PL206503B1 - Sposób i urządzenie do waloryzacji w tym autotermicznej stałych paliw, w tym odpadowych, biomasy zwłaszcza dla czystej produkcji energii elektrycznej i ciepła, węgla aktywnego oraz gazów - Google Patents

Description

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 206503 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 368244 ^{(51) Int.Cl.}

C10J 3/20 (2006.01) (22) Data zgłoszenia: 28.05.2004

Sposób i urządzenie do waloryzacji w tym autotermicznej stałych paliw, (54) w tym odpadowych, biomasy zwłaszcza dla czystej produkcji energii elektrycznej i ciepła, węgla aktywnego oraz gazów

	(73) Uprawniony z patentu:
	BIS ZBIGNIEW, Częstochowa, PL NOWAK WOJCIECH, Częstochowa, PL
(43) Zgłoszenie ogłoszono:	IDZIAK TOMASZ, Częstochowa, PL
12.12.2005 BUP 25/05	(72) Twórca(y) wynalazku:
	ZBIGNIEW BIS, Częstochowa, PL WOJCIECH NOWAK, Częstochowa, PL
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono:	TOMASZ IDZIAK, Częstochowa, PL
31.08.2010 WUP 08/10	(74) Pełnomocnik:
	rzecz. pat. Krystyna Szczepańska Rzecznik Patentowy

PL 206 503 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób i urządzenie do waloryzacji, w tym autotermicznej stałych paliw, w tym odpadowych, biomasy zwłaszcza dla czystej produkcji energii elektrycznej i ciepła, węgla aktywnego oraz gazów, również poprzez wstępne podsuszanie stałych paliw, jak węgla brunatnego.

Znane są różne urządzenia do termicznego przetwarzania stałych materiałów odpadowych, w tym biomasy, odpadów miejskich, tworzyw sztucznych, przeważ nie na zsyntezowany gaz w wyniku gazyfikacji w celu wykorzystania zawartych w tych materiałach odpadowych energii, ciepła, a także na węgiel drzewny, węgiel aktywny. Z polskich opisów patentowych nr 178097 i nr 178974 znane są urządzenia do termicznej obróbki odpadów, z reaktorem wytlewnym do przekształcania odpadów w gaz wytlewny w stałą pozostałość wytlewną. Komora grzewcza jest obrotowa względem osi wzdłużnej stanowi bęben wytlewny odpadków. Wyposażona jest w umieszczone w jej wnętrzu usytuowane w przybliżeniu równolegle względem siebie rury grzejne, przez które przepływa gaz opałowy. Wzdłużna oś komory wytlewnej jest nachylona do poziomu.

Z polskiego opisu patentowego nr 179937 znany jest sposób i urzą dzenie do zgazowania drewna na drodze spalania. Sposób polega na redukcji i generacji gazów i spalaniu węgla drzewnego w zamknię tym cyklu procesu. Sposób polega na poddawaniu mokrych odpadów drewna dwustopniowemu procesowi karbonizacji w ciągłym cyklu spalania. W pierwszym etapie drewno w temperaturze powyżej 500°C poddaje się karbonizacji z wydzieleniem gazów, tlenku węgla, dwutlenku węgla, pary wodnej, kwasów i aldehydów octowych ora substancji smolistych. Tworzy się złoże węgla drzewnego. W drugim etapie złoż e węgla drzewnego dopala się w temperaturze do 1050°C w silnym strumieniu powietrza.

Urządzenie wyposażone jest w prostopadłościenną komorę spalania drewna, w zespoły podawania drewna i odprowadzania odpadu spalania, instalację odprowadzającą gaz energetyczny i doprowadzającą powietrze. Urządzenie posiada umieszczoną na ramie nośnej prostopadłościenną komorę spalania, od góry zamkniętą stropem, w którym znajduje się śluza dozująca. U dołu znajduje się zsyp opadowy utworzony z płaszcza wewnętrznego i płaszcza zewnętrznego, pomiędzy którymi utworzona jest przestrzeń z umieszczonymi przegrodami do kierowania przepływem doprowadzanego powietrza do chłodzenia zsypu. W płaszczu wewnętrznym zsypu są osadzone dysze dozujące powietrze do komory. Zsyp zaopatrzony jest w transporter ślimakowy współdziałający z osadnikiem wodnym.

