CN116034094A - 用于物理和热化学处理生物质的方法以及处理设施 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于物理和热化学处理生物质(5)的方法,其中所述生物质(5)在干燥设备(4)中降低其水含量并且另外在干燥过程中从所述生物质(5)中释放氨气(NH3)。随后将经干燥的生物质(5)在热解反应器(2)中热解并将热解气体进一步引导至燃烧设备(3)并且在其中燃烧成烟气,或者在燃烧设施单元(17)中燃烧成烟气,将所述烟气分别导入混入设备(9)。在所述混入设备(9)中将氧气(O2)计量加入所述烟气并且作为干燥气体直接导入所述干燥设备(4)。在将所述干燥气体引导穿过所述干燥设备(4)时,在所述干燥气体中包含的二氧化硫(SO2)和/或三氧化硫(SO3)与氨气(NH3)发生化学反应生成亚硫酸铵((NH4)2SO3)和/或硫酸铵((NH4)2SO4)。另外,本发明还涉及一种用于物理和热化学处理生物质(5)的处理设备(1)。
Description
本发明涉及一种用于物理和热化学处理生物质的组合式方法,所述生物质尤其为有机废弃产品,如来自污水处理设施、生物气体设施、屠宰场、农林业、养殖场、食品工业、造纸工业、化学工业的浆料。另外,本发明还涉及一种可以用于物理和热化学处理生物质的处理设备。
DE 10 2008 028 241 A1说明了一种用于将生物质热化学处理成燃烧气体的设备。在此所述设备由螺杆反应器和另外的反应器组成。在螺杆反应器中在排除空气的情况下将生物质干燥并热解,其中在此产生的热解焦炭、热解气体和水蒸气共同导入另外的反应器并且填充所述另外的反应器从而形成热解焦炭散装材料。在所述另外的反应器中,通过低于化学计量比加入气化剂、尤其空气来进行部分氧化。在此至少部分进行长链沥青分子的断裂。借助于抽出装置从所述另外的反应器中向下抽出残留物质。为了防止阻塞反应器壁的区域中用于气化剂的入口和/或用于燃烧气体的出口,设置有多个在重力方向上至少部分延伸的内腔扩展部。将所产生的燃烧气体经由自身的出口导入气体过滤器和气体冷却器。然后将从气体冷却器的出口端流出的经净化的燃烧气体导入例如燃气机。可以将燃气机中产生的电能馈入到供电网络中,其中同样产生的热还可以用于加热上述的螺杆反应器。
DE 10 2010 049 339 A1说明了一种用于在离心轴干燥器中干燥物料的设备和方法。待干燥的物料在通过方向上被相继进一步传送穿过干燥器进入依次布置且借助于可移动的分隔壁分开的区段中。导入的干燥空气可以通过设置在分隔壁区域中的连接开口流过干燥室,或者可以被导入并且还再次被导出所述区段中的每一个区段。为了进行干燥,还可以直接使用烟气,其中烟气来自外部的燃烧室。在此可以为常规的油或气体燃烧器。但是还可以使用用于丸料的生物质燃烧器,如在DE 203 21670U1中所说明的。
本发明的目的是提供用于物理和热化学处理生物质的方法以及处理设施,借助于所述方法或处理设施可以在不使用附加手段的情况下降低或避免问题物质并且可以在整个处理设施运行时实现更高的能量效率。
这个目的通过根据权利要求所述的方法和处理设施来实现。
本发明的方法被设置为用于物理或热化学处理生物质,所述生物质尤其为处理设施中的有机废弃产品。所述有机废弃产品优选为来自污水处理设施、屠宰场、农林业、养殖场、食品工业、造纸工业和化学工业的不同浆料。为了执行所述方法,执行以下步骤:
-提供待处理的生物质,
-提供干燥设备,
-提供至少一个热解反应器,
-提供至少一个燃烧设备,
-提供至少一个混入设备,
-将所提供的待处理的生物质送入所述干燥设备中,其中降低包含在所述生物质中的水分并且另外在干燥过程中从所述生物质中释放氨气(NH3),
-将待处理的生物质从所述干燥设备中输出,
-将待处理的生物质送入所述热解反应器中,
-在所述热解反应器中将所述生物质热解并且同时将所述生物质热分解成热解焦炭和热解气体,
-从所述热解反应器中将所述热解焦炭排出并将所述热解气体导出,
-将从所述热解反应器中导出的热解气体导入到所述燃烧设备中并且燃烧所述热解气体从而形成烟气,
-从所述燃烧设备中导出所述烟气并且将所述烟气导入到所述混入设备中,
-在所述混入设备中将氧气(O2)和/或至少一种含氧气(O2)的气体计量加入所述烟气并且形成干燥气体,所述干燥气体除其他之外分别以气态聚集状态包含二氧化硫(SO2)和/或三氧化硫(SO3),
-从所述混入设备中导出所述干燥气体并且将所述干燥气体导入到所述干燥设备中,
-将所述干燥气体引导穿过所述干燥设备,其中在所述干燥气体中除其他之外包含的二氧化硫(SO2)和/或三氧化硫(SO3)与氨气(NH3)发生化学反应生成亚硫酸铵((NH4)2SO3))和/或硫酸铵((NH4)2SO4)。
在此处选择的方法步骤中有利的是,在计量加入一定体积比例的氧气或含氧气的气体之后将从所述燃烧设备中导出的烟气直接作为所谓的干燥气体导入所述干燥设备。于是在包含于烟气中的热能连同其中包含的相应的硫氧化物一起用在干燥设备中。由此避免了在干燥设备中加入至少一种自身的添加物质来结合在干燥过程中产生或释放的氨气,由此无需在将干燥器尾气或干燥器排出空气输出至环境之前分开地处理或过滤所述添加物质。另外,由此还创造了连续的、紧凑的处理设施,其中不需要用于提供干燥气体的额外的设施部件,例如集中供热站或其他用于长期运行的燃烧设备。优选以先前详述的顺序执行所述方法步骤。
另外,如下方式是有利的,其中在所述混入设备中使所述干燥气体达到来自以下温度值范围内的温度值,所述温度值范围的下限为100℃、尤其300℃并且其上限为700℃、尤其500℃。由此创造了如下可能性:通过计量加入大体上经冷却的环境空气使烟气达到在干燥设备中使用所需的温度值或温度值范围,以便能够正常地进行干燥过程。
另一种有利的工作方式的特征在于,在所述混入设备中通过计量加入氧气(O2)和/或至少一种含氧气(O2)的气体使所述干燥气体达到来自以下氧气含量值范围内的氧气含量,所述氧气含量值范围的下限为6体积%、尤其15体积%并且其上限为20体积%、尤其17体积%。通过固定、尤其降低在从混入设备中输出的干燥气体中的氧气含量,可以在干燥设备中实现干燥气氛,所述干燥气氛防止火灾和/或爆炸的危险。在干燥过程中,除其他之外,形成了粉尘颗粒,尤其不太高的干燥温度,所述粉尘颗粒可能造成粉尘爆炸。这样可能符合法律上规定的数值,因为干燥温度处于临界水平。
有利地还有如下方法变体,其中将来自集中供热站的另外的烟气导入所述混入设备。由此可以在可能的组合中提供更大量的干燥气体用于干燥所述干燥设备中的生物质。于是可以实现生物质的仍更佳的或更高的干燥度,以便能够后续在热解反应器中进行快速处理。由此可以实现仍更佳的能量效率。
