PL228770B1 - Reaktor do pirolizy i spalania osadów pościekowych - Google Patents

Abstract

Reaktor posiada komorę spalania (2), osłoniętą z trzech stron obudową wewnętrzną (7) w postaci trzech pionowych ścianek, a pomiędzy obudową wewnętrzną (7) komory spalania (2) i obudową zewnętrzną (1) ma obwodowy kanał (8) przepływu spalin (9). Podajnik (3) osadu wykonany jest w kształcie rury i przeprowadzony przez obwodowy kanał (8) przepływu spalin (9), przy czym podajnik (3) składa się z walcowego ślimaka (10) i jego osłony (111), która w kierunku swojego wylotu posiada stopniowo zwiększającą się powierzchnię poprzecznego przekroju. Poniżej wylotu podajnika (3) znajduje się palnik (14) spalania koksików (15), wykonany w kształcie ściętego ostrosłupa, którego obudowa ma w stronę dołu stopniowo zwiększającą się powierzchnię poprzecznego przekroju, przy czym obudowa palnika (14) spalania zawiera ściankę zewnętrzną (16) pełną i ściankę wewnętrzną (17), wyposażoną w otwory. W dolnej części palnika (14) spalania osadu znajduje się mieszadło (20), a pod nim umieszczony jest przenośnik (22), połączony z zasobnikiem (24) zwęglonych cząsteczek (25) osadu.

Description

(12)OPIS PATENTOWY ₍i₉₎PL ₍u)228770 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 408782 (22) Data zgłoszenia: 08.07.2014 (51) Int CI.

F23G 7/00 (2006.01)

Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (54)

Reaktor do pirolizy i spalania osadów pościekowych

	(73) Uprawniony z patentu:
	FUROWICZ TADEUSZ, Elbląg, PL
(43) Zgłoszenie ogłoszono:
18.01.2016 BUP 02/16	(72) Twórca(y) wynalazku:
	TADEUSZ FUROWICZ, Elbląg, PL
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono:
30.05.2018 WUP 05/18	(74) Pełnomocnik:
	rzecz, pat. Józef Pęcina

rroo

CM

CM

Q_

PL 228 770 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest reaktor do pirolizy i spalania osadów pościekowych, stosowany w procesie utylizacji osadów pościekowych.

Istnieje wzrost zainteresowania termiczną utylizacją osadów pościekowych i ich energetycznego wykorzystania w procesie spalania, w związku z ciągle zwiększającą się ilością ścieków i jednocześnie zwiększającą się związaną z tym ilością osadów pościekowych. Spalanie jest najprostszym sposobem utylizacji osadów pościekowych, jednak jest ono związane ze znacznym zanieczyszczaniem środowiska. Znacznie lepszym rozwiązaniem jest pirolityczne spalanie osadów pościekowych, polegające na gazyfikacji osadu, a następnie jego spaleniu co sprawia, że urządzenie do tego celu jest równocześnie generatorem gazu, dopalaczem i paleniskiem elementów stałych. Zastosowana w nowatorskim układzie technika polega na termicznej obróbce osadów pościekowych bez użycia tlenu, w wyniku czego wytwarza się gaz syntezowy składający się między innymi z czadu (CO) i gazu wodnego (CO+H2) oraz części stałych, które w kolejnym etapie ulegną pełnemu spaleniu z optymalnym zasileniem w tlen, bez wytwarzania szkodliwych produktów, które mogą być emitowane do atmosfery.

Znany jest z polskiego zgłoszenia patentowego nr 395066 sposób i urządzenie do przetwarzania rozdrobnionego materiału przez pirolizę w którym materiał do przetwarzania, wprowadzany jest do komory przerobowej i w niej ogrzewany. Rozdrobniony materiał jest wprowadzany ciągle przez komorę przerobową i ogrzewany, przynajmniej na początku procesu energią mikrofalową. Urządzenie zawiera elementy doprowadzające ciągle rozdrobniony materiał, który ma być przetwarzany przez komorę, zawiera aplikator mikrofalowy do zainicjowania ogrzewania materiału na początku procesu, oraz elementy do odbioru końcowego produktu pirolizy.

Znany jest również z polskiego zgłoszenia patentowego nr 400056 palnik do spalania i zgazowywania biomasy, zwłaszcza paletek drewnianych. Palnik charakteryzuje się tym, że ma cylindryczną obudowę palnika, wewnątrz której usytuowany jest współosiowo cylindryczny ruszt zgazowywujący. Na obwodzie tego rusztu rozmieszczone są otwory boczne, a od góry do obudowy palnika przylega dysza dopalająca. Ruszt ma kształt dzwonu, odwróconego częścią górną do dołu, która stanowi dno palnika z otworami dolnymi. W dnie umocowany jest słupek napowietrzający z otworami rozmieszczonymi na jego obwodzie. Obudowę stanowi w dolnej części komora powietrzno-czyszcząca, do której od dołu przyłączony jest przewód powietrzny i przewód napowietrzający. W komorze popielnika usytuowana jest zasuwa odpopielająca i szuflada na popiół. Z boku do dyszy dopalającej doprowadzony jest skośnie, poprzez otwór, podajnik ślimakowy.

