DE1047360B - Process for the continuous incineration of peat containing water - Google Patents
Process for the continuous incineration of peat containing waterInfo
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Classifications
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10F—DRYING OR WORKING-UP OF PEAT
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Description
Verfahren zur kontinuierlichen Verbrennung von wasserhaltigem Torf Die Erfindung betrifft einVerfahren zur kontinuierlichen Verbrennung von wasserhaltigen organischen Stoffen.Process for the continuous incineration of hydrous peat The invention relates to a process for the continuous combustion of water-containing organic matter.
Zweck der Erfindung ist, einen Brennstoff und bzw. oder Energie mit einfachen Mitteln und zu niedrigen Kosten herzustellen bzw. zu erzeugen unter Verwertung eines Teiles bzw. der gesamten Verbrennungswärme von wasserhaltigem Torf. Es soll also aus Torf entweder ein. hochwertiger Brennstoff und Energie oder Energie allein, z. B. hochgespannter Dampf, hergestellt bzw. erzeugt werden.The purpose of the invention is to use a fuel and / or energy simple means and at low cost to produce or to produce with recycling part or all of the heat of combustion of hydrous peat. It should So from peat either one. high quality fuel and energy or energy alone, z. B. high-tension steam, produced or generated.
Es ist bekannt, Torfsubstanz oder ähnliche vegetabilische Stoffe zu verbrennen, die in Wasser durch oxydativen Abbau der organischen Substanz auf Kohlensäure und Wasser mittels Sauerstoff, Luft oder andere Sauerstoff enthaltende Gase unter Druck und erhöhter Temperatur geschlämmt oder suspendiert sind. Von der Natur der organischen: Substanz und dem Grad der erwünschten Verbrennung bedingt, kann ein solcher Verbrennungsprozeß bei einer Temperatur von zwischen 150 und 300° C und einem Gesamtdruck von zwischen 20 und 200 atü durchgeführt werden. Der Gesamtdruck ist von der Temperatur und von dem Wärmeverlust abhängig, der erlaubt wird., mit den Verbrennungsgasen abzugehen, damit der Prozeß bei der Reaktionstemperatur kontinuierlich gehalten wird.It is known to add peat or similar vegetable matter burn that in water by oxidative breakdown of organic matter to carbonic acid and water by means of oxygen, air or other oxygen-containing gases Pressure and elevated temperature are slurried or suspended. By the nature of the organic: depending on the substance and the degree of combustion desired, a such combustion process at a temperature of between 150 and 300 ° C and a total pressure of between 20 and 200 atmospheres. The total pressure depends on the temperature and the heat loss that is allowed., with to leave the combustion gases so that the process continues at the reaction temperature is held.
Versuche haben gezeigt, daß es möglich ist, diese Verbrennung derart durchzuführen, daß praktisch alles Wasser verdunstet und mit den Verbrennungsgasen als Dampf abgeht, und daß als Rückstand ein trockenes oder eine geringe Menge Wasser enthaltendes Produkt erhalten wird.Tests have shown that it is possible to carry out this combustion in this way carry out that practically all water evaporates and with the combustion gases comes off as steam, and that as residue a dry or a small amount of water containing product is obtained.
Demgemäß betrifft die vorliegende. Erfindung ein Verfahren zur kontinuierlichen Verbrennung wasserhaltigen Torfes, indem dieser mit Sauerstoff, Luft oder Sauerstoff enthaltenden Gasen unter Druck oder bei erhöhter Temperatur verbrannt wird, und das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Verbrennung so weit getrieben wird, daß die hauptsächliche Menge Wasser verdunstet, daß abgehendes dampfhaltiges Verbrennungsgas unter Druck zur Herstellung reinen Dampfes wärmeausgetauscht wird und daß entstehender trockener oder feuchter Rückstand nutzbringend gemacht wird.Accordingly, the present relates to. Invention a process for continuous Burning water-containing peat by adding oxygen, air or oxygen to it containing gases is burned under pressure or at elevated temperature, and which is characterized in that the combustion is driven so far that the main amount of water evaporates, that exhaust gas containing vapor is heat exchanged under pressure to produce pure steam and that resulting dry or moist residue is made beneficial.
