárás, amelynél előszárított és előmelegített hulladék vékony rétegét járulékos tüzelőanyag és égetőanyag bevezetésével megolvasztják. Az idegen tüzelőanyag alkalmazása az eljárást megdrágítja, így az nem gazdaságos.

A találmány elé célul tűztük ki egy olyan gazdaságos eljárás kidolgozását, amelynél nincs szükség idegen tüzelőanyagra, és ennek ellenére a szükséges olvasztási hő minden nehézség nélkül elérhető.

A kitűzött célt a találmánnyal az 1. igénypont jellemző része szerint értük el.

Meglepő módon azt találtuk, hogy a kemencetér fenekén vagy egyik oldalfala mentén laza hulladékból kialakított réteget kizárólag oxigénnel, vagyis járulékos folyékony tüzelőanyag nélkül táplálva, a hulladékanyagok megolvasztásához elegendő hő keletkezik. Az oxigént a találmány szerint legalább hangsebességgel vezetjük be. Az így felkeveredő hulladékréteg a hulladék teljes elégéséhez és megolvadásához vezet. A találmány egy további előnye abban van, hogy a hulladék szárítása, elégetése és megolvasztása minden előzetes hulladékkezelés nélkül, egyetlen térben, járulékos folyékony tüzelőanyag nélkül elvégezhető, és az eljárás megvalósításához javasolt kemence egyszerű kialakítású.

A rajzokon a találmány szerinti eljárás végrehajtására szolgáló berendezés két kiviteli példája látható. A következőkben a mellékelt rajz segítségével a találmány szerinti eljárás egy kiviteli példáját, valamint ezen eljárás végrehajtására szolgáló berendezést ismertetünk részletesebben. A rajzon az

1. ábra egy első kiviteli alak szerinti kemencetér középen vett függőleges metszete; a

2. ábra az 1. ábra ll-ll vonala mentén vett vízszintes részmetszet;

a

3. ábra egy második kiviteli példa szerinti kemencetér középen vett függőleges metszete; a

4. ábra a 3. ábra IV-IV vonala mentén vett vízszintes részmetszet.

Az 1. és 2. ábrán egy 1 kemence hengeres 2 kemencetere látható, amely felül kúposán egy 3 gázelvezető aknába szűkül. Az 1 kemence belülről - szokásos módon - részletesebben nem ábrázolt hőálló 15 falazattal van ellátva. A hulladékanyagot, egy részletesebben nem ábrázolt módon, egy 4 tölcséren keresztül egy 5 dugattyú segítségével egy, a 2 kemencetérbe oldalról torkolló 6 töltőcsatornán át vezetjük be. Az 1 kemence kerületén egy 9 gyűrűtér van elhelyezve, amelyen keresztül több 10 lándzsát technikai oxigénnel táplálunk. A 10 lándzsák ferdén és egy képzeletbeli 7 körre (2. ábra) érintő irányban azonos értelemben torkollanak be és közvetlenül a 2 kemencetér alsó részén lévő hulladékréteg 8 felszínére irányulnak. A 6 töltőcsatorna a 10 lándzsák fölött van elrendezve.

Az alsó tartományban az olvasztó 1 kemence oldalán egy 11 elvezető nyílás van kialakítva a folyékony salak számára, amely egy 13 csatornán keresztül egy 14 vízfürdővel van összekötve.

A 3. és 4. ábrákon bemutatott 20 kemence kiviteli alakjánál az azonos kialakítású és azonos működésű részek az 1. és 2. ábráéval azonos hivatkozási jelekkel vannak ellátva.

Ennél a kiviteli alaknál a 20 kemence, és ezzel együtt egy 22 kemencetér négyszögeletes kialakítású. A 22 kemencetér a felső részén a 3 gázelvezető akna felé szintén elvékonyodik. A 6 töltőcsatorna egy 23 falba torkollik; az ezzel szembenlévő 24 falban vannak a technikai oxigént bevezető 25 lándzsák elhelyezve. Mindegyik 25 lándzsának villa alakja van, amelyek a 6 töltőcsatornából behullott hulladékrétegre irányulnak. A 24 fal mentén több 25 lándzsa van egyenletesen elosztva több, egymás fölött lévő sorban; a 3. és 4. ábrán példaként kétszer két 25 lándzsa van a 24 fal mentén elosztva. Valamennyi 25 lándzsához egy közös 26 oxigén vezeték csatlakozik.

