FI117574B - Menetelmä ja laitteisto jätteen polttoa varten sekä jätteen käyttö energian tuottamiseksi - Google Patents

Description

117574

Menetelmä ja laitteisto jätteen polttoa varten sekä jätteen käyttö energian tuottamiseksi Keksinnön alue

Esillä olevan keksinnön kohteena on menetelmä ja laitteisto kiinteän jätteen polttamiseksi.

Tätä menetelmää voidaan käyttää lämpö-ja sähkötehon tuottamiseksi. ;

Tekniikan nykytason kuvaus

Suurta mielenkiintoa kohdistetaan yhdyskuntajätteen tehokkaaseen käyttöön energian lähteenä ja mahdollisena kemiallisena raaka-aineena. Toiveena on säästää fossiilisia polttoaineita ja kiinteä yhdyskuntajäte on halpaa ja sitä on helposti saatavilla. Edelleen, yhdyskuntajätteen hävittäminen kaatopaikoille on ympäristöongelma, koska maa-alueita hukkaantuu ja myrkyllisiä hajoamistuotteita ja kasvihuonekaasuja tihkuu kaatopaikka-alueilta. Lisäksi erityisesti muovijäte sisältää merkittävästi sitoutunutta energiaa, joka voidaan saada talteen polttoprosesseilla.

Kiinteän jätteen massapolttoa sekä jätteistä energiaa tuottavia prosesseja, joissa tähdätään erityisesti energian talteenottoon, rajoittavat voimakkaasti klooripitoisten yhdisteiden liian suuret osuudet. Yleisesti, jäteperäisten polttoaineiden tulisi sisältää alle 2 paino-% klooria, jotta vältytään ongelmilta jätteenpolttouunin, polttolaitoksen tai kaasuttimen toiminnassa.

Ongelmat liittyvät pääasiassa korroosioon, joka aiheuttaa pieniä höyryparametreja ja johtaa noin 20 % oleviin lämpöhyötysuhteisiin. Tämä liittyy suureksi osaksi PVC:n (polyvinyyli-kloridin) läsnäoloon, joka PVC on noin 55 % klooria (Cl) sisältävä polymeeri. Esimerkiksi *· · • */ Suomessa yli 90 % jätteiden kloorista on peräisin PVC:sta.

* * · · · ··,’··.· ...

• · *·*" Tavanomaisessa jätteenpolttolaitoksessa sisääntulevan höyryarvon lämpötila tulisi rajoittaa • · · • · pienemmäksi kuin 500 °C, jotta ylikuumalla alueella vältetään tulipuolen suurten lampötilo- * · · • * *···* jen korroosio, joka liittyy savukaasujen syövyttävään luonteeseen. Täten pieni, höyryturbii niin sisääntuleva höyryarvo pienentää sähkön tuotantoa ja laitoksen lämpöhyötysuhdetta.

• # ·

Korroosion vastustamiseksi tarvitaan erikoismateriaaleja, jotka aiheuttavat suurempia inves- • · • · *** tointi-ja huoltokustannuksia. Vaikka tavanomaiset jätteenpolttouunit kykenevätkin käsittele- • * *.·.* mään muovia sisältävää yhdyskuntajätettä, ne eivät kykene kuitenkaan käsittelemään jätettä, • · · • · *.··* jossa muovipitoisuus on suuri. Ongelmien välttämiseksi perinteisissä polttouuneissa poltetta- • · · : : : van muovijätteen suurin määrä tulisi olla noin 5 % koko jätemäärästä. Useimpiin perinteisiin * • · *·/·· polttouuneihin ei kyetä johtamaan riittävää määrää ilmaa muovien täydelliseksi polttamiseksi.

Epätäydellisen palamisen aikana syntyy nokea, joka tarttuu lämmönvaihtoyksikön putkien 2 117574 seinämiin ja vaikuttaa sen suorituskykyyn. Muoveja varten suunnitelluissa prosesseissa tarvitaan kaasun puhdistusta.

US-patenttijulkaisu 3,716,339, jonka kohteena on kloorivetyä talteenottava polttouuni vetyä ja klooria sisältäviä muoveja varten, ei tarjoa ratkaisua ongelmalliseen yhdyskuntajätteen polttoon siten, että sähköhyötysuhteet olisivat suuret. Koska muoviseoksen hajoamislämpötila on melko pieni, niin hajonneessa jäännöksessä on edelleen merkittävästi klooria. Tämän patentin mukaan tämä muovijäännös hajoaa osittain polttouunissa. Tämän johdosta tarvitaan vesisuihkua savukaasun puhdistamiseksi. Mainitussa patentissa käytetty tavanomainen polttouuni hajoamisjäännöksen polttamiseksi ei ole käyttökelpoinen sähkön tuottamiseksi suurella sähköhyötysuhteella. Hajoamisjäännöksessä läsnä oleva kloori on pääsyy siihen, ettei suuria sähköhyötysuhteita saavuteta. Mainitussa patentissa lämpöä käytetään ainoastaan osittaisen hajotuksen aiheuttamiseksi, ei sähkön tuottamiseksi, eikä etuna tässä ole myöskään f leijupetireaktoreiden käyttö.

Yhteenveto keksinnöstä

Esillä olevan keksinnön tärkein tavoite on saada aikaan menetelmä ja laitteisto, jossa muutoin ongelmallista, klooria sisältävän kiinteän jätteen polttoa käytetään energian lähteenä. Talteen voidaan saada vähintään energiaa tai sähköä ja HCl:ia. Noin 36 % (sähkö) oleviin lämpöhyötysuhteisiin voidaan päästä, riippuen pyrolyysin tai kaasutuksen lämpötilasta ja muovipitoisuudesta ja kiinteän jätteen tyypistä. Hyötysuhteet ovat suuria, koska lämmön i(t; talteenotto polttouunista yhdistetään prosessissa kiertävään lämmönkantajaan kuten hiekkaan.

• · • · · * · 1 * • · ·2.1. Keksinnön tavoitteena on myös saada aikaan laitteisto, jossa polttouunin HCl-päästöt ovat • · ....j pienempiä kuin lakisääteiset päästörajat ilman kaasupuhdistusta, eikä prosessin aikana tarvitse käsitellä kuumia HCl-pitoisia kaasuja. Leijupetipolton tunnuspiirteet johtavat suhteellisen ·«· :***: puhtaaseen palamisprosessiin, erityisesti NOx-yhdisteitä ajatellen.

*:2ί Keksinnön eräs muu tavoite on hyödyntää PVC:n lämpöstabiilisuutta. Sen sijaan, että • · ♦ ongelmallinen HCl:n poisto savukaasuista ratkaistaisiin sorbentin avulla, jätepolttoainetta ’’puhdistetaan” enemmän tai vähemmän, itse asiassa poistamalla kloorivetyä, jolloin saadaan * 1 1 ·:1·: HCl-kaasuvirta ja klooritonta jäteperäistä polttoainetta, jota voidaan polttaa edelleen tai , .·. myydä sellaisenaan jäteperäisenä polttoaineena.

• · · * · 1 · · · · 2 • ·

Keksinnön muuna tavoitteena on saada aikaan laitteisto, jossa HC1 saadaan talteen jätteestä yli 90-prosenttisesti.