Die Erfindung ist weiter dadurch gekennzeichnet, daß das von Dampf ganz oder teilweise befreite Verbrennungsgas unter Druck überhitzt und einer Expansionsmaschinerie zugeführt und der hergestellte reine Dampf überhitzt und einer Kondensationsmaschinerie zugeführt wird.The invention is further characterized in that that of steam completely or partially liberated combustion gas under pressure superheated and an expansion machinery fed and the pure steam produced is superheated and a condensation machinery is fed.
Die Erfindung ist ferner dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennung so weit getrieben wird, daß der Rückstand als Brennstoff verwendet werden kann. Die Erfindung ist weiter dadurch gekennzeichnet, daß der Rückstand aus einem Gemisch von organischem und anorganischem Stoff besteht, alternativ dadurch, daß die Verbrennung so weit getrieben wird, daß der Rückstand hauptsächlich aus anorganischen Stoffen besteht.The invention is further characterized in that the combustion is driven so far that the residue can be used as fuel. The invention is further characterized in that the residue consists of a mixture consists of organic and inorganic matter, alternatively in that the combustion is carried so far that the residue consists mainly of inorganic substances consists.
Die geringste Konzentration organischer Torfsubstanz im Wasser, die bei diesem Verbrenn.ungsprozeß in Frage kommen kann, liegt im allgemeinen zwischen 10 und 121/o und in einem solchen Falle erhält man als Rückstand nur eventuell enthaltene Aschenbestandteile. Bei 15'% Konzentration ist der Rückstand etwa 30 °/o. Bei steigender Konzentration organischen Stoffes wird die organische Substanz im Rückstand größer, und schon bei einer Konzentration von 30 % Trockensubstanz ist der Rückstand etwa 70 °/o eingehender organischer Substanz. Man kann auf solche Weise einen festen Brennstoff direkt erhalten, ohne irgendwelche komplizierte mechanische Entwässerungsmethoden, wie Pressen, Filtern, Zentrifugieren usw., durchführen zu müssen.The lowest concentration of organic peat matter in the water that can come into question in this combustion process is generally between 10 and 121 / o and in such a case only any residues obtained are obtained Ash constituents. At 15% concentration the residue is about 30%. With increasing Concentration of organic matter, the organic matter in the residue increases, and at a concentration of 30% dry matter the residue is about 70 ° / o incoming organic matter. One can get a solid one like that Get fuel directly without any complicated mechanical dewatering methods, such as pressing, filtering, centrifuging, etc. to have to perform.
Eine Naßverbrennung ist selbstverständlich eine kostspielige Methode, um nur ein Material zu trocknen, aber dadurch, daß die Verbrennung unter Druck erfolgt, ist es möglich, aus dem austretenden dampfhaltigen Verbrennungsgas Wärme zu gewinnen, z. B. durch Wärmeaustausch unter Druck. Dabei kann reiner Niederdru ckdampf erhalten werden, wodurch die für die Trocknung verwendete Wärme in nützliche Wärme umgewandelt wird.Wet incineration is of course an expensive method, to dry only one material, but by burning it under pressure, is it possible to obtain heat from the exhausting vaporous combustion gas, z. B. by heat exchange under pressure. Pure low-pressure steam can be obtained here which converts the heat used for drying into useful heat will.
In vielen Fällen kann dieser Dampf an der Erzengungsstätte zur Verwendung kommen, aber in den Fällen, wo dies nicht möglich ist, wie z. B. bei der Torf-Brennstoff-Herstellung, muß die mit den Verbrennungsgasen abgehende Wärme in irgendeiner Z@ eise in elektrische Energie umgewandelt werden.In many cases, this steam can be used at the production site come but in the Cases where this is not possible, such as B. in the case of peat fuel production, the waste gas must go out with the combustion gases Heat can be converted into electrical energy in some way.
Die Kompressionsarbeit der Verbrennungsluft kann ,vesent.lich sein. Das ist von dem Umstande abhängig, ein wie großer Teil der Trockensubstanz verbrannt werden muß. Dies kann aber ganz gedeckt werden, falls das austretende Verbrennungsgas unter Druck überhitzt wird und in einer Expansionsmaschinerie expandieren kann. Die bei der Expansion entwickelte Energie ist ausreichend groß, um die Kompressionsarbeit zu decken, auch in dem Falle, in welchem das austretende Verbrennungsgas vollständig oder beinahe vollständig von seinem Inhalt an Wasserdampf befreit wird.The work of compression of the combustion air can be essential. That depends on how much of the dry matter is burned must become. However, this can be completely covered if the escaping combustion gas is overheated under pressure and can expand in expansion machinery. The energy developed during expansion is sufficient to do the work of compression to cover, even in the case in which the escaping combustion gas is completely or is almost completely freed from its content of water vapor.
