PL181073B1 - Sposób spalania osadów pościekowych i piec do spalania osadów pościekowych - Google Patents

Abstract

1. Sposób spalania osadów ^oście^<^vy/ch zawierających palne substancje organiczne i niepalne substancje nieorganiczne, powtarzający się w cyklach zamkniętych i polegający na wprowadzeniu do pieca osadów, ich spalaniu i odprowadzaniu przez ruszt pozostałości nieorganicznych, znamienny tym, ze pobrany ze złoża, odwodniony i rozbrylony osad pościekowy wzbogaca się energetycznie miałem węglowym w proporcji dobranej w zależności od wartości energetycznej złoża osadowego, następnie osad wprowadza się do komory spalania pieca i inicjuje proces spalania w górnej warstwie wsadu, po czym spalanie przeprowadza się warstwowo z góry na dół, poza tym nadmuchuje się powietrze strefowo na obwodzie komory spalania, jak również doprowadza się powietrze pod ruszt, ponadto gazy powstające w procesie wytlewania miesza się z powietrzem przez zawirowanie nadmuchiwanego powietrza doprowadzonego w strefę górną komory spalania i następnie przeprowadza się przez ceramiczny stabilizator gazów.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób spalania osadów pościekowych oraz piec do spalania osadów pościekowych.

W wyniku oczyszczania ścieków otrzymuje się osad pościekowy, który najczęściej jest odwadniany przy oczyszczalniach ścieków, a następnie gromadzony na hałdach, przystosowanych do przetrzymywania dołach, czy w zagłębieniach ziemnych.

Odwodniony osad posiada określoną wartość energetyczną, która zależy od rodzajów ścieków z jakich osad jest otrzymywany. W związku z tym znane są sposoby spalania osadu pościekowego.

Jednym ze znanych sposobów spalania osadu, jest rozwiązanie znane z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3 643 633. Przy tym sposobie spalanie odbywa się systemem ciągłym w przemysłowym piecu wielopółkowym, do którego osad wprowadza się

181 073 na górną półkę, po czym pod działaniem mieszadła łapowego przemieszcza się na dół, naprzemian na półki zewnętrzne i wewnętrzne. Na górnych półkach następuje chłodzenie gazów odlotowych oraz zmniejszanie objętości i tempa suszenia wilgotnego osadu. Między 30 a 60 minutą przebywania w piecu zachodzi spalanie wysuszonego osadu. Wolno palący się żużel i popiół usuwa się z dolnej półki do zbiornika, w którym szybko się je chłodzi.

Znany z polskiego opisu patentowego nr 123 885 sposób obróbki osadu polega na tym, ze osad ściekowy wprowadza się do ogrzewanego bezprzeponowo młyna walcowego, zwanego tez gniotownikiem krążnikowym, w którym następuje suszenie, proszkowanie i klasyfikacja produktu i otrzymuje się suchy produkt oraz gazy odlotowe zawierające parę wodną, a następnie produkt otrzymany z młyna transportuje się strumieniem gazu odlotowego z młyna do kolektora-separatora, z którego usuwa się część produktu i część tę doprowadza się jako paliwo w postaci suchego proszku do pieca, przy czym przed doprowadzeniem do pieca strumień gazów odlotowych zawierających pary, które opuszczają kolektor, ogrzewa się w podgrzewaczu par gazami odlotowymi z pieca, a część gazów odlotowych z pieca przesyła się do ogrzewania młyna.

Znany sposób obróbki osadu ściekowego prowadzi do uzyskania suchego paliwa stałego, którego większość lub nawet całość można używać w piecu spełniającym podwójną funkcję: dezodoryzowania gazów spalinowych i bezpośredniego spalania wysuszonego proszku. Nadmiar paliwa ściekowego można przechowywać i stosować do rozruchu urządzenia. Dalszy nadmiar można spalać w spalarniach odpadów lub stosować jako nawóz.

Sposób spalania osadów pościekowych według wynalazku realizowany w zamkniętych cyklach spalania i polegający na spalaniu substancji organicznych osadu charakteryzuje się tym, ze wykorzystuje się do spalania osad odwodniony i rozbrylony, który przed wprowadzeniem do pieca wzbogaca się energetycznie miałem węglowym. W zależności od wartości energetycznych złoża osadowego, osad miesza się z miałem w proporcji optymalnej do najkorzystniejszego spalania. Po wprowadzeniu do pieca rozpala się osad w górnej warstwie wsadu i po zamknięciu pieca spalanie przeprowadza się warstwowo z góry na dół. W celu uzyskania równomiernego spalania na całej powierzchni wsadu, nadmuchuje się powietrze strefowo na obwodzie komory spalania, jak również doprowadza się powietrze pod ruszt. Gazy powstające w procesie wytlewania i gromadzące się w górnej strefie komory spalania, miesza się z powietrzem poprzez zawirowanie nadmuchiwanego powietrza, a następnie przeprowadza się je przez ceramiczny stabilizator, przez co osiąga się całkowite spalanie gazów i dezodoryzację spalin.

