способ и устройство для переработки отходов, обладающих теплотворной способностью
Классы МПК: | C10B53/00 Деструктивная перегонка твердого сырья специальных видов или особой формы и размеров C10B49/04 по мере перемещения коксуемого материала C10B1/04 вертикальные C10B1/10 вращающиеся |
Автор(ы): | Жозе Омер Арнольд де Мюинк (BE) |
Патентообладатель(и): | Груп Данис, Намлозе Веннотсхап (BE), Норбер Дрювель (BE) |
Приоритеты: |
подача заявки:
1995-06-20 публикация патента:
27.05.1999 |
Группа изобретений применима при переработке твердых тел и жидкостей различной природы, содержащих органические или горючие минеральные компоненты. При осуществлении способа отходы помещают в поток горячего теплостойкого гранулированного материала-теплоносителя, высушивают и неиспарившиеся компоненты отходов нагревают, отделяют охлажденный материал-теплоноситель от высушенных компонентов отходов с последующим пиролизом этих компонентов. При этом по меньшей мере часть отдельных от гранулированного материала высушенных компонентов отходов смешивают с частью отделенного охлажденного гранулированного материала с последующим пиролизом полученной смеси, а остальной отделенный, охлажденный гранулированный материал смешивают с нагретым при пиролизе гранулированным материалом при использовании полученной смеси для сушки свежих отходов. Устройство для переработки отходов включает горизонтальную сушильную установку по меньшей мере с одной сушильной камерой, с которой соединены трубопроводы для подачи отходов и горячего гранулированного материала, сообщенный с сушильной установкой нагреватель, связанные с сушильной камерой отдельные средства для сбора гранулированного материала и высушенных компонентов и трубопровод для подачи в нагреватель высушенных компонентов отходов и части гранулированного материала, который подсоединен к сушильной установке посредством трубопровода. Достигается высокая термическая эффективность и экологическая чистота процесса при дешевом и долговечном оборудовании. 2 с.п. и 12 з.п. ф-лы, 1 ил.
Рисунок 1
Формула изобретения
1. Способ переработки отходов, обладающих теплотворной способностью независимо от любой степени влажности, путем термической обработки, посредством которого отходы помещают в поток горячего теплостойкого материала-теплоносителя, температура которого выше 100oC, посредством чего материал охлаждается вследствие теплообмена, в качестве материала-теплоносителя используют гранулированный материал, отходы высушивают и неиспарившиеся компоненты отходов нагревают, охлажденный материал-теплоноситель затем отделяют от высушенных компонентов и эти компоненты отходов подвергают последующему пиролизу, материал-теплоноситель нагревают перед использованием для сушки отходов, отличающийся тем, что по меньшей мере часть высушенных компонентов отходов, которые отделены от гранулированного материала, смешивают только с частью отделенного, охлажденного гранулированного материала и эту смесь подвергают пиролизу, а также тем, что остальной отделенный, охлажденный гранулированный материал смешивают непосредственно с гранулированным материалом, нагретым при пирролизе, и полученная таким образом смесь используется для сушки свежих отходов. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что высушенные компоненты отходов и охлажденный гранулированный материал разделяют в значительной степени путем раздельного сбора их после сушки. 3. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что газы, выделяющиеся в процессе пирролиза, сжигают и тепло, образующееся при сжигании, рециркулируют и используют для пиролиза посредством теплообмена с воздухом, который используют для пиролиза. 4. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что все отделенные высушенные компоненты отходов добавляют к части отделенного гранулированного материала. 5. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что отходы предварительно подогревают перед тем, как их добавляют к гранулированному материалу, например, посредством теплообмена с паром, который выделяется при сушке свежих отходов. 6. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что гранулированный материал нагревают посредством пиролиза компонентов отходов до температуры выше чем 250 - 300oC и часть охлажденного отделенного гранулированного материала смешивают с этим нагретым гранулированным материалом, а температура смеси, которую используют для сушки свежих отходов, находится в диапазоне между 200 и 300oC. 7. Устройство для переработки отходов, обладающих теплотворной способностью, которое включает сушильную установку (2) по меньшей мере с одной сушильной камерой (14), с которой соединены трубопровод (17 - 18) для подачи отходов и трубопровод (27) для подачи горячего гранулированного материала (4), нагреватель (3) гранулированного материала, который сообщен с сушильной установкой (2) и в котором нагревается гранулированный материал (4), и, кроме того, высушенные компоненты отходов подвергают пиролизу, отличающееся тем, что сушильная установка представляет собой горизонтальную установку и устройство содержит средства (20 - 22 - 29 - 30) для отбора гранулированного материала (4) и высушенных компонентов отходов практически отдельно из сушильной камеры (14) и по меньшей мере частичной подачи их в нагреватель (3) гранулированного материала, причем средства (20 - 22 - 29 - 30) содержат трубопровод (30) для непрерывного возврата части собранного гранулированного материала (4), собранного из сушильной камеры (14) непосредственно в трубопровод (27) подачи для горячего гранулированного материала для смешивания его с горячим гранулированным материалом, который переносится из нагревателя (3) гранулированного материала, через трубопровод для подачи в сушильную установку. 