EP0860657A2 - A method and equipment for controlling the temperature in refuse incineration plants and incinerator - Google Patents
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- F23G2207/40—Supplementary heat supply
Definitions
- the invention relates to a method for regulating the Temperature in thermal waste treatment plants with the Features of the preamble of claim 1 and one Waste treatment plant with the features of the preamble of Claim 3.
- the waste stream to be eliminated is regarding its Structure extremely heterogeneous.
- the invention has for its object the generic to design thermal waste disposal so that outside of Start-up and shutdown processes dispense with primary energy sources can be.
- the invention is the thermal waste treatment for the auxiliary firing required if necessary inexpensive fuel provided which, moreover a contribution to conserving fossil fuel resources accomplishes.
- Waste materials are added in a reaction chamber 1 with the addition of Combustion air implemented.
- the waste materials can be one Pyrolysis, charring or burning will.
- the resulting reaction gas is in one Waste heat boiler 2 cooled and then reused fed.
- the substitute fuel is delivered in a Processing device 3 for setting the desired Properties such as B. the size distribution of the granules or other mechanical process engineering properties Processing step z. B. by crushing or Subjected to pelleting.
- the one so prepared Substitute fuel is temporarily stored in a bunker 4.
- the bunker 4 is with a discharge member 5 like a screw conveyor or cellular wheel sluice, which with an allocator 6 connected is.
- This allocator 6 can be used as a transmission vessel pneumatic conveying. The function comes to him to, the mass flow or enthalpy flow of Complying with substitute fuel.
- the allocator 6 is over a Supply line 7 connected to an insertion device 8, through which the substitute fuel is separated from the waste materials is introduced pneumatically into the reaction chamber 1.
- the amount of the substitute fuel entered is determined by the Fire performance of the reaction chamber 1 regulated. To this end is at the gas outlet of the reaction chamber 1 Temperature sensor 9 arranged. This temperature sensor 9 is connected to the distributor 6 via a control line 10 and provides the information for setting the Mass flow. Another sensor can be used as a thermometer or as a particularly imaging thermography system 11 for Monitoring the reaction conditions in the reaction space 1 be trained. A corresponding regulation based on the Allocator 6 acts, causes the actual value of the mass flow or the enthalpy current of the substitute fuel the previously set target value corresponds. In the procedural scheme the instrumentations which the relevant properties of the to be eliminated Waste stream, which is introduced into the reaction chamber 1 Combustion air flow or the properties of the used Determine substitute fuel flow and also on the Control the allocator 6 act.
- the entry device 8 for the substitute fuel is not provided with its own ignition device, the Dosage of the substitute fuel via a control first then released when the conditions in the reaction chamber 1 for auto ignition of the substitute fuel.
- the reaction chamber 1 as Fluidized bed reactor, as a rotary kiln or as a grate be trained.
- 2 is a waste incineration plant shown, the roller grate formed from grate rollers 12 and has an overlying combustion chamber 13.
- combustion chamber 13 represents the reaction space of the thermolytic conversion, via a feed hopper 14 and a push conveyor 15.
- Die Waste forms a bed 16 on the roller grate that passes through the rotation of the grate rollers 12 through the combustion chamber 13 is moved through.
- Combustion air is through the underwind channels 17 below the Roller grate fed to the combustion chamber 13.
- Combustion air is the combustion air 13 as secondary air and / or the one adjoining the combustion chamber 13 Afterburning zone 18 blown in.
- the post-combustion zone 18 is followed by a waste heat boiler, not shown. The too eliminating waste stream reached after complete Implement the dropping 19 and there is from the combustion chamber 13 removed.
- the entry device 8 can consist of a lance 20, through which the substitute fuel pneumatically into the Combustion chamber 13 is introduced.
- the lance 20, which in the 2 is only shown schematically, can be in the ceiling 21st of the combustion chamber 13 may be attached. In this Installation position is the energy input from the Substitute fuel on the front part of the on the Roller grate lying bed 16 fed. Except in the ceiling 21 can the entry device in the rear wall 22, or as by the lines 8a indicated in, the side walls of the Combustion chamber 13 may be arranged.
- the lances 20 can extend their lifespan heat-resistant materials with a Provide double jacket water cooling or with a jacket pipe be equipped using so-called fog air.
- This fog air can be the one normally used Replace all or part of secondary air.
