CZ21797A3 - Fluidized bed reactor for heat treatment of waste substances - Google Patents

Fluidized bed reactor for heat treatment of waste substances Download PDF

Info

Publication number
CZ21797A3
CZ21797A3 CZ97217A CZ21797A CZ21797A3 CZ 21797 A3 CZ21797 A3 CZ 21797A3 CZ 97217 A CZ97217 A CZ 97217A CZ 21797 A CZ21797 A CZ 21797A CZ 21797 A3 CZ21797 A3 CZ 21797A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
reactor
fluidized bed
heat exchange
waste
reactor according
Prior art date
Application number
CZ97217A
Other languages
English (en)
Inventor
Jean-Xavier Morin
Original Assignee
Gec Alsthom Stein Ind
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gec Alsthom Stein Ind filed Critical Gec Alsthom Stein Ind
Publication of CZ21797A3 publication Critical patent/CZ21797A3/cs

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B31/00Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements of dispositions of combustion apparatus
    • F22B31/0007Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements of dispositions of combustion apparatus with combustion in a fluidized bed
    • F22B31/0084Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements of dispositions of combustion apparatus with combustion in a fluidized bed with recirculation of separated solids or with cooling of the bed particles outside the combustion bed
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10BDESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B49/00Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated
    • C10B49/02Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated with hot gases or vapours, e.g. hot gases obtained by partial combustion of the charge
    • C10B49/04Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated with hot gases or vapours, e.g. hot gases obtained by partial combustion of the charge while moving the solid material to be treated
    • C10B49/08Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated with hot gases or vapours, e.g. hot gases obtained by partial combustion of the charge while moving the solid material to be treated in dispersed form
    • C10B49/10Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated with hot gases or vapours, e.g. hot gases obtained by partial combustion of the charge while moving the solid material to be treated in dispersed form according to the "fluidised bed" technique
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/02Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment
    • F23G5/027Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment pyrolising or gasifying stage
    • F23G5/0276Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment pyrolising or gasifying stage using direct heating
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/30Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor having a fluidised bed
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2201/00Pretreatment
    • F23G2201/80Shredding
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2203/00Furnace arrangements
    • F23G2203/50Fluidised bed furnace
    • F23G2203/501Fluidised bed furnace with external recirculation of entrained bed material
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2203/00Furnace arrangements
    • F23G2203/50Fluidised bed furnace
    • F23G2203/503Fluidised bed furnace with two or more fluidised beds
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2205/00Waste feed arrangements
    • F23G2205/12Waste feed arrangements using conveyors
    • F23G2205/121Screw conveyor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2205/00Waste feed arrangements
    • F23G2205/16Waste feed arrangements using chute
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2206/00Waste heat recuperation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2209/00Specific waste
    • F23G2209/10Liquid waste
    • F23G2209/102Waste oil
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2209/00Specific waste
    • F23G2209/12Sludge, slurries or mixtures of liquids
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2209/00Specific waste
    • F23G2209/26Biowaste
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2900/00Special features of, or arrangements for incinerators
    • F23G2900/00001Exhaust gas recirculation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2900/00Special features of, or arrangements for incinerators
    • F23G2900/70Incinerating particular products or waste
    • F23G2900/7006Incinerating used automobiles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Crucibles And Fluidized-Bed Furnaces (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)

