PL197240B1 - Sposób likwidacji przetworzonych odpadów organicznych przez spalanie w cementowniczym piecu obrotowym - Google Patents
Sposób likwidacji przetworzonych odpadów organicznych przez spalanie w cementowniczym piecu obrotowymInfo
- Publication number
- PL197240B1 PL197240B1 PL350783A PL35078301A PL197240B1 PL 197240 B1 PL197240 B1 PL 197240B1 PL 350783 A PL350783 A PL 350783A PL 35078301 A PL35078301 A PL 35078301A PL 197240 B1 PL197240 B1 PL 197240B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- clinker
- waste
- organic waste
- burning
- noble
- Prior art date
Links
- 239000004568 cement Substances 0.000 title claims abstract description 41
- 239000010815 organic waste Substances 0.000 title claims abstract description 27
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 42
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 38
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 33
- 235000019735 Meat-and-bone meal Nutrition 0.000 claims abstract description 27
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 24
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 claims abstract description 19
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 18
- 229910001392 phosphorus oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- VSAISIQCTGDGPU-UHFFFAOYSA-N tetraphosphorus hexaoxide Chemical compound O1P(O2)OP3OP1OP2O3 VSAISIQCTGDGPU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 claims abstract description 11
- 230000001089 mineralizing effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 claims abstract description 7
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims description 6
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 claims description 5
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 4
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 235000013372 meat Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims description 3
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 claims 1
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 claims 1
- 239000003925 fat Substances 0.000 abstract description 12
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 4
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 abstract description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 239000002956 ash Substances 0.000 description 21
- 235000019197 fats Nutrition 0.000 description 11
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 10
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 10
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 9
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 8
- 239000010828 animal waste Substances 0.000 description 7
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 102000029797 Prion Human genes 0.000 description 5
- 108091000054 Prion Proteins 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 5
- 235000019737 Animal fat Nutrition 0.000 description 4
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 4
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 4
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 4
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 4
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 231100000167 toxic agent Toxicity 0.000 description 4
- 241000283690 Bos taurus Species 0.000 description 3
- 208000014644 Brain disease Diseases 0.000 description 3
- 208000032274 Encephalopathy Diseases 0.000 description 3
- 239000010796 biological waste Substances 0.000 description 3
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 3
- -1 compounds halogens Chemical class 0.000 description 3
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 3
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 3
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 3
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 2
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 150000002013 dioxins Chemical class 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 2
- 239000003517 fume Substances 0.000 description 2
- 150000002240 furans Chemical class 0.000 description 2
- 239000010763 heavy fuel oil Substances 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 2
- 208000015122 neurodegenerative disease Diseases 0.000 description 2
- 230000001717 pathogenic effect Effects 0.000 description 2
- 230000001575 pathological effect Effects 0.000 description 2
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 2
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 2
- 238000004056 waste incineration Methods 0.000 description 2
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 description 2
- 208000007204 Brain death Diseases 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000020406 Creutzfeldt Jacob disease Diseases 0.000 description 1
- 208000003407 Creutzfeldt-Jakob Syndrome Diseases 0.000 description 1
- 208000010859 Creutzfeldt-Jakob disease Diseases 0.000 description 1
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000007212 Foot-and-Mouth Disease Diseases 0.000 description 1
- 241000710198 Foot-and-mouth disease virus Species 0.000 description 1
- 235000002918 Fraxinus excelsior Nutrition 0.000 description 1
- 229910002089 NOx Inorganic materials 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001494479 Pecora Species 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000015278 beef Nutrition 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000002374 bone meal Substances 0.000 description 1
- 229940036811 bone meal Drugs 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 201000004559 cerebral degeneration Diseases 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 239000010849 combustible waste Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000645 desinfectant Substances 0.000 description 1
- TXKMVPPZCYKFAC-UHFFFAOYSA-N disulfur monoxide Inorganic materials O=S=S TXKMVPPZCYKFAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 1
- 239000002920 hazardous waste Substances 0.000 description 1
