CZ302188B6

CZ302188B6 - Krakovací pec s oddelováním prachu z plynného proudu

Info

Publication number: CZ302188B6
Application number: CZ20004571A
Authority: CZ
Inventors: Willemin@René
Original assignee: Thide Environnement
Priority date: 1998-06-08
Filing date: 1999-06-07
Publication date: 2010-12-08
Also published as: ATE236233T1; PL344871A1; AU4046199A; FR2779441A1; JP2002517599A; JP4327358B2; EP1093506A1; WO1999064539A1; KR20010071432A; KR100628290B1; CA2334638C; CZ20004571A3; FR2779441B1; PT1093506E; EP1093506B1; DE69906529T2; BR9910988A; DE69906529D1; NZ508718A; CA2334638A1

Abstract

Krakovací pec je opatrena dutinou (50), která je bez prístupu vzduchu a je vybavena predním vstupem pro vložení odpadu do dutiny (50) a výstupem (54) proudu plynu, vzešlého z krakování. Spalovací komora (60), v níž je vložena dutina (50) a horák (80) mají vstup (84) do horáku spojený s výstupem (54) plynu z dutiny a výstup (86) dopravující spalovací plyn do spalovací komory (60). Výstup (54) proudu plynu z dutiny (50) má alespon jedno potrubí (GA), které má svuj první konec spojen s dutinou (50) a druhý konec spojen s horákem (80), pricemž potrubí (GA) má v sobe uloženo šroubový dopravník (117), který je schopen zachytit alespon cást pevných uhlíkatých materiálu ve forme prachu, který je obsažen v proudu plynu, vycházejícího z krakování. Dopravník (117) se muže rízene otácet a dopravovat takto zachycený prach do dutiny (50) krakovací pece.

Description

Krakovací pec s oddělováním prachu z plynného proudu

Oblast techniky

Vynález se týká krakování, zvláště pak městských a/nebo průmyslových odpadů.

Vynález popsaný v této přihlášce nalézá uplatnění při zpracování odpadů, zejména pak odpadů z domácnosti. Lze jej také aplikovat při zpracování pneumatik, kalů z čisticích stanic, plastů, papírových odpadů, odpadů vzniklých při drcení automobilů, pevných průmyslových odpadů, biohmoty, znečištěné zeminy atd.

Dosavadní stav techniky

V současné době je známo několik instalaci využívajících krakování při likvidaci odpadů.

Například v dokumentech FR-A 2 654112, FR-A 2 679 009 a FR-A 2 678 850 se popisuje krakovací pec na odpady se vzduchotěsnou, v podstatě kuželovitou dutinou, která se otáčí kolem své podélné osy a je souosá s otvorem pro vkládání odpadů do dutiny a s výstupem proudu plynu. Dutina je uložena v plášti. Hořák je vybaven vstupem, který je spojen s výstupem z dutiny a výstupem, který přivádí spalovací plyn do pláště.

Zvýšení teploty v dutině, které vzniká v důsledku přívodu spalovacího vzduchu, jenž cirkuluje v plášti, ve kterém je dutina uložena, umožňuje rozložit pevné uhlíkaté materiály a všechen odpad v dutině.

Neutralizace znečišťujících látek je pri krakování relativně jednoduchou záležitostí, a to v i případě, že původ odpadů je odlišný a znečišťující látky se od sebe různí, odpady jsou rozmanité a představují větší množství, jelikož úprava odpadů je uskutečněna před zpracováním (v drtivé většině spálením) pevných uhlíkatých materiálů vzniklých pri krakování.

Z toho vyplývá, že krakování je nejlépe přizpůsobeno pro zpracování heterogenních odpadů, přičemž zpopelnění nebo úprava znečišťujících látek je uskutečněna až po spálení odpadů.

Krakování se uskutečňuje v peci bez přítomnosti vzduchu, a to při teplotě mezi 450 a 600 °C. Volba této teploty se provádí podle typu odpadu ke zpracování. Reakce při těchto teplotách (cracking) produkuje plyn a tuhé látky s obsahem uhlíku. Tato reakce se uskutečňuje s vyloučením tlaku, aby nedošlo k pripékání zpracovávaného odpadu na plášti otáčející se pece.

Vyloučení tlaku je umožněno malou výstupní rychlostí plynu, který vzniká pri reakci. Přesto a z důvodu nízké granulometrie a nízké hustoty jsou Částečky uhlíkatých látek unášeny plynem.

U výstupu z pece je plyn, který vznikl krakováním, odváděn potrubím k hořáku, který zajišťuje jeho spálení. Pomalu se budou částečky uhlíkatých látek přesunovat na okraj potrubí až do doby, kdy se postupně utěsňuje volná část tohoto potrubí, a vše končí úplným uzavřením, které vyvolává ukončení zásobování spalovacího hořáku palivem.

Podstata vynálezu

Předmět vynálezu navrhuje řešení, které odstraňuje výše uvedené problémy.

Předmětem vynálezu je krakovací pec, zejména pro městské a/nebo průmyslové odpady, jež obsahuje:

- i CZ 302188 B6

- dutinu bez přístupu vzduchu vybavenou vstupním rozhraním pro vkládání odpadů do dutiny a s výstupem proudu plynu, který pochází z krakování, spalovací komoru, v níž je uložena dutina a

- alespoň jeden hořák se vstupem, jenž je spojen s výstupem z dutiny a výstupem, který dodává plyn ze spalování do spalovací komory,

Podle obecné definice vynálezu má výstup proudu plynu ze spalovací komory alespoň jedno potrubí, které má první konec spojen s dutinou a druhý konec je spojen s hořákem, přičemž ve výstupním potrubí je uložen šroubový dopravník, který může zachytit alespoň část pevných uhlíkatých částic, jež jsou obsaženy v proudu plynu z krakovacího procesu a který lze ovládat tak, že se proud otočí a přenese zachycené prachy zpět do dutiny.