Description

Reaktor s fluidními loži pro tepelné zpracování odpadních látek
Oblast techniky
Vynález se týká reaktoru s fluidními loži pro tepelné zpracování odpadních látek. Tepelným zpracováním se rozumí nejen likvidaci odpadních látek, ale rovnéž jejich zužitkování rekuperací větší části jejich energetického obsahu.
Dosavadní stav techniky
Jeden ze způsobů zpracovávání odpadních látek spočívá v tom, že se podrobí tepelnému zpracování, po kterém se přemění na inertní hmotu s malým objemem vzhledem k jejich počátečnímu objemu a během kterého předají velkou část jejich energetického obsahu ve formě tepelné energie, s tepelnou výměnou například prostřednictvím rekuperační jednotky. Problémem, k němuž často dochází zpracovávání odpadních látek je potřeba je předem třídit a po té provádět dělení na hořlavé a ostatní látky, a tyto odpadni látky délit na malé kousky, aby se usnadnilo jejich zpracováni. Kromé toho známá zařízení s rošty nebo mřížemi nedovolují vždy zpracovávat jakýkoli typ odpadních látek, zejména mohou zpracovávat kaly z usazovacích nádrží z čistíren odpadních vod pouze v omezené míře.
Vynález si klade za úkol navrhnout reaktor, který by mohl přijímat všechny typy odpadních látek, včetně kalů z usazování, aniž by bylo zapotřebí předchozí třídění a bylo by možné pouze hrubé děleni na kusy.
Významným problémem, k němuž dochází při zpracovávání odpadních látek je to, že tyto látky obsahují sloučeniny, jejíž tepelný rozklad vyvolává uvolňováni chloru, který velmi rychle ničí korozí trubky tepelných výměníků jednotky pro zpětný zisk (rekuperaci) energie.
-2Dalším cílem vynálezu je proto navrhnout reaktor, v němž by oblast tepelné výměny, například s trubkami přehřívačů jednotky na rekuperaci energie, byla prostá chloru.
Podstata vynálezu
Všechny uvedené cíle jsou dosaženy pomocí reaktoru s fluidním ložem, odvozeným od reaktoru popsaného ve francouzských patentových spisech 90 05 060 a 9205 165 společnosti Stein Industrie, na které se zde odvoláváme jako součást popisu stavu techniky.
Podstatou vynálezu je reaktor s fluidními loži pro tepelné zpracování odpadních látek a tepelnou výměnu mezi obíhajícími pevnými látkami a tepelně výměnným zařízením, jako je výrobník páry a/nebo přehřívač, přičemž reaktor je typu obsahujího cirkulující axiální fluidní lože a alespoň první a druhé postranní husté fluidní lože, vytvořená podél první a druhé stěny pláště reaktoru, vyznačené tím, že přívod odpadních látek je zajišťován v nejméně jednom bodě uvedené první stěny nad uvedeným prvním postranním hustým fluidním ložem, přičemž reaktor dále obsahuje nejméně jedno odváděči vedení nefluidizovatelných těžkých složek, uložené ve spodní části prvního fluidního lože.
Tepelná výměna je s výhodou zajišťována ve druhém postranním hustém fluidním loži. Odváděči vedeni těžkých složek obsahuje nakloněnou část, uloženou v prodloužení nakloněné půdy prvního postranního hustého fluidního lože, přičemž v rovině s povrchem uvedené půdy leží foukací trysky vzduchu, orientovatelně směrující vyfukovaný proud.
Odváděči vedeni je podle dalšího znaku vynálezu opatřeno regulovatelnými vhánécími prostředky vzduchu pro regu-3lování průtoku pevných látek procházejících uvedeným vedením. Spodní část druhého hustého fluidního lože je s výhodou spojena s nejméně jedním odváděcím vedením, vedoucím do spodní části cirkulujícího fluidního lože. Uvedené odváděči vedení je účelně opatřeno regulovatelnými vháněcimi prostředky vzduchu pro regulování průtoku pevných látek v uvedeném vedení.
Podle dalšího znaku vynálezu jsou cirkulující fluidní lože a první postranní husté fluidní lože, do něhož jsou zaváděny odpadní látky, jsou fluidizována směsí primárního vzduchu a recyklovaných plynných spalin.
Druhé postranní husté fluidní lože je s výhodou fluidizováno směsí vzduchu a recyklovaných plynných spalin, zbavených chloru.
Podle dalšího znaku vynálezu je ve formě terciárního vzduchu přiváděn vzduch pomocí vháněcích prostředků se seřizovatelným průtokem ve výšce vyšší, než je výška přívodních bodů odpadních látek přes každou ze stěn reaktoru. Terciární vzduch se s výhodou směšuje s recyklovanými plynnými spalinami, zbavenými chloru, alespoň pokud jde o terciární vzduch, vháněný ve stěně, u níž je uloženo tepelné výměnné husté fluidní lože.
Spodní část reaktoru obsahuje podle dalšího znaku vynálezu odváděči prostředky inertních látek.
Podle dalšího znaku vynálezu odváděči je vedeni těžkých nefluidizovatelných složek je spojeno s ústrojím pro třídění a odvádění uvedených inertních složek.
Reaktor obsahuje podle dalšího provedení třetí po-4stranní fluidní lože, přičemž k tepelné výměně dochází s alespoň jedním z uvedeného druhého a třetího postranního fluidního lože.
Podle dalšího znaku vynálezu reaktor obsahuje třetí a čtvrté postranní fluidní lože, přičemž k tepelné výměně dochází s nejméně jedním z uvedeného druhého, třetího a čtvrtého postranního fluidního lože.
