PT88171B - Processo e instalacao para o tratamento termico de lixos - Google Patents
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Description
DESCRIÇÃO
DA
PATENTE DE INVENÇÃO
N.° 88 171
REQUERENTE: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT, alemã, com sede em D-8000 Munique, Wittelsbacher Plaz 2, Re pública Federal Alemã.
EPÍGRAFE: - PROCESSO E INSTALAÇAO PARA 0 TRATAMENTO
TÉRMICO DE LIXOS .
INVENTORES:
Dr.Herbert Tratz, Georg Lorsel e Dr.Prof.
Klaus Riedle.
Reivindicação do direito de prioridade ao abrigo do artigo 4.° da Convenção de Paris de 20 de Março de 1883. República Federal Alemã, em 3 de Agosto de 1987, sob o n2. p 3725704.8 e em 8 de Abril de 1988, sob ο η*. P 3811820.3.
INP1. MOD 113 RF 16732
I
Memória descritiva referente à patente de invenção de SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT, alemã industrial e comercial) com sede em D-8000 Munique» Wittelsba— cher Plaz 2, República Federal Alema, (inventores: Dr· Herbert Tratz, Georg Lorsel e Dr. Prof. Klaus Riedle, residentes na República Federal Alema), para PROCESSO E INSTALAÇAO PARA 0 TRATAMENTO TÉRMICO DE LIXOS.
MEMÓRIA DESCRITIVA
A presente invenção refere-se a um processo e a uma instalaÇao para o tratamento térmico de lixos· A instalaçao esté equipada com um reactor de pirôlise, que transforma os lixos em gas de destilação lenta e materiais residuais da pirôlise sólidos, com um dispositivo de distribuição ligado ao reactor de pirôlise que separa o gés de destilação lenta e os pós finos do material grosseiro dos resíduos da pi rólise, e com uma câmara de combustão à qual sao levados o gós de destilação lenta e o pó fino.
Uma tal instalaÇao para o tratamento térmico de lixos ê conhecida de, entre outras, a publicaÇao DE—PS 24 32 50^· Nesta instalaÇao, o lixo (por exemplo lixo domésti co) é carbonizado a baixa temperatura» entre 3θθ e 600°C, iso lado do ar, e o gés de destilaÇao lenta obtido é conduzido
N.
continuamente através de um leito de coque em brasa, tuido pelo coque de destilação entrado e ar fresco pré—aqueci do fornecido- No leito de coque, o gás de destilação lenta é transformado em gás combustível de elevado poder energético. Neste processo apenas se adicinna o oxigénio suficiente e necessário para manter a temperatura no leito de coque. Ao leito de coque ê fornecido nao sé o coque de destilação que entra no processo como também eventualmente um portador de carbono rico, como por exemplo lenhite-coque de destilação ou carvao vegetal· 0 gás combustível obtido nao contém, devido à decomposição das cadeias moleculares longas que se verifica na passagem através do leito de coque incandescente, pràticamente quaisquer substancias téxicas· Ele pode ser arrefecido num permutador de calor e em seguida purificado numa instalaçao depuradora de gases; pode depois ser usado para fins de aquecimento ou para funcionamento de máquinas térmicas de com bustao· Uma particularidade de uma tal instalaçao para o tratamento térmico de lixos reside no facto de, na maioria dos casos, a referida instalaçao nao estar situada na vizinhança constide um consumidor do gás combustível. Portanto, aos custos da instalaçao há que acrescentar ainda os custos de uma rede de gasodutos extensa para os vários consumidores· Mas mais impor tante é que o material residual da pirélise sólido ê deposita do num depósito. Neste caso ê de temer que as matérias tóxicas existentes nos resíduos, tais como compostos de metais pe sados, sejam arrastados, por lavagem ou lixiviação, com o tem po, e penetrem nas águas subterrâneas ou nos cursos de água· Além disso, perde-se a energia térmica contida nos materiais residuais e nao utilizada·
Para dar remédio aos inconvenientes atrás re feridos, previu-se, segundo a patente inglesa 1 562 492, sepa rar o material residual da pirélise, depois da sua trituraÇao por meio de um crivo, numa parte grosseira mais grossa (materiais inorgânicos tais como metais, cerâmica, vidro) e uma parte mais fina (a parte mais elevada de componentes contendo carbono). Da parte grosseira mais grossa separam-se os metais i
e utilizada termi também levado o do qual se retira s e os alcatroes câmauma
A cama—
A parte mais fina é queimada, juntamente com carvao, numa for ma mais triturada, numa camara de combustão camente deste modo, λ câmara de combustão ê gás de destilaÇao lenta obtido na pirólise, ram primeiramente, num condensador, os óleo com ponto de ebulição elevado. Deve aqui notar-se que a ra de combustão na instalaçao conhecida é a fornalha de instalaçao de combustão tradicional para carvao e que a ra de combustão faz parte de um gerador de vapor. Devido ao arrefecimento das paredes da câmara de combustão usual numa tal instalaçao, é de temer que as substâncias tóxicas, provenientes quer da combustão dos gases da pirólise, quer da combustão dos materiais residuais da pirólise possam passar, pelo menos parcialmente, para a instalaçao de combustão usada e serem emitidas para o ambiente (ar, depósitos especiais, solo, água). Isso aplica-se por exemplo às substâncias tóxicas orgâ nicas, mas também aos óxidos dos metais pesados, tais como os óxidos de cádmio, de zindo, de mercúrio e de tálio. Nada se diz sobre a utilizaÇao dos materiais residuais da câmara de combustão.
objectivo de todos estes tratamentos dos lixos tem de ser a manutenção da carga do ambiente com substâncias tóxicas de qualquer tipo sempre o menor possível.
