201721. lajstromszámú szabadalom • Eljárás termikusan bontható hulladékok ártalmatlanítására
1 HU 201721 B 2 célszerűen az égetőberendezés gázelvezető csövében- időközönként vagy folyamatosan mérjük az égetőberendezésből a füstgázzal együtt távozó, a környezetre káros anyagok, különösen a szénmonoxid vagy/és nitrogénoxid mennyiségét, és szükség szerint az ártalmatlanítandó hulladékok betáplálási sebességét vagy/és a lángzónáknál bevezetett tüzelőanyag, például földgáz mennyiségét vagy/és az égetőberendezés huzatviszonyait úgy szabályozzuk, hogy a kibocsátott füstgázban a környezetre káros anyag vagy anyagok, különösen szénmonoxid és nitrogénoxid mennyisége környezetvédelmi szempontból előre meghatározott érték - például szénmonoxid esetében 1500 ppm, nitrogénoxid esetében pedig 600 ppm - alatt legyen. A távozó füstgáznak más paraméterei is (például hőmérséklet, összetétel) mérhetők, illetve meghatározhatók, és e paraméterek függvényében a főégő vagy és segédégők üzeme - a fent elmondottakon túlmenően - példái az égéslevegő-ellátással is szabályozható. A fent leírt szabályozási-vezérlési műveleteket mindig úgy kell végezni (összehangolni), hogy a rendszer hőegyensúlya fennmaradjon. A találmányt a továbbiakban a csatolt (Id. 1. ábra) rajz alapján ismertetjük részletesebben, amely az eljárás foganatosítására alkalmas berendezést vázlatos függőleges hosszmetszetben tartalmazza. A berendezések egészében fekvő helyzetű cementipari klinkerégető 1 forgókemencéje van, amelyhez az álló helyzetű, toronyszerű, 60,0 m-t meghaladó magasságú, 2 hőcserélő tartozik. Ennek a felső végében helyezkednek el a 3 adagolócsonkok, amelyek a kiégetendő alapanyag - liszt - betáplálásához vannak előirányozva. A 2 hőcserélő és az 1 forgókemence között a 4 könyöktag teremt kapcsolatot. A 4 könyöktagban helyezkedik el az 5 kalcináló, amelynek égetőterébe előkalcináló 7, 8 égők torkollnak. Az 5 kalcinálóhoz a hulladékbedobó 9 akna csatlakozik, amely a 4 könyöktag alsó részébe - a 4a beömlőházba- felülről lép be, ott, ahol a könyöktagból az 1 forgókemence kiindul. A 9 aknába egymás felett két (nem ábrázolt) zsilip van beépítve. A hőálló falazattal rendelkező 1 forgókemencének a 2 hőcserélővel ellentétes végében helyezkedik el a 13 főégő. A fent leírt berendezésnek tehát két lángzónája van: egy a 13 főégő, egy pedig a 7, 8 segédégők környezetében; ez utóbbiak szolgáltatják a segédlángot, a 13 főégő pedig a főlángot. A füstgázok elvezetéséhez a 14 cső, a késztermék (klinker) eltávolításához pedig a 15 kiadagoló van előirányozva. A füstgázok kilépési helyének a környezetében azok összetételének megállapítását lehetővé tevő (nem ábrázolt) műszer van elhelyezve. A berendezés részét képezi továbbá a 16 füstgázmintavevő és érzékelő szerkezet is, amely a füstgáz összetételének a függvényében a 7, 8 segédégők, valamint - adott esetben - a 13 főégő üzemelését vezérli, több-kevesebb égéslevegőt és/vagy tüzelőanyagot táplálva a főégőhöz, illetve segédégőkbe. A fent leírt berendezés segítségével az eljárás foganatosítása a következőképpen történik: a nyersliszt (alapanyag) égetése önmagában ismert módon megy végbe: az a nyílnak megfelelően beadagolt alapanyag az 5 kalcinálón és a 4a beömlőházon keresztül az 1 forgókemencébe jut, ahol a c nyíl irányában halad a 13 főégő és a 15 