Reaktor do pirolizy i spalania osadów pościelowych według wynalazku charakteryzuje się tym, że będąc zaopatrzony w znane elementy takie jak obudowę zewnętrzną, komorę spalania, podajnik osadu, urządzenie do usuwania zwęglonych cząsteczek osadu, oraz kanały doprowadzające gaz i powietrze do komory spalania, posiada wewnątrz obudowy zewnętrznej komorę spalania osłoniętą z trzech stron obudową wewnętrzną w kształcie zbliżonym do litery „C” w postaci trzech pionowych ścianek. Pomiędzy obudową wewnętrzną komory spalania i obudową zewnętrzną, ma obwodowy kanał przepływu spalin. Podajnik osadu wykonany w kształcie rury, ma przeprowadzony przez obwodowy kanał przepływu spalin, przy czym podajnik składa się z walcowego ślimaka i jego osłony, która w kierunku swojego wylotu posiada stopniowo zwiększającą się powierzchnię poprzecznego przekroju. Osłona podajnika ma w przekroju kształt kwadratu lub kształt koła. Poniżej wylotu podajnika znajduje się palnik spalania osadu, w kształcie ściętego ostrosłupa, którego obudowa ma w stronę dołu również stopniowo zwiększającą się powierzchnię poprzecznego przekroju. Obudowa palnika zawiera ściankę zewnętrzną pełną i ściankę wewnętrzną wyposażoną w otwory do przepływu powietrza. W dolnej części palnika spalania osadu znajduje się mieszadło, a pod nim umieszczony jest przenośnik ślimakowy połączony z zasobnikiem do którego odprowadza się zwęglone cząsteczki osadu.

Zwiększająca się ilość oczyszczalni ścieków, powoduje zwiększanie się ilości osadów pościekowych. Przedstawiony reaktor jest jednym ze sposobów racjonalnego zagospodarowania powstających osadów. Nadaje się do stosowania w małych miastach i wsiach dla efektywnej i ekonomicznej utylizacji, bez udziału dodatkowego czynnika energetycznego poza wsadem pościekowym. Umożliwia przetwarzanie powstających osadów w oczyszczalni ścieków dla celów energetycznych, eliminowanie składowania osadów pościekowych, eliminowanie konieczności transportu osadów do odległych miejsc zagospodarowania, wytwarzanie drobnego granulatu, który może służyć jako kruszywo pod

PL 228 770 B1 budowę dróg. Spalanie pirolityczne w procesie utylizacji osadów zmniejsza ilość pyłów przechodzących z pieca do urządzeń odpylających, co pozwala na zminiaturyzowanie tych urządzeń.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku schematycznym na którym fig. 1 - przedstawia przekrój pionowy reaktora, fig. 2 - przekrój poziomy reaktora, fig. 3 przekrój pionowy palnika, fig. 4 - widok wylotu podajnika osadu w przypadku osłony o przekroju kwadratowym i fig. 5 - widok wylotu podajnika osadu w przypadku osłony o przekroju kołowym.

Reaktor do pirolizy i spalania osadów pościekowych posiada obudowę zewnętrzną 1, komorę spalania 2, podajnik 3 osadu 4, urządzenie 5 do usuwania zwęglonych cząsteczek osadu, oraz kanały 6 doprowadzające gaz i powietrze do komory spalania 2. Komora spalania 2 jest osłonięta z trzech stron obudową wewnętrzną 7 w kształcie zbliżonym do litery „C” w postaci trzech pionowych ścianek, a pomiędzy obudową wewnętrzną 7 komory spalania 2 i obudową zewnętrzną 1 znajduje się obwodowy kanał 8 przepływu spalin 9. Podajnik 3 osadu 4 wykonany jest w kształcie rury i jest przeprowadzony przez obwodowy kanał 8 którym przepływają spaliny 9.

