ITMI20081115A1 - Impianto flessibile per la produzione di gesso si defecazione per uso agricolo e di formulazioni che lo contengono - Google Patents

Description

Impianto flessibile per la produzione di Gesso di defecazione per uso agricolo e di formulazioni che lo contengono

Breve descrizione dell'invenzione

L'oggetto della presente invenzione è costituito da un impianto di tipo discontinuo (batch) fisso o mobile e molto flessibile, per la preparazione di Gesso di defecazione per uso agricolo e di formulazioni che lo contengono, a partire da materiali organici solidi e liquidi, prevalentemente di natura proteica, i quali, intimamente miscelati tra loro, vengono sottoposti, in condizioni controllate, ad idrolisi alcalina per trattamento con ossido di calcio e successivamente trattati con acido solforico.

Detto impianto è essenzialmente formato da un insieme di mezzi, quali, ad esempio, pale meccaniche, nastri e coclee per la movimentazione del materiale di partenza, dei materiali intermedi che hanno subito i due successivi trattamenti e del prodotto finale; da un adatto sistema di miscelazione dei materiali nei due trattamenti consecutivi succitati, il quale è munito di opportuni dispositivi per l'abbattimento (scrubber) di polveri e goccioline presenti nei flussi gassosi formatisi; da adeguati stoccaggi per i reagenti necessari alla preparazione del Gesso di defecazione finale e per eventuali additivi da miscelare con lo stesso; da un'adeguata strumentazione per il rilievo dei dati di marcia, misure di portata, di temperatura etc.; ed infine da un sistema di controllo automatico (PLC) per la regolazione di tutte le operazioni dell'impianto.

Il sistema di miscelazione è generalmente costituito da un miscelatore, ma, in alternativa, possono essere anche impiegati due miscelatori in serie oppure, dipendentemente dalla capacità produttiva dell'impianto, due o più miscelatori in parallelo.

Stato dell'arte

Con il termine Gesso di defecazione viene generalmente indicato un sottoprodotto degli zuccherifici, dell'industria cartaria e dell'industria di produzione di idrolizzati proteici da residui di macellazione e da scarti di pelli di conceria e, pertanto, sino al presente, l'interesse nella realizzazione di impianti per la produzione specifica di Gesso dì defecazione è stato molto scarso. Ciò anche perché le esigenze agronomiche che detto Gesso di defecazione può soddisfare, limitatamente alia correzione del pH dei terreni, trovano anche altre possibili soluzioni sul mercato, date dai concimi e dagli ammendanti organici eventualmente combinati con gesso minerale, calcare, dolomia, scorie Thomas, zolfo, gessi di desolforazione, etc.

L'idea di produrre Gesso di defecazione da fanghi biologici e da altri rifiuti adatti è sorta in Italia solo recentemente, sia per valorizzare i fanghi biologici, sia per sopperire alia minor disponibilità di prodotto dagli zuccherifici a causa della chiusura di numerosi di essi.

La domanda di brevetto Italiano n°PC 2005 AG00061 descrive un impianto per la produzione di un correttivo dei suoli o Gesso di defecazione che è costituito da un separatore elettrocinetico per l'estrazione dalle biomasse di contaminanti, quali metalli pesanti ed anioni indesiderati, e da un reattore chimico. In tale impianto desta qualche sospetto di poca affidabilità il basso livello tecnologico delle apparecchiature usate ed una dichiarata applicazione elettrochimica non adatta alle condizioni fisiche dei materiali nonché la totale mancanza di dati tecnici specifici.

Descrizione dettagliata dell'invenzione·

L'oggetto della presente invenzione è costituito da un impianto di tipo discontinuo, fisso o mobile e molto flessibile, per la preparazione di Gesso di defecazione per uso agricolo e di formulazioni che lo contengono, a partire da materiali organici solidi e liquidi, prevalentemente di natura proteica. Detto impianto è realizzato, per le parti che producono liberazione di sostanze volatili, all'interno di una struttura chiusa ed aspirata con invio dell'aspirato ad un biofiltro e, per le attività che non danno luogo a particolari emissioni, su una platea impermeabile sotto tettoia con tamponamento parziale .