Um die bestmögliche thermische Ausnutzung der mit den Verbrennungsgasen austretenden. Wärmemenge für die Krafterzeugung zu erhalten, ist es deshalb zweckmäßig, das dampfhaltige Verbrennungsgas unter Druck zur Erzeugung reinen Dampfes zunächst durch Wärmeaustausch nutzbar zu machen und den Dampf nach Überhitzung in einer Kondensationsmaschinerie, z. B. einer Dampfturbine, expandieren zu lassen und das von der Hauptmenge Wasserdampf befreite Verbrennungsgas danach, immer noch unter Druck, auf eine Temperatur zu überhitzen, die die für die Kompression notwendige Energie bei der Expansion der Gase durch eine Expansionsmaschinerie, z. B. Gasturbine, abgibt. Die Überhitzung der Verbrennungsgase kann auf jede bekannte Weise erfolgen, z. B. mittels eines direkt beheizten Gasüberhitzers oder durch Mischung mit einem stark überhitzten Gas, das beispielsweise durch, Verbrennung von Gas, Öl oder festem Brennstoff unter Druck hergestellt worden ist.To make the best possible thermal utilization of the combustion gases exiting. To get the amount of heat for power generation, it is therefore advisable to the steam-containing combustion gas under pressure to generate pure steam initially to make it usable through heat exchange and to use the steam after overheating in a condensation machinery, z. B. a steam turbine to expand and that of the main amount of water vapor then released combustion gas, still under pressure, to a temperature overheat, which takes the energy necessary for compression during the expansion of the Gases through expansion machinery, e.g. B. gas turbine gives off. The overheating the combustion gases can be made in any known manner, e.g. B. by means of a directly heated gas superheater or by mixing with a strongly superheated Gas produced by, for example, burning gas, oil or solid fuel under Print has been made.
Ist das Verbrennungsgas von seinem hauptsächlichen Inhalt an Wasserdampf befreit, so tritt das Verbrennungsgas aus der Expansionsmaschinerie bei sehr niedriger Temperatur aus. Das ist darauf zurückzuführen, daß der Prozeß selten bei einem niedrigeren Druck als 25 atü gefahren werden kann, wobei der Verlust an Abhitze beinahe unerheblich wird.The main content of the combustion gas is water vapor freed, the combustion gas exits the expansion machinery at very low Temperature off. This is due to the fact that the process is seldom performed at a lower Pressure than 25 atmospheres can be driven, whereby the loss of waste heat is almost insignificant will.
Da ein Teil des aus -dem Oxydationsprozeß gewonnenen Brennstoffes teils zur Überhitzung des Dampfes für die Kondensationsturbir_e und teils zur Überhitzung des Verbrennungsgases verwendet werden muß, wird selbstverständlich der Nettogewinn an Brennstoff oder dessen äquivalente Menge Kalorien geringer. Beispielsweise kann man aus einem Rohtorf mit 30 % Trockengehalt je Tonne zugeführter Trockensubstanz netto etwa 550 kg trockenen Torfbrennstoff und 480 bis 500hWh erzielen. Zur Kraftherstellung braucht man hierbei eine Kalorienmenge, die nicht größer ist als 3500 bis 4000 Ka1/kWh, gerechnet auf die effektive Wärmemenge des trocken gedachten eingehenden organischen Stoffes, Beispiel Rohtorf mit 30 % Trockensubstanz wird in einen liegenden, mit einem Rührer versehenen Autoklav kontinuierlich eingeschleust. Die Temperatur in dem Autoklav beträgt etwa 190° C und der gesamte Druck 25 atü. Dem Autoklav wird von einer Kompressionsmaschinerie komprimierte Luft in solcher Menge zugeführt, daß die hauptsächliche Menge Wasser bei der Verbrennung mit dem Verbrennungsgas abgeht. Das Verbrennungsgas wird indirekt in einem Dampferzeuger gekühlt, wobei Dampf von 5 atü erzeugt wird. Nach Überhitzung auf 500° C läßt man den Dampf eine Kondensationsturbine mit elektrischem Generator- passieren. Von dem Dampfgenerator austretendes gekühltes Verbrennungsgas wird, fortwährend unter Druck, auf etwa 550'y C üb; r i:i :_ z t und expandiert in einer Gasturbinenmaschi.nerie. cl -ii L_tf-. kompressor oder einen elektrischen Generator tru:')@i@ _l. und tritt aus der Gasturbine bei etwa 50 bis 1(),J- :@ aus. Das bedeutet, daß die Wärmeenergie der 1 brennungsgase vollständig ausgenutzt wird. Im Autc:-klav erhaltener fester Rückstand wird zu ein.