ITBO940307A1 - Dispositivo a microonde per la termodistruzione di fanghi, di carnic- cio di conceria e per la preparazione di fondi di calzature - Google Patents

Abstract

Un dispositivo per la disidratazione e la termodistruzione di fanghi e di carniccio di conceria e per la preparazione di fondi per calzature comprendente un contenitore in acciaio (1), provvisto di sorgenti magnetron generatore a microonde (2) e guida d'onda (3) per indirizzare le microonde, un nastro trasportatore (6) in acciaio per il movimento di vasche (4) in materiale leggero che contengono fanghi o carniccio, in questo caso con setto di separazione centrale (14) bucato per raccogliere il grasso disciolto. Nel nastro trasportatore è contenuta una sezione circolare capovolta (8) sollevabile dall'esterno per la pesata della vaschetta. Per termodistruggere i rifiuti si versa sopra di essi dopo essiccazione e pesata, polvere di ceramici dielettrici. Nella preparazione dei fondi al posto della vasca vi è una forma di teflon (16) per modellare il fondo ed al posto del distributore di polveri ceramiche vi è la parte superiore degli stampi (15) in ghisa o acciaio per la compressione.

Description

Dispositivo a microonde per la termodistruzione di fanghi, di carniccio di conceria e per la preparazione di fondi per calzature.

Il presente trovato concerne un dispositivo a microonde per il trattamento o la distruzione di fanghi industriali di conceria e speciali, carniccio di conceria e per la preparazione di fondi per calzature .

Precedenti ricerche hanno messo in evidenza che il sistema microonde e materiali ceramici dielettrici, ed il sistema microonde, materiali ceramici dielettrici ed acqua, possono esser usati per riscaldamento, per produrre vapore per turbine, per distruggere rifiuti con forte risparmio energetico e sono state oggetto di invenzioni industriali. Ulteriori ricerche non rese pubbliche hanno provato che gli stessi sistemi possono essere usati in maniera diversa e più vantaggiosa con processi applicabili industrialmente per accelerare la trasformazione di materiali e la degradazione chimica di rifiuti e per produrre nuovi materiali compositi per il settore calzaturiero. Questi ritrovati sono oggetto del presente brevetto.

In particolare viene preso in considerazione il sistema microonde ceramici per il trattamento distruttivo dei fanghi di conceria e di rifiuti solidi industriali, urbani e farmaceutici, che è evidenziato in figura 1; per il trattamento con ricupero del carniccio di conceria (figura 2) e per la preparazione di fondi per calzature (figura 3). I fanghi di conceria, provenienti dalla concia al Cromo, dopo pressatura per l'eliminazione di parte dell'acqua che viene cosi ridotta al 60% circa rispetto a quella iniziale, vengono triturati ed immessi in una camera (1) (cavità) suddivisa in sezioni e di dimensioni h 30 larghezza 40, lunghezza variabile in funzione della potenza in microonde, utile per essere usata con diverse frequenze, sulla quale è indirizzato il flusso di microonde prodotte da magnetron da 2450 Mhz (2), attraverso una guida d'onda (3) o, alternativamente, da 915 Mhz di potenza variabile da 2 a 10 Kwatt in microonde per ogni camera, su cestelli di alluminio o teflon o acciaio (4) contenenti circa 2 Kg di rifiuto attraverso un portello di carico a tenuta di microonde (5) ed un nastro trasportatore continuo (6). Dopo 6-10 minuti di lento trasporto (il tempo di permanenza è inversamente proporzionale alla potenza in microonde) il cestello è pesato (7) in un supporto circolare Φ 200 mm (8) inserito nel nastro trasportatore e sollevabile dall'esterno (9) da un treppiede capovolto in contatto con una bilancia. Se l'umidità è ridotta al 10-12%, o meno, nella sezione successiva della camera viene spolverato da un apposito contenitore (10) sopra al materiale essiccato una quantità pari al 5%-10% in peso di ceramico dielettrico del tipo Grafite, Carburo di Silicio, Carburo di Boro o Grafite o altro materiale simile altamente sensibile alle microonde e di basso costo; la percentuale è relativa al tipo ed alla sezione delle polveri del ceramico usato. Il materiale deve avere la caratteristica di riscaldarsi velocemente sotto microonde. I micro cristalli del materiale ceramico o la polvere di grafite creano centri di immediata combustione che bruciano i rifiuti essiccati diventati, per la loro componente organica, autocombustibili . Tutto il sistema è posto sotto forte aspirazione (il) che aiuta l'essiccamento iniziale del rifiuto e trasporta i fumi nel camino di abbattimento (12) costituito da scambiatori elettrostatici e da filtri a Carbone attivo. I filtri a carbone attivo sono posti in una camera (cavità) cilindrica sotto microonde di 2450 Mhz di frequenza, (potenza 2-5 Kwatt). Le dimensioni della camera sarebbero Φ 200, h 400 (13). Le radiazioni a microonde sono vantaggiosamente utilizzate in questo caso per essiccare e riattivare in continuo il carbone attivo, per distruggere eventuali cloro derivati organici formatisi durante la termodistruzione ed adsorbiti dal Carbone e per trasformare gli NOχ in N2-Un sistema completo come sopra descritto con una potenza totale di 50 Kwatt può trattare da 300 a 500 tonnellate di rifiuti all'anno.

