195531. lajstromszámú szabadalom • Hőtermelési eljárás, főleg szilárd tüzelésű tüzelőberendezésekhez, valamint mesterséges tüzelőanyagkompozíció és eljárás annak előállítására
1 195 531 2 A találmány tárgya hőtermelési eljárás, amely főleg szilárd tüzelésű tüzelő berendezésekhez való, továbbá mesterséges tüzelőanyag-kompozíció, és ennek előállítására való eljárás. Mint ismeretes, a szilárd tüzelésű tüzelőberendezésekben lefolyó hagyományos hőtermelési eljárásoknál a tüzelőanyag tú'ztérbcn való elégetése közben a szakemberek a lehető legnagyobb mértékű hőelvonásra törekszenek. Ez a közvetlen hőelvonás óhatatlanul azzal jár, hogy a tűztér és a bennelévő elégetendő tüzelőanyagkomponensek nem képesek olyan hőmérsékletűre felhevülni, amely a tökéletest megközelítő elégetésükhöz szükséges lenne, azaz az oxidációs hatásfok nem éri el a kívánatos értéket. A gyakorlati tapasztalatok azt mutatják, hogy az ismert tüzelőanyagok fűtőértéke a fenti okok miatt csak részben hasznosul, hiszen így az. égetés után a salakban számottevő részarányban marad visszaéghető anyag (úgynevezett „salak éghető”), amely az energiahordozókban amúgyis egyre szűkösebb viszonyaink között sajnálatos módon veszendőbe megy. (A hazai tüzelőanyagok összetételét és fizikai paramétereit a MSZ 12000/5-68. sz. szabvány tartalmazza). Továbbá, az ismert hő termelési eljárásoknál lefolytatott tökéletlennek mondható égetés velejárója az is, hogy a füstgázokkal viszonylag nagy mennyiségben olyan égéstermékek is távoznak, amelyeknek a külső környezetbe jutása környezetvédelmi szempontból megengedhetetlen. A fent említett környezetszennyező, és ezáltal tetemes károkat okozó hatások közül is a legveszélyesebb az űn. savas eső, amelynek előidézője a füstgázokkal távozó kéndioxid-, kénmonoxid-, klórés foszforvegyüleíek. valamint az NOx-tartalom. A környezetszennyező anyagoknak a füstgázokból való utólagos eltávolítására történtek törekvések, mégpedig járulékos szűrő-, illetve utóégető berendezésekkel. Ezek azonban túl nagy ráfordítást igényelnek, továbbá energiaigényesek. Az ismert hőtermelési eljárásoknál az elégetlen anyagok egy további része kátrány, illetve korom formájában lerakódva a tüzelőberendezés tűzterét, hőcserélőjét és egyéb szerkezeti részeit szennyezi, és mivel pl, a korom hőszigetelő tulajdonságú, a berendezés hőtermelési hatásfokát tovább csökkenti. További probléma az ismert hőtermelési eljárásoknál, hogy az esetek nagyobb részében nem képesek figyelembe venni a különböző tűzterek és tüzelőanyagok egymástól gyakran eltérő üzemeltetési, illetve égetési igényeit, ami pedig gyakran tovább rontja a hőtermelési hatásfokot. Különféle mesterséges tüzelőanyag-kompozíciók, és azok gyártási eljárásai ismertek. így pl. a 170 350 ljsz. magyar szabadalmi leírás szerint a komponenseket ég hető anyagokból, így faipari hulladékokból, szalmából és növényi szárakból választják. Ezeket megőrlik, vízzel keverik, majd koronggá sajtolják. Továbbá, a 3 013 234 sz. NSZK-beli szabadalmi irat szerinti mesterséges tüzelőanyag-kompozíciónál szénből, illetve cellulózból indulnak ki, ehhez adalékként kötőanyagot, így például paraffint, gyantát, polietilént kevernek, majd a keveréket préseléssel pellettálják. A 3 008 823 sz. NSZK-beli iratból ismert még olyan mesterséges tüzelőanyag, amelyet szénpor brikettálásával úgy állítanak elő, hogy azt vízzel és kötőanyaggal keverik. Az ismert mesterséges tüzelőanyagok közös