A presente invenção tem por objecto propor— ** _ cionar uma instalaçao para o tratamento térmico dos lixos do tipo mencionado na introdução de modo tal que se eliminem o mais possível as substâncias tóxicas orgânicas e inorgânicas e que se produza o mínimo possível de resíduos insusceptíveis de serem valorizados e que tem portanto de ser despejados em depósitos. Igualmente, os investimentos financeiros devem ser o menor possíveis e o rendimento global das instalações o maior possível. Além disso, deve proporcionar-se um processo de tratamento dos lixos com os custos mais favoráveis possível·
J
Segundo a presente invenção, o problema resolve—se colocando no dispositivo de distribuição, do lado dos materiais residuais da pirólise, um dispositivo de separa çao dos resíduos para a separaçao da parte grosseira mais grossa, que compreende essencialmente componentes nao combustíveis, tais como pedras, cacos de vidro, fragmentos de porce lana, peças metálicas, da parte mais fina, prevendo um dispositivo de transporte da parte dos resíduos finos para um dispositivo de trituração, podendo transportar a partir da saida os componentes finos triturados para uma câmara de combustão que trabalha com um excesso de oxigénio, mantendo-se os gases de combustão gerados a partir dos combustíveis fornecidos durante um tempo suficientemente longo a um certo nível de temperatura, de modo que se obtenha uma escória fundida, dotando
A ** a camara de combustão com uma saida por meio da qual pode tirar-se a escória fundida que, após arrefecimento, fica forma vitrificada, e montando na conduta de fumos que vai camara de combustão para uma chaminé, em especial uma instala Çao geradora de vapor alimentada pelos gases de escape, uma instalaçao de filtraÇao de poeiras e uma instalaçao de depura çao dos gases de combustão.
rena da processo para o tratamento dos lixos caracteriza-se, segundo a presente invenção, por compreender as seguintes fases:
o lixo é destilado lentamente» a uma temperatura relativa mente baixa amplamente isolado do oxigénio, formando-se um gás de destilaÇao lenta e um material residual da piró lise ,
b)
c) o material residual da pirólise é separado numa parte fina » uma parte grosseira mais fina e uma parte grosseira mais grossa, a parte fina é queimada» a parte grosseira mais fina é queimada depois de uma trituração - de preferência juntamente com o gás da destilaÇao lenta - formando-se gases
da combustão e uma escória fundida, e a parte grosseira mais grossa é separada·
Outras características aperfeiçoadas da presente invenção podem deduzir-se da leitura das reivindicações secundárias.
dispositivo de separaçao dos resíduos liga do ao dispositivo de distribuição do reactor de pirôlise provoca uma separaÇao ou crivaçao especial numa parte grosseira mais grossa, por exemplo com dimensões superiores a 5 mm, e uma parte grosseira mais fina, por exemplo com dimensões infe riores a 5 mm (dimensões dos graos). Uma parte da fracçao fina que entra no reactor de pirélise (preponderantemente p6 fi no) é fornecida à câmara de combustão directamente em conjunto com o gês de destilação lenta· Uma outra parte desta fracçao fina (=« pé fino) é acrescentada à fracçao grosseira mais fina através do dispositivo de separaçao dos resíduos. Por meio da separaçao (crivaçao) efectua—se simultaneamente uma ** ** separaçao dos componentes nao combustíveis (como pedras, cacos de vidro, fragmentos de porcelana e peças metálicas) das partes susceptíveis de serem queimadas. Esta separaçao, que se segue ao processo de destilação lenta no reactor de pirélise, dos materiais nao combustíveis dos que serão depois ainda queimados é uma condição prévia para que estes possam depois ser queimados sem grandes problemas de emissões. Ao mesmo tem po consegue-se que os metais fornecidos a partir do reactor de pirélise continuem a ficar na forma nao oxidada, isto é, com boas possibilidades de reutilização. Finalmente, mediante a trituração da fracçao grosseira mais fina, susceptível de ser queimada, dos resíduos de pirélise e a combustão da mesma (de preferencia com a fracçao fina dos resíduos da pirélise), gera-se calor adicional que é convertido em energia de vapor na prépria instalaÇao através de um gerador de vapor alimenta do pelos gases de escape a que se segue a transformação em energia eléctricaj para esta forma de utilização da energia térmica nao é necessária uma rede especial de gasodutos.
- 5 Numa forma aperfeiçoada da presente invenção, no dispositivo de separaçao dos resíduos, podem em primeiro lugar separar-se, por sopragem, a fracçao fina e depois a fra cçao grosseira mais leve da fracçao grosseira mais pesada (se paraÇeo por ar). Restam então as partes grosseiras mais pesadas} podem ser eliminadas separadamente. Este género de separaçao ê fiável e nao conduz a grandes custos na sua realizaçao. Para a sopragem utiliza-se convenientemente o gâs de com bustao sob pressão proveniente da conduta respectiva· Ê também possível uma crivaçao sé ou combinada com uma separaçao por ar·
A câmara de combustão que fornece a escória fundida é uma câmara de fusão, por exemplo de construção convencional· Para ela sao levadas as fracçoes grosseiras mais finas trituradas, através de uma conduta ou de um dispositivo transportador.
Num aperfeiçoamento vantajoso da presente in vençao, a câmara de combustão que fornece a escória fundida é estruturada como câmara de combustão de alta temperatura, isto ê, para uma temperatura das paredes superior a 1200° C e que deve também funcionar a esta temperatura· A esta temperatura elevada, todas as substâncias tóxicas orgânicas se decom poem e mesmo as cinzas introduzidas (contidas nos resíduos da pirólise) passam em grande parte para o estado de fusão e podem ser removidas, λ câmara de combustão de alta temperatura sao de preferencia levadas além da fracçao grosseira mais fina triturada também o gâs de destilaÇao lenta· Mas a câmara de combustão do gâs de destilação lenta e a câmara de combustão dos resíduos da pirólise podem também ser câmaras de com** Λ bustao diferentes. Ambas podem ser construídas como camaras de fusão. Os gases tóxicos ainda contidos nos gases de combus tao podem ser separados numa instalaÇao de depuraçao dos ga— ses da combustão existentes no mercado.
