PL180560B1

PL180560B1 - Sposób i urzadzenie do termicznej obróbki surowców odpadowych PL PL PL

Info

Publication number: PL180560B1
Application number: PL96322890A
Authority: PL
Inventors: Ruediger Schmidt
Original assignee: Mannesmann Ag
Priority date: 1995-04-05
Filing date: 1996-03-14
Publication date: 2001-02-28
Also published as: PL322890A1; EP0819233A1; US6018090A; DE19512785A1; CA2217482A1; EP0819233B1; ATE174682T1; AU5108396A; DE59601010D1; CZ314897A3; WO1996031735A1; JPH11503221A

Abstract

1. Sposób termicznej obróbki surowców odpadowych, w którym surowce te poddaje sie pirolizie w piecu obrotowym, a otrzymane gazy spala sie w komorze spalania, chlodzi w wymienniku ciepla i oczyszcza od zanieczy- szczen stalych i od tlenków azotu, znamien- ny tym, ze pirolize surowców odpadowych przeprowadza sie w obecnosci dodatków rea- ktywnych, a gaz pirolizowy z pieca obroto- wego chlodzi sie i oczyszcza co najmniej w 90%, korzystnie co najmniej w 95%, po czym oczyszczony gaz pirolizowy spala sie w ko- morze spalania, a otrzymane gazy chlodzi sie w kotle grzewczym, odazotowuje, oczyszcza na filtrze od substancji szkodliwych i kieruje do komina. Fig . 1 PL PL PL

Description

Wynalazek dotyczy sposobu oraz urządzenia do termicznej obróbki surowców odpadowych, które pirolitycznie odgazowuje się w piecu obrotowym, a otrzymany gaz spala się pod kotłem grzewczym.

Według znanego z praktyki sposobu obróbki, surowce odpadowe w sposób ciągły spala się na ruszcie, pod kotłem grzewczym z którego spaliny są zanieczyszczone szkodliwymi związkami chemicznymi, a ponadto znacznymi ilościami pyłu i, muszą być z ogromnym nakładem oczyszczane przed wejściem do komina. Oczyszczanie gazów obejmuje takie procesy jednostkowe jak: odpylanie, dwuetapowe przemywanie z odparowaniem szkodliwych gazów z wód przemywających, adsorpcję dioksyn i odazotowanie.

Konieczność utrzymania ustawowo przewidzianych wartości granicznych zanieczyszczenia gazu powoduje wysokie nakłady techniczne, gdyż wymagana jest bardzo kosztowna obróbka odlotowych spalin.

180 560

Z EP-B-0 111 081 znany jest ponadto sposób termicznej obróbki surowców odpadowych, w którym: a) surowce odpadowe w pierwszej strefie obróbki termicznej poddaje się pirolizie, b) powstający przy tym gaz pirolizowy odpyla się w określonym stopniu w cyklonie, c) odpylony gaz pirolizowy spala się w drugiej strefie termicznej obróbki, d) spaliny powstające w drugiej strefie obróbki cieplnej chłodzi się przy odzyskiwaniu energii, i e) dodaje się zasadowe materiały i oczyszcza spaliny na filtrze od substancji szkodliwych. Spaliny wyemitowane przez komin na zewnątrz muszą być dodatkowo oczyszczane, zwłaszcza w odniesieniu do zawartości szkodliwych gazów NO_X, i metali ciężkich w postaci gazowej, jak na przykład rtęci.

W tym celu w DE-A-3 629 817 zaproponowano umieszczenie na końcu instalacji dodatkowego urządzenia do odazotowania dla zmniejszania w spalinach zawartości NO_X.

Katalityczne odazotowanie z reguły przeprowadza się w procesie obróbki termicznej odpadów w optymalnym zakresie temperatury około 300°C. Na końcu procesu temperatura spalin przeważnie wynosi jednak około 70°C do 130°C. Oznacza to, że stosowane dotąd urządzenia odazotujące muszą mieć dodatkowo wymiennik ciepła, względnie urządzenie grzewcze na gaz ziemny, w celu ogrzania spalin do temperatury wymaganej podczas odazotowania, po czym trzeba te gazy ponownie ochłodzić przed ich wejściem do komina.

Umieszczenie urządzenia do odazotowania w części instalacji w której gazy mają wyższą temperaturę tak, aby uniknęło się potrzeby podgrzewania spalin, w stosowanych dotąd procesach obróbki termicznej surowców odpadowych nie jest możliwe, ponieważ podczas spalania uwalniają się znajdujące się w odpadach śladowe pierwiastki takie jak na przykład arsen, selen i tym podobne, które po krótkim czasie zaburzyłyby pracę urządzenia do odazotowania.