3 117574

Edellä määritellyt tavoitteet saavutetaan esillä olevan keksinnön mukaisesti tavalla, joka on kuvattu liitteenä olevien patenttivaatimusten tunnusmerkkiosassa. Niinpä esillä olevan keksinnön mukainen menetelmä on tunnettu siitä, että kiinteästä jätteestä poistetaan kloorivetyä vähintään yhdessä ensimmäisessä reaktorissa ja tämä jäte, josta kloorivetyä on poistettu, poltetaan vähintään yhdessä toisessa reaktorissa ja vähintään yhdessä näistä reaktoreista mainittua jätettä leijutetaan. Näin ollen laitteistossa on vähintään ensimmäinen reaktori kloorivedyn poistamiseksi jätteestä ja vähintään toinen reaktori jätteen polttamiseksi ja vähintään yksi näistä reaktoreista on leijupetireaktori.

Esillä olevassa keksinnössä julkaistaan menetelmä sähkön tuottamiseksi jätteestä ja laitteisto sitä varten. Keksinnön mukaisesti jäijestelmä koostuu vähintään kahdesta reaktorista ja vähintään yksi näistä reaktoreista on leijupetireaktori, edullisesti kaksi reaktoria on leijupeti-reaktoreita. Kuitenkin mikä tahansa reaktoreista voi olla esimerkiksi tavanomainen pyörivä polttouuni, jossa on edullisesti kiinteätä lämmönkantajaa. Edullisen suoritusmuodon mukaan kloorivedyn poistaminen polttoaineesta tapahtuu kuumasta lämmönkantajasta kuten hiekasta muodostuvassa petissä, joka on leijutettu typellä ensimmäisessä reaktorissa 200 - 400 °C:n, , edullisesti 300 - 400 °C:n, kaikkein edullisimmin 350 - 400 °C:n lämpötilassa. Lämmönkan-taja on suorassa kosketuksessa jätteen kanssa. Jos käytetään hapetonta leijutuskaasua, niin • tämä salpaa kemialliset reitit dioksiineiksi ja furaaneiksi, joiden toisena edellytyksenä ovat * * ··,·. lämpötilataso ja sellaisten katalyyttien kuten (erityisesti) kuparin läsnäolo. Prosessi on kuiten-• · * * * ♦ ··.*. kin joustava ajatellen hajotusreaktorissa vallitsevaa kaasuilmakehää. Mikäli hajotusreaktorissa i · käytetään ilmaa, niin vaarana on dioksiinien ja furaanin muodostuminen, mutta kun ·***· HCl/vesiseos erotetaan nestemäisenä kloorivetyhappona jäähdytyksen jälkeen, jäljellä olevat, ··» veteen liukenemattomat kaasut voidaan syöttää toisen reaktoriin. Tämä sama pätee muillekin • * · * kaasuille kuten ChMIe tai CO:lle, joita voidaan tuottaa käyttämällä lämpötiloja, joita *Γ*ϊ tarvitaan jätteessä läsnä olevan kloorimäärän saamiseksi alle 1 % olevaan arvoon. Ilmaa, jota * « ♦ käytetään hajotusreaktorissa, voidaan käyttää sekundääri-ilmana polttouunissa sen jälkeen, * ·**': kun HCl/vesi-seos on poistettu.

* « · • · i · · • * # w · · *··· * · . - · 4 ' 117574

Kloori vapautuu kaasumaisena seoksena, joka sisältää HCl:ia ja kiinteästä jätteestä peräisin olevaa kosteutta. Hiekasta ja kloorittomasta jäteperäisestä polttoaineesta muodostuva kiinteä seos syötetään toiseen reaktoriin, jossa klooriton jäte poltetaan alueella 700 - 900 °C, edullisesti 800 - 900 °C, kaikkein edullisimmin 840 - 860 °C olevassa lämpötilassa. Tämä kuumentaa hiekan ja tuottaa lisälämpöä höyryn ja sähkön tuotantoon. Kuuma hiekka syötetään takaisin aikaisempaan reaktoriin lämmönvaihdon jälkeen, jolloin sen lämpötila laskee arvoon, joka tarvitaan tässä aikaisemmassa reaktorissa. Mahdollista on myös käyttää klooritonta jäteperäistä polttoainetta sellaisenaan.

Kaksivaiheisessa prosessissa on ainakin kaksi vaihetta. Ne voidaan kuvata seuraavalla tavalla: matalassa lämpötilassa: PVC + energia El HC1 + hiilivetyjäännös (Rl) korkeassa lämpötilassa: hiilivetyjäännös + ilma energia E2 + CO2 + H2O (R2) Tämä kaksivaiheinen poltto tapahtuu ilman ilmaa (pyrolyysi) tai osittaisena hapetuksena (kaasutus) ensimmäisessä vaiheessa. Prosessin toisessa vaiheessa käytetään ilmaa palamis-reaktiota varten.

PVC:tä lukuunottamatta jäteperäisen polttoaineseoksen muut komponentit pysyvät edullisesti muuttumattomina prosessin (Rl) aikana, kosteuden höyrystymistä lukuunottamatta. Nämä muut komponentit poltetaan yhdessä PVC:stä tai muusta klooripitoisesta jätteestä saadun hiilivetyjäännöksen kanssa suuremmassa lämpötilassa. Kaksivaiheisen polton tapauksessa toisessa reaktorissa voidaan käyttää yli 500 °C olevia lämpötiloja ilman minkäänlaisia HC1- ·*"· päästöön liittyviä ongelmia. Nämä komponentit voidaan polttaa samoin kuin mikä tahansa 1 · • · ··.·, muu klooriton kiinteä jäteperäinen polttoaine. Samalla laitoksen sähköntuotanto ja lämpö-• · * · hyötysuhde ovat suuret ja tämän laitteiston ja menetelmän avulla saadaan aikaan keinot kuten lämmönkantajat palamislämmön talteenottamiseksi energian, lämpö-ja sähkötehon tuotantoa • * · varten. Mahdollista on myös suurentaa muovi-, kuten PVC-jätteen määrä yli 40 prosentiksi ja * · * käsitellä jopa puhdasta PVC:tä.

···*.

• · * · ·

Esillä olevaa keksintöä kuvataan nyt yksityiskohtaisemmin viittaamalla edullisiin, « esimerkkeinä esitettyihin suoritusmuotoihin ja liitteenä oleviin piirustuksiin.

* * *

Ittl* • · • · · » * · · · «·*·· • * 5 117574

Piirustusten lyhyt kuvaus

Kuvio 1 on kaavamainen esitys kiinteän jätteen poltossa käytetyn menetelmän edullisesta suoritusmuodosta.

Kuvio 2 on erään edullisen, kiinteän jätteen polttamiseksi tarkoitetun laitteiston virtauskaavio.

Kuvio 3 on erään toisen edullisen, kiinteän jätteen polttamiseksi tarkoitetun laitteiston virtauskaavio.

Kuvio 4 esittää graafisesti pyrolyysireaktorin lämpötilan vaikutuksen HCl:n talteenottoon.

Kuvio 5 esittää graafisesti polttoaineessa olevan PVC:n vaikutuksen prosessin lämpöhyöty-suhteeseen.