-n? Zyklon ausgeschleust und expandiert dort auf Atmosphärendruck, wobei im Rückstand eventuell zurückgebliebenes Wasser abdunstet und eer hierbei einstehende Dampf zur Vorwärmung eingehenden Rohtorfes verwendet wird. Ein Teil des von dein Atitoklav abgehenden wasserfreien Brennstoffes wird zur L:b--rhitzung von Dampf bzw. Verbrennungsgas v-°r«-;:ndet.Since part of the fuel obtained from the oxidation process has to be used partly to superheat the steam for the condensation turbine and partly to superheat the combustion gas, the net gain in fuel or its equivalent amount of calories is of course lower. For example, from raw peat with a dry matter content of 30% per ton of dry matter added, about 550 kg of dry peat fuel and 480 to 500hWh net can be achieved. To produce power, you need an amount of calories that is no greater than 3500 to 4000 Ka1 / kWh, calculated on the effective amount of heat of the incoming dry organic material, for example raw peat with 30 % dry matter is continuously introduced into a horizontal autoclave equipped with a stirrer . The temperature in the autoclave is about 190 ° C and the total pressure 25 atm. Air compressed by a compression machinery is supplied to the autoclave in such an amount that the major amount of water is released upon combustion with the combustion gas. The combustion gas is cooled indirectly in a steam generator, whereby steam of 5 atmospheres is generated. After overheating to 500 ° C., the steam is allowed to pass through a condensation turbine with an electrical generator. Cooled combustion gas emerging from the steam generator is, continuously under pressure, to about 550.degree. C. above; ri: i: _ zt and expanding in a gas turbine machinery. cl -ii L_tf-. compressor or an electric generator tru: ') @ i @ _l. and exits the gas turbine at about 50 to 1 (), J-: @. This means that the thermal energy of the 1 combustion gases is fully utilized. Solid residue obtained in the Autc: -lave becomes a.-n? Cyclone discharged and expands there to atmospheric pressure, with any water remaining in the residue evaporating and eer resulting steam is used to preheat incoming raw peat. Part of the anhydrous fuel leaving your atitoklav is used to heat steam or combustion gas.
Die Erfindung ist auf. das vorerwähnte. Beispiel nicht beschränkt, sondern kann mannigfach im Rahmen der Ansprüche variiert werden.The invention is on. the aforementioned. Example not limited, but can be varied in many ways within the scope of the claims.
Enthält der Torf wertvolle anorganische Chemikalien, können diese aus dem.-,festen" Brennstoff gewonnen werden.If the peat contains valuable inorganic chemicals, these can can be obtained from the "solid" fuel.
Durch die Natur des Torfes und die Menge anwesenden: anorganischen Stoffes bedingt, kann der erhaltene Rest als Brennstoff, Bodenmeliorationsmittel usw. verwendet werden. Wenn der erhaltene Rest zu Bodenmehorationszwecken verwendet werden- soll, kann es zweckmäßig sein, gleichzeitig Phosphor oder ` stickstoffhaltige Kunstdüngemittel einzumischen.By the nature of the peat and the amount present: inorganic Depending on the substance, the residue obtained can be used as fuel, soil improvement agent etc. can be used. When the remainder obtained is used for soil mourning purposes should be, it may be appropriate to simultaneously use phosphorus or `nitrogen-containing Mix in artificial fertilizers.
Claims (5)
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