jellegzetessége, hogy a hagyományos hőtermelési eljárások 2 foganatosításánál, azaz elégetésük során a fentiekben részletezett problémákkal kell számolni. Továbbá, ezek gyártásánál az éghető komponensek megválasztása, így azok gyulladási, illetve égési hőmérsékletei is esetlegesek. Ez viszont azzal járhat, hogy az alacsonyabb hőmérsékleten meggyulladó, illetve égő egyik komponens nem képes annyi hőt termelni, hogy a másik, magasabb égési hőmérsékletű komponens tökéletesen eléghessen, így az legalábbis részben elégetlenül a salakban hasznositatlanul visszamarad, ezáltal szennyezi a környezetet és a tüzelőberendezést. A jelen találmánnyal célunk a fenti hiányosságok kiküszöbölése, azaz olyan megoldás létrehozása, amellyel a hőtermelés hatásfoka az ismert megoldásokhoz képest javítható, mégpedig a mesterséges tüzelőanyag-kompozí cíó éghető komponenseinek a tökéletest megközelítő elégetése révén, továbbá amellyel a salak éghető, és a környezetszennyezés minimálisra csökkenthető. A találmány alapja az a felismerés, hogy — az eddigi általános szakmai felfogással szakítva — a hőtermelési eljárás során az égetéssel termelt hőt nem igyekszünk minél nagyobb mértékben közvetlenül elvonni, hanem éppen ellenkezőleg, annak egy részét a tüzelőanyagban visszatartjuk, illetve visszatereljük abba. Ezáltal a tüzelőanyag-kompozícióban magasabb égetési hőmérsékleteket és tökéletesebb égést érhetünk el. Továbbá, a felismeréshez tartozik az is, hogy a mesterséges tüzelőanyagkompozíció éghető komponeseit folyamatos égési „hőmérséklet-láncnak” megfelelően kell megválasztani a „iáncreakció-szerű” exoterm oxidációhoz, és akkor a környezetvédelmi, gyártástechnológiai, valamint termékminőségi követelmények megfelelő adalékok alkalmazásával teljesíthetők. A kitűzött feladat megoldásához tehát olyan hőtermelési eljárásból indultunk ki, amelynél az éghető anyagok elégetésével termelt hőt főleg konvekció révén hasznosítjuk. Ezt a találmány szerint azzal fejlesztettük tovább, vagyis a találmány szerinti hőtermelési eljárás lényege, hogy mesterséges tüzelőanyag-kompozíció elégetését hővédőburkolat alkalmazásával úgy végezzük, hogy a keletkező hő egy részét a hővédőburkolat révén időlegesen visszatartjuk magában a tüzelőanyag-kompozícióban, ezáltal tehát a tüzelőanyag-kompozíciónak — az egyes komponensei égési hőmérsékleteit folyamatos égési láncként magában foglaló — égési hőmérséklettartományán belül, rendre egyre magasabb égési hőmérsékleteket hozunk létre, a tüzelőanyag-kompozíció égetésének megkezdésétől annak befejeztéig. Célszerű a találmány további jellemzője szerint, ha ezt az égetési hőmérséklettartományt .170—1800 °C, előnyösen 190-1600 °C közöttire választjuk. A fenti eljárás foganatosításához használható olyan mesterséges tüzelőanyag-kompozíció amely főleg szilárd éghető anyagokat és adalékokat tartalmaz. A találmány szerinti mesterséges tüzelőanyag-kompozíció lényege, hogy 70—99%, előnyösen 80-90%-ban éghető anyagokat, főleg 170-1800 °C közötti égési hőmérsékletű hulladékanyagokat, továbbá legfeljebb 10%, előnyösen 3—7 %-ban hőszigetelő anyagot, valamint 1—20%, előnyösen 5-10%-ban adalékot, főleg kompozíciószilárdító és környezetszennyező vegyületmegkötő adalékot tartalmaz. A találmány további jellemzője szerint célszerű, hi a tüzelőanyag-kompozíció maga hősziget elő-burkolattal van ellátva. Ez & hőszigetelő burkolat maga i csomágoló-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