Kuvio 6 esittää graafisesti polttoaineessa olevan PVC:n vaikutuksen kokonaisjäännöksen LHV-arvoon. ·

Kuvio 7 esittää graafisesti polttoaineen vesipitoisuuden vaikutuksen prosessin hyötysuhteeseen.

Kuvio 8 esittää graafisesti stökiometrisen suhteen λ vaikutuksen prosessin hyötysuhteeseen, '· • t·· • ·

Kuvio 9 esittää graafisesti polttoaineessa olevan PVC:n vaikutuksen prosessin lämpöhyöty- • * ··.·. suhteeseen.

» · • * * · .***; Kuviossa 1 jäteperäistä polttoainetta 31 syötetään leijupetireaktoriin 1, jossa leijutus tapahtuu ·«· typellä, ilmalla tai muulla kaasulla 32. Klooria vapautuu kaasumaisena seoksena, joka sisältää ··· HCkia ja kiinteästä jätteestä 33 peräisin olevaa kosteutta. Hiekasta ja kloorittomasta ·:**: jäteperäisestä polttoaineesta 34 muodostuva kiinteä seos syötetään toiseen reaktoriin 3, 4 ja 5 • * · *../ yhdessä täydentävän hiekan 36 kanssa. Tämä klooriton jäteperäinen polttoaine poltetaan ja .***. tämä kuumentaa hiekan ja tuottaa ylimääräistä lämpöä savukaasuna 35 olevan höyryn «·· ·;·♦♦ tuottamiseksi. Kuuma hiekka 38 syötetään takaisin ensimmäiseen reaktoriin lämmönvaihti- , *·. messa 24 jäähdyttämisen jälkeen. Tuhka ja hiekka 39 poistetaan prosessista.

• · · *·· ♦ ··«·· • · 6 117574

Kuviossa 2 puu kuivataan kuivurissa 2 ja pyrolysoidaan sitten PVC:n kanssa pyrolyysireakto-rissa 1. Pyrolyysireaktioihin syötettävä lämpö saadaan leijupetipolttouunista FBC 3, 4 ja 5 peräisin olevasta kierrätetystä kuumasta hiekasta. Typpi-, ilma tai muuta kaasuvirtaa käytetään petin leijuttamiseksi pyrolyysireaktorissa 1. Veden + HCl:n poistamista tuotekaasusta ei ole esitetty yksinkertaisuuden vuoksi. FBC on toteutettu polttimeksi 3 plus kuumaksi petiksi 4, jossa on leijutettu kattila (rumpu) 5. Klooriton jäteperäinen polttoaine poltetaan FBCissa, mitä seuraa lämmön talteenotto ylikuumentimessa 6, esilämmityslaitteessa 7 ja ilman esikuumentimessa 8.

Sähkötehoa tuotetaan käyttämällä höyryturbiinia 10, 11, 12, 13 ja 14, jossa ensimmäinen vaihe on säätelyvaihe, mitä seuraavat kolmivaiheryhmät, joista höyryä otetaan syöttövesi-säiliötä 22 ja syöttöveden kuumenninta 19 varten, sekä lopullinen paineenalennus viimeisissä vaiheissa. Syöttövesisäiliöstä 22 saatu syöttövesi kuumennetaan uudestaan esilämmittimessä 7 ja hiekan palautusjäähdyttimessä 24. Syöttövesi saavuttaa leijutetun kattilan 5 nestefaasissa ja sitten se ylikuumennetaan ylikuumentimessa 6.

Kuviossa 3 puu kuivataan ensin kuivurissa 2 ja sitten se pyrolysoidaan PVC:n kanssa pyrolyysireaktorissa. Syöttövesisäiliöstä 22 saatu syöttövesi esikuumennetaan esilämmittimessä 8 ja vielä kerran hiekan palautusjäähdyttimessä 25. Sitten se joutuu kattilaan 5 kylläisenä nestefaasina. Leijutetussa kattilassa tuotettu höyry ylikuumennetaan ylikuumentimessa 6. Höyryn annetaan laajentua höyryturbiinissa 11 ja sitten se kuumennetaan uudestaan ylikuumentimessa 7. Hyötysuhdetta parantavat myös kaksi syöttöveden kuumenninta yhden • * . sijasta. Jäähdyttimestä 25 poistuva höyry on edelleen nesteenä.

: · : • · • ·

Esimerkkejä keksinnön suoritusmuodoista • · ,·»·. Lämpötila-alue, jolla PVC hajoaa kloorittomaksi hiileksi, on esitetty taulukossa 1. 350 °C:ssa * · ··· ,»··, kloorin määrä kiinteässä jäännöksessä on alle 0,1 %. Kloorivedyn poisto voidaan toteuttaa *··♦ siten, että vähintään 60 %, edullisesti 90 %, kaikkein edullisimmin 100 % kloorivedystä on .*··· poistettu mainitusta jätteestä.

··· • · M* • · · • * • ·

Ml f···· • * t · · • » · ··· ····· • · 7 117574

Taulukko 1 Klooripitoisuus jäännöksessä lämpötilasta riippuen Lämpötila (°C)__PVC:stä poistunut HC1 (%) _20__0_ 250 ~ 21 ~ _270__30_ _280__42_ _290__60_ _300__78_ _310__90_ _330__98_ _350__99A_ _360__993_ _370__993_ _380__100_ ~~ ~ 400 100

Keksinnön eräs edullinen suoritusmuoto on esitetty kuviossa 2. Laitteiston osat on lueteltu taulukossa 7. Tämä prosessi on simuloitu voimalaitosprosessien simuloimiseksi tarkoitetulla ohjelmistolla. Syötettävä polttoaine on märkää puuta ja märkää PVC:tä. Ensin puu kuivataan kuivurissa 2 olettaen, että puu sisältää 15 % vettä, ja sitten se pyrolysoidaan märän PVC:n (vesipitoisuus 5 %) kanssa pyrolyysi-reaktorissa 1. Pyrolyysireaktioihin syötettävä lämpö on peräisin FBCrstä (leijupetipolttouuni) peräisin olevasta kierrätetystä kuumasta hiekasta. 4 kg/s olevaa typpivirtausta käytetään petin leijuttamiseen pyrolyysireaktorissa (tällöin leijutus- t · · Γ nopeudeksi saadaan 1 - 2 m/s kuplitetussa leijupetissä, esimerkiksi). Veden + HCl:n poistoa * · · • · tuotekaasusta ei ole sisällytetty tähän yksinkertaisuuden vuoksi. FBC on toteutettu polttimeksi • · ... 3 + kuumaksi petiksi 4, jossa on leijutettu kattila (rampu) 5. PVCrsta ja puusta saatu, vain * · l.'.' vähän klooria sisältävä hiili poltetaan FBC:ssa, mitä seuraa lämmön talteenotto * · ylikuumentimessa 6, esilämmittimessä 7 ja ilman esikuumentimessa 8.

