PL B1. TKW COMBUSTION Sp. z o.o. w upadłości,głowno,pl BUP 12/05

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: (51) Int.Cl. F23G 1/00 ( ) Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: (54) Urządzenie do spalania odpadów organicznych (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 12/05 (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 06/09 (73) Uprawniony z patentu: TKW COMBUSTION Sp. z o.o. w upadłości,głowno,pl (72) Twórca(y) wynalazku: Henryk Karcz,Wrocław,PL Wiesław Jodkowski,Wrocław,PL Tomasz Butmankiewicz,Opole,PL (74) Pełnomocnik: Rogala Walerian, Biuro Usług Patentowych PL B1 (57) 1. Urządzenie do spalania odpadów organicznych, zwłaszcza rozdrobnionych odpadów zwierzęcych lub osadów ściekowych, znamienne tym, że zawiera wyposażenie obejmujące zbiornik (1) z mieszadłem (2), którego dolna stożkowata część jest połączona poprzez przekładnię (7) i silnik elektryczny (8) z podajnikiem (6) wyposażonym w automatyczną wagę (9) przekazującą sygnał do programowalnego sterownika (10) oraz zawiera drugi podajnik (13) usytuowany pomiędzy zbiornikiem (14) z przynależną kruszarką (15) a lejem zasypowym (12) z rozdrabniaczem (11).

2 2 PL B1 Opis wynalazku Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do spalania odpadów organicznych, zwłaszcza rozdrobnionych odpadów zwierzęcych i osadów ściekowych. Według opisu wynalazku w zgłoszeniu nr P odpady organiczne, zwłaszcza mączki mięsnokostne, tłuszcze odpadowe i inne przetworzone odpady pochodzenia zwierzęcego są spalane w cementowniczym piecu obrotowym w procesie wypalania klinkieru paliwem szlachetnym, ewentualnie mieszanką zawierającą paliwa szlachetne i alternatywne. Odpady te są dodawane do pieca cementowniczego przez główny palnik do płomienia z temperaturami od 1400 C do 1900 C. W procesie tym część wartości energetycznej paliwa dotychczas stosowanego zastępuje się mączką mięsno-kostną, tłuszczem odpadowym lub innymi odpadami pochodzenia zwierzęcego, które przy wysokich temperaturach i utleniającej atmosferze piecowej z nadmiarem powietrza zostają spalone z wykorzystaniem ich wartości opałowej. Nietoksyczne spaliny po rozkładzie termicznym częściowo zostają wychwycone przy wypalaniu przeciwprądowym przez zmieloną mieszankę surowców i tworzący się klinkier, a popiół powstały z minerałów kostnych po spaleniu przereagowuje do masy klinkieru z mineralizującym działaniem tlenku fosforu P 2 O 5 na tworzenie faz klinkierowych. Termiczna utylizacja komunalnych osadów ściekowych jest podana w opisie patentowym zgłoszenia nr P , według którego od 10 do 60% suchej masy ustabilizowanego osadu ściekowego dodaje się do naturalnego surowca, gliny plastycznej i urabia się do uzyskania jednorodnej masy, po czym formuje się wyrób i po wysuszeniu wypala się w wysokiej temperaturze. Z jednorodnej masy formuje się granulat o wilgotności przekraczającej 25% i po wysuszeniu wypala się w temperaturze 950 C-1300 C. Granulat wykorzystuje się do produkcji lekkiego kruszywa budowlanego typu keramzyt do produkcji lekkich betonów. Urządzenie do