Detto impianto, per una sua più chiara comprensione, viene descritto nel dettaglio con riferimento ad una sua realizzazione rappresentata dall'impianto schematizzato in Figura 1 ove sono mostrati gli elementi principali che 10 costituiscono; nel caso specifico si fa riferimento all'alternativa di impianto che prevede l'installazione di un solo miscelatore, il quale, data la discontinuità del processo di produzione, viene impiegato, in tempi successivi, per due differenti trattamenti.

11 materiale di partenza, costituito essenzialmente di materiale organico solido e liquido, prevalentemente a struttura proteica, viene trasportato all'impianto da un camion a pianale ribaltabile (!) che lo scarica su di una apposita, dedicata piazzola con pavimento di materiale impermeabile e con dispositivi di raccolta di eventuale percolato (generalmente non presente, in quanto nei processi realizzati si ha assorbimento di acqua) sulla quale si forma un cumulo del prodotto dì partenza. Ovviamente lo stesso cumulo può essere formato portando sulla piazzola il materiale di partenza, già presente in uno stoccaggio vicino all'impianto, a mezzo della pala meccanica gommata (2), dotata di dispositivi di pesatura ed in grado di inviare i dati operativi al PLC citato. Detta pala (2), essendo il processo discontinuo, carica anche, in uno stadio successivo, il materiale del cumulo nella tramoggia (3). A detta tramoggia (3), caricata dalla pala (2) o da altra similare, in funzione della capacità della pala (2) e della capacità dell'impianto, pervengono da stoccaggi alla rinfusa, sia nei box {4) (trasporto con pala meccanica), sia nei sacchì dì grandi dimensioni (5)(trasporto su rotaia aerea), sia sostanze diluenti che reattive in quantità proporzionali ai materiali organici da trattare, la cui natura può variare in funzione delle formulazioni del prodotto finale richiesto. La tramoggia (3) è munita di un adatto dispositivo di scarico (6), coclea nastro trasportatore, che alimenta il miscelatore (7). Detto miscelatore (7) consiste in un'apparecchiatura essenzialmente cilindrica, orizzontale, con un albero rotante munito di vomeri o di due alberi rotanti muniti di palette (aspi), eventualmente con aggiunta di cippatori; caratteristica di detto miscelatore (7) è un'elevata efficienza di miscelazione dei materiali solidi e liquidi che ad esso vengono alimentati, in tempi diversi, dalle diverse parti dell'impianto: i materiali risultano talmente intimamente mescolati tra di loro che viene altamente agevolato lo svolgimento delle reazioni man mano coinvolte sino alla formazione del Gesso di defecazione desiderato.

In un primo tempo, nel miscelatore (7), caricato con il materiale della tramoggia (3) e contemporaneamente con l'ossido di calcio dal silos (8), dotato di cella di carico e con trasmissione dei pesi al PLC, mediante la coclea (9), inizia l'idrolisi alcalina dei prodotti, in gran parte proteici, contenuti nella miscela formata dai fanghi biologici ed altri rifiuti, quindi detta reazione di idrolisi è completata scaricando il miscelato tramite il nastro trasportatore (10) su un'adatta prezzola, con pavimento impermeabile, nella quale il cumulo viene fatto sostare per un periodo di circa 12 ore. Detto tempo di residenza consente il completamento controllato della reazione di idrolisi e permette di evitare che la temperatura del materiale, a seguito delle reazioni chimiche coinvolte, raggiunga valori tali da degradare eccessivamente la sostanza organica, distruggendo anche gli amminoacidi formatisi. Tale risultato viene assicurato monitorando la temperatura e ricorrendo, se necessario, a rivoltamenti che comportano il raffreddamento del materiale.

