CN116263247A - 废物焚烧方法及执行该方法的设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于在焚化炉的燃烧炉排上焚烧废物的方法以及一种用于执行该方法的设备，其中将氧气和载气作为氧气载气混合物供应给焚烧，来自焚化炉的再循环气体中CO2浓度为10％至99％。

Description

废物焚烧方法及执行该方法的设备
技术领域
本发明涉及一种用于在焚化炉的燃烧炉排上焚烧废物的方法以及一种用于执行该方法的设备。
背景技术
废物焚化厂的显著特征是废气中仅存在低浓度的CO2。这从一方面来看存在优势。但另一方面，分离残留的CO2必须处理相对大量的气体，工艺繁复，成本不菲。这些大量烟气需要用到精密的烟气处理厂，而用于分离二氧化碳的组件通常缺欠成本效益。
现有技术中描述的一次燃烧空气富氧确实会导致烟气量减少。但是，燃烧空气富集的局限性在于，用纯氧代替大气氧会因绝热燃烧温度升高而对焚化厂构成高热负荷。此外，调节的难点在于，必须考虑到整个焚化厂对氧气供应变化的反应延迟。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是进一步开发一种用于焚烧废物的方法，从而简化烟道气体中CO2的分离。本发明的另一目的是进一步开发一种用于实施在焚化炉的燃烧炉排上焚烧废物的方法的设备。
为了达成上述目的，本发明提出了一种具有权利要求1所述特征的方法以及一种具有权利要求12所述特征的设备。
根据本发明的方法，当在焚化炉的燃烧炉排上焚烧废物时，氧气与载气作为氧气载气混合物添加到燃烧中，载气是来自焚化炉的再循环气体，其CO2浓度为10％至99％。据此，将氧气载气混合物添加到焚烧中，该氧气载气混合物中，载气本身含有CO2为10％至95％的载气混合物，其结果是，最终氧气与CO2和可能其他气体一起供应给焚烧。这样的效果是，焚化厂废气中的CO2浓度增高，更容易通过供应的气体来调节焚化厂。
其结果是，由于废气中CO2的浓度更高，更容易将CO2从废气中分离出来。此外，载气是提取自烟气，因此烟气量有所减少。燃烧温度也可以保持在组件的容许范围内。
专利文献DE10213788B4和DE10213790已经描述了带有燃烧调节的废物焚化厂，该燃烧调节包括将一次燃烧空气富氧调节到高达25vol％至40vol％。
就此而言，一次空气富氧用于提高炉渣质量，因为提高氧成分会提升燃烧床的温度，从而使炉渣烧结。这样就能更好地结合有害物质。
然而，从调节和工艺工程的角度来看，此类方法都很复杂，而且提高炉渣质量往往不值得开销。
出于根据本发明方法的目的，有利的是，氧气载气混合物按5％至40％、优选为16％至40％的氧气浓度添加。这意味着超过半数的氧气载气混合物为载气。
氧气、特别是氧气载气混合物可以供应给一次燃烧和二次燃烧，因此建议将至少一部分氧气添加到一次燃烧和/或二次燃烧。
由于从焚化炉再循环的气体中的CO2浓度为10％至99％，载气还含有另一种气体组分，优选为空气，特别是大气空气。再循环气体可能含有极高量的CO2，分离出的CO2气体纯度可达80％至99％的CO2。在将再循环气体添加到燃烧之前，可以根据操作需要对其进行调整，例如与空气混合。这样就能单独调整CO2含量。实际上，添加到焚化炉的气体可含有30％到84％的CO2。这样就能维持16％的最低O2含量，以保持燃烧继续进行。
一种特别优选的变型方案提出，在废气经过处理之后，从焚化炉中抽出再循环气体。
特别有利的是，将再循环气体供应给一次燃烧。
为了影响燃烧炉排上的焚烧，优选地也对其进行调节，建议改变氧气载气混合物中气体组分的浓度。
如果燃烧炉排具有多个区域，则可在这些区域中改变氧气载气混合物中气体组分的浓度以影响燃烧炉排上的焚烧。优选地，甚至在这些区域中改变载氧体混合物中气体组分的浓度以调节燃烧炉排上的焚化。
根据本发明的方法能够将至少一部分来自焚化炉的废气供应到后处理步骤，在该后处理步骤中分离出CO2。
根据本发明的设备提出，燃烧炉排下方布置有带有再循环气体端口的再循环气体供送管线和/或带有氧气端口的氧气供送管线和/或带有空气端口的空气管线。这样就能联合再循环气体和/或氧气和/或空气，也可以将它们引入到燃烧炉排正下方的单独焚烧。
还有利的是，这种焚化厂在燃烧炉排上方具有至少一个二次空气供送管线，其沿流动方向包括空气和/或再循环气体端口、阀和二次空气喷嘴，其中，阀与二次空气喷嘴之间布置有带氧气端口的氧气供送管线。
这样就能根据需求概况供应再循环气体和/或氧气和/或空气作为一次燃烧气体和/或二次燃烧气体。
从长远来看，这样就能从制氢中向焚化厂供应氧气，通过增高烟气中CO2含量并降低烟气中氮组分含量来简化烟气中CO2的分离。
附图说明
附图中表示出示例性实施例，将在下文中详述。图中：
图1为焚化厂的横向剖视示意图；
图2为焚化厂和物料流的视图。
具体实施方式
图1所示的焚化炉具有燃烧炉排2，一次空气供送管线3、4、5、6通向该燃烧炉排2。这些一次空气供送管线3、4、5、6通向燃烧炉排2的各个区域7、8、9、10。除了一次空气供送管线3、4、5、6之外，再循环气体供送管线11、12、13、14位于燃烧炉排2下方。一次空气供送管线3、4、5、6具有一次空气端口15，再循环气体供送管线11、12、13、14具有再循环气体端口16，氧气供送管线17、18、19、20具有氧气端口21。
一次空气供送管线3、4、5、6、再循环气体供送管线11、12、13、14和氧气供送管线17、18、19、20中的阀22、23、24(编号仅为示例目的)有可能向燃烧炉排2供应不同的气体，可高度选择性调适到各个区域7、8、9、10。
在燃烧炉排2上方，废气烟道25配备有二次空气供送管线26、27、28、29，它们具有单独或公共的空气和/或再循环气体端口30、31。每个二次空气供送管线包括阀32、33、34、35，以允许调整或调节空气和/或再循环气体的供应。空气和/或再循环气体以受控方式经由阀32、33、34、35供送给二次空气喷嘴36、37、38、39，二次空气经由这些二次空气喷嘴36、37、38、39到达废气烟道25。每个阀32、33、34、35与二次空气喷嘴36、37、38、39之间布置有氧气供送管线40、41、42、43，每个氧气供送管线具有氧气端口44、45。
以此方式，废气烟道25中的二次空气也可作为空气和/或再循环气体经由喷嘴36、37、38、39供应。
当焚化炉1处于使用时，废物46在燃烧炉排2上焚烧，在焚烧期间，氧气经由管线17、18、19、20输送到燃烧炉排2，并且氧气经由管线40、41、42、43输送到废气烟道25。这种氧气与可经由端口16、30和31添加的再循环气体一起供应。
图2为根据本发明的方法的示意表示。燃料50供应到焚化炉1，烟道气体51输送到热回收52并自此输送到废气净化53。来自废气净化53的废气51传送到后处理54，在后处理54中可分离出CO2。在后处理54之后，至少一部分废气返回到焚化炉1。来自废气净化53或来自热回收52的废气流55和56可以供送到这种来自后处理54的废气流，以供燃烧51。还设置了空气供送管线57和氧气供送管线58。

