DK148368B - Fremgangsmaade til udvinding af varme fra staldgoedning, spildevandsslam og andet vaadt affald ved forbraending - Google Patents

Description

i

U83SS

Opfindelsen angår en fremgangsmåde til udvinding af varme fra staldgødning, spildevandsslam og andet vådt affald ved forbrænding, omfattende en kombineret tørrings-, forbrændings-og vanddampkondensationsproces.

Vådt organisk affald, som f.eks. staldgødning og spildevandsslam, forekommer i store mængder og giver ofte problemer på grund af indholdet af smittekim, ubehagelige lugtstoffer eller farlige gifte, der bevirker, at udspredning på marker er ulovlig eller forbundet med smitterisiko og gener for omgivelserne. Det våde affald har et betydeligt energiindhold, der alene for staldgødningens vedkommende svarer til omkring en fjerdedel af den energimængde, som årligt anvendes til opvarmning af Danmark. Udvindingen af energi fra affaldet er imidlertid vanskelig på grund af det høje vandindhold, der bevirker, at direkte forbrænding er umulig. I stedet for forbrænding kan der anvendes biologiske metoder til omsætning af stofferne, idet der under anaerobe forhold kan produceres gas og under aerobe forhold varme. Disse metoder fordrer imidlertid ret kostbare installationer, og ved deres anvendelse kan der i praksis højst udvindes ca. 30% af affaldsstoffernes totale energiindhold.

Ved sammenblanding af spildevandsslam og husholdningsaffald i passende forhold er det muligt at forbrænde slammet, men størstedelen af energimængden i tørstoffet går til fordampning af vandet og går således tabt gennem skorstenen.

Fra dansk fremlæggelsesskrift nr. 131.745 kendes en fremgangsmåde til forbrænding af affald med henblik på fremstilling af brændgas. Affaldet bevæger sig nedad gennem tre områder i en lodret behandlingsskakt, nemlig øverst et tørreområde, nedenunder et forgasningsområde og nederst et forbrændingsområde. Til forbrændingsområdet tilføres luft, og den ved forbrændingen dannede røggas deles straks i to portioner, hvoraf den relativt mindre portion får lov at stige op gennem forgasningsområdet, medens den relativt større portion straks tages ud 2 148368 af forbrændingsområdet (idet den blandt andet skal bruges til opvarmning af friskluft, der skal ledes til dette område). Til forgasningsområdet tilføres varm luft til den opadstigende "relativt mindre portion" af røggassen, hvorefter den dannede luft-røggasblanding passerer gennem tørreområdet. Derfra føres denne blanding gennem en kølende varmeveksler og en såkaldt fraskiller, hvor chlor, chlorbrinte og andre korroderende bestanddele opløses i vand og fraskilles. Den således dannede rensede brændgas ledes nu tilbage gennem varmeveksleren, hvor den opvarmes, og derfra yderligere tilbage, dels til tørreområdet dels til forbrændingsområdet, hvor den tjener som hjælpebrændsel. Overskydende brændgas oplagres i en gasbeholder og kan anvendes til andre formål end opvarmning.

Det affald, som skal forbrændes, indføres først i tørreområdet, efter at det er blevet knust til grove stykker, hvorfor denne kendte fremgangsmåde ikke er specielt anvendelig til stort set flydende affald (slam og lignende). Hertil kommer, at fremgangsmåden er ret kompliceret.