- 244000144980 herd Species 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- LELOWRISYMNNSU-UHFFFAOYSA-N hydrogen cyanide Chemical compound N#C LELOWRISYMNNSU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000000987 immune system Anatomy 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010808 liquid waste Substances 0.000 description 1
- 230000035800 maturation Effects 0.000 description 1
- 235000012054 meals Nutrition 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 230000002906 microbiologic effect Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 210000000653 nervous system Anatomy 0.000 description 1
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 239000006259 organic additive Substances 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 150000002898 organic sulfur compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- PSGCRHLFZJRYEA-UHFFFAOYSA-N phosphorus p2o5 Chemical compound P.O1P(O2)(=O)OP3(=O)OP1(=O)OP2(=O)O3 PSGCRHLFZJRYEA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 1
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 1
- 150000003464 sulfur compounds Chemical class 0.000 description 1
- XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N sulfur monoxide Chemical compound S=O XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000699 topical effect Effects 0.000 description 1
- 238000002255 vaccination Methods 0.000 description 1
- 210000001835 viscera Anatomy 0.000 description 1
Landscapes
- Gasification And Melting Of Waste (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
1. Sposób likwidacji przetworzonych odpadów organicznych przez spalanie w cementowniczym piecu obrotowym ogrzewanym w procesie wypalania klinkieru paliwem szlachetnym lub mieszank a paliw szlachetnych lub mieszank a zawieraj ac a paliwa szlachetne i alternatywne, w którym odpady organiczne, dodaje si e do pieca cementowniczego przez g lówny palnik i/lub palnik kalcynacyjny bezpo srednio do p lomienia, i/lub przez palnik pomocniczy do p lo- mienia o temperaturze od 1900° do 2000°C i/lub do gor acej cz esci pieca z temperaturami od 1400° do 1900°C, znamienny tym, ze cz esc warto sci opa lowej paliwa szlachetnego lub mieszanki paliw szlachetnych lub mieszanki zawieraj acej paliwa szlachetne i alterna- tywne, zast epuje si e odpadami organicznymi, maj acymi minimaln a wartosc opa low a 11 MJ/kg, korzystnie ponad 20 MJ/kg, i zawieraj a- cymi maksymalnie 50% wagowych popio lu z maksymaln a wilgotno sci a 50%, korzystnie poni zej 10%, korzystnie m aczk a mi esno-kostn a, t lusz- czem odpadowym i/lub innymi przetworzonymi odpadami zwierz e- cymi, które przy wysokich temperaturach i w atmosferze utleniaj acej z nadmiarem powietrza do spalania, spalaj a si e z wykorzystaniem ich energii cieplnej, przy czym nietoksyczne spaliny po rozk ladzie termicznym wychwytuje si e przy przeciwpr adowym wypalaniu przez zmielon a mieszank e surowców i powstaj acy klinkier, a popió l powsta ly z minera lów kostnych po spaleniu kwantytatywnie przere- aguje do masy klinkieru, z mineralizuj acym dzia laniem tlenku fosforu P 2 O 5 na tworzenie faz klinkierowych, przy czym zawarto sc do 2% tlenku fosforu P 2 O 5 w klinkierze, uzyskanym z popio lu z mi esno-kostnych m aczek lub odpadów organicznych zawieraj a- cych ko sci, przy wypalaniu ma mineralizuj acy wp lyw na tworzenie klinkieru, korzystnie przy utrzymywaniu zawarto sci tlenku fosforu P 2 O 5 w klinkierze na poziomie do 0,5%. PL PL PL
Description
RZECZPOSPOLITA
POLSKA
(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 197240 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 350783 .
(51) Int.Cl.
F23G 7/00 (2006.01) (22) Data zgłoszenia: 21.11.2001
Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej
Sposób likwidacji przetworzonych odpadów organicznych przez spalanie w cementowniczym piecu obrotowym (73) Uprawniony z patentu:
Povazska cementaren, a.s.,Ladce,SK (30) Pierwszeństwo:
19.02.2001,SK,PV242-2001 (43) Zgłoszenie ogłoszono:
26.08.2002 BUP 18/02 (45) O udzieleniu patentu ogłoszono:
31.03.2008 WUP 03/08 (72) Twórca(y) wynalazku:
Pavel Martauz,Ladce,SK Julius Strigac,Halic,SK Zdeno Orsag,Trencin,SK Ivan Tiso,Trencianska,SK Ferdinand Gach,Ladce,SK Lubomir Jezo,Ladce,SK Vladimir Ivanka,Puchov,SK (74) Pełnomocnik:
Rokicki Bogdan,
Kancelaria Prawnicza,Kancelaria Patentowa (57) 1. Sposób likwidacji przetworzonych odpadów organicznych przez spalanie w cementowniczym piecu obrotowym ogrzewanym w procesie wypalania klinkieru paliwem szlachetnym lub mieszanką paliw szlachetnych lub mieszanką zawierającą paliwa szlachetne i alternatywne, w którym odpady organiczne, dodaje się do pieca cementowniczego przez główny palnik i/lub palnik kalcynacyjny bezpośrednio do płomienia, i/lub przez palnik pomocniczy do płomienia o temperaturze od 1900° do 2000°C i/lub do gorącej części pieca z temperaturami od 1400° do 1900°C, znamienny tym, że część wartości opałowej paliwa szlachetnego lub mieszanki paliw szlachetnych lub mieszanki zawierającej paliwa szlachetne i alternatywne, zastępuje się odpadami organicznymi, mającymi minimalną wartość opałową 11 MJ/kg, korzystnie ponad 20 MJ/kg, i zawierającymi maksymalnie 50% wagowych popiołu z maksymalną wilgotnością 50%, korzystnie poniżej 10%, korzystnie mączką mięsno-kostną, tłuszczem odpadowym i/lub innymi przetworzonymi odpadami zwierzęcymi, które przy wysokich temperaturach i w atmosferze utleniającej z nadmiarem powietrza do spalania, spalają się z wykorzystaniem ich energii cieplnej, przy czym nietoksyczne spaliny po rozkładzie termicznym wychwytuje się przy przeciwprądowym wypalaniu przez zmieloną mieszankę surowców i powstający klinkier, a popiół powstały z minerałów kostnych po spaleniu kwantytatywnie przereaguje do masy klinkieru, z mineralizującym działaniem tlenku fosforu P2O5 na tworzenie faz klinkierowych, przy czym zawartość do 2% tlenku fosforu P2O5 w klinkierze, uzyskanym z popiołu z mięsno-kostnych mączek lub odpadów organicznych zawierających kości, przy wypalaniu ma mineralizujący wpływ na tworzenie klinkieru, korzystnie przy utrzymywaniu zawartości tlenku fosforu P2O5 w klinkierze na poziomie do 0,5%.