Šroubový dopravník nejdříve zachycuje pevné části uhlíkatého prachu a současně zajišťuje očištění výstupního potrubí tím, že přesunuje takto zachycený prach do dutiny pece, například postupně dle naprogramovaných intervalů.

Je výhodné, když šroubový dopravník zahrnuje šroubovité spirály, jejichž délky a stoupání závitu ·. zvoleny podle průměrné rychlosti přepravy proudu plynu, který vzniká při krakování, a to za .^elem zachycení alespoň části částeček v tomto proudu plynu.

Podle výhodného provedení způsobu vynálezu je výstup proudu plynu z dutiny opatřen prvním a d upním potrubím, z nichž každé má první a druhý konec a každý první konec je >u a každý druhý konec je napojen na společný uzlový bod, jehož výstup je spojen iiiein palovací komory a každé potrubí je vybaveno klapkou a odprašovacím mechanismem, jenž je schopen v důsledku ovládání odprašovat přidružené potrubí, přičemž klapka odprašovaného potrubí je zavřena, zatímco klapka druhého potrubí je otevřena pro výstup plynů zkra¹ 'wncího procesu.

'fí isou klapky uzavírány střídavě. To znamená, že když jedno z potrubí je v provozu, to u ¹ řeno, aby umožnilo odpopelnění, což je nutné pro jeho očištění.

Předměte. dezu je také pec s usnadněným vstupem pro vkládání odpadů do dutiny.

Podle dalšího význaku je pec, do které jsou vkládány odpady, opatřena prostředky pro vkládání odpadů, jejich stlačování a vsázení odpadů určených ke zpracování do vstupního rozhraní dutiny, které je vybaveno alespoň prvním a druhým vstupem a prostředky pro vkládání odpadů zahrnují první a druhý vstupní kanál, které jsou spojeny s prvním a druhým vstupem do dutiny, přičemž tyto prostředky představuje lis, jenž odpady stlačuje a posouvá je do prvního a druhého vstupního kanálu a dále ovládací prostředky posunu slisovaných odpadů ajejich vsazení do prvního a druhého vstupu do dutiny, přičemž je zachována vzduchotěsnost dutiny.

Je výhodné, že posun, pěchování a vsázení odpadů do dvou vstupů spalovací komory zkracuje čas, potřebný pro zpětný chod prostředků pro vkládání odpadů, což umožňuje téměř nepřetržité vkládání odpadů do dutiny a v důsledku toho vede ke zvýšení výkonu při zpracování odpadů.

Výhodou takového zařízení je i zvýšený výkon zpracovávaných odpadů, a to bez zvětšení průměru vstupních kanálů, jakož i s vyloučením eventuálního vstupu vzduchu do dutiny.

Téměř nepřetržité vkládání odpadů umožňuje také zásobovat hořák konstantním přívodem plynu, což znemožňuje postupné odplynění odpadů.

-2CZ 302188 B6

Velice výhodné je uspořádání, kdy dva vstupní kanály jsou navzájem spojeny kanálem, v němž není vzduch, což zlepšuje utěsnění při vkládání odpadů dutiny.

Podle dalšího význaku vynálezu má každý ze vstupních kanálů první a druhý konec, přičemž prv5 ní konec je připojen ke vstupu do dutiny a je vybaven řezačkami uzavírajícími v důsledku ovládání vstup do dutiny a druhý konec má vlastní posunovací mechanismus pro obousměrný posun do vstupního kanálu pro posun odpadů ke sdružené řezačce a vlastní prostředky pro ovládání posunovacího mechanismu umožňující otevření/uzavření řezačky každého vstupního kanálu.

io Je výhodné, že horní část každého vstupního kanálu je opatřena příklopem pro vkládání odpadů.

V praxi je každý ze vstupních kanálů rovnoběžnostěn, který je rovnoběžný s podélnou osou dutiny.

i? Předmětem vynálezu je také krakovací pec, vybavená rekuperátorem pevných uhlíkatých materiálů vzniklých z krakování v dutině, přičemž již zmíněný rekuperátor má výstupní kanál vytvářející sifonový přepad a tento výstupní kanál je opatřen jímací nádrží, jež je spojená s dutinou na jejímž dně se hromadí pevné uhlíkaté materiály jako zátka uzavírající přístup vzduchu a dále mechanismem pro opětovný posun, který je schopen dopravovat pevné uhlíkaté materiály do separační a promývací stanice.

Je výhodné, že separační a promývací stanice, kteráje připojena k rekuperátoru, má vlastní buben opatřený otvory, jenž se může otáčet v děkan tační a promývací nádrži a dopravuje směs vody a pevných uhlíkatých materiálů.

Separační a promývací stanice jsou spojeny s prostředky pro úpravu vody, kteréjsou vybaveny sérií dekantačních a promývacích nádrží navzájem propojených, z nichž každá obsahuje promývací roztok o zvolené koncentraci, přičemž každá koncentrace od první nádrže k další je odlišná a postupně klesá, jakož i čerpadly a elektromagnetickými šoupátky, která jsou řízena salimetry a čidly úrovně pro vyčištění promývacího roztoku nádrže s vyšší koncentrací, než je prahová hranice určená pro předešlou nádrž, zatímco úroveň promývacího roztoku již zmíněné nádrže je konstantní a zásobuje promývacím roztokem méně koncentrovaným další nádrž.