- the lance 20 with a mouthpiece be provided, which is in the form of a diffuser is trained.
- the lance 20 can with the side or rear wall 22 or Cover ceiling 21 of the combustion chamber 13 flush or protrude into the combustion chamber 13.
- the direction of the Exit velocity vector of the substitute fuel can compared to the normal of the wall or ceiling 21 by one Be inclined. This is useful if possible Installation location is spatially distant from the place where the Additional energy is introduced by the substitute fuel.
- an angled adjustment of the lance 20 allows one Optimization of the process.
- the information required to control the arbiter 6 to the temperature or other properties of the Reaction conditions in the combustion chamber 13 are indicated by a Thermography system 11 or a temperature sensor 9 in the Post-combustion zone 18 won.
- the entry device 8 for the granular 3 can also be used as a muffle 23 be trained.
- the muffle 23 has a swirl head 24, into which the lance 20 dips.
- the swirl head 24 is over one Channel 25 designed as a diffuser with a mixing chamber 26 connected, which are all arranged in the same axis.
- the Mixing chamber 26 is cylindrical and fireproof executed. It expands towards the end of the exit diffuser-like.
- the swirl head 24 is air to dilute the Volume concentration of the substitute fuel over a connected, with a butterfly valve 27 provided air line 28 are supplied. This allows in particular that the substitute fuel via a Screw conveyor can be fed to the swirl head 24.
- the air tangentially supplied to the swirl head 24 leaves together with the substitute fuel the swirl head 24 over the diffuser-like channel 25.
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung der
Temperatur in thermischen Abfallbehandlunganlagen mit den
Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1 und eine
Abfallbehandlunganlage mit den Merkmalen des Oberbegriffes des
Anspruches 3.The invention relates to a method for regulating the
Temperature in thermal waste treatment plants with the
Features of the preamble of
In derartigen thermischen Abfallbeseitigungsanlagen werden die Abfallstoffe durch Pyrolyse, Verschwelung oder Verbrennung umgesetzt. Die Umsetzungsprodukte sind zum einen Teil gasförmig und zum anderen Teil fest. Zur Erreichung einer möglichst vollständigen Umsetzung ist die Einhaltung bestimmter Reaktionstemperaturen erforderlich. Die Wärme zur Aufheizung des zu beseitigenden Abfallstromes von der Eintrittstemperatur bis zur Reaktionstemperatur und für die Zersetzungreaktion stammt überwiegend aus dem zu beseitigenden Abfallstrom selbst. Auf die Zufuhr von Hilfsenergien kann in der Regel verzichtet werden.In such thermal waste disposal plants, the Waste from pyrolysis, charring or combustion implemented. Some of the reaction products are gaseous and the other part firmly. To achieve one if possible full implementation is compliance with certain Reaction temperatures required. The heat for heating of the waste stream to be eliminated from the inlet temperature up to the reaction temperature and for the decomposition reaction comes mainly from the waste stream to be disposed of itself. The supply of auxiliary energy can usually be dispensed with will.
In ungünstigen Betriebsphasen kann aufgrund der Beschaffenheit des zu beseitigenden Abfallstroms die Freisetzung von Reaktionswärme geringer sein, als zur Aufrechterhaltung der erforderlichen Reaktionstemperatur erforderlich ist. In diesen in der Praxis zuweilen auftretenden ungünstigen Betriebszuständen muß Fremdenergie zugeführt werden. Die Zufuhr von Fremdenergie erfolgt dabei z.B. durch den Einsatz eines oder mehrerer sogenannter Stützbrenner. Dabei handelt es sich um eine Vorrichtung, der ein fester Brennstoff z. B. Kohle, brennbare Flüssigkeiten wie Heizöl oder brennbare Gase wie Erdgas, zugeführt werden. In der Regel führen diese Stützbrenner auch den zur Verbrennung des Brennstoffs erforderlichen Sauerstoff, meist in Form von Verbrennungsluft zu. Die Luftzufuhr kann dabei auch mit einem Luftüberschuß erfolgen, der die Umsetzung des zu beseitigen Abfallstromes begünstigt. Derartige Stützfeuerungen erfordern den Einsatz von verhältnismäßig teuren fossilen Brennstoffen.In unfavorable operating phases, due to the nature release of the waste stream to be eliminated Heat of reaction may be less than to maintain the required reaction temperature is required. In these unfavorable problems that sometimes occur in practice Operating states must be supplied with external energy. The feed external energy occurs e.g. by using a or several so-called support burners. It is about to a device that a solid fuel z. B. coal, flammable liquids such as heating oil or flammable gases such as Natural gas. As a rule, these lead Auxiliary burner also used to burn the fuel required oxygen, usually in the form of combustion air to. The air supply can also with an excess of air take place, the implementation of the waste stream to be eliminated favored. Support furnaces of this type require the use of relatively expensive fossil fuels.