另外,如下方式是有利的,其中将具有来自以下温度值范围内的温度值的所述另外的烟气导入所述混入设备,所述温度值范围的下限为100°C、尤其200℃并且其上限为500℃、尤其300℃。由此可以与从燃烧设备导入的至少来自所述热解气体的燃烧的烟气相组合地更简单地实现干燥气体的预定的温度水平。
另一种有利的工作方式的特征在于,在导入到所述混入设备之前将从所述燃烧设备导出的烟气分流出子部分,将所述烟气的这个子部分引导穿过热交换器并且降低烟气温度,并且随后将分流出的烟气导入所述燃烧设备以便进行燃烧。由此可以提供一定量的热能用于附加的加热过程。此外,于是可以通过引导回到燃烧设备和燃烧过程来产生另外的热能。
如下的方法变体也是有利的,其中将环境空气作为所述含氧气(O2)的气体引导穿过所述热交换器并且借助于被引导穿过的烟气来提高温度,并且随后将所述环境空气导入所述混入设备并且计量加入到所述烟气中。由此可以将包含在经分流的烟气中的热能转移至对导入所述混入设备的环境空气的调温。但是另外,由此还可以通过引导回来的烟气通过降温来实现在所述燃烧设备的燃烧室中的温度控制。
另一种工作方式的特征在于,将从热解反应器排出的热解焦炭送入所提供的焦炭处理设备并且在所述焦炭处理设备中进一步分解成固态的、尤其可倾倒的残留产物和焦炭尾气。由此可以对在所述热解反应器中已经处理过的生物质进行进一步的附加的处理。于是可以在两步过程中实现更密集且更广泛的处理。于是可以依据所选择的生物质、例如有机废弃产品来更佳地实现对其中包含的材料、尤其磷或磷化合物、磷酸盐、钾、钙、镁等的回收。
另外,如下的方式是有利的,其中所述残留产物与所述焦炭尾气在空间上分开地从所述焦炭处理设备中排出。由此可以提供可用于所述燃烧设备中的附加的气体,以便由此再额外地提高能量效率。
另一种有利的工作方式的特征在于,将从所述焦炭处理设备导出的焦炭尾气导入所述燃烧设备,并且在所述燃烧设备中所述焦炭尾气燃烧同时形成烟气并且同样从所述燃烧设备中导出。由此可以在所述燃烧设备中提供仍更高的热能。
如下的方法变体也是有利的,其中所述热解气体和所述焦炭尾气彼此分开地导入所述燃烧设备。通过将所述热解气体和所述焦炭尾气彼此分开地送入所述燃烧设备,于是可以实现仍更完全且更佳的燃烧,由此可以额外地对应地提高热输出。
另一种工作方式的特征在于,将所述热解气体和所述焦炭尾气共同导入所述燃烧设备。由此可以在将这两种气体导入到燃烧设备中之前已经实现一定的混合。
另一种有利的工作方式的特征在于,将在所述干燥设备中形成的亚硫酸铵((NH4)2SO3)和/或硫酸铵((NH4)2SO4)与经干燥的生物质共同地送入所述热解反应器。于是可以在所述热解反应器中进行后续的共同的处理过程。
本发明的目的,即提供生物质的物理和热化学处理过程以及同时在不使用附加手段的情况下降低或避免问题物质并且可以在整个处理设施运行时实现更高的能量效率,在适当时独立自主地通过根据对应位置给出的方法步骤的另一种方法实现。
所述另一种方法同样被设置为用于物理或热化学处理生物质,所述生物质尤其为处理设施中的有机废弃产品。所述有机废弃产品优选为来自污水处理设施、屠宰场、农林业、养殖场、食品工业、造纸工业和化学工业的不同浆料。为了执行所述方法,执行以下步骤:
-提供待处理的生物质,
-提供干燥设备,
-提供具有至少一个燃烧反应器的燃烧设施单元,
-提供至少一个混入设备,
-将所提供的待处理的生物质送入所述干燥设备中,其中降低包含在所述生物质中的水分并且另外在干燥过程中从所述生物质中释放氨气(NH3),
-将待处理的生物质从所述干燥设备中输出,
-将待处理的生物质送入所述至少一个燃烧反应器中,
-在所述至少一个燃烧反应器中燃烧所述生物质并且同时将所述生物质氧化性转化成燃烧产物和烟气,
-从所述至少一个燃烧反应器中将所述燃烧产物排出并将所述烟气导出,
-将所述烟气导入到所述混入设备中,
-在所述混入设备中将氧气(O2)和/或至少一种含氧气(O2)的气体计量加入所述烟气并且形成干燥气体,所述干燥气体除其他之外分别以气态聚集状态包含二氧化硫(SO2)和/或三氧化硫(SO3),
-从所述混入设备中导出所述干燥气体并且将所述干燥气体导入到所述干燥设备中,
-将所述干燥气体引导穿过所述干燥设备,其中在所述干燥气体中除其他之外包含的二氧化硫(SO2)和/或三氧化硫(SO3)与氨气(NH3)发生化学反应生成亚硫酸铵((NH4)2SO3)和/或硫酸铵((NH4)2SO4)。
在此处选择的方法步骤中有利的是,在计量加入一定体积比例的氧气或含氧气的气体之后将在所述燃烧设施单元中形成且从所述燃烧设施单元中导出的烟气直接作为所谓的干燥气体导入所述干燥设备。于是在包含于烟气中的热能连同其中包含的相应的硫氧化物一起用在干燥设备中。在此,由此也避免了在干燥设备中加入至少一种自身的添加物质来结合在干燥过程中产生或释放的氨气,由此无需在将干燥器尾气或干燥器排出空气输出至环境之前分开地处理或过滤所述添加物质。另外,由此还创造了连续的、紧凑的处理设施,其中优选不一定需要用于提供干燥气体的额外的设施部件,例如集中供热站或其他用于长期运行的燃烧设备。优选以先前详述的顺序执行所述方法步骤。
另外,如下的方式是有利的,其中所述燃烧设施单元由多个燃烧反应器形成,并且将在所述燃烧反应器中燃烧时分别形成的烟气送入所述混入设备。由此可以总体上提高通过量,以便能够在所述干燥设备之后将足够大的质量或量燃烧。由此在具有较低干燥度的干燥设备中可能就足够。
另一种有利的工作方式的特征在于,在所述混入设备中使所述干燥气体达到来自以下温度值范围内的温度值,所述温度值范围的下限为100°C、尤其300℃并且其上限为700℃、尤其500℃。由此创造了如下可能性:通过计量加入大体上经冷却的环境空气使烟气达到在干燥设备中使用所需的温度值或温度值范围,以便能够正常地进行干燥过程。
如下的方法变体也是有利的,其中在所述混入设备中通过计量加入氧气(O2)和/或至少一种含氧气(O2)的气体使所述干燥气体达到来自以下氧气含量值范围内的氧气含量,所述氧气含量值范围的下限为6体积%、尤其15体积%并且其上限为20体积%、尤其17体积%。通过固定、尤其降低在从混入设备中输出的干燥气体中的氧气含量,可以在干燥设备中实现干燥气氛,所述干燥气氛防止火灾和/或爆炸的危险。在干燥过程中,除其他之外,形成了粉尘颗粒,尤其不太高的干燥温度,所述粉尘颗粒可能造成粉尘爆炸。这样可能符合法律上规定的数值,因为干燥温度处于临界水平。
另一种工作方式的特征在于,在导入到所述混入设备之前将从所述燃烧设备单元导出的烟气分流出子部分,将所述烟气的这个子部分引导穿过热交换器并且降低烟气温度,并且随后将分流出的烟气导入所述燃烧设备单元以便进行燃烧。由此可以提供一定量的热能用于附加的加热过程。此外,于是可以通过引导回到具有其至少一个燃烧反应器的燃烧设施单元和燃烧过程来产生另外的热能。