• · · * • * · · .·*·, Sähkötehoa tuotetaan käyttämällä höyryturbiinia 10 + 11 + 12+13 + 14, jossa ensimmäinen * * · * ; vaihe on säätelyvaihe, mitä seuraavat kolmivaiheryhmät, joista höyryä otetaan • * syöttövesisäiliötä ja syöttöveden kuumenninta varten, sekä lopullinen paineenalennus • · viimeisissä vaiheissa. Turbiinin isentrooppiseksi hyötysuhteeksi oletetaan 0,86. Kaksi * · · ; . syöttöveden kuumenninta yhden sijasta parantavat hyötysuhdetta. Ensimmäisen syöttöveden • · · * tl ’ * paine on 1,17 bar ja toisen paine on 0,24 bar. Taulukossa 2 on esitetty tekniset tunnuspiirteet suunnittelutapausta varten.

. i . ' ... " 8 117574

Taulukko 2 Runsaasti PVC;tä sisältävää jätettä käyttävän voimalaitoksen kaksivaiheinen poltto (suunnittelutapaus)

Pyrolyysireaktori:

Polttoainesyöttö (20 % PVC + 80 % puuta) 0,5 kg/s PVC + 2 kg/s puuta PVC-konversio, % 99,8%

Pyrolyysireaktorin lämpötila 350°C

Hiekkasyötön lämpötila 410°C

PVC:n vesipitoisuus 5%

Puun vesipitoisuus 15 %

Puun LHV 17,8 MJ/kg

CnHm:n (PVC:sta hajotuksen jälkeen) LHV 38,2 MJ/kg

Leijupetireaktori:

Palamisen hyötysuhde 0,98

Leijupetin lämpötila 800°C

Ilmatekijä, stökiometria 1,1 Höyrykierto: Höyryturbiinin isentrooppinen hyötysuhde 0,86

Lauhduttimen paine 3 kPa

Ensimmäisen syöttöveden kuumentimen paine 117kPa

Toinen syöttöveden kuumennin 240 kPa

Ilmanpoistimen paine 0,3 MPa

Ylikuumentimen lämpötila 510°C

Hövrynpaine 7,8 MPa Höyryn massavirtausnopeus 14,24 kg/s

Laitoksesta saatu kokonaisteho 15,9 MW

Lämpöhyötysuhde (LHV) 36,7%

Savukaasujen massavirtausnopeus 17,84 kg/s

Talteen saatu HC1 0,276 kg HCl/s ;·· HCl-päästöt (ei kaasun puhdistusta) 37 mg/m3STP kuiva, 2 % O2 ;·.·, = 20 mg/m3sTp kuiva, 11 % O2

*_ ·* Savupiipun vähimmäislämpötila 150°C

**· · " — --——— “ • * • · * Syöttöveden säiliöstä saatua syöttövettä, jonka massavirtaus on 12,24 kg/s, 133 °C ja 78 bar, • V* • · "···* kuumennetaan uudelleen esilämmittimessä 7 152 °C:n lämpötilaan ja 293 °C:n lämpötilaan m · *···* hiekan palautusjäähdyttimessä 24. Syöttövesi saavuttaa leijutetun kattilan 5 nestefaasissa ja , sitten se ylikuumennetaan ylikuumentimessa 6 arvoihin 510 °C/78 bar. Nämä höyryparametrit ·♦··· • * ... 510 °C/78 bar ovat optimaaliset ylikuumentimessa käytettävissä olevaa lämpöä ajatellen.

• ·

Paine nostettiin 60 bar olleesta lähtöarvosta 78 baariin kyllästymislämpötilan nostamiseksi ··* • · ·..·* 276 °C:sta 293 °C:hen lämmön käyttämiseksi hiekan palautusjäähdyttimessä 24. 78 baaria pienemmässä paineessa syöttövesi höyrystyy osittain hiekkajäähdyttimen sisällä ennen V..: joutumistaan haihduttimeen 5. Tämä johtaisi kaksifaasiseen seokseen hiekkajäähdyttimessä, *····' # * 9 117574 mikä suurentaisi hiekkajäähdyttimen ja putkiston kokoa. Lähestymislämpötila on 0 °C, eli jäähdyttimestä 24 poistuva höyry on kyllästymislämpötilassa 78 baarin paineessa, mutta se on edelleen nestefaasina. Tämä on optimaalinen tapa käyttää hyväksi pyrolyysireaktoriin palautettavan hiekan lämpö.

150 °C oleva savupiipun vähimmäislämpötila valitaan, jotta voidaan varmistua siitä, ettei savukaasuista lauhdu syövyttäviä yhdisteitä, jotka aiheuttavat korroosiota. Suunnittelu-tapauksessa saattaa olla mahdollista toimia arvon 110 °C alapuolella energiahäviöiden vähentämiseksi ja lämpöhyötysuhteen suurentamiseksi.

Suunnittelutapauksessa, kun lämpösyöttö polttoaineena on 43,18 MW, lämpöhyötysuhde on 36,7 % (16,046 MW, sähkötuotanto), joka on laskettu ottaen huomioon pumppujen ja puhaltimen käyttämiseksi tarvittu teho (vastaavasti 0,1568 MW ja 0,016 MW).

Tällöin klooripitoisuus FBC:n polttoaineessa on 0,025 paino-%. FBC:n lämpötilaksi valitaan 800 °C toimintaongelmien vähentämiseksi, jotka ongelmat liittyvät tuhkan käyttäytymiseen poltettaessa biomassaa tai jäteperäisiä polttoaineita. Poltto FBC:ssa tapahtuu käyttäen ilmaa, joka sisältää 2 % happea kuivissa savukaasuissa (stökiometrinen suhde λ = 1,1).

Pyrolyysireaktorin lämpötila on valittu tässä alueelta 250 - 400 °C. PVC hajoaminen alkaa jo 250 °C:ssa, konversion ollessa 21 % (tässä konversiosuhde tarkoittaa PVC:n konversiota , HCkksi ja jäännökseksi). Pyrolyysireaktorin lämpötilan vaikuttaa lämpöhyötysuhteeseen, ··1· • · .. , FBC:ssa poltettavan polttoaineen klooripitoisuuteen ja FBC:n HCl-päästöihin. Taulukossa 3 * 1 · on esitetty analyysitulokset, kun pyrolyysilämpötilat ovat olleet alueella 250 - 400 °C.

