PT721491E - Dispositivo para o transporte de desperdicios para um reactor de pirolise - Google Patents

Description

"DISPOSITIVO PARA O TRANSPORTE DE DESPERDÍCIOS PARA UM REACTOR DE PIRÓLISE" O invento refere-se a um dispositivo de transporte para desperdícios, em que o canal de transporte está ligado a uma conduta de admissão de desperdícios, em cujo sentido longitudinal se encontra instalado um parafuso helicoidal de enchimento, e no qual o canal de transporte desemboca num reactor de pirólise, particularmente um tambor de carbonização rotativo à volta do seu eixo longitudinal. O dispositivo de transporte é utilizado no tratamento térmico de desperdícios, particularmente de acordo com o processo de carbonização-combustão.

No âmbito da remoção de desperdícios tornou-se conhecido o processo de carbonização-combustão. O processo e uma instalação a funcionar nestes parâmetros para o tratamento térmico de desperdícios são descritos por exemplo na EP-A-0 302 310 bem como na DE-A-38 30 153 e também na EP-A-0 360 052. Uma instalação para o tratamento térmico de desperdícios de acordo com o processo de carbonização-combustão contém como componentes essenciais um reactor de pirólise e uma câmara de combustão a alta temperatura. O reactor de pirólise converte os desperdícios carregados através do dispositivo de transporte de desperdícios do tipo inicialmente mencionado, em gás de destilação lenta e substância residual. O gás de destilação lenta e a substância residual são então, após um tratamento adequado, conduzidos ao queimador da câmara de combustão a alta temperatura. Forma-se então escória fundida líquida, a qual é retirada através de uma saída, adoptando após o arrefecimento uma forma vítrea. O gás de combustão então formado é transportado através de uma conduta de gás de combustão para uma chaminé de saída. Nesta conduta de gás de combustão estão instalados principalmente um gerador de vapor para calor perdido como equipamento de refrigeração, uma instalação de filtragem de pó e uma instalação de

purificação do vapor de combustão. Além disso encontra-se na conduta de gás de destilação lenta um compressor de gás, o qual está disposto directamente na saída da instalação de purificação do vapor de combustão, sendo estruturado como ventilador de tiragem forçada. O compressor de gás serve para manter uma baixa pressão - mesmo que reduzida - no tambor de pirólise. Devido a esta baixa pressão evita-se que o gás de destilação lenta saia através dos anéis de vedação do tambor de pirólise para o ambiente exterior.

Por meio do dispositivo de transporte o desperdício de diferentes origens, por exemplo lixo doméstico, desperdícios industriais semelhantes ao lixo doméstico e resíduos volumosos fragmentados, mas também lamas dessecadas, são admitidos para o tambor de combustão.

Verificou-se que o dispositivo de transporte de desperdícios de uma instalação carbonização-combustão, pode bloquear ou avariar, quando da conduta de admissão de desperdícios caírem partículas demasiadamente grandes para dentro da espiral da transportadora helicoidal ou do enchimento. Mas para um funcionamento contínuo torna-se necessário evitar o bloqueamento do parafuso helicoidal, pois geralmente o lixo ou os desperdícios são continuamente carregados. Mas para um transporte sem problemas dos desperdícios também é necessário que os mesmos não adiram ao parafuso helicoidal, circulando juntamente com a espiral do parafuso helicoidal. Para este efeito, habitualmente em parafusos helicoidais de transporte estão dispostos na parede dos mesmos réguas que sobressaem para dentro do espaço entre o parafuso helicoidal e a carcaça. Quando a transportadora helicoidal gira, o material a ser transportado é impedido, devido a estas réguas, de girar também. Mas estas réguas estão submetidas a um elevado desgaste.

Da DE-A-38 30 151, da DE-A-38 30 152 e da DE-A-38 30 153, são conhecidos reactores de pirólise com instalação de aquecimento para desperdícios, nos quais as condutas de abastecimento para o aquecimento directo dos desperdícios no tambor de combustão estão equipadas na sua extremidade com bicos para a saída de ar. Estas I £

condutas de abastecimento são conduzidas no tambor de combustão através de uma caixa de gás de aquecimento. Estas construções conhecidas exigem medidas de vedação especiais e dispendiosas. É objectivo do invento o de desenvolver um dispositivo de transporte para desperdícios do género inicialmente mencionado de tal forma, que pelo menos uma conduta de abastecimento, a qual deverá ser conduzida do exterior para dentro do reactor de pirólise, possa ser instalada com um dispêndio relativamente reduzido. O objectivo é solucionado através das características técnicas da reivindicação 1. Particularmente encontra-se instalada no espaço entre a carcaça do canal transportador e do reactor de pirólise pelo menos uma conduta de abastecimento, a qual conduz do exterior para dentro do reactor de pirólise. Outras formas de execução são descritas nas reivindicações subsequentes.