另外,如下的方式是有利的,其中将环境空气作为所述含氧气(O2)的气体引导穿过所述热交换器并且借助于被引导穿过的烟气来提高温度,并且随后将所述环境空气导入所述混入设备并且计量加入到所述烟气中。由此可以将包含在经分流的烟气中的热能转移至对导入所述混入设备的环境空气的调温。但是另外,由此还可以通过引导回来的烟气通过降温来实现在所述燃烧设施单元的燃烧室中的温度控制。
最后,另一种有利的工作方式的特征在于,将在所述干燥设备中形成的亚硫酸铵((NH4)2SO3)和/或硫酸铵((NH4)2SO4)与经干燥的生物质共同地送入所述燃烧设备单元。于是可以在所述燃烧设施单元中进行后续的共同的处理过程。
本发明的目的,即创造一种用于进行生物质的物理和热化学处理过程的处理设施以及同时在不使用附加手段的情况下降低或避免问题物质并且可以在整个处理设施运行时实现更高的能量效率,在适当时独立自主地通过根据对应位置给出的特征的处理设施来实现。
所述处理设备尤其被形成为用于进行所述生物质处理方法并且在燃烧设施单元中进行其燃烧。所述处理设施包括
-干燥设备,所述干燥设备被形成为用于降低包含在所述生物质中的水分,并且其中另外在所述干燥设备中的干燥过程中能够从所述生物质中释放氨气(NH3),
-具有至少一个燃烧反应器的燃烧设施单元,所述至少一个燃烧反应器被形成为用于燃烧送入其中的生物质并且同时将所述生物质氧化性转化成燃烧产物和烟气,
-至少一个混入设备,所述混入设备被形成为用于将氧气(O2)和/或至少一种含氧气(O2)的气体计量加入从所述燃烧设施单元导入所述混入设备的烟气以便形成干燥气体,其中借助于所述混入设备形成的所述干燥气体除其他之外分别以气态聚集状态包含二氧化硫(SO2)和/或三氧化硫(SO3),
-干燥气体导入管线,所述至少一个混入设备借助于所述干燥气体导入管线与所述干燥设备处于管线连接,并且所述干燥气体导入管线被形成为用于将在所述混入设备中形成的干燥气体导入所述干燥设备。
由此实现的优点在于,在计量加入一定体积比例的氧气或含氧气的气体之后将在所述燃烧设施单元中形成且从所述燃烧设施单元中导出的烟气直接作为所谓的干燥气体导入所述干燥设备。于是在包含于烟气中的热能连同其中包含的相应的硫氧化物一起用在干燥设备中。在此,由此也避免了在干燥设备中加入至少一种自身的添加物质来结合在干燥过程中产生或释放的氨气,由此无需在将干燥器尾气或干燥器排出空气输出至环境之前分开地处理或过滤所述添加物质。另外,由此还创造了连续的、紧凑的处理设施,其中优选不一定需要用于提供干燥气体的额外的设施部件,例如集中供热站或其他用于长期运行的燃烧设备。
另外可能有利的是,所述燃烧设施单元包括多个燃烧反应器并且所述燃烧反应器中的每一个都与所述混入设备处于管线连接。通过使用多个燃烧反应器,于是还可以在比其他情况下需要的更少的时间段中送入或处理更大量的生物质。
另一个实施方式的特征在于,所述至少一个燃烧反应器选自旋转管式炉、流化床炉、用于进行粉尘点火或旋流点火(Zykloidfeuerung)的炉、或者带有炉篦燃烧器的炉如阶梯炉。于是可以将各种各样的生物质送至其燃烧装置并且可以使所述处理设施与相应的要求适配。
另一个可能的实施方式具有以下特征:所述处理设施另外包括集中供热站并且来自所述集中供热站的另外的烟气能够经由导入管线被导入所述混入设备。由此可以创造如下的可能性:根据需要还可以为所述混入设备提供另外的烟气并且随后将其作为混合干燥气体在所述干燥设备中导入。
为了更好地理解本发明,借助于下面的附图更详细地解说本发明。
附图中示出了大幅度简化的、示意性的图示:
图1带有所展示的设施部件的处理设施的第一设施示意图;
图2带有所展示的设施部件的处理设施的可能的第二设施示意图。
应注意,在不同地描述的实施方式中,相同的零件设置有相同的附图标记或相同的部件编号,其中在整个说明书中包含的公开内容类似地可以转移到具有相同的附图标记或相同的部件编号的相同零件上。在说明书中所选的位置信息,例如像上方、下方、侧向等等,都参照直接描述以及展示的附图,并且这些位置信息在位置变化时相应地转移到新的位置上。
术语“尤其”在下文中理解为,它可以涉及物体或方法步骤的一种可能的特殊形成方式或更详细的规定,但是不一定必须为其强制的、优选的实施方式或强制的工作方式。
在本文中使用时,术语“包括”、“具有”、“包含”、“含有”及其任何变体涵盖非排他性的包括。
作为另外的术语还可以使用“选择性地”。应将其理解为,这个方法步骤是基本上存在的,但是可以依据使用条件来使用,但所述方法步骤不是必需强制进行的。
在图1和图2中都分别示出了一个设施示意图,其中借助于彼此不同的设施部件可以分别形成烟气,所述烟气随后用于干燥待处理的生物质。区别仅仅在于用于形成烟气的那些设施部件。随后由烟气形成干燥气体。相应的可能的设施部件以及方法步骤将在下文中详细说明。
分别提出了用于物理和热化学处理生物质的组合式方法。术语“热化学处理”理解为直接的以及间接的方法。在直接方法中进行生物质的燃烧,其中在间接方法中进行生物质的热解或气化。
一开始先简短地解释可能的处理方法在其中使用的氧气比例以及燃料-氧气(空气)混合物的燃烧空气比以及λ值方面的区别。λ值是由燃烧理论得出的无量纲的特征数值,所述燃烧理论给出了对于理论上完全燃烧过程而言相对于分别按化学计量比理想的比率的氧气(空气)与燃料的质量比。从这个特征数值可以反推出燃烧曲线、温度、有害物质的产生以及效率。
热解通常在为0%的氧气比例下并且由此在为0的λ值(λ=0=)下进行。但是在某些情况即使在热解时也可以存在非常少百分比的氧气比例。
气化为热解与燃烧之间的中间状态。气化的通常表征低于化学计量比的热化学氧化反应,从而形成具有大于0但小于1的λ值(0<λ<1)的合成性可燃气体。
依据待燃烧的材料,燃烧要求较高的氧气比例,即λ值至少等于1或者为大于1(λ≥1)。然而,大多数情况下或优选地,在燃烧时导入或提供比有机物质的氧化性反应所需或所要求的更多的氧气(O2)。
在图1中以简化且非常不写实的方式示出了处理设备1的设备示意图,所述设备包括用于待处理的生物质5的至少一个热解反应器2、至少一个燃烧设备3和至少一个干燥设备4。
处理设备1基本上被设置为用于以热化学处理方法或热化学处理过程来处理生物质5。以组合式方法、即借助于物理处理和热化学处理来进行生物质5的处理。在此所谓的生物质5尤其理解为有机废弃产品。所述有机废弃产品除其他之外包括来自污水处理设施、屠宰场、农场、养殖场、食品工业、造纸工业和化学工业的浆料或浆料状物质。在此可以例如涉及污水处理浆料、屠宰废料、动物粉、排泄物或许多其他物质。术语生物质5理解为或暗示以复杂或较不复杂形式包含或存在有机化合物的所有物质。为了能够进行生物质5的处理,浆料例如必须包含可热反应的有机化合物。
