PL B1. Sposób termicznej utylizacji odpadów organicznych oraz urządzenie do termicznej utylizacji odpadów organicznych

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: (51) Int.Cl. F23G 5/027 ( ) B09B 3/00 ( ) Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: (54) Sposób termicznej utylizacji odpadów organicznych oraz urządzenie do termicznej utylizacji odpadów organicznych (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 02/08 (73) Uprawniony z patentu: JODKOWSKI WIESŁAW, Wrocław, PL ZUBER STEFAN, Wrocław, PL (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 11/10 (72) Twórca(y) wynalazku: WIESŁAW JODKOWSKI, Wrocław, PL STEFAN ZUBER, Wrocław, PL PL B1

2 2 PL B1 Opis wynalazku Przedmiotem wynalazku jest sposób termicznej utylizacji odpadów organicznych, zwłaszcza tkanki mięsno-kostnej, tłuszczów odpadowych i innych odpadów pochodzenia zwierzęcego oraz osadów pościekowych i urządzenie do termicznej utylizacji odpadów organicznych, zwłaszcza tkanki mięsno-kostnej, tłuszczów odpadowych i innych odpadów pochodzenia zwierzęcego oraz osadów pościekowych. Znany jest sposób termicznej utylizacji odpadów organicznych, zwłaszcza mączki mięsno- -kostnej, tłuszczów odpadowych i innych przetworzonych odpadów pochodzenia zwierzęcego ze zgłoszenia wynalazku nr P polegający na wprowadzaniu odpadów organicznych, zwłaszcza zwierzęcych do wlotu wygrzanej przestrzeni komory obrotowej opadającej ku wlotowi gazów pirolitycznych do komory wylotowej, w czasie większym niż 1 minuta, gdzie ulega wysuszeniu i odgazowaniu, tak że powstały gaz pirolityczny po zmieszaniu z powietrzem wtórnym jest spalany w komorze wylotowej w temperaturze wyższej od 850 C, a karbonizat spadający pod wpływem sił ciężkości i obrotów nachylonej komory obrotowej ulega całkowitemu spaleniu w palenisku fluidalnym tejże komory, przy czym wnętrze komory obrotowej i komory wylotowej podgrzewa się korzystnie spalając w nich paliwo ciekłe w postaci tłuszczu zwierzęcego o temperaturze wyższej niż 80 C. Znane jest również urządzenie do termicznej utylizacji odpadów organicznych, zwłaszcza mączki mięsno-kostnej, tłuszczów odpadowych i innych przetworzonych odpadów pochodzenia zwierzęcego ze zgłoszenia wynalazku nr P posiadające komorę obrotową z wlotem odpadów na jej początku w okolicy wlotu powietrza pierwotnego i wylotem gazów pirolitycznych i karbonizatu na jej drugim końcu, nachyloną pod kątem 5 do 15 ku wylotowi połączonemu z podgrzewaną paliwem ciekłym komorą wylotową do spalania gazów pirolitycznych, mającą czopuch spalin doprowadzający spaliny do kotła i fluidalne palenisko do spalania karbonizatu opadającego z wylotu komory obrotowej, gdzie komory; obrotowa i wylotowa posiadają palniki olejowe i niezbędny znany osprzęt, a powietrze do spalania zapewniają wentylatory. Celem wynalazku jest opracowanie sposobu termicznej utylizacji odpadów organicznych, zwłaszcza tkanki mięsno-kostnej, tłuszczów odpadowych i innych odpadów pochodzenia zwierzęcego oraz osadów pościekowych i urządzenia do termicznej utylizacji odpadów organicznych, zwłaszcza tkanki mięsno-kostnej, tłuszczów odpadowych i innych odpadów pochodzenia zwierzęcego oraz osadów pościelowych, pozwalającego na efektywniejsze spalanie odpadów w różnych miejscach ich powstawania i w różnych ilościach. Cel został osiągnięty przez opracowanie sposobu termicznej utylizacji odpadów organicznych, zwłaszcza tkanki mięsno-kostnej, tłuszczów odpadowych i innych odpadów pochodzenia zwierzęcego oraz osadów