Ponadto przy konwencjonalnej termicznej obróbce surowców odpadowych powstaje, dwutlenek siarki, który z nadmiarem tlenu z powietrza reaguje częściowo do trójtlenku siarki. Związek ten z kolei z niezbędnym do reakcji odazotowania dodanym amoniakiem względnie wodą amoniakalną lub mocznikiem, wchodzi w reakcję tworząc odpowiednie sole, zwłaszcza wodorosiarczan amonu. Sole te mają silnie klejące właściwości, co prowadzi do niepożądanego odkładania się ich w obszarze katalizatora względnie w znajdującym się za nim wymienniku ciepła, w przewodach rurowych, w kotle grzewczym i innych agregatach.

Z tego względu w konwencjonalnych instalacjach urządzenie do odazotowania SCR nie może być instalowane bezpośrednio za kotłem grzewczym, przed agregatami do oczyszczania spalin. Może być ono umieszczone na końcu instalacji, kiedy zawartość dwutlenku siarki względnie trójtlenku siarki dzięki oczyszczeniu spalin zostanie odpowiednio zmniejszona.

Innym procesem odazotowania, wprawdzie niezwykle rzadko stosowanym w technice utylizacji odpadów, jest tak zwany proces SNCR, który prowadzi się niekatalitycznie w temperaturach pomiędzy 850°C i 1000°C. Przy stosowaniu procesu SNCR w konwencjonalnych urządzeniach do obróbki termicznej, odazotowanie przeprowadza się w kotle grzewczym, ponieważ dla tej reakcji odazotowania skuteczny zakres temperatury mieści się w granicach od 850°C do 1000°C. Czas przebywania spalin w obszarze kotła, jest jednak bardzo krótki tak, że niezbędna szybkość odazotowania musi być osiągnięta przez ponad-stechiometryczny dodatek amoniaku. To z kolei powoduje, że produkty po oczyszczaniu spalin posiadają niepożądany zapach amoniaku i muszą być poddane dalszej kosztownej obróbce.

Te same problemy występująprzy zastosowaniu korzystnego pod względem kosztów procesu SNCR, w którym w wyniku reakcji dodanego amoniaku z zawartymi w pyle produktami powstają siarkowo amonowe sole i złogi w kotle grzewczym.

Z patentu US-A-4 206 186 znane jest ponadto chłodzenie gazu pirolizowego do temperatury 160°C przebiegające w strefie chłodzenia względnie wytrącania do której wtryskiwany jest olej.

Zadaniem wynalazku jest więc opracowanie procesu jak również urządzenia do termicznej obróbki surowców odpadowych, w których techniczny koszt instalacji do oczyszczania spalin byłby znacząco niższy.

Sposób termicznej obróbki surowców odpadowych według wynalazku, w którym surowce te poddaje się pirolizie w piecu obrotowym, a otrzymane gazy spala się w komorze spalania, chłodzi w wymienniku ciepła i oczyszcza od zanieczyszczeń stałych i od tlenków azotu

180 560 charakteryzuje się tym, że pirolizę surowców odpadowych przeprowadza się w obecności dodatków reaktywnych, a gaz pirolizowy z pieca obrotowego chłodzi się i oczyszcza co najmniej w 90 %, korzystnie co najmniej w 95%, po czym oczyszczony gaz pirolizowy spala się w komorze spalania, a otrzymane gazy chłodzi się w kotle grzewczym, odazotowuje, oczyszcza na filtrze od substancji szkodliwych i kieruje do komina.

Gazy z komory spalania korzystnie odazotowuje się katalitycznie lub bezkatalitycznie.

Gaz pirolizowy przed wejściem do komory spalania oczyszcza się od pyłu i korzystnie chłodzi olejem w kolumnie do temperatury nie większej niż 250°C, najkorzystniej do temperatury wyższej od temperatury rosy, to jest do temperatury pomiędzy 120°C i 180°C. Olej działający jako środek chłodzący i wytrącający pył, korzystnie doprowadza się do góry kolumny w przeciwprądzie do doprowadzanego od dołu gazu pirolizowego. Do płynącego od dołu do góry gazu pirolizowego korzystnie wtryskuje się olej o regulowanej temperaturze na szeregu leżących jeden nad drugim poziomach strefy chłodzenia i wytrącania pyłów w kolumnie, a zanieczyszczony pyłem olej odprowadza się z dolnej części kolumny i przez wirowanie rozdziela na silnie zanieczyszczoną pyłem pierwszą fazę i na fazę drugą w dużym stopniu odpyloną, po czym pierwszą fazę doprowadza się do strefy wypalania w piecu obrotowym, a fazę drugą, po ochłodzeniu, ponownie kieruje się do chłodzenia i oczyszczania gazu.

