PL166183B1 - Sposób i urzadzenie do wstepnego grzania zlomu zelaznego PL - Google Patents

Abstract

1. Sposób wstepnego grzania zlomu zelaznego, znamienny tym, ze rozdrabnia sie material wsadowy zawierajacy zlom zela- zny i materialy organiczne takie, jak odpady gumowe, substancje zywicowate i podobne, nastepnie poddaje sie material wsadowy pi- rolizie, a wytworzona przy usuwaniu mate- rialów organicznych energie termiczna wykorzystuje sie nastepnie do podgrzewania przerobionego zlomu. PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób i urządzenie do wstępnego grzania złomu żelaznego, zwłaszcza przeznaczonego do wytopu stali w piecach elektrycznych. Złom żelazny używany do produkcji stali w piecach elektrycznych pochodzi zazwyczaj ze złomowanych pojazdów, elektrycznego sprzętu gospodarstwa domowego i innych, zużytych wyrobów żelaznych. Zwykle zawiera on materiały organiczne stanowiące około 25% całości odpadów, które stanowią tworzywa sztuczne, gumy, żywice i podobne. Odpady te są rozdrabniane w odpowiednich młynach, w których jednocześnie następuje oddzielenie części metalowych od organicznych. Dzięki takiemu rozwiązaniu możliwe jest ładowanie do pieca czystego wsadu ale jednocześnie pojawia się problem związany z gromadzeniem materiału organicznego, który jest bardzo trudny do usunięcia. Materiały żywicowate można rozłożyć znanymi technikami, takimi jak piroliza albo kraking. Jednakże techniki te można stosować do materiałów organicznych mających duży udział procentowy w całej masie materiału poddawanego obróbce, w którym składniki nieorganiczne stanowiące tylko niewielki procent nie muszą być oddzielane, ponieważ całość materiału ma stosunkowo jednorodny skład.

Celem wynalazku jest więc dostarczenie sposobu i urządzenia do wstępnego grzania całości złomu żelaznego, to znaczy zawierającego materiały organiczne bez konieczności doprowadzania energii cieplnej z zewnątrz.

Innym celem wynalazku jest dostarczenie sposobu i urządzenia do wstępnego grzania złomu żelaznego, które wyeliminowałyby nadmierne zużycie stosowanych urządzeń, na przykład filtrów rękawowych, a przeprowadzany proces uczyniło bezpieczniejszym pod względem ochrony środowiska.

Jeszcze innym celem wynalazku jest dostarczenie sposobu i urządzenia do grzania złomu żelaznego, które pozwalałyby usuwać materiały organiczne zawarte w złomie żelaznym wydajnie z wykorzystaniem energii w nich zawartej i umożliwiały zmniejszenie w procesie ilości materiałów organicznych tylko do pochodnych węgla, przydatnych do wykorzystania w spienianiu żużla i nawęglaniu stali.

Dalszym celem wynalazku jest opracowanie sposobu i urządzenia do wstępnego grzania złomu żelaznego, które pozwolą wytwarzać stal o lepszej jakości, dzięki wyeliminowaniu zanieczyszczeń żużlowych pochodzących z materiałów organicznych, ajednocześnie spowodują zmniejszenie ilości wytwarzanych dymów, a tym samym zmniejszenie zarówno ilości energii elektrycznej potrzebnej do napędu wentylatorów jak i intensywności filtrowania.

Te i inne jeszcze cele wynalazku realizuje sposób wstępnego grzania złomu żelaznego, który polega na tym, że rozdrabnia się materiał wsadowy zawierający złom żelazny i materiały organiczne takie, jak odpady gumowe, substancje żywicowate i podobne, następnie poddaje się materiał rozsadowy pirolizie, a wytworzoną przy usuwaniu materiałów organicznych energię termiczną wykorzystuje się następnie do podgrzewania przerabianego złomu

166 183

Korzystnie złom żelazny rozdrabnia się na kawałki zapewniające równomierne przejmowanie ciepła z gorącego gazu dostarczanego do reaktora i ułatwiające doprowadzenie ciepła do materiałów organicznych będących w stałej styczności z metalem złomu żelaznego. Korzystnie złom żelazny rozdrabnia się na kawałki o wymiarze około 150-200 mm.

