BE1025689A1

BE1025689A1 - System and method for heat recovery and cleaning of an exhaust gas from a combustion process

Info

Publication number: BE1025689A1
Application number: BE20175803A
Authority: BE
Inventors: Marcel Gerardus Edmond Goemans; Lode Geert Smeets
Original assignee: Europem Tech Nv
Priority date: 2017-11-08
Filing date: 2017-11-08
Publication date: 2019-06-04
Also published as: BE1025689B1

Abstract

Een systeem voor warmterecuperatie en reiniging van een uitlaatgas van een verbrandingsproces, welk systeem omvat: een eerste boiler (100) ingericht om uitlaatgas G1 van een verbrandingsproces te ontvangen en om in een eerste temperatuursbereik te werken; een reinigingsinrichting (200) die stroomafwaarts van de eerste boiler is geplaatst voor het ontvangen van uitlaatgas G2 dat doorheen de eerste boiler is gepasseerd; en die ingericht is om te werken in een tweede temperatuursbereik; en een tweede boiler (300) die stroomafwaarts van de reinigingsinrichting is gepositioneerd voor het ontvangen van gereinigd uitlaatgas G3 van de reinigingsinrichting; en die ingericht is om te werken in een derde temperatuursbereik dat lager is dan het eerste temperatuursbereik.A system for heat recovery and cleaning an exhaust gas from a combustion process, the system comprising: a first boiler (100) adapted to receive exhaust gas G1 from a combustion process and to operate in a first temperature range; a cleaning device (200) disposed downstream of the first boiler for receiving exhaust gas G2 that has passed through the first boiler; and which is arranged to operate in a second temperature range; and a second boiler (300) positioned downstream of the cleaning device to receive cleaned exhaust gas G3 from the cleaning device; and which is arranged to operate in a third temperature range that is lower than the first temperature range.

Description

Systeem en werkwijze voor warmterecuperatie en reiniging van een uitlaatgas van een verbrandingsprocesSystem and method for heat recovery and cleaning of an exhaust gas from a combustion process

VAKGEBIED VAN DE UITVINDINGFIELD OF THE INVENTION

Het vakgebied van de uitvinding heeft betrekking op een systeem en werkwijze voor warmterecuperatie en reiniging van een uitlaatgas van een verbrandingsproces.The field of the invention relates to a system and method for heat recovery and cleaning of an exhaust gas from a combustion process.

ACHTERGROND VAN DE UITVINDINGBACKGROUND OF THE INVENTION

Oplossingen van de stand van de techniek bestaan typisch uit het gebruiken van een afval warmterecuperatie boiler gevolgd door een uitlaatreinigingseenheid. Optioneel kan een economiser voorzien zijn stroomafwaarts van de uitlaatreinigingseenheid. Dergelijke oplossingen hebben een beperkte energie-efficiëntie. De reiniging gebeurt typisch niet bij de optimale temperatuur en/of in bepaalde gevallen is een herverwarming van de uitlaatgassen nodig, bijvoorbeeld wanneer het reinigen een selectief katalytisch reductieproces inhoudt.Prior art solutions typically consist of using a waste heat recovery boiler followed by an exhaust cleaning unit. Optionally, an economiser may be provided downstream of the exhaust cleaning unit. Such solutions have limited energy efficiency. The cleaning typically does not occur at the optimum temperature and / or in certain cases a reheating of the exhaust gases is necessary, for example when the cleaning involves a selective catalytic reduction process.

SAMENVATTING VAN DE UITVINDINGSUMMARY OF THE INVENTION

Het doel van uitvoeringsvormen van de uitvinding is om de warmterecuperatie en het verwijderen van ontreinigende stoffen uit uitlaatgassen van een verbrandingsproces, te verbeteren, zodanig dat een hogere energie-efficiëntie wordt bereikt. Meer in het bijzonder is het wenselijk om een hogere energie-efficiëntie te verkrijgen door zowel meer warmterecuperatie uit de uitlaatgassen als minder energieverbruik verliezen voor het reinigen van uitlaatgassen.The purpose of embodiments of the invention is to improve heat recovery and removal of pollutants from exhaust gases from a combustion process, such that a higher energy efficiency is achieved. More specifically, it is desirable to achieve higher energy efficiency through both more heat recovery from the exhaust gases and less energy consumption losses for cleaning exhaust gases.

Volgens een eerste aspect wordt een systeem verschaft voor het recupereren van warmte en voor het reinigen van een uitlaatgas van een verbrandingsproces, welk systeem omvat:According to a first aspect, a system is provided for recovering heat and for cleaning an exhaust gas from a combustion process, which system comprises:

- een eerste boiler die ingericht is voor het ontvangen van uitlaatgas van een verbrandingsproces en om in een eerste temperatuursbereik te werken;- a first boiler adapted to receive exhaust gas from a combustion process and to operate in a first temperature range;

- een reinigingsinrichting die stroomafwaarts van de eerste boiler is gepositioneerd voor het ontvangen van uitlaatgas dat doorheen de eerste boiler is gepasseerd; en die ingericht is om te werken in een tweede temperatuursbereik; en- a cleaning device positioned downstream of the first boiler for receiving exhaust gas that has passed through the first boiler; and which is arranged to operate in a second temperature range; and

- een tweede boiler die stroomafwaarts van de reinigingsinrichting gepositioneerd is voor het ontvangen van gereinigd uitlaatgas van de reinigingsinrichting; en die ingericht is om te werken in een derde temperatuursbereik dat lager is dan het eerste temperatuursbereik.a second boiler positioned downstream of the cleaning device for receiving cleaned exhaust gas from the cleaning device; and which is arranged to operate in a third temperature range that is lower than the first temperature range.

Optioneel omvat het systeem verder een tweede reinigingsinrichting die stroomafwaarts van de tweede boiler gepositioneerd is voor het ontvangen van uitlaatgas dat door de tweede boiler is gepasseerd en die geconfigureerd is om te werken in een vierde temperatuursbereik dat lager is dan het tweede temperatuursbereik.Optionally, the system further comprises a second cleaning device positioned downstream of the second boiler for receiving exhaust gas passed through the second boiler and configured to operate in a fourth temperature range that is lower than the second temperature range.

BE2017/5803BE2017 / 5803

In vergelijking met oplossingen van de stand van de techniek waar slechts twee niet-geïntegreerde processtappen, namelijk warmterecuperatie en uitlaatgas reiniging, worden gebruikt, laat het systeem volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding een verbeterde energie efficiëntie toe. Het temperatuursbereik van de eerste boiler kan immers zodanig gekozen worden dat de uitlaatgassen een geschikte temperatuur hebben voor het reinigen in de reinigingsinrichting. Door het verschaffen van een tweede boiler kan een verdere de warmterecuperatie uitgevoerd worden, zodanig dat warmteverliezen beperkt worden. In uitvoeringsvormen van de uitvinding kan het verbruik van reagentia tijdens het reinigen lager zijn dan in oplossingen van de stand van de techniek aangezien de chemische reacties kunnen plaatsvinden in verbeterde, en bij voorkeur geoptimaliseerde, temperatuurs- en vochtigheidsomstandigheden. Dit wordt mogelijk gemaakt door de aanwezigheid van een eerste en een tweede boiler, stroomopwaarts en stroomafwaarts van de reinigingsinrichting.In comparison with prior art solutions where only two non-integrated process steps, namely heat recovery and exhaust gas cleaning, are used, the system according to embodiments of the present invention allows improved energy efficiency. After all, the temperature range of the first boiler can be chosen such that the exhaust gases have a suitable temperature for cleaning in the cleaning device. By providing a second boiler, a further heat recovery can be carried out, such that heat losses are limited. In embodiments of the invention, the consumption of reagents during cleaning can be lower than in prior art solutions since the chemical reactions can take place in improved, and preferably optimized, temperature and humidity conditions. This is made possible by the presence of a first and a second boiler upstream and downstream of the cleaning device.