Reaktor podle dalšího znaku vynálezu obsahuje prostředky pro plnění přívodního fluidního lože odpadními látkami ve formé části látek z alespoň jednoho tepelně výměnného lože.
S výhodou je reaktor spojen s horkým cyklónem, přičemž stěna, na níž je zajištěno spojení reaktoru s cyklónem, je protilehlá vůči stěně, kde se přivádějí odpadní látky.
Stěny reaktoru s výhodou obsahují trubky pro tepelnou výměnu.
Reaktor podle vynálezu s výhodou obsahuje přídavné fluidní lože, obsahující tepelné výměnné ústroji, napájené částí pevných látek z druhého hustého fluidního lože, opatřeného fluidizačními prostředky, nejméně jedním vratným vedením pevných látek směrem ke spodní části cirkulujícího fluidního lože a výstupem pro směrování plynů směrem k horní části cirkulujícího fluidního lože.
Reaktor se podle dalšího znaku vyznačuje tím, že odpadní látky jsou tvořeny směsí domovních odpadků a/nebo odpadů zvolených zejména z kalů z usazování (dekantace), zbytků biomasy, průmyslových odpadů a zbytků z drcení a/nebo fosilních paliv, zvolených zejména z uhlí a ropných zbytků.
-5Přehled obrázků na výkresech
Vynález je blíže vysvětlen v následujícím popisu na příkladech provedení s odvoláním na připojené výkresy, ve kterých znázorňuje obr.l celkové schéma tepelných zařízení jednotky na zpracování odpadních látek, obr.2 svislý řez reaktorem, tvořícím část zařízení, obr.4 řez rovinou III-III z obr.2 a obr.4 schematický řez částí reaktoru podle alternativního provedení.
Příklady provedeni vynálezu
Obr.l schematicky a zjednodušené znázorňuje část tepelných zařízení jednotky na zpracovávání odpadních látek podle vynálezu. Parní turbina a elektrický generátor nejsou znázorněny. Na obr.l je patrný reaktor i s fluidními loži, který je předmětem vynálezu, napájený zpracovávanými materiály. Tento reaktor je připojen v jeho horní části k cyklónu 2 pracujícímu za horka (dále horký cyklón), v němž se provádí oddělování mezi plynem a pevnými látkami, které jsou do něj přiváděny, přičemž tyto látky se vrací do reaktoru.
Horké plyny, vycházející z horkého cyklónu 2 jsou vedeny do tepelné výměnné jednotky 3. Tato jednotka 2 obsahuje například nízkoteplotní přehřívací výměník SBT přijímající páru z kotlové nádrže B, vysílající vyrobenou přehřátou páru do vysokoteplotního přehřívaciho výměníku SHT umístěného v reaktortu. Dále obsahuje výparník V, z něhož je vedena vyrobená pára do kotlové nádrže B a spořič, do něhož se přivádí voda, která se vede do kotlové nádrže B.
Plyny, vystupující z tepelně výměnné jednotky 2 jsou vedeny do oddělovače 4, v němž se plynné složky oddělují od hrubé frakce c létavých popílků, které jsou shromažďovány ve spodní části cyklónu 4. Plyny, takto zbavené uvedené frakce,
-6jsou vedeny do zařízení na zpracovávání plynných spalin TF, odkud jsou odváděny odtahovacím ventilátorem V a vedeny do spodní části komína CH.
Reaktor 1, který je předmětem vynálezu, je podrobněji znázorněn na obr.2 a 3. V popisovaném příkladě, který není v žádném případě míněn jako omezující, je znázorněn reaktor se dvěma postranními hustými fluidními loži. reaktor obsahuje plášt 10, který může mít obdélníkový průřez, a mít také čtyři stěny 11, 12, 13 a 14.
Dolní část 16 reaktoru má tvar obráceného komolého jehlanu nebo pseudojehlanu se dvěma rovnoběžnými stranami, nebo tvar komolého kužele. V této části je osazeno cirkulující axiální fluidní lože, obsahující dolní část 18, nad níž leží horní část 18 1 , jak bylo vysvětleno ve druhém z výše uvedených dokumentů, na néž čtenáře obsahujeme. Dolní část cirkulujícího fluidního lože je napájena pyrolyzovaným palivem, pocházejícím zejména z přepadu postranního hustého lože 28, jak bude patrné dále. Na základné části 18 lože je uložena mříž 12, opatřená tryskami 20 umožňujícími vhánět vzduch, nazývaný primární vzduch, vyznačený na výkresu šipkou AP, který může být eventuelně směšován se plynnými spalinami odebíranými na vstupu El zařízení TF na zpracování plynných spalin.
Nad mříží 19 jsou uloženy přívody sekundárního vzduchu AS, který rovněž může být eventuelně směšován se plynnými spalinami odebíranými na vstupu El na zařízení TF na zpracovávání plynných spalin. Dále jsou nad mříží 19 uloženy neznázornéné předehřívaci prostředky reaktoru, které dovoluji ohřívat reaktorovou soustavu ze studeného nebo vlažného stavu, a uvést reaktor na teplotu potřebnou pro zajištění spalování odpadních látek. Pod mříží 19 je uloženo
-7odváděcí zařízení 22 zbytků, jako chlazený šnekový extraktor, nebo suchý extraktor.
Ve znázorněné příkladě podle obr.2 a 3 obsahuje reaktor dvě hustá postranní fluidní lože 28 a 48. Postranní fluidní lože 28 , instalované proti stěně 11, obsahuje půdu 29, s výhodou nakloněnou, v niž jsou umístěny foukací trysky 30, které jsou směrové, t.j. jejichž směr výfukového proudu může být orientován mezi směrem kolmým k rovině půdy a směrem rovnoběžným s touto půdou. Trysky jsou napájeny vzduchem AF, eventuelně směšovaným s recyklovanými plynnými spalinami, pocházejícími z bodu El. Husté fluidní lože 28 je dokonale vymezováno hradící stěnou 31 s přepadem, vystupující na konci půdy 29 rovnoběžné se stěnou 11.