本发明的一个可能的方面可以在于经济地处理生物质并且回收包含在生物质5中的至少一种材料。所述材料例如可以为磷(P)或磷化合物例如P2O5、钾、钙、镁等。本发明的另一个可能的方面可以在于降低或避免问题物质和整个处理设施1的能量消耗。
依据生物质5的类型和组成,此前将其以各种各样的方式处置或进一步加工。第一种可能性为通过在垃圾焚烧设施、水泥厂或类似设施中通过燃烧进行热增值。另一种可能性、尤其在污水处理浆料的情况下是在农业上喷洒到田地中。然而在此,污水处理浆料中同时包含的所有有害物质、微塑料等都被分散到田地上并且还进入地下水中。最后还可以进行堆肥或土壤化。
在送入到干燥设备4中并且进而热解反应器2中之前,在脱水设备6中可以将生物质5的至少一定量比例、然而尤其所有的待处理生物质5的量脱水至来自以下湿度值范围内的湿度值,相对于生物质5的总质量,所述湿度值范围的下限为70重量%、尤其80重量%并且其上限为95重量%、尤其90重量%。
与这个脱水步骤无关地或者附加于这个脱水步骤,在送入热解反应器2中之前,在干燥设备4中将待处理的生物质5的至少一定量比例、然而尤其所有的待处理生物质5的量干燥至来自以下湿度值范围内的湿度值,所述湿度值范围的下限为3重量%、尤其5重量%并且其上限为20重量%、尤其10重量%。然而优选使所有待处理的生物质5的量经受预干燥。如果设置有脱水设备6以及干燥设备4,则它们可以共同形成一个干燥设施。
待处理的生物质5优选在具有上文说明的湿度降低和/或没有上文说明的湿度降低的情况下被送入热解反应器2。在此还可能的是,获知送入热解反应器2的生物质5的质量流量并且在适当时将其存储或保存在控制设备7中。
控制设备7还用于从生物质的递送直至整个处理流程结束为止监测生物质处理的整个流程并且根据预先给定的工艺步骤来控制所有的设施零件或设施部件。在控制设备7与各个设施零件或设施部件之间的相应的通信连接以虚线示出。可以借助于闸系统8、例如竖直旋转闸、优选以气密的方式将生物质5送入到热解反应器2中。
如果已经将经预干燥的生物质5送入热解反应器2中,则在其中发生生物质5的热化学反应或处理,可以称为热解过程。在此发生生物质5的热分解,分解成分别具有各种组成成分的热解焦炭和热解气体。热解焦炭大多形成固体级分,还可以被称为碳化产物。
热解反应器2例如可以被形成为螺杆反应器,其中生物质5的热分解在介于400℃尤其450℃与600℃尤其550℃之间的温度范围内的温度下进行。这个过程在减少氧气的条件下在介于20与30分钟之间的停留时间下进行。在热解反应器2中可以存在小于5%的较低的氧气浓度。
所产生的热解气体大多数情况下为在某些情况下具有粉尘状部分的油/气体混合物。在完成生物质5在热解反应器2中的处理之后,将在此产生的热解焦炭和热解气体优选在空间上彼此分开地从热解反应器2中排出或导出,如在当前实施例中所示的。还可以将其共同从热解反应器2中导出并且稍后或者后续进行分离。
在热解反应器2中由生物质5产生的热解气体自身被导入燃烧设备3中,其中热解气体在燃烧设备3被燃烧,从而形成烟气。将在此产生的或形成的烟气从燃烧设备3中导出并且导入位于或被布置在后方的自身的混入设备9。燃烧产物“烟气”大多数情况下仍具有残留比例的氧气(O2),其中烟气中的氧气含量可以为约最多5体积%。
除其他之外,混入设备9可以包括混合室,其中除了来自燃烧设备3的烟气之外还混入或计量加入至少一种含氧气的气体,例如环境空气和/或氧气(O2)。如果借助于燃烧设备3至少燃烧热解气体,则产生热能。从燃烧设备3中导出的烟气至少具有来自以下温度值范围内的温度值,所述温度值范围的下限为800℃、尤其850℃并且其上限为1,200°C、尤其1,000℃。
为了更清晰,省略了对计量送入设备、阀门等的展示。还要注意的是,为了控制和/或监测,在混入设备9处或其中可以设置自身的测量组件以便获知各种参数。于是例如可以分别分开地获知送入混入设备9中的所有气体的温度。作为其他的参数还可以例如分别分开地获知氧气含量以及后续说明的气体的比例或含量。测量组件自身与控制设备7处于通信连接。出于简化目的,仅展示了混入设备9与控制设备7之间的连接线。
在混入设备9中一方面向烟气中计量加入环境空气和/或氧气,而另一方面通过至少一种含氧气的气体来降低温度并由此进行冷却。后续将离开混入设备9的气体混合物直接且优选在没有附加的过滤过程的情况下导入干燥设备4并且因此为了便于对处理设施1中存在的气体进行区分而将其称为所谓的干燥气体。
从混入设备9中导出的干燥气体应具有来自以下温度值范围内的温度值,所述温度值范围的下限为100℃、尤其300℃并且其上限为700°C、尤其500℃。
另外,从所述混入设备9中导出的干燥气体应具有来自以下氧气含量值范围内的氧气含量,所述氧气含量值范围的下限为6体积%、尤其15体积%并且其上限为20体积%、尤其17体积%。氧气含量特别优选应不大于17体积%。
除其他之外,从所述混入设备9中导出的干燥气体包含气体二氧化硫(SO2)。二氧化硫是一种无色、刺激粘膜、有强烈气味并且味道为酸味的有毒气体。干燥气体另外还可以包含三氧化硫(SO3),三氧化硫在上述高温下同样具有气态的聚集状态。
下文将说明具有可能的方法步骤的另一种可选择地热解焦炭的处理方式,可以执行所述处理方式,但不一定必须进行或执行所述处理方式。
现在基本上可以将在热解反应器2中由生物质5形成的热解焦炭进一步传送到焦炭处理设备10中用于进行另一个附加的处理步骤。这个处理步骤可以直接进行。但是还可能的是,在送入焦炭处理设备10之前,将从热解反应器2中导出的热解焦炭传送到暂存容器11并且在那里暂时储存。可以例如借助于传送蜗杆和布置在传送蜗杆之后的旋转进料器从暂存容器11进行取出或者将热解焦炭从暂存容器11中进一步传送至焦炭处理设备10。
要注意的是,在热解气体中和/或在从焦炭处理设备10中导出的焦炭尾气中和/或还在烟气中可能已经包含二氧化硫(SO2)和/或三氧化硫(SO3)。在焦炭处理设备10中产生的焦炭尾气还可以被称为气化器气体。
如果在热解反应器2中的上述处理步骤中被处理成热解焦炭的生物质5位于焦炭处理设备10中,则在可能的后续的处理步骤中进一步热处理热解焦炭。可以进行这个处理步骤并且这个处理步骤形成另一种替代的进一步处理的方式。在此,将热解焦炭分解成大体上固态的残留产物、尤其可倾倒的残留产物和焦炭尾气。在焦炭处理设备10中的这种另外的热处理中,可以进行气化和/或还有燃烧。焦炭处理设备10还可以被称为所谓的氧化性焦炭处理器,所述氧化性焦炭处理器可以实现或允许气化和/或燃烧。在大多数情况下为固态的残留产物中包含可以作为回收目标的至少一种材料。从焦炭处理设备10中将残留产物与焦炭尾气在空间上分开地排出,其中残留产物可以汇集在未详细说明的容器中。焦炭尾气于是可以自己从焦炭处理设备10中被导出。