Het derde temperatuursbereik is bij voorkeur ten minste 5% lager dan het eerste temperatuursbereik, meer bij voorkeur minstens 10% lager. Het vierde temperatuursbereik is bij voorkeur ten minste 5% lager dan het tweede temperatuursbereik, meer bij voorkeur ten minste 10% lager.The third temperature range is preferably at least 5% lower than the first temperature range, more preferably at least 10% lower. The fourth temperature range is preferably at least 5% lower than the second temperature range, more preferably at least 10% lower.

In de voorkeursuitvoeringsvorm is het tweede temperatuursbereik tussen 300 en 500 °C, meer bij voorkeur tusen 325 en 475 °C, nog meer bij voorkeur tussen 350 en 450 °C. Het eerste temperatuursbereik is bij voorkeur hoger dan 300°C, meer bij voorkeur hoger dan 325 °C, nog meer bij voorkeur hoger dan 350 °C. Het derde temperatuursbereik is bij voorkeur lager dan 500 °C, meer bij voorkeur lager dan 450 °C, nog meer bij voorkeur lager dan 400 °C.In the preferred embodiment, the second temperature range is between 300 and 500 ° C, more preferably between 325 and 475 ° C, even more preferably between 350 and 450 ° C. The first temperature range is preferably higher than 300 ° C, more preferably higher than 325 ° C, even more preferably higher than 350 ° C. The third temperature range is preferably lower than 500 ° C, more preferably lower than 450 ° C, even more preferably lower than 400 ° C.

In de voorkeursuitvoeringsvorm omvat de reinigingsinrichting een filter; en/of een selectieve katalytische reductie en/of oxidatie inrichting die ingericht is om een selectief katalytische reductie- en/of oxidatieproces uit te voeren op het uitlaatgas. Het filter is bij voorkeur een keramisch filter. Het filter is bij voorkeur stroomopwaarts van de selectieve katalytische reductie inrichting geplaatst. Volgens een alternatief kan het keramisch filter een geïntegreerde katalytische reactor bevatten, bij voorbeeld door het bekleden of impregneren van de filterelementen (bijvoorbeeld candles) met een katalysator of door het plaatsen van katalytische elementen in een reinigingssectie van de keramische filter.In the preferred embodiment, the cleaning device comprises a filter; and / or a selective catalytic reduction and / or oxidation device that is adapted to perform a selective catalytic reduction and / or oxidation process on the exhaust gas. The filter is preferably a ceramic filter. The filter is preferably positioned upstream of the selective catalytic reduction device. According to an alternative, the ceramic filter may contain an integrated catalytic reactor, for example by coating or impregnating the filter elements (e.g. candles) with a catalyst or by placing catalytic elements in a cleaning section of the ceramic filter.

In de voorkeursuitvoeringsvorm omvat het systeem verder een eerste en/of een tweede boiler reinigingssysteem dat ingericht is voor het verwijderen van neerslag van de uitlaatgassen vanIn the preferred embodiment, the system further comprises a first and / or a second boiler cleaning system which is adapted to remove precipitation from the exhaust gases from

BE2017/5803 respectievelijk de eerste en/of tweede boiler. Het reinigingssysteem omvat bij voorkeur een blaasinrichting.BE2017 / 5803 respectively the first and / or second boiler. The cleaning system preferably comprises a blower.

In de voorkeursuitvoeringsvorm omvat het systeem verder een hercirculatielijn die verbonden is tussen een uitlaat van de tweede boiler en een inlaat van de eerste boiler; en een controlemiddel voor het regelen van een stroom doorheen de hercirculatielijn in functie van een gewenste temperatuur van het uitlaatgas in de eerste boiler.In the preferred embodiment, the system further comprises a recirculation line connected between an outlet of the second boiler and an inlet of the first boiler; and a control means for controlling a flow through the recirculation line as a function of a desired temperature of the exhaust gas in the first boiler.

In de voorkeursuitvoeringsvorm omvat de tweede reinigingsinrichting een wasser die stroomafwaarts van de tweede boiler gelegen is voor het verwijderen van zuren en/of voor het condenseren van rookgassen voor het recupereren van laagvermogen warmte (bijvoorbeeld voor gebruik in verwarmingstoepassingen zoals een district verwarming of het verwarmen van gebouwen).In the preferred embodiment, the second cleaning device comprises a washer located downstream of the second boiler for removing acids and / or for condensing flue gases to recover low power heat (e.g., for use in heating applications such as district heating or heating buildings).

Verdere voorkeursuitvoeringsvormen worden geopenbaard in de conclusies.Further preferred embodiments are disclosed in the claims.

Volgens een tweede aspect van de uitvinding wordt een werkwijze voorzien voor het recupereren van warmte en voor reinigen van een uitlaatgas van een verbrandingsproces. Voorkeursuitvoeringsvormen daarvan worden geopenbaard in de conclusies. De voordelen die hierboven en hieronder vermeld worden voor verschillende uitvoeringsvormen van het systeem zijn mutatis mutandis van toepassing voor de overeenstemmende uitvoeringsvormen van de werkwijze.According to a second aspect of the invention, a method is provided for recovering heat and for cleaning an exhaust gas from a combustion process. Preferred embodiments thereof are disclosed in the claims. The advantages mentioned above and below for different embodiments of the system apply mutatis mutandis to the corresponding embodiments of the method.

KORTE BESCHRIJVING VAN DE TEKENINGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

De tekeningen in bijlage worden gebruikt om huidige niet beperkende voorkeursuitvoeringsvormen van inrichtingen van de onderhavige uitvinding te illustreren. De hierboven genoemde en andere voordelen en kenmerken van doelstellingen van de uitvinding zullen duidelijker worden en de uitvinding zal beter begrepen worden uit de volgende gedetailleerde beschrijving wanneer deze samen met de tekeningen in bijlage wordt gelezen, waarin:The attached drawings are used to illustrate current non-limiting preferred embodiments of devices of the present invention. The above mentioned and other advantages and features of objects of the invention will become more apparent and the invention will be better understood from the following detailed description when read together with the attached drawings, wherein:

FIG. 1 een schematische tekening van een voorbeelduitvoeringsvorm van een systeem voor warmterecuperatie en reiniging van een uitlaatgas van een verbrandingsproces toont;FIG. 1 shows a schematic drawing of an exemplary embodiment of a system for heat recovery and cleaning of an exhaust gas from a combustion process;

FIG. 2 een schematische tekening van een andere meer gedetailleerd uitvoeringsvoorbeeld van het systeem voor warmterecuperatie en reiniging van een uitlaatgas van een verbrandingsproces toont; FIG. 3 een schematische perspectivisch aanzicht is van een uitvoeringsvoorbeeld van een systeem voor warmterecuperatie en voor het reinigen van een uitlaatgas van een verbrandingsproces, is; enFIG. 2 shows a schematic drawing of another more detailed exemplary embodiment of the system for heat recovery and cleaning of an exhaust gas from a combustion process; FIG. 3 is a schematic perspective view of an exemplary embodiment of a heat recovery system and for cleaning an exhaust gas from a combustion process; and

BE2017/5803BE2017 / 5803

FIG. 4 een schematische tekening van een uitvoeringsvoorbeeld van een filtereenheid van een reinigingsinrichting is.FIG. 4 is a schematic drawing of an exemplary embodiment of a filter unit of a cleaning device.

BESCHRIJVING VAN DE TEKENINGENDESCRIPTION OF THE DRAWINGS

De tekeningen zijn slechts schematisch en niet beperkend. In de tekeningen kan de afmeting van bepaalde elementen groter gemaakt zijn of niet op schaal getekend zijn voor illustratieve doeleinden. Verwijzingscijfers in de conclusies mogen niet uitgelegd worden als een beperking van de bescheriningsomvang. In de tekeningen verwijzen dezelfde verwijzingscijfers naar dezelfde of analoge elementen.The drawings are only schematic and not restrictive. In the drawings, the dimensions of certain elements may be made larger or not drawn to scale for illustrative purposes. Reference numerals in the claims may not be construed as a limitation of the scope of protection. In the drawings, the same reference numerals refer to the same or analogous elements.