A instalaÇao e o processo descritos caracteri
zam-se pelas suas enormes possibilidades de utilizaÇao dos li xos, do ponto de vista dos materiais e da energia· Com uma emissão reduzida de resíduos resulta um tratamento dos lixos que poupa o ambiente. Os hidrocarbonetos halogenados, tais co mo dioxinas e furanos, que estão contidos no gês de destilação lenta, sao tomados inofensivos. Os materiais sólidos residuais da pirólise sao amplamente isentos de dioxinas, como foi demonstrado em estudos feitos} mas contêm metais pesados, tais como cédmio e mercúrio, que nao podem ser depositados da maneira tradicional sem danos. Os materiais tóxicos orgânicos existentes nos resíduos da pirólise sao queimados e portanto destruídos. As partes nao queimadas dos resíduos da pirólise sao parcialmente separados de forma grosseira e, em certas condiçoes, podem ser reutilizadas} em parte sao convertidos em escória fundida. A escória, após o seu arrefecimento, apre senta-se na forma vitrificada. Os materiais contidos no vidro, por exemplo os metais pesados, estão seguramente incluidos no mesmo} por exemplo nao sao lixivióveis. Como vantagem adicional deve mencionar-se a geraçao de apenas quantidades de gases e a boa utilizaÇao tfermica dos resíduos fornecidos.
Com o termo resíduos” ou ”lixo” quer significar—se os materiais residuais existentes na industria e nas casas, ou seja, nao só, por exemplo, os lixos domésticos como também as escórias provenientes de uma instalaÇao de queima de lixo convencional· Nao se incluem neste conceito , por exem pio, o entulho, embora naturalmente este possa estar misturado com as substâncias despejadas no lixo. 0 termo pirólise” compreende a decomposição térmica de todas as substancias orgânicas a temperaturas elevadas, por exemplo entre 3θθ e 900° C, sendo as moléculas de grandes dimensões decompostas em moléculas pequenas, muitas vezes moléculas gasosas. A pirólise realiza-se muitas vezes em condiçoes de insuficiência de oxigénio.
Outras características aperfeiçoadas da presente invenção sao descritas em pormenor com base em exemplos
- 7 de realizaÇao representados nos desenhos anexos. Sao utilizados números de referência iguais para componentes iguais. As figuras representam:
A fig. 1, uma ilustração esquemática de uma instalaçao segundo a presente invenção para o tratamento térmico dos lixoei e
A fig. 2, uma outra instalaçao com mais pormenores técnicos.
Na fig. 1 vê-se a construção e a colaboraÇao cios vários componentes de uma instalaçao para o tratamento térmico de lixos. Com (1) designa—se em geral um dispositivo de alimentaçao e de distribuição para fornecer lixos sólidos a um reactor de pirólise (2). 0 reactor de pirólise (2) é, no exemplo de realizaÇao, um tambor de pirólise convencional,que trabalha a temperaturas entre 3θθ e 600° C, amplamente isolado do oxigénio, e gera além de gases de destilaÇao lenta volá teis uma grande quantidade de resíduos sólidos da pirólise. 0 tambor de pirólise (2) tem ligado a seguir, do lado de saida ou distribuição, um dispositivo de distribuição (3)> que está provido com um bocal de saida (4) do gás de destilaÇao lenta, destinado a saida do gás de destilaÇao lenta e um dispositivo transportador ou uma conduta (5) para a saida do material residual sólido da pirólise. Uma conduta (6) do gás de destilação lenta ligada ao bocal de saida (4) está ligada ao queimador (7) de uma câmara de combustão de alta temperatura (8).