Cele wynalazku w zakresie urządzenia realizuje urządzenie do wstępnego grzania złomu żelaznego, które zawiera reaktor do pirolizy z ogrzewającym gazem przepuszczanym w kierunku przeciwnym do kierunku przemieszczania ogrzewanego materiału oraz wlotowy zespół zaworów i wylotowy zespół zaworów izolujące wnętrze reaktora od przepływu powietrza z otoczenia, a także zawiera układ wytwarzający ciepło współpracujący z reaktorem.

Korzystnie wlotowy zespół zaworów doprowadzający materiał zawiera płytę górną i płytę dolną umieszczone w przewodzie, zaś wylotowy zespół zaworów odprowadzający materiał zawiera płytę górną i płytę dolną umieszczone w przewodzie, przy czym płyty górne są zamknięte przy otwartych płytach dolnych, a płyty dolne są zamknięte przy otwartych płytach górnych. Korzystnie poniżej płyt wlotowego zespołu zaworów oraz poniżej płyt wylotowego zespołu zaworów są usytuowane ukośne powierzchnie do przejmowania opadającego materiału, które są wyposażone w wibratory (16).

Korzystnie z reaktorem współpracuje dodatkowy zasobnik dostarczający materiał wzbogacony w substancje żywicowate i/lub tworzywa sztuczne, i/lub wyroby gumowe dla uzyskania optymalnego udziału procentowego substancji podlegających pirolizie w całym wsadzie przeznaczonym do obróbki, przy czym zasobnik jest sterowany poprzez przepływomierze mierzące różnicę wydatków na wlocie i wylocie reaktora względem przepływu gazu, z jednoczesną kompensacją nadmiaru ilościowego gazu pochodzącego z procesu pirolizy przy różnych temperaturach na wlocie i wylocie gazu.

Korzystnie reaktor do pirolizy stanowi obrotowy, pochylony cylinder dla umożliwienia osiowego przemieszczania materiału, przy czym w reaktorze są usytuowane łopatki do mieszania i rozdrabniania materiału.

Korzystnie układ wytwarzający ciepło zawiera komorę oraz rury stanowiące główny obieg wytwarzania ciepła, a także zawiera rurę stanowiącą obejście głównego obiegu wytwarzania ciepła do obniżania temperatury gazu podawanego do reaktora. Korzystnie układ wytwarzający ciepło posiada zespół filtrów gazów wylotowych, który połączony jest z rurą wylotową z reaktora, przy czym zespół filtrów zawiera zasadniczo statyczny odpylacz cyklonowy przystosowany do gromadzenia użytecznych produktów węglowych oraz uzupełniający filtr rękawowy, który jest usytuowany w głównym obiegu gazu lub na wylotowej rurze gazu odprowadzanego na zewnątrz urządzenia.

Korzystnie układ wytwarzający ciepło posiada zespół sterujący wydatkiem powietrza w rurze i/lub palnego gazu ze źródła do komory spalania, przy czym ten zespół jest usytuowany na wylocie komory spalania i zawiera przyrządy umożliwiające przeprowadzanie analizy składu gazów. Korzystnie układ wytwarzający ciepło posiada zawór upustowy gazów wypływających z komory spalania do regulacji ciśnienia w całym obiegu układu, przy czym zawór upustowy współpracuje z zaworem regulującym ilość palnego gazu odprowadzanego na zewnątrz urządzenia dla zachowania równowagi działania obiegu. Korzystnie układ wytwarzający ciepło posiada odgałęzienie od głównego obiegu układu łączącego reaktor z komorą spalania, przy czym odgałęzienie to stanowi wylotowa rura z zespołem regulującym przepływ do odprowadzania całości albo części gazu wytwarzanego w reaktorze na zewnątrz urządzenia.