Husté fluidní lože 23 je napájeno odpadními látkami, které se mají zpracovávat, a které jsou podle základního znaku vynálezu vháněny do hustého fluidního lože ve více bodech stěny 11, s výhodou ve výšce vyšší než je výška horní části přepadové stěny 31. Přívod je zajišťován od nůžek 33, 34, které provádějí celkové dělení odpadních látek na maximální velikosti od 200 do 400 mm. Dělené odpady se zavádějí buď vedeními 35 opatřenými vhánécím šnekem 36, nebo samotížně vedeními 37. Regulaci průtoku zaváděných odpadních látek zajišťují neznázorněné běžné prostředky.
V prodloužení půdy 29 je uloženo potrubí 39 (nebo více potrubí v případě potřeby), sbírající těžké složky, které nelze uvést do fluidního stavu, jako šrot, láhve, kousky skla atd. nebo složky, které nebyly pyrolyzovány. Tyto složky jsou vedeny do spodního úseku části 18 cirkulujícího fluidního lože, eventuelně po předchozím průchodem třídícím zařízením 40, odkud jsou odebírány složky, které nebudou rušit fluidizaci ve spodní části cirkulujícího fluidního lože
18.
Do potrubí 39 mohou být vháněny recyklované plynné spaliny, například odebírané v bodé El před zařízení TF na zpracovávání plynných spalin. Potrubí 39 jsou opatřena v blízkosti mříže 29 prostředky pro regulaci průtoku pevných složek, které jimi procházejí. Těmito prostředky mohou být regulovatelné přívody 39 1 vzduchu.
Stěna 11 je tam, kde jsou přiváděny odpadní látky, chráněna povlakem z karbidu křemíku nebo jakéhokoli jiného materiálu, odolávajícího redukčnímu prostředí. Užitečnost tohoto povlaku bude vysvětlen níže.
Podle vynálezu je podél steny 12 umístěno druhé postranní husté fluidní lože 43 , a to v daném příkladě podél stěny 12, protilehlé vůči stěně 11. Je opatřeno přepadovou stěnou 51, mříží 52 a foukacími tryskami 53., napájenými vzduchem AF, eventuelně s přidáváním odchlorovaných recyklovaných plynných spalin, například pocházejících z odebíracího místa E2 na výstupní straně zařízení TF na zpracovávání plynných spalin. Dolní část hustého fluidního lože 48 je spojena potrubími 59 s dolní částí 18 cirkulujícího fluidního lože. V potrubích 59 jsou prostředky regulace průtoku pevných složek, které v téchto potrubích cirkulují. Tyto prostředky mohou být tvořeny přívody vzduchu 59' s regulovatelným průtokem. V tomto loži 48 je uloženo tepelně výměnné ústrojí SHT, které může obsahovat výparníky a/nebo přehřívače vysokoteplotní páry.
Reaktor je doplněn vhánéči 54 vzduchu, nazývaného terciární vzduch, které jsou uloženy na čtyřech stranách reaktoru ve výšce větší, než je výšková poloha postranních hustých fluidnich loži. I zde může být terciární vzduch smě-9šován s recyklovanými plynnými spalinami, pocházejícími z místa El odběru pro vzduch vzduch vháněný do napájecího hustého fluidního lože 28 a odchlorovanými, pocházejícími z odebíracího místa E2 pro tepelné výměnné fluidní lože 48.
Jak bylo vysvětleno ve výše uvedených spisech, je teplota působící ve středu reaktoru vyšší než 850°C a obvykle od 850°C do 950°C pro respektování předpisů týkajících se spalování odpadních látek.
Poměr průřezu S2, měřeného nad přepadovými stěnami, k průřezu Sl měřenému mezi přepadovými stěnami, je od 1,05 do 2. Rychlost fluidizačních plynů v axiální dolní části 18. (vzestupné šipky FI) je, při prázdném reaktoru, od 3 do 12 m/s. Povrchová rychlost fluidizačních plynů je při prázdném reaktoru v postranních hustých fluidních ložích od 0,3 do
2,5 m/s.
Jakmile je jednou stanoven pomér S2/S1, jsou výše uvedené hodnoty rychlosti a teplot nastavitelné prostřednictvím parametrů tvořených průtočným množstvím přiváděných odpadních látek, průtočnými množstvími primárního, sekundárního a terciárního vzduchu, granulometrií materiálu cirkulujícího fluidního lože a mírou naplnění reaktoru.
Funkce reaktoru je následující. Odpadní látky se zavádí do reaktoru. Při náhlém dotyku sestupující vrstvy pevných složek se stěnou, která je na teplotě vyšší než 850°C (obvykle od 870° do 900°C) se chlor obsažený v odpadních látkách okamžitě uvolňuje účinkem pyrolitického flashování (nebo okamžité pyrolýzy) a téméř veškerý tento plyn je unášen do horní části reaktoru (šipky F2) a vstupuje do horkého cyklónu 2. Povlak z karbidu křemíku na stěně li, kde dochází k přívodu odpadních látek, tuto sténu chrání proti koroznímu
-10účinku horkého chloru, kombinovaného se redukčními plyny (hlavně oxidem uhelnatým).
Tento pyrolytický účinek se dosahuje směšováním zaváděných odpadních látek a sestupující stěnou pevných složek ve formě husté vrstvy v důsledku toho, že horní část 18' působí jako cirkulující fluidní lože.