Předmětem vynálezu je také použití sklářské pece z pevných uhlíkatých materiálů, které byly získány ve shora popsané peci.

Přehled obrázků na výkresech

Další charakteristiky a výhody vynálezu budou zvláště zřejmé z následujícího podrobného popisu a z výkresů s těmito obrázky:

obrázek 1 je celkový pohled na krakovací zařízení podle vynálezu

- obrázky 2A a 2D schematicky znázorňují vstupní zařízení odpadů s dvojím vstupem podle vynálezu obrázek 3 znázorňuje pohled zdola na dva vstupní kanály odpadů podle vynálezu

- obrázek 4 je perspektivní pohled na dvojí výstup plynu z krakovacího zařízení podle vynálezu

- obrázek 5 je pohled v řezu na dvojí výstup plynu s odvoláním na obr. 4

-3CZ 302188 B6 obrázek 6 znázorňuje šroubový dopravník, který je umístěný ve výstupním potrubí proudu plynu, jenž vznikl krakováním podle vynálezu obrázek 7 znázorňuje křivku, která ilustruje efektivnost odprašovače podle vynálezu

- obrázek 8 je řez rekuperátorem a separačním zařízením pevných uhlíkatých materiálů, vzniklých v krakovací pecí podle vynálezu.

io Příklady provedení vynálezu

Obrázky znázorňují některé charakteristické prvky vynálezu, které mohou sloužit k lepšímu objasnění popisu vynálezu a zvláště pak patentových nároků.

Podle obrázku 1 má krakovací zařízení pro odpady obecně přejímací a rozmělňovací část REC, sušičku SEC, krakovací zařízení THE a rekuperátor REP a prostředky pro úpravu vody LAV s pevnými uhlíkatými materiály, které vystupují z krakovací pece.

Přijímací část REC je vybavena jámou 2, do které jsou umísťovány odpady ke zpracování, dopralo vené např. kamiónem 4. Výhodou je, že odpady jsou rozmělňovány a tím je získán homogennější odpad pro další zpracování. Např. pojízdný se most 6 přenáší odpady, které jsou umístěny v jámě

2, aby je dopravil do rozmělňovacího zařízení 8. Články rozmělňovacího zařízení 8 mají např. rozměr 100 až 150 mm pro zlepšení přenosu a výměny tepla v procesu krakování, což bude podrobněji dále popsáno.

Výhodou je, že neskladné odpady (kovové tyče, potrubí) jsou odloženy na místo 10. Rozmělněné odpady z rozmělňovacího zařízení 8 jsou přemístěny do jámy 12. Dopravní pás 14 dopravuje rozmělněné výrobky do jámy 12 k sušičce SEC.

.io Jáma 12 je naplňována válečkovým dopravníkem mezi rozmě Inovacím zařízením 8 a dopravním pásem, který zajišťuje konstantní dodávku rotační sušičce 20, jejíž úlohou je potlačit velkou část vodní páry, kteráje obsažena ve zpracovávaných produktech a tedy zvýšit jejich PCI (vnitřní kalorické teplo). V praxi jsou odpady citlivé na magnetické třídění, tedy především železné kovy [6, před vstupem do sušičky vyřazeny. Toto magnetické třídění může být uskutečněno také po krakování.

Je třeba poznamenat, že v případě třídění suchého průmyslového odpadu může být tato sušicí část vypuštěna a takové odpady vstupují rovnou do násypky krakovací pece, která bude popsána v dalším textu.

K)

Sušení odpadů se uskutečňuje v rotačním obvodu 22. a to tak, že odpady jsou vystaveny teplému proudu vzduchu 24, který vychází z přijímacího zařízení REC, Tento teplý vzduch 24 znovu získává teplo v místě výměny tepla ve výměníku typu plyn/plyn 30, jehož teplý proud 32 vychází z krakovacího zařízení THE.

V jámě 2 je vytvořen podtlak, což znemožňuje jakoukoli prašnost a vylučuje nepříjemné pachy v případě otevření dveří při vykládání kamionu 4.

Před vložením odpadů do rotační sušičky 20 může být výhodné využít dřevorubky (neznázorně50 né) ve formě pytle z plastického materiálu.

Oddělování suchých výrobků a vodní páry z plynu odcházejícího ze sušení se následně realizuje provětráváním samostatným separačním zařízením (vnější cyklon) 40, který odděluje pevné výrobky od výrobků plynných.

-4CZ 302188 B6

Separační zařízení 40 má vstup 42, kterým jsou zaváděny odpady ze sušičky SEC, přičemž první výstup 44 dodává pevné odpady a druhý výstup 46 dodává plynné odpady.

Krakovací zařízení THE je vybaveno krakovací pecí, která má vzduchotěsnou dutinu válcovitého tvaru a je schopna se otáčet kolem své podélné osy. Krakovací pec má kromě toho spalovací komoru 60, v níž je dutina 50 uložena.

Dopravní prostředky odpadů 70 jsou zásobeny odpadem ke zpracování, který byl dodán výstupem 44 ze separačního zařízení 40. Takto získané odpady jsou pak dále lisovány a slisované to odpady jsou vsázeny do dutiny, přičemž se zabraňuje jakémukoli přístupu vzduchu.