Um bloqueamento da transportadora helicoidal deve ser tanto quanto possível evitado. Para evitar que os desperdícios girem em conjunto com a transportadora helicoidal, pode ser previsto, que entre a transportadora helicoidal e a carcaça exista um espaço alternativo. Este é formado de tal modo, que do eixo longitudinal da transportadora helicoidal na perpendicular ao eixo longitudinal, medido para o exterior seja mantida livre uma distância de dimensão diferente entre o raio maior da transportadora helicoidal e a parede da carcaça, dependente do seu sentido radial em que é medido. Desta forma é assegurado, que os desperdícios transportados se possam soltar de tempos em tempos da transportadora helicoidal, não girando, por isso, com a transportadora helicoidal.

De forma vantajosa não se toma necessária a instalação de réguas na parede interior da carcaça, o que até à data era normal para evitar que o material possa girar com a transportadora helicoidal. Enquanto as réguas deste género estão submetidas a um elevado desgaste, a presente instalação de transporte pode funcionar regularmente com um desgaste muito reduzido. -4- -4- / // ΐ·. £ \

SjJ / A carcaça por exemplo não tem uma secção transversal circular.

De acordo com um exemplo preferencial, a carcaça tem uma secção transversal poligonal. Esta secção poligonal pode ser uma secção transversal em forma de cuba com uma parte poligonal inferior e uma parte superior rectangular. Também pode ser um polígono com lados de comprimento igual.

Também estas formas de execução têm como resultado que os desperdícios a serem transportados não giram com a transportadora helicoidal. A conduta ou as condutas de alimentação pode/podem servir para fins múltiplos, por exemplo para a alimentação de ar no reactor de pirólise. O dispositivo de transporte pode éster instalado na entrada e/ou na saída do reactor de pirólise. Falando em termos gerais trata-se por isso de um dispositivo de transporte para a carga e descarga de desperdícios para aliás de um reactor de pirólise rotativo à volta do seu eixo longitudinal, o qual de preferência é caracterizado por a) um tubo fixado no reactor de pirólise, o qual circula juntamente com o reactor de pirólise à volta do seu eixo longitudinal, b) um retentor fixado na extremidade do tubo, c) um canal transportador fixo, o qual sobressai para dentro do tubo, d) um anel conjugado ao retentor fixado no perímetro exterior do canal transportador e e) pelo menos uma conduta de abastecimento, a qual conduz do exterior, através do espaço entre a carcaça do canal transportador e do tubo, para o interior do reactor de pirólise.

Outros aperfeiçoamentos vantajosos são caracterizados nas reivindicações subsequentes. Exemplos de execução do invento são explicados em pormenor a seguir na base de duas Figuras. Mostram: i

Figura 1 - um dispositivo de transporte para desperdício como parte de uma instalação de carbonização-combustão, num corte longitudinal;

Figura 2 - um corte lateral no sentido II-II da Figura 1.

De acordo com a Figura 1 está previsto um dispositivo de transporte 2 para desperdícios A, no qual se encontra ligada num canal transportador 8 fixo, através de meios destacáveis 6, uma conduta de queda ou conduta de admissão de desperdícios 4. O canal transportador 8 neste caso é estruturado como uma cuba transportadora com um parafuso helicoidal de enchimento. A sua carcaça 8a tem de preferência uma secção poligonal, como se pode verificar na Figura 2. O eixo longitudinal da carcaça 8a é designado por 9. O canal transportador 8 desemboca num reactor de pirólise 10, no presente caso num tambor de combustão o qual circula à volta do seu eixo longitudinal ll,o qual está equipado com uma quantidade de tubos de aquecimento 12 paralelos ao eixo longitudinal 11. Os tubos de aquecimento 12, dos quais na Figura 1 só estão representado dois e na Figura 2 quarenta e oito, são alimentados com gás de aquecimento, por exemplo com ar quente. Os mesmos estão fixados num anel frontal 12s, ao qual está ligado de forma concêntrica um tubo de entrada 13. A extremidade do canal transportador 8 encontra-se de forma concêntrica neste tubo de entrada 13. Como se explica mais adiante, é assegurada uma boa vedação.

No interior do canal transportador 8, o qual se mantém fixo durante o funcionamento normal, está disposto um parafuso helicoidal 14 de transporte ou enchimento, cujo eixo longitudinal 15 se estende no seu sentido longitudinal. O veio 16 da transportadora helicoidal de enchimento 14 é accionado por um motor 20 através de um mecanismo 18. A conduta de admissão de desperdícios 4 está disposta na parte lateral ou em perpendicular sobre o canal transportador 8, na sua extremidade. A abertura de enchimento para os desperdícios é designada por 22 e a abertura de descarga por 24.