Husté fluidní lože 43 je tak napájeno hustou vrstvou cirkulujících pevných složek v důsledku cirkulování cirkulujících fluidních loží 13, 13'. Kromé toho je husté fluidní lože 48 fluidizováno směsi vzduchu a plynných spalin zbavených chloru, jak bylo uvedeno výše. Toto lože 48 je tedy prosté složek obsahujících chlor. Je zde tedy možné uložit tepelné výměnné ústrojí SHT, které se uloží v prostředí, jehož teplota je okolo 370°C, takže se získá přehřátá pára o teplotě 450°C nebo 500°C (místo teploty 360°C v reaktorech podle známého stavu techniky, protože není možné uložit výměník do prostředí o teplotě vyšší než 600°C bez velmi rychlé koroze). Toto významné zvýšení teploty přehřáté páry, které se používá v neznázorněné turbině, dovoluje zvýšit účinek Carnotova cyklu zařízení a tedy i energetické zhodnoceni odpadních látek, což zvyšuje použitelnost zařízení.
Kromé toho je možné používat tepelně výměnných ústrojí, majících součinitele vnější výměny tepla 450 W/m2 °K (místo 36 W/m2 °K podle stavu techniky) a mnohem větší rozdíl střední logaritmické teploty (450°C místo 250°C). Nevzniká kromě toho riziko znečištování tepelně výměnného zařízení, které při běžném stavu techniky téměř zdvojnásobuje tepelné výměnný povrch, což vede k potřebě instalování nákladných vymetacích zařízení. Použití tohoto tepelně výměnného zařízení dovoluje výrazné zmenšeni jeho velikosti a tedy nákladů.
-11Fluidní reaktor může pracovat s celkovým nadbytkem vzduchu vzhledem ke stechiometrickým podmínkám, omezeným na 1,4, což představuje dvojí výhodu v tom, že vyhovuje předpisům a je úspornější, než některá zařízení, která potřebují pro jejich funkci přebytek vzduchu 1,8 nebo 1,9.
Cirkulující fluidní lože vyvolávají vedou k malým obsahům oxidů dusíku vzhledem k jejich nízké teplotě, rozvrstvení vzduchu a k malému průtočnému množství vzduchu. V případě potřeby může být uvažováno vhánění amoniaku před horkým cyklónem 2. Je tak možné snadno respektovat horní mez 200 mg/mm3.
Regulovatelné vháněni vzduchu, označovaného jako terciární vzduch, zajišťované na čtyřech stěnách 11 až 14, a vyznačené na výkresech šipkami 54 , slouží k zajištění přívodu pomocného vzduchu pro spalováni těkavých spalitelných složek, uvolňovaných flashovou pyrolýzou. Tento vzduch dovoluje rychlé směšováni plynů z horní části reaktoru, které podporuje odvádění chloru. Před cyklónem 2 může být eventuelně zajištěno koncové vhánění vzduchu.
Stěna, na níž je zajištěno spojení mezi reaktorem 1 a cyklónem 2, zde sténá 12, se volí jako stěna protilehlá vůči stěně ll, na níž se provádí napájení reaktoru.
Vynález se rovněž hodí pro současné zpracovávání odpadních látek, k nímž se přidá určitý podíl kalů z čistíren odpadních vod, zbytků biomasy, jakož i běžných průmyslových odpadů a z drcených automobilových recyklovaných zbytků. Rovněž se vynález hodí pro současné zpracovávání odpadních látek s fosilními palivy typu uhlí nebo nebo ropných zbytků. Tato paliva se zavádí do spodní části dolní oblasti 18 cir-12kulujícího fluidního lože 18, 13', například vratným potrubím cyklónu 2. Reaktor může rovněž obsahovat prostředky pro vhánění látek na fixováni síry, obsažené v plynných spalinách, jako je vápenec.
Pokud je z jakýchkoli důvodů požadováno, aby teplota hustého fluidního lože, kterým se zavádí odpadní látky, byla menší než 870° až 900°C, je možné napájet přívodní husté fluidní lože 28 odpadními látkami s částí látek tepelně výměnného lože 48.
Stěny reaktoru mohou být z části nebo zcela opatřeny trubkami. Trubkami, z nichž jsou označeny jako trubky 60, prochází směs vody a páry, pocházející z kotlové nádrže, kam se vrací.
Vynález není omezen na popsané a znázorněné provedení. Je zejména možné, aby reaktor obsahoval třetí postranní husté fluidní lože, přičemž k tepelné výměně dochází pomocí nejméně jednoho z druhého a třetího hustého postranního hustého fluidního lože.
Podle jiné varianty bude reaktor podle vynálezu obsahovat třetí a čtvrté postranní fluidní lože, kde se tepelná výměna zajišťuje s nejméně jedním z druhého, třetího a čtvrtého postranního fluidního lože.
V obou těchto variantách je možné napájet husté fluidní lože odpadními látkami jedním nebo více jinými hustými fluidními lóžemi.
Obr.4 znázorňuje variantu, v níž jsou pevné látky, shromažďované hustým fluidním ložem 48 , převáděny do výměníku s přídavným fluidním ložem 70 před tím, než jsou znovu
-13vháněny do oblasti 18 šikmými potrubími 71 opatřenými regulovatelnými prostředky 71' pro přívod vzduchu. V tomto loži 70. je také umístěno tepelné výměnné zařízení SHT. Plyny pro fluidizaci lože 70 se ženou potrubím 72 do horní části 18' lože 18.-13.' . Tato varianta dovoluje od sebe oddělit omezení spojená jednak s požadavky hydrodynamiky na proudění plynu a pevných látek a jednak s požadavky respektování tepelné bilance zařízení, které mohou vést ke značným rozměrům výměníků.