Znane są piece do wytwarzania węgla drzewnego oparte na konstrukcji pieca Herreshoffa, mające postać pionowo usytuowanej cylindrycznej retorty wielopółkowej, wyposażonej w mieszadło napędzane z centralnie napędzanego wału. Zgodnie z polskim opisem patentowym nr 102394 retorta jest podzielona na strefę suszenia, strefę wytlewania i strefę chłodzenia. Każda z trzech stref jest podzielona poziomymi przegrodami w postaci półek, na co najmniej dwie komory. Poszczególne półki międzykomorowe są zaopatrzone w otwory przesypowe rozmieszczone na obwodzie w pobliżu płaszcza retorty. Półki międzystrefowe są wyposażone w szczelnie zamykane komory śluzowe, usytuowane w pobliżu wału mieszadła. Wstępnie podsuszony surowiec jest podawany do pieca od góry, następnie przegarniany ramionami mieszadła przemieszczany jest w kierunku punktów przesypowych. Przepływ surowca kolejno na coraz niżej położone półki odbywa się grawitacyjnie. Poszczególne komory pieca są ogrzewane przeponowo i bezprzeponowo. Do ogrzewania wykorzystuje się ciepło ze spalania produktów gazowych, powstających wr procesie termicznego rozkładu odpadów drzewnych. Piece te mają skomplikowaną konstrukcję oraz złożony i niepewny system transportu odpadów wewnątrz urządzenia.

Do wytwarzania węgla drzewnego stosowane są również urządzenia fluidyzacyjne. Ciepło potrzebne do odgazowania odpadów drzewnych pochodzi ze spalania części lotnych powstających w procesie zgazowania, oraz ze spalania pewnej iloś ci odpadów. Ujemną stroną tych urzą dzeń jest to, że powodują wzrost ilości popiołu w węglu drzewnym, pogarszając jego jakość. Znane urządzenia fluidyzacyjne nie zapewniają jednorodnej fluidyzacji w całej objętości warstwy, co utrudnia uzyskanie jednorodności wytwarzanego węgla drzewnego.

Z opisu patentowego polskiego nr 163747 znany jest piec do wytwarzania rozdrobnionego wę gla drzewnego z drobnych odpadów drzewnych. Piec ten zawiera cylindryczną retortę połączoną z jednej strony z koszem zasypowym odpadów drzewnych, z drugiej strony z wylotowym króć cem węgla drzewnego. Cylindryczna retorta jest poziomo usytuowana i współosiowo umieszczona wewnątrz cylindrycznej komory spalania. Komora spalania wyposażona jest w wylotowy króciec spalin oraz palnik gazowy osadzony w ścianie komory spalania. Wewnątrz retorty jest osadzony współosiowo

PL 206 503 B1 ślimak przenośnika. W górnej części początkowego i końcowego odcinka poziomej retorty są. wykonane otwory przykryte kolektorami połączonymi z rurociągami. Kolektor w początkowym odcinku retorty jest połączony z rurociągiem odprowadzającym do otoczenia parę wodną powstającą w tej części retorty. Kolektor w końcowym odcinku retorty jest połączony z rurociągiem odprowadzającym gaz palny powstający w retorcie, na zewnątrz pieca. Część tego gazu jest podawana wraz z powietrzem do palnika gazowego osadzonego w ścianie komory spalania. Spaliny ze spalania omywają ściany retorty i uchodzą na zewnątrz urządzenia przez króciec w ścianie komory spalania. Pod wpływem ciepła spalin następuje odgazowanie odpadów drzewnych i tworzenie się węgla drzewnego a także wysokokalorycznego gazu.

Z polskiego zgłoszenia wynalazku nr P-341437 znany jest sposób i urządzenie do utylizacji stałych materiałów odpadowych jak zanieczyszczone biomasy, stałe odpady miejskie, w wyniku ich spalania, gdzie materiały odpadowe są przetwarzane na zsyntezowany gaz w wyniku gazyfikacji we współbieżnym gazogenie z części materiału odpadowego po jego spaleniu, lecz przed gazyfikacją, oddziela się i usuwa żużel. Oczyszczanie żużla zachodzi w wyniku całkowitego spalania. Obrobiony materiał odpadowy po procesie gazyfikacji, w którym nie został całkowicie przetworzy na gaz CO, zostaje ponownie wprowadzony do obiegu przez zmieszanie go ze świeżym materiałem odpadowym. Urządzenie składa się z pionowego współbieżnego gazogenu, z urządzenia do oddzielania i usuwania żużla i z komory oczyszczającej żużel z zawartego w nim obrabianego materiału odpadowego. Żużel jest gromadzony w zbiorniku magazynującym.

