DK150284B - Fremgangsmaade til forkulning af agglomerater og apparat til brug ved fremgangsmaaden - Google Patents

Description

i . 150284

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til forkulning af let smuldrende, brændbare agglomerater med højt fugtighedsindhold i et fluidiseret leje af ikke brændbare faste partikler. Opfindelsen angår endvidere 5 et apparat til brug ved fremgangsmåden.

I en forkulningsproces i et fluidiseret leje finder forbrændingen sted i et leje af partikelformet materiale (almindeligvis sand), som opvarmes i en stålbeholder foret med et ildfast materiale. Lejet af inert partikel-10 formet materiale bæres på en perforeret gasfordelings plade, som er anbragt inden i beholderen på en sådan måde, at den opdeler denne i to kamre: en vindtunnel beliggende under pladen og reaktionskammeret beliggende over pladen. Lejet "fluidiseres" ved passage af luft fra 15 den underliggende vind tunnel, som holdes under et svagt forhøjet tryk, op igennem den perforerede plade og igennem partikellejet med en hastighed, som er en funktion af trykdifferentialerne, for eksempel den kontrollerede værdi af lejets dybde.

20 Ved en særligt ønskelig driftsform i forbrændingsapparater i stor målestok tilfører man den konstante strøm af brændbare spildprodukter, som skal forbrændes i apparaturet, med en hastighed, som er tilstrækkelig høj til, at materialet selv kan nære forbrændingen i apparatet i en autogen 25 operation (selvnærende forbrænding af spildprodukterne), når apparatet har nået antændelsestemperaturen. For at opnå den mest effektive driftsform bør denne forbrænding finde sted inden i lejet af granulært materiale og ikke i det rum i reaktoren, som findes over lejet (det såkaldte 30 "freeboard"). Forbrændingen af spildprodukter med højt fug tighedsindhold i fluidiserede lejer i stor målestok er imidlertid i praksis behæftet med problemer på grund af kravet om,at fugtighedsindholdet skal vaporiseres, hvilket resulterer i en afkølende effekt. Forbrændingen af materia-35 ler med højt fugtighedsindhold i fluidiserede lejer re sulterer typisk i en ufuldstændig forbrænding i lejet, idet 2 150284 en væsentlig del af forbrændingen sker som en såkaldt "efterforbrænding" eller som en forbrænding, som foregår i "freeboard”-rummet over lejet. Under sådanne betingelser er temperaturen i lejet under idealtemperaturen, mens tem-5 peraturen i "freeboard"-rummet er over idealtemperaturen.

Andre problemer opstår som følge af den damp, som dannes ved forbrænding af materialer med højt fugtighedsindhold.

Denne damp har tendens til at kvæle den forbrænding, som finder sted i det indre af lejet. Ved en ideel drift af 10 apparaturet bør temperaturen i "freeboard"-rummet holdes på ca. 870-980 °C, og temperaturen i det fluidiserede leje bør holdes på ca. 760-870 °C. Hvis temperaturen i lejet falder væsentligt under ca. 700 °C, vil der indtræde en røgudvikling, hvilket angiver en kritisk 15 tilstand, hvorunder der er en potentiel risiko for eksplosion.

Tidligere har man kun kunnet løse dette problem med dårlig forbrænding i lejet ved at indføre et supplerende brændstof (dvs. naturgas eller olie) i lejet for at sup-20 plere dannelsen af varme til opnåelse af en markant stigning i lejets temperatur og et deraf følgende fald i temperaturen i "freeboard"-rummet. Dette behov for yderligere brændstoftilførsel anfægter i væsentlig grad økonomien af sådanne processer, som omfatter forkulning af spildprodukter 25 i fluidiserede lejer under dannelse af varmeafledt energi.