在焦炭处理设备10中,热解焦炭可以以来自以下温度值范围内的温度值被气化,所述温度值范围的下限为400℃、尤其500℃并且其上限为1,000℃、尤其900℃。
还可以将从焦炭处理设备10中导出的焦炭尾气引导到燃烧设备3中,其中焦炭尾气在燃烧设备3中燃烧,同样形成烟气。同样将在此产生或形成的烟气从燃烧设备3中导出。如果将这两种气体,即热解气体和焦炭尾气,导入燃烧设备3,则可以将其在空间上彼此分开地导入燃烧设备3并且在燃烧设备中燃烧。但是,与此无关地,还可以将这两种气体共同导入燃烧设备3,如以点划线展示的箭头所示。如果将这两种气体在燃烧设备3中燃烧,则从这两种气体也形成了先前说明的烟气并且除其他之外包含气体二氧化硫(SO2)和/或三氧化硫(SO3)。
为了干燥生物质5、尤其先前说明的浆料,可以使用以各种方式形成的干燥设备4。例如在此可以使用如在DE 10 2010 049 339 A1中所说明的那些。为此使用的干燥气体在本文主题的处理设施1中直接由在燃烧设备3中被燃烧成烟气的热解气体和在适当时焦炭尾气形成,其中在混入设备9中已经向烟气中计量加入了先前说明的大多数情况下预先确定的体积比例的氧气并且由此形成干燥气体。
在干燥设备4中干燥由有机废弃产品形成的生物质5时,形成或释放气体氨气(NH3)。氨气在此温度下是有非常强烈气味、无色、溶于水且有毒的气体,它刺激落泪并造成窒息。
在本发明的方法步骤中,通过采用和使用其中除其他之外包含气体二氧化硫(SO2)的干燥气体和氨气(NH3),使至少这两种气体发生化学反应。在这个化学反应中,由氨气(NH3)和二氧化硫(SO2)形成固态、晶态的物质,即亚硫酸铵((NH4)2SO3)。在干燥气体中还可以同时包含三氧化硫(SO3)。
于是可以依据存在的反应气体与氨气(NH3)形成亚硫酸铵((NH4)2SO3)和/或硫酸铵((NH4)2SO4)。这取决于导入干燥设备4的干燥气体的温度。将在干燥设备4中形成的亚硫酸铵((NH4)2SO3)和/或硫酸铵((NH4)2SO4)与经干燥的生物质5共同地送入热解反应器2并且随后热解。
离开干燥设备4或从干燥设备导出的气体被称为干燥器尾气或干燥器排出空气。由于先前说明的氨气(NH3)的结合和转化,只要对干燥器尾气或干燥器排出空气再进行或需要一定的化学和/或物理清洁。优选地,在将干燥器尾气或干燥器排出空气导出到环境之前,将其引导穿过简化地示出的过滤设备13。由此可以过滤出粉尘颗粒,所述粉尘颗粒在某些情况下可能在送入热解反应器2中之前在过滤器清洁时附着到经干燥的生物质5。
另外还可以将来自集中供热站(BHKW)12的另外的烟气导入混入设备9。为了实现使导入混入设备9的烟气降温,应将具有来自以下温度值范围内的温度值的所述另外的烟气导入混入设备9,所述温度值范围的下限为100℃、尤其200℃并且其上限为500℃、尤其300℃。
为了提高能量效率还可以提出,在导入混入设备9之前从导出燃烧设备3的烟气中分流出其子部分。分流出的子部分可以被称为循环气体并且随后被引导穿过热交换器14以便输出热量或减少热量。循环气体的烟气温度因此被减低。分流出的烟气随后导入燃烧设备3以便燃烧。导入燃烧设备3可以与热解气体和/或焦炭尾气共同地进行或者还可以提出彼此分开地导入,如所示出的。另外还展示了,将氧气、尤其含氧气的环境空气导入燃烧设备3以便燃烧热解气体和/或焦炭尾气以及在适当时还有引导回来的烟气。优选地,对于先前说明的气体中的每一种都设置自身的导入管线。所导入的环境空气还可以被称为燃烧空气,所述燃烧空气可以借助于所示的传送设备15被送入燃烧设备3。
如果作为计量加入气体例如选择环境空气作为含氧气(O2)的气体,可以在导入混入设备9之前将气体引导穿过热交换器14并且借助于烟气的分流出的子部分来提高气体的温度。依据季节不同,环境空气具有当地的环境温度,从所述环境温度起进行升温。在形成计量计入气体的环境空气流过或穿过之后,进行向混入设备9中的导入并且进行向位于混入设备9中的烟气的计量加入和混入。在此还可以设置设有相同附图标记的自身的传送设备15,如所示出的。但是还可能的是,只用一个传送设备15以对应铺设的管线连接和阀门组件来将环境空气传送至热交换器14以及燃烧设备3。
在生物质5的处理过程开始时,首先将其在干燥设备4中干燥到预先确定的水含量并且由此抽出水分、尤其水。由于热解反应器2在此时间点尚未运行,所以替代于干燥气体,可形成由其他燃料(例如天然气、生物气体、液化气、燃油等)和/或来自其他燃烧工艺的热烟气(例如燃烧引擎或替代的点火器的尾气)形成的烟气并且将其送入混入设备9并且在其中提供用于在干燥设备4中干燥生物质5的干燥气体。燃烧引擎可以例如为燃气轮机和/或燃气机。替代的点火器例如可以由生物质釜等形成。一旦可以将经干燥的生物质5送入热解反应器2并且热解反应器处于工作状态并且将热解气体导入燃烧设备3,则可以设置对干燥设备4进行首次供应。
利用先前说明的处理设施1,可以使所提供的生物质5经受热化学处理。在此执行至少以下方法步骤:
提供待处理的生物质5,
-提供干燥设备4,
-提供至少一个热解反应器2,
-提供至少一个燃烧设备3,
-提供至少一个混入设备9,
-将所提供的待处理的生物质5送入干燥设备4中,其中降低包含在生物质5中的水分并且另外在干燥过程中从生物质5中释放氨气(NH3),
-将待处理的生物质5从干燥设备4中输出,
-将待处理的生物质5送入热解反应器2中,
-在热解反应器2中将生物质5热解并且同时将生物质5热分解成热解焦炭和热解气体,
-从热解反应器2中将热解焦炭排出并将热解气体导出,
-将从热解反应器2中导出的热解气体导入到燃烧设备3中并且燃烧热解气体从而形成烟气,
-从燃烧设备3中导出烟气并且将烟气导入到混入设备9中,
-在混入设备9中将氧气(O2)和/或至少一种含氧气(O2)的气体计量加入烟气并且形成干燥气体,所述干燥气体除其他之外分别以气态聚集状态包含二氧化硫(SO2)和/或三氧化硫(SO3),
-从混入设备9中导出干燥气体并且将干燥气体导入到干燥设备4中,
-将干燥气体引导穿过干燥设备4,其中在干燥气体中除其他之外包含的二氧化硫(SO2)和/或三氧化硫(SO3)与氨气(NH3)发生化学反应生成亚硫酸铵((NH4)2SO3)和/或硫酸铵((NH4)2SO4)。
在图2中示出处理设施1的在适当时独立的实施方式的另一种可能的设施示意图,所述处理设施同样被形成和设置为能够对生物质5进行物理和热化学处理,所述生物质尤其为有机废弃产品,如来自污水处理设施、屠宰场、农场、养殖场、食品工业、造纸工业的浆料。因此,在此对于相同的零件再次使用与在先前图1中相同的附图标记或构件名称。为了避免不必要的重复,参照或参考先前图1中的详细说明。