8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что оно включает печь для сжигания отходов (5), в которой сжигаются газы, выделяющиеся в процессе пиролиза в нагревателе (3) гранулированного материала, и теплообменник (45), в котором тепло, произведенное в печи для сжигания отходов (5), используется для пиролиза в нагревателе (3) гранулированного материала и нагрева гранулированного материала (4). 9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что сушильная установка (2), с концом которой сообщен нагреватель (3) гранулированного материала, включает камеру (12) гомогенизации для гомогенизации смеси нагретого гранулированного материала из нагревателя (3) гранулированного материала с частью собранного гранулированного материала. 10. Устройство по любому из пп.7 - 9, отличающееся тем, что сушильная установка (2) содержит камеру (13) отделения зоны со стороны подачи гранулированного материала относительно сушильной камеры (14) для того, чтобы отделить золу, образовавшуюся во время пиролиза компонентов отходов в нагревателе (3) гранулированного материала, от горячего гранулированного материала через отверстия в стенке барабана. 11. Устройство по любому из пп.7 - 9, отличающееся тем, что сушильная установка (2) содержит вращающийся горизонтальный барабан (6) с кожухом (7), окружающим его, и тем, что барабан (6) разделен на камеры (12 до 16) при помощи кольцеобразных перегородок (8 - 9 - 10 и 11), установленных внутри него, одна из которых является сушильной камерой (14). 12. Устройство по п.11, отличающееся тем, что кожух (7) снабжен патрубком (24) выхода пара, который соединен среди прочего с теплообменником (26) для предварительного нагрева отходов. 13. Устройство по любому из пп.8 и 9, отличающееся тем, что нагреватель (3) содержит два коаксиальных вертикальных цилиндра (32 и 33), в которых выполнены отверстия и которые смонтированы в корпусе (34), посредством чего устройства для подачи смеси части гранулированного материала и высушенных компонентов отходов в нагреватель (3) гранулированного материала подают эту смесь во внутреннюю полость (39) между цилиндрами, и упомянутый корпус (34) соединен с одной стороны с печью для сжигания отходов (5), а с другой стороны с теплообменником (45). 14. Устройство по п.13, отличающееся тем, что корпус (34) разделен на три камеры (35 - 36 - 37), окружающие наружный цилиндр (33), и что верхняя камера (35) и нижняя камера (37) сообщены по крайней мере с печью для сжигания отходов (5), при этом выходной патрубок печи для сжигания отходов (5) соединен с первой частью теплообменника (45), а вторая часть последнего соединена с центральной камерой (36).Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к способу переработки отходов, обладающих теплотворной способностью, независимо от любой степени влажности, путем термической обработки, посредством которого отходы помещаются в поток горячего теплостойкого материала - теплоносителя, температура которого выше 100oC, посредством чего материал охлаждается вследствие теплообмена, отходы высушиваются и не испарившиеся компоненты отходов нагреваются, посредством которого охлажденный материал-теплоноситель затем отделяется от высушенных компонентов, по крайней мере часть отделенных высушенных компонентов отходов соединяется по крайней мере с частью отделенного материала-теплоносителя и посредством которого материал-теплоноситель нагревается перед использованием для сушки отходов. Изобретение в особенности относится к переработке твердых тел и жидкостей, в частности отходов вискозы, содержащих органические материалы, например, отходов животного происхождения, отходов боен, шлама целлюлозной и бумажной промышленности, прогорклых масел и т.п., или отходов, содержащих горючие минеральные компоненты. Наибольший размер твердых частиц отходов предпочтительно меньше, чем 5 мм. Способ вышеуказанного типа описан в патенте US-A-4428164. В соответствии с этим способом свежие отходы высушиваются при помощи горячего песка. Высушенные отходы и охлажденный песок вместе удаляются из сушильной установки и затем разделяются. Отделенные сухие отходы подвергаются пиролизу, обычно с помощью горелок в камере сгорания, в которую поступает отделенный песок после того, как он нагреется газами пиролиза перед подачей в сушильную установку. Весь песок, который используется для сушки, рециркулирует и подается обратно в указанную сушильную установку при температуре между 427 и 649oC (800 - 1200oF). Этот горячий песок вступает в контакт со свежими холодными отходами, что является причиной чрезвычайно сильного термического удара. В результате гранулы песка разрываются. Поскольку используется песок, это ограничивает теплообмен. В связи с высокой температурой сушильной установки долговечность этой сушильной установки ограничена, если только она не будет изготовлена из специальных материалов, что повышает ее стоимость. Целью изобретения является устранение этих недостатков и создание способа переработки отходов, обладающих теплотворной способностью, с высокой термической эффективностью и максимальным испарением перерабатываемых отходов, этот способ является экологически чистым и может быть реализован на относительно дешевом оборудовании с длительным сроком службы. Эта цель достигается в соответствии с изобретением тем, что гранулированный материал используется