Opisane urządzenie umożliwia wstępne ogrzewanie złomu podawanego do pieca, co stanowi okoliczność korzystną. W stalowniach o wydajności 85 ton stali na godzinę podniesienie temperatury złomu do około 650K daje oszczędności rzędu 4,6 mln Kcal/h. Kolejną zaletą jest odzyskanie czystego paliwa gazowego w ilości równej około 200 Nm³ o kaloryczności około 5500 cal/Nm'3 na tonę substancji żywicowatych zawartych w rozdrobnionym złomie, to jest na trzy tony metalu. Kolejną zaletą jest odzyskanie pyłu węglowego z filtrów. Pył ten można w całości wykorzystać w piecach elektrycznych do sporządzania tak zwanego spienionego żużla (poznany ostatnio sposób ułatwiający wytwarzanie żużla). Powyższa operacja oraz nawęglanie stali pochłania obecnie do 30 kg miału węglowego na tonę stali, podczas gdy sposób pirolizy według wynalazku umożliwia otrzymanie co najmniej o 30% więcej miału węglowego. Następną

166 183 zaletą sposobu pirolizy według wynalazku jest wyeliminowanie kosztów związanych z usuwaniem składników żywicowatych (tworzyw sztucznych i podobnych) obecnych w złomie. Kolejną zaletą jest poprawa warunków filtrowania dymów będących skutkiem pirolizy przeprowadzonej przedstawionym sposobem. Materiał dostarczany do pieca elektrycznego nie zawiera żadnych substancji żywicowatych, dzięki czemu wyeliminowano znaczne ilości pyłów i dymów, które powstają podczas wytapiania sposobami tradycyjnymi. Z przedstawionych powyżej względów, sposób według wynalazku przyczynia się do zmniejszenia wytwarzania dymów i zmniejszenia kosztów filtrowania. Koszty energii elektrycznej potrzebnej do zmniejszenia ilości dymów stanowią połowę kosztów dotychczasowych. Ponadto zmniejszona zostaje liczba zużywanych filtrów rękawowych, dzięki przedłużeniu ich żywotności.

Przedmiot wynalazku ujawniono w przykładzie wykonania na rysunku, który przedstawia schemat urządzenia do wstępnego grzania złomu żelaznego realizującego sposób według wynalazku.

Jak przedstawiono na rysunku złom żelazny 1 zawierający materiały organiczne takie, jak tworzywa sztuczne, gumy i podobne, dostarczany jest za pomocą zwykłego przenośnika 2, na przykład przenośnika taśmowego bez końca, do zwykłego urządzenia rozdrabniającego 3, gdzie jest rozdrabniany na kawałki 4 o wymiarze około 150-200 mm. Takie działanie jest kompromisem pomiędzy koniecznością osiągnięcia dokładnej homogenizacji składników (o możliwie małych wymiarach), a koniecznością wytworzenia pustych przestrzeni pomiędzy różnymi kawałkami rozdrobnionego metalu ułatwiających przepływ gazu doprowadzanego w celu ich ogrzania (konieczne są duże kawałki materiału). Materiał wyjściowy pochodzi z różnych źródeł: ze złomu samochodowego, autobusów, wagonów kolejowych, elektrycznych urządzeń gospodarstwa domowego oraz z innych źródeł. Zazwyczaj towarzyszą mu kawałki materiałów organicznych, takich jak żywica, guma i inne, przy czym ich ilość i jakość jest bardzo różna. W niniejszym wynalazku materiał ten jest wykorzystywany w procesie pirolizy (znanym również jako kraking) w taki sposób, aby rozwiązać zarówno problem jego optymalnej eliminacji jak i problem wstępnego ogrzewania metalu, który również tam się znajduje. Piroliza powodująca rozpad molekuł materiału organicznego przebiega w cyklu zamkniętym. Prawidłowy jej przebieg, któremu towarzyszy wstępne ogrzewanie, jest uwarunkowany odpowiednią proporcją składników organicznych i nieorganicznych w całym wsadzie. Wartość udziałów procentowych leży w pewnym, ustalonym eksperymentalnie zakresie, wskutek czego może okazać się celowe, a w niektórych przypadkach niezbędne, uzupełnienie wsadu innymi materiałami 5 w celu wzbogacenia w materiał organiczny. Materiał 5, w którym znajduje się wysoki procent substancji organicznych, takich jak żywice, guma i inne materiały ulegające degradacji termicznej, może pochodzić z uprzedniego sortowania materiału 4 na dwie kategorie, to jest na części o wysokiej i niskiej zawartości żywicowatych, albo bezpośrednio z zasobnika 6 będącego magazynem materiału organicznego 5 dowolnego pochodzenia, niekoniecznie związanego ze złomem żelaznym. Konieczność dodawania materiału 5 wzbogaconego w żywice wynika wyłącznie z wymaganego składu materiału wsadowego 7 poddawanego pirolizie. Przykładowo, materiał 7 powinien zawierać od 60% do 90% żelaza, natomiast pozostałą część, czyli od 40% do 10%, powinny stanowić substancje organiczne. Materiał wsadowy 7, o procentowej zawartości żelaza i substancji organicznych w podanym powyżej zakresie oraz rozdrobniony do ustalonych wymiarów, podawany jest do generatora gazowego 8 albo do specjalnego reaktora do pirolizy. Złom jest przemieszczany wewnątrz reaktora 8, przy czym następuje niezbędne ogrzanie substancji organicznych (o niższym współczynniku przejmowania ciepła) ciepłem pochodzącym od metalu, który szybciej się ogrzewa.