* 1 1

Prosessin lämpöhyötysuhde näyttää vaihtelevan 36,7 %:sta 37,1 % olevaan suurimpaan « t .···, arvoon, kun pyrolyysi tapahtuu 310 °C:ssa. HCl-päästöt ovat suuret alle 340 °C olevissa *·#· .2·. lämpötiloissa, kun taas 350 °C:n yläpuolella HCl-päästö on jopa pienempi kuin ·1 1

Suomessa/EU-alueella sallittu päästö (10 mg/m , kun (Vpitoisuus on 11 %). Kuvio 4 esittää ...·» pyrolyysireaktorin lämpötilan vaikutusta HCl:n talteensaantiin PVC.stä.

itt • · * · • ·· t · * a a f1···'·.' • · 1 1 2 • 1 · * a a * ··1· ♦ · 117574 ίο

Taulukko 3 Pyrolyysin lämpötilan vaikutus prosessin suorituskykyyn ja hyötysuhteeseen käytettäessä (PVC/puu, 20%/80%) -polttoainetta

Pyrolyysin lämpötila, °C 250 280 310 340 370 400

Hiekan palautuslämpötila, °C 310 350 370 400 430 460

Hiekan palautuvina, kg/s 15J [öJ7 ίΐόδ 15J1 ΓδΓΐ 20.5

Polttoainetta FBC:iin, kg/s 2.42 2.36 2.22 2.2 2.15 2.15

Klooria FBC:iin johdettavassa poltto- g g 55 12 0.1 0 0 aineessa, paino-%_______ Lämpövaikutus pyrolyysireaktori, MW q.67 0.94 0.7 0.75 0.87 0.98 Lämpövaikutus FBC, MW 25.9 24.4 21.8 21 20.3 19.93 Sähkön tuotanto, MW 18 9 ig j9 16.28 15.9 15.84 15.8 Lämpöhyötysuhde, % 36.7 36.8 37.1 36.7 36.8 36.7 HCl-päästöt, mg/mJsTP (2 % 02) 134 1007 1850 112 0 0 HCl-päästöt, mg/nr$TP (11 % 02) 705 5300 974 59 0 0 PVC:sta talteenotettu HC1, kg/s 0.06 0.12 0.25 0.27 0.28 0.28 HCl-talteenoton hyötysuhde, % 21 42 90 99 100 100 PVC-pitoisuus polttoaineessa on hyvin tärkeä parametri ja se vaikuttaa laitoksen lämpö- hyötysuhteeseen. Taulukossa 4 on esitetty analyysitulokset, jotka on saatu vaihtelemalla PVC- pitoisuutta alueella 0 - 40 % pyrolyysireaktorissa käytetyssä polttoaineessa. Kun pyrolyysireaktorissa käytettiin vain puuta (0 % PVC), niin lämpöhyötysuhde on 36,3 %, kun taas siinä tapauksessa, että käytetään 40 % PVC:tä, lämpöhyötysuhde nousee arvoon 37,2 %.

. Kuvio 5 esittää polttoaineen PVC-pitoisuuden vaikutusta laitoksen lämpöhyötysuhteeseen. * · ..#.t Syy tähän on PVC:n suuri lämpöarvo (21 MJ/kg) verrattuna puun lämpöarvoon (17,8 MJ/kg). • ♦ ··.·. Kuvio 6 esittää polttoaineen prosenttisen PVC-pitoisuuden vaikutusta FBC:ssa poltettavan • ♦ • · kokonaisjäännöksen(puu + PVC-jäännös)LHV-arvoon.

* · · • · • 1 .

··♦··' « · ♦ ·· *··2: • · • 1 · • · ··· ··» » · * · ···'.

·***·' • 1 • · · • · · .

***' · 141 2 • · 11 117574

Taulukko 4 Syöttönä käytetyn jäteperäisen polttoaineen PVC-pitoisuuden vaikutus prosessin suorituskykyyn ja hyötysuhteeseen (kun PVC-konversio on 99,8 %) PVC-pitoisuus (kuiva), paino-% 0 5 .10 15 20

Hiekan palautuslämpötila, °C 420 420 420 415 410

Hiekan palautusvirta, kg/s 23.6 21.2 18.84 17.7 16.5

Polttoainetta FBC:iin, kg/s 2.45 2.37 2.31 2.23 2 16

Klooria FBC:iin johdettavassa poltto- q 0.00 0.012 0.018 0.02 aineessa, paino-%____ Lämpövaikutus pyrolyysireaktori, MW 132 119 \ 06 0.92 0 79 Lämpö vaikutus FBC, MW jgj 190 20 20.2 20.5 Sähkön tuotanto, MW 26.1 16j 16 0 15 94 15 g Lämpöhyötysuhde, % 36.3 36.4 36.5 36.6 36.8 HCl-päästöt, mg/mJsTP (2 % 02) 0 9 19 28 37 HCl-päästöt, mg/mJsTP (11 % 02) 0 5 10 15 20 PVC.sta talteenotettu HC1, kg/s 0 0.07 0.14 0.21 0.28 HCl-talteenoton hyötysuhde, % 99 8 99 8 99 8 99 8 99 8

Taulukko 4 Syöttönä käytetyn jäteperäisen polttoaineen PVC-pitoisuuden vaikutus prosessin suorituskykyyn ja hyötysuhteeseen (jatkoa) PVC-pitoisuus (kuiva), paino-% 25 30 35 40

Hiekan palautuslämpötila, °C 405 4QQ 395 399

Hiekan palautusvirta, kg/s 15 0 13 3 11 2 8 58 ;··: Polttoainetta FBC:iin, kg/s 2.09 2.01 1 93 1 86

Klooria FBC:iin johdettavassa poltto- 9 93 994 0 049 0 058 ··.·. aineessa, paino-%__ * '. Lämpövaikutus pyrolyysireaktori, MW 9 55 9 53 94 927 • ♦ - '1 —I— — h. - ... Lämpövaikutus FBC, MW 21 ?1 5 22 34 23 37 • · · .. _ Sähkön tuotanto, MW 15.8 15i7 15 66 ^ 59 • 9 I ^—J_|___^, _ ___ Lämpöhyötysuhde, % 35 9 37 371 37 2 HCl-päästöt, mg/mJsTP (2 % 02) 47 57 66 • · ____ ..... HCl-päästöt, mg/mJsTP (11 % 02) 24.7 30 34.7 40 *1 PVC:sta talteenotettu HC1, kg/s 935 941 943 955 • · _ _ ' _1_ ***·. HCl-talteenoton hyötysuhde. % 993 993 993 993 * · ^ ‘ “ · - —. I 1. . - * * » · · » · · • · · · · 1 · · 12 117574

Samoin hiekan jäähdyttimestä tulevan hiekan (palautushiekka) massavirtaus pyrolyvsireakto-riin pienenee, kun polttoaineen PVC-pitoisuus suurenee, mikä tarkoittaa sitä, että pyrolyysi-reaktorissa tarvitaan vähemmän energiaa polttoaineen hajottamiseksi. Tämä liittyy siihen, että PVC:n hajoaminen on eksotermistä. Kun PVC:tä ei pyrolysoida lainkaan, niin hiekan massavirtausnopeus on 23,6 kg/s, sen ollessa 8,58 kg/s, kun polttoaineessa on 40 % PVC:tä.

Polttoaineen vesipitoisuudella on tärkeä vaikutus laitoksen hyötysuhteeseen. Kun prosentuaalinen kosteuspitoisuus suurenee, se aiheuttaa polttoainetta poltettaessa siitä saatavan lämpö-määrän pienenemisen, ja näin ollen laitoksen sähkötuotanto ja hyötysuhde pienenevät. Suunnittelutapauksessa puun kosteuspitoisuus oli 15 % ja PVC:ssa 5 %, kun polttoaineen koostumus oli 80 % puuta + 20 % PVC:tä. Lisäksi lasketaan kolme muuta tapausta, joissa puu sisälsi kosteutta 7,5 %, 30 % ja 45 %, ja PVC 2,5 %, 10 % ja 15 %. Näin ollen polttoaineen kokonaisvesipitoisuus on 7 %, 13 %, 26 % ja 39 %, vastaavasti. Kuvio 7 esittää, että muutokset laitoksen hyötysuhteessa ovat pienet ensimmäisessä tapauksessa (36,8 %) ja suunnittelutapauksessa (36,7 %), mutta ne ovat merkittävät kolmannessa tapauksessa (35,7 %) ja neljännessä tapauksessa (35 %). Kuivurin jälkeen (näissä neljässä tapauksessa) puun vesipitoisuus on vastaavasti 0 %, 0 %, 9 % ja 27 %.