-4A találmány szerinti hulladék, például szemét elégetésére szolgáló eljárásnál az elégetendő hulladékanyagot lazán, minden különleges termikus előkezelés, úgymint előhevítés vagy előszárítás nélkül a 2, illetve 22 kemencetérbe vezetjük. A hulladékanyag fajtája szerint és a 6 töltőcsatorna méretére tekintettel azonban a túlságosan nagy méretű hulladékdarabokat eltávolítjuk. A 2, illetve 22 kemencetérben a 10, illetve 25 lándzsákon keresztül közvetlenül a hulladék 8, illetve 27 felületére technikai oxigént (93%) vezetünk. A hulladéknak az éghető részeinek ezáltal létrejövő elégése során keletkező hő a hulladék nem éghető, olvadó alkotórészeit megolvasztja. Az oxigént olyan sebességgel vezetjük be, amely legalább a hangsebességet eléri, ami az önmagában ismert és a rajzon fel nem tüntetett módon, például a Venturi elven valósítható meg. A hulladékrétegben ezáltal keletkező nagy örvénylések tökéletes égést és olvadást hoznak létre.

Az oxigént előnyösen sztöchiometriai mennyisége alatt vezetjük be annak érdekében, hogy az olvadó tartományban a hőmérséklet alakulását jobban kézben lehessen tartani, illetve szabályozni lehessen. Az ilyenkor keletkező éghető gázokat a 3 gázelvezető aknán keresztül egy, a rajzon nem ábrázolt utánégető kamrába vezetjük és ott utóégetjük.

A 2, illetve 22 kemencetérben a hulladékréteg 8, illetve 27 felületének saját égésén túlmenően a hulladékréteg fölött járulékos égetést is alkalmazhatunk, például a 2, illetve 22 kemencetérben a 6 töltőcsatorna fölött járulékos oxigén bevezetésével (a rajzon nincs ábrázolva). Ez a kiegészítő hő a gáz elégetésével keletkezett meleget lefelé, a hulladékrétegre sugározza, ami a találmány szerinti eljárás hatásosságát fokozza.

Az 1. és 2. ábrán bemutatott kiviteli példák esetén az ömledék az oxigénnek a képzeletbeli 7 körre érintő irányban történő bevezetése következtében forgómozgásba kerül, ezáltal jól átkeveredik, gyorsan olvad, és az égés egyenletesen megy végbe. Azáltal, hogy a 10 lándzsák a 15 falazattól térközzel torkollanak, a hulladékanyagnak a mozgása a fal

-5közelében minimális, ezáltal a falnak a termikus/mechanikus igénybevétele minimális.

A 3. és 4. ábra szerinti második kiviteli alaknál a fenékrészen, a 25 lándzsákkal szemben lévő 23 fal mentén egy hulladékréteg képződik, ezáltal az alatta lévő 23 fal a hőhatással szemben szigetelten védve van. Az ez esetben lefolyó ömledéket - éppúgy, mint az első kiviteli alak szerinti 1 kemencénél - a 11 elvezető nyíláson és a 13 csatornán keresztül a 14 vízfürdőbe vezetjük, ahol az granulálódik, majd önmagában ismert módon onnan eltávolítjuk és elszállítjuk.

A találmány szerinti eljárásnál a bevezetett oxigén mennyiségét vezéreljük, előnyösen optimalizáljuk, például a 2, illetve 22 kemencetér hőmérsékletének és/vagy a betöltött hulladék mennyiségének és/vagy a hulladék minőségének a függvényében.

A találmány szerinti eljárás, valamint a rajzokon bemutatott, az eljárás végrehajtására szolgáló berendezések az előkezeletlen hulladék feldolgozásán túlmenően, már pirolizált hulladékok, szemetek hőkezelésére is alkalmasak.

így például, egy önmagában ismert forgókemencében vagy gáztalanító rostélyon (01 510/94-8; A 10364 CH sz. svájci szabadalmi bejelentés) oxidáló anyag bevezetésével gáztalanított, amit pirolízisnek is neveznek, az illékony, éghető anyagoktól már megszabadított hulladékanyagot, mint szemétkokszot, a 2, illetve 22 kemencetérbe bevezethetjük. A forgókemencében vagy gáztalanító rostélyon gáztalanításkor keletkező, el nem égett illékony anyagokat vagy egy külön utóégető kamrában, vagy a 2, illetve 22 kemencetérből az éghető gázokkal együtt a 3 gázelvezető aknához csatlakoztatott utóégető kamrában (nincs ábrázolva) utóégetjük.

A 2, illetve 22 kemencetérből kivezetett gázokat egy pirolízis eljáráshoz fűtőközegként is felhasználhatjuk.

A 2, illetve 22 kemencetérbe a szeméttel vagy a pirolizált hulladékkal együtt további salakokat is beadagolhatunk, amit az ömledékben megkötünk.

* ·· «

-6Jóllehet a rajzokon a hulladék bevezetését mindegyik esetben oldalról tüntettük fel, a találmány szerinti megoldás más hulladék bevezetéssel is használható. A hulladékot például a kemence felső részén is bevezethetjük. Ez történhet tengelyirányban.