Podajnik 3 składa się z walcowego ślimaka 10 i jego osłony 11¹ o przekroju kwadratowym, która w kierunku swojego wylotu 12 posiada stopniowo zwiększającą się powierzchnię 13¹ poprzecznego przekroju. W odmiennym wykonaniu osłona walcowego ślimaka 10 posiada osłonę 11² o przekroju kołowym ze stopniowo zwiększającą się powierzchnią 13² poprzecznego przekroju. Poniżej wylotu 12 podajnika 3 znajduje się palnik 14 spalania koksików 15, wykonany w kształcie ściętego ostrosłupa, którego powierzchnia poprzecznego przekroju stopniowo się zwiększa w stronę dołu. Obudowa palnika 14 spalania koksiku 15 zawiera ściankę zewnętrzną 16 pełną i ściankę wewnętrzną 17 wyposażoną w otwory 18 przez które wdmuchiwane jest powietrze dmuchawą 19. W dolnej części palnika 14 znajduje się mieszadło 20 napędzane motoreduktorem 21, a pod nim umieszczony jest przenośnik ślimakowy 22 napędzany motoreduktorem 23. Przenośnik 22 połączony jest z zasobnikiem 24 zwęglonych cząsteczek 25 osadu.

Proces pirolizy i spalania osadów pościekowych, polega na dostarczeniu wysuszonego osadu do podajnika, jego powolnym przemieszczaniu przez podajnik i jednoczesnym ogrzewaniu przez ścianki podajnika pobierające ciepło od gazów spalinowych przepływających przez obwodowy kanał 8, wytwarzaniu gazów syntezowych, spalaniu tych gazów w komorze spalania 2 i spalaniu koksików 15 w palniku 14. Wysuszony osad 4 w stanie rozdrobnionego kruszywa, jest dostarczany do podajnika 3 i przemieszczany do komory spalania 2. W trakcie przemieszczania osadu przez podajnik, osad nagrzewa się do temperatury 450-800°C i następuje jego zgazowanie. Wytworzony gaz spala się w komorze spalania 2 w temperaturze około 1200°C, a powstające koksiki 15 spadają do palnika 14. Powietrze doprowadzone przez dmuchawę 19 i otwory 18 w ściankach wewnętrznych 17 obudowy palnika 14, powoduje dopalanie się koksików 15, a mieszadło 20 napędzane motoreduktorem 21 zapobiega powstawaniu brył z koksików 15. Zwęglone cząsteczki 25 koksików 15 usuwane są przenośnikiem ślimakowym 22 do zasobnika 24. Ślimak przenośnika 22 napędzany jest motoreduktorem 23. Rozpoczęcie procesu pirolizy i spalania osadów pościekowych polega na rozgrzaniu komory spalania 2 poprzez doprowadzenie gazu z odrębnego źródła, oraz powietrza kanałami 6 do komory spalania 2, zainicjowaniu spalania i rozgrzaniu komory spalania 2 do temperatury 600-800°C. Dalszy proces pirolizy i spalania osadów pościekowych przebiega samoczynnie.

Claims (3)

1. Reaktor do pirolizy i spalania osadów pościekowych posiadający obudowę zewnętrzną, komorę spalania, podajnik osadu, urządzenie do usuwania zwęglonych cząsteczek osadu, oraz kanały doprowadzające gaz i powietrze do komory spalania, znamienny tym, że komorę spalania (2) ma osłoniętą z trzech stron obudową wewnętrzną (7) w kształcie zbliżonym do litery „C” w postaci trzech pionowych ścianek, a pomiędzy obudową wewnętrzną (7) komory spalania (2) i obudową zewnętrzną (1) ma obwodowy kanał (8) przepływu spalin (9), zaś podajnik (3) osadu (4) wykonany w kształcie rury ma przeprowadzony przez obwodowy kanał (8) przepływu spalin (9), przy czym podajnik (3) składa się z walcowego ślimaka (10) i jego osłony (11), która w kierunku swojego wylotu (12) posiada stopniowo zwiększającą się powierzchnię (13) poprzecznego przekroju, 15 ponadto poniżej wylotu (12) podajnika (3) posiada palnik (14) spalania koksików (15) wykonany w kształcie ściętego ostrosłupa, którego obudowa ma w stronę dołu stopniowo zwiększającą się powierzchnię poprzecznego przekro4

PL 228 770 B1 ju, przy czym obudowa palnika spalania zawiera ściankę zewnętrzną (16) pełną i ściankę wewnętrzną (17) wyposażoną w otwory (18), zaś w dolnej 20 części palnika (14) spalania osadu znajduje się mieszadło (20), a pod nim umieszczony jest przenośnik (22) połączony z zasobnikiem (24) zwęglonych cząsteczek (25) osadu.

2. Reaktor według zastrz. 1, znamienny tym, że osłonę (11¹) podajnika (3) osadu ma wykonaną w kształcie ściętego ostrosłupa o podstawie kwadratowej.

3. Reaktor według zastrz. 1, znamienny tym, że osłonę (11²) podajnika (3) ma wykonaną w kształcie ściętego stożka.