FIG. 1 illustreert een uitvoeringsvoorbeeld van een systeem voor warmterecuperatie en voor reiniging van een uitlaatgas G1 van een verbrandingsproces. Het systeem omvat een eerste boiler 100, een reinigingsinrichting 200 en een tweede boiler 300. Optioneel kan een tweede reinigingsinrichting (niet getoond) voorzien zijn stroomafwaarts van de tweede boiler 300. De eerste boiler 100 is ingericht voor het ontvangen van een uitlaatgas G1 van een verbrandingsproces en om werkzaam te zijn in een eerste temperatuursbereik. De reinigingsinrichting 200 is stroomafwaarts van de eerste boiler 100 gepositioneerd voor het ontvangen van uitlaatgas G2 dat doorheen de eerste boiler 100 is gepasseerd; en is ingericht om werkzaam te zijn in een tweede temperatuursbereik. De tweede boiler 300 is stroomafwaarts van de reinigingsinrichting 200 gepositioneerd om een gereinigd uitlaatgas G3 te ontvangen van de reinigingsinrichting 200; en is ingericht om werkzaam te zijn in een derde temperatuursbereik dat lager is dan het eerste temperatuursbereik waarin de eerste boiler 100 werkzaam is. De optionele tweede reinigingsinrichting is stroomafwaarts van de tweede boiler 300 gepositioneerd voor het ontvangen van uitlaatgas dat doorheen de tweede boiler 300 is gepasseerd; en is ingericht om in een vierde temperatuursbereik werkzaam te zijn dat lager is dan het tweede temperatuursbereik.FIG. 1 illustrates an exemplary embodiment of a system for heat recovery and for cleaning an exhaust gas G1 from a combustion process. The system comprises a first boiler 100, a cleaning device 200 and a second boiler 300. Optionally, a second cleaning device (not shown) may be provided downstream of the second boiler 300. The first boiler 100 is adapted to receive an exhaust gas G1 from a combustion process and to be effective in a first temperature range. The cleaning device 200 is positioned downstream of the first boiler 100 to receive exhaust gas G2 that has passed through the first boiler 100; and is arranged to operate in a second temperature range. The second boiler 300 is positioned downstream of the cleaning device 200 to receive a cleaned exhaust gas G3 from the cleaning device 200; and is arranged to operate in a third temperature range that is lower than the first temperature range in which the first boiler 100 is operating. The optional second cleaning device is positioned downstream of the second boiler 300 to receive exhaust gas that has passed through the second boiler 300; and is arranged to operate in a fourth temperature range that is lower than the second temperature range.

Het tweede temperatuursbereik waarin de reinigingsinrichting 200 werkzaam is, is bij voorkeur tussen 300 en 500°C, meer bij voorkeur tussen 325 en 475 °C, nog meer bij voorkeur tussen 350 en 450 °C. Het eerste temperatuursbereik waarin de eerste boiler werkzaam is, is bij voorkeur groter dan 300°C, meer bij voorkeur groter dan 325 °C, nog meer bij voorkeur groter dan 350 °C, bijvoorbeeld tussen 1200 °C en 350 °C. Het derde temperatuursbereik waarin de tweede boiler 300 werkzaam is, kan lager zijn dan 400 °C, meer bij voorkeur lager dan 350 °C, bijvoorbeeld tussen 100 °C en 350 °C. Zowel in de eerste boiler 100 als in de tweede boiler 200 wordt boilertoevoerwater (boiler feed water, BFW) omgezet in stoom. Het vierde temperatuursbereik kan lager zijn dan 300 °C, bijvoorbeeld lager dan 200 °C, of zelfs lager dan 150 °C.The second temperature range in which the cleaning device 200 operates is preferably between 300 and 500 ° C, more preferably between 325 and 475 ° C, even more preferably between 350 and 450 ° C. The first temperature range in which the first boiler operates is preferably greater than 300 ° C, more preferably greater than 325 ° C, even more preferably greater than 350 ° C, for example between 1200 ° C and 350 ° C. The third temperature range in which the second boiler 300 operates can be lower than 400 ° C, more preferably lower than 350 ° C, for example between 100 ° C and 350 ° C. Both in the first boiler 100 and in the second boiler 200, boiler supply water (boiler feed water, BFW) is converted into steam. The fourth temperature range can be lower than 300 ° C, for example lower than 200 ° C, or even lower than 150 ° C.

BE2017/5803BE2017 / 5803

Gebruikmakend van het systeem van FIG. 1, kan de warmterecuperatie en het verwijderen van verontreinigende stoffen uit uitlaatgassen G1 van een verbrandingsproces, geoptimaliseerd worden, zodanig dat een hogere energie-efficiëntie wordt verkregen door zowel meer warmterecuperatie in de eerste en tweede boiler 100, 300 en minder parasitaire belasting (energieverbruik en -verliezen) voor rookgasreiniging in de reinigingsinrichting 200. Verder kunnen lage emissieniveaus bereikt worden in de behandelde uitlaatgassen.Using the system of FIG. 1, the heat recuperation and the removal of pollutants from exhaust gases G1 from an incineration process can be optimized such that a higher energy efficiency is obtained by both more heat recuperation in the first and second boiler 100, 300 and less parasitic load (energy consumption and losses for flue gas cleaning in the cleaning device 200. Furthermore, low emission levels can be achieved in the treated exhaust gases.