Con analogo sistema di microonde sono stati trattati rifiuti farmaceutici e rifiuti civili, i cui risultati sono riportati in Tabella 1, polpa di barbabietole e fanghi di conceria, i cui risultati sono riportati in Tabella 2. Nella stessa Tabella 2 sono riportati i valori sperimentali ottenuti con una sorgente da 1 Kwatt max in microonde ed una cavità di 30x40X30 cm sul carniccio del trattamento pelli da conceria.

Il ricupero di materiale utile industrialmente nel trattamento del carniccio si attua con un sistema a microonde in cui si usa il tipo di cavità (camera), prima citata, per la disidratazione e per la pesata, mentre varia il cestello (14) che è formato da due piani. Il primo, in alto, forato per lasciare sgocciolare il grasso, il secondo chiuso per raccogliere il grasso, che rappresenta il 25%-30% in peso di tutto il carniccio. Il grasso è successivamente utilizzato per scopi industriali o civili. Dopo disidratazione e separazione del grasso, operazioni che avvengono contemporaneamente, il residuo di carniccio, pari circa il 35% del totale può essere utilizzato come tale, previa polverizzazione, per uso come concime o termodistrutto con ceramici o altro materiale, secondo il precedente sistema per contrarre il volume del residuo da consegnare in discarica. Il residuo è comunque inertizzato.

L'impianto per la preparazione delle suole illustrato in figura 3 è rappresentato da una serie di magnetron (2) per la produzione di microonde per una potenzialità media di 30 Kwatt in radiazioni di microonde. La potenza può essere variata.

E' necessario un nastro trasportatore (6) per rendere più veloce ed automatico il sistema. Nel tetto della cavità è posta la parte superiore (15) degli stampi che possono essere spinti sopra gli stampi ed indurre una pressione fino a 30 atm sulle mestiche fuse negli stampi.

Gli stampi (16), uno per ogni paia di suole, sono in materiale polimerico, tipo teflon, dovendo resistere fino a 30 atm e fino a 180’c per la fusione delle mestiche ed è trasparente alle microonde. Gli stampi sono dotati di sonde termostatiche che regolano la temperatura di fusione. In funzione della potenza in microonde la durata interna dell'operazione varia da 1 a 4 min. per un numero di stampi variabile da 2 a 6. Gli stampi completano il raffreddamento all'esterno della cavità con tecniche note ad aria o ad acqua.

Le mestiche da usare nel caso che non contengono materiali assorbitori di radiazioni a microonde debbono essere aggiunte in quantità pari al 20-40% sul loro peso di materiali, ceramici e dielettrici assorbitori di microonde. Nella Tabella 3 sono riportate alcune delle mescole usate con le percentuali dei materiali presenti e l'effetto delle temperatura delle microonde.

