FI54160C - FOERFARANDE FOER BEHANDLING AV MATERIAL I EN VIRVELBAEDDREAKTOR - Google Patents
FOERFARANDE FOER BEHANDLING AV MATERIAL I EN VIRVELBAEDDREAKTOR Download PDFInfo
- Publication number
- FI54160C FI54160C FI762695A FI762695A FI54160C FI 54160 C FI54160 C FI 54160C FI 762695 A FI762695 A FI 762695A FI 762695 A FI762695 A FI 762695A FI 54160 C FI54160 C FI 54160C
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- fed
- substance
- flue gases
- treated
- separated
- Prior art date
Links
Description
- - Jl ,D, .... KU ULUTUSJ ULKAISU - , 4 - - ^ 11 UTLÄGG NI NGSSKRI FT 54160 (45) (51) K».ik.'/int.ci.· D 21 C 11/12 B 01 J 8/24 P 23 D 19/00 SUOMI —FINLAND (21) P»tenttihakemus — Patenumöknlng 762695 (22) Hikemitpilvl — AnsSknlngidag 22.09.76 ^ (23) Alkuplivi — Giltlghttsdag 22.09.76 (41) Tullut julkiseksi — Bllvlt offentllg 23.03.78- - Jl, D, .... WHEN ULUTUSJ ULISHIS -, 4 - - ^ 11 UTLÄGG NI NGSSKRI FT 54160 (45) (51) K ».ik. '/ Int.ci. · D 21 C 11/12 B 01 J 8/24 P 23 D 19/00 FINLAND —FINLAND (21) P »exam application - Patenumöknlng 762695 (22) Hikemitpilvl - AnsSknlngidag 22.09.76 ^ (23) Alkuplivi - Giltlghttsdag 22.09.76 (41) Has become public - Bllvlt offentg 23/3/78
Patentti- ja rekirterihallitus Nihtivikslpanon ja k«ut.|u.ka.sun pvm. - „National Board of Patents and Registration of Finland Nihtivikslpanon and k «ut. | U.ka.sun date. - "
Patent- och registerstyrelsen ' ' Ansökan utlagd och utl.skrlften publlcerad 3U . Uu . f o (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus—Begird priorltet (71) A. Ahlström Osakeyhtiö, Noormarkku, Suomi-Finland(FI) (72) Folke Engström, Karhunkatu lU F, U8600 Karhula, Jorma Juhani Nieminen, Linjurinkatu k B 12, 78200 Varkaus 20, Suomi-Finland(Fl) (5b) Menetelmä aineiden käsittelemiseksi leijukerrosreaktorissa - Förfarande för behandling av material i en virvelbäddreaktorPatents and registration "'Ansökan utlagd och utl.skrlften publlcerad 3U. Uu. fo (32) (33) (31) Claim claimed privilege — Begird priorltet (71) A. Ahlström Osakeyhtiö, Noormarkku, Finland-Finland (FI) (72) Folke Engström, Karhunkatu lU F, U8600 Karhula, Jorma Juhani Nieminen, Linjurinkatu k B 12, 78200 Varkaus 20, Suomi-Finland (Fl) (5b) Method for treating substances in a fluidised bed reactor - Förfarande för behandling av material i en virvelbäddreaktor
Esillä oleva keksintö koskee menetelmää aineiden ja erikoisesti erilaisten lietteiden ja jäteliemien käsittelemiseksi leijukerrosreaktorissa. Menetelmä soveltuu käytettäväksi esimerkiksi aineiden kuivatuksen, polttamisen, pyrolyysin tai kemiallisten reaktioiden yhteydessä.The present invention relates to a process for treating substances, and in particular various sludges and waste liquors, in a fluidized bed reactor. The method is suitable for use, for example, in the drying, incineration, pyrolysis or chemical reactions of substances.