Der zu beseitigende Abfallstrom ist hinsichtlich seiner Struktur ausgesprochen heterogen. Die Zusammensetzung insbesondere der Gehalt an brennbaren Stoffen und an Wasser und damit auch der Heizwert des zu beseitigenden Abfallstroms schwankt. Es ist bekannt, durch geeignete Verfahrenstechniken aus Abfall heizwertreiche Fraktionen abzusondern und zu Granalien zu verarbeiten.The waste stream to be eliminated is regarding its Structure extremely heterogeneous. The composition in particular the content of flammable substances and water and hence the calorific value of the waste stream to be eliminated fluctuates. It is known by suitable process techniques Separate fractions with high calorific value from waste Process granules.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße thermische Abfallbeseitigung so zu gestalten, daß außerhalb von An- und Abfahrvorgängen auf primäre Energieträger verzichtet werden kann.The invention has for its object the generic to design thermal waste disposal so that outside of Start-up and shutdown processes dispense with primary energy sources can be.
Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Verfahren
erfindungsgemäß durch die kennzeichenden Merkmale des
Anspruches 1 gelöst. Eine Vorrichtung zur Durchführung des
Verfahrens ist in dem Anspruch 3 angegeben. Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der
Unteransprüche.This task is carried out in a generic method
according to the invention by the characterizing features of
Durch die Erfindung wird der thermischen Abfallbehandlung für die im Bedarfsfalle notwendige Stützfeuerung ein kostengünstiger Brennstoff zur Verfügung gestellt, der außerdem einen Beitrag zur Schonung der Ressourcen fossiler Brennstoffe leistet.The invention is the thermal waste treatment for the auxiliary firing required if necessary inexpensive fuel provided which, moreover a contribution to conserving fossil fuel resources accomplishes.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1
- das Schema eines Verfahrens zur thermischen Abfallbeseitigung,
- Fig. 2
- den Verbrennungsraum einer thermischen Abfallbeseitigungsanlage und
- Fig. 3
- den Schnitt durch eine Muffel zum Eintragen des Brennstoffes.
- Fig. 1
- the scheme of a process for thermal waste disposal,
- Fig. 2
- the combustion chamber of a thermal waste disposal plant and
- Fig. 3
- the section through a muffle to enter the fuel.
In einem Reaktionsraum 1 werden Abfallstoffe unter Zusatz von
Verbrennungsluft umgesetzt. Dabei können die Abfallstoffe einer
Pyrolyse, einer Verschwelung oder einer Verbrennung unterworfen
werden. Das entstehende Reaktionsgas wird in einem
Abhitzekessel 2 gekühlt und anschließend einer Weiterverwendung
zugeführt.Waste materials are added in a
Für den Fall, daß die Wärme, die durch die Umsetzung des Abfallstoffes mit der Verbrennungsluft freigesetzt wird, nicht zur Aufrechterhaltung der Reaktionstemperatur ausreicht, wird die fehlende Wärme durch eine Stützfeuerung aufgebracht. Als Brennstoff für diese Stützfeuerung wird ein aus Abfallstoffen gewonnener Substitutbrennstoff in Staub-, Pulver oder Granulatform eingesetzt.In the event that the heat caused by the implementation of the Waste material is released with the combustion air, not is sufficient to maintain the reaction temperature the missing heat is applied by support firing. As Fuel for this support firing is made from waste materials obtained substitute fuel in dust, powder or Granular form used.