与先前说明的处理设施1不同,生物质5在如所希望地存在氧气的情况下燃烧并且此时已经提供或获得了烟气。烟气优选地且后续地在按照需求插入混入设备9的情况下被导入干燥设备4,用于进行生物质5的干燥过程。
处理设施1在设施方面优选包括用于接纳待处理的生物质5的存储器、在适当时脱水设备6、以及干燥设备4。
在干燥设备4之后可以选择性地但并非强制地设置自身的传送设备16,借助于所述传送设备可以将经预干燥或经干燥的生物质5传送到处于后续位置的燃烧设施单元17,所述燃烧设施单元包括至少一个第一燃烧反应器18。
依据待处理的生物质5的质量或累积量,燃烧设施单元17还可以包括多个燃烧反应器,其中为了清晰期起见展示了一个另外的或第二燃烧反应器19。第一燃烧反应器18例如可以由旋转管式炉形成。第二燃烧反应器19例如可以由具有带有炉篦燃烧器的炉、如阶梯炉等形成。
但是还可能的是,燃烧设施单元17包括多个燃烧反应器18、19,这些燃烧反应器分别互相同类地形成或者可以使用基于相同工作原理的燃烧反应器18或19。
但是另外还可能由基于流化床点火方式工作的流化床炉来形成这些燃烧反应器18、19中的至少一个或者这些燃烧反应器18、19中的所有燃烧反应器。但是还可能将这些燃烧反应器18、19中的至少一个形成为用于执行粉尘点火或旋流点火。
先前提及的这些点火系统为当前最常用的炉类型,借助于所述炉类型可以执行旋转管式点火、炉篦点火、流化床点火或还有粉尘点火或旋流点火。可以按照需求设置不同炉类型的任意组合或多重组件。由此,在待执行的处理方面可以考虑不同的待处理的生物质5。
在这个燃烧反应器18、19或者这些燃烧反应器18、19中,待处理的生物质5在送入氧气(O2)和/或至少含氧气(O2)的气体的情况下燃烧,其中这个燃烧过程还可以被称为氧化过程。这同样涉及生物质5的物理和热化学处理,然而是借助于燃烧过程。
在先前在图1中所示且说明的借助于热解反应器2的热解过程中,将生物质5低于化学计量比地热化学转化或处理成热解焦炭和热解气体。
通过本文中提出的生物质5的燃烧过程,生物质在氧化过程中与氧气(O2)转化为燃烧产物和烟气。燃烧产物例如可以为灰和/或还可以为仍含水分的产物。将燃烧产物从这个或这些燃烧反应器18、19中排出或者从其中输出,并且以分别收集的方式将烟气导出。优选地,可以分开地并且与燃烧产物无关地导出烟气,如分别用一条自身的管线展示的。
借助于管线将这种烟气或这些烟气导入混入设备9,如先前对于从燃烧设备3中导出的烟气已经说明的那样。
在混入设备9中一方面向从燃烧设施单元17导入的烟气中计量加入环境空气和/或氧气,而另一方面通过至少一种含氧气的气体来降低温度并由此进行冷却。后续将离开混入设备9的气体混合物直接且优选在没有附加的过滤过程的情况下导入干燥设备4并且因此为了便于对处理设施1中存在的气体进行区分而将其称为所谓的干燥气体。为此可以设置未详细标示的干燥气体导入管线。
从混入设备9中导出的干燥气体应具有来自以下温度值范围内的温度值,所述温度值范围的下限为100℃、尤其300℃并且其上限为700°C、尤其500℃。
另外,从所述混入设备9中导出的干燥气体应具有来自以下氧气含量值范围内的氧气含量,所述氧气含量值范围的下限为6体积%、尤其15体积%并且其上限为20体积%、尤其17体积%。氧气含量特别优选应不大于17体积%。
除其他之外,从所述混入设备9中导出的干燥气体包含气体二氧化硫(SO2)。二氧化硫是一种无色、刺激粘膜、有强烈气味并且味道为酸味的有毒气体。干燥气体另外还可以包含三氧化硫(SO3),三氧化硫在上述高温下同样具有气态的聚集状态。
为了提高能量效率还可以提出,在导入混入设备9之前从导出燃烧设施单元17的烟气中分流出其子部分。分流出的子部分可以被称为循环气体并且随后被引导穿过热交换器14以便输出热量或减少热量。循环气体的烟气温度因此被减低。分流出的烟气后续再次被导入燃烧设施单元17、尤其燃烧反应器18、19中的至少一个,以便进一步燃烧。
另外还示出,为了后续燃烧被引导回来的烟气,还可以将氧气、尤其含氧气的环境空气直接导入燃烧设施单元17、尤其燃烧反应器18、19中的至少一个和/或可以将其混入循环气体。在此还可能的是,将氧气(O2)和/或至少含氧气(O2)的气体引导穿过不再详细展示的其他热交换器,以便能够进行升温。
优选地,对于先前说明的气体中的每一种都可以设置自身的导入管线。所导入的环境空气还可以被称为燃烧空气,所述燃烧空气可以至少借助于所示的传送设备15被送入燃烧设施单元17、尤其燃烧反应器18、19中的至少一个。在此,对于燃烧反应器18、19中的每一个都设置有自身的传送设备15。
如果作为计量加入气体例如选择环境空气作为含氧气(O2)的气体,可以在导入混入设备9之前将气体引导穿过热交换器14并且借助于烟气的分流出的子部分来提高气体的温度。依据季节不同,环境空气具有当地的环境温度,从所述环境温度起进行升温。在形成计量计入气体的环境空气流过或穿过之后,进行向混入设备9中的导入并且进行向位于混入设备9中的烟气的计量加入和混入。在此还可以设置设有相同附图标记的自身的传送设备15,如所示出的。但是还可能的是,只用一个传送设备15以对应铺设的管线连接和阀门组件来将环境空气传送至热交换器14以及燃烧设施单元17。
另外可能的是,在此还将来自集中供热站(BHKW)12的另外的烟气导入混入设备9。同样可以再次设置控制设备7,以便控制或调节整个处理设施1和方法流程及其设施部件。
借助于在图2中说明的处理设备1可以处理所提供的生物质5并且使生物质除其他之外经受所说明的燃烧过程。在此执行至少以下方法步骤:
-提供待处理的生物质5,
-提供干燥设备4,
-提供具有至少一个燃烧反应器18、19的燃烧设施单元17,
-至少提供混入设备9,
-将所提供的待处理的生物质5送入干燥设备4中,其中降低包含在生物质5中的水分并且另外在干燥过程中从生物质5中释放氨气(NH3),
-将待处理的生物质5从干燥设备4中输出,
-将待处理的生物质5送入所述至少一个燃烧反应器18、19中,
-在所述至少一个燃烧反应器18、19中燃烧生物质5并且同时将生物质5氧化性转化成燃烧产物和烟气,
-从所述至少一个燃烧反应器18、19中将燃烧产物排出并将烟气导出,
-将烟气导入到混入设备9中,
-在混入设备9中将氧气(O2)和/或至少一种含氧气(O2)的气体计量加入烟气并且形成干燥气体,所述干燥气体除其他之外分别以气态聚集状态包含二氧化硫(SO2)和/或三氧化硫(SO3),
-从混入设备9中导出干燥气体并且将干燥气体导入到干燥设备4中,
-将干燥气体引导穿过干燥设备4,其中在干燥气体中除其他之外包含的二氧化硫(SO2)和/或三氧化硫(SO3)与氨气(NH3)发生化学反应生成亚硫酸铵((NH4)2SO3)和/或硫酸铵((NH4)2SO4)。