In un secondo tempo, per effettuare lo stadio di neutralizzazione con acido solforico, e conseguente precipitazione del solfato di calcio biidrato, il prodotto scaricato dal miscelatore (7), mediante il nastro (10), sulla piazzola, viene ripreso, dopo il citato tempo di soggiorno, dalla pala meccanica (11), che può essere la medesima pala (2) o, come sopra indicato, un'altra similare. Il prodotto scaricato viene inviato nuovamente alla tramoggia (3), (pala (11), percorso (25)), con l'aggiunta di eventuali altri rifiuti e sostanze chimiche e da questa, tramite il nastro o la coclea (6), viene inviato al miscelatore (7) unitamente all'acido solforico che viene spruzzato mediante lo spruzzatore (14) e proviene, tramite la pompa (12) dal serbatoio di stoccaggio (13), anch'esso dotato di cella di carico. Il prodotto viene scaricato dal miscelatore (7) sul nastro (10) per formare un cumulo in cui avviene la precipitazione del solfato di calcio biidrato che ingloba, uniformemente, particelle fini di sostanza organica di elevata qualità agronomica costituendo il prodotto finale, Gesso di defecazione, della formulazione desiderata .

Il prodotto viene ripreso dalla pala meccanica (11) o come sopraddetto da una pala similare ed inviato al magazzino (15), (percorso (26)),

L'impianto comprende anche due abbattitori di vapori e goccioline (scrubber), uno a soluzione acida ed uno a soluzione alcalina, per abbattere i vapori che si liberano dal miscelatore nei due trattamenti successivi, idrolisi e precipitazione, che vengono aspirati, insieme con aria, tramite apposita cappa (16) ed aspiratore (17), passati negli scrubber (18) e (19) dove i vapori vengono abbattuti. L'aria in uscita dagli scrubber, depurata, viene rimandata con un'apposita tubazione in una adatta zona del miscelatore per rendere più efficiente il convogllamento agli scrubber (18) e (19) dei nuovi vapori che si formano durante le reazioni delle nuove lavorazioni .

I vapori vengono lavati negli scrubber (18) e (19) rispettivamente, con una soluzione acida (miscelatore (7) funzionante per l'idrolisi con ossido di calcio) e con soluzione basica (miscelatore (7) funzionante per la precipitazione con acido solforico) : le due soluzioni sono fatte circolare dalle pompe (20) e (21) che, rispettivamente, inviano le soluzioni nella parte superiore degli scrubber (18) e (19) ove sono opportunamente distribuite mediante gli spruzzatori (22) e (23).

Allorché le soluzioni di lavaggio sono troppo concentrate, vengono scaricate nel miscelatore (7), mentre soluzioni fresche di reintegro vengono introdotte (reintegri non indicati in Figura 1}.

A causa dell'aspiratore (17) l'aria risulta in ciclo chiuso (miscelatore (7), aspiratore (17), scrubber (18), scrubber (19) e miscelatore (7)) salvo uno spurgo (non indicato in Figura 1), che unitamente ai vapori provenienti dalla tramoggia (3), vanno al biofiltro (24) come vapori provenienti dal capannone che ospita solamente la tramoggia (3), il miscelatore (7) e, parzialmente, il nastro trasportatore (10).

Nel caso in cui 1'impianto di produzione di Gesso di defecazione della presente invenzione sia munito di due miscelatori (7), anziché di uno soltanto, la descrizione dettagliata non cambia nella sostanza e pertanto la stessa non viene riportata.

Cosi come indicato per le pale meccaniche, anche i silos ed i serbatoi di stoccaggio sono dotati di idonei dispositivi di pesata e di apparecchiature elettroniche che provvedono a pesare e dosare i vari componenti nonché a registrare tutti i dati in modo da evitare errori di dosaggio ed anche a consentire una rintracciabilita dei diversi lotti di produzione effettuati.