On tunnettua, että leijukerrosreaktoria voidaan käyttää yllä mainittuihin tarkoituksiin. Tällöin käsiteltävä aine syötetään reaktorin petiin, jossa se joutuu kosketukseen leijuvan raemaisen aineen kanssa. Esimerk-_ kinä eräästä tällaisesta sovellutuksesta viitataan amerikkalaiseen pa tenttijulkaisuun 3«319·586, joka esittää orgaanisia komponentteja sisältävien jätelietteiden polttoa. Koska ko. lietteiden vesipitoisuus mekaanisen vedenpoistokäsittelyn jälkeen vielä on suhteellisen korkea, niin niiden polttamiseen liittyy eräitä ongelmia.It is known that a fluidized bed reactor can be used for the above-mentioned purposes. In this case, the substance to be treated is fed to the reactor bed, where it comes into contact with the floating granular substance. As an example of such an application, reference is made to U.S. Patent No. 3,319,586, which discloses the incineration of waste sludges containing organic components. Because the the water content of the sludges after the mechanical dewatering treatment is still relatively high, so there are some problems with their incineration.
Mekaanisella käsittelyllä voidaan esimerkiksi kunnallislietteestä poistaa niin pa3£>n vettä, että sen kuiva-ainepitoisuus on noin 20 Jos lietteeseen lisätään sopivia kemikaaleja, kuten esimerkiksi kalkkia ja ferrikloridia, voidaan saavuttaa noin k5 °/o'. n kuiva-ainepitoisuus, 2 54160 jolloin palaminen leijukerrosreaktorissa tapahtuu lähes autogeenisesti .By mechanical treatment, for example, so much water can be removed from the municipal sludge that its dry matter content is about 20. If suitable chemicals, such as lime and ferric chloride, are added to the sludge, about k5 ° / o 'can be achieved. n dry matter content, 2,54160 where combustion in the fluidized bed reactor occurs almost autogenously.
Jos kuiva-ainepitoisuus on alhaisempi, on palamisen ylläpitämiseksi uuniin syötettävä tukipolttoainetta. Useista teollisuuden jätelietteis-tä voidaan mekaanisin keinoin poistaa vain sen verran vettä, että niiden kuiva-ainepitoisuus on pienempi kuin 20 °fo. Kaikkien näiden lietteiden polttaminen aiheuttaa suuria käyttökustannuksia, jotka suurenevat lietteen vesipitoisuuden noustessa.If the dry matter content is lower, auxiliary fuel must be fed to the furnace to maintain combustion. Many industrial waste sludges can only be mechanically removed with water with a dry matter content of less than 20 ° fo. The incineration of all these sludges results in high operating costs, which increase as the water content of the sludge increases.
Polttoprosessin lämpötalouden parantamiseksi voidaan savukaasujen lämpö käyttää lietteen esikuivattamiseen joko suoralla tai epäsuoralla lämmönsiirrolla. Suorassa menetelmässä joutuvat savukaasut välittömään — kosketukseen lietteen kanssa ja tästä johtuen poistokaasut sisältävät haisevia kaasuja. Koska kaasumäärät ovat suuria, aiheuttaa haisevien komponenttien jälkipoltto huomattavia lisäkustannuksia. Epäsuora mene- — telmä vaatii suuria lämmönsiirtopintoja, joten laitekustannukset muodostuvat korkeiksi.To improve the thermal economy of the combustion process, the heat of the flue gases can be used to pre-dry the sludge by either direct or indirect heat transfer. In the direct method, the flue gases come into direct contact with the sludge and, as a result, the exhaust gases contain odorous gases. Due to the large amounts of gas, the afterburning of odorous components causes significant additional costs. The indirect method requires large heat transfer surfaces, so equipment costs are high.
Esimerkkimenetelmä, jossa liete esikuivataan saattamalla se kosketukseen savukaasujen kanssa, on esitetty kanadalaisessa patenttijulkaisussa 524,796.An exemplary method of pre-drying a slurry by contacting it with flue gases is disclosed in Canadian Patent Publication No. 524,796.
Erään yleisesti käytetyn menetelmän mukaan otetaan sulfaattiselluloosa-teollisuuden jäteliemien kemikaalit ja lämpö talteen polttamalla ne höyrykattilassa, jolloin orgaaniset aineosat palavat ja epäorgaaniset aineosat saadaan talteen liuottamalla saatu sulate veteen. Jäteliemien palaminen tapahtuu siinä kolmessa vaiheessa: kuivatus, pelkistävä palaminen ja hapettava palaminen. Tämän johdosta on palamisprosessin ” eri vaiheiden ohjaaminen siten, että haluttu lopputulos saavutetaan, vaikeaa. Pieniä selluloosatehtaita varten ratkaisu tulee liian kalliiksi. Höyrykattila ei ole myöskään täysin käyttövarma, josta ovat todistuksena useat tuhoisat kattilaräjähdykset.According to a commonly used method, the chemicals and heat from the sulphate pulp industry effluents are recovered by incineration in a steam boiler, whereby the organic constituents are combusted and the inorganic constituents are recovered by dissolving the melt obtained in water. The combustion of waste liquors takes place in those three stages: drying, reductive combustion and oxidative combustion. As a result, it is difficult to control the “different stages of the combustion process so that the desired result is achieved. For small pulp mills, the solution becomes too expensive. The steam boiler is also not completely safe to operate, as evidenced by several devastating boiler explosions.