Det er formålet med opfindelsen at anvise en fremgangsmåde af den ovenfor nævnte art, ved hvilken der på miljøvenlig og særlig enkel måde kan forbrændes affald med et vandindhold på op til ca. 80%, samtidigt med at 50-70% af affaldets energiindhold udvindes som varme ved en temperatur, der er høj nok til direkte anvendelse til rumopvarmning.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen er ejendommelig ved, at hele den varme røggasmængde, som fremkommer ved forbrænding i en forbrændingsovn af på forhånd tørret affald opblandes med kold spædeluft til en passende lav temperatur, hvorefter denne luft-røggasblanding blæses gennem vådt affald, som, inden dette når forbrændingsovnen, opholder sig i en tørreenhed, hvorefter luft-røggasblandingen så ledes til en luftvasker, hvis vaskevand derved opvarmes, og at vaskevandets varme derefter, f.eks. via en varmeveksler med tilhørende fjernvarmerørinstallation, overføres til forbrugsstedet. Herved opnås, at affald med et vandindhold på helt op til ca. 80% kan forbrændes, idet hele den varme rørgasmængde, som dannes i for- 148368 3 brændingsovnen (efter at være blandet med kold spædeluft), udnyttes i tørreenheden med henblik på fortørring af affaldet. Temperaturen af røggassen er så høj, at sidstnævnte indirekte kan bruges til rumopvarmning, nemlig ved hjælp af luftvaskeren og varmeveksleren. Fremgangsmåden er også meget miljøvenlig, idet luftvaskeren dels fjerner røggassens støv og røgpartikler, dels fjerner en del kvælstof- og svovlforbindelser samt lugtstoffer. En skorsten er således i de fleste tilfælde unødvendig.

En fremgangsmåde, hvor en del af afgangsluften fra luftvaskeren recirkuleres og anvendes som spædeluft og/eller forbrændingsluft kan ifølge opfindelsen være ejendommelig ved, at spædeluften og/eller forbrændingsluften forvarmes ved passage af en luftvarmer, der er tilsluttet som en varmeforbruger. Derved øges fremgangsmådens virkningsgrad, således at økonomien forbedres, idet man kan behandle affald med op til 85% vand.

Desuden kan ifølge opfindelsen spædeluftmængden og dermed temperaturen af luft-røggasblandingen reguleres i afhængighed af temperaturen af den luft-røggasblånding, der netop har passeret tørreenheden. Derved opnås en meget præcis regulering af temperaturen af det våde affald, som inden forbrændingen skal tørres i tørreenheden, ligesom risikoen for antænding af affaldet allerede i tørreenheden nedsættes.

Endvidere kan ifølge opfindelsen den af varmeveksleren afgivne varme reguleres ved afpasning af forbrændingsluftstrømmen i afhængighed af temperaturforskellen mellem returvandet i fjernvarme-rørinstallationen og det afkølede vaskevand fra varmeveksleren. Derved opnås på simpel måde en passende styring af den fra det anvendte anlæg afgivne nyttige varme (varmen til forbrugerne).

4 148368 F.eks. vil reguleringen kunne foretages således, at et faldende varmeforbrug, der giver en voksende temperaturforskel, medfører en formindskelse af forbrændingsluftstrømmen.

Endelig kan ifølge opfindelsen vaskevandsstrømmen gennem luftvaskeren og varmeveksleren reguleres i afhængighed af temperaturen af det vaskevand, der netop har forladt luftvaskeren, så at fremløbstemperaturen til varmeveksleren holdes konstant. Herved opnås en hensigtsmæssig regulering af vaskevandsstrømmen.

Opfindelsen forklares nedenfor under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 viser et anlæg til udøvelse af en første udformning af fremgangsmåden ifølge opfindelsen, og fig. 2 samme, idet der dog er tilvejebragt en recirkuleringsledning, som kan føre afgangsluft fra luftvaskeren hen til et indtag for spædeluft og/eller forbrændingsluft.

I en første udformning af fremgangsmåden - sammenlign det i fig. 1 viste anlæg - føres vådt affald 1 til en doserings-og struktureringsmekanisme 2, der kan bestå af en snegletransportør eller lignende dele, som presser affaldet gennem en matrice (ikke vist), eller som kan være et system af valser, der findeler affaldet. Fra doseringsmekanismen 2 indføres affaldet i en tørreenhed 3 og tørres, hvorefter det føres videre til en forbrændingsovn 4, hvor forbrændingen til aske 5 sker ved tilførsel af forbrændings 1-uft, der føres ind via et forbrændingsluftindtag 6. Den i forbrændingsovnen 4 dannede røggas 7 opblandes med spædeluft, der indføres i anlægget via et særligt spædeluftindtag 8. Blandingen af luft og røggas føres af en blæser 9 hen til tørreenheden 3 og derpå som delvis afkølet fugtig luft 18 (egentlig luft-røggasblanding) videre til en luftvasker 10. I luftvaskeren, der er opbygget efter samme princip som et køletårn, passerer den fugtige luft en stor vandoverflade (vaskevandet) og føres til det 148368 5 fri som afgangsluft 11. Herunder opvarmes vaskevandet.