Der Substitutbrennstoff wird nach der Anlieferung in einer
Aufbereitungseinrichtung 3 zur Einstellung der erwünschten
Eigenschaften, wie z. B. die Größenverteilung der Granalien
oder andere mechanisch-verfahrenstechnische Eigenschaften einem
Aufbereitungsschritt z. B. durch Zerkleinerung oder
Pelletierung unterworfen. Der so aufbereitete
Substitutbrennstoff wird in einem Bunker 4 zwischengelagert.The substitute fuel is delivered in a
Der Bunker 4 ist mit einem Austragsorgan 5 wie Förderschnecke
oder Zellenradschleuse versehen, das mit einem Zuteiler 6
verbunden ist. Dieser Zuteiler 6 kann als Sendegefäß einer
pneumatischen Förderung ausgeführt sein. Ihm kommt die Funktion
zu, den Massenstrom bzw. Enthalpiestrom des
Substitutbrennstoffes einzuhalten. Der Zuteiler 6 ist über eine
Zuführungsleitung 7 mit einer Eintragsvorrichtung 8 verbunden,
über die der Substitutbrennstoff getrennt von den Abfallstoffen
pneumatisch in den Reaktionsraum 1 eingebracht wird.The
Die Menge des eingetragenen Substitutbrennstoffes wird über die
Feuerleistung des Reaktionsraumes 1 geregelt. Zu diesem Zweck
ist an dem Gasaustritt des Reaktionsraumes 1 ein
Temperaturmeßfühler 9 angeordnet. Dieser Temperaturmeßfühler 9
ist über eine Steuerleitung 10 mit dem Zuteiler 6 verbunden und
liefert als Sollwert die Information zur Festsetzung des
Massenstromes. Ein weiterer Meßfühler kann als Thermometer oder
als ein insbesondere bildgebendes Thermographiesystem 11 zur
Überwachung der Reaktionsbedingungen im Reaktionsraum 1
ausgebildet sein. Eine entsprechende Regelung, die auf den
Zuteiler 6 einwirkt, bewirkt, daß der Istwert des Massenstromes
bzw. des Enthalpiestromes des Substitutbrennstoffes dem zuvor
festgesetzten Sollwert entspricht. In dem Verfahrensschema
nicht eingezeichnet sind die Instrumentierungen, die die
relevanten Eigenschaften des zu beseitigenden
Abfallstoffstromes, des in den Reaktionsraum 1 eingebrachten
Verbrennungsluftstromes oder die Eigenschaften des eingesetzten
Substitutbrennstoff-Stromes bestimmen und die ebenfalls auf die
Steuerung des Zuteilers 6 einwirken.The amount of the substitute fuel entered is determined by the
Fire performance of the
Sofern die Eintragsvorrichtung 8 für den Substitutbrennstoff
nicht mit einer eigenen Zündvorrichtung versehen ist, wird die
Dosierung des Substitutbrennstoffes über eine Steuerung erst
dann freigegeben, wenn in dem Reaktionsraum 1 die Bedingungen
für eine Selbstzündung des Substitutbrennstoffes vorliegen.If the
Wird in dem Reaktionsraum 1 eine Verbrennung der Abfallstoffe
durchgeführt, so kann der Reaktionsraum 1 als
Wirbelschichtreaktor, als Drehrohrofen oder als Feuerungsrost
ausgebildet sein. In der Fig. 2 ist eine Müllverbrennungsanlage
dargestellt, die einen aus Rostwalzen 12 gebildeten Walzenrost
und einen darüber liegenden Verbrennungsraum 13 aufweist. Der
zu beseitigende Abfallstrom erreicht den Verbrennungsraum 13,
der den Reaktionsraum der thermolytischen Umsetzung darstellt,
über einen Aufgabetrichter 14 und einen Schubförderer 15. Die
Abfallstoffe bilden auf dem Walzenrost ein Bett 16, das durch
die Rotation der Rostwalzen 12 durch den Verbrennungsraum 13
hindurch bewegt wird. Ein Teil der zur Umsetzung erforderlichen
Verbrennungsluft wird durch Unterwindkanäle 17 unterhalb des
Walzenrostes dem Verbrennungsraum 13 zugeführt. Die restliche
Verbrennungsluft wird als Sekundärluft dem Verbrennungsraum 13
und/oder der sich an den Verbrennungsraum 13 anschließende
Nachverbrennungszone 18 eingeblasen. Der Nachverbrennungszone
18 ist ein nicht gezeigter Abhitzekessel nachgeschaltet. Der zu
beseitigende Abfallstrom erreicht nach der vollständigen
Umsetzung den Abwurf 19 und wird dort aus dem Verbrennungsraum
13 entfernt.If the waste materials are incinerated in the
Die Eintragsvorrichtung 8 kann aus einer Lanze 20 bestehen,
über die der Substitutbrennstoff pneumatisch in den
Verbrennungsraum 13 eingebracht wird. Die Lanze 20, die in der
Fig. 2 nur schematisch dargestellt ist, kann in der Decke 21
des Verbrennungsraumes 13 angebracht sein. In dieser
Einbauposition wird der Energieeintrag aus dem
Substitutbrennstoff auf den vorderen Teil des auf dem
Walzenrost liegenden Bettes 16 zugeführt. Außer in der Decke 21
kann die Eintragsvorichtung in der Rückwand 22, oder wie durch
die Linienzüge 8a angedeutet in, den Seitenwänden des
Verbrennungsraumes 13 angeordnet sein.The
Die Lanzen 20 können zur Steigerung ihrer Lebensdauer aus
warmfesten Materialien ausgeführt, mit einer
Doppelmantelwasserkühlung versehen oder mit einem Mantelrohr
unter Verwendung sogenannter Schleierluft ausgerüstet sein.