Wynalazek obejmuje też piec do przeprowadzania powyższego sposobu spalania, który charakteryzuje się według wynalazku tym, że będąc zaopatrzony w znane elementy pieca, posiada ponadto strefową instalację nadmuchiwanego powietrza umiejscowioną obwodowo na ściankach komory spalania, a pod rusztem ma dodatkową, dyszę wylotu nadmuchiwanego powietrza, zaś w strefie górnej komory spalania gdzie odbywa się spalanie wytlewającego się gazu, ma kierownicę nadmuchiwanego powietrza powodującą zawirowanie powietrza i wymieszanie go z gazem, a nad komorą spalania ma ceramiczny stabilizator gazów wyposażony w górną i dolną wykładzinę ceramiczną.

Strefowa instalacja nadmuchiwanego powietrza jest wykonana z osadzonych na ściankach komory spalania rurek z nawierconymi otworami, przy czym otwory są umieszczone poniżej poziomej płaszczyzny przekroju przechodzącej przez oś symetrii rurek, skierowane wylotem nieco w dół i zestawione parami zbieżnie pod kątem ostrym, zaś kierownicę nadmuchiwanego powietrza ma wykonaną w kształcie ściętego stożka z trzpieniem osadzonego w tulejce, przy czym stożek posiada na powierzchni śrubowe kanały zwiększające swój przekrój w stronę wylotu powietrza.

Osadzone w ścianach komory spalania rurki są wykonane w postaci półrurek przyspawanych do ścianek komory spalania.

Wiadomym jest, że osady pościekowe zawierają organizmy chorobotwórcze i wirusy, a szczególnie niebezpieczne jaja pasożytów agresywnych, które posiadają formę przetrwalnikową nawet do 50 lat. Zatem składowanie tych osadów jest niebezpieczne dla środowiska. Sposób i piec według wynalazku jest jednym ze sposobów utylizacji osadów pościekowych

181 073 z jednoczesnym ich energetycznym wykorzystaniem. Tradycyjne spalanie osadów pościekowych powoduje dużą emisję niespalanych gazów do atmosfery i przez to jest niedopuszczalne, a spalanie według wynalazku osiągane przez zawirowanie powietrza w komorze spalania i przeprowadzenie gazów przez stabilizator, zapewnia pełne spalenie wytlewających się gazów i dezodoryzację spalin. Poza tym strefowe podawanie powietrza do komory spalania pozwala osiągnąć równomierne prowadzenie procesu warstwowego spalania z góry na dół z jednoczesnym równomiernym rozłożeniem spalania na całej powierzchni wsadu. Osiąga się przez to pełną kontrolę procesu spalenia wytlewających się gazów w czasie całego cyklu spalania. Dopalające się pozostałości wsadu przez ciągłe przesuwanie się w dół i pozostawanie w strefie żaru przez większość czasu cyklu spalania, osiągaj ą duży stopień utleniania.

Przeprowadzone badania laboratoryjne potwierdziły dużą przydatność wykorzystania wynalazku, co uwidacznia się uzyskaniem 82% sprawności kotła, a wyniki sprawdzenia emisji substancji szkodliwych, potwierdziły utrzymanie się w dopuszczalnych normach ochrony środowiska.

Wynalazek jest prosty w zastosowaniu, daje możliwość odzysku energii z osadów pościekowych i wykorzystania jej do ogrzewania różnych wielkości i różnych rodzajów obiektów. Badania i próby potwierdziły również możliwość wykorzystania pieca do utylizacji odpadów komunalnych i poszpitalnych.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematyczny pionowy przekrój pieca, fig. 2 - pionowy przekrój pieca w rysunku uproszczonym, fig. 3 - szczegół wykonania otworów w strefowej instalacji nadmuchiwanego powietrza, a fig. 4 - przekrój przez kierownicę nadmuchiwanego powietrza podawanego do górnej części komory spalania.

Odwodniony i rozbrylony osad pościekowy dostarcza się do spalania i miesza znanym sposobem z miałem węglowym. Po wprowadzeniu do pieca, rozpala się wsad na powierzchni i zamyka piec. Spalanie dokonuje się samoczynnie pod wpływem strefowo nadmuchiwanego powietrza i powietrza doprowadzanego pod ruszt. Powietrze spod rusztu oprócz podtrzymywania palenia, wypycha jednocześnie wytlewające się gazy, które przechodząc do górnej strefy komory spalania mieszają się z nadmuchiwanym zawirowanym powietrzem, są przez to dotlenione i ulegają spaleniu, a resztki gazów przy zetknięciu z nagrzanymi ceramicznymi wykładzinami stabilizatora ulegają całkowitemu spaleniu.