Gaz pirolizowy korzystnie przepuszcza się kolejno przez co najmniej dwa stopnie strefy chłodzenia i wytrącania pyłu, przy czym wychodzący z tych dwóch stopni gorący, zanieczyszczony pyłem olej łączy się razem i kieruje do wirówki.celem oczyszczenia i zawrócenia do przerobu. Jako dodatki reaktywne do surowców odpadowych doprowadzanych do pieca obrotowego korzystnie dodaje się drobnoziarniste, zasadowe materiały takie jak wodorotlenek wapnia, węglan wapnia i/lub tlenek wapnia.

Podczas rozruchu, przy wahaniach przepływu, jak również w celu uzupełnienia odprowadzonej z obiegu oleju fazy zanieczyszczonej pyłem, do obiegu oleju korzystnie doprowadza się dodatkowo odpowiednio dozowaną ilość wysokowrzącego oleju, korzystnie oleju dizlowskiego lub opałowego. Przez chłodzenie spalin odzyskuje się energię cieplną. Gaz pirolizowy korzystnie odpyla się na gorąco w filtrze suchym, a wytrącony pył odprowadza się w postaci suchej, przy czym do gazu pirolizowego przed jego odpylaniem w filtrze suchym korzystnie dodaje się drobnoziarniste materiały zasadowe.

Gaz pirolizowy przed odpylaniem korzystnie podgrzewa się do wyższej temperatury.

Spaliny po odazotowaniu, ale przed oczyszczaniem na filtrze, dalej chłodzi się do temperatury optymalnej dla wytrącenia zanieczyszczeń na filtrze, a część spalin z komory spalania ko-, rzystnie przesyła się do ogrzewania pieca obrotowego.

Do bezkatalitycznego odazotowania dodaje się amoniak, wodę amoniakalną lub mocznik. Amoniak, wodę amoniakalną lub mocznik korzystnie dodaje się do części spalin z komory spalania, które kieruje się do ogrzewania pieca obrotowego. Jako reaktywne dodatki do spalin korzystnie dodaje się mieszaninę aktywnego węgla, albo koksu i wodorowęglanu, przy czym ilość i/lub skład mieszaniny reaktywnych dodatków reguluje się w zależności od stopnia oczyszczania spalin.

Urządzenie do termicznej obróbki surowców odpadowych według wynalazku, mające piec obrotowy odpirolitycznego odgazowania, komorę spalania, wymiennik ciepła gazów spalinowych, filtry do odpylania gazów spalinowych i urządzenie do odazotowania, charakteryzuje się tym, że piec obrotowy do pirolizy surowców odpadowych jest połączony odprowadzeniem gazów z kolumną odpylania powstającego w piecu obrotowym gazu pirolizowego, która jest połączona odprowadzeniem gazów z komorą spalania odpylonego gazu pirolizowego mającą połączenie odprowadzenia gazów do kotła grzewczego, który odprowadzeniem gazów jest połączony z urządzeniem do odazotowania spalin od którego odprowadzenie gazów odchodzi do filtra do oczyszczania spalin od substancji szkodliwych.

Kolumną korzystnie ma urządzenia do zraszania, które są umieszczone jedno nad drugim na kolejnych poziomach.

Urządzenie w wykonaniu alternatywnym charakteryzuje się tym, że piec obrotowy do pirolizy surowców odpadowych jest połączony odprowadzeniem gazów z urządzeniem

180 560 odpylającym mającym ceramiczne świece filtracyjne, które ma odprowadzenie oczyszczonych gazów do komory spalania gazu pirolizowego połączonej odprowadzeniem gazów z kotłem grzewczym, który jest połączony odprowadzeniem gazów z urządzeniem do odazotowania spalin od którego odprowadzenie gazów odchodzi do filtra do oczyszczania spalin od substancji szkodliwych. W obydwu rozwiązaniach komora spalania korzystnie ma odgałęzienie odprowadzenia gazów połączone z urządzeniem do niekatalitycznego odazotowania.

Sposób według wynalazku okazał się szczególnie korzystny, jeśli, w celu związania uwalniających się podczas pirolizy kwaśnych, gazowych substancji szkodliwych, dodaje się do surowców odpadowych, drobnoziarniste, zasadowe materiały jak wodorotlenek wapnia, węglan wapnia i/lub tlenek wapnia. Dzięki temu silnie zmniejsza się w spalinach stężenie dwutlenku siarki, względnie trójtlenku siarki. Dodatek zasadowych materiałów działa też jako ochrona przed korozją dla urządzeń stykających się z gazem pirolizowym. Przede wszystkim zmniejsza się również bardzo tworzenie się klejących soli amonowych, dzięki czemu unika się szkodliwych spieków. Przy stężeniu dwutlenku siarki w spalinach poniżej 200 mg/m³ nie dochodzi do niepożądanego utleniania dwutlenku siarki do trójtlenku siarki.