Celem wynalazku jest opracowanie sposobu i urządzenia do waloryzacji, w tym autotermicznej stałych paliw, w tym odpadowych oraz biomasy, umożliwiających uzyskiwanie ze stałych paliw, również o wysokim stopniu wilgotności, w tym również z paliw odpadowych oraz ich mieszanin zawierających biomasę i/lub odpadowy pozaklasowy węgiel kamienny i/lub odpadowy pozaklasowy węgiel brunatny i/lub odpady tworzyw sztucznych, także o wysokiej zawartości takich składników jak siarka, rtęć i/lub inne materiały odpadowe o niskiej wartości opałowej, oczyszczonego ze szkodliwych składników takich jak chlor, rtęć, siarka uwęglonego paliwa w postaci półkoksu o wyższej gęstości energii opałowej lub węgla aktywnego oraz uzyskiwanie oczyszczonych ze szkodliwych dla środowiska naturalnego składników spalin i niezależnego źródła ciepła i gazu.

Sposób waloryzacji, w tym autotermicznej stałych paliw, w tym odpadowych, biomasy, zwłaszcza dla czystej produkcji energii elektrycznej i ciepła, węgla aktywnego oraz gazów, polegający na poddawaniu stałego paliwa przy ciągłym mieszaniu z przemieszczaniem się wzdłuż retorty w reaktorze, suszeniu i ogrzewaniu bez dostępu tlenu i procesowi karbonizacji, z wydzielaniem do komory spalania gazów z powstających części lotnych, mieszaniu się gazów w komorze spalania z powietrzem i spalaniu się gazów w przepływie zawirowanym w temperaturze nie niższej niż 850°C według wynalazku charakteryzuje się tym, że wprowadzane stałe paliwo, w tym odpadowe, biomasę i/lub mieszaninę stałych paliw, w tym odpadowych i/lub biomasy, poddaje się przy ciągłym mieszaniu z przemieszczaniem się wzdłuż retorty, suszeniu, ogrzewaniu bez dostępu tlenu i procesowi karbonizacji do temperatury nie wyższej niż 800°C, a otrzymane w reaktorze uwęglone paliwo poddaje się wewnątrz reaktora rozdrabnianiu oraz spalaniu, po czym wyprowadza się z reaktora króćcem wylotowym gorące spaliny z niedopalonymi cząstkami uwęglonego paliwa. Stopień uwęglenia otrzymywanego uwęglonego paliwa jest różny, zależy od stopnia wilgotności wprowadzanego świeżego stałego paliwa. Czas pobytu wprowadzanego stałego paliwa w retorcie jest uwarunkowany nagrzaniem wprowadzanego stałego paliwa do temperatury nie niższej niż 300°C.

Gorące spaliny z niedopalonymi cząstkami uwęglonego paliwa wprowadza się do komory paleniskowej kotła odzyskowego lub do urządzeń odzyskujących ciepło zawarte w spalinach lub do urządzenia do autotermicznej waloryzacji stałych paliw, w tym odpadowych oraz biomasy, w miejsce palnika rozpałkowego.

Według odmiany sposobu, sposób waloryzacji stałych paliw, w tym odpadowych, biomasy, zwłaszcza dla czystej produkcji energii elektrycznej i ciepła, polegający na wprowadzeniu do retorty reaktora przy ciągłym mieszaniu z przemieszczaniem się wzdłuż retorty stałego paliwa, w tym odpadowego, biomasy i/lub mieszaniny stałych paliw i/lub biomasy, suszeniu i ogrzewaniu według wynalazku charakteryzuje się tym, że do komory reaktora prowadza się otrzymywane z innych procesów gorące spaliny lub gorącą parę lub gorące powietrze i wprowadzane do retorty stałe paliwo poddaje się ogrzewaniu i suszeniu bez dostępu tlenu do temperatury nie wyższej niż 600°C na wyjściu z reaktora, z wydzielaniem do komory reaktora gazów i pary wodnej, a otrzymane wysuszone stałe paliwo wyprowadza się z reaktora.