FIG. 2 illustreert een meer gedetailleerd uitvoeringsvoorbeeld van een systeem voor warmterecuperatie en voor het reinigen van een uitlaatgas G1 van een verbrandingsproces. Zoals getoond is in FIG. 1 omvat het systeem een eerste boiler 100, een reinigingsinrichting 200 en een tweede boiler 300. Het uitlaatgas G1 is beschikbaar bij een uitlaat van een verbrandingsinrichting 1000, en deze uitlaat is verbonden met een inlaat van de eerste boiler 100. De verbrandingsinrichting 1000 ontvangt een afvalstroom die een vaste, vloeibare of gasvormige afvalstroom W kan zijn. Deze afvalstroom W wordt onderworpen aan een verbrandingsproces gebruikmakend van lucht A, voor het produceren van uitlaatgas G1 en bodemas. Optioneel kan kalksteen of kalk geïnjecteerd worden in de verbrandingskamer 1000. Een geschikte verbrandingsinrichting 1000 wordt geopenbaard in Belgische octrooiaanvraag met aanvraagnummer BE 2017/5796 op naam van aanvraagster, welke aanvraag hier opgenomen is door verwijzing. Vast afval en/of slib wordt typisch thermisch verwerkt in de verbrandingskamer, bijvoorbeeld een draaioven, waar de brandbare fractie vergast en “afgebrand” wordt van de inerte fractie. De inerte fractie en de restanten (bodemas) kunnen verzameld en verwijderd worden. De temperatuur in de verbrandingskamer wordt gecontroleerd op een vooraf gedefinieerde instelling, bijvoorbeeld tussen 850 °C en 1000 °C door een verbrandingsluchtstroom. Om de rookgassnelheid te beperken, kan de verbrandingskamer werken in een gereduceerde modus (luchttekort). Het op die manier verkregen “syngas” dat de verbrandingskamer verlaat kan naverbrand worden in een syngasverbrandingskamer, waar secundaire lucht geïnjecteerd kan worden. Deze secundaire lucht wordt typisch geïnjecteerd bij een hoge snelheid op verschillende punten van de syngasverbrandingskamer om een optimale menging tussen het warme syngas en de koude secundaire lucht mogelijk te maken. De warme gassen die de verbrandingskamer verlaten, bijvoorbeeld bij een temperatuur van 850 tot 1000 °C lopen doorheen de syngasverbrandingskamer. In een doeltreffende zone van de syngasverbrandingskamer kan de temperatuur hoger zijn dan 850 °C, bijvoorbeeld tijdens 1 tot 3 seconden om een doorbranding te waarborgen. De verbrandingsinrichting 1000 is bij voorkeur zodanig ontworpen dat de syngas verbranding plaats kan vinden bij een temperatuur die hoger is dan 1100 °C tijdens bijvoorbeeld meer dan 2 seconden indien meer dan 1 gew% [Cl] aanwezig is in het afval. Indien nodig kan de temperatuur van de rookgassen die de draaioven verlaten verder verhoogd en gecontroleerd wordenFIG. 2 illustrates a more detailed exemplary embodiment of a heat recovery system and for cleaning an exhaust gas G1 from a combustion process. As shown in FIG. 1, the system comprises a first boiler 100, a cleaning device 200 and a second boiler 300. The exhaust gas G1 is available at an outlet of a combustion device 1000, and this outlet is connected to an inlet of the first boiler 100. The combustion device 1000 receives a waste stream that can be a solid, liquid or gaseous waste stream W. This waste stream W is subjected to a combustion process using air A, to produce exhaust gas G1 and bottom ash. Optionally, limestone or lime can be injected into the combustion chamber 1000. A suitable combustion device 1000 is disclosed in Belgian patent application with application number BE 2017/5796 in the name of the applicant, which application is incorporated herein by reference. Solid waste and / or sludge is typically thermally processed in the combustion chamber, for example a rotary kiln, where the combustible fraction is gasified and "burned off" from the inert fraction. The inert fraction and the residues (bottom ash) can be collected and removed. The temperature in the combustion chamber is checked at a predefined setting, for example between 850 ° C and 1000 ° C by a combustion air flow. To limit the flue gas velocity, the combustion chamber can operate in a reduced mode (air shortage). The "syngas" obtained in this way, leaving the combustion chamber, can be incinerated in a syngas combustion chamber, where secondary air can be injected. This secondary air is typically injected at a high speed at various points of the syngas combustion chamber to allow optimum mixing between the hot syngas and the cold secondary air. The hot gases leaving the combustion chamber, for example at a temperature of 850 to 1000 ° C, pass through the syngas combustion chamber. In an effective zone of the syngas combustion chamber, the temperature may be higher than 850 ° C, for example during 1 to 3 seconds to ensure burn-through. The incinerator 1000 is preferably designed such that the syngas combustion can take place at a temperature higher than 1100 ° C during, for example, more than 2 seconds if more than 1 wt% [Cl] is present in the waste. If necessary, the temperature of the flue gases leaving the rotary kiln can be further increased and controlled

BE2017/5803 zodanig dat deze hoger is dan 1100 °C. Vaste assen en optioneel gesmolten assen en zouten kunnen de verbrandingskamer 1000 verlaten, bijvoorbeeld via een conische bodem in een daaronder gelegen extractortank. Een kettingtransporteur, bijvoorbeeld tenminste gedeeltelijk ondergedompeld in de extractortank, kan verder het verbrandingsresidu transporteren in een open verwijderbare container. Een constant waterniveau in de extractortank kan een luchtdichtheid garanderen en de ongewenste inlaat van lucht vermijden. Het verbrandingsresidu gloeit nog wanneer dit de verbrandingskamer 1000 verlaat. Het water in de extractortank kan het residu afkoelen en het afbraakproces verder stabiliseren.BE2017 / 5803 such that it is higher than 1100 ° C. Solid ash and optionally molten ash and salts can leave the combustion chamber 1000, for example via a conical bottom in an extractor tank located below. A chain conveyor, for example at least partially submerged in the extractor tank, can further transport the combustion residue in an open removable container. A constant water level in the extractor tank can guarantee airtightness and prevent the unwanted intake of air. The combustion residue still glows when it leaves the combustion chamber 1000. The water in the extractor tank can cool the residue and further stabilize the degradation process.

Hoewel hierboven een specifiek type verbrandingsinrichting werd beschreven, begrijpt de vakman dat de uitvinding ook nuttig is voor andere types verbrandingsinrichtingen die uitlaatgassen produceren bij een relatief hoge temperatuur.Although a specific type of combustion device has been described above, those skilled in the art understand that the invention is also useful for other types of combustion devices that produce exhaust gases at a relatively high temperature.

De eerste en derde temperatuursbereiken die de voorkeur genieten in de eerste en tweede boiler 100, 300 die hierboven vermeld zijn voor FIG. 1, zijn ook van toepassing voor de uitvoeringsvorm van FIG. 2. Optioneel kan kalk, kalksteen of bicarbonaat geïnjecteerd worden bij de gang van de eerste hoge temperatuursboiler 100, alvorens de uitlaatgassen G2 de reinigingsinrichting 200 binnengaan.The first and third temperature ranges that are preferred in the first and second boiler 100, 300 mentioned above for FIG. 1 are also applicable to the embodiment of FIG. 2. Optionally, lime, limestone or bicarbonate can be injected into the first high-temperature boiler 100 before the exhaust gases G2 enter the cleaning device 200.

In de uitvoeringsvorm van FIG. 2 omvat de reinigingsinrichting 200 een filtereenheid 210 en een selectieve katalytische reductie inrichting 220 die ingericht is om een selectief katalytisch reductieproces uit te voeren op het uitlaatgas dat de filtereenheid 210 verlaat. De filtereenheid 210 kan een keramisch filter omvatten. De keramisch filter 210 is bij voorkeur stroomopwaarts van de selectieve katalytische reductie inrichting 220 geplaatst.In the embodiment of FIG. 2, the cleaning device 200 includes a filter unit 210 and a selective catalytic reduction device 220 that is adapted to perform a selective catalytic reduction process on the exhaust gas exiting the filter unit 210. The filter unit 210 may include a ceramic filter. The ceramic filter 210 is preferably positioned upstream of the selective catalytic reduction device 220.

In de uitvoeringsvorm van FIG. 2 is een boiler reinigingssysteem 150 voorzien dat ingericht is om neerslag van het uitlaatgas van de eerste boiler 100 te verwijderen. Het boiler reinigingssyteem 150 kan bijvoorbeeld een blaasinrichting bevatten die bijvoorbeeld gas onder druk in de lijnen van de eerste boiler te blazen voor het verwijderen van neerslag van het eerste uitlaatgas Gl.In the embodiment of FIG. 2, a boiler cleaning system 150 is provided which is adapted to remove precipitation of the exhaust gas from the first boiler 100. The boiler cleaning system 150 may, for example, comprise a blower device which, for example, blows gas under pressure into the lines of the first boiler to remove precipitation from the first exhaust gas G1.

Het systeem van FIG. 2 omvat verder een hercirculatielijn 400 die verbonden is tussen een uitlaat van de tweede boiler 300 en een inlaat van de eerste boiler 100; en een controlemiddel 450 voor het controleren van een stroom door de hercirculatielijn 400 in functie van een gewenste temperatuur van het uitlaatgas in de eerste boiler. Het controlemiddel 450 kan een klep omvatten. Op die manier kan een geschikte hoeveelheid van een kouder uitlaatgas G4 dat de tweede boilerThe system of FIG. 2 further comprises a recirculation line 400 connected between an outlet of the second boiler 300 and an inlet of the first boiler 100; and a control means 450 for controlling a flow through the recirculation line 400 as a function of a desired temperature of the exhaust gas in the first boiler. The control means 450 may include a valve. In this way, a suitable amount of a colder exhaust gas G4 that the second boiler can

BE2017/5803BE2017 / 5803

300 verlaat, geïnjecteerd worden in het uitlaatgas G1 dat de verbrandingsinrichting 1000 verlaat, om de temperatuur van uitlaatgas G1 te verlagen.300, are injected into the exhaust gas G1 exiting the combustion device 1000 to lower the temperature of exhaust gas G1.