spalania odpadów organicznych według wynalazku charakteryzuje się tym, że zawiera wyposażenie obejmujące zbiornik z mieszadłem, którego dolna stożkowata część jest połączona poprzez przekładnię i silnik elektryczny z podajnikiem wyposażonym w automatyczną wagę przekazującą sygnał do programowalnego sterownika oraz zawiera drugi podajnik usytuowany pomiędzy zbiornikiem z przynależną kruszarką a lejem zasypowym z rozdrabniaczem. Programowalny sterownik zawiera dwa wejścia We1 i We2 i jedno wyjście Wy1, z których wejście We1 jest związane z komorą paleniskową, a drugie wejście We2 z automatyczną wagą. Wyjście Wy1 steruje taśmą podajnika poprzez falownik silnika elektrycznego. Ponadto w jednym z wariantów rozwiązania urządzenie zawiera dodatkowe wyposażenie obejmujące zespół ejekcyjny, pyłoprzewód, dysze, palnik pyłowy, pyłoprzewód, młyn węglowy i bunkier węglowy. Rozwiązanie według wynalazku realizuje termiczną utylizację odpadów zwierzęcych, a zwłaszcza konieczność utylizacji likwidowanych zwierząt gospodarskich dotkniętych chorobami. Proces termicznej utylizacji prowadzi się w temperaturze powyżej 1000 C przy wykorzystaniu odpadów zwierzęcych, dzięki czemu z jednej strony ze względu na wysoką temperaturę, proces utylizacji spełnia wymagania norm polskich i europejskich, a z drugiej strony wykorzystanie odpadów umożliwia zmniejszenie kosztów utylizacji, uzyskiem energii elektrycznej ze spalania. Spalanie osadów ściekowych według wynalazku jest także korzystne z punktu widzenia ochrony środowiska, ponieważ spalanie mieszaniny pyłowej węglowo-osadowej wykazuje brak stałych produktów ubocznych, a spalanie w temperaturze powyżej 1100 C spełnia wymagania norm polskich i europejskich, w których temperatura utylizacji jest ustalona powyżej 800 C. Ponadto spalanie osadów i wytwarzanie energii elektrycznej zmniejsza zapotrzebowanie na paliwa podstawowe w elektrowniach i elektrociepłowniach. Przedmiot wynalazku jest pokazany na rysunku, na którym fig 1 przedstawia urządzenie do spalania w postaci schematu, a także w postaci schematu są przedstawione warianty rozwiązań na fig 2, 3 i 4. Przedstawione urządzenie i warianty rozwiązań na rysunku fig. 1-4 zawierają wyposażenia dostosowane do spalania odpadów zwierzęcych i osadów ściekowych o różnej konsystencji mniej lub bardziej odwodnionych. Wyposażenie każdego urządzenia obejmuje zbiornik 1 z mieszadłem 2 otrzymującym napęd od silnika elektrycznego 3 poprzez przekładnię 4. Do zbiornika 1 podawane są rozdrobnione odpady zwierzęce lub osady ściekowe, które przed zawieszeniem wewnątrz zbiornika są zabezpieczone mieszadłem 2. Dolna stożkowata część zbiornika 1 jest zakończona dozownikiem 5 podającym nadawę na podajnik zgrzebłowy 6 umieszczony w szczelnej obudowie. Podajnik zgrzebłowy 6 otrzymuje napęd poprzez przekładnię 7 od silnika elektrycznego 8, który jest wyposażony w falownik regulujący ilość obrotów silnika. Podajnik 6 na trasie w bliskiej odległości od zbiornika 1 jest wyposażony w automatyczną wagę 9 przekazującą sygnał o chwilowej masie podawanej nadawy do