A câmara de combustão a alta temperatura (8) está dimensionada para uma temperatura superior a 1200°C. Esta câmara nao é arrefecida ao longo de uma certa parte do seu comprimento. Garante—se assim que o tempo de permanência dos gases introduzidos a uma temperatura superior a 1200°C (também nas paredes) seja suficientemente grande para provocar a decomposição térmica das substâncias orgânicas. O tempo de permanência é de cerca de 1 a 5 segundos após a passagem pe- 8 -
las chamas, cujo comprimento pode ser por exemplo 7 m. A cama ra de combustão está dotada com um isolamento térmico (9)· A uma conduta dos gases da combustão (10) que sai da câmara de combustão (8) a alta temperatura estão ligadas em série, sucessivamente pela ordem indicada — uma instalaçao geradora de vapor alimentada pelos gases da combustão (11), uma instalaçao de filtraçao de poeiras (12), uma instalaÇao de depuraçao dos gases de combustão (11) e uma chaminé (14). O queimador (7) da câmara de combustão de alta temperatura (8) é alimenta do com ar fresco aquecido, proveniente de uma conduta (15) do ar fresco, que é fornecido por um compressor de ar (16), atra vés de um permutador de calor (17) entre o ar fresco e os gases da combustão, montado na instalaçao geradora de vapor ali mentada pelos gases de combustão (11) e/ou através de um pré-aquecedor do ar pelo vapor (nao representado), para o queima dor (7)·
Como a fig· de filtraçao de poeiras (12) (18a), uma derivaÇao (18) da (10), à qual está ligada uma ses de combustão (19)· Através mostra, depois da instalaçao previu-se, num ponto de ligaçao conduta dos gases da combustão conduta de recirculação dos gadesta conduta (19)» os gases da combustão, já arrefecidos e desempoeirados, podem ser leva dos ao queimador (7) da câmara de combustão de alta temperatu ra (8), para o comando ou regulaçao da temperatura· Em alternativa , ou adicionalmente, podem também soprar—se para as suas chamas. Portanto - em alternativa ou adicionalmente - o gás de combustão, já arrefecido e desempoeirado, proveniente da conduta (19) de recirculação do gás de combustão pode ser mis turado, para baixar a temperatura? ao gás de combustão que se escoa da câmara de combustão de alta temperatura (8) para a instalaçao geradora de vapor alimentada pelos gases de combustão (11), através de uma conduta (19z) e através de injec— tores (nao representados). Na fig· 1 está também representada esta injecção vantajosa dos gases da combustão mais frios ao longo da parede da instalaçao geradora de vapor (11)· De preferência háuma sopragem constante
Também aqui é possível um comando ao longo da parede interion ou regulaçao da temperatura·
È também possível levar os gases da combustão provenientes da conduta (19) de recirculaçao dos gases da combustão a um permutador de calor separado, nao representado, para o aquecimen to do ar fresco. Na instalaçao geradora de vapor alimentada pelos gases de combustão (11) estão dispostas superfícies de aquecimento (20) que estão ligadas com uma central a vapor (21), aqui representada apenas esquematicamente, e alimentar a mesma com vapor de água· Esta central de vapor anexa (21) é prevista para a produção de energia eléctrico. Em vez disso pode prever—se também uma conduta de aquecimento a distância·
A conduta (5) dos resíduos da combustão proveniente do dispositivo de distribuição (3) conduz a um dispositivo de separaçao dos resíduos (22), que pode ter a estru tura de um crivo e no qual o material residual da pirólise distribuído é dividido numa fracçao fina (formada por pés finos/, numa fracçao grosseira mais fina e numa fracçao grosseira mais grossa·
A fracçao fina compreende essencialmente pés finos susceptíveis de ser queimados. A fracçao grosseira mais fina compreende essencialmente os componentes da fracçao gros seira dos resíduos da pirólise susceptíveis de ser queimados e a fracçao grosseira mais grossa compreende essencialmente componentes nao combustíveis, como pedras, cacos de vidro, fragmentos de porcelana e peças metálicas.
dispositivo (22) de separaÇao dos resíduos está ligado a uma conduta de alimentaçao de gases inertes (23) , destinada ao fornecimento de gases inertes e à qual está li gado um compressor (24) para elevar a sua pressão. Por gases inertes entende—se aqui gases que nao conduzem a inflamaçao, por exemplo o azoto, uma mistura de gases sem oxigénio ou pobre em oxigénio, ou mesmo um gás de combustão. A conduta (23) de alimentaçao do gás inerte está, no exemplo de realizaçao ilustrado, por sua vez ligada à conduta (10) dos gases de com bustao, num ponto de ligaçao (18a), depois da instalaçao de
filtraÇao de poeiras (12). 0 dispositivo (22) de separaçao j dos resíduos possui três condutas de saida, isto é, uma con— ί rj I duta (25) da fracçao fina para a saida da fracçao fina (poei— ! ras finas), um transportador ou uma conduta (26) para a frac- | çao grosseira mais fina, por exemplo correspondente a um diametro inferior a 5 mm, e uma conduta (27) para a fracçao gros seira mais grossa, por exemplo com diâmetro superior a 5 mm. j A conduta (25) da fracçao fina - tal como a conduta (26) para i a fracçao tnais fina — conduz, através de um moinho ou disposi I tivo triturador (3θ) e de um transportador, neste caso três condutas (40a), (30b) e (30c), ao queimador (7) da câmara de combustão de alta temperatura (8). A conduta (30b) (representada a tracejado) pode ser interrompida, de modo que a conduta (3θβ) seja ligada a uma ramificaÇao (28a), que conduz a um depósito intermédio (29) para a fracçao fina e a fracçao gros seira mais fina moida· Este depósito está ligado através de uma conduta derivada (2âb) com a conduta (30c). Neste caso, na conduta (28b) está situado um dispositivo de doseamento (40), por exemplo um meio de transporte comandado, a fim de regular a temperatura ou a potência calorífica da câmara de combustão (8)· A conduta (30c) conduz neste caso directamente ao queimador de gás e de pó combinado (7)· Em vez disso pode conduzir a um queimador de pó separado (7b), como conduta (30d) (a tracejado).
Conforme a qualidade da classificaÇao no dis positivo de separaçao (22) dos resíduos, o pó fino na conduta (25) pode ser fornecido para o depósito intermédio (29) contornando o dispositivo de moedura (3θ)· Isso está indicado por uma seta a tracejado (25)·
A conduta (27) para a fracçao grosseira pesa da específica conduz a um recipiente (31)· Neste caso sao recolhidos preponderantemente pedras, vidros, cerâmicas, mas também peças metálicas. Estes materiais podem ser enviados pa ra a reutilização. A conduta (27) pode também conduzir a um dispositivo de separaçao de metais (nao representado), no
qual as peças metálicas sao separadas das pedras» bem como das peças de vidro e de cerâmica· Estas podem ser trituradas ou levadas para um depósito. Os resíduos triturados sao forne eidos do moinho (3θ) directamente para o queimador (7) ou para um depósito de poeiras (29)· instalaçao de (pó) volantes que se depositam na poeiras (12) e eventualmente também na instalaçao geradora de vapor bustao (11) podem ser soprados para por meio a câmara dos gases de de combustão com a
temperatura elevada (8), através da conduta de retorno das cinzas (32)· Para a sopragem, a conduta (32) de retorno das cinzas é ligada através de uma válvula (32V) à conduta de ali mentaçao (23) dos gases inertes ou — como nao está indicado directamente à conduta dos gases da combustão (10) na saida da instalaçao de filtraçao de pôs. Se for necessário, as cin zas volantes podem também ser sopradas para um recipiente (33)·
Deste modo retiram-se do circuito as cinzas ricas em metais.
retorno dos pós em suspensão para a câmara de combustão (8) pode também fazer-se com dispositivos transportadores mecânicos (nao representados).