Dobrze znany fakt większej przewodności cieplnej metali oznacza, że materiał, który ma być rozłożony termicznie (chodzi o jego składnik organiczny) zostanie bardzo równomiernie ogrzany w całej swojej masie i objętości. Wynika to nie tylko z dobrej przewodności cieplnej żelaza, ale również z istnienia pustych przestrzeni pomiędzy poszczególnymi kawałkami materiału oraz z niejednorodności i spoistości rozdrobnionego złomu metalowego. Dzięki temu powstają w materiale kanały, przez które przepływa ogrzewający gaz, a które nie mogłyby powstać w uplastycznionym termicznie samym materiale organicznym gdyby nie chaotyczny ruch całego materiału wsadowego.

166 183

Zewnętrznym źródłem ciepła jest gaz częściowo spalony w procesie pirolizy, a następnie odzyskany. Gaz ten przepływa w kierunku przeciwnym od kierunku ruchu materiału poddawanego pirolizie w reaktorze 8. Oczywiście piroliza powinna zachodzić bez dostępu tlenu tak, aby wynikiem tego procesu nie było spalanie, ale jedynie krakowanie cząstek organicznych. Z tego względu materiał wsadowy 7 powinien być dostarczany do reaktora 8 w taki sposób, aby uniemożliwić dostęp do niego powietrza z zewnątrz. Zadanie to można zrealizować na różne sposoby. Poniżej podano przykład jednego z takich sposobów. W tym sposobie zastosowano śluzę z zespołem podwójnych zaworów. Cały zespół zaworów składa się z dwóch płyt o sterowanym ruchu (na przykład mogą to być przepustnice obrotowe), płyty górnej 9 i płyty dolnej 10, działających jak zawory. Obie płyty 9, 10 są w przewodzie 11 prowadzącym do reaktora 8. Płyty 9 i 10 dzielą przewód 11 na komory 12,13 i 14, których połączenia ze sobą są uszczelnione zwykłymi sposobami.