3 PL B1 3 programowalnego sterownika 10. Nadawa w postaci odpadów zwierzęcych lub osadów ściekowych jest transportowana podajnikiem 6 do rozdrabniacza 11, z którego po rozdrobnieniu zbrylonych fragmentów jest kierowana do leja zasypowego, 12 do którego podajnikiem 13 transportuje się węgiel ze zbiornika 14 po rozdrobnieniu w kruszarce 15. Mieszanina węgla z odpadami zwierzęcymi lub węgla z osadami ściekowymi jest z leja zasypowego 12 kierowana do spalania w komorze paleniskowej 16 kotła fluidalnego. Programowalny sterownik 10 zawiera dwa wejścia We1 i We2, z których wejście We1 pochodzi od obciążenia cieplnego komory paleniskowej 16, a drugie wejście We2 pochodzi od automatycznej wagi 9 wskazującej ilości podawanych odpadów lub osadów oraz zawiera jedno wyjście Wy1 podające sygnał do falownika silnika elektrycznego 8, który zmienia prędkość przesuwu taśmy podajnika 6 i ilości podawanych odpadów lub osadów do leja zasypowego 12. Kierowana do komory paleniskowej 16 kotła fluidalnego mieszanina zawiera od 10 do 50% odpadów zwierzęcych osuszonych i odtłuszczonych oraz węgla surowego od 90 do 50%, natomiast nie osuszonych i nie odtłuszczonych od 10 do 40% i węgla surowego od 90 do 60%, a przy spalaniu osadów z węglem mieszanina zawiera osadów osuszonych 10 do 40% i węgla surowego od 90 do 60% lub osadów zawilgoconych od 10 do 30% i węgla od 90 do 70%. Urządzenie w wariancie rozwiązania przedstawione na rysunku fig. 2 zawiera zbiornik 17 wyposażony w mieszadło 18 otrzymujące napęd od silnika elektrycznego 19 poprzez przekładnię 20. Dolna część zbiornika 17 jest zakończona dozownikiem 21 podającym nadawę zawierającą rozdrobnione odpady zwierzęce lub osady ściekowe na podajnik zgrzebłowy 22 szczelnie obudowany otrzymujący napęd poprzez przekładnię 23 od silnika elektrycznego 24, który jest wyposażony w falownik regulujący ilość obrotów silnika 24. Podajnik 22 jest wyposażony w automatyczną wagę 25 przekazującą sygnał o chwilowej masie podawanej nadawy na programowalny sterownik 26. Podajnik 22 kieruje do bunkra zasypowego 27 odpady zwierzęce lub osady ściekowe, w którym są rozdrabniane za pomocą rozdrabniacza 28. Do bunkra zasypowego 27 jest podajnikiem 29 kierowany także węgiel surowy, natomiast powstała mieszanina węgla z odpadami zwierzęcymi lub z osadami ściekowymi jest kierowana na ruszt węglowy 30 komory kotła rusztowego 31. Programowalny sterownik 26 zawiera dwa wejścia We3 i We4, z których wejście We3 pochodzi od obciążenia cieplnego komory kotła rusztowego 31, a wejście We4 pochodzi od automatycznej wagi 25 wskazującej ilość podawanego odpadu zwierzęcego lub osadu ściekowego przez podajnik 22 do bunkra zasypowego 27, natomiast wyjście Wy2 podaje sygnał do falownika silnika elektrycznego 24, zmieniającego prędkość przesuwu taśmy podajnika 22 i ilość podawanych odpadów lub osadów do komory kotła rusztowego 31 w zależności od obciążenia cieplnego kotła i chwilowej ilości podawanych odpadów zwierzęcych lub osadów ściekowych. Kierowana mieszanina na ruszt węglowy 30 komory kotła rusztowego 31 zawiera od 10 do 50% odpadów zwierzęcych o dowolnej zawartości tłuszczu oraz węgla surowego 90 do 50%, lub osadów ściekowych o dowolnej wilgotności od 10 do 40% i węgla surowego od 90 do 60%. Urządzenie w następnym wariancie rozwiązania przedstawione na fig. 3 zawiera zbiornik 32 wyposażony w mieszadło 33 otrzymujące napęd od silnika elektrycznego 34 poprzez przekładnię 35. Dolna część zbiornika 32 jest zakończona dozownikiem 36 podającym nadawę zawierającą rozdrobnione odpady zwierzęce lub osady ściekowe na podajnik 37 szczelnie obudowany otrzymujący napęd poprzez przekładnię 38 od silnika elektrycznego 39 wyposażonego w falownik regulujący ilość obrotów silnika 39. Podajnik 37 jest wyposażony w automatyczną wagę 40 przekazującą sygnał o chwilowej masie podawanej nadawy na programowalny sterownik 41. Podajnik 37 kieruje nadawę do bunkra węglowego 42, do którego podajnikiem 43 jest doprowadzany surowy węgiel. Mieszanka węgla z nadawą podawana jest do młyna węglowego 44 skąd pyłoprzewodem 45 jest transportowana do palnika 46 i spalana w komorze kotła 47. Kierowana mieszanina do spalania zawiera rozdrobnione odpady zwierzęce niezależnie od zawartości wilgoci i tłuszczu w ilości od 10 do 50% i węgla od 90 do 50%, lub osadów ściekowych niezależnie od zawartości wilgoci od 10 do 40% i węgla od 90 do 60%. Programowalny sterownik 41 zawiera dwa wejścia We5 i We6, z których wejście We5 pochodzi od obciążenia cieplnego komory kotła 47, a wejście We6 pochodzi od automatycznej wagi 40 wskazującej ilość podawanej nadawy przez podajnik 37 do bunkra węglowego 42, oraz zawiera jedno wyjście Wy3, które podaje sygnał do falownika silnika elektrycznego 39, zmieniającego prędkość przesuwu taśmy podajnika i ilości podawanej nadawy do komory kotła 47 w zależności od obciążenia cieplnego kotła i chwilowej ilości podawanych odpadów zwierzęcych lub osadów ściekowych. Urządzenie w kolejnym wariancie rozwiązania przedstawione na fig. 4 zawiera zbiornik 48 wyposażony w mieszadło 49 otrzymujące napęd od silnika elektrycznego 50 poprzez przekładnię 51. Dolna część zbiornika 48 jest zakończona dozownikiem 52 podającym nadawę zawierającą rozdrob-