Indtil fornylig har de hyppigst anvendte affaldsforbrændere, som virker ved forbrænding i fluidiseret leje i stor målestok, været således indrettet, at affaldsmaterialet indføres over det fluidiserede leje igennem en åbning i siden 30 eller i toppen af reaktionsbeholderen. I disse "top-feed"-forbrændere falder affaldsmaterialet frit igennem "free-board" -rummet eller ned langs reaktorens sidevægge og lander på overfladen af lejet. Men selv om man blæser fluidi-serénde luft igennem lejet med en deraf følgende cirkulation 35 og blanding i lejet, fører denne tilføringsmetode fremdeles til en dårlig fordeling af fødeblandingen i det indre af 150284 3 lejet og dermed til en mindre varmedannelse i lejet. Der sker en større forbrænding i det øvre lag af lejet og i "freeboard”-rummet over lejet. Det har været overordentligt vanskeligt, om ikke umuligt, at opretholde en autogen ope-5 ration med sådanne systemer.

Med henblik på delvis at afbøde dette problem har man senere udformet reaktorer på basis af fluidiserede lejer således, at fødningen af materialet sker direkte i selve lejet. I sådanne reaktorer er beholderen forsynet med en 10 slidske, som leder ind i lejet, eller med en tilførselsåbning anbragt længere nede på reaktorens sidevæg og beliggende ud for selve lejet, således at det bliver muligt at foretage "in-bed"-fødning. Denne sidste metode har imidlertid vist sig uegnet til at løse problemerne med 15 dårlig fordeling og dårlig "in-bed"-forbrænding i kommercielle forbrændingsapparater i stor målestok. Visse mindre forbrændingsapparater er udformet således, at de omfatter en omrøringsindretning til tilvejebringelse af større turbulens og bedre fordeling af fødeblandingen 20 i lejet. Ved forbrændingsprocesser i større målestok har en sådan omrøring imidlertid almindeligvis ikke vist sig mulig.

Selv om man således anvender den indtil nu tilgængelige "in-bed"-fødningsteknik, er der vedvarende store problemer 25 forbundet med den relativt lave forbrændingsgrad i lejet og den deraf følgende større forbrændingsgrad eller efter-brænding, som optræder i "freeboard,,-rummet over lejet.

Disse problemer danner en barriere imod autogen drift af forbrændingsapparaturer på basis af fluidiserede lejer til 30 forbrænding af spildprodukter med høje fugtighedsindhold.

USA patentskrift nr. 4 036 153 angår specifikt en "top-feed"-forbrænder, som hævdes at forøge "in-bed,,-fordelingen af fødeblandingen og at forøge forbrændingen i eller i nærheden af lejets top. I dette apparat er reaktionsrummet 4 150284 forsynet med en ekstra luftkilde, som indfører luft i et punkt direkte over det fluidiserede leje igennem et rør, som er koncentrisk med et tilsvarende nedadrettet føderør, og som er adskilt fra dette på en sådan måde, at der dan-5 nes en ringformet luftpassage. Det påstås i ovennævnte USA patentskrift, at den luft, som passerer ind i reaktionskammeret igennem den ringformede luftpassage, tilvejebringer en luftafskærmning rundt om føderøret og tvinger det materiale, som flyder på toppen af det fluidiserede leje, 10 tilbage i det indre af dette. Det anføres, at det relativt tørre fødemateriale tilføres fra skruefrembringere ind i det nedadrettede føderør, som udmunder lige over lejet, og at fødeblandingen falder frit igennem røret og ned på overfladen af det fluidiserede leje. Forbrændingen inden 15 i lejet næres af den fluidiserende luft fra vindtunnelen under lejet. I kolonne 3, linje 19, i ovennævnte patentskrift anføres det, at visse brændbare gasser og findelte faste stoffer undslipper fra lejet, og at den ekstra luftstrøm bevirker forbrænding af disse undslippende materialer, 20 væsentligst i området nær ved lejet, men efter at materialerne er undsluppet herfra. Det anføres også, at denne forbrænding finder sted i "freeboard”-rummet, men tæt ved lejet.