Claims (13)

1.一种用于在焚化炉(1)的燃烧炉排(2)上焚烧废物(46)的方法，其中，将氧气与载气作为氧气载气混合物添加给燃烧，
其特征在于，
所述载气为来自所述焚化炉(1)的再循环气体，CO2浓度为10％至99％。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，供应的所述氧气载气混合物中氧气浓度为5％至40％，优选为16％至40％。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，将至少一些所述氧气供应给一次燃烧。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，将至少一些所述氧气供应给二次燃烧。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述载气含有空气，特别是大气空气。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在废气(51)处理后，将所述再循环气体从所述焚化炉(1)中抽出。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，将所述再循环气体供送给一次燃烧。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，改变氧气载气混合物中气体组分的浓度以影响所述燃烧炉排(2)上的焚烧。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述燃烧炉排(2)具有多个区域(7、8、9、10)，在所述区域(7、8、9、10)中改变所述氧气载气混合物中气体组分的浓度以影响所述燃烧炉排(2)上的焚烧。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述燃烧炉排(2)具有多个区域(7、8、9、10)，在所述区域(7、8、9、10)中改变所述氧气载气混合物中气体组分的浓度以调节所述燃烧炉排(2)上的焚烧。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，将来自所述焚化炉(1)的至少一些废气(51)供送给后处理(54)，其中分离出CO2。
12.一种用于执行根据前述权利要求中任一项所述的方法的设备，包括焚化炉(1)，其燃烧炉排(2)配备有通向所述燃烧炉排(2)各个区域(7、8、9、10)的一次空气供送管线(3、4、5、6)，
其特征在于，
所述燃烧炉排(2)下方布置有带有再循环气体端口(16)的再循环气体供送管线(11、12、13、14)和带有氧气端口(21)的氧气供送管线(17、18、19、20)。
13.一种特别是根据权利要求12所述的设备，在所述燃烧炉排(2)上方具有至少一个二次空气供送管线(26、27、28、29)，其特征在于，所述二次空气供送管线(26、27、28、29)沿流动方向具有空气和/或再循环气体端口(30、31)、阀(32、33、34、35)和二次空气喷嘴(36、37、38、39)，并且所述阀(32、33、34、35)与所述二次空气喷嘴(36、37、38、39)之间布置有带有氧气端口(44、45)的氧气供送管线(40、41、42、43)。
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