A câmara de combustão de alta temperatura (8) está provida de uma saida das escórias (3^)· Através desta saida, conduzem-se as escórias fundidas para um recipiente com água (34c). Neste recipiente elas endurecem formando um granulado vetrificado.
Uma vantagem desta instalaçao para o tratamento térmico de lixos consiste no facto de a trituração prévia dos lixos através de instalações de desfibrar, necessárias nas restantes instalações de pirólise, que exigem grandes dispêndios de energia e de investimentos, sendo na verdade possível nao é absolutamente necessária. Na instalaçao segundo a presente invenção, portanto, o lixo nao triturado pode ser introduzido no dispositivo de distribuição (1), através de uma chaminé de descida (35) com uma comporta dupla (3θ
e o plano inclinado (37), no tambor de pirólise (2). No aquecimento no tambor de pirólise (2), o lixo ó parcialmente gase ο ~ Σ ificado a 3θθ - 600 C. 0 gas de destilação lenta então resul tante e uma parte do pó fino resultante é conduzido através dos bocais de distribuição ou de saida do gás de destilaÇao lenta (4) do dispositivo distribuidor (3) ® d® conduta (6) do gás de destilaÇao lenta para o queimador (7) da câmara de com bustao a alta temperatura (8). Aí, o gás de destilação lenta, que contém matérias tóxicas orgânicas, é queimado juntamente com o ar fresco aquecido conduzido do compressor de ar (16) através da conduta de ar fresco (15) do permutador de calor ar fresco-gás de combustão (17), portanto em condiçoes de excesso de ar ou de excesso de oxigénio. A temperatura das paredes na câmara de combustão de alta temperatura (8) é então mantida acima dos 1200°C. A esta temperatura elevada, as cadeias moleculares mais longas decompoem-se e portanto também as matérias tóxicas orgânicas. A fim de manter os gases duran te um tempo suficientemente longo e de maneira estável a este nível de temperaturas das paredes superior a 1200°C, a câmara de combustão a alta temperatura (8) no exemplo de realizaçao considerado faz—se volumosa e é arrefecida ao longo de um com A regulaçao da temperatura fas paredes dado, superior a 1200°C, faz-se por meio de representado), por exemplo por sopragem mais gases da combustão arrefecidos, que sao de— instalaçao geradora de vapor pelos gases de , no exemplo de realizaçao representado mesmo instalaçao de filtraçao dos pós (12), e levados ao (7) através da conduta de recirculaçao dos gases da (19). Para a variaÇao do caudal de sopragem montouprimento determinado num valor nominal um regulador (nao ou menos forte de rivados depois combustão (11) da depois da queima dor combustão — se um compressor de gás (38) na conduta de recirculaçao dos gases de combustão (19)·
Como já foi mencionado, os gases de combustão arrefecidos podem ser introduzidos directamente no queima dor (7) da câmara de combustão de alta temperatura (8), para
A ** desse modo influenciar a temperatura da camara de combustão e
Γ· r
das chamas. Mas podem também ser introduzidos ao lado das cha mas. λ instalaçao geradora de vapor por meio dos gases da com bustao (11), que está situada na tao (10), pode, para a limitaÇao —se gás da combustão, arrefecido conduta dos gases de combusda temperatura, também levara partir da conduta de remais concretamente o gás de combustão arrefecido conduta do gás de com duas entra circulação dos gases de combustão (19), através da conduta (19z)· Aqui, pode ser soprado ou directamente para a bustao (10) e/ou - como se indica no desenho pelas das na proximidade da parede — como um véu ao longo das paredes internas da instalaçao geradora de vapor a partir dos gases de combustão (11). Deste modo mantém—se num nível reduzicessamento para tador de calor de ar fresco-gás de combustão na instalaçao geradora de vapor a partir dos tao (11), o ar fresco proveniente da entrada do a sua sujidade. Na instalaçao geradora de vapor a partir dos gases de combustão (11) gera-se nas placas de aquecimento (20) vapor de água a alta pressão, que pode ser utilizado para a alimentaçao da central a vapor (21) integrada ou, de uma maneira aqui nao representada em pormenor, como vapor de proconsumidores internos e/ou externos. No permu (17) incorporado gases de combus(15e) é aquecido
Os compressores de gases (3θ), (3θ) (39), (19) de recirculaçao ar fresco (15) θ na sao usados para a ali (39) incorporado na respectivamente incorporados na conduta do gás de combustão (19), na conduta de conduta de gás de destilaÇao lenta (6), mentaçao dos gases. 0 compressor de gás conduta de gás de destilaÇao lenta (6) serve além disso para a manutenção de uma depressão — embora reduzida - no tambor de pirólise (2). Por meio desta depressão impede-se que os ga destilaÇao lenta saiam para o ambiente através das ve— anulares do tambor de pirólise (2).
se s de dações
Em vez disso - e de preferência - o compressor de gás (39) pode estar ligado directamente à saida da ins talaçao (13), sob a forma de uma ventoinha de aspiraÇao. Isso tem a vantagem de que os pós finos contidos no gás de destila
çao lenta no bocal (4) podem directamente para o interior ser fornecidos na sua totalidade da câmara de combustão (8).