pościekowych z rozdrabnianiem, suszeniem i odgazowaniem odpadów w pochylonej komorze pieca obrotowego i spalaniem gazu pirolitycznego z nadmiarem powietrza w oddzielnej komorze oraz karbonizatu w palenisku fluidalnym w temperaturze wyższej od 850 C, z podgrzewaniem komory: obrotowej i wylotowej paliwem ciekłym lub gazowym, charakteryzującego się tym, że odpady organiczne, zwłaszcza zwierzęce wprowadza się poniżej wylotu gazów pirolitycznych do komory wylotowej, do wygrzanej przestrzeni komory obrotowej opadającej ku wlotowi powietrza pierwotnego w komorze, rozdrabnia się je, suszy, odgazowuje i rozbija powstające zbrylenia prętami usytuowanymi na obwodzie i wzdłuż ściany wewnętrznej komory, a powstały karbonizat przebywa w komorze przez ponad godzinę w warunkach niedoboru powietrza, po czym spala się go z nadmiarem powietrza w temperaturze powyżej 850 C w palenisku fluidalnym komory obrotowej, na drugim jej końcu w sąsiedztwie wlotu powietrza pierwotnego i przy ciśnieniu wyższym niż we wnętrzu tejże komory, przy czym powietrze do spalania karbonizatu dzieli się na dwie części i doprowadza się pierwszą z nich o ciśnieniu niższym do wnętrza komory pieca przez część górną komory płaszcza zewnętrznego powietrza, a drugą o ciśnieniu wyższym doprowadza się do paleniska fluidalnego przez część dolną tejże komory, gdzie karbonizat ulega całkowitemu spaleniu, a popiół odprowadza się na zewnątrz komory, natomiast czas przelotu gazów spalinowych przez komorę wylotową, gdzie następuje całkowite spalenie gazów pirolitycznych z nadmiarem powietrza w temperaturze wyższej od 850 C, jest dłuższy niż dwie sekundy, z tym że komory: obrotową i wylotową podgrzewa się w miarę potrzeby w znany sposób paliwem płynnym lub gazowym, ostatecznie powstałe spaliny doprowadza się poprzez czopuch do kotła odzysknicowego gdzie ulegają szybkiemu schłodzeniu. Korzystnie w palnikach komory obrotowej i komory wylotowej spala się paliwo w postaci tłuszczu zwierzęcego o temperaturze wyższej niż 80 C.

3 PL B1 3 W sposobie według wynalazku spalanie karbonizatu następuje w palenisku fluidalnym w przedniej części komory obrotowej i spaliny ze spalenia karbonizatu przepływają przez całą długość komory obrotowej podtrzymując proces obróbki termicznej odpadu, co zapewnia uzyskanie oszczędności spalanego oleju lub gazu w pierwszej części obróbki termicznej utylizowanego odpadu i większej ilości energii cieplnej z utylizowanych odpadów oraz ograniczenie wielkości emisji toksycznych produktów spalania ze względu na dłuższy czas przebywania odpadu w komorze obrotowej i ciągły jego dopływ do paleniska fluidalnego, bez zwiększania kosztów eksploatacyjnych i inwestycyjnych. Zasadnicza część gazów powstałych przy obróbce termicznej odpadu przed paleniskiem fluidalnym spala się z nadmiarem powietrza po ich przejściu do komory wylotowej. Urządzenie według wynalazku posiadające komorę obrotową z wlotem odpadów i wylotem gazów pirolitycznych nachyloną pod kątem ku poziomowi, połączoną z komorą wylotową do spalania gazów pirolitycznych, zakończoną czopuchem doprowadzającym spaliny do kotła oraz fluidalne palenisko do spalania karbonizatu, gdzie komory: obrotowa i wylotowa posiadają palniki olejowe lub gazowe i niezbędną aparaturę kontrolno-pomiarową płomienia, temperatury i ciśnienia spalin i inny niezbędny osprzęt, a doprowadzenie powietrza do spalania zapewniają wentylatory, charakteryzuje się tym, że komora obrotowa pieca na końcu sąsiadującym z komorą wylotową połączoną poprzez