Dostarczony do pirolizy materiał wsadowy 7 gromadzi się ponad górną płytę 9 do czasu osiągnięcia wymaganej wagowo ilości, określanej za pomocą zwykłej wagi współdziałającej z urządzeniem sterującym zamykaniem (położenie wskazane na rysunku) oraz otwieraniem (na przykład jakie na rysunku zajmie dolna płyta 10). Płyta górna 9 zajmuje położenie zamknięte, natomiast równocześnie płyta dolna 10 zajmuje położenie otwarte, dzięki czemu droga pomiędzy komorą 12 i 13 jest otwarta. Dzięki otwartemu albo skośnemu położeniu dolnej płyty 10 możliwe jest spadanie materiału wsadowego na leżącą pod nią ukośną powierzchnię 15, zaopatrzoną w wibrator 16, którego wibracje powodują przemieszczanie się materiału w kierunku wlotu 18 reaktora 8. Po spadnięciu z płyty 10 całego nagromadzonego na niej uprzednio materiału wsadowego 7A płyta 10 podnosi się do góry i szczelnie zamyka przewód 11 odcinając komorę 13 (połączoną z wnętrzem reaktora 8) od komory 12. W tym momencie otwiera się płyta 9, dzięki czemu następuje połączenie komory 12 z otwartą komorą 14 i materiał wsadowy 7 nagromadzony na płycie 9, spada na płytę 10. Takie rozwiązanie eliminuje możliwość połączenia pomiędzy komorą 13 a powietrzem z otwartej komory 14. Reaktor 8 stanowi rura obracająca się wokół swojej osi, pochylona względem poziomu. Po wejściu do reaktora 8 materiał przemieszcza się w nim powoli w kierunku otworu wylotowego 19 znajdującego się w końcu reaktora 8. Przez otwór wylotowy 19 materiał wypada z reaktora 8 do przewodu 20. W przewodzie 20 znajduje się zespół dwóch sterowanych zaworów 21 i 22. Zadaniem płyt 21, 22 jest zapobieganie dopływowi powietrza z zewnątrz do reaktora 8 poprzez otwory wylotowe 23 i przewód 20.

Reaktor 8 do pirolizy, przypominający pod względem mechanicznym piec obrotowy do wypalania cementu, obraca się bardzo powoli na ułożyskowanych podporach 24A, 24B i jest napędzany przez silnik 25. Jednakże najważniejszą cechą jest szczelność reaktora 8 względem otoczenia, eliminująca możliwość przedostania się do jego wnętrza powietrza. Szczelność tę można uzyskać za pomocą podwójnych zaworów płytowych oraz , w przypadku ppisnnych przewodów, różnymi znanymi metodami, na przykład za pomocą uszczelnień labiryntowych albo podobnych, które są dobrze znanymi rozwiązaniami stosowanymi w przypadku łączenia części wirujących z częściami nieruchomymi.

Ścianki wewnętrzne reaktora 8 zaopatrzone są w promieniowe łopatki, lub w podobne urządzenia, których zadaniem jest zapobieganie sklejaniu się metalu z substancjami organicznymi, a tym samym ułatwianie mieszania się i przemieszczania materiału wsadowego w kierunku do otworu wylotowego 19. Na marginesie należy zauważyć, że zarówno otwór wlotowy 18 jak i otwór wylotowy 19 z reaktora 8 znajduje się w jego częściach nieruchomych 5150, w których podparta jest jego część ruchoma.

Szybkość z jaką materiał przemieszcza się w kierunku wylotu z reaktora 8 zależy od wielu czynników, z których najważniejszym jest ten, że powinien on wypaść przez otwór wylotowy 19 dopiero wtedy, gdy wszystkie zawarte w nim na początku substancje organiczne zostały rozłożone. Z tego względu czas przebywania materiału w reaktorze 8 powinien być regulowany, albo poprzez zmianę pochylenia reaktora, albo poprzez regulację jego prędkości obrotowej, albo też poprzez regulację temperatury pirolizy. Dwie pierwsze metody można zrealizować na różne znane sposoby. Zalecaną tutaj, i mającą poważne zalety, regulację temperatury pirolizy można zrealizować w przedstawiony poniżej sposób.