Det nævnes ikke i det ovennævnte patentskrift, at det deri omhandlede apparatur kan benyttes til autogen drift og i 25 særdelseshed til behandling af fødeblandinger med middelhøje eller høje fugtighedsindhold. Det fremgår klart, at apparatet vist i det ovennævnte patentskrift er en simpel skematisk tegning, som overhovedet ikke indeholder nogen hjælpeforanstaltninger såsom indretninger til supplerende 30 brændstoftilføringer. De skematiske tegninger synes at være begrænset til komponenter, som direkte vedrører den i patentskriftet omhandlede fødeindretning. Bortset fra en almen diskussion i patentskriftets indledning er der ikke nogen specifikke henvisninger til indretninger til brændstof-35 . tilførsel og til forøgelse af temperaturen i lejet til driftstemperaturen, eller henvisninger til indretninger, ved hvilke man kan opretholde antændelsestemperaturerne under 150284 5 driften af apparatet selv med relativt tørt fødemateriale.

USA patentskrift nr. 3 863 577 omtaler hjælpeforanstaltninger til luftindblæsning anbragt i reaktorvæggen og fordelt i et vandret plan umiddelbart over de øverste lag af det fluidi-5 serede leje med henblik på at tilvejebringe og opretholde en forbrændingszone med høj turbulens i "freeboard"-området, hvilken forbrændingszone er direkte sammenfaldende med lejets øvre lag. Det nævnte USA patentskrift viser på fig. 6 samt i kolonne 8, linje 31, en af de alternative 10 udførelsesformer, som er et "in-bed"-fødesystem, ved hjælp af hvilket kloakslam føres direkte ind i lejet ved hjælp af en skruefrembringer. Der henvises specielt til tilfø-ringsindretninger 62 til indsprøjtning af yderligere brændstof i lejet (kolonne 8, linje 37-40). Det nævnte USA 15 patentskrift vedkender sig specielt (kolonne 8, linje 44-48), at sådanne slamtyper endvidere kræver en kontinuerlig indsprøjtning af ekstra brændstof i lejet for at opretholde forbrændingen. Det fremgår ingen steder i det nævnte USA patentskrift, at det deri omhandlede apparat kan benyttes 20 til autogen drift, dvs. under fuldstændig fravær af ekstra brandstof.

Begge de ovennævnte USA patentskrifter omtaler ekstra luftkilder til tilvejebringelse af luftturbulens oven over og i umiddelbar nærhed af selve det fluidiserede leje. Ved 25 de i de nævnte patentskrifter omhandlede metoder sker der en forbrænding i området umiddelbart over lejets øvre overflade. Ingen af de ovennævnte patentskrifter omtaler eller foreslår, at de respektive apparater kan benyttes til autogen drift. 1

Det er derfor formålet med opfindelsen at tilvejebringe en fremgangsmåde og et apparat til forbrænding af brandbare, let smuldrende agglomerater med høje fugtighedsindhold (50-70% vand) i et fluidiseret leje på kontinuerlig autogen basis.

6 150284

Med den foreliggende opfindelse tilvejebringes således en fremgangsmåde til forkulning af let Smuldrende, brændbare agglomerater med høje fugtighedsindhold i et fluidi-seret leje bestående af inerte partikelformede faste stoffer, 5 . hvilken fremgangsmåde er ejendommelig ved det i krav l*s kendetegnende del anførte.

Opfindelsen angår ligeledes et apparat med fluidiseret leje til brug ved udøvelse af fremgangsmåden, og dette apparat er ejendommeligt ved det i krav 3's kende-10 tegnende del anførte.

Apparatet og fremgangsmåden ifølge opfindelsen giver en mere fuldstændig forbrænding af de brændbare stoffer i det indre af det fluidiserede leje, hvilket forøger opvarmningen af selve lejet i en sådan udstrækning, at 15 der kan opretholdes en autogen drift, hvorved man kan reducere den efterbrænding, som optræder i "freeboard"-rummet over lejet. Der opretholdes høje niveauer af "in-bed"-forbrænding i det omhandlede apparat, nærmere bestemt i en sådan udstrækning, at fødeblandingerne med høje fug-20 tighedsindhold kontinuerligt tørres, ligesom de i høj udstrækning forbrændes i det indre af lejet. Det fluidiserede leje holdes fortrinsvis ved en temperatur på omkring 815 - 870 °C til opnåelse af optimal drift uden tilførsel af yderligere brændstof. Imidlertid kan den auto-25 gene driftstemperatur kontrolleres opefter eller nedefter ved at forøge eller formindske hastigheden for tilførsel af supplerende luft til det fluidiserede leje.