Il PLC inserito nell'impianto è dotato dì un software per la regolazione dei vari parametri di funzionamento, in particolare dei rapporti di portata dei vari reagenti agendo sui motori di azionamento dei vari dispositivi di movimentazione ed anche sul motore del miscelatore (7).

Il PLC provvede anche a disporre gli avviamenti e gli arresti dei motori dei vari elementi di movimentazione quali i nastri trasportatori, le coclee ed in particolare la pompa dell'acido nitrico.

L'impianto per la produzione di Gesso di defecazione, oggetto della presente invenzione può essere fisso, realizzato su strutture in cemento con postazioni e tubazioni inamovibili, oppure può essere mobile, realizzato su skid da 2,50 m per 10 o 12 m, trasportabili con mezzi gommati normali, senza bisogno di ricorrere a trasporti eccezionali.

Nel caso di impianto mobile le piazzole sono sostituite da cassoni scarrabili, riempiti parzialmente per facilitare la movimentazione dei materiali tramite trasferimento da un cassone all'altro, e le coperture necessarie sono realizzate con tensostrutture.

Claims (10)

1. Rivendicazioni 1. Impianto dì tipo discontinuo, fisso o mobile per la preparazione di Gesso di defecazione per uso agricolo e di formulazioni che lo contengono, a partire da materiali organici solidi e liquidi, prevalentemente di natura proteica, caratterizzato dal fatto che esso è costituito da un miscelatore (7) ad alta efficienza di miscelazione il quale viene alimentato con il materiale organico solido e liquido dalla tramoggia (3) tramite un adatto dispositivo di scarico (6), detta tramoggia essendo a sua volta alimentata dal cumulo del prodotto di partenza a mezzo della pala meccanica gommata (2), dotata di dispositivi di pesatura ed in grado di inviare i dati operativi ad un PLC e, contemporaneamente alimentata mediante la coclea (9), con l'ossido di calcio dal silos (8), dotato di cella di carico e con trasmissione dei pesi ad un PLC; da un adatto spazio di raccolta dove il risultante materiale viene trasferito mediante il nastro trasportatore (10) e dal quale, tramite la pala (11), lo stesso viene trasferito nella tramoggia (3) e da quest'ultima, tramite il dispositivo di scarico (6) nel miscelatore (7) al quale, contemporaneamente, dal serbatoio (13), perviene tramite la pompa (12) e lo spruzzatore (14), l'acido solforico, ed il prodotto risultante, tramite il nastro trasportatore (10), viene scaricato in uno adatto spazio di raccolta sino ad ottenimento del prodotto desiderato, essendo adatti additivi e sostanze chimiche, provenienti dai box (4) e sacchi di grandi dimensioni (5) di stoccaggio, eventualmente addizionati nella tramoggia (3) mediante trasporto con pala meccanica, essendo il miscelatore (7) provvisto di cappa di aspirazione (16) e di aspiratore (17) collegato con due scrubber (18) e (19), essendo detti scrubber muniti delle pompe di riciclo (20) e (21), ed essendo il suddetto PLC provvisto di specifico software per la regolazione automatica dell'impianto.
2. 2. Impianto di tipo discontinuo, fisso o mobile per la preparazione di Gesso di defecazione per uso agricolo e dì formulazioni che lo contengono, a partire da materiali organici solidi e liquidi, prevalentemente di natura proteica, caratterizzato dal fatto che esso è costituito da due miscelatori (7) ad alta efficienza dì miscelazione i quali vengono alimentati con il materiale organico solido e liquido dalla tramoggia (3) tramite un adatto dispositivo di scarico (6), detta tramoggia essendo a sua volta alimentata dal cumulo del prodotto di partenza a mezzo della pala meccanica gommata (2), dotata di dispositivi di pesatura ed in grado di inviare i dati operativi ad un PLC e, contemporaneamente, uno dei miscelatori essendo alimentato, mediante la coclea (9), con l'ossido di calcio dal silos (8), dotato di cella di carico e con trasmissione dei pesi al PLC; da un adatto spazio di raccolta dove il risultante materiale viene trasferito mediante il nastro trasporta tore(10) e dal quale, tramite la pala (11), lo stesso viene trasferito nella tramoggia (3) e