Okazało się szczególnie korzystne, jeśli jako reaktywne dodatki, stosuje się mieszaninę węgla aktywnego, względnie koksu i wodorowęglanu.

Wynalazek został bliżej objaśniony w przykładach wykonania pokazanych na rysunku na którym fig. 1 przedstawia schemat pierwszego wykonania instalacji według wynalazku do termicznej obróbki odpadowych surowców; fig. 2 - przykład drugiego wykonania instalacji według wynalazku, i fig. 3 - przykład trzeciego wykonania instalacji według wynalazku.

Przedstawione na rysunkach fig. 1 do fig. 3 przykłady wykonania instalacji do termicznej obróbki surowców odpadowych według wynalazku mająprzede wszystkim piec obrotowy 1, stanowiący pierwszą strefę pirolitycznej obróbki termicznej, urządzenie odpylające 2, 2', komorę spalania 3 stanowiącą drugą strefę obróbki termicznej, strefę chłodzenia składającą się z kotła grzewczego 4, urządzeń 5, 5' do katalitycznego i niekatalitycznego odazotowania gazów oraz filtr 6 do oczyszczania gazu.

Pokazane na fig. 1 urządzenie odpylające 2 ma kolumnę chłodząco-myjącą 16, przez którą gaz pirolizowy (strzałka 7) płynie od dołu do góry i do której na różnych poziomach 8a, 8b, 8c i 8d wtryskuje się olej. Dolna część chłodząco-myjącej kolumny 16 połączona jest ze zbiornikiem 9, połączonym z wirówką 11 poprzez pompę 10. Jeden wylot wirówki 11 połączonyjest z chłodnicą kondensatu 12, podczas gdy drugi wylot wirówki 11 poprzez pompę 13 połączonyjest z wlotem pieca obrotowego 1.

Jak pokazano na fig. 1, instalacja ma piec obrotowy 1 z obudową wylotu 14 i z dołączonym urządzeniem alarmowym 15, kocioł grzewczy 4, z przyłączonym do niego turbogeneratorem 25, dmuchawę zwrotną 17 spalin, dmuchawę ssącą 18 i komin 19.

Przeznaczone do obróbki termicznej surowce odpadowe doprowadza się do wlotu pieca obrotowego 1 (strzałka 20). Można do surowców odpadowych dodawać drobnoziarniste materiały zasadowe, takie jak wodorotlenek wapnia, węglan wapnia i/lub tlenek wapnia (strzałka 21), służące do wiązania gazowych kwaśnych substancji szkodliwych, powstających w procesie pirolizy.

W piecu obrotowym 1, ogrzewanym pośrednio gazem spalinowym z komory spalania 3, surowce odpadowe ulegająodgazowaniu w temperaturze od 450°C do 550°C. Jeśli do surowców odpadowych dodaje się zasadowe materiały, to większa część uwalnianych gazowych substancji szkodliwych, jak chlorowodory i związki siarki zostaje związana w piecu obrotowym.

Neutralną, prawie całkowicie odgazowaną pozostałość wypalania, wyprowadza się przez obudowę wylotu pieca obrotowego 14 i po odżużlowaniu na mokro (strzałka 22) oraz po oddzieleniu metali, składuje się. Pozostałość po wypalaniu, zawierająca jeszcze około 5 do 30% węgla, może być odprowadzona, do odpowiedniej instalacji do obróbki termicznej, na przykład do elektrowni węglowej, urządzenia do odgazowania lub tym podobnych. Taka możliwość przerobu pozostałości po wypalaniu, zwłaszcza ze względu na jej dobre właściwości do transportu i składowania jest szczególnie korzystna.

180 560

Gaz pirolizowy (strzałka 7), posiadający temperaturę około 470°C do 500°C wchodzi do dolnej części kolumny chłodząco-myjącej 16, przepływa strefę chłodzenia i wytrącania pyłu 2 od dołu do góry w przeciwprądzie do oleju, który na różnych poziomach 8a, 8b, 8c i 8d jest wtrysku wany jako środek chłodzący i wytrącający pył.

W strefie chłodzenia i wytrącania pyłu 2 gaz pirolizowy schładza się do temperatury najwyżej 250°C, korzystnie do temperatury pomiędzy 80°C i 180°C. Gaz pirolizowy opuszcza kolumnę chłodząco-myjącą 16 mając temperaturę, na przykład 120°C.