No transporte dos desperdícios A da conduta de queda 4 para o tambor de combustão 10, é fundamental, que nem oxigénio do ar penetre pela abertura de enchimento 22 -6- . y através da abertura de descarga 24 para o tambor de combustão 10, nem que gás de destilação lenta possa emanar para o meio ambiente do tambor de combustão 10 na contracorrente do desperdício A transportado através da abertura de enchimento 22. Para evitar este efeito, a secção parcial 14a central da transportadora helicoidal 14 apresenta uma ascensão mais reduzida que a restante transportadora helicoidal 14 ou a primeira secção 14b. Assim consegue-se que os desperdícios A transportados sejam compactados de forma mais forte nesta zona que nas outras zonas, o que tem como consequência que na zona da secção parcial 14a da transportadora helicoidal 14 praticamente todo o espaço parcial na carcaça 8a do canal transportador 8 esteja preenchido com os desperdícios A. Os próprios desperdícios A transportados cerram ali a carcaça 8a à prova de gás. Então nem o ar pode passar da abertura de enchimento 22 para a abertura de descarga 24, nem o gás de combustão pode passar em sentido contrário. No sentido do transporte, atrás da zona de compressão, a qual se encontra na zona da secção parcial 14a da transportadora helicoidal 14, a transportadora helicoidal 14 apresenta novamente uma inclinação ascendente maior. A compactação dos desperdícios A, a qual se estende sobre toda a secção transversal do canal transportador 8, é então novamente fluidizada.

Ainda é importante que, em consequência da disposição geométrica no espaço 30 entre a carcaça 8a do canal transportador 8 e o reactor de pirólise 10, esteja instalado pelo menos um tubo de distribuição 32, o qual decorre do exterior para dentro do reactor de pirólise 10. De acordo com a Figura 2, no presente caso existem três tubos de distribuição 32. O espaço 30 à vista situa-se neste caso entre a carcaça 8a e o tubo de entrada 13. Neste caso os tubos de distribuição 32 situam-se nos “cantos livres” fora da carcaça 8a. Os tubos de distribuição 32 estão, por exemplo, previstos para a introdução de ar 1, gás inerte, água ou vapor de água, o qual pode estar sobreaquecido. O ar 1 admitido pode servir para a combustão parcial de gás de combustão lenta no reactor de pirólise 10. Na Figura 1 dois bicos de saída de ar ou de queimadores no tubo de distribuição 32 são designados por 35. Devido à introdução de vapor sobreaquecido, os desperdícios no reactor de pirólise são directamente aquecidos e secados. & -7-

Também a boa vedação do reactor de pirólise 10 para o exterior é importante. Para este efeito encontra-se instalado na extremidade do tubo de entrada 13 um retentor 40. Esta vedação é composta por um anel deslizante 42 móvel e um anel oposto 44. os quais podem ser ambos fabricados em aço. O anel oposto 44 está fixado sobre um anel 46, o qual está soldado à carcaça 8a com auxílio de uma costura de solda 48.

Para poder fechar a carcaça 8a do canal transportador 8 de modo impermeável aos gases por meio dos desperdícios A, é conveniente que o dispositivo de transporte 2 esteja completamente cheio quando em funcionamento. Para que partículas relativamente grandes e duras dos desperdícios A não bloqueiem a transportadora helicoidal 14, podem ser previstos no interior da carcaça 8a, devido à sua configuração geométrica, diversos espaços de desvio 34, de configuração e situação diferente, para estas partículas relativamente grandes. Com outras palavras: o canal transportador 8 pode apresentar não somente a secção poligonal apresentada, mas também outras secções transversais. Aquando da rotação da transportadora helicoidal 14, as partículas relativamente grandes a serem transportadas são pressionadas para estes espaços de desvio 34, sendo transportadas nestes espaços de desvio 34 em conjunto com os desperdícios A movimentados no sentido longitudinal, não podendo, por isso, bloquear a transportadora helicoidal 14. Os espaços de desvio 34 encontram-se geralmente sobre ou na lateral da transportadora helicoidal 14.

