178995. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés kombinált hulladékhasznosításra és szennyvíztisztításra
3 178995 4 A kitűzött feladatot a találmány értelmében azáltal oldjuk meg, hogy az oxigénadagolást a többreaktoros hulladékégető első típusú reaktorában olyan, a sztöchiometrikus aránynál alacsonyabb értékre állítjuk be, amivel a pirolízisfolyamatot 800 °C alatti hőmérsékleten fenntartjuk, miközben szénhidrogénben gazdag éghetőgázokat nyerünk ki, és hő szabadul fel, amivel a második típusú reaktort felfűtjük (ezt az eljárási lépést a következőkben pirolízisként említjük), a szennyeződéssel telítődött szűrőszenet a második típusú reaktorban oxigénmentes atmoszférában kigázosítjuk és a szűrőszénre tapadt szennyeződéseket termikusán elbomlasztjuk, miközben szénhidrogénben gazdag svélgázt és további szenet nyerünk ki (ezt az eljárási lépést a következőkben termolízisnek nevezzük), a második típusú reaktorban előállított illetve regenerált szén legalább egy részét pelletezési eljárásnak vetjük alá, és adott esetben a keletkezett hosszúláncú szénhidrogéneket tartalmazó éghető gázok illetve svélgáz legalábbis egy részét, esetleg a gázok hő-tartalmának hőcserélőben történő hasznosítása mellett, termikus krakkoló berendezésben rövidláncú szénhidrogénekre bontjuk le. A találmány szerinti többreaktoros hulladékégető több első, illetve második típusú reaktorból állhat, amelyek előnyösen folyamatosan működő forgódobos kemencék. A többreaktoros hulladékégetőn belül az első típusú reaktort előnyösen a többreaktoros hulladékégető alsó részén elhelyezve működtetjük, míg a második típusú reaktort célszerűen a hulladékégető felső részén, az első típusú reaktor fölött és annak közvetlen közelében elhelyezve üzemeltetjük, hogy az első típusú reaktor a másodikat konvekciós fűtéssel füthesse. Általában az első típusú reaktort a hulladék pirolízisére alkalmazzuk, míg a második típusú reaktorban a szennyeződéssel telítődött szűrőszenet termolizáljuk. Ezenkívül rendszeres időközönként a hulladékégető első típusú reaktorát megtölthetjük telített normál- illetve aktívszénnel, ezt követően a nehézfémekkel kevert (kontaminált) szenet elégetjük és a nehézfémeket a hamuval együtt eltávolítjuk a reaktorból, Emellett az is elképzelhető, hogy a termolízis-reaktort (a második típusú reaktort) szilárd, előnyösen szerves hulladékkal töltjük meg illetve a kemencetartalomhoz hulladékot keverünk. A találmány szerinti eljárást különböző eljárási lépések rendkívül előnyös kombinációja jellemzi, amely eljárási lépések lehetővé teszik a többreaktoros hulladékégetőben lejátszódó folyamatok maximális energiakihasználását, amikor is a pirolízis hőtermelését és az égetést megfelelően adagolt oxigénbevezetéssel ellenőrzés alatt tartjuk, míg a maradék energiát szénhidrogénben viszonylag gazdag éghető gázok formájában nyeljük ki. A találmány szerinti eljárás alkalmazásával a hulladék összetételétől függően az is elképzelhető, hogy a kombinált hulladékhasznosító és szennyvíztisztító berendezést külső energiaforrás igénybevétele nélkül is tudjuk üzemeltetni, sőt még többletenergiát is tudunk kinyerni. A többreaktoros hulladékégetőben kialakított különlegesen kedvező feltételek következtében a termolízis során jó adszorpciós tulajdonságokkal rendelkező szürőszenet, valamint szénhidrogénekben igen gazdag svélgázt kapunk. A többreaktoros hulladékégetőből kilépő éghető illetve svélgázok speciális kezelése révén tárolható energiát nyerünk ki, és a gázok hőtartalmát hőcserélők segítségével a találmány szerinti eljárás foganatosítása során előszárításra, a visszaöblítést végző víz felmelegítésére vagy a termolízisnél hasznosítjuk. Emellett a többreaktoros hulladékégetőből kilépő szűrőszén megfelelő kezelésével elkerülhetjük az eljárás foganatosítása során felmerülő problémákat. A találmány értelmében a durvaszűrőben felhasznált, majd a második típusú reaktorban regenerált szűrőszenet vagy pelletezzük, vagyis kívánt nagyságú, kompakt részecskékké alakítjuk, aminek következtőben a szén kopási jelenségeit és a kinyert használati víz ebből adódó szennyezettségét, valamint a szűrőszénnel töltött szűrőelemek eltömődését elkerülhetjük, vagy pedig előkezelés utáni aktiválással finomszűrőben használt különlegesen nagy felületű aktívszenet, vagyis nagy adszoprciós képességgel rendelkező szűrőanyagot állítunk belőle elő. Ezeket az eljárási lépéseket az alábbiakban részletesebben is ismertetjük. A találmány értelmében a pirolízist gyakorlatilag 800 °C-t meg nem haladó hőmérsékleten végezzük. Különösen előnyös az 500 és 800 °C közötti hőmérséklettartomány. Esetenként előnyös 300 és 400 °C közötti hőmérsékleten üzemelni, hogy elkerüljük bizonyos nehézfémek elpárolgását. Az oxigénadagolást az első típusú reaktornál a sztöchiometrikus aránynál alacsonyabb értékre állítjuk be. Az oxigént úgy adagoljuk, hogy a pirolízis-folyamatot fenntartsuk, de a hőmérsékletet úgy szabályozzuk, hogy gyakorlatilag a 800 °C-t ne lépje túl. Az adagolt oxigénmennyiséget előnyösen a tökéletes égéshez elméletileg szükséges (sztöchiometrikus) oxigénmennyiség 30-90%-a közötti, célszerűen 50-80%-a közötti értékre állítjuk be. A szükséges oxigénmennyiséget elsősorban az elégetendő kemencetartalom összetétele, valamint nedvességtartalma határozza meg. Az első típusú reaktorban a pirolízis során keletkező éghető gázok a szabályozott hőtermelés következtében viszonylag gazdagok szénhidrogénekben, a második típusú reaktorban a szennyeződéssel telítődött szűrőszén vagy a szilárd hulladék termolízise során keletkező svélgáz különlegesen gazdag hosszúláncú szénhidrogénekben. A keletkező éghető illetve svélgázokat felhasználhatjuk járulékos külső energiaforrásként a termolízis-folyamathoz, vagy fűtőanyagként vízmelegítőhöz, gáztüzelő berendezéshez, előnyösen belsőégésű motorhoz, vagy hasonló szerkezetekhez. Ezenkívül az éghető illetve svélgázokat krakkoló berendezésben is kezelhetjük, hogy a hosszúláncú szénhidrogéneket rövidláncú molekulákká alakítsuk, amelyeket azután szintén közvetlenül belsőégésű motorokban, turbinákban vagy hasonló szerkezetekben használunk fel, vagy pedig cseppfolyósítva, könnyen tárolható energiaforrásként hasznosítjuk. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