W strefie chłodzenia i wytrącania pyłu 2 gaz pirolizowy ulega odpyleniu co najmniej w 90%, korzystnie powyżej 95%.

Olej wtryskiwany do strefy chłodzenia i wytrącania pyłu 2, wskutek rozpylania, tworzy drobne kropelki. Jednocześnie zawarte w gazie pirolizowym w strefie chłodzenia i wytrącania pyłu pary olejów, wskutek kondensacji, tworzą również kropelki oleju. Na tych, pochodzących częściowo z rozpylania i częściowo z kondensacji, kropelkach oleju skutecznie adsorbująsię pyliste materiały nieorganiczne, zawarte w gazie pirolizowym.

Ponieważ gaz pirolizowy opuszcza strefę chłodzenia i wytrącania pyłu 2 w temperaturze powyżej temperatury rosy, to w strefie chłodzenia i wytrącania pyłu jak też w przewodzie prowadzącym od tej strefy do komory spalania 3 woda jeszcze się nie kondensuje.

Gorący, napełniony pyłem olej jest odprowadzany z dolnej części strefy chłodzenia i wytrącania pyłu i poprzez zbiornik 9 i pompę 10 kieruje się go do wirówki 11. Gorący olej wypełniony pyłem drogą wirowania rozdziela się na silnie zapyloną pierwszą fazę i w dużej mierze odpyloną drugą fazę. Pierwszą, silnie zapyloną fazę, poprzez pompę 13 doprowadza się do strefy wypalania, to jest do pieca obrotowego 1 (strzałka 23). Drugą w dużej mierze odpyloną fazę oleju z wirówki 11 kieruje się do chłodnicy kondensującej 12 i tam schładza się ponownie do temperatury około 80°C i kieruje się na poziomy 8a, 8b, 8c i 8d strefy chłodzenia i wytrącania pyłu.

W strefie chłodzenia i wytrącania pyłu 2 może umieszczona być dodatkowo płuczka Venturi’ego albo podobne urządzenie polepszające oddzielanie pyłu.

Schłodzony w kolumnie 16 i w dużej mierze uwolniony od pyłu gaz pirolizowy spala się w komorze spalania 3, ewentualnie doprowadzany za pomocą palnika zasilanego powietrzem z małą zawartością No_x. Z powstających tu spalin doprowadza się pierwszą część strumienia (strzałka 24) do pośredniego ogrzewania pieca obrotowego 1. Tę część strumienia spalin, po ogrzaniu pieca obrotowego 1, poprzez dmuchawę zwrotną spalin 17, przed wlotem do kotła grzwczego 4 ponownie łączy się i miesza z drugą częścią strumienia spalin opuszczającego komorę spalania 3 (strzałka 26). Wytworzoną w kotle grzewczym 4 parę zmienia się w prąd elektryczny w turbogeneratorze 25. Po przejściu kotła grzewczego 4 spaliny kieruje się (strzałka 27) do urządzenia 5 do katalitycznego odazotowania. W kotle grzewczym 4 spaliny ulegają ochłodzeniu do temperatury optymalnej dla katalitycznego odazotowania od 250°C do 300°C. Ze względu na daleko idące odpylenie, większe niż 90%, korzystnie większe niż 95% w urządzeniu do odpylania 2, możliwe jest zainstalowanie bez problemu katalizatora odazotowania bezpośrednio po kotle grzewczym 4. Spaliny przed odazotowaniem wykazują zawartość pyłu najwyżej 500 mg pyłu/m³, korzystnie najwyżej 200 mg pyłu/m³. Podgrzewanie spalin przed doprowadzeniem nie jest konieczne.

Po urządzeniu 5 do katalitycznego odazotowania spaliny, przy dodaniu odpowiednich reaktywnych dodatków (strzałka 28), kieruje się do filtra 6, który korzystnie uformowany jest jako filtr tkaninowy. Ten filtr 6 korzystnie pracuje w temperaturach od 17O°C do 220°C, tak więc możliwe jest dalsze ochłodzenie spalin pomiędzy urządzeniem 5 do katalitycznego odazotowania i filtrem 6, na przykład przez dodanie wody (strzałka 29), lub przez pośrednie podgrzewanie wody zasilającej kocioł albo schłodzenie powietrzem. Ponieważ większa część pyłów została już oddzielona w kolumnie chłodząco-myjącej 16, filtr 6 może być tak ukształtowany, aby możliwe było optymalne wiązanie wszelkich gazowych substancji szkodliwych i resztek pyłów. Przez dodatek aktywnego koksu, względnie aktywnego węgla, możliwe jest ponadto łatwe usunięcie resztek dioksyn jak również zmniejszenie zawartości rtęci. Poza tym przez dodatek, na przykład siarki, może nastąpić dalsze bezproblemowe usunięcie rtęci.