spaliny
PL 197 240 B1
Opis wynalazku
Wynalazek dotyczy sposobu likwidacji przetworzonych odpadów organicznych przez spalanie w cementowniczym piecu obrotowym, zwłaszcza likwidacji mączek mięsno-kostnych, tłuszczy i innych przetworzonych odpadów weterynaryjnych pochodzenia zwierzęcego.
Likwidacja niebezpiecznych, biologicznie kontaminowanych substratów organicznych, których wprowadzanie do obiegu żywnościowego i produkcji żywności jest zabronione, jest obecnie bardzo aktualna. Odpady pochodzenia zwierzęcego są przetwarzane w zakładach asenizacyjnych, znanych jako kafilerie, na mięsno-kostną mączkę i tłuszcze zwierzęce, ew. inne produkty. Duże ilości tych odpadów w postaci kości i wnętrzności są produktem przemysłu mięsnego, ponieważ kości stanowią około jednej piątej wagi zwierzęcia. Niebagatelną grupę ryzykownych odpadów tworzą też padłe zwierzęta zarażone różnymi chorobami, łącznie z problematyczną obecnie chorobą BSE, znaną jako choroba szalonych krów.
Choroba BSE (bowinowa spongialna encefalopatia) była spowodowana skarmianiem infekowanej mięsno-kostnej mączki w mieszankach paszowych z zawartością patologicznych cząstek proteinowych - prionów, która była podawana bydłu jako ważne źródło białka, bez uprzedniej wysokotemperaturowej obróbki. Patologiczne priony powodują poważne degeneracyjne choroby układu nerwowego u ludzi, znane jako nowy wariant choroby Creutzfeldta-Jacoba, a u zwierząt znane jako BSE (bowinowa spongialna encefalopatia) - choroba szalonych krów i TSE (transmisyjna spongialna encefalopatia) znana jako pryszczyca owiec. Choroby wywołane przez priony stwierdzono u 20 gatunków zwierząt łącznie z człowiekiem. Układ odpornościowy nie potrafi rozpoznać chorobotwórczych prionów i choroba niekontrolowanie rozszerza się w organizmie, w wyniku czego następuje degeneracja mózgu i śmierć. W przypadku zwierząt gospodarczych w razie stwierdzenia tej choroby jest konieczna likwidacja całego stada.
Obecnie nie istnieje skuteczny lek ani szczepienie ochronne przeciwko tym chorobom, priony są bardzo odporne, przeżywają w środowisku i są trudne do unieszkodliwienia normalnymi środkami dezynfekcyjnymi. Jedyną możliwą ochroną przed rozprzestrzenianiem tych chorób jest likwidacja mączek mięsno-kostnych z ryzykownych odpadów zwierzęcych przez ich spalanie.
W warunkach normalnych spalarni odpadu komunalnego, gdzie są uzyskiwane temperatury na poziomie 700° - 900°C, maks. 1200°C, istnieje ryzyko niedoskonałego spalenia węgla organicznego z mączek mięsno-kostnych oraz powstaje problem wykorzystania odpadowego popiołu. Potencjał energetyczny zawarty w mączkach przy spalaniu w normalnych komorach spalania nie jest wykorzystany. Likwidacja mączki mięsno-kostnej niewłaściwą technologią może powodować następne problemy środowiskowe związane z niedoskonałym spalaniem, efektem którego może być powstawanie toksycznych spalin z zawartością CO, sadzy C, organicznych związków siarki, dioksyn, furanów, HCN, w atmosferze redukcyjnej H2S i obecność organicznych addytywnych związków halogenów, które stanowią znaczne obciążenie dla środowiska.
Wynikiem doskonałego spalania odpadów organicznych powinny być spaliny z zawartością CO2, SO2, NOx, H2O, chlorowcowodorów i nieszkodliwy dla zdrowia popiół.
Problem unieszkodliwiania niebezpiecznych odpadów biologicznych przez spalanie w komorach spalania różnych konstrukcji rozwiązuje wiele patentów. Odpady są np. spalane w rusztowych paleniskach według opublikowanego międzynarodowego zgłoszenia wynalazku WO 9500804, ew. we fluidalnych warstwach według CS AO 214859, SK 278 599, DE 4414579, w formie różnych pelet według US 5 001 993, lub w postaci stałego lub ciekłego odpadu według FR 2 661 734, w różnych wariantach konstrukcyjnych urządzeń spalających EP 0751347, WO 9626021, US 3782301. Te patentowane rozwiązania nie przynoszą jednak sposobów unieszkodliwiania popiołów powstałych po spaleniu chorobotwórczych odpadów zwierzęcych oraz nie wykorzystują potencjału energetycznego przy spalaniu niektórych rodzajów odpadu.