16<5183

Z reaktorem do pirolizy współpracuje komora 26, w której spalane są węglowodory w postaci gazowej (zaleca się używanie metanu), dostarczane ze źródła 28. Do komory tej doprowadzana jest rura 41, ściśle określona ilość powietrza, kontrolowana za pomocą zaworu 42. Zarówno ilości powietrza jak i metanu sterowane są przez urządzenie 43, którego zadaniem jest utrzymywanie właściwych proporcji stechiometrycznych, przy równoczesnym uwzględnieniu obecności palnych gazów w reaktorze 8, pochodzących z procesu pirolizy Gaz powstający w procesie spalania w komorze 26 płynie pierwszą rurą 27, a następnie drugą rurą 29, do nieruchomej części wylotowej 50 reaktora 8. Bardzo gorące spaliny wpływające do reaktora 8 płyną przez niego ku górze w kierunku nieruchomej części wlotowej 51 reaktora 8, a następnie wypływają trzecią rurą 30. Trzecia rura 30 połączona jest ze stroną ssącą dmuchawy 31, która przetłacza spaliny przez szóstą rurę 36 z powrotem do komory spalania 26. Tutaj są one znowu podgrzewane i ponownie tłoczone wymienionymi rurami. W rezultacie następuje podgrzanie materiału znajdującego się w reaktorze 8 i jego powolny rozkład na węgiel, popiół i składniki lotne. Powstające podczas pirolizy produkty są typowymi produktami pirolizy substancji organicznych, to jest CO, H2, CH4, H2O, CO₂, HCl, SO2 i SO3.

Spośród powyższych gazów pierwsze trzy (tlenek węglowy, wodór i metan) są dobrze znane jako gazy palne i z tego względu używane do wytwarzania energii cieplnej potrzebnej do pirolizy, która początkowo, to jest na etapie uruchamiania urządzenia, jest całkowicie dostarczana ze źródła zewnętrznego względem cyklu (metan ze źródła 28). Wskutek tego, że materiał poddawany degradacji termicznej jest utrzymywany w temperaturze powodującej jego rozkład, następuje intensyfikacja procesu pirolizy, a wraz z nią rośnie ilość gazu palnego. W miarę upływu czasu ilość tego gazu wzrasta znacznie ponad poziom wymagany do podtrzymywania pirolizy tak, że w pewnym momencie nie tylko nie ma dalszej potrzeby doprowadzania metanu ale nadmiar gazu jest tak duży, iż trzeba go odprowadzać piątą rurą 32, transportującą go do innych typowych odbiorców do wytwarzania stali albo do zbiorników magazynowych. Stanowi to kolejną zaletę tego wynalazku. Odprowadzenie nadmiarowego gazu odbywa się po jego przefiltrowaniu, dokonaniu analizy jego składu i oczyszczeniu z zawartych w nim zazwyczaj siarki i chloru.

Oczyszczanie gazu z tych pierwiastków odbywa się normalnym sposobem za pomocą węglanu rozpuszczonego w wodzie. Filtrowanie grubne odbywa się za pomocą zwykłego statycznego odpylacza cyklonowego 35, w którym następuje oddzielenie pyłu węglowego, który może być następnie wykorzystany w innych etapach procesu produkcji stali (na przykład do spieniania żużla), co stanowi kolejną zaletę wynalazku. Po etapie filtrowania zgrubnego spalin można wykonać filtrowanie dokładne za pomocą filtrów rękawowych 44. W zależności od wymogów jakościowych i ilościowych filtrowanie dokładne może być pominięte. W związku z powyższym, piroliza materiałów żywicowatych usuwa ich pozostałości dymów z pieców elektrycznych, dzięki czemu następuje zmniejszenie zarówno ilości substancji, które należy filtrować jak i ich złożoności molekularnej. Ilość gazu odprowadzanego do innych użytkowników piątą rurą 32 oraz wykorzystywanego do podtrzymywania procesu pirolizy dzięki pompowaniu go przez dmuchawę 31 są regulowane za pomocą zaworu regulacyjnego 33, sterowanego z kolei przez analizator 34, który działa w oparciu o mierzone parametry ilościowe i jakościowe. W ramach wspomnianej analizy następuje pomiar ilości różnych gazów palnych umożliwiający ocenę czy ich kaloryczność jest wystarczająca do podtrzymywania procesu pirolizy. Nadmiar gazu, przewyższający tę ilość kierowany jest do piątej rury 32. Zawór regulacyjny 33 działa głównie na początkowych etapach cyklu, lub w takich przypadkach, gdy ilość gazu palnego powstającego podczas pirolizy nie jest nadmierna, albo gdy nie jest ona wystarczająca do tego aby nastąpiło korygujące doprowadzenie pomocniczego paliwa gazowego ze źródła 28. W takich warunkach może nastąpić wzrost ciśnienia w różnych rurach obiegu, czego należy unikać. Temu wzrostowi ciśnienia przeciwdziała się za pomocą zaworu upustowego 37 utrzymującego przeciwciśnienie na stałym poziomie. Zawór 37 odprowadza nadmiar całkowicie spalonego gazu, który w przeciwnym przypadku powróciłby do obiegu procesu pirolizy. Optymalna temperatura w jakiej zachodzi piroliza w reaktorze 8 zawiera się w zakresie od około 750 do 900 K, w związku z czym powinna ona być utrzymywana na takim poziomie bez względu na możliwe wahania w wytwarzaniu ciepła w komorze 26. W razie zbyt niskiej temperatury gazu w drugiej rurze 29