Zahřívání krakovací pece je zajištěno alespoň jedním hořákem 80, který má první vstup 82, jímž jsou přiváděny plynné odpady 85, vycházející z výstupu 46 separačního zařízení 40 a druhý vstup 84, kterým jsou přiváděny proudy plynů vycházející z výstupu 54 dutiny 50 a výstup 86, kterým se dopravuje proud spalovacího plynu do spalovací komory 60, která obklopuje dutinu 50. Tento proud plynuje zván spalovací, jelikož je určen k tomu, aby odpad uvedl na teplotu vhodnou pro vkládání do dutiny 50, čímž se zajistí krakování uvedených odpadů.

Proudy plynů vycházející z příklopu 85 a z výstupu ze spalovací komory 54 jsou výhodně využi20 ty jako látkou podporující hoření pro napájení hořáku 80, což umožňuje zajistit optimální tepelnou funkci pece.

Zařízení je doplněno výměníkem tepla 90 typu plyn/plyn, které využívá jednak ohřátý proud, který vychází z druhého výstupu 46 separačního zařízení 40 a postupuje směrem k prvnímu vstupu

82 hořáku a také ohřátý proud z výstupu 66 dvojitého spalovací komory 60 krakovací pece THE.

Spalovací komora, která je opatřena hořákem 80, je ve výhodném provedení vybavena žáruvzdornou vyzdívkou. Hořák 80, například typu s nízkým NO_X, je schopna zajistit na svém ústí teplotu 1500 a 1000 až 1100 °C na výstupu 86.

Je třeba poznamenat, že zařízení podle vynálezu odstraňuje jakékoliv znečištění způsobené dioxiny, NO_X, a aromatickými sloučeninami.

Vzhledem ke složení plynné směsi na výstupu 54, která je udržována na teplotě nad 300 °C (pro odstranění kondenzace uhlovodíku) může být spalována v hořáku 80 bez předešlého zpracování, ale jen v případě, že neobsahuje znečišťující činidla.

V praxi je jedinou složkou, která vyžaduje během sušení systém oddělování par, rtuť. Pro příklad můžeme uvést obrázek 1, kde je tento systém znázorněn pod vztahovou značkou 550 aje umístěn před výtokem 560 směrem ven. Tento systém 550 je například složen z aktivního uhlí, na které se pak částice rtuti vážou.

Předmětem vynálezu je vyřešit problém zařízení, kteréje znázorněno na obrázku 1, zvláště pak operace vkládání odpadů do dutiny, a tím zlepšení výkonu zpracovávaných odpadů.

Obrázky 2A a 2D a 3 znázorňují, že dle vynálezu je dutina 50 vybavena prvním a druhým vstupem 51 a 53 pro odpady.

Zařízení pro vkládání odpadů 70 mají vstupní kanály 72 a 74 spojené se vstupy 51 a 53 do dutiny.

Vstupní kanál 72 má konce 7J a 75, zatímco vstupní kanál 74 má konce 73 a 77. Konec 71 je spojen se vstupem 51 do dutiny. Konec 73 je spojen se vstupem 53. Řezačka 76 je uložena v naplněném kanálu 72 a ovládá uzavíráním vstup JI do komory. Řezačka 78 je uložena v naplněném zaváděcím kanálu 74 a ovládá uzavíráním vstup 53 do komory. V každém z kanálů je uložen

- 5 CZ 302188 B6 mechanismus pro posunování 79, 81_, (například typu pístu nebo zvedáku), který je schopen se pohybovat obousměrně připojeným kanálem a dopravuje odpady k řezačce, která uzavírá vstup připojený k dutině.

Zařízení pro ovládání (ncznázornená)jsou schopna řídit přesun posuvného mechanismus a otevřen í/zavření řezačky každého vstupního kanálu, což umožňuje posouváním vkládat slisované balíky odpadů do dutiny.

V praxi má horní ěást každého vstupního kanálu příklop 85, 87, který je uspořádán přijímací io násypce 83 odpadů.

Navíc má každý vstupní kanál písty 89, 91 kolmé k mechanismu pro posun 79 a 81, čímž se dosahuje kompaktnosti odpadů ve formě balíku odpadů.

V praxi je každý ze vstupních kanálů rovnoběžnostěn a je rovnoběžný s podélnou osou dutiny.

Dopravu odpadů ke zpracování do přijímací násypky 83 zajišťuje například první jednosměrný pás 95, který převáží odpady na druhý obousměrný pás 97, který dováží odpady do příklopu 85, 87, respektive do vstupních kanálů.

Výhodou je, že oba dva vstupní kanály jsou navzájem propojeny jeden s druhým samostatným kanálem 88, který je vzduchotěsný, čímž se ještě zlepšuje utěsnění při zavádění odpadů do dutiny.

Na obrázku 3 můžeme vidět mechanismus pro posun 81, který je v přední poloze, zatímco mechanismus pro posun 79 je v zadní poloze. Odpady 96 jsou volné (nekompaktní), protože píst je v zadní poloze, zatímco pokud je píst v přední poloze, odpady jsou lisovány.

Předmět vynálezu řeší dále problém nahromadění malých částeček ve výstupním potrubí plynů, vzniklých pri krakování.

Podle uspořádání na obrázku 4 až 6 je vhodné vložit do jednoho nebo více potrubí proudu plynu, vycházejícího z krakování, zařízení na odprašování.

Zařízení na odprašování je tvořeno šroubovým dopravníkem 117, který je upevněn v potrubí GA proudu plynu. Vnější průměr šroubového dopravníku je rovný vnitřnímu průměru dopravního potrubí s minimální mezerou několika milimetrů. Např. vůle 4 mm úplně postačí dopravnímu potrubí s průměrem 20 cm. Šroubový dopravník 117 je vytvořen z plechu pravoúhlého tvaru, z něhož byl vytvořen známým způsobem šroubovitý tvar. Je důležité, aby plechové lopatky tvoři40 ly úhel 90 stupňů s vnitřním povrchem dopravního potrubí.