Claims (18)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Reaktor s fluidními loži pro tepelné zpracování odpadních látek a tepelnou výměnu mezi obíhajícími pevnými látkami a tepelné výměnným zařízením, jako je výrobník páry a/nebo přehřívač, přičemž reaktor je typu obsahujícího cirkulující axiální fluidní lože (13-13') a alespoň první (23) a druhé (48) postranní husté fluidní lože, vytvořená podél první (11) a druhé (12) stěny pláště reaktoru, vyznačené tím, že přívod odpadních látek je zajišťován v nejméně jednom bodě uvedené první stěny (11) nad uvedeným prvním postranním hustým fluidním ložem (23), přičemž reaktor dále obsahuje nejméně jedno odváděči vedení (39) nefluidizovatelných těžkých složek, uložené ve spodní části prvního fluidního lože.
  2. 2. Reaktor podle nároku 1 vyznačený tím, že tepelná výměna je zajišťována ve druhém postranním hustém fluidním loži (48).
  3. 3. Reaktor podle nároku 2 vyznačený tím, že odváděči vedení (39) těžkých složek obsahuje nakloněnou část, uloženou v prodloužení nakloněné půdy (29) prvního postranního hustého fluidního lože (28), přičemž v rovině s povrchem uvedené půdy leží foukací trysky (30) vzduchu, orientovatelně směrující vyfukovaný proud.
  4. 4. Reaktor podle nejméně jednoho z nároků 1 až 3 vyznačený tím, že odváděči vedení (39) je opatřeno regulovatelnými vhánécimi prostředky (39') vzduchu pro regulování průtoku pevných látek procházejících uvedeným vedením.
  5. 5. Reaktor podle nejméně jednoho z nároků 1 až 4 vyznačený tím, že spodní část druhého hustého fluidního lože
    -15(48) je spojena s nejméně jedním odváděcím vedením (59), vedoucím do spodní části (18) cirkulujícího fluidního lože.
  6. 6. Reaktor podle nároku 5 vyznačený tím, že odváděči vedení (59) je opatřeno regulovatelnými vháněcími prostředky (59') vzduchu pro regulování průtoku pevných látek v uvedeném vedení.
  7. 7. Reaktor podle nejméně jednoho z nároků 1 až 6 vyznačený tím, že cirkulující fluidní lože (18-18') a první postranní husté fluidní lože (28), do něhož jsou zaváděny odpadní látky, jsou fluidizována směsí primárního vzduchu a recyklovaných plynných spalin.
  8. 8. Reaktor podle nejméně jednoho z nároků 1 až 7 vyznačený tím, že druhé postranní husté fluidní lože (48) je fluidizováno směsí vzduchu a recyklovaných plynných spalin, zbavených chloru.
  9. 9. Reaktor podle nejméně jednoho z nároků 1 až 8 vyznačený tím, že vzduch ve formě terciárního vzduchu je přiváděn pomocí vháněcích prostředků se seřizovatelným průtokem (54) ve výšce vyšší, než je výška přívodních bodů odpadních látek přes každou ze stěn (11, 12, 13, 14) reaktoru.
  10. 10. Reaktor podle nároku 9 vyznačený tím, že terciární vzduch (54) se směšuje s recyklovanými plynnými spalinami, zbavenými chloru, alespoň pokud jde o terciární vzduch, vháněný ve stěně, u niž je uloženo tepelně výměnné husté fluidní lože.
  11. 11.
    vyznačený prostředky
    Reaktor podle nejméně jednoho z nároků 1 až 10 tím, že spodní část reaktoru obsahuje odváděči (22) inertních látek.
    -1612. Reaktor podle nejméně jednoho z nároků 1 až 11 vyznačený tím, že odváděči vedení (39) těžkých nefluidizovatelných složek je spojeno s ústrojím (40) pro třídění a odvádění uvedených inertních složek.
  12. 13. Reaktor podle nejméně jednoho z nároků 1 až 12 vyznačený tím, že obsahuje třetí postranní fluidní lože, přičemž k tepelné výměně dochází s alespoň jedním z uvedeného druhého a třetího postranního fluidního lože.
  13. 14. Reaktor podle nejméně jednoho z nároků 1 až 12 vyznačený tím, že obsahuje třetí a čtvrté postranní fluidní lože, přičemž k tepelné výměně dochází s nejméně jedním z uvedeného druhého, třetího a čtvrtého postranního fluidního lože.
  14. 15. Reaktor podle nejméně jednoho z nároků 1 až 14 vyznačený tím, že obsahuje prostředky pro plnění přívodního fluidního lože odpadními látkami ve formě části látek z alespoň jednoho tepelně výměnného lože.
  15. 16. Reaktor podle nejméně jednoho z nároků 1 až 15 vyznačený tím, že je spojen s horkým cyklónem (2), přičemž stěna (12), na níž je zajištěno spojení reaktoru s cyklónem, je protilehlá vůči stěně (11), kde se přivádějí odpadní látky.
  16. 17. Reaktor podle nejméně jednoho z nároků 1 až 16 vyznačený tím, že stěny reaktoru obsahují trubky (60) pro tepelnou výměnu.
  17. 18. Reaktor podle nejméně jednoho z nároků 1 až 17 vyznačený tím, že obsahuje přídavné fluidní lože (70), obsa-17hující tepelně výměnné ústrojí (SHT), napájené částí pevných látek z druhého hustého fluidního lože (48), opatřeného fluidizačními prostředky (AF), nejméně jedním vratným vedením (71) pevných látek směrem ke spodní části (18) cirkulujícího fluidního lože (13-18') a výstupem (72) pro směrování plynů směrem k horní části (18') cirkulujícího fluidního lože.
  18. 19. Reaktor podle nejméně jednoho z nároků 1 až 18 vyznačený tím, že odpadní látky jsou tvořeny směsí domovních odpadků a/nebo odpadů zvolených zejména z kalů z usazování, zbytků biomasy, průmyslových odpadů a zbytků z drcení a/nebo fosilních paliv, zvolených zejména z uhlí a ropných zbytků.
CZ97217A 1995-06-07 1996-06-05 Fluidized bed reactor for heat treatment of waste substances CZ21797A3 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9506707A FR2735041B1 (fr) 1995-06-07 1995-06-07 Reacteur a lits fluidises pour le traitement thermique des dechets