Os resíduos sólidos da pirólise extraídos por meio do dispositivo de distribuição (3) do tambor de piró lise (2) dividem-se no dispositivo de separaçao dos resíduos (22) na fracçao fina> na fracçao grosseira mais fina e na fra cçao grosseira mais grossa· Para esta separaçao, poderia o dispositivo de separaçao dos resíduos (22) também estar equipado com uma fita transportadora, sobre a qual caem os resíduos da pirólise. Desta fita transportadora poderia em primei ro lugar remover-se, por sopragem com o gás inerte, no caso presente com o gás de combustão arrefecido e comprimido no compressor de elevaçao da pressão (25), a fracçao fina e que é soprada para dentro da conduta (25) da fracçao fina· Em seguida poderiam, numa outra secção da fita transportadora, separar-se da mesma maneira as fracçoes grosseiras de menor peso específico das fracçoes mais pesadas que ficaram na fita transportadora, e transportá-las na conduta (26). Através des ta conduta, chegam as mesmas ao dispositivo de moedura (3θ)· As fracçoes grosseiras de maior peso específico cairiam então no fim da fita transportadora para a conduta (27), donde deslizariam para o recipiente (31)· retorno das cinzas volantes, retiradas na instalaçao de filtraçao do pó (12) e na instalaçao geradora de vapor a partir dos gases de combustão (11), para a câmara de combustão a temperatura elevada (8), por meio da conduta (32) de retorno das cinzas, conduz a que as cinzas volantes vão aí fundir-se e incluir—se na escória da câmara de combus tao a alta temperatura (8). Esta escória é retirada na saida (34) na extremidade inferior da câmara de combustão a alta temperatura (8) e arrefecidas bruscamente no recipiente (34c), por exemplo no banho de água de um extractor de escórias por via húmida· Forma-se no banho de água um granulado com graos de dimensões relativamente grandes, utilizável na construcçao de estradas e outras aplicações idênticas.
κ;
Pela separaçao da fracçao grosseira mais gros sa dos resíduos da pirólise, em especial de todas as peças me tálicas, da fracçao grosseira mais fina, isto é, as fracçoes combustíveis, antes da introdução na câmara de combustão a al ta temperatura (8), conseguem-se três coisas: em primeiro lugar, as fracçoes grosseiras separadas estão nesta parte da instalaÇao em estado higiénico perfeito e estão o mais adapta das possível para um armazenamento intermédio mais longo e pa ra um transporte ulterior. Ê então particularmente vantajoso o ulterior processamento evita-se assim que os excessos de muitos o estado nao oxidado dos metais para Em segundo lugar, óxidos metálicos, vês da câmata de em especial dos metais pesados,cheguem atra combustão de alta temperatura (ô), aos gases da combustão e vao assim carregar particularmente a instalaÇao de purificaÇao dos gases da combustão (13)· Igualmente po dem assim separar-se e portanto depositar-se sem problemas as pedras, pedaços de cerâmica e cacos de vidro, de separaçao (22) dos resíduos· Isso tem, por mo consequência que sao substancialmente mais tos da instalaÇao (3θ) de trituração da fracçao grosseira no dispositivo outro la do,
CObaixos os cusmais fina do que seriam se essa conta para a totalidade dos se (2). quência de alta ria (3^t)
Em terceiro também que a lugar, a escória (8), que temperatura e aí se transforma no trituração tivesse que ser tida em lixos, antes do reactor de piróli separaçao prévia tem como conseformada na camara de combustão é granulada no extractor de escó estado vítreo, contém relativa mente menor quantidade de metais pesados· Como estes poucos metais pesados estão, além disso, embebidos na escória de maneira insusceptíve1 de lixiviaÇao, estas escórias podem ser usadas por exemplo na construção, sem problemas·
Apenas os metais pesados, como por exemplo o mercúrio e o cádmio, que já à temperatura de pirólise se vaporizam e depositam preponderantemente no coque da pirólise, sao evaporados e oxidados na camara de combustão a alta tempe ratura (8) quando da combustão do pó fino. Estes óxidos de me tais pesados, por exemplo óxido de cádmio e óxido de zinco,
depositam-se preponderantemente com o pó flutuante, como mate riais sólidos, nas instalações (11) e (12) ou, numa certa per centagem, sao separados também na instalaçao de depuraçao dos ί gases da combustão (13), por exemplo o óxido de mercúrio. Devido ao retorno dos pós flutuantes através da conduta (32) pa ra a câmara de combustão a alta temperatura (8), estes metais pesados recirculam até que finalmente sao incluídos nas escórias.
teor de óxidos de azoto nos gases da combustão pode manter-se num nível baixo nesta instalaçao de tra tamento térmico dos lixos. Isso deve—se à mistura de gases da combustão frios directamente no queimador (7) ou junto do quei mador (7) na câmara de combustão a alta temperatura (8) (re circulaçao dos gases da combustão).
A instalaçao descrita para o tratamento térmico dos lixos evita a dependência existente nas instalações de pirôlise conhecidas de um cliente único para o gás gerado. Ela transforma também a energia térmica dos lixos em energia de vapor. 0 vapor pode por exemplo ser conduzido através de uma conduta de vapor a um consumidor, no caso presente de pre ferencia a uma central geradora de vapor (21) integrada na instalaçao de tratamento térmico dos lixos, para a produção de energia eléctrica·
Na fig· 2 está representada uma forma de rea lizaçao que apresenta mais pormenores técnicos que a forma de realizaçao da fig. 1· Também nesta forma de realizaçao, forne ce-se o lixo nao triturado a um dispositivo de distribuição (1) com uma comporta de doseamento (36), que conduz a um reac tor de pirôlise (2). A entrada e saida dos gases quentes deste reactor estão representadas em (2a) e (2b), respectivamen te. De novo aqui está ligado do lado da distribuição um dispositivo de distribuição (3)» que apresenta uma conduta (6) do gás de destilação lenta, com saida do gás de destilação lenta e das poeiras mais finas e uma saida (5) dos resíduos
Os resíduos da pirólise deixam este dispositivo com uma temperatura de 400°C, através de um trans parafuso de distribuição (5A) arrefecido. Daqui, da pirólise caem para o interior de um dispositique apresenta um crivo (22^ separaçao por dimensões dos fragmen esquerda sao distribuídas as maior que da pirólise por exemplo portador de os resíduos vo de separaçao dos resíduos (22), e que foi previsto para a tos. Na saida da seiras, com um diâmetro por exemplo da direita as fracçoes com diâmetro fracçoes gros5 mm e na saida inferior a mm. Estas fracçoes caem sobre transportadores çao (22L) e (22R), respectivamente.