kiadagoló felé. (A kiégetett alapanyag az f nyílnak megfelelően távozik a berendezésből.) A forró füstgázok a d nyíl irányában a kiégetés alatt álló anyaggal ellenáramban haladnak, és a 14 csövön keresztül az e nyílnak megfelelően hagyják el a berendezést. Az 1 forgókemencét és a 2 hőcserélőt egy (nem ábrázolt) nagyteljesítményű (például 100 nr/s-os) füstgáz ventillátor szívja meg, ez biztosítja az égéshez szükséges levegő jelentős részét. A mérgező, káros, környezetre veszélyes hulladékokat a korábban említett két lángzóna között, a hulladékbedobó 9 aknán át - előnyösen zárható egységcsomagokba csomagolva, amelyek a felhasználás alkalmával elégnek, és belőlük a környezetet szennyező égéstermék a füstgázba nem kerül - adagoljuk a rendszerbe, közvetlenül a kemence magas hőmérsékletű (900-1500 °C) zónájába, ahol biztosítva vannak az elégetéshez, hőbomláshoz és a szilikátkémiai reakciók kialakulásához megfelelő körülmények. A kettős zsiliprendszer biztonsággal meggátolja az esetleges kiáramlást a 9 aknán keresztül. A bedobott hulladékot a 2 hőcserélőn az 1 forgókemencén átáramló ún. nyersliszt magával ragadja, és a hulladék - anyagától, halmazállapotától és tömegétől függően, az 1 forgókemencének a bedobás helye közelében levő, vagy elülső tartományában, ahol a hőmérséklet 1000-1100 'C, az oxigén tartalom 3-8 t %, az égés feltételei biztosítva vannak - elég, illetve beépül a klinkerbe. Ez utóbbi megállapítás a hulladékok nem éghető alkotóira, salakjaira vonatkozik, amelyek beépülnek a klinker szerkezetébe, azzal szilikátokat képeznek, és ezáltal elvesztik eredeti káros tulajdonságaikat. Az éghető anyagok (például zsírok, kenőanyagok, olajok, valamint ezekkel szennyezett iszapok, zeolitok, rongy, papír és homokhulladék stb.) hőtartalma a technológiai folyamatban hasznosul, belőlük CO2, H2O gőz, esetleg SO2 és nitrogénoxid égéstermékek keletkeznek. Az égéstermék részben a füstgázokkal együtt távoznak a rendszerből, részben a kemence külső és belső gáz- és poráramlatának körfolyamatába kerülnek. Megjegyezzük, hogy a nem éghető, de hőbomlást szenvedő anyagok a kemence magas hőmérsékletén bomlanak, átalakulnak, és belőlük veszélytelen vagy kevésbé veszélyes anyagok keletkeznek. Ilyen anyagok például a nem éghető szintetikus kenőanyagok, valamint a növényvédőszerek (ezek esetében fokozotabb figyelmet kell fordítani a távozó füstgázban levő megengedett emissziók betartására). A találmány segítségével ártalmatlaníthatok különféle fémek, nehézfémek, ezek oxidjai, vegyületei, illetve ezek veszélyes hulladékai (ólom, cink, króm, vanádium, réz). Ezek a fémek szilikátokat, spinelleket és egyéb vízoldhatatlan stabil vegyületeket képeznek, a klinker szerkezetébe beépülnek, a klinker anyagában erősen felhígulnak, majd a cementgyártás és a beton előállítása alkalmával tovább csökken a koncentrációjuk. Külön kiemeljük azokat a találmány szerinti módszerrel ártalmatlanítható anyagokat, amelyek kiküszöbölése egyébként általában nagy problémát jelent, nevezetesen a természetes és mesterséges ásványi anyagokat (például szilikátokat), és azok hulladékait; ilyen például az azbeszthulladék, az öntödei homok, színesfémek, nehézfémek, valamint a hulladékégetők salakja stb. Ezek alkotói a kemence 1500 °C-os 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