PL 206 503 B1

Urządzenie do waloryzacji, w tym autotermicznej stałych paliw, w tym odpadowych, biomasy, zwłaszcza dla czystej produkcji energii elektrycznej i ciepła, produkcji węgla aktywnego oraz gazów, zawierające reaktor z cylindryczną retortą z umieszczonym wewnątrz przenośnikiem śrubowym połączonym z zasobnikiem świeżej mieszanki, z wentylatorem powietrza do spalania, z króćcem wylotowym spalin lub gazów, współpracujący ze zbiornikami stałych paliw, urządzeniami do rozdrabniania i segregacji, zbiornikami zasypowymi śwież ego paliwa, wedł ug wynalazku charakteryzuje się tym, ż e zawiera pionowy reaktor z pionową retortą posiadającą na całym obwodzie i na całej długości wzdłuż komory spalania otwory skierowane w stronę komory spalania do wyprowadzania gazów powstających w retorcie do komory spalania, z przenośnikiem śrubowym o zmiennej prędkości obrotowej przemieszczającym mieszankę w stronę dolnej części reaktora, z wentylatorem powietrza stycznie zabudowanym w ścianie dolnej części komory spalania, z króćcem wylotowym spalin lub gazów, oraz z dolnym zamknięciem retorty. Dolne zamknięcie retorty jest poza reaktorem i zawiera dolne wyprowadzenie zwaloryzowanego paliwa. Dolne zamknięcie retorty jest połączone poprzez dolne wyprowadzenie zwaloryzowanego paliwa z urządzeniami wykorzystującymi otrzymane zwaloryzowane paliwo jako paliwo dodatkowe. Króciec wylotowy jest połączony z urządzeniami odbierającymi ciepło oraz ze znanymi urządzeniami oczyszczającymi spaliny ze szkodliwych składników, korzystnie ze skruberami. Króciec wylotowy gazów z niepełnego spalania gazów w komorze spalania jest połączony z urządzeniami wykorzystującymi gaz jako paliwo dodatkowe, korzystnie z komorą spalania urządzeń energetycznych lub urządzeń ciepłowniczych.

Według odmiany urządzenia, dolne zamknięcie retorty stanowi urządzenie do mechanicznego rozdrabniania uwęglonego paliwa, korzystnie w kształcie stożka, zabudowane na końcu przenośnika śrubowego wewnątrz reaktora i zawiera wyprowadzenie uwęglonego paliwa wewnątrz reaktora szczeliną po obwodzie stożka urządzenia do mechanicznego rozdrabniania uwęglonego paliwa, w stronę ścian komory spalania, a następnie w górną część komory spalania i króćca wylotowego z komory spalania. Urządzenie posiada w komorze spalania na wysokości 1/5 - 1/3 od dołu reaktora przewężenie oraz króciec wylotowy do wyprowadzania spalin z niespalonymi cząstkami uwęglonego paliwa. Króciec wylotowy połączony jest z urządzeniami wykorzystującymi niecałkowicie spalone w reaktorze uwęglone paliwo lub z urządzeniami odzyskującymi ciepło zawarte w spalinach. Króciec wylotowy urządzenia według odmiany wynalazku korzystnie jest też przyłączony do komory spalania reaktora urządzenia do autotermicznej waloryzacji stałych paliw, w tym odpadowych oraz biomasy, w miejsce palnika rozpałkowego.

Sposób i urządzenie według wynalazku umożliwiają otrzymywanie ze stałych paliw, również z bardzo wilgotnych, w tym z odpadowych oraz ich mieszanin zawierają cych zwł aszcza biomas ę i/lub odpadowy pozaklasowy węgiel kamienny i/lub odpadowy pozaklasowy węgiel brunatny i/lub odpady tworzyw sztucznych oraz materiały odpadowe o niskiej wartości opałowej jak odpady komunalne, przemysłowe, zwaloryzowanego i/lub uwęglonego paliwa w postaci półkoksu o wyższej gęstości energii opałowej oraz uzyskiwanie niezależnego źródła gazu i ciepła dla określonych procesów.

Sposób i urządzenie według wynalazku są w szczególności przeznaczone do wstępnej obróbki stałych paliw, w tym odpadowych i biomasy, przed podaniem ich do komory spalania urządzeń energetycznych w celu uzyskania energii elektrycznej i ciepła. Ze względu na pionowe usytuowanie reaktora, urządzenie według wynalazku jest szczególnie korzystne w przypadku adaptacji do istniejącej już instalacji.