Šroubový dopravník 117 vyplňuje prstencový prostor. Nechává volnou centrální zónu potrubí GA. Šíře spirál a stoupání šroubového dopravníku jsou vypočteny ve vztahu k zachycovanému prachu a na základě kvalitativní analýzy složení procházejícího plynu.

Je výhodné, že šroubový dopravník je vyztužen podélně, zvláště pak v blízkosti motoru, který ho pohání, čímž se zabraňuje zkrutu šroubového dopravníku při rotaci.

Geometrie šroubového dopravníku způsobuje tangenciální průběh rotace kolem osy dopravního potrubí. V centrální volné části, geometrie odprašovačů nenutí plyn proudit tangenciálně. Toto proudění je stabilní a tvoří funkční konfiguraci proudění. Namáhání ve střihu (tření mezi periferními vrstvami) je odvozeno od objemové hmotnosti kapaliny a její viskozity. Šroubovité proudění způsobuje víření prachu, ke kterému dochází vlivem působení odstředivé síly. Tyto částice jsou zachyceny šroubovým dopravníkem 117, který tvoří odprašovací zařízení. Účinnost odpra55 šovacího zařízení závisí na velikosti částic podle křivky znázorněné na obrázku 7.

-6CZ 302188 B6

Podstata odprašovacího zařízení podle vynálezu je založena na odstranění prachu s granulometrií vyšší než 2 μ. Proud prachu s Částečkami menšími než 2 μ, je příliš slabý, takže síla šroubového dopravníku ve směru postupu proudu plynu vycházejícího z krakovacího zařízení Fl nezaručuje jeho odstranění.

Odprašovací zařízení je zdvojeno za tím účelem, aby nedocházelo k nesprávné funkci instalace. První potrubí je připojeno k zadní komoře pece 49 pro zajištění proudění plynu. Když je dosaženo dostatečného odprášení, je šroubový dopravník uložený uvnitř potrubí automaticky nebo málo nuálně spuštěn, a to prostřednictvím hnacího mechanismu MO pro dopravu zachycených prachů do pece ve směru F2, který je opačný ke směru šíření plynu Fl. Po této operaci následuje uzavření kanálu pomocí motorové klapky. Řízení těchto dvou operací může být zautomatizováno diferenčním tlakovým regulátorem, který měří ztrátu tlaku v odprašovacím zařízení.

V zájmu dobré funkce zařízení je nutné, aby operaci odpopelnění prvního potrubí předcházelo spuštění druhého potrubí, které je rovnoběžné s prvním, řízeným otevřením motorové klapky, jež je součástí tohoto druhého potrubí. Postup zachycení prachu se tedy může stejně uskutečnit v druhém potrubí, a to až do doby, kdy dosáhne odpovídající hodnoty, která vede k dalšímu postupu odpopelnění, stejnému jako předešlý.

Tímto odpařením a alternativním využitím jednoho nebo druhého potrubí, se dosáhne nepřetržité funkce, a to bez úpravy proudu plynu, kteiý vychází z krakování.

Toto zařízení je velice účinné pro odprašování plynů s matou rychlostí proudění, takže umožňuje zachytit mezi 98 a 99 % prachu. Jedině aerosoly, jejichž velikost je menší než 2 μ (obrázek 7) unikají zachycení.

Na obrázcích 4 a 5 jsou znázorněna další provedení podle vynálezu u výstupu 54 z dutiny 50, která je připojena na vstup 84 hořáku 80. Podle vynálezu tvoří výstup 54 alespoň dvě potrubí 102

3o a 104.

Potrubí 102 má konce 103 a 105. zatímco potrubí 104 má konce 107 a 109. Konce 103 a 107 jsou spojeny na pevné stěně (na přední části) zadní komoiy 49 pece, která obsahuje pevné uhlíkaté materiály MSC vzniklé z krakování. Konce 105 a 109 jsou spojeny do společného uzlu 110, jehož výstup 112 ie spojen se vstupem 84 hořáku 80.

Na obrázku 6 jsou konce 103 a 105 potrubí GA spojeny v horní části zadní komory 49 pece.

Každé potrubí má klapku 114 a samostatný odprašovací mechanismus 116. Klapka 114 potrubí je uvedena do uzavřené polohy, zatímco klapka druhého potrubí je v otevřené poloze, čímž se zabezpečuje vyprázdnění krakovacích plynů během odprašování příslušným potrubím.

Na obrázku 5 je znázorněn šroubový dopravník 117 odprašovacího mechanismu 116, který je uložen uvnitř potrubí.

Variantní uspořádání spočívá v tom, že je odprašovací zařízení vybaveno ventilačním mechanismem, který pomocí neutrálního plynu nebo vlastního zařízení na vytvoření vibračního šoku v potrubí odprašuje toto potrubí.

Předmětem vynálezu jsou také dva výstupy plynu a dva separační systémy na od prášení, přičemž každý z nichžje uložen v jednom z potrubí.

Když se v praxi zvýší tlak způsobený odprašováním uváděný na řídicím tlakovém regulátoru (neznázoměný), spustí se po nějaké době motorová klapka 114, která umožní vyprázdnění druhé- 7 CZ 302J88 B6 ho potrubí. Toto očištění potrubí může být též uskutečněno automaticky spuštěním šroubového dopravníku 1 17.