da quest 'ultima, tramite il dispositivo di scarico (6), nel secondo miscelatore (7) al quale, contemporaneamente, dal serbatoio (13) perviene, tramite la pompa (12) e lo spruzzatore (14), l'acido solforico, e che il prodotto risultante, tramite il nastro trasportatore (10), viene scaricato in uno adatto spazio di raccolta sino ad ottenimento del prodotto desiderato, essendo adatti additivi e sostanze chimiche, provenienti dai box (4) e sacchi di grandi dimensioni (5) di stoccaggio, eventualmente addizionati nella tramoggia (3) mediante trasporto con pala meccanica, essendo i miscelatori (7) provvisti, ciascuno, di cappa di aspirazione (16) e di aspiratore (17) collegato con due scrubber (18) e (19), essendo detti scrubber muniti delle pompe di riciclo (20) e (21), ed essendo il suddetto PLC provvisto di specifico software per la regolazione automatica dell' impianto.
3. 3. Impianto di tipo discontinuo, fisso o mobile per la preparazione di Gesso di defecazione per uso agricolo e di formulazioni che lo contengano, a partire da materiali organici solidi e liquidi, prevalentemente di natura proteica, in accordo alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il miscelatore (7) ad alta efficienza di miscelazione è del tipo con albero a vomeri.
4. 4. Impianto di tipo discontinuo, fisso o mobile per la preparazione di Gesso di defecazione per uso agricolo e di formulazioni che Io contengono, a partire da materiali organici solidi e liquidi, prevalentemente di natura proteica, in accordo alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il miscelatore (7) ad alta efficienza di miscelazione è del tipo con alberi a palette (aspi).
5. 5. Impianto di tipo discontinuo, fisso o mobile per la preparazione di Gesso di defecazione per uso agricolo e di formulazioni che lo contengono, a partire da materiali organici solidi e liquidi, prevalentemente di natura proteica, in accordo alla rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che i miscelatori (7) ad alta efficienza di miscelazione sono del tipo con albero a vomeri.
6. 6. Impianto di tipo discontinua, fisso o mobile per la preparazione di Gesso di defecazione per uso agricolo e di formulazioni che lo contengono, a partire da materiali organici solidi e liquidi, prevalentemente di natura proteica, in accordo alla rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che i miscelatori (7) ad alta efficienza di miscelazione sono del tipo con alberi a palette (aspi ).
7. 7. Impianto di tipo discontinuo, fisso o mobile per la preparazione di Gesso di defecazione per uso agricolo e dì formulazioni che lo contengono , a partire da materiali organici solidi e liquidi, prevalentemente di natura proteica, in accordo con una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che il dispositivo di scarico (6) dalla tramoggia (3) è costituito da una coclea.
8. 8. Impianto di tipo discontinuo, fisso o mobile per la preparazione di Gesso dì defecazione per uso agricolo e di formulazioni che lo contengono, a partire da materiali organici solidi e liquidi, prevalentemente di natura proteica, in accordo con una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che il dispositivo di scarico (6) dalla tramoggia (3) è costituito da un nastro trasportatore.
9. 9. Impianto di tipo discontinuo, fisso per la preparazione di Gesso di defecazione per uso agricolo e di formulazioni che lo contengono, a partire da materiali organici solidi e liquidi, prevalentemente di natura proteica, in accordo con una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che ciascun spazio di raccolta dei materiali è costituito da piazzole con pavimento impermeabile e con dispositivi di raccolta di eventuale percolato.
10. 10. Impianto di tipo discontinuo, mobile per la preparazione di Gesso di defecazione per uso agricolo e di formulazioni che lo contengono, a partire da materiali organici solidi e liquidi, prevalentemente di natura proteica, in accordo con una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che ciascun spazio di raccolta dei materiali è costituito da cassoni carrabili.