4 4 PL B1 nione odpady zwierzęce lub osady ściekowe na podajnik 53 szczelnie obudowany otrzymujący napęd poprzez przekładnię 54 od silnika elektrycznego 55 wyposażonego w falownik regulujący ilość obrotów silnika 55. Podajnik 53 jest wyposażony w automatyczną wagę 56 przekazującą sygnał o chwilowej masie podawanej nadawy na programowalny sterownik 57. Podajnik 53 kieruje nadawę do rozdrabniacza 58 a rozdrobniona nadawa jest kierowana do zespołu ejekcyjnego 59 i dalej pyłoprzewodem 60 do górnej dyszy 61 palnika pyłowego 62, do którego podawany jest pył węglowy pyłoprzewodem 63 z młyna węglowego 64 zasilanego węglem surowym z bunkra węglowego 65, do którego węgiel jest podawany przewodem 67. Nadawa zawierająca rozdrobnione odpady zwierzęce lub osady ściekowe spala się w komorze kotła 66 zapalając się od spalanego pyłu węglowego podawanego dyszami palnika pyłowego 62. Rozdrobnione odpady zwierzęce osuszone i pozbawione tłuszczu są podawane do spalania w ilości od 10 do 50% przy ilości spalanego węgla od 90 do 50%, a osuszonego osadu ściekowego w ilości od 10 do 40% przy ilości spalanego węgla od 90 do 60%. Programowalny sterownik 57 zawiera dwa wejścia We7 i We8 oraz jedno wyjście Wy4. Wejście We7 pochodzi od obciążenia cieplnego komory kotła 66, a wejście We8 pochodzi od automatycznej wagi 56 wskazującej ilość podawanej nadawy przez podajnik 53 do dyszy 61 palnika pyłowego 62, natomiast wyjście Wy4 podaje sygnał do falownika silnika elektrycznego 55, zmieniającego prędkość przesuwu taśmy podajnika i ilość podawanej nadawy do spalania w komorze kotła 66 w zależności od obciążenia cieplnego kotła i chwilowej ilości podawanych odpadów zwierzęcych lub osadów ściekowych. Zastrzeżenia patentowe 1. Urządzenie do spalania odpadów organicznych, zwłaszcza rozdrobnionych odpadów zwierzęcych lub osadów ściekowych znamienne tym, że zawiera wyposażenie obejmujące zbiornik (1) z mieszadłem (2), którego dolna stożkowata część jest połączona poprzez przekładnię (7) i silnik elektryczny (8) z podajnikiem (6) wyposażonym w automatyczną wagę (9) przekazującą sygnał do programowalnego sterownika (10) oraz zawiera drugi podajnik (13) usytuowany pomiędzy zbiornikiem (14) z przynależną kruszarką (15) a lejem zasypowym (12) z rozdrabniaczem (11). 2. Urządzenie wg zastrzeżenia 1, znamienne tym, że programowalny sterownik (10) zawiera dwa wejścia (We1) i (We2), i jedno wyjście (Wy1), z których wejście (We1) jest związane z komorą paleniskową (16) a drugie wejście (We2) z automatyczną wagą (9) natomiast wyjście (Wy1) steruje taśmą podajnika (6) poprzez falownik silnika elektrycznego (8). 3. Urządzenie wg zastrzeżenia 1, znamienne tym, że zawiera dodatkowe wyposażenie obejmujące zespół ejekcyjny (59), pyłoprzewód (60), dysze (61), palnik pyłowy (62), pyłoprzewód (63), młyn węglowy (64) i bunkier węglowy (65).

5 PL B1 5 Rysunki

6 6 PL B1

7 PL B1 7

8 8 PL B1 Departament Wydawnictw UP RP Cena 2,00 zł.