202908. lajstromszámú szabadalom • Eljárás folyékony és konzisztens hulladékanyagok tüzeléstechnikai hasznosítására
1 HU 202 908 B 2 A találmány tárgya eljárás folyékony és konzisztens hulladékanyagok tüzeléstechnikai hasznosítására. Az iparban és a mezőgazdaságban igen sokféle, változatos összetételű hulladékanyag keletkezik. Jelenleg a hulladékanyagoknak csak egy csekély hányadából tudunk előállítani értékesebb termékeket (például húslisztet, takarmány-komponenst), a folyékony és konzisztens hulladékanyagok főtömegét kitevő, szerves anyagok mellett jelentős mennyiségű vizet és/vagy éghetetlen szervetlen anyagot tartalmazó elegyek (oldatok, diszperziók, masszák stb.) hasznosítására azonban nem áll megfelelő módszer rendelkezésre. Ezeket a hulladékanyagokat nagy befogadóképességű tárolókban helyezik el, amelyek kiépítése és fenntartása rendkívül költséges, és hosszabb távon környezetvédelmi szempontból nem tekinthető megfelelő megoldásnak. A hulladékanyagok tüzeléstechnikai célú hasznosítására - a hulladékok sokféleségéhez képest - viszonylag kevés megoldás vált ismertté. Az 59 202 294. sz. japán szabadalmi leírás növényi eredetű, főtömegében cellulózból álló hulladékanyagok tüzeléstechnikai hasznosítását ismerteti oly módon, hogy a hulladékanyagból stabil, hosszú időn át tárolható olajos elegyeket képeznek, amelyeket nehéz fűtőolajok (pakura vagy gurdon) helyettesítésére alkalmaznak. Az 56 152 895. sz. japán szabadalmi leírás szintén növényi eredetű hulladékanyagok hasznosítását ismerteti. Az ott közölt megoldás szerint növényi olajokból (repce-, rizs-, kókusz-, szója- stb. olajból) és vízből nátrium-kazeinát jelenlétében szuperfinom eloszlású habot képeznek, és a habot nehéz fűtőolajba adagolják stabil diszperz rendszer kialakítása céljából. A 4 342 656. sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás szerint nagy szervesanyag-tartalmú (30-70% lipoidot tartalmazó) hulladékokból állítanak elő fűtőolaj-komponenst a lipoid elszappanosításával. A 181 331. sz. magyar szabadalmi leírás szerint úgy állítanak elő folyékony tüzelőanyag-készítményeket, hogy metanolt vagy etanolt, szacharózt, keményítőt, illetve ezek bomlástermékeit speciális polimer emulgeálószer segítségével folyékony ásványi tüzelőanyagban emulgeálják. Az így képződött stabilis emulzióval általában dieselmotorokat üzemeltetnek vagy olajégőkben tüzelik el az emulziókat. Alapvető követelményként írja elő az idézett szabadalmi bejelentés, hogy a beadagolt alkohol, polialkohol, szénhidrát és/vagy szénhidrát-bomlástermék viszonylag kis (legföljebb 40 m%) víztartalmú és csekély hamutartalmú legyen. Ennek a követelménynek a cukor- és szeszipari hulladékanyagok csak egy kis hányada tesz eleget, és éppen ezek a hulladékanyagok (pl. melasz, glükóz-szirup stb.) azok, amelyek takarmányozási célokra egyéb módszerekkel is hasznosíthatók gazdaságosan. Valamennyi idézett közlemény alapvető követelménynek tartja továbbá, hogy a hulladékanyagból és a folyékony szénhidrogén- tüzelőanyagból stabilis, alacsony hőmérsékleten is hosszú időn át változás nélkül tárolható kolloid rendszert vagy oldatot kell készíteni. A megfelelően stabil emulzió kialakításához speciális összetételű, különleges emulgeálószerekre van szükség viszonylag nagy mennyiségben, és ez jelentősen rontja az eljárások gazdaságosságát. Az iparban és mezőgazdaságban nagy mennyiségben képződő, szerves komponensek mellett jelentős mennyiségű, esetenként 90 m%-ot is meghaladó mennyiségű, olajban nem oldódó szervetlen anyagot (például vizet, szervetlen sókat stb.) tartalmazó hulladékanyagokat a technika állását tükröző, idézett közlemények egyértelműen kizárják a tüzeléstechnikai célokra felhasználható anyagok köréből. Ezek a hulladékanyagok az esetek túlnyomó részében egyéb célokra sem hasznosíthatók, megsemmisítésük megoldatlan, és elhelyezésük csak a korábban ismertetett, költséges tárolókban lehetséges. A 4 405 332. sz. USA-beli szabadalmi leírásban 25- 40 m% nem vízmentesített szennyvíziszapból és 60- 75 m% szilárd tüzelőanyagrészecskékből álló kompozíciókat ismertetnek, amelyek nem emulziók, ezért - heterogenitásuk miatt - nem tüzelhetek el olyan alkalmazástechnikai előnyökkel mint a találmányunk szerinti emulziók. A 3 954 605 sz. USA-beli megoldás olyan hulladékkezelő üzemekre vonatkozik, amelyekben speciális fluidágyas elégetőberendezéseket alkalmaznak a mi hagyományos, nyomásporlasztásos berendezéseinkkel szemben. Főleg szilárd hulladékokat kezelnek, a leírás meg sem említi az emulzióképzést. A Nippon Steel Chemical Co. Ltd. (C. A. 99. 1254334) eljárása szerint 100 rész tüzelőolajat, 2-50 rész szennyvizet és 2-50 rész szerves sót tartalmazó olajat kevernek össze stabil tüzelőolaj-emulzió előállítása céljából. A találmány célja egyszerű és gazdaságos módszer kidolgozása szerves anyagokat és olajban nem oldódó szervetlen komponenseket (jellemzően vizet és/vagy szervetlen sókat) tartalmazó folyékony vagy konzisztens (pasztaszerű) hulladékanyagok tüzeléstechnikai hasznosítására. Felismertük, hogy ha ezeket a hulladékanyagokat nyomásporlasztós tüzelőberendezésekben hasznosítjuk úgy, hogy a hulladékanyagokat közvetlenül a folyékony szénhidrogén tüzelőanyag beadagolása előtt keverjük a folyékony szénhidrogénbe, nincs szükség arra, hogy stabilis kolloid rendszereket hozzunk létre, mert már 0,5-1 perc stabilitású kolloid rendszerek (emulziók vagy diszperziók) is alkalmasak eltüzelésre. Ezt a stabilitást esetenként - például nagy fehérjetartalmú hulladékoknál - külön emulgeálószer hozzáadása nélkül is elérhetjük, szükség esetén azonban a hulladékanyag és a folyékony szénhidrogén tüzelőanyag keverékéhez ismert emulgeálószert is adhatunk. Minthogy a kolloid rendszer stabilitásával szemben támasztott követelmények lényegesen alatta maradnak az idézett szabadalmi leírásokban megadottaknak, az ismerteknél lényegesen kevesebb emulgeálószerre van szükség. Emulgeálószerekként az idézett szabadalmi leírásokban felsorolt, speciális polimereken kívül bármilyen ismert, az olaj/víz emulziót stabilizáló anyagot 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