de parafuso de distribui— A fracçao grosseira obtida a partir do transportador de parafuso (22L), que contém também ainda material combustível, é conduzida através de uma via (26a) para um separador dos metais (44). Este separa os metais de outros materiais e recolhe-os num recipiente (31A). A partir daqui podem ser tratados como sucata· A fracçao gros seira nao metálica (pedras, vidros, cerâmicas, mais a fracçao combustível) é recolhida num recipiente (31B)· A partir daqui, através de uma via de transporte (26b), chegam a um outro dis positivo de separaçao (46). Este dispositivo de separaçao (46) pode em especial ser uma calha ou plano inclinado sujeito a vibrações ou soprado por baixo. 0 dispositivo (46) separa o material de entrada de acordo com o peso específico. Isso pode também fazer-se por exemplo por meio separaçao por ar ou gás comprimido e/ou através de uma grelha vibratória· Os mate riais pouco ou nada combustíveis, tais como pedras, cacos de vidro e de cerâmica, sao distribuídos através de uma conduta (27)· Pelo contrário, a fraççso grosseira combustível é levada através de uma conduta (26c) a um dispositivo de trituração (30)· Este é também alimentado pela conduta (25) com a fracçao grosseira mais fina (esta fracçao contém, entre outras coisas, também uma fracçao de poeiras finas)· A alimentaÇao de gases ou de ar necessária para a operaçao do dispositivo (3θ) está indicada em (3θζ)· Através da conduta de saida (3θ») é conduzida a substância moída - como na fig· 1 — para a câmara de combustão (8) ou para o depósito intermédio (29)· Des de que sejam distribuídos resíduos triturados, pode eliminar18 -se o dispositivo (46).
dispositivo de separaçao e preparaçao dos resíduos da pirôlise está na fig· 2 abrangido pela caixa a traço e ponto e designado globalmente por (48).
Claims (3)
- REIVINDICAÇÕES lâInstalaÇao para o tratamento térmico de xos com um reactor de pirôlise (2) que transforma os lixos em gás de destilação lenta e materiais residuais substancialmente nao fluídos, com um dispositivo de distribuição (3) dos ma teriais residuais da pirôlise nao fluídos, que apresenta um bocal de saída (4) do gás de destilação lenta para a saida do gás de destilação lenta e com um queimador (8) ao qual é leva do o gás de destilação lenta, caracterizada por estar montada no dispositivo de distribuição (3), dos lado dos resíduos da pirôlise, um dispositivo (3, 22) de separaçao dos resíduos, para separaçao das fracçoes grosseiras mais grossas que compreendem essencialmente componentes nao combustíveis, tais co mo pedras, cacos de vidro, fragmentos de porcelana, peças táiicas, das fracçoes grosseiras mais finas combustíveis, um dispositivo de transporte (26) das fracçoes grosseiras finas para um dispositivo de trituração (3θ)> a partir de ja lado de distribuição as fracçoes grosseiras mais finas idas podem ser levadas a uma câmara de combustão (por exemplo (8)) que trabalha com um excesso de oxigénio, que retém os ga ses de combustão, gerados a partir do material combustível in lime— por mais cumo— troduzido, um tempo suficiente a um nível de temperatura tal que se forma uma escória fundida, por a câmara de combustão (por exemplo (8)) estar provida de uma saida (34) a partir da qual pode retirar—se a escória fundida que, depois de arrefecida fica sob a forma vitrificada, e por se introduzirem na conduta (10) dos gases da combustão que vai da bustao (por exemplo (8)) para uma chaminé (14) camara de comem especial uma instalaÇao geradora de vapor (11) a partir dos gases de combustão, uma instalaÇao de filtraçao de poeiras (12) e uma instalaÇao de depuraçao dos gases da combustão (13)·- 2a InstalaÇao de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por no dispositivo de separaçao dos resíduos (3> 22) se separarem em primeiro lugar a fracçao fina e em seguida a fracçao grosseira mais fina da fracçao grosseira mais grossa, por sopragem com um gâs inerte.InstalaÇao de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizada por a câmara de combustão (por exemplo (8)) estar concebida para temperaturas das paredes superiores a 1 200° C e os gases fornecidos ao referido nível de tempera o “ tura serem mantidos a temperaturas superiores a 1 200 C.- 4aInstalaÇao de acordo com as reivindicações 1 a 3: caracterizada por â conduta (25) que liga o dispositivo de separaçao dos resíduos (3, 22) com a câmara de combustão (8) estar ligado um depósito intermédio (29) para o armazenamento intermédio da fracçao fina e/ou da fracçao grosseira mais fina triturada.- 5a Instalaçao de acordo com as reivindicações 1 a 4, caracterizada por se prever um dispositivo de doseamento (4o) para a regulaçao em especial da potência térmica da instalaçao geradora de vapor a partir dos gases de combustão (li ) através do qual podem fornecer—se as fracções armazenadas intermediariamente dos resíduos para o interior da câmara de combustão (por exemplo (8)).