Opfindelsen beskrives nærmere ved de medfølgende figurer, hvor 30 fig. 1 viser et vertikalt tværsnit af et forbrændingsapparat med fluidiseret leje ifølge opfindelsen, fig. 2 er en forstørret del af et tværsnit taget langs lin- 150284 7 jen 2-2 i fig. 1 og viser en forgrenet fødeindretning med omgivende supplerende lufttilførselsanordninger, fig. 3 er et yderligere forstørret udsnit af et tværsnit taget langs linjen 3-3 i fig. 1 og viser den forgrenede 5 fødeindretning med omgivende supplerende lufttilførelsesindretninger som vist på fig. 2, fig. 4 er et delvis udskåret tværsnit taget langs linjen 3-3 på fig. 1 og viser en alternativ udførelsesform, nærmere bestemt en udførelsesform, som gør brug af en enkelt 10 fødeindretning med omgivende supplerende lufttilførelsesindretninger, fig. 5 er et tværsnit taget langs linjen 5-5 på fig. 2 og viser en udførelsesform for føderørene med omgivende supplerende lufttilførselsrør, 15 fig. 6 er et tværsnit af en alternativ udførelsesform for føderøret med omgivende supplerende lufttilførselsrør og er ligeledes taget langs linjen 5-5 på fig. 2, og fig. 7 er et tværsnit af etn yderligere modifikation og udførelsesform for føderøret med omgivende supplerende 20 lufttilførselsrør, som desuden omfatter et tredje lufttilførselsrør, og dette tværsnit er taget langs linjen 7-7 på fig. 4.

Apparatet ifølge opfindelsen omfatter en fødeanordning, hvori fødestrømmen, som består af let smuldrende, brænd-25 bare agglomerater med høje fugtighedsindhold, omgives af luft med høj hastighed i det punkt, hvor indføringen i det fluidiserede leje sker. Materialerne, som kan forbrændes i apparatet ifølge opfindelsen, er brandbare stoffer, som kan have et fugtighedsindhold på helt op til omkring 30 50 til 75 %, og som er agglomerater, der er let smuldren de og af en sådan størrelse og form, at de kan indføres i det fluidiserede leje ved hjælp af en luftstrøm med høj 8 150284 hastighed. Industrielle spildprodukter^såsom mange filterkager og aktiverede slamarter? er eksempler på faste materialer, som kan forbrændes ved hjælp af fremgangsmåden og apparatet ifølge opfindelsen.

5 I de foretrukne udførelsesformer for det omhandlede apparat er fødeanordningen anbragt i en højde på omkring det halve af højden af de fluidiserede leje, således at føde-strømmen indsprøjtes i den midterste trediedel af det fluidiserede lejes side.

10 Apparatenheden 10, som er vist på fig. 1, består af en med et ildfast materiale foret stålbeholder 11 af den type, som hyppigt anvendes til forbrænding af spildprodukter. En gasfordelingsplade 20 er anbragt i beholderen og opdeler denne i to hovedbestanddele: vindtunnelen 30 15 beliggende under gasfordelingspladen 20 og reaktorrummet 15, som er beliggende ovenfor, og pladen 20 bærer det fluidiserede leje 25, som består af et partikelformet materiale.

Gasfordelingspladen 20 indeholder et antal mundinger 21, 20 som er forsynet med T-formede blæsehuller 35, der gør det muligt for luften at strømme i opadgående retning fra vindtunnelen 30 og ind i det fluidiserede leje 25 bestående af partikelformede faste stoffer, men som samtidig forhindrer dette partikelformede materiale i at 25 falde ned i vindtunnelen 30, i særdeleshed når apparatenheden ikke er i drift. Af hensyn til overskueligheden er kun vist nogle få af blæsehulleme 35, idet det fremhæves, at disse er ensartet fordelt over hele den vandrette udstrækning af pladen 20. Det bemærkes også, at alle 30 blæsehulleme 35 har samme længde og udmunder i samme vandrette niveau i det indre af lejet 25, således at der opnås en ensartet strøm igennem alle blæsehulleme 35.