Jäteliemiä on myös ehdotettu käsiteltäviksi pyörivissä uuneissa. Amerikkalaisessa patenttijulkaisussa 3·787·283 on esitetty kemikaalien talteänottomenetelmä, jossa väkevöity natriumpohjäinen jäteliemi ja reaktiivinen alumiinihydraatti sekoitetaan ja pelletoidaan lisättäessä natriumaluminaattituhkaa. Pelletit syötetään pyörivään uuniin, jossa ylläpidetään natriumaluminaatin sulamispistettä alempaa lämpötilaa.Waste liquors have also been proposed for treatment in rotary kilns. U.S. Patent 3 · 787 · 283 discloses a method of recovering chemicals in which concentrated sodium-based waste liquor and reactive aluminum hydrate are mixed and pelletized by the addition of sodium aluminate ash. The pellets are fed to a rotary kiln where a temperature below the melting point of sodium aluminate is maintained.
Osa reaktiossa syntyneestä natriumaluminattituhkasta liuotetaan ja v saatetaan kosketukseen rikkidioksiidia sisältävien uunin savukaasujen kanssa, jolloin saadaan natriumsulfiittia sisältävä liuos, josta 3 54160 saostunut natriumhydraatti erotetaan suodattamalla. Jäljelle jäävä osa muodostuneesta natriumaluminaattituhkasta sekoitetaan jäteliemeen pellettien muodostamisen yhteydessä.A portion of the sodium aluminate ash formed in the reaction is dissolved and contacted with furnace flue gases containing sulfur dioxide to give a solution containing sodium sulfite, from which 3,54160 of precipitated sodium hydrate is separated by filtration. The remaining part of the formed sodium aluminate ash is mixed with the waste liquor during the formation of pellets.
Pyörivän uunin käyttöön sisältyy kuitenkin useita haittoja. Se on kallis ja huoltoa vaativa laite. Sen lämpötalous on epäedullinen, koska on käytettävä tukipolttoainetta reaktion vaatiman lämpötilan ylläpitämiseksi. Lämmönsiirto kaasusta käsiteltävään aineeseen on pyörivässä uimissa tunnetusti huono, joten uuni on mitoitettava suureksi. Pöly-häviöiden vähentämiseksi on materiaali käsiteltävä pellettinä, joka —' vaatii lisälaitteita sekä ennen uimia että sen jälkeen. Pelletisoinnin takia on myös uuniin syötettävän materiaalin kuiva-ainepitoisuuden oltava korkea, mikä vaatimus aiheuttaa huomattavia käyttökustannuksia.However, there are several disadvantages to using a rotary kiln. It is an expensive and maintenance-intensive device. Its thermal economy is disadvantageous because a support fuel must be used to maintain the temperature required for the reaction. The heat transfer from the gas to the substance to be treated is known to be poor in rotating baths, so the furnace must be dimensioned large. To reduce dust losses, the material must be treated as a pellet, which - 'requires additional equipment both before and after swimming. Due to the pelletization, the dry matter content of the material fed to the furnace must also be high, which requires considerable operating costs.