czopuch z kotłem odzysknicowym, korzystnie poniżej wylotu gazów pirolitycznych posiada wlot odpadów organicznych i jest pochylona ku drugiemu jej końcowi z palnikiem podgrzewającym i wlotem powietrza pierwotnego i jest wyposażona w palenisko fluidalne zaopatrzone korzystnie w wymienne dysze powietrza zasilane z komory płaszcza zewnętrznego połączonego poprzez pierścienie uszczelniające z powierzchnią zewnętrzną pieca obrotowego, która jest podzielona na dwie części: dolną i górną, przy czym część dolna jest mniejsza i stanowi w przybliżeniu połowę części górnej, a palenisko fluidalne posiada wylot popiołu do zasobnika przenośnika popiołu kierowanego do zbiornika, natomiast wzdłuż i na obwodzie ściany wewnętrznej komory obrotowej, w części sąsiadującej z wlotem odpadów są usytuowane pręty do rozbijania zbryleń odpadów. Kąt nachylenia α pieca obrotowego do poziomu wynosi korzystnie od 0,5 do 4. Czopuch spalin doprowadzający gorące spaliny z komory wylotowej do kotła odzysknicowego gdzie są schładzane, jest wyposażony w niezbędną znaną aparaturę do pomiaru parametrów spalin jak analizator spalin, termometry, manometry i inny niezbędny znany osprzęt. Komora obrotowa pieca jest zamocowana w znanej konstrukcji nośnej stosownej do istniejących warunków. Urządzenie posiada znane przenośniki: początkowy i końcowy do podawania odpadów z bunkra do komory obrotowej oraz przenośnik odprowadzający popiół z wylotu tej komory do zbiornika. Przedmiotem wynalazku jest sposób termicznej utylizacji odpadów organicznych oraz urządzenie do jego realizacji pokazane w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie urządzenie w przekroju podłużnym, a fig. 2 - komorę obrotową w przekroju poprzecznym A-A. Sposób według wynalazku polega na tym, że odpad 45 w postaci tkanki mięsno-kostnej wprowadza się do wlotu wygrzanej do 1000 C przestrzeni komory obrotowej 4 opadającej od komory wylotowej 22 ku wlotowi 12 powietrza pierwotnego w drugim końcu 13 komory 4, rozdrabnia się je, suszy, odgazowuje i rozbija powstające zbrylenia prętami 6 usytuowanymi na obwodzie 7 i wzdłuż ściany wewnętrznej 5 tej komory, a powstały karbonizat przebywa w komorze 4 przez ponad godzinę w warunkach niedoboru powietrza przesuwając się wskutek obrotu pieca 1 i działania siły ciężkości do paleniska fluidalnego 14, po czym spala się go z 20% nadmiarem powietrza w temperaturze powyżej 900 C w tym palenisku 14, na końcu komory obrotowej 4 w sąsiedztwie wlotu 12 powietrza pierwotnego i przy ciśnieniu o 20% wyższym niż we wnętrzu tejże komory, przy czym powietrze do spalania karbonizatu dzieli się na dwie części i doprowadza się pierwszą z nich o ciśnieniu niższym stanowiącą 10% z całości do wnętrza komory 4 pieca 1, a drugą o ciśnieniu wyższym doprowadza się do paleniska fluidalnego 14 w ilości stanowiącej 90% z całej ilości powietrza podawanej do spalania karbonizatu, gdzie karbonizat ulega całkowitemu spaleniu, a popiół odprowadza się na zewnątrz komory 4, natomiast czas przelotu gazów spalinowych przez komorę wylotową 22, gdzie następuje całkowite spalenie gazów pirolitycznych z 15% nadmiarem powietrza w temperaturze 950 C, wynosi trzy sekundy, z tym że komory: obrotową 4 i wylotową 22 podgrzewa się w miarę potrzeby paliwem płynnym w postaci tłuszczu zwierzęcego o temperaturze 85 C, gdy temperatura w którejś z tych komór spadnie do 860 C i ostatecznie powstałe spaliny doprowadza się poprzez czopuch 27 do kotła odzysknicowego 44 gdzie ulegają szybkiemu schłodzeniu.