Spalanie kości zwierzęcych w odpowiednio przystosowanym urządzeniu, przy temperaturach ok. 650°C rozwiązuje patent US 4,000,705, z powstawaniem popiołu i odparowalnych węglowodorów, które mogą być skraplane, wypuszczane do atmosfery lub spalane.
Wykorzystanie mączek mięsno-kostnych jako dodatkowego paliwa do fluidalnego spalania mechanicznie dehydratowanych odpadów ściekowych przy temperaturach 850° do 1150°C jest przedstawione w opublikowanym międzynarodowym zgłoszeniu wynalazku WO 9952830.
Wysokotemperaturowe masowe spalanie niebezpiecznych odpadów w wielkich piecach, gdzie w okolicy dna pieca panują temperatury około 2000°C, jest opisane w patencie CZ 284 954. Odpady
PL 197 240 B1 są dodawane do wsadu pieca i są wrzucane do pieca z góry, gdzie pod wpływem wysokich temperatur są nagrzewane w przeciwnym kierunku przepływającym gazem wielkopiecowym. Przy tym dochodzi do częściowego topienia wsadu, powstawania gazu wielkopiecowego, pirolizy i powstawania produktów pirolizy. Zanieczyszczony produktami pirolizy gaz wielkopiecowy jest odprowadzany do spalenia w drugim wielkim piecu. Wadą tego rozwiązania jest to, że drobnoziarnisty kontaminowany materiał może z wsadu, np. w wyniku niekorzystnych warunków atmosferycznych zanieczyścić okolicę, w przypadku awarii produkty pirolizy mogą dostać się do atmosfery, gazowe SO2, HCl, HF nie są wychwytywane jako odpad, powstaje żużel wielkopiecowy jako naturalny odpad technologii produkcji żelaza.
Spalanie stałych palnych odpadów w postaci pelet jako dodatkowego paliwa w obrotowym piecu cementowniczym jest podane w patencie US 5,724,899. Pelety są dostarczane do pieca specjalnym urządzeniem umieszczonym na poszyciu pieca i spalają się praktycznie już przed wejściem do strefy spiekania, tworząc w ten sposób sekundarne palenisko w ramach obrotowego pieca cementowniczego. W ten sposób powstaje jednak ryzyko kontaminacji pyłu z cementowniczego pieca obrotowego, w postaci niedoskonale spalonego kontaminowanego materiału powstałego w wyniku rozpadu płonących pelet, przy czym jest on unoszony spalinami z dużą prędkością przepływu, ponieważ pelety nie są dodawane do pieca w strefie najwyższych temperatur- w strefie spiekania, w której dodawanie do pieca przez poszycie praktycznie nie jest możliwe z powodu wysokich temperatur i powstawania zlepieńców.
W patencie EP 0501944 jest rozwiązane wykorzystanie odpadowego wstępnie nagrzanego powietrza z przemysłowych urządzeń chłodzących, jakim jest też chłodnica klinkieru cementowego, do spalania odpadów biologicznych, ale podobnie nie jest tu rozwiązany problem powstającego popiołu.
Wadą dotychczasowego stanu techniki w zakresie likwidacji odpadów biologicznych, zwłaszcza takich, jak mączki mięsno-kostnej i innych przetworzonych substratów pochodzenia zwierzęcego, jest ogólnie ich niedostatecznie skuteczna, ekologiczna i ekonomiczna likwidacja przez spalanie w zwykłych komorach spalania, gdzie istnieje możliwość powstawania toksycznych związków w wyniku niedoskonałego spalania, bez ekonomicznego wykorzystania wartości opałowej oraz problemy związane z wykorzystaniem lub unieszkodliwieniem popiołu ze spalanego odpadu infekcyjnego.
Celem niniejszego wynalazku jest bezpieczna, higieniczna, ekologiczna, bezodpadowa i ekonomiczna likwidacja mączek mięsno-kostnych i innych przetworzonych odpadów pochodzenia zwierzęcego z kafilerii z ewentualnym mikrobiologicznym negatywnym wpływem na żywe organizmy, przez spalanie jako alternatywnego paliwa w obrotowych piecach cementowniczych.
