164205. lajstromszámú szabadalom • Eljárás szemét megsemmisítésére aknakemencében végzett égetéssel
164205 17 18 ségnél jóval kevesebb gázmennyiséget használunk, akkor olyan gáz alakú terméket kapunk, amelyben az éghető alkotórészek, így a szénmonoxid és a hidrogén koncentrációja nagy. így a gáz ihasznosítható, mint kémiai szintézisgáz, pl. metanol szintetizálására, vagy mint redukáló gáz, pl. vasérc fémvassá redukálására. Az éghető gáz fűtőenergiája Ihasznosítható, ha a gázt tökéletesen elégetjük. Bár előnyös a találmány szerinti eljárás során a fém- és salaktérben redukáló atmoszférát biztosítani, az eljárás végrehajtható enyhén oxidáló atmoszférában is, amikoris a vas és a többi fém oxidálódhat, és a képződő oxidok a salak alkotórészei lesznek. Ilyen körülmények között egységes megolvadt salak-bázis alakul ki az aknakamence alján, vagyis a fém és a salak nem képez két elkülönült fázist, mint az a fémes salaktérben uralkodó redukáló atmoszféra esetén fennáll. Ugyanakkor még enyhén oxidáló atmoszféra esetén sem szükséges, hogy az oxigénnek a szeméthez viszonyított aránya meghaladja a 0,28 : 1 értéket. Minél alacsonyabb ez az arány, annál jobban redukáló atmoszféra uralkodik a fém- és salaktériben. A találmány szerinti eljárás magas termikus hatékonyságára jellemző az elérhető magas égetési arány. Az égetési arány definíciója a következő: az egy óra alatt az aknakemence keresztmetszetében négyzetméterenként feldolgozható szemét súlya kg-ban. A hagyományos szemétégetési eljárásoknál ez az égetési arány jellemzően mintegy 294 kg/h-m2 értékű. A találmány szerinti eljárás gyakorlati megvalósításánál könnyen elérhető több mint 1220 kg/h-m2 értékű égetési arány, miáltal az eljárás összhatásfoka megnő és az adott mennyiségű szemét .megsemmisítéséhez szükséges aknakemence méretei csökkenthetők. A találmány szerinti eljárás és a korábban alkalmazott szemétégetési eljárások között további lényeges különbség mutatkozik az aknakemencét elhagyó gáz jellegében. Az egyik fontos különbség az, hogy a találmány szerinti eljárás során előállított gázban a víz koncentrációja 25% és 55% között mozog, jellemzően mintegy 40 tfi%, mégis az egy tonna szemét feldolgozása során képződő összes vízmennyiség kisebb, mint a hagyományos szemétégető berendezéseknél. Ezzel szemben a tipikus hagyományos szemétégető berendezésnél a kilépő véggázban a vízgőz koncentrációja csak mintegy 10%. A találmány szerinti eljárásnál az előállított gázból annak magas vízgőz-tartalma következtében a vizet hatékonyan lelhet elkülöníteni, továbbá az elkülönített kondenzált vizet hasznosítani lehet, mint a gáz mosóberendezésének tisztító folyadékát. Így a gázmosóban friss víz használata esetén jelentkező vízszennyeződési problémák a minimálisra csökkenthetők. Azonban az előállított gázok közötti alapvető különbség összetételükben rejlik. Vagyis a találmány szerinti eljárásnál az aknakemencét elhagyó gázban — a megszárított gázra vonatkoztatva — a szénmonoxid és hidrogén tartalom több mint 50 tf%, és az 1. táblázatban megadott értékeken belül mozog. Ha oxidáló gázként tiszta oxigént használunk és átlagos összetételű városi szemetet dolgozunk fel, a szénmonoxid és a hidrogén koncentrációja 50 tf%, illetve 30 tf%. Ez esetben a 21 C°-on és atmoszférikus nyomáson mért, több .mint 1780 kcal/m2 nagyságú fűtőérték rutinszerűen elérhető. A találmány szerinti eljárás integráns és fontos jellemzője a gáztisztítás (azaz a mosás és a szárítás) jellege, vagyis közvetlenül az aknakemencéből történő kilépés után a gázt tisztításnak vetjük alá. Míg korábban a gáztisztítást a füstgázok másodlagos égető kamrában végzett tökéletes elégetése után hajtották végre az atmoszférába távozó gázok levegőt szennyező hatásának csökkentésére, a találmány szerinti eljárásnál nem szükséges nagy mennyiségű füstgázt megtisztítani, sőt viszonylag kis mennyiségű gáz megtisztítása válik szükségessé. Mivel a tisztítás után a gázáramban maradó szennyező anyagok mennyisége egyenesen arányos a gázáram térfogatával, a szennyező anyagoknak a tisztítás előtt végzett koncentrálása jelentősen csökkenti az atmoszférába végül is kibocsátott szennyező anyagok, mennyiségét. A találmány szerinti eljárásnál az aknakemencét elhagyó gáz kis mennyisége számos faktornak tulajdonítható: 1. Nem sztöchiometrikus égetést eredményező oxigén/szemét súlyarány, következésképpen a tökéletes elégetésnél képződő mennyiségnél kisebb mólnyi mennyiségű égéstermékek. 2. Tiszta oxigén vagy oxigénnel dúsított levegő használata nitrogénben minimális vagy elhanyagolható feldúsulást eredményez. 3. Az aknakemence nagy termikus összhatékonyságát eredményezi az aknakemencét elhagyó gáz alacsony kilépési hőmérséklete. Ez a hőmérséklet több száz fokkal alacsonyabb, mint a hagyományos szemétégetőknél alkalmazott másodlagos égetőkamrából kilépő füstgáz hőmérséklete. Ügy találtuk, hogy a találmány szerinti eljárásnál a 33 aknákemencét elhagyó éghető gáz kondenzált szerves ifolyadékcseppek alkotta ködöt és pernyét tartalmaz. A szerves folyadékok és a .pernye keveréke néha ragadós masszát képez, amely a .35 vezeték falaira rátapadhat és oly mértékben felhalmozódhat, hogy eltömheti a vezetéket. Ügy találtuk, hogy a kemence gázkivezető nyílásának közelében a 35 vezetékbe vizet vagy más folyadékot bapermetezve megakadályozható a ragadós massza képződése és így a 35 vezeték falai tisztán tarthatók. Erre a célra az 57 vezetékből recirkuláltatott víz használható. Az eljárás üzembiztossá tételére a berendezésben a nyomást valamivel az atmoszférikus nyomás felett szükséges tartani. Csekély pozitív nyomást, azaz mintegy 6,4 vízmm túlnyomást kell biztosítani, hogy levegő ne szökhessen be 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 9