Het systeem van FIG. 2 omvat verder een wasser 500 die stroomafwaarts van de tweede boiler 300 gepositioneerd is en die ingericht is om het gereinigd uitlaatgas G4 dat afkomstig is van de tweede boiler 300 in contact te brengen met een wasmateriaal. De wasser 500 is bij voorkeur ingericht om één of meer van de volgende samenstellingen te gebruiken voor het wassen: kalk, kalksteen, bijtende soda, natriumbicarbonaat. De wasser 500 kan bijvoorbeeld een natte alkalische wasser zijn. De wasser 500 omvat bij voorkeur een afvalwaterlijn 550 die verbonden is tussen de wasser 500 en een geleiding tussen een uitlaat van de eerste boiler 100 en een inlaat van de filtereenheid 210, zodanig dat het afvalwater verdampt en eventuele reagentia ervan, zoals zouten, opgevangen worden in de filtereenheid 210.The system of FIG. 2 further comprises a washer 500 which is positioned downstream of the second boiler 300 and which is adapted to bring the cleaned exhaust gas G4 from the second boiler 300 into contact with a washing material. The washer 500 is preferably adapted to use one or more of the following compositions for washing: lime, limestone, caustic soda, sodium bicarbonate. The washer 500 may, for example, be a wet alkaline washer. The washer 500 preferably comprises a waste water line 550 connected between the washer 500 and a guide between an outlet of the first boiler 100 and an inlet of the filter unit 210, such that the waste water evaporates and any reagents thereof, such as salts, are collected. in the filter unit 210.

Het systeem van FIG. 2 omvat verder een gas vrij gave inrichting 700 zoals een afzuigventilator, stroomafwaarts van de tweede boiler 300 en een controlemiddel (niet getoond) dat ingericht is voor het controleren van de gasvrijgave inrichting 300 voor het verkrijgen van een vooraf bepaalde druk in de verbrandingsinrichting 1000. Op die manier kan de installatie op een onderdruk gehouden worden en kan gewaarborgd worden dat in hoofdzaak alle rook afgevoerd worden in de verbrandingsinrichting.The system of FIG. 2 further comprises a gas release device 700 such as an exhaust fan downstream of the second boiler 300 and a control means (not shown) adapted to control the gas release device 300 for obtaining a predetermined pressure in the combustion device 1000. In this way the installation can be kept at a reduced pressure and it can be guaranteed that substantially all smoke is discharged into the combustion device.

In de eerste boiler 100, ook genaamd hoge temperatuurs (HT) boiler, wordt warmte gerecupereerd uit het uitlaatgas G1 in het eerste temperatuursbereik. De eerste boiler 100 kan een pijpketel zijn, die optioneel voorzien is van een zogenaamde superverwarmer. Een dergelijke pijpketel met superverwarmer omvat een verdampingssectie waarin stoom wordt geproduceerd, en een verwarmingsmiddel voor het verder verwarmen van de verdampingssectie om te waarborgen dat in hoofdzaak geen druppels aanwezig zijn in de stoom en dat in hoofdzaak geen druppels gevormd worden tijdens de drukverlaging en/of temperatuurverlaging. De pijpketel kan een rookpijpketel (lagedrukstoom) of een waterpijpketel (hogedrukstoom) zijn. Een rookpijpketel kan ingericht zijn voor het produceren van stoom tot ongeveer 30 bar en wordt typisch gebruikt voor stoom tot ongeveer 20 bar. Meestal wordt enkel gesatureerde stoom geproduceerd (geen superverwarming). Een waterpijpketel kan ingericht zijn voor het produceren van stoom tussen ongeveer 5 en 500 bar en voor afvaltoepassingen wordt meestal ongeveer 40 bar gebruikt, maar de druk kan ook slechts 30 bar zijn of 100 bar. Een typisch bereik is ongeveer 30-70 bar en nog typischer ongeveer 40-65 bar.In the first boiler 100, also called high temperature (HT) boiler, heat is recovered from the exhaust gas G1 in the first temperature range. The first boiler 100 can be a pipe boiler, which is optionally provided with a so-called super heater. Such a super-heater pipe boiler comprises an evaporation section in which steam is produced, and a heating means for further heating the evaporation section to ensure that substantially no drops are present in the steam and that substantially no drops are formed during the pressure reduction and / or temperature reduction. The pipe boiler can be a smoke pipe boiler (low pressure steam) or a water pipe boiler (high pressure steam). A smoke pipe boiler can be adapted to produce steam up to about 30 bar and is typically used for steam up to about 20 bar. Usually only saturated steam is produced (no super-heating). A water pipe boiler can be arranged for producing steam between approximately 5 and 500 bar and for waste applications usually around 40 bar is used, but the pressure can also be only 30 bar or 100 bar. A typical range is around 30-70 bar and even more typically around 40-65 bar.

BE2017/5803 Een rookpijpketel is typisch geschikt voor lage tot matige stofgehaltes (typisch minder dan lg/Nm³of lager, zodanig dat de as niet kleverig en poederachtig is) welke laag zijn in alkalische zouten en zuren en hogere smeltpunten. Typische toepassingsgebieden zijn papierafval, verbranding van niet vervuild hout, en papierslib. Voorkeursuitvoeringsvormen van een rookpijpketel hebben pijpen met een beperkte lengte die kleiner is dan 6 meter, en een relatief grote doorsnede (de verhouding van de lengte over de diameter is bij voorkeur lager dan 4:1, meer bij voorkeur lager dan 3:1). Een dergelijke eerste boiler 100 kan gebruikt worden in combinatie met een gritstraal reinigingssysteem 150. Een dergelijk reinigingssysteem 150 omvat een persluchtreservoir met lucht onder druk, een aantal spruitstukken die verbonden zijn met het persluchtreservoir met perslucht, bijvoorbeeld één spruitstuk per 4 tot 8 pijpen van de waterpijpketel 100, en een aantal kleppen om de perslucht vrij te geven in de pijpen, zodanig dat een pneumatische puls, i.e. een schokgolf, doorheen de pijpen gaat en de stofdeeltjes van de inwendige oppervlakken van de pijpen schudt. Stofdeeltjes kunnen meegevoerd worden met het uitlaatgas en de persluchtstroom naar een hopper. Het reinigen van de eerste boiler 100 kan gebeuren op ingestelde tijdsintervallen maar kan ook gecontroleerd worden door een drukvalmeting over de eerste boiler. Indien de drukval een bepaalde waarde overschrijdt kan het reinigen geactiveerd worden voor een gedefinieerde tijdsperiode. Deze tijdsperiode kan bepaald worden door de operator op basis van de ervaring bij het runnen van de plant.BE2017 / 5803 A smoking pipe boiler is typically suitable for low to moderate dust levels (typically less than 1 g / Nm ³ or lower, such that the ash is not sticky and powdery) which are low in alkaline salts and acids and higher melting points. Typical areas of application are paper waste, incineration of uncontaminated wood, and paper sludge. Preferred embodiments of a smoking pipe boiler have pipes with a limited length that is less than 6 meters and a relatively large cross-section (the ratio of the length to the diameter is preferably lower than 4: 1, more preferably lower than 3: 1). Such a first boiler 100 can be used in combination with a shot blast cleaning system 150. Such a cleaning system 150 comprises a compressed air reservoir with compressed air, a number of manifolds which are connected to the compressed air reservoir with compressed air, for example one manifold per 4 to 8 pipes of the water pipe boiler 100, and a number of valves to release the compressed air into the pipes, such that a pneumatic pulse, ie a shock wave, passes through the pipes and shakes the dust particles off the internal surfaces of the pipes. Dust particles can be carried along with the exhaust gas and the compressed air flow to a hopper. The cleaning of the first boiler 100 can be done at set time intervals but can also be controlled by a pressure drop measurement over the first boiler. If the pressure drop exceeds a certain value, the cleaning can be activated for a defined period of time. This time period can be determined by the operator based on the experience of running the plant.