Diese Schleierluft kann die sonst üblicherweise eingesetzte
Sekundärluft, ganz oder teilweise ersetzen. Zur Minderung der
Geschwindigkeit des Substitutbrennstoffes bei dem Austritt aus
der Lanzenmündung kann die Lanze 20 mit einem Mundstück
versehen werden, welches in der Form eines Diffusors
ausgebildet ist.The
Die Lanze 20 kann mit der Seiten- oder Rückwand 22 oder der
Decke 21 des Verbrennungsraumes 13 bündig abschließen oder auch
in den Verbrennungsraum 13 hineinragen. Die Richtung des
Austrittsgeschwindigkeitsvektors des Substitutbrennstoffes kann
gegenüber der Normalen der Wand oder der Decke 21 um einen
Winkel geneigt sein. Dies ist zweckmäßig, wenn der mögliche
Einbauort von dem Ort räumlich entfernt ist, an dem die
Zusatzenergie durch den Substitutbrennstoff eingebracht wird.
Außerdem erlaubt eine gewinkelte Anstellung der Lanze 20 eine
Optimierung des Verfahrens.The
Die zur Steuerung des Zuteilers 6 erforderlichen Informationen
zur Temperatur oder anderer Eigenschaften der
Reaktionsbedingungen im Verbrennungsraum 13 werden durch ein
Thermographiesystem 11 oder einen Temperaturfühler 9 in der
Nachverbrennungszone 18 gewonnen.The information required to control the
Die Eintragsvorrichtung 8 für den granulatartigen
Substitutbrennstoff kann auch gemäß Fig. 3 als Muffel 23
ausgebildet sein. Die Muffel 23 weist einen Drallkopf 24 auf,
in den die Lanze 20 eintaucht. Der Drallkopf 24 ist über einen
als Diffusor ausgeführten Kanal 25 mit einer Mischkammer 26
verbunden, die alle in der gleichen Achse angeordnet sind. Die
Mischkammer 26 ist zylindrisch ausgebildet und feuerfest
ausgeführt. Sie erweitert sich zum Austrittsende hin
diffusorartig. Dem Drallkopf 24 wird Luft zur Verdünnung der
Volumenkonzentration des Substitutbrennstoffes über eine
angeschlossene, mit einer Absperr- oder Regelklappe 27
versehene Luftleitung 28 zugeführt werden. Dies erlaubt
insbesondere, daß der Substitutbrennstoff über einen
Schneckenförderer dem Drallkopf 24 zugeführt werden kann. Die
dem Drallkopf 24 tangential zugeführte Luft verläßt gemeinsam
mit dem Substitutbrennstoff den Drallkopf 24 über den
diffusorartigen Kanal 25. Dadurch wird eine gute Vermischung
von Substitutbrennstoff und Luft erreicht und das Niveau der
Geschwindigkeit abgesenkt. In der Mischkammer 26 kann sich das
Substitutbrennstoff-Luftgemisch durch Einwirkung der im
Verbrennungsraum 13 herrschenden Strahlungsbedingungen selbst
entzünden. An dem Muffelende sind radial-axiale Bohrungen 29
vorgesehen, durch die Luft über eine weitere, ebenfalls mit
einer Absperr- oder Regelklappe 27 versehene Luftleitung 30
zugegeben wird. Diese Luft tritt als Kühlluftschleier in
Richtung Muffelende aus und schützt die Muffel 23 vor
übermäßiger Erhitzung.The
Claims (5)
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