Jäteliemiä on myös ehdotettu poltettaviksi leijukerrosreaktorissa. Esimerkkinä tällaisesta ratkaisusta voidaan viitata amerikkalaiseen patenttijulkaisuun 3-635.790. Koska palamislämpötilan on oltava kemikaalien sulamislämpötilaa alhaisempi, esimerkiksi natriumpohjäisten keit-tokemikaalien ollessa kysymyksessä korkeintaan noin 750°C, niin palaminen tapahtuu alueella, jossa stabiilin palamisen ylläpitäminen on vaikeaa. Lämpötilaa voidaan rajoittaa syöttämällä uuniin jätelientä, jonka kuiva-ainepitoisuus on alhainen tai jäähdyttämällä prosessia suurella ilman ylijäämällä. Molemmissa tapauksissa tulee uuni suurikokoiseksi ja vaikeasti ohjattavaksi.Waste liquors have also been proposed to be incinerated in a fluidized bed reactor. As an example of such a solution, reference may be made to U.S. Patent Publication No. 3-635,790. Since the combustion temperature must be lower than the melting temperature of the chemicals, for example, in the case of sodium-based cooking chemicals at most about 750 ° C, combustion takes place in an area where it is difficult to maintain a stable combustion. The temperature can be limited by feeding the waste slurry with a low dry matter content to the furnace or by cooling the process with a large excess of air. In both cases, the oven becomes large and difficult to control.
Edellä mainittujen epäkohtien poistamiseksi on ehdotettu, että käsitel-^ tävä materiaali sekoittimessa saatetaan kosketukseen leijukerrospedis- tä saadun kuuman materiaalin kanssa, ennen kuin se syötetään reaktorin petiin. Tällainen ratkaisu on esitetty saksalaisessa patenttihakemuk-sessa 25 32 99^· Sen haittoina ovat kuitenkin mm. kiertävän petimate-riaalin kuljetus reaktorista ja takaisin sekä siihen liittyvät säätö-ongelmat käsiteltävän materiaalin määrän tai kosteuden vaihdellessa. Lisäksi aiheuttaa petimateriaalin ja laitteiden kuluminen ongelmia. Koska höyrystyksen lämpöenergia otetaan pedistä, on myös lämpöä tuotava petiin vastaava määrä, ts. palamisen on tapahduttava pedissä, jonka on oltava tämän vuoksi verraten suuri ja lisäksi syöte petiin joudutaan jakamaan useisiin eri linjoihin, joten laitekustannukset nousevat.In order to eliminate the above-mentioned drawbacks, it has been proposed that the material to be treated in the mixer is brought into contact with the hot material obtained from the fluidized bed before it is fed to the reactor bed. Such a solution is disclosed in German patent application 25 32 99 ^ · However, its disadvantages are e.g. the transport of circulating petimate material to and from the reactor and the associated control problems with varying amounts or moisture of material to be treated. In addition, wear of the bedding material and equipment causes problems. Since the thermal energy of the evaporation is taken from the bed, a corresponding amount of heat must also be introduced into the bed, i.e. combustion must take place in the bed, which must therefore be relatively large and the feed to the bed must be divided into several different lines.
Keksinnön tarkoituksena on aikaansaada menetelmä, jolla on aikaisemmin tunnettuun tekniikkaan verrattuna useita etuja, kuten seuraavassa k lähemmin on esitetty. 54160The object of the invention is to provide a method which has several advantages over the prior art, as will be described in more detail below. 54160
Leijukerrosreaktorin polttokammiosta poistuvat kaasut sisältävät hienojakoista materiaalia, joka voidaan erottaa esimerkiksi sykloonierot-timessa. Erotettu materiaali sisältää tuhkaa, hienorakeista petima-teriaalia ja yleensä myös käyttökelpoisia kemikaaleja. Sen lämpösisäl-tö voi olla myös melkoinen.The gases leaving the combustion chamber of the fluidized bed reactor contain finely divided material which can be separated, for example, in a cyclone separator. The separated material contains ash, fine-grained petima material and usually also useful chemicals. Its heat content can also be considerable.
Keksinnön mukaan saatetaan käsiteltävä aine kosketukseen leijukerros-reaktorista poistuvista kaasuista erotettujen kiinteiden hiukkasten kanssa, jotka edullisimmin sekoitetaan siihen, ennen kuin aine syötetään reaktoriin. Tässä yhteydessä aineessa voi tapahtua kemiallisia ja/tai termisiä reaktioita. Käsittelyn yhteydessä mahdollisesti syntyvistä höyryistä ja kaasuista voidaan hyödylliset aineosat ottaa talteen tunnettua tekniikkaa käyttäen.According to the invention, the substance to be treated is contacted with solid particles separated from the gases leaving the fluidized bed reactor, which are most preferably mixed before the substance is fed to the reactor. In this context, chemical and / or thermal reactions may occur in the substance. From the vapors and gases which may be generated during the treatment, the useful constituents can be recovered using known techniques.