180 560

W bliżej nie pokazanym na rysunku wariancie urządzenia odpylającego 2 stosowane są dwie strefy chłodzenia i wytrącania pyłu, utworzone przez dwie kolumny chłodząco-myjące, przez które kolejno przechodzi gaz pirolizowy, przy czym w obu tych kolumnach występujący olej wypełniony pyłem, korzystnie przerabia się razem przez oddzielenie pyłu i zawrócenie do obiegu.

Podczas rozruchu, przy wahaniach przepływu, jak również w celu uzupełnienia usuniętej z obiegu oleju fazy zawierającej pył, doprowadza się do obiegu oleju odpowiednio dozowanąilość wysokowrzącego oleju, korzystnie oleju dizlowskiego lub opałowego.

Na figurze 2 przedstawiono wariant instalacji z fig. 1.

Zasadnicza różnica polega na tym, że urządzenie odpylające 2', które tu służy jako urządzenie odpylające gorącego gazu, utworzone jest z ceramicznych świec filtrujących. Pył występuje tu w suchej postaci i daje się w prosty sposób przerabiać dalej.

Dodatkowo przez wtryśnięcie (strzałka 31) dalszych materiałów zasadowych przed urządzeniem odpylającym 2', bez większych nakładów można osiągnąć dalsze wyraźne obniżenie kwaśnych, szkodliwych gazów, ponieważ materiały te na filtrze tworzą rękaw, przez który gaz pirolizowy wraz z zawartymi substancjami musi przeniknąć.

Szczególnie korzystne okazało się ogrzanie gazu pirolizowego przed odpyleniem do wyższej temperatury, na przykład o 10°C do 50°C. Dzięki temu unika się łatwo kondensacji smół i olejów z gazu pirolizowego na świecach filtrujących.

Reaktywne dodatki doprowadza się w miejscu pokazanym strzałką 28, przy czym szczególnie stosuje się materiały zasadowe, jak wodorowęglan sodu, jak też potasu i dalsze związki sodu. Ułatwia to strącanie na filtrze substancji szkodliwych powstających jako produkty reakcji, jak na przykład chlorek sodu i siarczan sodu.

Do usuwania rtęci możliwy jest dodatek takich materiałów jak elementarna siarka, siarczek sodu lub tym podobne. Wyjątkowo skuteczne jest też dodawanie aktywnego koksu lub aktywnego węgla jako materiałów adsorbujących.

Na figurze 3 przedstawiono instalację według trzeciego przykładu wykonania, która głównie różni się od instalacji przedstawionych na fig. 1 i fig. 2, urządzeniem 5' do niekatalitycznego odazotowania. W tym przykładzie wykonania niekatalityczne odazotowanie prowadzi się w temperaturze od około 800°C do 1000°C, bezpośrednio po drugiej strefie termicznej obróbki, to znaczy po komorze spalania. Urządzenie 5' do niekatalitycznego odazotowania w przedstawionym przykładzie wykonania utworzone jest w postaci urządzenia do dodawania amoniaku, względnie wody amoniakalnej lub mocznika. Amoniak dodaje się szczególnie korzystnie do pierwszej części strumienia (strzałka 24), którą doprowadza się do pieca obrotowego 1. Zapewnia to możliwie długi czas przebywania dodawanych surowców, zwłaszcza amoniaku, ze spalinami w zakresie temperatury od około 850°C do 1000°C. W ten sposób można zminimalizować nadmiar amoniaku do prawie jego stechiometrycznej ilości. Dzięki temu nie stosuje się, lub stosuje się w minimalnym stopniu wytrącanie resztkowego amoniaku w następnych agregatach oczyszczania spalin. Poza tym nie unika się bardzo kosztownej obróbki oczyszczającej spalin w celu usunięcia chemikaliów o intensywnym zapachu.

Szczególnie korzystny w tym przykładzie wykonania jest też dodatek materiałów zasadowych, jak wodorotlenek wapnia, węglan wapnia i/lub tlenek wapnia, w obszarze pierwszej strefy obróbki termicznej, dzięki czemu dwutlenek siarki, względnie trójtlenek siarki mogą być związane jeszcze przed urządzeniem 5' do niekatalitycznego odazotowania i wskutek tego unika się powstawania silnie klejących soli amonowych.