16(5183 należy spalić pewną ilość gazu dostarczoną przez źródło 28. Jednakże w przypadku zbyt wysokiej temperatury należy ją zmniejszyć poprzez dostarczenie do drugiej rury 29 gazu z pirolizy posiadającego niższą temperaturę. Gaz o niższej temperaturze podawany jest siódmą rurą 38 stanowiącą przewód obejściowy w stosunku do rury 27. Gaz kierowany do siódmej rury 38 jest ochłodzony wskutek oddania ciepła złomowi znajdującemu się w reaktorze 8 oraz trzeciej rurze 30, filtrowi 35, filtrowi 44 i dmuchawie 31. Ilość zimnego gazu dostarczana siódmą rurą 38 do drugiej rury 29 regulowana jest zaworem 39, który jest sterowany automatycznie za pomocą czujników temperatury 40 znajdujących się w pobliżu części wylotowej 50 reaktora 8. W razie konieczności można przeprowadzić modyfikację tego układu polegającą na umieszczeniu filtra rękawowego 44 nie tylko szeregowo z odpylaczem cyklonowym 35 ale również, albo wyłącznie, szeregowo z piątą rurą 32, odprowadzającą gaz do innych użytkowników. W przypadku prawidłowego przebiegu procesu pirolizy nastąpi wzrost ilości gazu ogrzewającego w reaktorze 8, pomiędzy jego wlotem 19 a wylotem 18. Wzrost ten jest spowodowany częściowym rozkładem materiałów żywicowatych lub podobnych i powstaniem gazu. Zatem, przykładowo, analizę prawidłowości przebiegu procesu pirolizy można prowadzić za pomocą przepływomierzy 17 i 34 umieszczonych przed i za reaktorem 8 do pirolizy względem kierunku przepływu gazu. Oczywiście przepływomierze 17, 34 mogą automatycznie sterować działaniami korygującymi.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 1,00 zł.