Een waterpijpketel is typische geschikt voor hoge stofgehaltes (typisch 100 g/Nm³ maar deze waarde kan ook hoger zijn; een typisch bereik is 1-15 g/Nm³). Die typische toepassingsgebieden zijn brandstof uit afval (refuse-derived fuel, RDF), afvalhoutverbranding, gemengd vast industrieel afval, waaronder hospitaalafval. Het verbrandingssysteem 150 dat gebruikt wordt in combinatie met een dergelijke boiler kan een in-situ dust verwijderingssysteem zijn dat persluchtroetblazers gebruikt.A water pipe boiler is typically suitable for high dust levels (typically 100 g / Nm ³ but this value can also be higher; a typical range is 1-15 g / Nm ³ ). These typical areas of application are fuel from waste (refuse-derived fuel, RDF), waste wood combustion, mixed solid industrial waste, including hospital waste. The combustion system 150 used in combination with such a boiler can be an in-situ dust removal system that uses compressed air soot blowers.

De eerste temperatuursboiler 100 is bij voorkeur ingericht om te werken bij een uitlaatgas inlaattemperatuur die kleiner is dan 1200 °C. Om constructieve redenen van de eerste boiler 100 en het reinigingssysteem 150 daarvan, kan de uitlaatgastemperatuur bij de inlaat van de eerste boiler 100 gecontroleerd worden binnen een vooraf bepaald temperatuursbereik, bijvoorbeeld bij 1200 °C, door het injecteren van gehercirculeerd uitlaatgas, zie lijn 400, vanaf een locatie die stroomafwaarts van de tweede lage temperatuursboiler 300 ligt zoals hierboven is uiteengezet.The first temperature boiler 100 is preferably adapted to operate at an exhaust gas inlet temperature that is less than 1200 ° C. For structural reasons of the first boiler 100 and its cleaning system 150, the exhaust gas temperature at the inlet of the first boiler 100 can be controlled within a predetermined temperature range, e.g. at 1200 ° C, by injecting recirculated exhaust gas, see line 400, from a location downstream of the second low temperature boiler 300 as explained above.

Voordat de uitlaatgassen de filtereenheid 210 binnengaan voor het ontstoffen, kunnen droge sorptiemiddelen geïnjecteerd worden in de uitlaatgassen om de zuren te neutraliseren en om zware metalen te absorberen (indien van toepassing). Adsorptiemiddelen zoals kleimineralen of zeolieten kunnen bijvoorbeeld geïnjecteerd worden stroomopwaarts van de filtereenheid 210. DeBefore the exhaust gases enter the filter unit 210 for dusting, dry sorbents can be injected into the exhaust gases to neutralize the acids and to absorb heavy metals (if applicable). For example, adsorbents such as clay minerals or zeolites can be injected upstream of the filter unit 210. The

BE2017/5803 reactieproducten van de droge reiniging worden opgevangen op de filterelementen en kunnen verzameld worden in hoppers van de filtereenheid 210 zoals hieronder in detail wordt uiteengezet.BE2017 / 5803 dry cleaning reaction products are collected on the filter elements and can be collected in hoppers of the filter unit 210 as explained in detail below.

Optioneel kan een deel van deze residu’s geïnjecteerd worden in de uitlaatgassen om te waarborgen dat niet-gereageerde reagentia gerecupereerd worden, zodanig dat het totaal gebruik van sorptiemiddelen wordt geminimaliseerd.Optionally, some of these residues can be injected into the exhaust gases to ensure that unreacted reagents are recovered, so that the total use of sorbents is minimized.

Zoals getoond in FIG. 4 kan de filtereenheid 210 een Stoffilter zijn. Vaste deeltjes kunnen gescheiden worden van de uitlaatgassen in het Stoffilter 210. Het Stoffilter kan bestaan uit een aantal compartimenten 211 die elk voorzien zijn van een hopper 212 onder de filterelementen 213, en een zuivere luchtkamer 214 boven de filterelementen 213, bijvoorbeeld candles 213. Tijdens het filtreren treden met stofdeeltjes beladen uitlaatgassen G2 binnen in de hopper 212, waarna deze gelijkmatig omhoog stijgen rond de filterelementen 213. Hierbij worden stofdeeltjes neergeslagen op een buitenoppervlak van elk filterelement 213, waarbij enkel zuivere lucht doorheen de filterelementen kan passeren en de filterelementen 213 kan verlaten. Elk compartiment 211 kan zodanig ontworpen zijn dat het geïsoleerd kan zijn van de uitlaatgasstroom, bijvoorbeeld door kleppen die geplaatst zijn tussen de collector bij de inlaat van de filter en bij elk compartiment 211. Tijdens het reinigen zijn de filterelementen 213 geïsoleerd van de rookgasstroom en kan de stofkoek in bepaalde periodes losgemaakt worden door een korte perslucht puls die geïnjecteerd wordt vanaf een persluchtreservoir 215 na elkaar in elke rij filterelementen 213, waarna de stofkoek rechtstreeks in de hopper 212 valt. De reinigingsperiodes kunnen gecontroleerd worden door de drukval over de filtereenheid 210. De losgemaakte stofkoek wordt verzameld in de filterhoppers 212, en verder af gevoerd bijvoorbeeld doorheen een stel gesloten schroeftransporteurs (niet getoond) en vervolgens opgeslagen. Een draaiklepluchtsluis stroomafwaarts van de laatste schroef verhindert een ongecontroleerd binnentreden van verse lucht wanneer de filter onder druk werkzaam is. De filtereenheid 210 is bij voorkeur thermisch geïsoleerd en warmte gecontroleerd (in het bijzonder de hoppers 212) om uitlaatgascondensatie en corrosie te vermijden.As shown in FIG. 4, the filter unit 210 can be a Dust filter. Solid particles can be separated from the exhaust gases in the Dust filter 210. The Dust filter can consist of a number of compartments 211 which are each provided with a hopper 212 below the filter elements 213, and a pure air chamber 214 above the filter elements 213, for example candles 213. During the filtering enters exhaust gases G2 loaded with dust particles into the hopper 212, after which they rise uniformly around the filter elements 213. Here, dust particles are deposited on an outer surface of each filter element 213, whereby only pure air can pass through the filter elements and the filter elements 213 can pass. leave. Each compartment 211 can be designed such that it can be isolated from the exhaust gas stream, for example, by valves located between the collector at the inlet of the filter and at each compartment 211. During cleaning, the filter elements 213 are isolated from the flue gas stream and can the dust cake is released in certain periods by a short compressed air pulse that is injected from a compressed air reservoir 215 one after the other in each row of filter elements 213, whereafter the dust cake falls directly into the hopper 212. The cleaning periods can be controlled by the pressure drop across the filter unit 210. The loosened dust cake is collected in the filter hoppers 212, and further drained, for example, through a set of closed screw conveyors (not shown) and then stored. A rotary valve airlock downstream of the last screw prevents uncontrolled entry of fresh air when the filter is operating under pressure. The filter unit 210 is preferably thermally insulated and heat controlled (in particular the hoppers 212) to avoid exhaust gas condensation and corrosion.

Optioneel kan het keramisch filter 210 voorzien zijn van katalytische candles 213 bijvoorbeeld voor het verwijderen van NOx (SCR deNOx type katalysator die ingebed is in de candles) om persistente chemicaliën zoals dioxines, furanen en polychloorbifinenen (PCB’s) te oxideren.Optionally, the ceramic filter 210 may be provided with catalytic candles 213, for example for the removal of NOx (SCR deNOx type catalyst embedded in the candles) to oxidize persistent chemicals such as dioxins, furans and polychlorinated biphenes (PCBs).