Yleisesti, muovit tarvitsevat enemmän ilmaa täydellistä palamista varten verrattuna muihin massaosuuksiin kiinteissä yhdyskuntajätteissä. Mikäli kiinteä jätepolttoaine sisältää 100 % muovia, niin tällöin ilmaa sisäänjohtavan laitteiston on kyettävä tuottamaan 2,5 - 3 kertaa se . ilmamäärä, joka tarvitaan teoreettisesti muovin polttamiseksi, jotta päästään täydelliseen ·«·· • · .. . palamiseen.

• · • · ·· · • · • 1 * ♦

Suunnittelutapauksessa stökiometrinen suhde λ = 1,1 valittiin polttoaineelle, jonka koostumus • · oli 80 % puuta + 20 % PVC:tä. Neljä muuta tapausta laskettiin myös vastaavasti λ:η arvoilla • · 1 1,2, 1,3, 1,4, 1,5. Kuvio 8 esittää sitä vaikutusta, joka stökiometrisen suhteen suurenemisella **· on laitoksen hyötysuhteeseen. On ilmeistä, että hyötysuhde laskee ilman lisääntyessä. Laitoksen hyötysuhde pienenee 0,5 % arvosta 36,7 % (λ = 1,1) arvoon 36,2 % (λ = 1,5).

* 1 1

Syynä tähän on savukaasuhäviöiden suureneminen johtuen sen massavirtausnopeuden suurenemisesta. Samoin ilmapuhallinta varten tarvittava sähköteho, joka saadaan vaihtovirta- • · · ·:1·1. generaattorin kokonaissähkötehosta, suurenee λ:η suurentuessa, ja tämä pienentää laitoksen . hyötysuhdetta.

9 · · · 13 117574

Kuviossa 3 on esitetty keksinnön eräs muu edullinen suoritusmuoto. Tämä prosessi on optimoitu käyttäen PROSIM-ohjelmistoa. Laitteisto, jonka osat on esitetty taulukossa 8 on samankaltainen kuin edellä, mutta lämmön talteenottojärjestelmään on lisätty toinen uudelleenlämmitysvaihe. Sisään syötettävän polttoaineen koostumus on 80 % märkää puuta + 20 % märkää PVC:tä. Puu kuivataan ensin kuivurissa 2 ja sitten se pyrolysoidaan PVC:n kanssa pyrolyysireaktorissa 1. Taulukossa 5 on esitetty tekniset tiedot tätä suunnittelutapausta varten.

Taulukko 5 Runsaasti PVC:tä sisältävää jätettä käyttävän voimalaitoksen kaksivaiheinen poltto (suunnittelutapaus, jossa käytetään uudelleenkuumennusta)

Pyrolyysireaktori:

Polttoainesyöttö (20 % PVC + 80 % puuta) 0,5 kg/s PVC + 2 kg/s puuta PVC-konversio, % 99.8%

Pyrolyysireaktorin lämpötila 350°C

Hiekkasyötön lämpötila 400°C

PVC:n vesipitoisuus 5 %

Puun vesipitoisuus 15%

Puun I.I IV 17,8 MJ/kg

CnHm:n (PVC:sta hajotuksen jälkeen) LHV 38,2 MJ/kg

Leijupetireaktori:

Palamisen hyötysuhde 0,98

Leijupetin lämpötila 800°C

Petin korkeus lm

Petin ja vapaan reunan korkeus 4 m • · · * · · L ; Höyrykierto: : ’.· Höyryturbiinin isentrooppinen hyötysuhde 0,86 ·;··· Lauhduttimen paine 0,03 bar

Ensimmäisen syöttöveden kuumentimen paine 1,3 bar '···* Toinen syöttöveden kuumennin 0,6 bar

Ilmanpoistimen paine 3 bar

Ylikuumentimen lämpötila 460°C

, Höyrynpaine 78 bar

Uudelleenkuumentimen lämpötila 460°C

Uudelleenkuumentimen paine 7 bar ·* Höyryn massavirtausnopeus 12,44 kg/s • ·

Laitoksesta saatu kokonaisteho 15,75 MW

. Lämpöhyötysuhde (LHV) 36,5% ;'·*· Savukaasujen massavirtausnopeus 19,4 kg/s I . Talteen saatu HC1 0,276 kg HCl/s *· *·’ HCl-päästöt (ei kaasun puhdistusta) 34 mg/m3STP kuiva, 2 % O2 = 18 mg/m3sxp kuiva, 11 % O2

Savupiipun vähimmäislämpötila__150°C_ 14 117574

Syöttövesisäiliöstä saatua syöttövettä, jonka lämpötila on 133 °C, paine on 78 bar ja massa-virtaus 12,44 kg/s, esikuumennetaan 152 °C:n lämpötilaan esilämmittimessä 8 ja sitä kuumennetaan uudestaan vielä kerran 293 °C:n lämpötilaan hiekan palautusjäähdyttimessä 25. Sitten se johdetaan kattilaan 5 kylläisenä nestefaasina. Leijukattilassa tuotettu höyry ylikuumenne-taan 460 °C:n lämpötilaan 78 baarin paineessa ylikuumentimessa 6 (460 °C oleva ensimmäisen ylikuumentimen lämpötila on valittu, koska käytettävissä ei ole riittävästi lämpöä savukaasuista saadun höyryn uudelleenkuumentamiseksi, jos lämpötilaksi valitaan sen sijaan 510 °C, kuten siinä tapauksessa, ettei uudelleenkuumennusta käytetä). Höyryparametrit 460 °C/78 bar ovat optimaaliset ylikuumentimessa käytettävissä olevaa lämpöä ajatellen. Höyry-turbiinissa 11 höyryn annetaan laajentua 212 °C:n lämpötilaan ja 7 baarin paineeseenpa se kuumennetaan uudestaan 460 °C:n lämpötilaan ja 7 baarin paineeseen ylikuumentimessa 7. Parempaan hyötysuhteeseen päästään myös kahdella syöttöveden kuumentimella yhden sijasta. Syöttöveden ensimmäinen paine on 0,6 baaria ja toisen on 1,3 baaria. Lähestymisläm-pötila on 0 °C, eli jäähdyttimestä 25 poistuva höyry on kyllästymislämpötilassa 78 baarin paineessa, mutta se on edelleen nestefaasina. Tämä on optimaalinen tapa käyttää hyväksi pyrolyysireaktoriin palautettavan hiekan lämpö. Turbiinin isentrooppiseksi hyötysuhteeksi oletetaan jälleen (0,86).