Sposób i urządzenie według wynalazku umożliwiają tworzenie sieci zakładów wyposażonych w instalacje do przygotowania wstępnego paliw stałych i gazowych ze stałych produktów, w tym zawilgoconych, odpadowych, biomasy, poddawanych bądź segregacji bądź z ich mieszanin, dostępnych w danym zasię gu na danym terenie w odległ o ś ci najkorzystniej uzasadnionej ekonomicznie, to jest 50 -80 km. Umożliwiają produkcję czystej energii elektrycznej i ciepła również z produktów biodegradowalnych jak odpady komunalne, odpady przemysłowe. Gaz otrzymywany w reaktorze w wyniku spalania z niedomiarem powietrza może stanowić dodatkowe źródło paliwa wprowadzanego do urządzeń odbierających jak do komory spalania kotłów rusztowych lub pyłowych lub fluidalnych. Umożliwiają uzyskiwanie paliwa wysoko uwęglonego, wolnego ze szkodliwych składników i z niską zawartością popiołu, w tym węgla aktywnego wykorzystywanego do różnych procesów przemysłowych.

Urządzenie według odmiany wynalazku, zawierające dolne zamknięcie retorty w postaci urządzenia do mechanicznego rozdrabniania otrzymywanego w reaktorze uwęglonego paliwa, umożliwia wewnętrzne częściowe spalanie otrzymywanego rozdrobnionego paliwa w komorze spalania reaktora

PL 206 503 B1 oraz wyprowadzanie z komory spalania spalin o wysokiej temperaturze wraz z cząstkami niespalonego drobnego paliwa do urządzeń wykorzystujących ciepło zawarte w spalinach.

Urządzenie według odmiany wynalazku może być korzystnie dołączone do komory spalania reaktora urządzenia do autotermicznej waloryzacji stałych paliw, paliw odpadowych oraz biomasy, w miejsce palnika rozpałkowego przejmują c jego funkcję .

Przedmiot wynalazku został uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, gdzie fig. 1 - przedstawia przekrój pionowy przez pionowe urządzenie do autotermicznej waloryzacji stałych paliw, z dolnym zamknię ciem retorty poza reaktorem, fig. 2 - przekrój pionowy przez odmianę urzą dzenia do autotermicznej waloryzacji stałych paliw z dolnym zamknięciem retorty wewnątrz reaktora, fig. 3 - ukł ad przyłączenia odmiany urz ą dzenia wedł ug wynalazku zgodnie z fig. 2 do urzą dzenia wedł ug wynalazku zgodnie z fig. 1, w miejsce palnika rozpałkowego.

Urządzenie do waloryzacji, w tym autotermicznej stałych paliw, w tym odpadowych oraz biomasy, zwłaszcza dla czystej produkcji energii elektrycznej i ciepła oraz produkcji węgla aktywnego i gazu, jak przedstawiono na fig. 1 i fig. 2 zawiera pionowy reaktor 1 z pionową cylindryczną retorta 2 z umieszczonym wewnątrz przenośnikiem śrubowym 3 połączonym od góry ze zbiornikiem zasypowym świeżego paliwa 4, posiadającą na całej długości wzdłuż komory spalania 5 otwory 6 skierowane w stronę komory spalania 5 do wyprowadzania gazów powstających w retorcie 2 do komory spalania 5.

Przenośnik śrubowy 3 jest o zmiennej prędkości obrotowej i przemieszcza mieszankę ze zbiornika zasypowego świeżego paliwa 4 w stronę dolnej części reaktora 2. Pionowy reaktor 1 według fig. 1 posiada wentylator powietrza 7 stycznie zabudowany w ścianie 8 dolnej części komory spalania 5, palnik rozpałkowy 9 osadzony w dolnej części reaktora 2 w ścianie komory spalania 5, króciec wylotowy 10 do wyprowadzania spalin lub gazów oraz dolne zamknięcie 11 retorty 2 poza reaktorem 1 i dolne wyprowadzenie 12 zwaloryzowanego paliwa.