Het gefilterd uitlaatgas G2 dat de filtereenheid 210 verlaat wordt gestuurd naar een selectieve katalytische reductie (SCR) en/of oxidatie inrichting 220. Tijdens het SCR proces (Selectieve Katalytische Reductie) wordt NOx dat nog aanwezig is in de uitlaatgassen G2’ die de filtereenheid 210 verlaten, gereduceerd tot N2 en H2O door het toevoegen ammonia of urea oplossingen of eenThe filtered exhaust gas G2 exiting the filter unit 210 is sent to a selective catalytic reduction (SCR) and / or oxidation device 220. During the SCR process (Selective Catalytic Reduction), NOx still present in the exhaust gases G2 'that the filter unit 210 becomes abandoned, reduced to N 2 and H 2 O by adding ammonia or urea solutions or one

BE2017/5803 ander NH3 genererend reagens in de aanwezigheid van een katalysator, zoals in het volgend reactieschema:BE2017 / 5803 other NH3-generating reagent in the presence of a catalyst, such as in the following reaction scheme:

A NO + ANH, + O₂ > AN₂ + 6H₂OA NO + ANH, + O ₂ > AN ₂ + 6H ₂ O

2NO₂ + ANH. + O₂ >3N₂ + 6H₂O2NO ₂ + ANH. + O ₂ > 3 N ₂ + 6 H ₂ O

Het ammonia of de urea oplossing kan geatomiseerd worden in de uitlaatgassen G2’ gebruikmakend van perslucht. De hoeveelheid reagensoplossing (waterachtig ammonia en/of urea oplossing) kan gecontroleerd worden door de gemeten NOx emissies. De SCR inrichting 220 is bij voorkeur geïnstalleerd stroomafwaarts van de filtereenheid 210, welke beiden werkzaam zijn bij een temperatuur die hoger is dan 350 °C. Dit heeft de volgende voordelen:The ammonia or urea solution can be atomized in the exhaust gases G2 ’using compressed air. The amount of reagent solution (aqueous ammonia and / or urea solution) can be controlled by the measured NOx emissions. The SCR device 220 is preferably installed downstream of the filter unit 210, both of which are operating at a temperature higher than 350 ° C. This has the following advantages:

optimale werktemperatuur voor SCR;optimum working temperature for SCR;

de katalysator wordt geïnjecteerd in een “zuivere” uitlaatgasstroom G2’, waardoor het risico op katalytische erosie (veroorzaakt door stof in de uitlaatgassen), vergiftiging en deactivatie, aanzienlijk wordt verlaagd. In tegendeel, in oplossingen van de stand van de techniek die werken onder 250 °C, veroorzaakt ammoniasulfaat dat zich vormt op de katalysator een blokkeren van de katalysator.the catalyst is injected into a "pure" exhaust gas stream G2 ", significantly reducing the risk of catalytic erosion (caused by dust in the exhaust gases), poisoning and deactivation. On the contrary, in prior art solutions operating below 250 ° C, ammonium sulfate that forms on the catalyst causes blocking of the catalyst.

De selectieve katalytische reductie (SCR) en/of oxidatie inrichting 220 kan een katalytische reactor met een denox en/of dediox katalysator zijn om een dioxine en furan oxidatie toe te laten gebruikmakend van de resterende zuurstof in het rookgas als oxidant en gebruikmakend van de katalysator voor het waarborgen van destructie bij lage temperatuur.The selective catalytic reduction (SCR) and / or oxidation device 220 can be a catalytic reactor with a denox and / or dediox catalyst to allow dioxin and furan oxidation using the residual oxygen in the flue gas as an oxidant and using the catalyst for ensuring low temperature destruction.

De tweede lage temperatuurs (LT) boiler 300 kan ingericht zijn om te werken met een uitlaatgas inlaattemperatuur onder 450 °C, bijvoorbeeld tussen 350 °C en 425 °C. De tweede boiler 300 kan een rookpijpketel of een waterpijpketel zijn en kan ook voorzien zijn van een reinigingssysteem. Optioneel kan de tweede boiler een economiser bevatten. De uitlaatgas uitlaattemperatuur bij de uitlaat van de tweede boiler 300 is bij voorkeur lager dan 150 °C.The second low temperature (LT) boiler 300 may be arranged to operate with an exhaust gas inlet temperature below 450 ° C, for example between 350 ° C and 425 ° C. The second boiler 300 may be a smoke pipe boiler or a water pipe boiler and may also be provided with a cleaning system. Optionally, the second boiler can contain an economiser. The exhaust gas outlet temperature at the outlet of the second boiler 300 is preferably lower than 150 ° C.

Zoals hierboven werd uiteen gezet kunnen optioneel één of meer wassers 500 voorzien zijn stroomafwaarts van de tweede boiler 300, met of zonder reagensinjectie voor neutralisatie, voor verwijdering van zware metalen of voor beide.As explained above, one or more washers 500 may optionally be provided downstream of the second boiler 300, with or without reagent injection for neutralization, for removal of heavy metals or for both.

Bij de inlaat van de wasser 500 zijn de HC1 concentraties typisch reeds relatief laag aangezien een grote fractie van de zure gassen reeds verwijderd is in de filtereenheid 210. In het geval van hoge chloorconcentraties kan een bijkomende staarteinde uitlaatgasreinigingssysteem zoals een wasser 500 toegevoegd worden om de opgelegde emissieniveau’s voor HC1 te bereiken. In de wasser 500At the inlet of the scrubber 500, the HCl concentrations are typically already relatively low since a large fraction of the acid gases is already removed in the filter unit 210. In the case of high chlorine concentrations, an additional tail end exhaust gas cleaning system such as a scrubber 500 can be added to the emission levels for HC1 that have been imposed. In the washer 500

BE2017/5803 wordt de uitlaatgasstroom in intensief contact gebracht met een wasmateriaal, typisch een vloeistof, met de bedoeling dat bepaalde gasvormige componenten kunnen overgaan van het gas naar de wasvloeistof. In een alkalische wasser, worden zuurvormende componenten verzameld via neutralisatie gebruikmakend van een base (NaOH) als wasservloeistof die leidt tot het vormen van zouten. Het wasserafvalwater dat de zouten bevat kan geïnjecteerd worden in een leiding tussen de eerste hogetemperatuursboiler 100 en de filtereenheid 210; zie lijn 550. Het water verdampt en de reagentia, typisch zouten, worden opgevangen op de filterelementen 213 van stroomafwaarts gelegen filtereenheid 210. Op die manier kan een afvalwater behandelingssysteem worden vermeden.BE2017 / 5803, the exhaust gas stream is brought into intensive contact with a washing material, typically a liquid, with the intention that certain gaseous components can transfer from the gas to the washing liquid. In an alkaline scrubber, acid-forming components are collected via neutralization using a base (NaOH) as a scrubbing liquid that leads to the formation of salts. The scrubber waste water containing the salts can be injected into a conduit between the first high temperature boiler 100 and the filter unit 210; see line 550. The water evaporates and the reagents, typically salts, are collected on the filter elements 213 of downstream filter unit 210. In this way, a waste water treatment system can be avoided.

Bij de uitgang van de wasser 500 worden de zuivere rookgassen vrijgegeven in de atmosfeer door middel van een gas vrij gave inrichting 700 bijvoorbeeld omvattende een frequentie gecontroleerde rookgasafzuigventilator en een uitlaatschouw. De gasvrijgave inrichting 700 kan gecontroleerd worden, bijvoorbeeld door het controleren van de snelheid van de ventilator, om een vooraf ingestelde onderdruk te behouden van de draaioven van de verbrandingsinrichting 1000.At the exit of the washer 500, the pure flue gases are released into the atmosphere by means of a gas-releasing device 700, for example comprising a frequency-controlled flue gas exhaust fan and an exhaust chimney. The gas release device 700 can be controlled, for example, by checking the speed of the fan, to maintain a preset underpressure of the rotary furnace of the combustion device 1000.