Myös savupiipun vähimmäislämpötila on jälleen 150 °C, jotta voidaan varmistua siitä, ettei savukaasuista lauhdu syövyttäviä yhdisteitä, jotka aiheuttavat korroosio-ongelmia. Suunnitte- lutapauksessa, kun lämpösyöttö polttoaineena on 43,18 MW, lämpöhyötysuhde on 36,5 % . (15,97 MW), joka on laskettu ottaen huomioon pumppujen ja puhaltimen käyttämiseksi tarvit- ··*· . tu teho (vastaavasti 0,138 MW ja 0,08 MW). Tällöin klooripitoisuus FBC:n polttoaineessa on • * · • · 1.1 0,025 paino-%. FBC.n lämpötilaksi valitaan 800 °C vähentämään toimintaongelmia, jotka * · liittyvät tuhkan käyttäytymiseen poltettaessa biomassaa tai jäteperäisiä polttoaineita. Poltto « · .···. FBC:ssa tapahtuu käyttäen ilmaa, joka sisältää 2 % happea kuivissa savukaasuissa (λ - 1,1).

• · · 9 9 · • · • · • · ·

Taulukossa 6 on esitetty analyysitulokset, jotka saatiin vaihtelemalla PVC-pitoisuutta pyro- lyysireaktorissa käytetyssä polttoaineessa alueella 0-40 %. Kun pyrolyysireaktorissa käy- ·"*: tettiin vain puuta (0 % PVC:tä), lämpöhyötysuhde on 35,9 %, kun taas käytettäessä 40 % .·♦·. PVC:tä, lämpöhyötysuhde on 37,1 %. Tämä johtuu PVC:n suuresta lämpöarvosta (21 MJ/kg) • · · verrattuna puun lämpöarvoon (17,8 MJ/kg). Kuviossa 9 on esitetty polttoaineen PVC-pitoisuuden vaikutus prosessin lämpöhyötysuhteeseen.

• · ♦ I·» ····*-.

• · 15 117574

Taulukko 6 Syöttönä käytetyn jäteperäisen polttoaineen PVC-pitoisuuden vaikutus prosessin suorituskykyyn ja hyötysuhteeseen (kun PVC-konversio on 99,8 %) uudelleenkuumennusta käytettäessä PVC-pitoisuus (kuiva), paino-% 0 5 10 15 20

Hiekan palautuslämpötila, °C 400 400 400 400 400

Hiekan palautusvirta, kg/s 33 1 29.79 26.47 23.14 19.85

Polttoainetta FBCiiin, kg/s 2 22 2 39 2 31 2 24 2 16

Klooria FBCiiin johdettavassa poltto- q 0.006 0 012 0.018 0.025 aineessa, paino-%__ Lämpövaikutus pyrolyysireaktori, MW 133 119 j q6 0 93 0 79 Lämpövaikutus FBC, MW 116 1124 1Λ5 1188 17.26 Sähkön tuotanto. MW 15.9 15.91 15.85 15.8 15.75 Lämpöhyötysuhde, % 35.9 _ 36 36.2 313 36 5 HCl-päästöt, mg/mJsTP (2 % 02) 0 9~~ 17~ 26 34 HCl-päästÖt, mg/mJSTP (11 % 02) 0 4.7 9 13.6 18 PVC:sta talteenotettu HC1, kg/s 0 0.07 0.14 0.21 0.28 HCl-talteenoton hyötysuhde, % 99 3 99 3 99 3 993 993 . ,

Taulukko 6 Syöttönä käytetyn jäteperäisen polttoaineen PVC-pitoisuuden vaikutus prosessin suorituskykyyn ja hyötysuhteeseen (jatkoa) PVC-pitoisuus (kuiva), paino-% 25 30 35 40

Hiekan palautuslämpötila, °C 395 399 385 330

Hiekan palautusvirta, kg/s 15.05 13 3 11 2 8 58

Polttoainetta FBC:iin, kg/s 2.09 2 02 1 94 1 87

Klooria FBCiiin johdettavassa poltto- 0.032 0.04 0.049 0 058 *. ' aineessa, paino-%____ : .* Lämpövaikutus pyrolyysireaktori, MW 0.66 0.53 0.4 0 28 ····· — --- - - — ‘ ' Lämpövaikutus FBC, MW 17.68 13 93 19.11 20.31 Sähkön tuotanto, MW ~ ϊϊόί) 1164 1158 15.53 · — _ __ _ ____________ Lämpöhyötysuhde, % 36.6 36.8 36.9 37.1 . HCl-päästöt, mg/nrisTP (2 % 02) 43 52 61 70 HCl-päästöt, mg/mTSTp (11 % 02) 22.6 27.4 32 37 • -- |M· -—- ·;* PVC:sta talteenotettu HC1, kg/s 0 35 0 41 0 48 0 55 ··· ______ _____ HCl-talteenoton hyötysuhde, % 99 3 99 3 99 3 993

··**· "" " 1-—— 1-- 1 —I

• · a * • · · • · · a * · ••aa·'' a * 16 117574

Myös tuhkan jäähdyttimestä tulevan ja pyrolyysireaktoriin johdettavan hiekan (palautus-hiekan) massavirtausnopeus pienenee, kun polttoaineen PVC-pitoisuus suurenee. Kun PVC:tä ei pyrolysoida lainkaan, niin hiekan massavirtausnopeus on 33,13 kg/s, sen ollessa 8,58 kg/s siinä tapauksessa, että polttoaine sisältää 40 % PVCrtä.

Taulukko 7 Kiinteän jätteen kaksivaiheisen polton virtauskaaviossa esitetyn laitteiston osat (Kuvio 2)

Viite (Kuvio 2)__Laite ____Ominaisuus _1_ Pyrolyysireaktori________ 2__Kuivuri__ _3__Poltin__ 4, 5__Leijupeti___800°0, 1,03 bar _6__Ylikuumennin__ J7__Esilämmitin__ J8__Ilman esilämmitin__ _9__Venttiili__ 10,11,12,13,14 Turbiini__ 15 __Vaihtovirtageneraattori 15,87 MW_ 16 __Lauhdutin_______ 17 __Pumppu 6,5 kW_ 18,19__Syöttövedenkuumennin_________ 20_____Pumppu__0,4 kW__ 22 __Syöttövesisäiliö__ 23 __Pumppu__150 kW_ 24 __Hiekan jäähdytin_______ ... · 25_ Puhallin · *· 1 2 3 • 1 1 •e • · • · 1 • · ♦ • · • · *···1 • · ··· • 1 * · • · · ······· • « *·· ··1 • · 1 « • 1 1 * · • · * 1 1 *···· • · ···«» * 1 • · · • 1 · • · · · 2 *·· 3 * · ' 17 117574

Taulukko 8 Kiinteän jätteen kaksivaiheisen polton virtauskaaviossa esitetyn laitteiston osat (Kuvio 3)

Viite (Kuvio 3)__Laite__Ominaisuus _1__Pyrolyysireaktori__ J2__Kuivuri__ 3__Poltin__ 4, 5__Leijupeti__800°C, 1 bar 6, 7__Ylikuumennin__ _8__Esilämmitin__ _9__Ilman esilämmitin__ 10__Venttiili____ 11,12,13,14,15 Turbiini__

16 __Vaihtovirtageneraattori 15,75 MW

17 __Lauhdutin___ 18 __Pumppu_ 6 kW_ 19,20__Syöttövedenkuumennin _ 21__Pumppu__0,4 kW_ 23 __Syöttövesisäiliö__

24 __Pumppu__0,131 MW

25 _____Hiekan jäähdytin_______ 26 _ Puhallin__

Esillä oleva keksintö on esitetty edellä viittaamalla sen eräisiin, esimerkkeinä esitettyihin suoritusmuotoihin, mutta alan asiantuntijalle on selvää, että keksintö voidaan toteuttaa myös monella eri tavalla liitteenä olevien patenttivaatimusten puitteissa.