Retorta 2 wyprowadzona jest wraz z przenośnikiem śrubowym 3 poza reaktor 1. Dolne zamknięcie 11 retorty 2 jest połączone poprzez dolne wyprowadzenie 12 zwaloryzowanego paliwa w postaci półkoksu o wyższej gęstości energii opałowej z urządzeniami wykorzystującymi otrzymane zwaloryzowane paliwo jako dodatkowe paliwo, korzystnie z komorą spalania urządzeń energetycznych. Przed wyprowadzeniem spalin do atmosfery, otrzymane w wyniku spalania gazów w komorze spalania 5 spaliny ochładza się w urządzeniach odbierających ciepło oraz oczyszcza z szkodliwych składników w znanych urządzeniach oczyszczających, korzystnie w skruberach.

Zgodnie z odmianą sposobu według wynalazku sposób waloryzacji stałych paliw, w tym o wysokim stopniu wilgotności oraz odpadowych, biomasy oraz ich mieszanin, polegający na wprowadzaniu do retorty 2 reaktora 1 przy ciągłym mieszaniu z przemieszczaniem się wzdłuż retorty 2 waloryzowanego paliwa, suszeniu i ogrzewaniu charakteryzuje się tym, że do komory 5 reaktora 1 wprowadza się otrzymywane z innych procesów gorące spaliny lub gorącą parę lub gorące powietrze. Wprowadzane do retorty 2 stałe paliwo poddaje się ogrzewaniu i suszeniu bez dostępu tlenu do temperatury nie wyższej niż 600°C na wyjściu 12 z reaktora 1 z wydzielaniem do komory spalania 5 gazów i pary wodnej. Z reaktora 1 wyprowadzane jest wysuszone stałe paliwo, jako półprodukt do wykorzystania w dalszych procesach.

Pionowy reaktor 1 według odmiany urządzenia zgodnie z fig. 2, posiada jako dolne zamknięcie retorty 2 urządzenie 13 do mechanicznego rozdrabniania otrzymywanego w rektorze I uwęglonego paliwa, zabudowane na końcu przenośnika śrubowego 3 w dolnej części reaktora 1, wewnątrz reaktora 1. Posiada wyprowadzenie otrzymanego uwęglonego rozdrobnionego urządzeniem 13 paliwa, szczeliną 14 po obwodzie stożka urządzenia 13 do mechanicznego rozdrabniania paliwa. Szczelina 14 jest skierowana w stronę ścian 8 komory spalania 5. Komora spalania 5 posiada na wysokości 1/3 od dołu reaktora 1 przewężenie 15. Pionowy reaktor i posiada wentylator powietrza 7 stycznie zabudowany w ścianie 8 dolnej części komory spalania 5 oraz króciec wylotowy 10. do wyprowadzania spalin łącznie z niespalonymi w reaktorze i cząstkami otrzymanego i rozdrobnionego uwęglonego paliwa, unoszonego strumieniem powietrza i spalin.

Króciec wylotowy 10 może być połączony z urządzeniami wykorzystującymi niecałkowicie spalone w reaktorze 1 uwęglone paliwo lub z urządzeniami odzyskującymi ciepło zawarte w gorących spalinach opuszczających reaktor.

Urządzenie według wynalazku zgodnie z fig. 2 może być również korzystnie przyłączone do urządzenia według wynalazku zgodnie z fig. 1 w miejsce palnika rozpałkowego 9, jak przedstawiono na rysunku fig. 3.

PL 206 503 B1

Stałe paliwo, jak zawierający wyższy stopień wilgotności węgiel brunatny, paliwo odpadowe, biomasę lub mieszankę stałego paliwa, w tym odpadowego i/lub biomasy poddaje się segregacji oraz rozdrobnieniu i podaje się do zbiornika zasypowego świeżego paliwa 4 w górnej części reaktora 1.

Paliwo to w urządzeniu według fig. 2 przy ciągłym mieszaniu z przemieszczaniem się wzdłuż retorty 2 w dół reaktora 1 poddaje się suszeniu i ogrzewaniu bez dostępu tlenu i procesowi karbonizacji do temperatury nie wyższej niż 800°C, z wydzielaniem do komory spalania gazów z powstających części lotnych. Wydostające się gazy z retorty 2 otworami 6 do komory spalania 5 miesza się w komorze spalania 5 z powietrzem i spala się w przepływie zawirowanym w temperaturze nie niższej niż 850°C.

Otrzymane w reaktorze 1 uwęglone paliwo poddaje się wewnątrz reaktora 1 rozdrabnianiu urządzeniem do mechanicznego rozdrabniania uwęglonego paliwa 13 oraz spalaniu wewnątrz reaktora 1, po czym wyprowadza się z reaktora i króćcem wylotowym 10 w górnej części reaktora gorące spaliny z cząstkami niedopalonego uwęglonego paliwa.