在这种处理设施1中还进行生物质5在干燥设备4中的送入和干燥,随后将经干燥的生物质5进一步传送并且送入燃烧反应器18、19中的至少一个。通过在燃烧设施单元17中进行的燃烧过程来进行氧化并且由此将生物质5氧化性转化为燃烧产物和烟气。当以大于1的λ值(λ>1)进行燃烧过程时,在此形成的或产生的烟气还包含一定比例的氧气(O2)。
相反,在根据图1的处理设施1的情况下,在干燥过程之后送入热解反应器2中并且在其中进行热处理。在此作为分解产物之一形成热解气体,所述热解气体在被导出之后被导入燃烧设备3并且在其中(在适当时与焦炭尾气共同地)燃烧成烟气。
随后将按照根据图1的方法流程或者按照根据图2的方法流程形成的烟气导入混入设备9。其他的方法步骤分别以相同方式进行并且将在混入设备9中形成的干燥气体导入干燥设备4。
先前说明的这两种方法流程的区别仅仅在于用于从待处理的生物质5形成烟气的设施部件的选择。
但是还可以提出,处理设施1包括由先前说明的用于热化学转化或处理生物质5的设施部件的组合。于是可能彼此并行地使用热解反应器2(在适当时焦炭处理设备10)和燃烧设备3还有包括至少一个燃烧反应器18、19的燃烧设施单元17。在这两种设施部件中,除其他之外,从生物质5形成了烟气,所述烟气然后进一步被导入混入设备9。由此可以依据需求将不同热化学处理过程相互组合。
利用这种化学反应或这些化学反应,取决于包含在干燥气体中的硫氧化物将氨气(NH3)转变为固态的、大多数情况下可倾倒的聚集状态。在其他情况下这只能利用可能的、另外的、额外添加的添加物质来实现。
最后还要提及的是,各个方法步骤及其时间顺序并非强制必须以给出的顺序进行,而是还可以实现与之不同的时间序列。
这些实施例展示了可能的实施变体,其中在这一点上要注意,本发明不受限于其具体展示的实施变体,而是各个实施变体互相之间的不同组合也是可能的,并且基于关于技术处理方式的传授,在本技术领域工作的专业人员能够通过本发明实现这些变体可能性。
保护范围由权利要求书确定。但是,说明书和附图用于阐释权利要求书。来自所描述的不同实施例的单独特征或特征组合可以对于独立的本发明解决方案进行展示。独立的本发明解决方案的基础目的可以从说明书中得知。
在本说明书中关于数值范围的所有信息都应理解为,这些数值范围同时包括其任意的和所有的子范围,例如1至10的值应理解为从下限1和上限10出发同时被包括的所有子范围,也就是说所有子范围以下限1或更大的值开始并且在上限10或更小的值结束,例如1至1.7,或者3.2至8.1,或者5.5至10。
为了顺序清楚,最后要注意的是,为了更好地理解构造,元件部分地未按比例和/或放大地和/或缩小地示出。
附图标记清单
1处理设施
2热解反应器
3燃烧设备
4干燥设备
5生物质
6脱水设备
7控制设备
8闸系统
9混入设备
10焦炭处理设备
11暂存容器
12集中供热站
13过滤设备
14热交换器
15传送设备
16传送设备
17燃烧设施单元
18第一燃烧反应器
19第二燃烧反应器
Claims (24)
1.一种用于物理和热化学处理生物质(5)的方法,所述生物质尤其为有机废弃产品,如来自污水处理设施、屠宰场、农场、养殖场、食品工业、造纸工业的浆料,其中在处理设施(1)中执行以下步骤:
-提供待处理的生物质(5),
-提供干燥设备(4),
-提供至少一个热解反应器(2),
-提供至少一个燃烧设备(3),
-提供至少一个混入设备(9),
-将所提供的待处理的生物质(5)送入所述干燥设备(4)中,其中降低包含在所述生物质(5)中的水分并且另外在干燥过程中从所述生物质(5)中释放氨气(NH3),
-将待处理的生物质(5)从所述干燥设备(4)中输出,
-将待处理的生物质(5)送入所述热解反应器(2)中,
-在所述热解反应器(2)中将所述生物质(5)热解并且同时将所述生物质(5)热分解成热解焦炭和热解气体,
-从所述热解反应器(2)中将所述热解焦炭排出并将所述热解气体导出,
-将从所述热解反应器(2)中导出的热解气体导入到所述燃烧设备(3)中并且燃烧所述热解气体从而形成烟气,
-从所述燃烧设备(3)中导出所述烟气并且将所述烟气导入到所述混入设备(9)中,
-在所述混入设备(9)中将氧气(O2)和/或至少一种含氧气(O2)的气体计量加入所述烟气并且形成干燥气体,所述干燥气体除其他之外分别以气态聚集状态包含二氧化硫(SO2)和/或三氧化硫(SO3),
-从所述混入设备(9)中导出所述干燥气体并且将所述干燥气体导入到所述干燥设备(4)中,
-将所述干燥气体引导穿过所述干燥设备(4),其中在所述干燥气体中除其他之外包含的二氧化硫(SO2)和/或三氧化硫(SO3)与氨气(NH3)发生化学反应生成亚硫酸铵((NH4)2SO3)和/或硫酸铵((NH4)2SO4)。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述混入设备(9)中使所述干燥气体达到来自以下温度值范围内的温度值,所述温度值范围的下限为100℃、尤其300℃并且其上限为700℃、尤其500℃。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,在所述混入设备(9)中通过计量加入氧气(O2)和/或至少一种含氧气(O2)的气体使所述干燥气体达到来自以下氧气含量值范围内的氧气含量,所述氧气含量值范围的下限为6体积%、尤其15体积%并且其上限为20体积%、尤其17体积%。
4.根据以上权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,将来自集中供热站(12)的另外的烟气导入所述混入设备(9)。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,将具有来自以下温度值范围内的温度值的所述另外的烟气导入所述混入设备(9),所述温度值范围的下限为100℃、尤其200℃并且其上限为500℃、尤其300°C。
6.根据以上权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,在导入到所述混入设备(9)之前将从所述燃烧设备(3)导出的烟气分流出子部分,将所述烟气的这个子部分引导穿过热交换器(14)并且降低烟气温度,并且随后将所述分流出的烟气导入所述燃烧设备(3)以便进行燃烧。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,将环境空气作为所述含氧气(O2)的气体引导穿过所述热交换器(14)并且借助于被引导穿过的烟气来提高温度,并且随后将所述环境空气导入所述混入设备(9)并且计量加入到所述烟气中。