в качестве материала-теплоносителя, тем, что высушенные компоненты отходов, отделенные от гранулированного материала, смешиваются только с частью отделенного охлажденного гранулированного материала, смешиваются только с частью отделенного охлажденного гранулированного материала, и эта смесь подвергается пиролизу, и тем, что остальная часть отделенного охлажденного гранулированного материала смешивается непосредственно с гранулированным материалом, нагретым в процессе пиролиза, и тем, что полученная таким образом смесь используется для сушки свежих отходов. В GB-A-160422 описан способ сушки материала, подлежащего измельчению во вращающемся барабане, таким образом, что мелющие тела (шары) из барабана собираются и подаются обратно в барабан по трубе, в которой они подогреваются в печи. Указанный материал не является отходами и не подвергается пиролизу после сушки. Предпочтительно, чтобы высушенные компоненты отходов и охлажденный гранулированный материал в значительной степени отделялись один от другого посредством раздельного сбора их после сушки. Предпочтительно, чтобы все отделенные высушенные компоненты отходов добавлялись к части отделенного гранулированного материала. Для того чтобы дополнительно уменьшить термический удар, воздействующий на гранулированный материал, рекомендуется предварительно нагреть отходы перед тем, как добавить их к гранулированному материалу, например, путем теплообмена с паром, который образуется при сушке свежих отходов. Изобретение также относится к устройству, которое конкретно соответствует осуществлению способа в соответствии с изобретением. Таким образом, изобретение относится к устройству для переработки отходов, обладающих теплотворной способностью, которое включает сушильную установку по крайней мере с одной сушильной камерой, в которую производится подача отходов и подача горячего гранулированного материала, нагреватель гранулированного материала, который сообщается с сушильным устройством, и в котором гранулированный материал нагревается, а высушенные компоненты отходов, кроме того, подвергаются пиролизу, и устройства для сбора гранулированного материала и высушенных компонентов отходов из этой сушильной камеры и подачи по крайней мере части собранных высушенных отходов и по крайней мере части собранного гранулированного материала в нагреватель гранулированного материала, отличающемуся тем, что сушильная установка представляет собой горизонтальную установку, и что устройства для сбора гранулированного материала и высушенных компонентов отходов и для по крайней мере частичной подачи их в нагреватель гранулированного материала, представляют собой устройства для практически раздельного сбора гранулированного материала и высушенных отходов после сушильной камеры и содержат трубу для непосредственного возврата части собранного гранулированного материала и для перемешивания его с горячим гранулированным материалом, который подается из нагревателя гранулированного материала через устройства для подвода в сушильную установку. На практике сушильная установка содержит камеру для отделения золы со стороны подвода гранулированного материала по отношению к сушильной камере для того, чтобы отделить золу, образующуюся в результате пиролиза компонентов отходов в нагревателе гранулированного материала, от горячего гранулированного материала через отверстия в стенке барабана. Нагреватель гранулированного материала состоит из двух коаксиальных вертикально установленных цилиндров, которые снабжены отверстиями и вмонтированы в камере, таким образом, устройства для подачи смеси части гранулированного материала и высушенных компонентов отходов в нагреватель гранулированного материала подают эту смесь в пространство между цилиндрами, и таким образом вышеупомянутая камера соединена с одной стороны с печью для сжигания отходов, а с другой стороны - с теплообменником. С целью лучшего изложения отличительных черт изобретения следующее предпочтительное воплощение способа и устройства для переработки отходов, обладающих теплотворной способностью, приводится только в качестве примера, никоим образом не ограниченного и изложенного в соответствии с изобретением со ссылкой на прилагаемый чертеж, на котором схематически представлено подобное устройство. На чертеже показано устройство для переработки промышленного шлама, содержащего, например, 10% сухих компонентов, имеющего теплотворную способность, равную нескольким МДж/кг, например, 15 МДж/кг. Устройство, представленное на чертеже, содержит резервуар 1 для хранения шлама, подлежащего переработке, сушильную установку 2, с которой соединен резервуар 1, нагреватель гранулированного материала 3, который соединен с сушильной установкой 2 для нагрева гранулированного материала 4, и печь для сжигания отходов 5, которая соединена с нагревателем гранулированного материала 3. Этот гранулированный материал 4 состоит из термостойких гранул, которые выдерживают воздействие температур, требуемых для пиролиза отходов, предпочтительно до температур выше 850oC, и которые легко поглощают и отдают тепло. Этот гранулированный материал предпочтительно состоит из керамического материала. Соответствующими материалами являются, например, обожженная глина или алюминат кальция с алюминиевым сплавом, выбор которого зависит от температуры. Радиационная мощность подобных материалов обычно составляет около 201 Дж/м2
Класс C10B53/00 Деструктивная перегонка твердого сырья специальных видов или особой формы и размеров
Класс C10B49/04 по мере перемещения коксуемого материала