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ21797A3 true CZ21797A3 (en) 1997-05-14

Family

ID=9479704

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ97217A CZ21797A3 (en) 1995-06-07 1996-06-05 Fluidized bed reactor for heat treatment of waste substances

Country Status (17)

Country Link
US (1) US5954001A (cs)
EP (1) EP0747462B1 (cs)
JP (1) JPH10506985A (cs)
KR (1) KR970704858A (cs)
CN (1) CN1077130C (cs)
AT (1) ATE188726T1 (cs)
CA (1) CA2196808A1 (cs)
CZ (1) CZ21797A3 (cs)
DE (1) DE69606093T2 (cs)
DK (1) DK0747462T3 (cs)
ES (1) ES2140798T3 (cs)
FR (1) FR2735041B1 (cs)
HU (1) HU220428B (cs)
PL (1) PL179698B1 (cs)
PT (1) PT747462E (cs)
SK (1) SK17297A3 (cs)
WO (1) WO1996040837A1 (cs)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2758747B1 (fr) * 1997-01-30 1999-04-02 Gec Alsthom Stein Ind Installation de valorisation energetique de dechets urbains et assimiles
FR2758748B1 (fr) * 1997-01-30 1999-04-02 Gec Alsthom Stein Ind Installation de valorisation energetique de dechets urbains et assimiles
JPH10253011A (ja) * 1997-03-13 1998-09-25 Hitachi Zosen Corp 燃焼装置
US6367395B1 (en) * 2000-11-06 2002-04-09 Tommy D. Masek Method of disposing of animal waste
US20040100902A1 (en) * 2002-11-27 2004-05-27 Pannalal Vimalchand Gas treatment apparatus and method
FR2918160A1 (fr) * 2007-06-28 2009-01-02 Inst Francais Du Petrole Procede de preparation d'une charge mixte contenant de la biomasse et une coupe hydrocarbonnee lourde en vue d'une gazeification ulterieure.
DE102008064321A1 (de) * 2008-09-19 2010-04-01 Ecoenergy Gesellschaft Für Energie- Und Umwelttechnik Mbh Externe Frischluftvorwärmung bei Feststofffeuerungen
CN103506056B (zh) * 2012-06-28 2015-09-30 广东先导稀材股份有限公司 无筛板的流化床及三氯化硼的制备方法
CN106594747B (zh) * 2017-01-26 2018-06-15 严志谋 改进的无害化垃圾焚烧炉