Cel ten został osiągnięty przez sposób likwidacji, według wynalazku, przetworzonych odpadów organicznych, zwłaszcza mączek mięsno-kostnych, odpadowych tłuszczy i innych przetworzonych odpadów weterynaryjnych pochodzenia zwierzęcego przez spalanie w cementowniczym piecu obrotowym ogrzewanym w procesie wypalania klinkieru szlachetnym paliwem, przy którym odpady te są dodawane do pieca cementowniczego przez główny palnik i/lub palnik kalcynacyjny bezpośrednio do płomienia i/lub przez palnik pomocniczy do płomienia o temperaturze od 1900° do 2000°C i/lub do gorącej części pieca obrotowego o temperaturze od 1400° do 1900°C. Istota wynalazku polega na tym, że część wartości grzewczej szlachetnego paliwa lub mieszanki paliw szlachetnych, ew. mieszanki zawierającej szlachetne i alternatywne paliwa zostanie zastąpiona mączką mięsno-kostną, odpadowym tłuszczem i/lub innymi przetworzonymi odpadami pochodzenia zwierzęcego, które przy wysokich temperaturach i atmosferze utleniającej w piecu z nadmiarem powietrza do spalania wypalą się z wykorzystaniem ich wartości grzewczej, przy czym nie toksyczne spaliny po doskonałej destrukcji termicznej częściowo zostaną wychwytane przy przeciwprądowym wypalaniu na zmielonej mieszance surowców i powstającym klinkierze, a popiół powstały z minerałów kostnych po spaleniu przereaguje kwantytatywnie do masy klinkieru z działaniem mineralizującym tlenku fosforu P2O5 na tworzenie faz klinkierowych.
Korzystne jest wykorzystanie mineralizującego działania tlenku fosforu z popiołu mączek mięsno-kostnych na tworzenie klinkieru przy wypalaniu do zawartości 2% tlenku fosforu P2O5 w klinkierze, korzystne do 0,5% tlenku fosforu P2O5 w uzyskanym klinkierze.
Korzystne jest też to, że dodawane przetworzone odpady organiczne mają minimalną wartość opałową 11 MJ/kg, korzystnie ponad 20 MJ/kg i zawierają maksymalnie 50% wagowych popiołu o maksymalnej wilgotności 50%, korzystnie poniżej 10%.
Do zalet należy też fakt, że część wartości opałowej paliwa szlachetnego lub mieszanki paliw szlachetnych, lub mieszanki zawierającej paliwa szlachetne i alternatywne, zastępuje się mączką mię4
PL 197 240 B1 sno-kostną maks. w 40%, korzystnie do 5%, ewentualnie tłuszczem odpadowym maksymalnie do wysokości 90%, korzystnie 30%.
Korzystne może być też to, że część wartości opałowej paliwa szlachetnego, lub mieszanki paliw szlachetnych, ewentualnie mieszanki zawierającej paliwa szlachetne i alternatywne, zastępuje się mieszanką mączki mięsno-kostnej i tłuszczu odpadowego, ewentualnie innych odpadów organicznych pochodzenia zwierzęcego w dowolnych proporcjach do wysokości maks. 90%.
Przy wysokich temperaturach uzyskiwanych przy wypalaniu klinkieru w atmosferze utleniającej z nadmiarem powietrza do spalania i dostatecznie długim czasie zatrzymania spalin i wypalanego materiału w cementowniczym piecu obrotowym dochodzi do całkowitego rozkładu termicznego wszystkich substancji organicznych bez możliwości powstawania toksycznych spalin.
Przeciwprądowy przepływ materiału i spalin oraz ich dostatecznie długi czas zatrzymania w systemie cementowniczego pieca obrotowego - wymiennika ciepła, zapewnia związanie gazowych kwaśnych związków chloru, fluoru i siarki z alkaliczną mieszanką surowców z powstawaniem związków alkalicznych, które następnie są wiązane ze strukturą powstającego klinkieru w procesie wypalania.
Wynikiem wypalania są nie toksyczne spaliny z zawartością dwutlenku węgla CO2, tlenków azotu NOx, pary wodnej H2O i tlenu O2 oraz z niską zawartością tlenku siarki SO2 i halogenowodorów. Wysokie temperatury spalania, dostatecznie długi czas ekspozycji, doskonały rozkład substancji organicznych, ich utlenianie w nadmiarze O2 i ogólne technologiczne rozwiązanie cementowniczego pieca obrotowego nie umożliwiają tworzenia toksycznych spalin z zawartością niebezpiecznych dioksyn, furanów i innych związków organicznych, jak to można zaobserwować w konwencjonalnych spalarniach odpadu.
Ważną zaletą spalania substratów organicznych pochodzenia zwierzęcego, zwłaszcza mączek mięsno-kostnych i odpadów zawierających kości, w cementowniczych piecach obrotowych jest natychmiastowa likwidacja powstającego popiołu przez jego kwantytatywne reagowanie do struktury faz klinkierowych w wyniku reakcji chemicznych i procesów fizycznych, przy czym odpad staje się ich nieodłączną częścią.
Jedną z podstawowych zalet spalania mączek mięsno-kostnych i innych odpadów organicznych, zwłaszcza przetworzonych odpadów pochodzenia zwierzęcego o minimalnej wartości opałowej 11 MJ/kg, o wilgotności maks. 50% i z zawartością popiołu maks. 50%, np. odpadowych tłuszczów zwierzęcych z ryzykownej grupy zwierząt, jest oszczędność paliw szlachetnych, normalnie stosowanych w technologii cementowniczej (gaz ziemny, oleje opałowe, węgiel). Odpady te są wykorzystywane jako paliwa alternatywne w określonym zakresie tak, aby nie miało to negatywnego wpływu na proces technologiczny wypalania klinkieru i związaną z tym ogólną jakość produkowanego cementu. W przypadku mączki mięsno-kostnej jest to zastąpienie paliwa szlachetnego w zakresie do 40%, zazwyczaj do 5%, w przypadku tłuszczu odpadowego zakres jest szerszy, a w przypadku odpowiednich zmian palnika jest nawet możliwe większe dozowanie tłuszczu odpadowego, niż 70% jako paliwa zastępczego do dostatecznie nagrzanego pieca, ze względu na to, że tłuszcz ma porównywalną wartość opałową z wartością opałową paliw szlachetnych i praktycznie zerową zawartość popiołu.