Vindtunnelen 30 bringes under tryk ved hjælp af konventionelle kompressorer (ikke vist) igennem kanalen 36, 35 således at lejet 25 fluidiseres i tilstrækkelig udstrækning. For en given mængde partikelformet materiale vil 150284 9 lejet 25, når det er fluidiseret, nå op til en højde, der ikke overstiger en højde som angivet ved linjen 40. Højden 40 af det fluidiserede leje 25 svarer almindeligvis til højden af den cylindriske del af beholderens sidevæg. Over 5 højden 40 af det fluidiserede leje 25 begynder sidevæggen af beholderen 11 at bue udad til dannelse af en almindeligvis konisk øvre sidevæg 12. Området beliggende over den faktiske top af lejet 25 benævnes "freeboard" 16.

Man kan naturligvis om ønsket anvende en mindre mængde 10 partikelformet materiale.

Apparatenheden 10 er desuden forsynet med gasdyser 45 og oliedyser 50, som er anbragt i lejet 25 med det formål at tilføre supplerende brændstof til forvarmning af lejet 25 til antændelsestemperaturen under opstart af apparatet.

15 En vandoverrislingsenhed 55 i det indre af "freeboard"-rummet 15 er forsynet med vanddyser 60 til fremskaffelse af kølevand, således at gasserne i "freeboard"-rummet 16 hurtigt kan afkøles i det tilfælde, at den indre tem-20 peratur i apparatet når op på for høje værdier. Dette gøres for at beskytte varmevekslingsudstyret. Ved den mest effektive driftsform muliggør udblæsningsåbningen 65, som er anbragt i den øverste del af apparatenheden 10, at de opvarmede gasser kan undslippe til en konventionel kedel 25 (ikke vist), således at man f.eks. kan omdanne vand i kedelen til damp og på denne måde genvinde energi.

Den almene kombination af fødeanordningen og den supplerende omgivende lufttilførselsanordning er vist ved tallet 70, og denne kombinerede anordning fører igennem sidevæggen 50 14 i den nederste cylinder i apparatet og strækker sig vand ret ind i det fluidiserede leje 25. Kombinationen 70 består af føderøret 97 og det omgivende rør 102 til supplerende lufttilførsel.

Forskellige udførelsesformer for kombinationen 70 bestå-35 ende af føderør og lufttilførselsrør er vist i nærmere detaljer på figur ene 2-7.

10 150284

Figurene 2 og 3 viser en udførelsesform, hvori kombinationen 70 bestående af føderør med omgivende lufttilførselsrør er forgrenet med det formål at tilvejebringe en større spredning af fødemassen. Luften føres til den supple-5 rende omgivende luftkanal 100 ved hjælp af den supplerende luftkanal 90. Luften, som tilføres ved hjælp af kanalen 90, udtages fra en luftdyse i en kompressor (ikke vist) og føres til vindtunnelen 30. Den supplerende omgivende luftkanal 100 dannes ved at placere luftrør 102 10 rundt om føderørene 97, som fødes med den brændbare fødeblanding i en luftstrøm med høj hastighed igennem føderør et 75. Den hurtige luftstrøm, som fører fødeblandingen frem, udtages fra en anden kompressor (ikke vist). Fordelerlegemet 80 forbinder de forgrenede føderør 97 med 15 føderøret 75 uden for den cylindriske sidevæg 14. Føde-rørene 97 og lufttilførselsrørene 102, som omgiver føde-rørene 97, understøttes i udmundingspunktet af bærefødder 85, som hviler på gasfordelingspladen 20.

Figur 4 viser en foretrukken udførelsesform for den fore-20 liggende opfindelse, hvori føderøret 75 ikke er forgrenet, men i stedet fører ind i det fluidiserede leje 25 i form af et enkelt føderør 97 omgivet af et enkelt rør 102 til supplerende lufttilførsel. Figuren viser en udførelsesform for den foreliggende opfindelse, hvor der findes et tredie 25 lufttilførselsrør 105 anbragt under og i det væsentlige parallelt med føderøret 97 og det omgivende lufttilførselsrør 102. Denne detalje vil blive yderligere diskuteret i forbindelse med fig. 7.