Det i luftvaskeren opvarmede vaskevand ledes til en varmeveksler 12, hvorfra varme kan overføres til en varmeforbruger 13 via en fjernvarme-rørinstallation. Fra varmeveksleren 12 løber vaskevandet videre til en med overløb 14 forsynet klaringstank 15, hvor det klares, før det af en pumpe 24 føres tilbage til luftvaskeren.

Anlæggets varmeproduktion kan reguleres ved hjælp af et spjæld 21 eller ved hjælp af ventilatoren 9 i afhængighed af temperaturforskellen mellem returvandet 19 fra varmeforbrugeren og det fra varmeveksleren 12 afgående vaskevand 20. Konstant fremløbstempertur til varmeveksleren 12 sikres ved hjælp af en ventil 23, der styres af en føler i vaskevandsrøret 25 ved udløbet fra luftvaskeren 10. Desuden kan luft-røggasblandin-gens temperatur reguleres i afhængighed af temperaturen af luft-røggasblandingen ved udløbet af tørreenheden 3, idet der til reguleringen benyttes et i spædeluftindtaget 8 anbragt styret spjæld 22.

I en anden udformning af fremgangsmåden - sammenlign det i fig. 2 viste anlæg - recirkuleres en del af den fra luftvaskeren afgående afgangsluft 16, idet denne anvendes som spædeluft.

Inden den passerer ind gennem spædeluftindtaget 8, forvarmes den ved passage af en luftvarmer 17, der er tilsluttet varme-rørinstallationen som en varmeforbruger.

Selvom der ovenfor er tale om både recirkulering af afgangsluft 16 og forvarmning af spædeluft 8, er der intet til hinder for, at man alene anvender recirkulering uden forvarmning eller forvarmning uden recirkulering. Fremgangsmåden kan også anvendes til simpel destruktion af vådt affald, i hvilket tilfælde man blot undlader at udtage varme fra varmeveksleren 12.

Claims (4)

148368

1. Fremgangsmåde til udvinding af varme fra staldgødning, spildevandsslam og andet vådt affald ved forbrænding, omfattende en kombineret tørrings-, forbrændings- og vanddampkondensationsproces, kendetegnet ved, at hele den varme røggasmængde (7), som fremkommer ved forbrænding i en forbrændingsovn (4) af på forhånd tørret affald, opblandes med kold spædeluft (8) til en passende lav temperatur, hvorefter den dannede luft-røggasblanding blæses gennem vådt affald, som, inden dette når forbrændingsovnen (4), opholder sig i en tørreenhed (3), hvorefter luft-røggasblandingen ledes til en luftvasker (10), hvis vaskevand derved opvarmes, og at vaskevandets varme derefter, f.eks. via en varmeveksler med tilhørende fjernvarme-rørinstallation, overføres til forbrugsstedet.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, hvor en del (16) af afgangsluften (11) fra luftvaskeren (10) recirkuleres og anvendes som spædeluft (8) og/eller forbrændingsluft (6), kendetegnet ved, at spædeluften (8) og/eller forbrændingsluften (6) forvarmes ved passage af en luftvarmer (17), der er tilsluttet som en varmeforbruger.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet i ved, at spædeluftmængden (8) og dermed temperaturen af luft-røggasblandingen reguleres (22) i afhængighed af temperaturen af den luft-røggasblanding (18), der netop har passeret tørreenheden (3).

4. Fremgangsmåde ifølge krav 1, 2 eller 3, kendetegnet ved, at den af varmeveksleren (12) afgivne varme reguleres ved afpasning af forbrændingsluftstrømmen (6) i afhængighed af temperaturforskellen mellem returvandet (19) i fjernvarme-rørinstallationen og det afkølede vaskevand (20) fra varmeveksleren.