Délka horizontálního potrubí je několik metrů, například 6, a délka šroubového dopravníku je také několik metrů, například 3.

Šroubový dopravník vytvoří šroubovité proudění ve spirále a vytváří tím odstředivku. Navíc se proudění ve vymodelované spirále šroubového dopravníku udržuje ve velké části přímočaré sekce potrubí, takže dochází k od středo vání ΐ přes absenci šroubového dopravníku. Z toho vyplývá, io že celková účinnost odprašování je jen málo ovlivněna prodloužením šroubového dopravníku.

Prodlouženi šroubového dopravníku v potrubí nebude pravděpodobně nijak napomáhat celkovému odprášení, protože nakonec zachytí částečky velikosti mezi 1,5 a 2,5 μ, které představují pouhá 2 % z celkového objemu částeček (obrázek 7). Navíc existuje možnost, že tyto částečky budou odstraněny turbulentním prouděním, které probíhá po pravé straně pod šroubovým dopravníkem.

Poloměr potrubí se může rovnat 0,1 m a stoupání šroubového dopravníku může být řádu 0,06 m.

V případě většího množství odpadů je možné, aby byl poloměr potrubí 0,185 m a stoupání šroubového dopravníku 0,12 m.

zo Na obrázku 8 je znázorněna krakovací instalace, která má rekuperátor REP pevných uhlíkatých materiálů MSC, vzniklých v dutině 50 po krakování.

Podle vynálezu je rekuperátor REP vybaven vyprazdftovacím kanálem 200, tvořeným sifonovým přepadem aje propojen se zadní pevnou částí výstupu zadní komory 49 pece.

Výstupní kanál 200 je vybaven přijímací nádrží 202, na jejímž dně se usazují pevné uhlíkaté materiály MSC, které tvoří vzduchotěsný uzávěr.

Mechanismus pro opětovný posun 204 (například typu šroubového dopravníku), posunuje zespodu nahoru pevné uhlíkaté materiály MSC, nahromaděné také v separaěním zařízení SP a zařízení pro porovnávání za účelem oddělení směsi IN, směsi vody a pevných uhlíkatých materiálů KK.

Výhodou je, že vyprazdňovací kanál 200 má buben 206, opatřený otvory, který je schopen se otáčet v dekantační nádrži 208, jejíž výstup 210 je propojen s úpravou vod LAV, jak bude dále podrobně popsáno.

Tento výstup 210 z dekantační nádrže dopravuje směs vody a pevných uhlíkatých materiálů KK, jehož vyhodnocení bude dále popsáno.

Pevná část dna komory 49 pece (obrázky 4, 5 a 8) má například dvě šoupátka/řezačky, které jsou ovládány hydraulicko pneumatickým zdvihákem nebo mechanickým zdvihákem a zajišťují těsnost spalovací pece na jejím výstupu pevných uhlíkatých materiálů MSC.

Na obrázku 1 jsou podle vynálezu promývány a oddělovány pevné uhlíkaté materiály krakovací45 ho zařízení THE separaěním zařízením REP, které je znázorněno na obrázku 8, přičemž inertní IN vycházejí zjedné strany a směs vody a pevných uhlíkatých materiálů KK z druhé strany. Směs vody a pevných uhlíkatých materiálů KK vychází z výstupu 210 dekantační nádrže, které jsou rekuperovány v sérii nádrží 300, aby byly promyty materiály KK a znečišťujících látek, které se uchytily na částečkách uhlíku ve formě chloridu nebo sulfátu.

Po dekantaci a promytí jsou tyto částečky uhlíku přepraveny mokrým způsobem prostřednictvím peristaltického čerpadla 400 k pásové sušičce 402, která vysuší velkou část vody obsahující pevné uhlíkaté materiály KK z krakování.

-8CZ 302188 B6

Odkapaná voda 404 z pásové sušičky 402 je následně znovu dopravena do systému promytí pevných uhlíkatých materiálů.

Uhlíkatá část PC je odváděna do mikronové samonapájecí sušičky 500 plyny 510, které vznikly z výměníku tepla 90 a 30, které byly již zmíněny. Pevné uhlíkaté materiály KK jsou uloženy v místě 600 a přemísťovány zařízením 602 ke zvolenému místu využití.

Promývací vody pevných uhlíkatých materiálů jsou zpracovány například mechanickou kompresí páry, jejíž funkce je následující.

Vody, které byly dopraveny z primární promývací nádrže, jsou vedeny do odpařovače 304 tehdy, když jejich koncentrace soli dosáhne jistou hranici. Jsou udržovány na stálé teplotě cirkulací vody v primární promývací nádrži, která byla ohřátá proudem pevných uhlíkatých materiálů KK, vzešlých z krakovací pece.

Čerpadla a elektromagnetická šoupátka jsou řízena salimetrem a čidlem úrovně vody za účelem vyčištění roztoku promytím v nádrži, ve které je koncentrace vyšší než u předešlé nádrže, přičemž úroveň již zmíněného promývacího roztoku v nádrži je udržována konstantní, a to napájením méně koncentrovaným roztokem z předchozí nádrže.

Vodní páry, které jsou obsaženy v odpařovači 304 jsou dopraveny kompresorem 306 do kondenzátoru 308. Teplota kondenzátoru je permanentně udržována pod rosným bodem vodní páry při nastaveném tlaku kondenzátoru, který je vytvořen cirkulací vody v poslední proplachovací nádrži 305. Kondenzát je periodicky recyklován a odváděn k poslední proplachovací nádrži 305, jejíž koncentrace je nižší, než u předchozí nádrže.