— 6 aInstalaçao de acordo com as reivindicações a 5, caracterizada por se prever uma conduta faz o retorno para a câmara de combustão (8) tes separados dos gases de combustão.de retorno (32) dos pós fiutuanInstalaçao de acordo com as reivindicações 1 a 6, caracterizada por poder retirar—se uma primeira parte dos gases da combustão num ponto (19a) depois da instalaçao geradora de vapor a partir dos gases da combustão (11), a qual pode ser reenviada para o interior da câmara de combustão (8), através de uma conduta de recirculaÇao (19) dos gases da combustão , para a regulaçao da temperatura·Instalaçao de acordo com qualquer das reivin dicaçoes 1 a 7, caracterizada por poder retirar-se uma segunda parte dos gases da combustão, num ponto (18a) depois da instalaçao geradora de vapor, dos gases da combustão (11), a qual pode ser reenviada através de uma conduta (19, 19z) para regulaçao da temperatura na instalaçao geradora de vapora par tir dos gases da combustão (11).- 9^ Instalaçao de acordo com as reivindicações 7 e/ou 8, caracterizada por a segunda parte dos gases da combus tno relativamente frios reenviados para trás, poderem ser injectados de modo tal que se forma ao longo das paredes da ins talaçao geradora de vapor a partir dos gases da combustão (11) um véu de gases comparativamente mais frios.Instalaçao de acordo com çoes 3 a 9, caracterizada por a câmara de uma das reivindica— combustão (8) ser arrefecida.- lia Instalaçao de acordo dicaçoes 1 a 10, caracterizada por o instalaçao geradora de vapor a partir com qualquer das reivin vapor proveniente da dos gases da combustão (11) poder ser usado para produção de calor a distância, para fornecimento de vapor de processamento, mas também numa central a vapor integrada (21) para produção de corrente eléctri ca · çoes 1 a 11, di stribuiçaoInstalaçao de acordo com uma das reivindica— caracterizada por se prever um dispositivo de (1) que introduz os lixos nao triturados no reac tor de pirólise (2).- 13a Instalaçao de acordo com as reivindicações 1 a 12, caracterizada por se prever, para a granulaÇao da escória retirada da câmara de combustão (8), um banho de água (34c).- 14a _Instalaçao de acordo com qualquer das reivin dicaçoes 10 a 13» caracterizada por a câmara de combustão (8) estar provida com um isolamento térmico (9), em especial na forma de uma alvenaria nao refrigerada·- 15a Instalaçao de acordo com qualquer das reivin dicaçoes la 14, caracterizada por se prever uma conduta de retorno (32) através da qual podem retirar-se para um recipiente (33) as poeiras flutuantes separadas dos gases de combus taoi em especial ricas em óxidos metálicos.Instalaçao para o tratamento térmico de lixos, caracterizada por compreender:a) um reactor de pirólise (2) que transforma, a uma temperatu ra de 3θθ a 600° C, os lixos em gás de destilação lenta a resíduos de pirólise,b) um dispositivo de distribuição (3) colocado depois, para distribuição do gás de destilação lenta e dos resíduos da piróli se ,c) uma câmara de combustão (8) ligada ao dispositivo de distribuição do lado do gás, para o gés de destilação lenta, calculada para funcionar a mais de 1 200° C, a qual, quando aquecida ao nível de temperatura pré—determinado, tem a seu cargo a decomposição térmica das substâncias tóxicas orgânicas introduzidas nos gases fornecidos e provida de uma saida (34) para a retirada da escória fundida que, depois do arrefecimento, fica na forma vitrificada, e diâmetro através de um dispositivo de moedu câmara de combustão (8).duos com menor ra (3θ) para a- 17a Processo para o tratamento térmico de lixos, caracterizado por compreender as fases seguintes:a) o lixo é destilado a uma temperatura relativamente baixa com isolamento do oxigénio, formando um gás de destilação lenta e um resíduo da pirélise,b) o resíduo da pirélise é separado numa fracçao fina, uma fracçao grosseira mais fina e uma fracçao grosseira mais grossa, ec) a fracçao fina e queimada, a fracçao grosseira mais fina triturada é, depois da trituração - de preferência juntamente com o gás de destilaÇao — queimada, formando-se gás ** - ** da combustão e uma escoria fundida, e a fracçao grosseira mais grossa é separada.Processo de a cordo com a reivindicaÇao17, o pé ser fundido da escória·- 19^ Processo de acordo com as reivindicações 17 ou 18, caracterizado por a energia térmica do gás de combustão ser utilizada para o aquecimento do oxigénio fornecido e/ ou para geraçao de vapor.Processo de acordo com as reivindicações 17 a 19, caracterizado por, para a regulaçao da temperatura, se misturar gás da combustão purificado ao gás de destilação len25 ta a queimar·- 21& Processo de acordo com qualquer das reivindi caçoes 17 a 20, caracterizado por a fracçao fina e/ou a fracÇao grosseira mais fina ser armazenada intermediàriamente antes da combustão.- 22a Processo de acordo com qualquer das reivindi caçoes 17 a 21, caracterizado por se separar o pó flutuante rico em óxidos de metais pesados do gós da combustão e se uti lizar o mesmo como matéria prima para uma reciclagem dos óxidos de metais pesados.A requerente declara que os primeiros pedi dos desta patente foram apresentados na República ma em 3 de Agosto de 19θ7 , sob o P 3725704.8 eFederal Ale em 8 deAbril de 1988, sob o NQ P 3811820.3.Li sboa ,
- 2 de Agosto de I988
- 5» AGENTE OFiGiAL DA PROPRIEDADE INDUSTRIA*
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