Przy wypalaniu klinkieru korzystnie wykorzystuje się jako alternatywne paliwo mieszanki mączki mięsno-kostnej i odpadowego tłuszczu zwierzęcego, która jest łatwą do transportu zawiesiną.
Czynnikiem ograniczającym ilość mączek mięsno-kostnych wykorzystanych jako alternatywne paliwo przy wypalaniu klinkieru cementowego jest zawartość tlenku fosforu P2O5 w popiele i w rezultacie w klinkierze. Ilość tlenku fosforu P2O5 w klinkierze waha się od poziomu śladowego do 1,5%, zazwyczaj od 0,05 do 0,25%. Stężenie powyżej 0,5% może powodować niekiedy poważne problemy jakościowe i obniżać wytrzymałość cementu, zwłaszcza we wcześniejszym stadium dojrzewania. Dodatki tlenku fosforu P2O5 powyżej 0,5% stabilizują C2S kosztem C3S, co jest z punktu widzenia wytrzymałości najważniejszym materiałem klinkieru, lub rozkładają C3S na dikalciumsilikat C2S i tlenek wapnia CaO. Stężenie do 0,5% tlenku fosforu P2O5 znacznie zwiększa początkową wytrzymałość (w wyniku wysokiej higroskopijności C3S), zaś przy stężeniu do 2% tlenku, fosforu P2O5 uzyskuje się wystarczającą wytrzymałości cementu, natomiast przy wyższym stężeniu, ponad 2% wytrzymałość jest obniżona. Ilość tlenku fosforu P2O5 w klinkierze do 2% działa mineralizująco na całkowity proces tworzenia klinkieru i poprawia właściwości w zakresie mielenia klinkieru.
Zmienność składu popiołu nie stwarza żadnych wyjątkowych wymagań w zakresie homogenizacji mączki mięsno-kostnej, ani innych przetworzonych odpadów organicznych pochodzenia zwierzęcego. Skład popiołu nie wymaga zmian chemicznych, ew. minimalnych korekcji układu chemicznego w zakresie zawartości tlenku wapnia CaO w trakcie przygotowania mieszanki surowców.
PL 197 240 B1
Doskonałe spalanie odpadów zwierzęcych na nie toksyczne spaliny i kwantytatywne wiązanie popiołu z klinkierem nie stwarza potrzeby stałego monitorowania i kontroli powstających spalin.
Przedmiot wynalazku w przykładach wykonania jest przedstawiony na rysunku przedstawiającym schematycznie cementowniczy piec obrotowy przystosowany do likwidacji przetworzonych odpadów organicznych według wynalazku na podstawie przykładu 2.
P r z y k ł a d 1
W cementowniczym piecu obrotowym 1 o wydajności 1700 t klinkieru dziennie była spalana mączka mięsno-kostna w ilości do 5% ekwiwalentu wartości opałowej paliwa szlachetnego (gazu ziemnego o wartości opałowej 33,5 MJ.m3). Mączka mięsno-kostna była doprowadzana przez główny palnik 4 do płomienia, gdzie dochodziło do jej całkowitego rozkładu termicznego. W klinkierze zaobserwowano wzrost zawartości P2O5 z pierwotnych 0,15% na 0,4% P2O5. Przy wypalaniu zaobserwowano wzrost wydajności godzinowej o ok. 3%. Cement, uzyskany po zmieleniu w ten sposób przygotowanego klinkieru i regulatora tężenia, nie wykazywał żadnych odchyleń od normalnych właściwości, roztwory z cementu nie zawierały wyższych ilości metali ciężkich. Spaliny z wymiennika ciepła nie zawierały żadnych związków toksycznych, a w pyle nie wykryto popiołu ze spalanych substratów organicznych.
P r z y k ł a d 2
W cementowniczym piecu obrotowym 1 z kanałem wstępnego kalcynowania 2 o wydajności 1700 t klinkieru dziennie spalano odpadowy tłuszcz zwierzęcy z kafilerii w ilości do 30% ekwiwalentu wartości opałowej paliwa szlachetnego (ciężkiego oleju opałowego o wartości opałowej 40 MJ.kg1). Wstępnie nagrzana mieszanka odpadowego tłuszczu zwierzęcego i ciężkiego oleju opałowego była doprowadzana przez palnik 5 do płomienia w kanale wstępnego kalcynowania 2 między wymiennikiem ciepła 3 i piecem obrotowym 1, gdzie dochodziło do jej całkowitego rozkładu termicznego. Nie zaobserwowano żadnego spadku wydajności ani żadnych problemów technologicznych. Cement, uzyskany po zmieleniu w ten sposób przygotowanego klinkieru i regulatora tężenia, nie wykazywał żadnych odchyleń od normalnych właściwości, roztwory z cementu nie zawierały zwiększonych ilości metali ciężkich. Spaliny z wymiennika ciepła nie zawierały żadnych związków toksycznych.