FIG. 3 is een schematisch perspectivisch aanzicht van een uitvoeringsvoorbeeld van een systeem voor warmterecuperatie en reiniging van een uitlaatgas van een verbrandingsproces, waarin de eerste boiler 100, de reinigingsinrichting 200 met een filtereenheid 210, en de tweede boiler 300 is getoond.FIG. 3 is a schematic perspective view of an exemplary embodiment of a heat recovery and cleaning exhaust gas from a combustion process, showing the first boiler 100, the cleaning device 200 with a filter unit 210, and the second boiler 300.

Hoewel dit niet geïllustreerd is, kan de sequentie volgens een andere uitvoeringsvorm ook zijn “eerste boiler, SCR inrichting, tweede boiler, filtereenheid”. Ook kunnen twee filters gebruikt worden wanneer het verwijderen van zuur in twee stappen gebeurt en wanneer de tweede stap geen natte stap kan zijn. Een typische configuratie zou dan zijn:Although not illustrated, according to another embodiment, the sequence may also be "first boiler, SCR device, second boiler, filter unit". Two filters can also be used when the removal of acid occurs in two steps and when the second step cannot be a wet step. A typical configuration would then be:

1. HT boiler (eerste boiler)1. HT boiler (first boiler)

2. Reactor met kalk en zeoliet injectie2. Reactor with lime and zeolite injection

3. Eerste filter, bijvoorbeeld een keramisch filter3. First filter, for example a ceramic filter

4. LT boiler (tweede boiler)4. LT boiler (second boiler)

5. Reactor met sodiumbicarbonaat of kalk injectie5. Reactor with sodium bicarbonate or lime injection

6. Tweede filter, bijvoorbeeld een doekenfilter6. Second filter, for example a cloth filter

7. ID ventilator en stack7. ID fan and stack

Stappen 5 en 6 kunnen vervangen worden door een natte wasser (één of twee trappen) gebruikmakend van NaOH, CaOH2 of kalksteen als reagens. In dit geval kan de wasser ook gebruikt worden als condenser voor het verwijderen van de laatste energie uit de rookgassen. BijSteps 5 and 6 can be replaced with a wet washer (one or two steps) using NaOH, CaOH2 or limestone as a reagent. In this case the washer can also be used as a condenser for removing the last energy from the flue gases. Bee

BE2017/5803 de uitgang van de tweede boiler (economiser/LT boiler) zal de temperatuur typisch ongeveer 120150 °C zijn, maar bij de uitgang van de wasser kan de temperatuur ongeveer 50-70 °C zijn, en dus resulteren in nog meer energierecuperatie.BE2017 / 5803 the output of the second boiler (economiser / LT boiler) the temperature will typically be about 120150 ° C, but at the washer's output the temperature can be about 50-70 ° C, and thus result in even more energy recuperation .

Hoewel de principes van de uitvinding hierboven uiteengezet zijn voor specifieke uitvoeringsvormen, zal men begrijpen dat de beschrijving louter werd gegeven bij wijze van voorbeeld en niet mag gezien worden als een beperking van de beschermingsomvang die bepaald wordt door de conclusies in bijlage.Although the principles of the invention have been set forth above for specific embodiments, it will be understood that the description was given by way of example only and should not be seen as a limitation of the scope of protection defined by the appended claims.

Claims

Conclusions

1. A system for heat recovery and cleaning of an exhaust gas from a combustion process, which system comprises:

a first boiler (100) adapted to receive exhaust gas G1 from a combustion process and to operate in a first temperature range;

a cleaning device (200) disposed downstream of the first boiler for receiving exhaust gas G2 that has passed through the first boiler; and which is arranged to operate in a second temperature range; and a second boiler (300) positioned downstream of the cleaning device for receiving cleaned exhaust gas G3 from the cleaning device; and which is arranged to operate in a third temperature range that is lower than the first temperature range.

The system of claim 1, further comprising a second cleaning device positioned downstream of the second boiler for receiving exhaust gas that has passed through the second boiler; and which is arranged to operate in a fourth temperature range that is lower than the second temperature range.

The system of claim 1 or 2, wherein the second temperature range is between 300 and 500 ° C, more preferably between 325 and 475 ° C, even more preferably between 350 and 450 ° C.

The system of the preceding claim, wherein the first temperature range is above 300 ° C, more preferably above 325 ° C, and even more preferably above 350 ° C.

The system of any one of the preceding claims, wherein the cleaning device comprises a filter (210).

The system according to the preceding claims, wherein the filter is a ceramic filter, which is optionally equipped with an integrated catalytic reactor.

The system of any one of the preceding claims, wherein the cleaning device (200) is a selective catalytic reduction and / or oxidation device (220)

BE2017 / 5803, which is adapted to perform a selective catalytic reduction process on the exhaust gas.

The system of claims 5 and 7, wherein the filter is disposed upstream of the selective catalytic reduction device.

The system of any one of the preceding claims, further comprising a boiler cleaning system (150) adapted to remove precipitation of the exhaust gas from the first boiler.

The system of the preceding claim, wherein the cleaning system (150) comprises a blower.

The system of any one of the preceding claims, further comprising a recirculation line (400) connected between an outlet of the second boiler and an inlet of the first boiler; and a control means (450) for controlling a flow through the circulation line as a function of a desired temperature of the exhaust gas in the first boiler.

The system of any one of the preceding claims wherein the second cleaning device comprises a washer (scrubber) (500) positioned downstream of the second boiler, and which is adapted to bring the cleaned exhaust gas from the second boiler into contact with a washing material.

The system of the preceding claim wherein the washer is an alkaline washer.

The system of the preceding claim wherein the washer is adapted to use one or more of the following compositions for washing: lime, limestone, caustic soda, sodium bicarbonate.

The system of claim 14 and any of claims 5-6, wherein the washer comprises a waste water line (550) connected between the washer and a line between the first boiler and the filter, such that the waste water evaporates, and any reagents thereof, such as salts, are trapped in the filter.

The system of any one of the preceding claims, further comprising a combustion system (1000) upstream of the first boiler; wherein an exhaust gas outlet of

BE2017 / 5803 the combustion system is connected to an exhaust gas inlet of the first boiler.

The system of any one of the preceding claims, further comprising a gas release device (700), such as an exhaust fan, downstream of the second boiler, and a control means adapted to control the gas release device for obtaining predetermined pressure in the combustion system.

A method for heat recovery and cleaning an exhaust gas from a combustion process, which method comprises:

recovering a first amount of heat from an exhaust gas G1 from a combustion process at a first temperature to obtain an exhaust gas G2 at a reduced second temperature;

cleaning the exhaust gas G2 at the reduced second temperature to obtain a cleaned exhaust gas G3; and recovering a second amount of heat from the cleaned exhaust gas G3 to obtain an exhaust gas G4 at a further reduced temperature.

The method of claim 18, further comprising: cleaning the exhaust gas G4 at the further reduced third temperature to obtain a further cleaned exhaust gas G5.

The method according to claim 18 or 19, wherein the second temperature is between 300 and 500 ° C, more preferably between 325 and 475 ° C, even more preferably between 350 and 450 ° C.

The method according to the preceding claim, wherein the first temperature is higher than 300 ° C, more preferably higher than 325 ° C, even more preferably higher than 350 ° C.

The method of any one of claims 18 to 21, wherein the cleaning comprises a selective catalytic reduction process.

The method of any one of claims 18 to 22, wherein the cleaning comprises filtering dust particles from the exhaust gas G2.

BE2017 / 5803

The method according to claims 22 and 23, wherein the filtering of dust particles upstream of the selective catalytic reduction process is performed.

The method of any one of claims 18 to 24, further comprising the

5 recirculating a controlled flow exhaust gas G4 at the third temperature to the exhaust gas G1 at the first temperature as a function of a desired temperature of the exhaust gas G1.