I fig. 5 er føderøret 97 koncentrisk med det omgivende luft-30 tilførselsrør 102, således at der dannes en ringformet kanal 100 til indføring af supplerende luft. Den alternative udførelsesform, som er vist på fig. 6, viser et elliptisk lufttilførselsrør 103, der omgiver et cirkulært føderør 97, således at der dannes en kanal 104.

35 Fig. 7 viser en udførelsesform, i hvilken et tredie lufttilførselsrør 107 fører luft til et ekstra lufttilførsels- 150284 11 rør 105» som er anbragt under lufttilførselsrøret 102, således at der dannes en tredie luftkanal 110. Luften til denne tredie kanal udtages fra en separat kompressor (ikke vist) og ledes ind i lejet sammen med fødemassen og de 5 supplerende luftstrømme, hvorved der tilvejebringes en yderligere mængde luft til forbrænding og turbulens.

Driften af apparatet ifølge opfindelsen begynder med en opstart, under hvilken man første bringer lejet 25 op på antændelsestemperaturen ved at brænde naturgas, som tilføres igen-10 nem gasrøret 45, indtil lejet 25 når op på en temperatur på omkring 540 °C. Derefter erstattes gasstrømmen med olie, som tilføres igennem oliedysen 50, indtil lejet 25 når op på den autogene antændelsestemperatur. Ved denne temperatur vil olien forbrænde under dannelse af yder-15 ligere varme. Oliestrømmen afbrydes, når lejet når op på den autogene driftstemperatur, f.eks. ca. 925 °c.

Den autogene antændelsestemperatur vil afhænge af fugtig-hedsmængden, fødemassens forbrændingstemperatur og andre variable, og temperaturen for en given fødeblanding kan 20 let bestemmes ved forsøg, f.eks. ved momentvis at afbryde den supplerende brændstoftilførsel og nøje observere, hvornår temperaturen forbliver konstant. Således kan tilførslen af fødeblanding begynde, inden man når op på de autogene antændelsestemperaturer, men tilførslen bør ikke 25 begynde før der er opnået temperaturer på mindst ca. 700 °C for at begrænse røgudviklingen og faren for en eksplosiv forbrænding, hvilken fare naturligvis altid forekommer i tilfælde af svær røgudvikling.

Den fluidiserende luft, som føres til vindtunnelen 30 30 fra en kompressor (ikke vist), strømmer opefter igennem de T-formede blæsehuller 35 og ind i lejet 25 med en strømningshastighed, som er tilstrækkelig til at fluidisere lejet 25. I det øjeblik, hvor fødestrømmen ankommer til lejet 25, er den omgivet af den supplerende 35 luft, som hidrører fra luftkanalerne 100 og 104. Eventuelt kan yderligere luft indføres igennem en tredie luftkanal 110.

12 150284

Efterhånden som de brandbare bestanddele brænder, vil de. opvarmede luftforbrændingsprodukter, damp og spildaske, stige op igennem "freeboard,,-rummet 16 og forlade appara-tet igennem udblæsningsåbningen 65· Imidlertid er det ik-5 ke alle forbrændingsprodukterne, som er fuldstændig brændt, og der kan finde yderligere forbrændinger sted i "freeboard"-rummet 16. Hvis temperaturene af de gasser, som forlader rummet 16 igennem åbningen 65 9 af en eller anden grund når op på niveauer, hvor varmevekslingsudstyret udsættes for 10 fare, dvs. temperaturer over ca. 1095 °C, sprøjtes vand ind i rummet 16 i en mængde, som er tilstrækkelig til at reducere temperaturen i dette rum til et forsvarligt niveau, f. eks. 870-1010 °C. Den dannede aske skille fra i en cyclonseparator (ikke vist), og de varme gasser 15 kan anvendes til at opvarme vand i en kedel til dannel-L se af damp til brug som energikilde. Opfindelsen illustreres nærmere ved det følgende eksempel.