8.根据以上权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,将从热解反应器(2)排出的热解焦炭送入所提供的焦炭处理设备(10)并且在所述焦炭处理设备(10)中进一步分解成固态的、尤其可倾倒的残留产物和焦炭尾气。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述残留产物与所述焦炭尾气在空间上分开地从所述焦炭处理设备(10)中排出。
10.根据权利要求8或9所述的方法,其特征在于,将从所述焦炭处理设备(10)导出的焦炭尾气导入所述燃烧设备(3),并且在所述燃烧设备(3)中所述焦炭尾气燃烧形成烟气并且同样从所述燃烧设备中导出。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的方法,其特征在于,将所述热解气体和所述焦炭尾气彼此分开地导入所述燃烧设备(3)。
12.根据权利要求8至10中任一项所述的方法,其特征在于,将所述热解气体和所述焦炭尾气共同导入所述燃烧设备(3)。
13.根据以上权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,将在所述干燥设备(4)中形成的亚硫酸铵((NH4)2SO3)和/或硫酸铵((NH4)2SO4)与经干燥的生物质(5)共同地送入所述热解反应器(2)。
14.一种用于物理和热化学处理生物质(5)的方法,所述生物质尤其为有机废弃产品,如来自污水处理设施、屠宰场、农场、养殖场、食品工业、造纸工业的浆料,其中在处理设施(1)中执行以下步骤:
-提供待处理的生物质(5),
-提供干燥设备(4),
-提供具有至少一个燃烧反应器(18,19)的燃烧设施单元(17),
-提供至少一个混入设备(9),
-将所提供的待处理的生物质(5)送入所述干燥设备(4)中,其中降低包含在所述生物质(5)中的水分并且另外在干燥过程中从所述生物质(5)中释放氨气(NH3),
-将待处理的生物质(5)从所述干燥设备(4)中输出,
-将待处理的生物质(5)送入所述至少一个燃烧反应器(18,19)中,
-在所述至少一个燃烧反应器(18,19)中燃烧所述生物质(5)并且同时将所述生物质(5)氧化性转化成燃烧产物和烟气,
-从所述至少一个燃烧反应器(18,19)中将所述燃烧产物排出并将所述烟气导出,
-将所述烟气导入到所述混入设备(9)中,
-在所述混入设备(9)中将氧气(O2)和/或至少一种含氧气(O2)的气体计量加入所述烟气并且形成干燥气体,所述干燥气体除其他之外分别以气态聚集状态包含二氧化硫(SO2)和/或三氧化硫(SO3),
-从所述混入设备(9)中导出所述干燥气体并且将所述干燥气体导入到所述干燥设备(4)中,
-将所述干燥气体引导穿过所述干燥设备(4),其中在所述干燥气体中除其他之外包含的二氧化硫(SO2)和/或三氧化硫(SO3)与氨气(NH3)发生化学反应生成亚硫酸铵((NH4)2SO3)和/或硫酸铵((NH4)2SO4)。
15.根据权利要求14所述的方法,其特征在于,所述燃烧设施单元(17)由多个燃烧反应器(18,19)形成,并且将在所述燃烧反应器中燃烧时分别形成的烟气送入所述混入设备(9)。
16.根据权利要求14或15所述的方法,其特征在于,在所述混入设备(9)中使所述干燥气体达到来自以下温度值范围内的温度值,所述温度值范围的下限为100℃、尤其300℃并且其上限为700℃、尤其500℃。
17.根据权利要求14至16中任一项所述的方法,其特征在于,在所述混入设备(9)中通过计量加入氧气(O2)和/或至少一种含氧气(O2)的气体使所述干燥气体达到来自以下氧气含量值范围内的氧气含量,所述氧气含量值范围的下限为6体积%、尤其15体积%并且其上限为20体积%、尤其17体积%。
18.根据权利要求14至17中任一项所述的方法,其特征在于,在导入到所述混入设备(9)之前将从所述燃烧设备单元(17)导出的烟气分流出子部分,将所述烟气的这个子部分引导穿过热交换器(14)并且降低烟气温度,并且随后将所述分流出的烟气导入所述燃烧设备单元(17)以便进行燃烧。
19.根据权利要求18所述的方法,其特征在于,将环境空气作为所述含氧气(O2)的气体引导穿过所述热交换器(14)并且借助于被引导穿过的烟气来提高温度,并且随后将所述环境空气导入所述混入设备(9)并且计量加入到所述烟气中。
20.根据权利要求14至19中任一项所述的方法,其特征在于,将在所述干燥设备(4)中形成的亚硫酸铵((NH4)2SO3)和/或硫酸铵((NH4)2SO4)与经干燥的生物质(5)共同地送入所述燃烧设备单元(17)。
21.一种用于物理和热化学处理生物质(5)的处理设施(1),所述生物质尤其为有机废弃产品,如来自污水处理设施、屠宰场、农场、养殖场、食品工业、造纸工业的浆料,所述处理设施尤其用于执行根据权利要求14至20中任一项所述的方法,所述处理设施(1)包括
-干燥设备(4),所述干燥设备(4)被形成为用于降低包含在所述生物质(5)中的水分,并且其中另外在所述干燥设备(4)中的干燥过程中能够从所述生物质(5)中释放氨气(NH3),
-具有至少一个燃烧反应器(18,19)的燃烧设施单元(17),所述至少一个燃烧反应器(18,19)被形成为用于燃烧送入其中的生物质(5)并且同时将所述生物质(5)氧化性转化成燃烧产物和烟气,
-至少一个混入设备(9),所述混入设备(9)被形成为用于将氧气(O2)和/或至少一种含氧气(O2)的气体计量加入从所述燃烧设施单元(17)导入所述混入设备(9)的烟气以便形成干燥气体,其中借助于所述混入设备(9)形成的所述干燥气体除其他之外分别以气态聚集状态包含二氧化硫(SO2)和/或三氧化硫(SO3),
-干燥气体导入管线,所述至少一个混入设备(9)借助于所述干燥气体导入管线与所述干燥设备(4)处于管线连接,并且所述干燥气体导入管线被形成为用于将在所述混入设备(9)中形成的干燥气体导入所述干燥设备(4)。
22.根据权利要求21所述的处理设施(1),其特征在于,所述燃烧设施单元(17)包括多个燃烧反应器(18,19)并且这些燃烧反应器(18,19)中的每一个都与所述混入设备(9)处于管线连接。
23.根据权利要求21或22所述的处理设施(1),其特征在于,所述至少一个燃烧反应器(18,19)选自旋转管式炉、流化床炉、用于进行粉尘点火或旋流点火的炉、或者带有炉篦燃烧器的炉如阶梯炉。
24.根据权利要求21至23中任一项所述的处理设施(1),其特征在于,所述处理设施还包括集中供热站(12),并且来自所述集中供热站(12)的另外的烟气能够经由导入管线被导入所述混入设备(9)。
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