Claims (14)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób wstępnego grzania złomu żelaznego, znamienny tym, że rozdrabnia się materiał wsadowy zawierający złom żelazny i materiały organiczne takie, jak odpady gumowe, substancje żywicowate i podobne, następnie poddaje się materiał wsadowy pirolizie, a wytworzoną przy usuwaniu materiałów organicznych energię termiczną wykorzystuje się następnie do podgrzewania przerobionego złomu.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że złom żelazny rozdrabnia się na kawałki zapewniające równomierne przejmowanie ciepła z gorącego gazu dostarczanego do reaktora i ułatwiające doprowadzenie ciepła do materiałów organicznych będących w stałej styczności z metalem złomu żelaznego.
3. 3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że złom żelazny rozdrabnia się na kawałki o wymiarze około 150-200 mm.
4. 4. Urządzenie do wstępnego grzania złomu żelaznego, znamienne tym, że zawiera reaktor (8) do pirolizy z ogrzewającym gazem przepuszczanym w kierunku przeciwnym do kierunku przemieszczania ogrzewanego materiału oraz wlotowy zespół zaworów i wylotowy zespół zaworów izolujące wnętrze reaktora (8) od przepływu powietrza z otoczenia, a także zawiera układ wytwarzający ciepło współpracujący z reaktorem (8).
5. 5. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, że wlotowy zespół zaworów doprowadzający materiał (7) zawiera płytę górną (9) i płytę dolną (10) umieszczone w przewodzie (11), zaś wylotowy zespół zaworów odprowadzający materiał zawiera płytę górną (21) i płytę dolną (22) umieszczone w przewodzie (20), przy czym płyty górne (9,21) są zamknięte przy otwartych płytach dolnych (10, 22), a płyty dolne (10, 22) są zamknięte przy otwartych płytach górnych (9,21).
6. 6. Urządzenie według zastrz. 5, znamienne tym, że poniżej płyt (9,10) wlotowego zespołu zaworów oraz poniżej płyt (21, 22) wylotowego zespołu zaworów są usytuowane ukośne powierzchnie (15), do przejmowania opadającego materiału, które są wyposażone w wibratory (16).
7. 7. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że z reaktorem (8) współpracuje dodatkowy zasobnik (6), dostarczający materiał (5) wzbogacony w substancje żywicowate i/lub wyroby gumowe, dla uzyskania optymalnego udziału procentowego substancji podlegających pirolizie w całym wsadzie przeznaczonym do obróbki, przy czym zasobnik (6) jest sterowany poprzez przepływomierze (17, 34) mierzące różnice wydatków na wlocie (8A) i wylocie (30) reaktora (8) względem przepływu gazu, z jednoczesną kompensacją nadmiaru ilościowego gazu pochodzącego z procesu pirolizy przy różnych temperaturach na wlocie (8A) i wylocie (30) gazu.
8. 8. Urządzenie według zastrz. 7, znamienne tym, że reaktor (8) do pirolizy stanowi obrotowy, pochylony cylinder dla umożliwienia osiowego przemieszczania materiału, przy czym w reaktorze (8) są usytuowane łopatki do mieszania i rozdrabniania materiału.
9. 9. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że układ wytwarzający ciepło zawiera komorę (26) oraz rury (27, 28, 36, 41) stanowiące główny obieg wytwarzania ciepła, a także zawiera rurę (38), stanowiącą obejście głównego obiegu wytwarzania ciepła do obniżania temperatury gazu podawanego do reaktora (8).
10. 10. Urządzenie według zastrz. 9, znamienne tym, że komora (26) spalania jest połączona ze źródłem (28) paliwa gazowego oraz z reaktorem (8) do pirolizy.
11. 11. Urządzenie według zastrz. 9, znamienne tym, że układ wytwarzający ciepło posiada zespół filtrów gazów wylotowych, który połączony jest z rurą wylotową (30) z reaktora (8), przy czym zespół filtrów zawiera zasadniczo statyczny odpylacz cyklonowy (35), przystosowany do gromadzenia użytecznych produktów węglowych oraz uzupełniający filtr rękawowy (44), który jest usytuowany w głównym obiegu gazu lub na wylotowej rurze (32) gazu odprowadzanego na zewnątrz urządzenia.

    16<5183
12. 12. Urządzenie według zastrz. 11, znamienne tym, że układ wytwarzający ciepło posiada zespół (43), sterujący wydatkiem powietrza w rurze (41) i/lub palnego gazu ze źródła (28) do komory (26) spalania i zawiera przyrządy umożliwiające przeprowadzanie analizy składu gazu.
13. 13. Urządzenie według zastrz. 12, znamienne tym, że układ wytwarzający ciepło posiada zawór upustowy (37) gazów wypływających z komory (26) spalania do regulacji ciśnienia w całym obiegu układu, przy czym zawór upustowy (37) współpracuje z zaworem (33) regulującym ilość palnego gazu odprowadzanego na zewnątrz urządzenia dla zachowania równowagi działania obiegu.
14. 14. Urządzenie według zastrz. 13, znamienne tym, że układ wytwarzający ciepło posiada odgałęzienie od głównego obiegu układu łączącego reaktor (8) z komorą (26) spalania, przy czym odgałęzienie to stanowi wylotowa rura (32), z zespołem (33, 34) regulującym przepływ do odprowadzania całości albo części gazu wytwarzanego w reaktorze (8) na zewnątrz urządzenia.