Stopień uwęglenia otrzymywanego uwęglonego paliwa może być różny, zależny od stopnia wilgotności wprowadzanego świeżego paliwa.

Czas pobytu wprowadzanego stałego paliwa w retorcie 2 jest uwarunkowany utrzymywaniem stabilności przebiegu procesu poprzez nagrzanie wprowadzanego paliwa do temperatury nie niższej niż 300°C.

Gorące spaliny wyprowadzane króćcem wylotowym 10 z niedopalonymi cząstkami uwęglonego paliwa wprowadza się do komory paleniskowej kotła odzyskowego lub urządzeń odzyskujących ciepło zawarte w spalinach.

Korzystnie gorące spaliny z niedopalonymi cząstkami uwęglonego paliwa mogą być wprowadzane do urządzenia do autotermicznej waloryzacji stałych paliw, w tym odpadowych oraz biomasy, w miejsce palnika rozpałkowego, przyjmując jego funkcję, jak to jest przedstawione na rysunku fig. 3.

Claims (18)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób waloryzacji w tym autotermicznej stałych paliw, w tym odpadowych, biomasy, zwłaszcza dla czystej produkcji energii elektrycznej i ciepła, węgla aktywnego oraz gazów polegający na poddawaniu stałego paliwa, przy ciągłym mieszaniu z przemieszczaniem się wzdłuż retorty w reaktorze suszeniu i ogrzewaniu bez dostępu tlenu i procesowi karbonizacji, z wydzielaniem do komory spalania gazów z powstających części lotnych, mieszaniu się gazów w komorze spalania z powietrzem i spalaniu się gazów w przepływie zawirowanym w temperaturze nie niższej niż 850°C, znamienny tym, że wprowadzane stałe paliwo w tym odpadowe, biomasę i/lub mieszaninę stałych paliw w tym odpadowych i/lub biomasy poddaje się przy ciągłym mieszaniu z przemieszczaniem się wzdłuż retorty (2) suszeniu i ogrzewaniu bez dostępu tlenu i procesowi karbonizacji do temperatury nie wyższej niż 800°C a otrzymane w reaktorze (1) uwęglone paliwo poddaje się wewnątrz reaktora (1) rozdrabnianiu oraz spalaniu, po czym wyprowadza się z reaktora (1) króćcem wylotowym (10) gorące spaliny z niedopalonymi cząstkami uwęglonego paliwa.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stopień uwęglenia otrzymywanego uwęglonego paliwa jest różny, zależny od stopnia wilgotności wprowadzanego świeżego stałego paliwa.
3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że czas pobytu wprowadzanego stałego paliwa w retorcie (2) jest uwarunkowany nagrzaniem wprowadzanego stałego paliwa do temperatury nie niższej niż 300°C.
4. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że gorące spaliny z niedopalonymi cząstkami uwęglonego paliwa wprowadza się do komory paleniskowej kotła odzyskowego.
5. 5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że gorące spaliny z niedopalonymi cząstkami uwęglonego paliwa wprowadza się do urządzeń odzyskujących ciepło zawarte w spalinach.
6. 6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że gorące spaliny z niedopalonymi cząstkami uwęglonego paliwa wprowadza się do urządzenia do autotermicznej waloryzacji stałych paliw, w tym odpadowych oraz biomasy, w miejsce palnika rozpałkowego (9).
7. 7. Sposób waloryzacji stałych paliw w tym odpadowych, biomasy, zwłaszcza dla czystej produkcji energii elektrycznej i ciepła, polegający na wprowadzaniu do retorty reaktora przy ciągłym mieszaniu z przemieszczaniem się wzdłuż retorty stałego paliwa, w tym odpadowego, biomasy i/lub mieszaniny stałych paliw i/lub biomasy, suszeniu i ogrzewaniu, znamienny, tym, że do komory spalania