Piec do spalania osadów pościekowych wykonany w kształcie prostopadłościanu, zaopatrzony jest w komorę spalania 1, drzwiczki paleniskowe 2, popielnikowe 3 i kanały gazów odlotowych 4, a także w instalację do nadmuchiwania powietrza 5 z wentylatorem 6 sterowanym regulatorem temperatury oraz komorowy wymiennik ciepła z instalacją wodną do odbioru wytwarzanego ciepła posiadającą króciec wlotowy 7 wody dopływowej i króciec wylotowy 8 wody gorącej wypływowej. W komorze spalania 1 piec ma dodatkową strefową instalację 9 nadmuchiwanego powietrza osadzoną obwodowo na ściankach komory spalania 1. Pod rusztem 10 piec ma dyszę 11 nadmuchiwanego powietrza, a w strefie górnej 12 komory spalania 1 piec ma kierownicę 13 do zawirowania nadmuchiwanego powietrza w celu wymieszania z gazami. Strefowa instalacja 9 wykonana jest z półrurek 14 przyspawanych do ścianek komory spalania 1. Półrurki 14 mają nawiercone otwory 15, przy czym otwory 15 umieszczone są poniżej poziomej płaszczyzny przekroju przechodzącej przez oś symetrii 16 rurek 14, skierowane są wylotem nieco w dół i zestawione parami zbieżnie pod kątem ostrym a. Kierownica 13 nadmuchiwanego powietrza wykonana jest w kształcie ściętego stożka 17 z trzpieniem 18, osadzonego w tulejce 19 i otworze rury 20 oraz dociągniętego nakrętką 21. Stożek 17 posiada na powierzchni śrubowe kanały 22 zwiększające swój przekrój w stronę wylotu powietrza. Nad komorą spalania 1 piec ma stabilizator gazów wykonany z wykładziny górnej ceramicznej 23 i wykładziny dolnej 24.

181 073

181 073

Fig. 2

181 073

Fig. 3

Fig. 4

181 073

6.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz. Cena 2,00 zł.

Fig. 1

Claims (4)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób spalania osadów pościekowych zawierających palne substancje organiczne i niepalne substancje nieorganiczne, powtarzający się w cyklach zamkniętych i polegający na wprowadzeniu do pieca osadów, ich spalaniu i odprowadzaniu przez ruszt pozostałości nieorganicznych, znamienny tym, że pobrany ze złoża, odwodniony i rozbrylony osad pościekowy wzbogaca się energetycznie miałem węglowym w proporcji dobranej w zależności od wartości energetycznej złoża osadowego, następnie osad wprowadza się do komory spalania pieca i inicjuje proces spalania w górnej warstwie wsadu, po czym spalanie przeprowadza się warstwowo z góry na dół, poza tym nadmuchuje się powietrze strefowo na obwodzie komory spalania, jak również doprowadza się powietrze pod ruszt, ponadto gazy powstające w procesie wytlewania miesza się z powietrzem przez zawirowanie nadmuchiwanego powietrza doprowadzonego w strefę górną komory spalania i następnie przeprowadza się przez ceramiczny stabilizator gazów.
2. 2. Piec do spalania osadów pościekowych zaopatrzony w komorę spalania, drzwiczki paleniskowe i popielnikowe oraz kanały do gazów odlotowych, a także zaopatrzony w instalację do nadmuchiwania powietrza sterowaną regulatorem temperatury i komorowy wymiennik ciepła z instalacją wodną do odbioru wytwarzanego ciepła, znamienny tym, że ma strefową instalację (9) nadmuchiwanego powietrza umiejscowioną obwodowo na ściankach komory spalania (1), a pod rusztem (10) ma dodatkową dyszę (11) wylotu nadmuchiwanego powietrza, zaś w strefie górnej (12) komory spalania (1), ma kierownicę (13) nadmuchiwanego powietrza powodującą zawirowanie powietrza i wymieszanie go z gazem, a ponadto nad komorą spalania (1) posiada ceramiczny stabilizator gazów wyposażony w górną (23) i dolną (24) wykładzinę ceramiczną.
3. 3. Piec według zastrz. 1, znamienny tym, że strefową instalację (9) nadmuchiwanego powietrza ma wykonaną z osadzonych na ściankach komory spalania rurek (14) z nawierconymi otworami (15), przy czym otwory (15) są umieszczone poniżej poziomej płaszczyzny przekroju przechodzącej przez oś symetrii (16) rurek (14), skierowane wylotem nieco w dół i zestawione parami zbieżnie pod kątem ostrym (a), zaś kierownicę (13) nadmuchiwanego powietrza ma wykonaną w kształcie ściętego stożka (17) z trzpieniem (18) osadzonego w tulejce (19), przy czym stożek (17) posiada na powierzchni śrubowe kanały (22) zwiększające swój przekrój w stronę wylotu powietrza.
4. 4. Piec według zastrz. 3, znamienny tym, że osadzone na ściankach komory spalania (1) rurki (14) ma wykonane w postaci półrurek przyspawanych do ścianek komory spalania (1).