Dalsze dozowanie zasadowych materiałów do gazu pirolizowego przed jego odpylaniem dodatkowo wiąże szkodliwe gazy i wzmaga wolny przepływ gazu, przy czym materiały te tworzą na filtrze rękawa, przez który gaz pirolizowy wraz z zawartymi substancjami musi przenikać, dzięki czemu następuje dalsza reakcja pomiędzy zasadąi szkodliwymi gazami, a przy tym następuje ich wytrącanie się powstałych związków.

Instalacja przedstawiona na fig. 3 może oczywiście pracować również z urządzeniem odpylającym 2, tak jak jest ono pokazana na fig. 1.

180 560

Sposób i urządzenie według wynalazku pokazane na fig. 1 do 3 cechują się szczególnie niskim nakładem technicznym dla obniżenia zawartości NO_X w spalinach poniżej przewidzianych wartości granicznych, który to nakład w stosunku do znanych instalacji jest wyraźnie mniejszy.

Dalszym, szczególnie pozytywnym efektem jest możliwość dobrania budowy komory spalania zapewniającej zniszczenie zawartych w odpadach dioksyn i furanów. Przez homogenizację odpadów podczas pirolizy możliwe jest, w przeciwieństwie do konwencjonalnych sposobów, spalanie gazu pirolizowego przy niewielkim nadmiarze powietrza, a stąd w stosunkowo wysokich temperaturach, powyżej 1200°C. W przeciwieństwie do tego temperatura spalania w konwencjonalnych sposobach mieści się około 850°C do 1000°C. Dzięki wyższym temperaturom stopień zniszczenia wszelkich związków organicznych, szczególnie dioksyn i furanów jest odpowiednio wyższy.

Z tego względu wcześniejsze odpylanie gazu istotnie hamuje ponowne tworzenie się dioksyn i furanów na drodze ogrzewania tak, że nie jest potrzebny oddzielny agregat do niszczenia dioksyn i furanów.

Podczas badań leżących u podstaw wynalazku, szczególnie korzystne okazało się stosowanie jako reaktywnych dodatków (strzałka 28) mieszaniny aktywnego węgla względnie aktywnego koksu i wodorowęglanu. Ilość i/lub skład tej mieszaniny reguluje się zależnie od stopnia oczyszczania spalin po filtrze 6. Zwykle przeprowadza się przy tym ciągły pomiar wartości oczyszczania spalin.

W instalacji według wynalazku całkowity nakład na oczyszczanie spalin jest wydatnie zmniejszony, w stosunku do konwencjonalnych instalacji.

Obok zmniejszenia zawartości NO_X dotrzymuje się wszelkich innych związanych wartości emisji, przy czym nakład, w stosunku do konwencjonalnych, co najmniej pięciostopniowych procesów, jest drastycznie mniejszy.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób termicznej obróbki surowców odpadowych, w którym surowce te poddaj e się pirolizie w piecu obrotowym, a otrzymane gazy spala się w komorze spalania, chłodzi w wymienniku ciepła i oczyszcza od zanieczyszczeń stałych i od tlenków azotu, znamienny tym, że pirolizę surowców odpadowych przeprowadza się w obecności dodatków reaktywnych, a gaz pirolizowy z pieca obrotowego chłodzi się i oczyszcza co najmniej w 90%, korzystnie co najmniej w 95%, po czym oczyszczony gaz pirolizowy spala się w komorze spalania, a otrzymane gazy chłodzi się w kotle grzewczym, odazotowuje, oczyszcza na filtrze od substancji szkodliwych i kieruje do komina.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że gazy z komory spalania odazotowuje się katalitycznie lub bezkatalitycznie.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że gaz pirolizowy przed wejściem do komory spalania oczyszcza się od pyłu i chłodzi olejem w kolumnie do temperatury najwyżej 250°C.
4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że gaz pirolizowy chłodzi się olejem do temperatury wyższej od temperatury rosy, korzystnie do temperatury pomiędzy 120°C i 180°C.
5. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że olej chłodzący i wytrącający pył, doprowadza się do góry kolumny w przeciwprądzie do doprowadzanego od dołu gazu pirolizowego.
6. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że do płynącego od dołu do góry gazu pirolizowego wtryskuje się olej o regulowanej temperaturze na szeregu leżących jeden nad drugim poziomach strefy chłodzenia i wytrącania pyłów w kolumnie.
7. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że gorący, zanieczyszczony pyłem olej odprowadza się z dolnej części kolumny i przez odwirowanie rozdziela na silnie zanieczyszczoną pyłem pierwszą fazę i na fazę drugą w dużym stopniu nie zawierającą pyłu, po czym pierwszą fazę doprowadza się do strefy wypalania w piecu obrotowym, a fazę drugą po ochłodzeniu, ponownie kieruje się do chłodzenia i oczyszczania gazu.
8. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że gaz pirolizowy przepuszcza się kolejno przez co najmniej dwa stopnie strefy chłodzenia i wytrącania pyłu, przy czym wychodzący z tych dwóch stopni gorący, zanieczyszczony pyłem olej łączy się razem i kieruje do wirówki celem oczyszczenia i zawrócenia do przerobu.
9. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako dodatki reaktywne do surowców odpadowych doprowadzanych do pieca obrotowego dodaje się drobnoziarniste, zasadowe materiały takie jak wodorotlenek wapnia, węglan wapnia i/lub tlenek wapnia.
10. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że podczas rozruchu, przy wahaniach przepływu, jak również w celu uzupełnienia odprowadzonej z obiegu oleju fazy zanieczyszczonej pyłem, do obiegu oleju doprowadza się dodatkowo odpowiednio dozowaną ilość wysokowrzącego oleju, korzystnie oleju dizlowskiego lub opałowego.
11. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że przez ochłodzenie spalin odzyskuje się energię.
12. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że gaz pirolizowy odpyla się na gorąco w filtrze suchym, a wytrącony pył odprowadza się w postaci suchej.
13. Sposób według zastrz. 12, znamienny tym, że do gazu pirolizowego przedjego odpylaniem w filtrze suchym dodaje się drobnoziarniste materiały zasadowe.
14. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że gaz pirolizowy przed odpylaniem podgrzewa się do wyższej temperatury.