La sperimentazione è stata effettuata su contenitori in PTFE (Teflon Hostaflon) in cui vengono immessi gr 20 di nuove mescole e tenuto per 40-120 secondi in un forno a microonde. Il contenitore permette la fuoriuscita di gas o aria sotto pressione (-20 atm) per eliminare le bolle interne che eventualmente si formassero. Il raffreddamento è effettuato per immersione in acqua. Il materiale testato mantiene le caratteristiche di elasticità necessarie alle suole di calzature.

Claims (7)

1. Rivendicazioni 1) Dispositivo per il trattamento di rifiuti speciali farmaceutici e civili composto da una camera in acciaio (1) chiusa da sportelli a tenuta di microonde divisa in sezioni per trattare i rifiuti posti in cestelli di alluminio (4) o altro metallo e trasportati da un nastro trasportatore in acciaio (6). Le sezioni interne non separate della camera sono due o tre in funzione del processo usato. La camera è posta sotto aspirazione (9).
2. 2) Dispositivo come nella rivendicazione 1, in cui nella prima sezione (a) avviene la disidratazione dei rifiuti ad opera delle microonde fino a raggiungere una percentuale residua di acqua del 10-12%.
3. 3) Dispositivo come nella rivendicazione 1, in cui nella seconda sezione (b) avviene la pesata automatica del rifiuto rimasto ed il mescolamento del rifiuto con materiale dielettrico (ceramici od altro). La pesata avviene per innalzamento di una lastra circolare mobile (8) posta sul nastro sotto il cestello con un sistema a tre sbarre esterne treppiede capovolto (9) posto sopra una bilancia esterna ed il tutto sollevato dall'esterno. Nella terza sezione (c) avviene la combustione sotto microonde della miscela a temperature che, in funzione del materiale dielettrico, possono raggiungere i 1200<°>C. La miscela finale viene scaricata in un impianto tradizionale ad acgua per il ricupero di energia attraverso formazione di vapore o di utilizzo di acgua calda (17). Dalla miscela finale è ricuperato il materiale dielettrico.
4. 4) Dispositivo per il trattamento dei fumi formatesi nella combustione che vengono aspirati in un contenitore (12) (camino) suddiviso in due parti. Nella prima parte è posto un tradizionale separatore elettrostatico. La seconda parte è costituita da una cavità a microonde (13) contenente a sua volta filtri attivi a carbone o grafite o di ceramico che sono sottoposti ad azione di fasci di microonde da 5 o più Kwatt per mantenere attivi i filtri e decomporre i cloro derivati e gli ossidi di azoto.
5. 5) Dispositivo secondo le rivendicazioni 1-2-3, ma privo di mescolatore per il trattamento di fanghi di conceria. Al posto del mescolatore è situato un distributore di polvere CIO) di ceramici che viene versato sui fanghi in percentuale fino al 10% del peso di fanghi residui per iniziare l'autocombustione.
6. 6) Dispositivo secondo le rivendicazioni 1-2-3-4-5 per il trattamento del carniccio delle pelli di concia in cui è posto un cestello (14) di alluminio o acciaio o altro metallo che respinga le radiazioni suddiviso in due parti per la raccolta del grasso. Il piano di separazione è in metallo ed è a forma di griglia con fori non superiori a tre millimetri per impedire l'ingresso delle radiazioni.
7. 7) Dispositivo per la preparazione di suole di scarpe con elastomeri naturali e sintetici e con materiale polimerico formato da una cavità a microonde con potenza in microonde da 10 a 30 Kwatt, come mostrato in figura 3. Lo stampo (16) è fissato sul nastro trasportatore ed è formato da materiale polimerico derivato dal teflon. Nella parte interna dello stampo sono posti sensori termici che bloccano il funzionamento del magnetron alla temperatura di lavorazione della mestica. Nella parte superiore della cavità è posto il coperchio dello stampo (15) che viene calato a pressione adeguata, 25-30 atm, sullo stampo appena è raggiunta la temperatura di lavoro. Il coperchio dello stampo è di metallo (ghisa o alluminio o altro materiale non assorbitore di microonde). Dopo l'uscita del nastro con lo stampo dalla camera a microonde le suole sono raffreddate secondo i metodi usuali con aria od acqua.