Kívánt esetben, különösen nagyobb részek esetén, előnyös, ha a hulladékot a kemencébe történő bevezetés előtt aprítjuk.

A találmány szerinti eljárás gazdaságossága nem csak abban van, hogy nincs szükség semmilyen járulékos tüzelőanyagra, hanem abban is, hogy a viszonylag magas hőmérsékleteknél kevés hulladékgáz keletkezik, így a berendezést kisebb aggregáttal is lehet üzemeltetni.

Claims

Szabadalmi igénypontok

1. Eljárás laza hulladék, különösen szemét elégetésére, amelynél a hulladék nem éghető részeit ömledék formájában elvezetjük, azzal jellemezve, hogy az olvasztási hőt az éghető részeknek egy kemencetérben (2, 22) laza hulladék bevezetésével képzett hulladékrétegre legalább hangsebességgel bevezetett oxigénnel történő elégetésével állítjuk elő.
2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az oxigént sztöchiometriai mennyisége alatt vezetjük be.
3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a betöltött laza hulladékkal a kemencetér (2, 22) fenekén hulladékréteget képezünk, amelynek a felszínére (8, 27) több, helyileg elosztott lándzsával (10, 25) oxigént vezetünk.
4. A 3. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a hulladékréteg felszínére (8, 27) egy hengeres kemencetérbe (2) érintőlegesen azonos értelemben torkolló lándzsákkal (10) oxigént vezetünk annak érdekében, hogy az ömledéket forgó mozgásba hozzuk.
5. A 3. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy egy négyszögletes kemencetérben (22) a bevezetett laza hulladékkal a fenéken és a kemencetér (22) egyik fala (23) mentén egy hulladékréteget képezünk, amelynek a felszínére több, egyenletesen elosztott lándzsával (25) oxigént vezetünk.
6. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a képződő éghető gázokat egy gázelvezető aknán (3) keresztül utóégetésre elvezetjük.
7. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a hulladékréteg felszínén (8, 27) végzett főégetésen túlmenően a kemencetérben (2, 22) a hulladékréteg fölött járulékosan gáztüzelést is alkalmazunk járulékos oxigén bevezetésével, és a gázégetéssel előállított hőt a hulladékrétegre sugározzuk.

• · • · • · · · • · · · · · · • · · ····· ♦ · ·· ·
8. Az 1-7. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a laza hulladék egy pirolízis kemencében az illékony anyagoktól megszabadított szemétkoksz.
9. Az 1-8. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a kemencetérbe (2, 22) a hulladékon kívül salakot is beadagolunk.
10. A 6. és 8. igénypontok szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a képződő éghető gázokat az illékony, éghető anyagokkal együtt a pirolízis kemencéből az utóégetéshez elvezetjük.
11. A 6. és 8. igénypontok szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a képződő éghető gázokat a pirolízis kemencébe fűtőközegként bevezetjük.
12. Az 1-11. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a bevezetett oxigén mennyiségét a kemencetér (2, 22) hőmérsékletének és/vagy a betöltött hulladék mennyiségének és/vagy a hulladék minőségének a függvényében vezéreljük.
13. Az 1-12. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az aprított hulladékot a kemencetérbe bevezetjük.
14. Berendezés az 1-12. igénypontok bármelyike szerinti eljárás megvalósítására, azzal jellemezve, hogy egy rögzített kemencéje (1, 20) van, amelynek kemencetere (2, 22) felül egy gázelvezető aknába (3) szűkül, a kemencetérbe (2, 22) a felső részen a laza hulladék számára egy töltőcsatorna (6) torkollik, a kemencetér (2, 22) alsó részén egy elvezető nyílás (11) van kialakítva az ömledék számára, és több, a kemencetérbe (2, 22) torkolló, ferdén lefelé irányuló oxigén bevezető eszközei vannak.
15. A 14. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a kemencetér (2) hengeres kialakítású, amelynél az oxigén bevezető eszközök egy képzeletbeli körre (7) érintőlegesen azonos értelemben torkolló lándzsákkal (10) vannak kialakítva.
16. A 14. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a kemencetér (22) négyszögletes kialakítású, amelynél a töltőcsatorna (6) az egyik falba (23) oldalról torkollik, és az oxigén bevezető eszközök a fal (23) alsó részére irányított lándzsákkal (25) vannak kialakítva.
17. A 16. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a lándzsáknak (25) villa alakjuk van, és amelyek a töltőcsatornával (6) szembenlévő fal (24) mentén vannak elosztva.
18. A 16. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a lándzsák (25) egymás fölött, több sorban vannak elrendezve.
19. Berendezés a 7. igénypont szerinti eljárás megvalósítására, azzal jellemezve, hogy a járulékos gázégetéshez több járulékos oxigén bevezető eszköze van, amelyek a kemencetér (2, 22) felső részén, a főégetés oxigén bevezető eszközei fölött torkollanak be.