Soli a/nebo solné roztoky 310 jsou periodicky extrahovány odpařovačem 304. Extrakce je realizována gravitací prostřednictvím síta v případě solného roztoku nebo šroubem umístěným v sítu v případě extrakce krystalizované soli.

Jedna z výhod uvedeného vynálezu spočívá také ve využití vody 320, protože po úpravě je voda systémem shromažďována systémem po vysušení nebo po kondenzaci par a poté je znovu využita. Jelikož bylo množství využívané vody v procesu nadměrné, bylo nutné snížení tlaku. Tato operace probíhá po úpravě vody, takže voda přepravená celým systémem není znečištěná.

Pevné uhlíkaté materiály KK, vzniklé z krakování, jsou zpracovány a vysušeny; takto zpracované materiály mohou být využity jako palivo vzhledem kjeho kalorické hodnotě. Tyto pevné uhlíkaté materiály mohou být uloženy a přepravovány k místu použití různého typu. Např. jde o cyklonové topeniště, jehož popel je schopen zeskelnění a zachycení pevných kovů, obsažených v uhlíku nebo ve fluidním loži.

Další použití technického řešení je předmětem vynálezu. Ten spočívá ve využití pevných uhlíkatých materiálů ve sklářské peci, ve které mají tyto materiály dvě funkce, což je ohřev pece a zeske lnění části popela, což umožňuje vyrábět keramiku.

Kvalita připravených produktů (plyn a pevné uhlíkaté nebo koksové materiály) záleží na výběru prostředků pro kontrolu a ovládání, stejně jako na jejich umístění do procesu krakování. Prostředky pro kontrolu a ovládání jsou (pro spalovací komoru) tyto prvky:

- čidlo horní hranice teploty ve spalovacích plynech (1100 °C) čidlo tlaku ve vedení spalovacích plynů vysílač údajů o tlaku spalovacích plynů odebírání vzorků ze spalovacích plynů

-9CZ 302188 B6 analýza kyslíku při odebírání vzorků ze spalovacích plynů čidlo spodní hranice teploty ve spalovacích plynech (například nižší než 850 °C), aby byla zajištěna bezpečnost při otevření napájení hořáku palivem a pro udržení správného spalování podle platných předpisů, to znamená například 850 °C

- čidlo horní hranice teploty ve spalovacích plynech (například vyšší než 1250 °C), aby byla zajištěna bezpečnost, která spočívá v zastavení vsázení odpadů do krakovací pece. Toto zabezpečení odpovídá také uzavření napájení spalovacího hořáku palivem a otevření přívodu vzduchu pro ochlazení plynů

- vysílač údajů o tlaku působící na regulátor rychlosti ventilátoru 31 umístěný ve výstupu ío z výměníku tepla 30 a 90 regulátor rychlosti rotace ventilátoru 31.

Kontrolní a ovládací orgány krakovací pece jsou tyto:

- čidlo teploty povrchu rotačního válce (tato teplota nesmí přesáhnout 700 °C) signalizační zařízení upozorňující na příliš vysokou teplotu povrchu rotačního válce, který zabezpečuje bezpečnost.

Proces zabezpečení bezpečnosti se vyznačuje například následujícími kroky:

ukončení dodávky odpadů do pece uzavření napájení spalovacího hořáku palivem z vnějšku otevření přístupu vzduchu (by-pass) pro ochlazení spalin

- uzavření celku, pokud ani jeden z kroků nenapomůže normální funkci zařízení.

Regulační zařízení je kromě toho vybaveno třemi čidly teploty povrchu válce, která jsou umístěna na různých místech tohoto válce, stejné jako další čidla teploty spalin ze spalovací pece, tedy čidla teploty pevných uhlíkatých materiálů ze spalovací pece a čidla tlaku uvnitř této pece.

Krakování umožňuje nepoužívat složitá zařízení na zpracování spalin. Tento proces představuje značnou výhodu oproti zpopelnění, a to svým jednoduchým využitím a celkové hospodárnosti ve srovnání sjinými instalacemi o stejném výkonu.

Odprašovací systém (šroubový dopravník) podle vynálezu se může využít ve všech typech dopra35 vy plynu, který obsahuje pevné částečky. Šroubový dopravník se využívá především v případech, kde je rychlost přepravy pomalá (nižší než 8 m/s) a/nebo tehdy, když je teplota plynu vysoká.

Pro příklad můžeme uvést

- potrubí spalin výstupní kanál vzduchu, přenášejícího částečky spalin potrubí dopravující uhelný prach.

Využití odprašovacího zařízení se může brát buď jako náhrada, nebo jako doplněk nebo jako systém klasického filtrování (balistické filtry, hadicové filtry, cyklóny atd.).

Vynález se může uplatnit nejenom při krakování odpadů ať už městských nebo průmyslových, ale i při zpracování biohmoty nebo v termické resorpci znečištěného terénu.