4 4 PL B1 Urządzenie według wynalazku posiada piec 1 z komorą obrotową 4, która na końcu 8 sąsiadującym z komorą wylotową 22 połączoną poprzez wylot spalin 25 i czopuch 27 z kotłem odzysknicowym 44, poniżej wylotu 9 gazów pirolitycznych posiada wlot 10 odpadów 45 w postaci tkanki mięsno- -kostnej i jest pochylona ku drugiemu jej końcowi 13 z palnikiem podgrzewającym 11 i wlotem 12 powietrza pierwotnego pod kątem α 2 równym 2 od poziomu i posiada palenisko fluidalne 14 zaopatrzone w wymienne dysze 15 powietrza zasilane z komory 19 płaszcza zewnętrznego 17 współpracującego poprzez pierścienie uszczelniające 18 z powierzchnią zewnętrzną 3 pieca obrotowego 1. Komora 19 płaszcza zewnętrznego 17 jest podzielona na dwie części: dolną 20 i górną 21, przy czym część dolna 20 stanowi połowę części górnej 21, a palenisko fluidalne 14 posiada wylot 16 popiołu do zasobnika 33 przenośnika 32 popiołu kierowanego do zbiornika 34. Komora obrotowa 4 wzdłuż i na obwodzie 7 ściany wewnętrznej 5, w części sąsiadującej z wlotem 10 odpadów 45 posiada pręty 6 do rozbijania zbryleń odpadów 45, jakie mogą powstawać w czasie ich obróbki termicznej. Komora wylotowa 22 posiada palnik podgrzewający 26 oraz wlot 23 gazów pirolitycznych i wlot 24 powietrza do spalania tych gazów. Czopuch 27 spalin doprowadzający gorące spaliny z komory wylotowej 22 do kotła odzysknicowego 44 gdzie są schładzane, jest wyposażony w analizator spalin 35, termometr 36, manometr 38, a komory: obrotowa (4) i wylotowa (22) posiadają termometry (37) i manometry (39) oraz inny niezbędny znany osprzęt. Komora obrotowa 4 pieca 1 jest zamocowana w znanej konstrukcji nośnej 28. Urządzenie posiada przenośniki: początkowy 30 i końcowy 31 do podawania odpadów 45 z bunkra 29 do komory obrotowej 4 oraz przenośnik 32 odprowadzający popiół z wylotu 16 tej komory do zbiornika 34 popiołu oraz wentylatory (40, 41, 42 i 43) zapewniające dopływ powietrza niezbędnego do procesu utylizacji. Oznaczenia rysunkowe 1 - piec obrotowy 2 - kąt nachylenia α pieca 1 do poziomu 3 - powierzchnia zewnętrzna pieca komora obrotowa pieca ściana wewnętrzna komory obrotowej 4 pieca pręt rozbijający ściany wewnętrznej 5 komory obwód ściany wewnętrznej 5 komory obrotowej koniec komory obrotowej 4 sąsiadujący z komorą wylotową wylot gazów pirolitycznych z komory obrotowej 4 do komory wylotowej wlot odpadów 45 do komory obrotowej palnik podgrzewający komory obrotowej 4 pieca wlot powietrza pierwotnego palnika podgrzewającego 11 komory obrotowej koniec komory obrotowej 4 sąsiadujący z palnikiem podgrzewającym palenisko fluidalne komory obrotowej dysza powietrza paleniska fluidalnego 14 komory obrotowej wylot popiołu z paleniska fluidalnego 14 komory obrotowej płaszcz zewnętrzny powietrza pieca pierścień uszczelniający płaszcza powietrza komora płaszcza zewnętrznego powietrza część dolna komory 19 płaszcza zewnętrznego powietrza część górna komory 19 płaszcza zewnętrznego powietrza komora wylotowa 23 - wlot gazów pirolitycznych komory wlot powietrza do spalania gazów pirolitycznych w komorze wylot spalin do czopucha 27 z komory palnik podgrzewający komory wylotowej czopuch spalin 28 - konstrukcja nośna pieca obrotowego bunkier odpadu przenośnik początkowy odpadu 45 z bunkra 29 do przenośnika końcowego przenośnik końcowy odpadu z przenośnika 30 do wlotu 10 komory obrotowej przenośnik popiołu z paleniska fluidalnego 14 do zbiornika popiołu zasobnik przenośnika popiołu 32

5 PL B zbiornik popiołu 35 - analizator spalin 36, 37 - termometr 38, 39 - manometr 40, 41, 42 i 43 - wentylator powietrza 44 - kocioł odzysknicowy 45 - odpad utylizowany - tkanka mięsno-kostna itp. Zastrzeżenia patentowe 1. Sposób termicznej utylizacji odpadów organicznych, zwłaszcza zwierzęcych z rozdrabnianiem, suszeniem i odgazowaniem odpadów w pochylonej komorze pieca obrotowego i spalaniem gazu pirolitycznego z nadmiarem powietrza w oddzielnej komorze oraz karbonizatu w palenisku fluidalnym w temperaturze wyższej od 850 C, z podgrzewaniem komory: obrotowej i wylotowej paliwem ciekłym lub gazowym, znamienne tym, że odpady organiczne (45), wprowadza się poniżej wylotu (9) gazów pirolitycznych do komory wylotowej (22), do wygrzanej przestrzeni komory obrotowej (4) opadającej ku wlotowi (12) powietrza pierwotnego w komorze (4), rozdrabnia się je, suszy, odgazowuje i rozbija powstające zbrylenia, a powstały karbonizat przebywa w komorze (4) przez ponad godzinę w warunkach niedoboru powietrza, po czym spala się go z nadmiarem powietrza w temperaturze powyżej 850 C w palenisku fluidalnym (14) komory obrotowej (4), na drugim jej końcu (13) w sąsiedztwie wlotu (12) powietrza pierwotnego i przy ciśnieniu wyższym niż we wnętrzu tejże komory, przy czym powietrze do spalania karbonizatu dzieli się na dwie części i doprowadza się pierwszą z nich o ciśnieniu niższym do wnętrza komory (4) pieca (1), a drugą o ciśnieniu wyższym doprowadza się do paleniska fluidalnego (14), gdzie karbonizat ulega całkowitemu spaleniu, a popiół odprowadza się na zewnątrz komory (4), przy czym pozostałe gazy pirolityczne spala się z nadmiarem powietrza w komorze wylotowej (22) w temperaturze wyższej od 850 C, a powstałe spaliny odprowadza przez czopuch (27) do kotła odzysknicowego (44) gdzie ulegają szybkiemu schłodzeniu. 2. Sposób, według zastrz. 1, znamienny tym, że powstające w komorze obrotowej (4) zbrylenia rozbija się prętami (6) usytuowanymi na obwodzie (7) i wzdłuż ściany wewnętrznej (5) komory (4). 3. Sposób, według zastrz. 1, znamienny tym, że pierwszą część powietrza do spalania karbonizatu powstałego w wyniku obróbki termicznej odpadów (45) doprowadza się przez część górną (21) komory (19) płaszcza zewnętrznego (17) powietrza pieca (1), a drugą część do paleniska fluidalnego (14) doprowadza się przez część dolną (20) tejże komory. 4. Sposób, według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienny tym, że czas przelotu gazów spalinowych przez komorę wylotową (22) jest dłuższy niż dwie sekundy. 5. Urządzenie do termicznej utylizacji odpadów organicznych, posiada komorę obrotową z wlotem odpadów i wylotem gazów pirolitycznych nachyloną ku poziomowi, połączoną z komorą wylotową zakończoną czopuchem spalin współpracującym z kotłem odzysknicowym oraz fluidalne palenisko, palniki podgrzewające i niezbędny osprzęt oraz wentylatory powietrza, znamienne tym, że komora obrotowa (4) pieca (1) na końcu (8) sąsiadującym z komorą wylotową (22) połączoną poprzez czopuch (27) z kotłem odzysknicowym (44), korzystnie poniżej wylotu (9) gazów pirolitycznych posiada wlot (10) odpadów organicznych (45) i jest pochylona ku drugiemu jej końcowi (13) z palnikiem podgrzewającym (11) i wlotem (12) powietrza pierwotnego korzystnie pod kątem α (2) i jest wyposażona w palenisko fluidalne (14) zaopatrzone w dysze (15) zasilane powietrzem z komory (19) płaszcza zewnętrznego (17) współpracującego z powierzchnią zewnętrzną (3) pieca obrotowego (1), która jest podzielona na dwie części; dolną (20) i górną (21), przy czym część dolna (20) jest mniejsza od części górnej (21) tej komory (19), a palenisko fluidalne (14) posiada wylot (16) popiołu, przy czym wzdłuż i na obwodzie (7) ściany wewnętrznej (5) komory obrotowej (4) są usytuowane pręty (6) do rozbijania zbryleń odpadów (45). 6. Urządzenie, według zastrz. 5, znamienne tym, że palenisko fluidalne (14) jest zaopatrzone w wymienne dysze (15) powietrza. 7. Urządzenie, według zastrz. 5, znamienne tym, że część dolna (20) komory (19) płaszcza zewnętrznego (17) powietrza, stanowi w przybliżeniu połowę części górnej (21) tej komory (19). 8. Urządzenie, według zastrz. 5, znamienne tym, że wylot (16) popiołu z paleniska fluidalnego (14) połączony jest z zasobnikiem (33) przenośnika (32) popiołu.

6 6 PL B1 9. Urządzenie, według zastrz. 5, znamienne tym, że komora (19) płaszcza zewnętrznego (17) powietrza połączona jest poprzez pierścienie uszczelniające (18) z powierzchnią zewnętrzną (3) pieca obrotowego (1). 10. Urządzenie, według zastrz. 5, znamienne tym, że kąt nachylenia α (2) pieca obrotowego (1) do poziomu wynosi korzystnie od 0,5 do Urządzenie, według zastrz. 5, znamienne tym, że pręty (6) do rozbijania zbryleń odpadów (45) są usytuowane w części sąsiadującej z wlotem (10) tych odpadów do komory obrotowej (4) pieca (1).

7 PL B1 7 Rysunki

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