««·«· • · ·· · • · · • · • · • · · .

• · · • · φ Φ * · *·· • * • » *·· • * · • v Φ · • · ·

• H

ΦΦ» ···· • · · Φ Φ • * • · · Φ Φ Φ Φ · * · * * # · · φ φ Φ • · · • • Φ φ φ Φ • φ Φ Φ ·

Claims (19)

117574

1. Laitteisto kiinteän jätteen polttamiseksi, tunnettu siitä, että laitteisto käsittää vähintään yhden ensimmäisen reaktorin (1) kloorivedyn poistamiseksi jätteestä ja vähintään yhden toisen reaktorin (3, 4, 5) jätteen polttamiseksi, mainitun ensimmäisen reaktorin (1) käsittäessä välineet HCl:n talteen ottamiseksi nestemäisenä kloorivetyhappona ja vähintään yhden näistä reaktoreista ollessa leijupetireaktori.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että mainittu ensimmäinen reaktori (1) käsittää leijupetireaktorin ja mainittu toinen reaktori (3, 4, 5) käsittää leijupetireaktorin.

3. Jomman kumman edellä esitetyn patenttivaatimuksen mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että mainittu ensimmäinen reaktori (1) käsittää välineet mainitun jätteen kuumentamiseksi alueella 200 - 400 °C, edullisesti 300 - 400 °C, kaikkein edullisimmin 350 - 400 °C olevaan lämpötilaan.

4. Minkä tahansa edellä esitetyn patenttivaatimuksen mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että mainittu toinen reaktori (3, 4, 5) käsittää välineet mainitun jätteen kuumentamiseksi alueella 700 - 900 °C, edullisesti 800 - 900 °C, kaikkein edullisimmin 840 - 860 °C . olevaan lämpötilaan. φ»*ι· 1 a a ···,' • * • ·

5. Minkä tahansa edellä esitetyn patenttivaatimuksen mukainen laitteisto, tunnettu siitä, iti a * *. että mainittu laitteisto käsittää välineet petin leijuttamiseksi mainitussa ensimmäisessä • · (1) ja/tai toisessa reaktorissa (3, 4, 5) kaasulla. aa. a · * * * * a a

* · *···* 6. Minkä tahansa edellä esitetyn patenttivaatimuksen mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että laitteistossa on välineet lämmönkantajan, edullisesti kiinteän lämmönkantajan, aa* *···* syöttämiseksi mainittuun ensimmäiseen reaktoriin (1) ja mainittuun toiseen reaktoriin a · *··* (3, 4, 5) ja mainitun lämmönkantajan kierrättämiseksi mainitusta toisesta reaktorista (3, :Y: 4, 5) mainittuun ensimmäiseen reaktoriin (1). • a * • · • · * * * a aa· a · · • · · a aa a · · aaa • a 117574

7. Minkä tahansa edellä esitetyn patenttivaatimuksen mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että mainitussa ensimmäisessä reaktorissa (1) on välineet muiden kaasujen kuin HC1 kierrättämiseksi mainitusta ensimmäisestä reaktorista (1) mainittuun toiseen reaktoriin OM.5)·

8. Minkä tahansa edellä esitetyn patenttivaatimuksen mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että kuivuri (2) on asennettu jätteen kuivaamiseksi kokonaan tai osittain.

9. Minkä tahansa edellä esitetyn patenttivaatimuksen mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että mainittu toinen reaktori (3, 4, 5) on varustettu välineillä palamislämmön talteenottamiseksi lämpö- ja sähkötehon tuottamista varten.

10. Menetelmä kiinteän jätteen polttamiseksi, tunnettu siitä, että kiinteästä jätteestä poistetaan kloorivetyä vähintään yhdessä ensimmäisessä reaktorissa (1) ja tämä kiinteä jäte, josta on poistettu kloorivetyä, poltetaan vähintään yhdessä toisessa reaktorissa (3, 4, 5), HC1 kaasu joka vapautetaan mainitussa ensimmäisessä reaktorissa (1) poistetaan nestemäisenä kloorivetyhappona ja vähintään yhden näistä reaktoreista käsittäessä mainitun jätteen leijutuksen.

, 11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu , kloorivedyn poisto jätteestä tapahtuu alueella 200 - 400 °C, edullisesti 300 - 400 °C, • Φ 1 · kaikkein edullisimmin 350 - 400 °C olevassa lämpötilassa. • 1 1 · * · ‘ttt'

12. Jomman kumman patenttivaatimuksen 10-11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, • · *···' että mainittu jäte poltetaan alueella 700 - 900 °C, edullisesti 800 - 900 °C, kaikkein *···1 edullisimmin alueella 840 - 860 °C. a · · ' t *.ί.1

13. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 10 - 12 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, • · · että leijutus saadaan aikaan syöttämällä leijuttavaa kaasua kuten ilmaa tai typpeä ·1;1; mainittuihin reaktoreihin. » · ···' • · • · ··· ti» • 1 1 ··· · ··· • · · • · 117574

14. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 10 - 13 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että leijupeti saadaan aikaan syöttämällä kiinteätä lämmönkantajaa ja kierrättämällä mainittua kiinteätä lämmönkantajaa yhdestä reaktorista toiseen suoraan kosketukseen mainitun jätteen kanssa.

15. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 10-14 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että muita kaasuja kuin HCl:ia kierrätetään polttoaineena mainittuun polttoon.

16. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 10-15 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu jäte sisältää PVC:tä.

17. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 10-16 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kloorivedyn poistoa jatketaan kunnes vähintään 60 %, edullisesti 99 %, kaikkein edullisimmin 100 % kloorivedystä on poistettu jätteestä.

18. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 10 - 17 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että energiaa otetaan talteen mainitusta toisesta reaktorista poistuvista kaasuista lämmönvaihtimien avulla.

, 19. Kiinteän, klooria sisältävän jätteen käyttö käyttökelpoisen energian tuottamiseksi • * . poistamalla kloorivetyä kiinteästä jätteestä vähintään yhdessä ensimmäisessä reaktorissa • · ; * ja polttamalla tätä kiinteätä jätettä, josta on poistettu kloorivetyä, vähintään yhdessä * · * • \ toisessa reaktorissa, käsittäen HC1 kaasun, joka vapautetaan mainitussa ensimmäisessä reaktorissa, poistamisen nestemäisenä kloorivetyhappona ja mainitun jätteen leijutuksen • · *···* vähintään yhdessä mainituista reaktoreista. • * * • · • · • · · • · · • · • · · **« • · t * ···.. • · • · · ··· • · ··· • · • · ··· • , ' • f» ··· 0 · · « · ♦ · · • ·· * · 117574