   PL 206 503 B1 (5) reaktora (1) wprowadza się otrzymywane z innych procesów gorące spaliny lub gorącą parę lub gorące powietrze i wprowadzane do retorty (2) stałe paliwo poddaje się ogrzewaniu i suszeniu bez dostępu tlenu do temperatury nie wyższej niż 600°C na wyjściu (12) z reaktora (1), wydzielaniem do komory (5) reaktora (1) gazów i pary wodnej, a otrzymane wysuszone stałe paliwo wyprowadza się z reaktora (1) wyprowadzeniem (12).
8. 8. Urządzenie do waloryzacji w tym autotermicznej stałych paliw, w tym odpadowych oraz biomasy zwłaszcza dla czystej produkcji energii elektrycznej i ciepła, produkcji węgla aktywnego oraz gazów, zawierające reaktor z cylindryczną retortą z umieszczonym wewnątrz przenośnikiem śrubowym połączonym z zasobnikiem świeżej mieszanki, z wentylatorem powietrza do spalania, z króćcem wylotowym spalin lub gazów, współpracujący ze zbiornikami stałych paliw, urządzeniami do rozdrabiania i segregacji, zbiornikami zasypowymi świeżego paliwa, znamienne tym, że zawiera pionowy reaktor (1) z pionową retortą (2), posiadającą na całym obwodzie i na całej długości wzdłuż komory spalania (5) otwory (6) skierowane w stronę komory spalania (5) do wyprowadzania gazów powstających w retorcie (2) do komory spalania (5), z przenośnikiem śrubowym (3) o zmiennej prędkości obrotowej przemieszczającym mieszankę w stronę dolnej części reaktora (1), z wentylatorem powietrza (7) stycznie zabudowanym w ścianie (8) dolnej części komory spalania (5), z króćcem wylotowym (10) spalin lub gazów, oraz z dolnym zamknięciem retorty (11).
9. 9. Urządzenie według zastrz. 8, znamienne tym, że dolne zamknięcie retorty (11) jest poza reaktorem (1) i zawiera dolne wyprowadzenie (12) zwaloryzowanego paliwa.
10. 10. Urządzenie według zastrz. 8, znamienne tym, że dolne zamknięcie retorty (11) jest połączone poprzez dolne wyprowadzenie (12) zwaloryzowanego paliwa z urządzeniami wykorzystującymi otrzymane zwaloryzowane paliwo jako dodatkowe paliwo.
11. 11. Urządzenie według zastrz. 8, znamienne tym, że króciec wylotowy (10) jest połączony z urządzeniami odbierającymi ciepło oraz ze znanymi urządzeniami oczyszczającymi spaliny ze szkodliwych składników, korzystnie ze skruberami.
12. 12. Urządzenie według zastrz. 8, znamienne tym, że króciec wylotowy (10) gazów z niepełnego spalania (5) jest połączony z urządzeniami wykorzystującymi gaz jako paliwo dodatkowe, korzystnie z komorą spalania urządzeń energetycznych lub urządzeń ciepłowniczych.
13. 13. Urządzenie według zastrz. 8, znamienne tym, że dolne zamknięcie retorty (11) stanowi urządzenie do mechanicznego rozdrabniania uwęglonego paliwa (13), korzystnie w kształcie stożka, zabudowane na końcu przenośnika śrubowego (3) wewnątrz reaktora (1) i zawiera wyprowadzenie uwęglonego paliwa wewnątrz reaktora (1) szczeliną (14) po obwodzie stożka urządzenia do mechanicznego rozdrabniania uwęglonego paliwa (13), w stronę ścian (8) komory spalania (5) a następnie w górną część komory spalania (5) i króćca wylotowego (10).
14. 14. Urządzenie według zastrz. 13, znamienne tym, że zawiera w komorze spalania (5) na wysokości 1/5 - 1/3 od dołu reaktora (1) przewężenie (15).
15. 15. Urządzenie według zastrz. 13, znamienne tym, że zawiera króciec wylotowy (10) do wyprowadzania spalin z niespalonymi cząstkami uwęglonego paliwa.
16. 16. Urządzenie według zastrz. 15, znamienne tym, że króciec wylotowy (10) jest połączony z urządzeniami wykorzystującymi niecałkowicie spalone w reaktorze (1) uwęglone paliwo unoszone przez spaliny w górę reaktora (1).
17. 17. Urządzenie według zastrz. 15, znamienne tym, że króciec wylotowy (10) jest połączony z urządzeniami odzyskującymi ciepło zawarte w spalinach.
18. 18. Urządzenie według zastrz. 13, znamienne tym, że króciec wylotowy (10) jest przyłączony do komory spalania (5) reaktora (1) urządzenia do autotermicznej waloryzacji stałych paliw odpadowych oraz biomasy, w miejsce palnika rozpałkowego (9).