180 560

3'
15. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że spaliny po odazotowaniu, ale przed oczyszczaniem na filtrze, dalej chłodzi się do temperatury optymalnej dla wytrącenia zanieczyszczeń na filtrze.
16. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że część spalin z komory spalania przesyła się do ogrzewania pieca obrotowego.
17. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że do bezkatalitycznego odazotowania dodaje się amoniak, wodę amoniakalną lub mocznik.
18. Sposób według zastrz. 17, znamienny tym, że amoniak, wodę amoniakalną lub mocznik dodaje się do części spalin z komory spalania, które kieruje się do ogrzewania pieca obrotowego.
19. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako reaktywne dodatki do spalin dodaje się mieszaninę aktywnego węgla, albo koksu i wodorowęglanu.
20. Sposób według zastrz. 19, znamienny tym, że ilość i/lub skład mieszaniny reaktywnych dodatków reguluje się w zależności od stopnia oczyszczania spalin.
21. Urządzenie do termicznej obróbki surowców odpadowych, mające piec obrotowy od pirolitycznego odgazowania, komorę spalania, wymiennik ciepła gazów spalinowych, filtry do odpylania gazów spalinowych i urządzenie do odazotowania, znamienne tym, że piec obrotowy (1) do pirolizy surowców odpadowych jest połączony odprowadzeniem gazów z kolumną(2) odpylania powstającego w piecu obrotowym (1) gazu pirolizowego, która jest połączona odprowadzeniem gazów z komorą spalania (3) odpylonego gazu pirolizowego mającą połączenie odprowadzenia gazów do kotła grzewczego (4), który odprowadzeniem gazów jest połączony z urządzeniem (5) do katalitycznego odazotowania spalin od którego odprowadzenie gazów odchodzi do filtra (6) do oczyszczania spalin od substancji szkodliwych.
22. Urządzenie według zastrz. 21, znamienne tym, że kolumna (2) ma urządzenia do zraszania, które są umieszczone jedno nad drugim na poziomach (8a, 8b, 8c, 8d).
23. Urządzenie według zastrz. 21, że komora spalania (3) ma odgałęzienie odprowadzenia gazów połączone z urządzeniem (5') do niekatalitycznego odazotowania.
24. Urządzenie do termicznej obróbki surowców odpadowych, mające piec obrotowy do pirolitycznego odgazowania, komorę spalania, wymiennik ciepła gazów spalinowych, filtry do odpylania gazów spalinowych i urządzenia do odazotowania gazów, znamienne tym, że piec obrotowy (1) do pirolizy surowców odpadowych jest połączony odprowadzeniem gazów z urządzeniem odpylającym (2^ mającym ceramiczne świece filtracyjne, które ma odprowadzenie oczyszczonych gazów do komory spalania (3) gazu pirolizowego połączonej odprowadzeniem gazów z kotłem grzewczym (4), który jest połączony odprowadzeniem gazów z urządzeniem (5) do katalitycznego odazotowania spalin od którego odprowadzenie gazów odchodzi do filtra (6) do oczyszczania spalin od substancji szkodliwych.
25. Urządzenie według zastrz. 24, że komora spalania (3) ma odgałęzienie odprowadzenia gazów połączone z urządzeniem (5) do niekatalitycznego odazotowania.