Claims

s 1. Krakovací pec, zejména pro zpracování městských a/nebo průmyslových odpadů, sestávající z dutiny (50) bez přístupu vzduchu vybavené vstupním rozhraním pro vkládání odpadů do dutiny (50) a výstupem (54) proudu plynu, který pochází z krakování, io - ze spalovací komory (60), v níž je uložena dutina (50); a

- z alespoň jednoho hořáku (80) se vstupem (84), jenž je spojen s výstupem (54) z dutiny (50) a výstupem (86), který dodává plyn ze spalování do spalovací komory (60),

15 vyznačující se tím, že výstup (54) proudu plynu z dutiny (50) zahrnuje alespoň jedno výstupní potrubí (GA), jehož první konec je spojen s dutinou (50) a druhý konec s hořákem (80), přičemž ve výstupním potrubí (GA) je uložen šroubový dopravník (117), který může zachytit alespoň část pevných uhlíkatých částic, jež jsou obsaženy v proudu plynu z krakovacího procesu a který lze ovládat tak, že se proud otočí a přenese zachycené prachy zpět do dutiny.
2. Krakovací pec podle nároku 1, vyznačující se tím, že šroubový dopravník je šroubovitá spirála, jejíž délka a stoupání jsou zvoleny se zřetelem k průměrné rychlosti přepravy proudu plynu, jenž vychází z krakovacího procesu tak, aby byla zachycena alespoň část částic obsažených v uvedeném proudu plynu.
3. Krakovací pec podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím. že výstup proudu plynu z dutiny (50) je opatřen prvním a druhým výstupním potrubím (102, 104), z nichž každé má první a druhý konec a každý první konec je spojen s dutinou (50) a každý druhý konec je napojen na společný uzlový bod (110), jehož výstup je spojen s hořákem (80) spalovací komory (60)

30 a každé potrubí je vybaveno klapkou (114) a odprašovacím mechanismem (116), jenž je schopen v důsledku ovládání odprašovat přidružené potrubí, přičemž klapka (114) odprašovaného potrubí je zavřena, zatímco klapka (114) druhého potrubí je otevřena pro výstup plynů z krakovacího procesu.

35
4. Krakovací pec podle nároku 3, vyznačující se tím, že má klapky (114) se uzavírají střídavě.
5. Krakovací pec podle jednoho z předcházejících nároků, opatřená prostředky pro vkládání odpadů, jejich stlačování a vsazování odpadů určených ke zpracování do vstupního rozhraní duti40 ny, vyznačující se tím, že vstupní rozhraní do dutiny (50) je vybaveno nejméně prvním a druhým vstupem (51, 53), a že prostředky pro vkládání odpadů zahrnují první a druhý vstupní kanál (72, 74), které jsou spojeny s prvním a druhým vstupem (51, 53) do dutiny, přičemž tyto prostředky představuje lis (79, 81), který odpadky stlačuje a posouvá do prvního a druhého vstupního kanálu (72, 74), a dále ovládací prostředky pro posun slisovaných odpadků

45 ajejich vsazování do prvního a druhého vstupu (51, 53) do dutiny, přičemž je zachována vzduchotěsnost dutiny.
6. Krakovací pec podle nároku 5, vyznačující se tím, že každý ze vstupních kanálů (72, 74) má první a druhé konce (71, 75, 73, 77), přičemž první konce (71. 73) jsou spojeny se

5o vstupy (51, 53) do dutiny a jsou vybaveny řezačkami (76, 78) uzavírajícími v důsledku ovládání vstup do dutiny, a ve druhých koncích (75, 77) jsou uloženy mechanismy (79, 81) pro obousměrný posun do vstupního kanálu v důsledku ovládání směrem ke sdružené řezačce odpadů a prostředky pro ovládání posouvacího mechanismu umožňující otevřen í/zavření řezačky každého vstupního kanálu.

- 11 CZ 302188 B6
7. Krakovací pec podle nároků 5a 6, vyznačující se tím, že horní část vstupního kanálu má příklopy (85, 87) pro vkládání odpadů.
8. Krakovací pec podle jednoho z předcházejících nároků, vy zn ač uj íc í se tím, zeje 5 vybavena rekuperátorem pevných uhlíkatých materiálů (MSC) vzniklých v krakovací dutině, přičemž tento rekuperátor má výstupní kanál (200) vytvářející sifonový přepad a tento výstupní kanál (200) je opatřen jímací nádrží (202), jež je spojena s dutinou, na jejímž dně se hromadí pevné uhlíkaté materiály (MSC) jako zátka uzavírající přístup vzduchu, a dále mechanismem pro opětovné posunutí (204), který je schopný dopravovat pevné uhlíkaté materiály (MSC) do sepaio rační a promývací stanice.
9. Krakovací pec podle nároku 8, vyznačující se tím, že separační a promývací stanice připojená k rekuperátoru (REP) má děrovaný buben (206), jenž je schopen se otáčet v dekantační a promývací nádrži (208).
10. Krakovací pec podle nároku 9, vyznačující se tím, že děrovaný buben (206) je schopen dopravovat směs vody a využitelných pevných uhlíkatých materiálů (KK).
11. Krakovací pec podle nároku 9, vyznačující se tím, že separační stanice a buben 2o (206) jsou spojeny s prostředky pro úpravu vody (LAV), které jsou vybaveny sérií dekantačních a promývacích nádrží (300), jež jsou navzájem propojeny a každá z nich obsahuje promývací roztok o zvolené koncentraci, přičemž každá koncentrace od první nádrže k další je odlišná a postupně klesá, jakož i čerpadly a elektromagnetickými šoupátky, která jsou řízena salimetry a čidly úrovně pro vyčištění promývacího roztoku nádrže s vyšší koncentrací, než je prahová

25 hranice určená pro předešlou nádrž, zatímco úroveň promývacího roztoku již zmíněné nádrže je konstantní a zásobuje promývacím roztokem méně koncentrovaným následující nádrž.
12. Použití šroubového dopravníku krakovací pece podle jednoho z patentových nároků 1 až 4 jako odprašovače a pro přepravu plynu s obsahem pevných částic.