De acordo com a Figura 1 os desperdícios A no tambor de combustão 10 em rotação são aquecidos indirectamente peJo gás de aquecimento h por meio de tubos de aquecimento 12. Este gás de aquecimento h é conduzido através de uma caixa de entrada de gás de aquecimento fixa (não representada) para dentro do tambor de combustão 10. Neste, na parede de fundo, estão fixados com uma das suas extremidades, os tubos de aquecimento .12. A outra extremidade está fixada na parede de fundo 12s, a qual constitui uma parte da parede de uma caixa de saída 50 de gás de aquecimento “frio”. Desta caixa 50 o gás de aquecimento h atinge uma saída. Para a vedação da caixa de saída 50 do gás de aquecimento contra o tubo 10 em rotação e o tubo de entrada 13, estão previstos retentores 52 aliás 54. Respectivamente estão previstos retentores para a -8- 1¾¾.

vedação da caixa de entrada do gás de aquecimento (não representada). Do espaço interior do tambor de combustão 10, de forma mais precisa: do fundo “quente”, é conduzido um tubo de descarga (não representado) para dentro do espaço interior de um dispositivo de descarga. Este material de combustão, trazido através do tubo de descarga para este dispositivo de descarga, é separado ali em gás de combustão lenta e matérias residuais. Estas últimas, de acordo com o processo de combustão-carbonização, podem ser separadas e seleccionadas por meio de um dispositivo adequado (não representado), em diversas fracções combustíveis e inertes, antes da parte combustível de uma carbonização (não representada) ser introduzida numa câmara de combustão de alta temperatura.

Ainda se quer chamar a atenção para a possibilidade de evidentemente, em vez ou em complemento a pelo menos um tubo de distribuição 32, no espaço 30, entre a carcaça 8a do canal transportador 8 e do reactor de pirólise 10 (ou seu tubo de entrada 13), também poderá estar instalado um tubo de escoamento. Este tubo de escoamento pode servir, por exemplo, como tubo de aspiração para o escoamento de vapor de água do espaço interior do reactor de pirólise 10. Também é de salientar que a instalação de um tubo de distribuição e/ou de escoamento 32, em vez de estar na entrada, poder ser prevista também na saída do reactor de pirólise 10, isto é utilizando-se um tubo de saída, o qual corresponde ao tubo de entrada 13.

Lisboa, 2 9 FEV. 2000 "Λ. 1

Maria Silvina Ferreira

Agenía Oficia P: Propr^ois indiáfrio! R. Castilho. 20--.; -- e — 1070 LiSBOA Teisis. 3cd 13 33 - 335 4613

Claims (1)

1. - 1 -

   / / REIVINDICAÇÕES Io Dispositivo de transporte (2) para desperdícios (A), no qual se encontra ligada uma conduta de alimentação (4) de desperdícios a um canal transportador (8), em cujo sentido longitudinal se encontra disposta uma transportadora helicoidal (14) de enchimento, accionada por um motor (20), no qual o canal transportador (8) desemboca num reactor de pirólise (10) particularmente num tambor de combustão rotativo à volta do seu eixo longitudinal (11), e no qual, no espaço entre a carcaça (8a) do canal transportador (8) e do reactor de pirólise (10), se encontra instalado pelo menos um tubo de distribuição (32), o qual conduz do exterior para o interior do reactor de pirólise 10, caracterizado por, o reactor de pirólise (10) estar ligado firmemente com um tubo de entrada (13), o qual tem uma secção transversal menor que o reactor de pirólise (10), o canal transportador (8) estar vedado e instalado de modo fixo na sua extremidade no tubo de entrada (13), e o tubo de distribuição (32) ser conduzido através do espaço (30) entre o tubo de entrada (13) e o canal transportador (8). 2o Dispositivo de transporte de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por, a carcaça (8a) do canal transportador (8) apresentar uma secção transversal não redonda, particularmente em forma de polígono. 3o Dispositivo de transporte de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por, o tubo de entrada (13) na sua extremidade estar equipado com um retentor (40). 4o Dispositivo de transporte de acordo com a reivindicação 1, 2 ou 3, caracterizado por, estar fixado de forma deslizante sobre o tubo de entrada (13) uma câmara (50) para a passagem de gás de aquecimento (h). (V -2-íf t

   V/U 5o Dispositivo de transporte de acordo com uma das reivindicações 1 até 4, caracterizado por, estar previsto o tubo de distribuição (32) para o transporte de gás inerte, água, vapor de água, particularmente ar (1). 6o Dispositivo de transporte de acordo com uma das reivindicações 1 até 5, caracterizado por, o tubo de distribuição (32) no reactor de pirólise (10) estar equipado com um bico de saída (35). T Dispositivo de transporte de acordo com uma das reivindicações 1 até 6, caracterizado por, a transportadora helicoidal (14) de enchimento apresentar secções (14a, 14b) de ascensão diferente. 8o Dispositivo de transporte (2) de acordo com uma das reivindicações 1 até 7, caracterizado por, estar fixado um retentor (42) na extremidade do tubo de entrada (13) e um anel oposto (44) para o retentor (42) na periferia exterior do canal transportador (8). Lisboa, 2 9 FEV. 2000

   ! Maria Silvina Ferreira Teleio. 3S513 39 - 3G5 -16 13