P r z y k ł a d 3
W cementowniczym piecu obrotowym 1 o wydajności 1700 t klinkieru dziennie spalano mieszankę odpadowej mączki mięsno-kostnej i odpadowego tłuszczu zwierzęcego w stosunku wagowym 1:1 w ilości do 200 kg na godzinę. Wstępnie nagrzewana mieszanka była doprowadzana przez pomocniczy palnik 6 do gorącej części pasma spiekania pieca obrotowego 1, gdzie następował jej całkowity rozkład termiczny. W klinkierze zaobserwowano wzrost zawartości P2O5 z pierwotnych 0,15% na 0,18% P2O5. Cement, uzyskany po zmieleniu w ten sposób uzyskanego klinkieru i regulatora tężenia, nie wykazywał żadnych odchyleń od normalnych właściwości, roztwory z cementu nie zawierały zwiększonej ilości metali ciężkich. Spaliny z wymiennikiem ciepła nie zawierały żadnych toksycznych związków, a w pyle nie wykryto popiołu ze spalanych substratów organicznych.
Podane przykłady są tylko ilustracją możliwości i nie wyczerpują wszystkich wariantów utylizacji przetworzonych odpadów organicznych, zwłaszcza pochodzenia zwierzęcego, jako alternatywnych paliw.
Claims (4)
- Zastrzeżenia patentowe1. Sposobi lkwidacji przetworzonych odpadów organicznych przez spalanie w cementowniczym piecu obrotowym ogrzewanym w procesie wypalania klinkieru paliwem szlachetnym lub mieszanką paliw szlachetnych lub mieszanką zawierającą paliwa szlachetne i alternatywne, w którym odpady organiczne, dodaje się do pieca cementowniczego przez główny palnik i/lub palnik kalcynacyjny bezpośrednio do płomienia, i/lub przez palnik pomocniczy do płomienia o temperaturze od 1900° do 2000°C i/lub do gorącej części pieca z temperaturami od 1400° do 1900°C, znamienny tym, że część wartości opałowej paliwa szlachetnego lub mieszanki paliw szlachetnych lub mieszanki zawierającej paliwa szlachetne i alternatywne, zastępuje się odpadami organicznymi, mającymi minimalną wartość opałową 11 MJ/kg, korzystnie ponad 20 MJ/kg, i zawierającymi maksymalnie 50% wagowych popiołu z maksymalną wilgotnością 50%, korzystnie poniżej 10%, korzystnie mączką mięsno-kostną, tłuszczem odpadowym i/lub innymi przetworzonymi odpadami zwierzęcymi, które przy wysokich temperaturach i w atmosferze utleniającej z nadmiarem powietrza do spalania, spalają się z wykorzystaniemPL 197 240 B1 ich energii cieplnej, przy czym nietoksyczne spaliny po rozkładzie termicznym wychwytuje się przy przeciwprądowym wypalaniu przez zmieloną mieszankę surowców i powstający klinkier, a popiół powstały z minerałów kostnych po spaleniu kwantytatywnie przereaguje do masy klinkieru, z mineralizującym działaniem tlenku fosforu P2O5 na tworzenie faz klinkierowych, przy czym zawartość do 2% tlenku fosforu P2O5 w klinkierze, uzyskanym z popiołu z mięsno-kostnych mączek lub odpadów organicznych zawierających kości, przy wypalaniu ma mineralizujący wpływ na tworzenie klinkieru, korzystnie przy utrzymywaniu zawartości tlenku fosforu P2O5 w klinkierze na poziomie do 0,5%.
- 2. Sposób według zastrz. 1, tym, że część wartości o|^^ł<^\^^j pallwa szlachetnego lub mieszanki paliw szlachetnych lub mieszanki zawierającej paliwa szlachetne i alternatywne, zastępuje się mączką mięsno-kostną maksymalnie do wysokości 40%, korzystnie do 5%.
- 3. Sposób według zaslrz. 1, zi^jami^i^i^Ą/ tym, że część wartości o|^^ł<^\^^j pallwa εζ^οήβΐ^βοο lub mieszanki paliw szlachetnych lub mieszanki zawierającej paliwa szlachetne i alternatywne, zastępuje się tłuszczem odpadowym maksymalnie do wysokości 90%, korzystnie 30%.