EKSEMPEL

I overensstemmelse med fremgangsmåden ifølge opfindelsen blev et spildprodukt bestående af risskaller og furfural, 20 som indeholdt omkring 55 % fugtighed, brændt i et stort apparat med fluidiseret leje på kontinuerlig autogen basis i et leje af sand uden tilsætning af yderligere brændstoffer.

Under opstarten brændtes naturgas med det formål at hæve 25 temperaturen i lejet 25 til antændelsestemperaturen (omkring 650 °C, hvorefter der afbrændtes olie direkte i lejet 25 til opnåelse af en'kontinuerlig temperaturstigning til omkring 760 - 870 °c.

Olien, som sprøjtes ind i lejet igennem 12 åbninger 50 30 anbragt langs kanten af apparatenheden 10, brænder i lejet 25 uden tilsætning af supplerende luft.

Da lejet 25 havde opnået antændelsestemperatur, blev spildproduktet indført igennem et forgrenet føderør 75 og ind-35 sprøjtet igennem de dobbelte føderør 97, som hver var omgivet af lufttilførselsrør 102 og 103 for tilførsel af supplerende luft. Spildproduktet indsprøjtedes til et ni- 13 150284 veau svarende til ca. 100 - 110 era over bunden af det fluidiserede leje (svarende til ca. den midterste trediedel af det ca. 230 cm dybe leje). Hvert af de to føderør 97 nåede ind i lejet 25 til et udlednings-5 punkt omkring 185 cm fra apparatets nedre sidevæg 14.

Omkring 3300 liter luft pr. sek. ledtes igennem føderørene 97 med en hastighed på 48 tons fugtigt materiale per time.

Med denne fødehastighed ledtes omkring 26 tons vand per time ind i det fluidiserede leje 25. Hastigheden i udled-10 ningspunktet i lejet var omkring 6100 cm per sekund.

Et omtrent tilsvarende volumen luft (d.v.s. 3300 liter/se-kund) førtes ind igennem de omgivende lufttilførselsrør 102 og 103. Disse supplerende luftstrømme blev udtaget fra lufttilførselsrøret 90 som en udledning fra vindtunnelen 15 30. En kompressor (ikke vist på figurene) holder vindtun nelen 30 under tryk, og dette tryk muliggør en luftstrøm fra vindturmelen 30 igennem det fluidiserede leje såvel som fra vindtunnelen og ind i det fluidiserede leje ved hjælp af luftrørene 102 og 103· Den hurtige luftstrøm, som leder 20 fødeblandingen igennem rørene 97 tilvejebragtes af en separat kompressor (ikke vist).

Så snart tilførslen af faste stoffer var etableret, blev gas- og olieindsprøjtningen afbrudt, og apparatet viste sig at arbejde autogent på en stabil og let kontrollerbar 25 måde. Under den autogene drift opretholdtes et overtryk på omkring 0,42 kg/cmZ i vindtunellen under lejet, og et tryktab på 0,22-0,45 kg observeredes tværs over luftfordelingspladen. Det fluidiserede leje gav anledning til et tryktab på mellem o,22-0,90 kg ·, og i "freeboard"-rummet ob-30 serveredes et overtryk på mellem 0,035 og o,07 kg/cm .

De faste spildstoffer med højt fugtighedsindhold blev kontinuerligt ført ind i det opvarmede leje 25 ved hjælp af en hurtig luftstrøm omgivet af en supplerende luftstrøm.

På denne måde blev spildproduktet ført ind i lejet i form 35 af stærkt dispergerede små aggregatpartikler. Under et 150284 14 sæt forsøgsbetingelser førtes den supplerende omgivende luftstrøm ind i lejet med en hastighed som anført ovenfor i dette eksempel, og lejet holdtes på optimale autogene driftsbetingelser på omkring 760 - 870 °C. Tempe-5 raturen i "freeboard"-rummet viste sig at forblive i om rådet 870 - 1010 °C.