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4165717A (en) * 1975-09-05 1979-08-28 Metallgesellschaft Aktiengesellschaft Process for burning carbonaceous materials
GB2070960B (en) * 1980-01-15 1984-06-06 Flameless Furnaces Ltd Fluidised bed combustors
US4335662A (en) * 1980-09-12 1982-06-22 Combustion Engineering, Inc. Solid fuel feed system for a fluidized bed
WO1982001055A1 (en) * 1980-09-23 1982-04-01 Stauffer Chemical Co Apparatus for processing industrial gases
DE3322971C3 (de) * 1983-06-25 1994-07-28 Lentjes Ag Wirbelschichtreaktor
DE3721341C1 (de) * 1987-06-27 1988-11-17 Bbc Brown Boveri & Cie Verfahren zum thermischen Zersetzen von Abfallmaterial sowie Wirbelschicht-Pyrolysereaktor zur Durchfuehrung des Verfahrens
US4992245A (en) * 1988-03-31 1991-02-12 Advanced Silicon Materials Inc. Annular heated fluidized bed reactor
US5091156A (en) * 1989-02-13 1992-02-25 A. Ahlstrom Corporation Waterwalls in a fluidized bed reactor
FR2661113B1 (fr) * 1990-04-20 1993-02-19 Stein Industrie Dispositif de realisation d'une reaction entre un gaz et un materiau solide divise dans une enceinte.
FR2690512B1 (fr) * 1992-04-27 1994-09-09 Stein Industrie Réacteur à lit fluidisé circulant comportant des échangeurs extérieurs alimentés par la recirculation interne.
US5325823A (en) * 1992-12-24 1994-07-05 Foster Wheeler Energy Corporation Large scale fluidized bed reactor
FI93274C (fi) * 1993-06-23 1995-03-10 Ahlstroem Oy Menetelmä ja laite kuuman kaasuvirran käsittelemiseksi tai hyödyntämiseksi

Also Published As

Publication number Publication date
HU220428B (hu) 2002-01-28
CN1155897A (zh) 1997-07-30
PL318505A1 (en) 1997-06-23
EP0747462A1 (fr) 1996-12-11
ES2140798T3 (es) 2000-03-01
FR2735041B1 (fr) 1997-07-11
SK17297A3 (en) 1997-07-09
ATE188726T1 (de) 2000-01-15
PT747462E (pt) 2000-04-28
DE69606093D1 (de) 2000-02-17
DE69606093T2 (de) 2000-08-24
HUP9700364A3 (en) 1999-11-29
WO1996040837A1 (fr) 1996-12-19
CN1077130C (zh) 2002-01-02
PL179698B1 (pl) 2000-10-31
DK0747462T3 (da) 2000-06-26
JPH10506985A (ja) 1998-07-07
HUP9700364A2 (hu) 1998-05-28
CA2196808A1 (fr) 1996-12-19
US5954001A (en) 1999-09-21
KR970704858A (ko) 1997-09-06
EP0747462B1 (fr) 2000-01-12
FR2735041A1 (fr) 1996-12-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4658736A (en) Incineration of combustible waste materials
EP0823590B1 (en) Method and apparatus for producing superheated steam using heat generated through incineration of wastes
EP0628767B1 (en) Fluidized bed reactor and method of operating the same
US11015800B2 (en) Solid fuel burning-furnace having a vertically mounted cylindrical combustion chamber
GB1604999A (en) Boilers
PL177992B1 (pl) Układ do spalania z obiegowym złożem fluidalnym
EP0227550A2 (en) Apparatus for combusting fuels and method of cumbusting wet fuels
EP0597458B1 (en) Fluidized-bed incinerator
JPH11148625A (ja) 廃棄物燃焼熱回収装置および方法
CZ21797A3 (en) Fluidized bed reactor for heat treatment of waste substances
EP0687855B1 (en) Circulating fluidized bed reactor for low grade fuels
GB2052706A (en) Method and equipment for treatment of fuel for fluidized bed combustion
EP0126619A2 (en) Improvements in and relating to a method and apparatus for combustion of materials
US3682139A (en) Anti-pollution system for solid fuel-fired steam generating power plants
CN1086300A (zh) 用于流化床反应器的卧式旋风分离器
CA1252339A (en) Sewage sludge incineration process
JP2722079B2 (ja) 高温雰囲気中の浮遊塵除去方法とその装置
JPH1089640A (ja) 廃棄物の焼却装置と該廃棄物の焼却熱を利用した過熱蒸気製造装置
JP3268214B2 (ja) 廃棄物の焼却熱を利用した過熱蒸気製造装置
JP2004219067A (ja) 焼却装置
Ford Tacoma Steam Plant No. 2 Repowering Project: A Multifueled Solid Waste Facility

Legal Events

Date Code Title Description
PD00 Pending as of 2000-06-30 in czech republic