- 4. Sposób według zaslrz. 1, zi^jami^i^i^Ą/ tym, że część wartości o|^^ł<^\^^j pallwa sziachetnego lub mieszanki paliw szlachetnych lub mieszanki zawierającej paliwa szlachetne i alternatywne, zastępuje się mieszanką mączki mięsno-kostnej i tłuszczu odpadowego lub innych odpadów organicznych pochodzenia zwierzęcego w dowolnym stosunku do wysokości maksymalnie 90%.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SK242-2001A SK282498B6 (sk) | 2001-02-19 | 2001-02-19 | Spôsob likvidácie upravených organických odpadov spaľovaním v cementárskych rotačných peciach |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL197240B1 true PL197240B1 (pl) | 2008-03-31 |
Family
ID=20435782
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL350783A PL197240B1 (pl) | 2001-02-19 | 2001-11-21 | Sposób likwidacji przetworzonych odpadów organicznych przez spalanie w cementowniczym piecu obrotowym |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ291729B6 (pl) |
| HU (1) | HU227687B1 (pl) |
| PL (1) | PL197240B1 (pl) |
| SK (1) | SK282498B6 (pl) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PL422538A1 (pl) * | 2017-08-14 | 2019-02-25 | Zakład Rolniczo-Przemysłowy Farmutil Hs Spółka Akcyjna | Sposób termicznej utylizacji mączek mięsno-kostnych |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ303328B6 (cs) * | 2010-05-21 | 2012-08-01 | Výzkumný ústav stavebních hmot, a.s. | Použití cementu se zvýšeným obsahem fosforu k omezení vyluhovatelnosti toxických prvku |
| CN111807732B (zh) * | 2020-07-22 | 2022-08-30 | 长沙紫宸科技开发有限公司 | 一种水泥窑协同处理含有机质固体危废替代尾煤的方法 |
-
2001
- 2001-02-19 SK SK242-2001A patent/SK282498B6/sk unknown
- 2001-05-25 CZ CZ20011849A patent/CZ291729B6/cs not_active IP Right Cessation
- 2001-11-21 PL PL350783A patent/PL197240B1/pl not_active IP Right Cessation
-
2002
- 2002-02-18 HU HU0200596A patent/HU227687B1/hu not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PL422538A1 (pl) * | 2017-08-14 | 2019-02-25 | Zakład Rolniczo-Przemysłowy Farmutil Hs Spółka Akcyjna | Sposób termicznej utylizacji mączek mięsno-kostnych |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| HUP0200596A3 (en) | 2005-04-28 |
| HU227687B1 (en) | 2011-11-28 |
| SK2422001A3 (en) | 2002-05-09 |
| CZ20011849A3 (cs) | 2002-05-15 |
| HU0200596D0 (en) | 2002-04-29 |
| HUP0200596A2 (hu) | 2003-07-28 |
| SK282498B6 (sk) | 2002-08-06 |
| CZ291729B6 (cs) | 2003-05-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106871131B (zh) | 用于处理工业危废硫酸钠盐渣及资源化利用的设备及方法 | |
| US20050066860A1 (en) | Use of organic waste/mineral by-product mixtures in cement manufacturing processes | |
| US5169611A (en) | Method of purifying the exhaust gases from plants for the production of cement clinker | |
| US6883444B2 (en) | Processes and systems for using biomineral by-products as a fuel and for NOx removal at coal burning power plants | |
| US6405664B1 (en) | Processes and systems for using biomineral by-products as a fuel and for NOx removal at coal burning power plants | |
| US8795616B2 (en) | Method for the treatment of waste gas with a dual-purpose reactor integrated within cement production facility and the system thereof | |
| PL197240B1 (pl) | Sposób likwidacji przetworzonych odpadów organicznych przez spalanie w cementowniczym piecu obrotowym | |
| Poskrobko | Identification and stabilization of combusting animal waste with active participation of bone material—Emission of SO2 and HCl | |
| EA201100204A1 (ru) | Способ для производства обожжённых продуктов и установка для его осуществления | |
| JP2003039038A (ja) | 廃棄物処理方法 | |
| FI85419C (fi) | Behandling av gaser som innehaoller halogenfoereningar. | |
| PL235540B1 (pl) | Sposób termicznej utylizacji mączek mięsno-kostnych | |
| WO2018025482A1 (ja) | セメントキルンの運転方法 | |
| JP2003214609A (ja) | 骨肉処理方法 | |
| Sosnowska et al. | Formation of fireside deposits in feather gasification and heat recovery systems—an industrial case study | |
| JP2006347822A5 (pl) | ||
| JP4726810B2 (ja) | 有機系廃棄物を利用した有害微量元素又はその化合物溶出抑制方法 | |
| JP4336743B2 (ja) | 廃棄畜産物およびその排出物の高温溶融還元ガス化方法 | |
| JP6645313B2 (ja) | 廃硫酸の処理方法 | |
| SU146320A1 (ru) | Способ получени удобрени | |
| Baron et al. | Small scale biomass incinerator with a bubbling fluidized bed. ii. combustion of feathers and mbm | |
| DE10119003B4 (de) | Verfahren zur energetischen Verwertung von Altreifen und anderen Gummiabfällen | |
| SU685878A2 (ru) | Способ огневого обезвреживани сточной воды | |
| KR101161367B1 (ko) | 폐기물용 소각제 및 이를 이용한 소각방법 | |
| Pilawska et al. | The use of AB FBC for the utilisation of raw animal wastes |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Decisions on the lapse of the protection rights |
Effective date: 20131121 |