I et separat forsøg, hvori den supplerende omgivende luft ikke blev benyttet, steg temperaturen i "freeboard"-rummet 15 til omkring 955 - 980 °C, og lejets temperatur faldt 10 til under ca. 700 °C, svarende til det kritiske niveau, hvor røgudvikling begyndte, hvilket, skabte potentielle eksplosive betingelser. Der indsprøjtedes vand for at holde temperaturerne af de udstrømmende gasser tilstrækkeligt lave. Temperaturerne af de udstrømmende gasser må 15 ikké overstige ca. 1100 °C, når de udledes fra apparatet, af hensyn til beskyttelsen af det udstyr, som de ledes til, når de forlader apparatet. I et tredie sæt forsøgsbetingelser holdtes alle kontrolvariable på de samme værdier med den undtagelse, at luftmængden til frembringelse 20 af fødeblandingen blev forøget. Der observeredes ingen temperaturforandring i det fluidiserede leje eller det ovenfor liggende rum.

I et fjerde sæt forsøgsbetingelser forblev samtlige kontrolvariable på samme værdier med den undtagelse, at den 25 supplerende omgivende luft igen blev tilledt i en mængde som angivet tidligere i dette eksempel. Temperaturen i "freeboard"-rummet faldt til ca. 870 - 1010 °C, og temperaturen i lejet steg til ca. 760 - 870 °C. Således opnåedes der også i dette tilfælde optimale autogene drifts-30 betingelser.

Efter udledning fra apparatet ledtes udgangsgasserne igennem en kedel, hvori temperaturen af gasserne blev nedbragt fra omkring 980 °C til ca. 230-250 °C. De afkølede gasser med indhold af flyveaske ledtes ind i en skrubber, som 35 nedbragte gasstrømmens temperatur til omkring 75 °C. Asken blev skilt fra i en cyclon- 15 150284 separator,og indholdet af phosphorsyre, S02, katalytisk svovlsyre og andre bestanddele, som var tilstede i føde-blandingen, og som under forbrændingen blev omdannet til gasformige produkter, blev fjernet ved hjælp af vand.

5 Disse forbindelser blev udfældet af vaskevandet ved hjælp af calciumhydroxid og derefter fjernet.

Det kan heraf ses, at et effektivt apparat ifølge opfindelsen økonomisk fordelagtigt kan anvendes til at omdanne spildprodukter med høje fugtighedsindhold til en 10 let tilgængelig energikilde, forudsat at forbrændingen er autogen, og at der således ikke behøves nogen yderligere energikilde til at støtte forbrændingen.

Claims (3)

150284 Patentkrav;

1. Fremgangsmåde til forkulning af let smuldrende brændbare agglomerater med højt fugtighedsindhold i et flui-diseret leje af ikke brændbare faste partikler, k e n- 5 detegnet ved, af agglomeraterne føres ind i det fiuidiserede leje i en første luftstrøm med høj hastighed, og at denne første luftstrøm omgives af en anden supplerende luftstrøm på en sådan måde, at disse luftstrømme afleverer materialet til det indre af det flu-10 idiserede leje.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at agglomeraterne indføres i lejet i den midterste vandrette tredjedel heraf.

3. Apparat til brug ved fremgangsmåden ifølge krav 1 el- 15 ler 2 bestående af (a) en gastæt reaktionsbeholder, hvori en luft fordelingsplade er anbragt i det væsentlige vandret, således at den opdeler beholderen i en vindtunnel beliggende under pladen og et reaktionskammer beliggende over pladen; (b) organer i pladen til opadrettede luft-20 passage igennem denne og til at forhindre nedadrettet passage af faste partikler igennem denne, hvilke organer består af et antal åbninger fordelt over pladen; (c) organer til indføring af trykluft i vindtunnelen og til at fluidisere et leje af ikke brændbare faste partikler an-25 bragt på luftfordelingspladen, og (d) en fødeindretning, som forløber vandret ind i lejet til direkte indføring i den indre del af lejet), kendetegnet ved, at fødeindretningen er kombineret med en indretning til indføring af supplerende luft, idet fødeindretningen består 30 af et i det væsentlige vandret anbragt første rør samt en indretning til passage af agglomeraterne igennem dette rør i en hurtig luftstrøm, og idet indretningen til indføring af supplerende luft består af et andet rør, som omgiver det første rør, og en indretning til tilvejebringelse af