Keksinnön suurimpina etuina ovat menetelmän hyvä lämpötalous ja tehokkuus. Lisäksi sen soveltamiseen käytettävä laitteisto tarvitsee vähemmän tilaa kuin aikaisemmin käytetyt laitteet. Keksinnön mukaisella menetelmällä voidaan reaktoriin syötettävä aine esilämmittää ja esikuivat-taa savukaasuista erotettujen kuumien hiukkasten avulla, jolloin reaktorissa kehittyy vähemmän höyryä ja savukaasumäärä pienenee. Sekoittamalla käsiteltävään aineeseen sopiva määrä kiinteitä hiukkasia, voidaan sen koostumus ja konsistenssi muuttaa sellaiseksi, että se voidaan helposti syöttää reaktoriin tasaisesti jakautuneena reaktorin koko poikkipinnalle. Mikäli reaktorin kuormitus kasvaa, nousee poistokaasuista erotettujen hiukkasten lämpötila tai määrä. Reaktorin toiminta on täten helposti säädettävissä. Riippuen reaktorin ja sen leijuvan ai-nekerroksen läpi virtaavan kaasun nopeudesta on sen käyttäytyminen erilainen. Jos virtausnopeus on suuri, tempaa kaasu mukaansa niin paljon leijuvaa ainetta, ettei mitään selvää rajaa pedin ja kaasutilan välille muodostu. Tällöin kasvaa myös reaktorista poistuvissa kaasuissa olevien hiukkasten määrä.The main advantages of the invention are the good thermal economy and efficiency of the method. In addition, the equipment used to apply it requires less space than previously used equipment. With the method according to the invention, the substance fed to the reactor can be preheated and pre-dried by means of hot particles separated from the flue gases, whereby less steam is generated in the reactor and the amount of flue gas is reduced. By mixing a suitable amount of solid particles with the substance to be treated, its composition and consistency can be changed so that it can be easily fed to the reactor evenly distributed over the entire cross-section of the reactor. As the reactor load increases, the temperature or amount of particles separated from the exhaust gases increases. The operation of the reactor is thus easily adjustable. Depending on the velocity of the gas flowing through the reactor and its fluidized bed, its behavior is different. If the flow rate is high, the gas entrains so much fluid that no clear boundary is formed between the bed and the gas space. This also increases the amount of particles in the gases leaving the reactor.
Keksintöä selostetaan seuraavassa oheisiin piirustuksiin viitaten, joista kuvio 1 esittää erästä menetelmän sovellutusta, kuvio 2 esittää erästä toista sovellutusta ja kuvio 3 esittää erästä kolmatta sovellutusta.The invention will now be described with reference to the accompanying drawings, in which Figure 1 shows an embodiment of the method, Figure 2 shows a second embodiment and Figure 3 shows a third embodiment.
5 541605,54160
Kuviossa 1, joka esittää lietteiden polttamiseen tarkoitettua järjestelmää, on viitenumerolla 1 merkitty leijukerrosreaktoria, johon kuuluu ilmakaappi 2, arina 3 ja polttokammio k. Arinan päällä on reaktorin petiä muodostava ainekerros 5» joka saatetaan leijuvaan tilaan syöttämällä siihen ilmaa arinan lävitse. Leijutusta ja palamista varten tarvittava ilma syötetään ilmakaappiin siihen liitetyn johdon 6 kautta. Palamista varten tarvittava lisäilma syötetään polttokammioon johtojen 7, 8 ja 9 kautta. Palamis- ja muussa kemiallisessa reaktiossa syntyvät kaasut poistetaan reaktorin yläpäästä poistokanavan 10 kautta, josta savukaasut virtaavat pölynerottimeen 11, ilman esilämmitti-meen 12 ja savukaasupesuriin 13· Mahdollisesti tarvittava tukipoltto-aine syötetään reaktoriin johdon 1¾ kautta. Johdon 15 kautta lisätään sekoittimessa 16 reaktoriin petiainetta.In Fig. 1, which shows a system for incinerating sludges, a fluidized bed reactor comprising an air cabinet 2, a grate 3 and a combustion chamber k is indicated by reference numeral 1. On top of the grate is a reactor bed The air required for fluidization and combustion is supplied to the air cabinet via a line 6 connected to it. The additional air required for combustion is supplied to the combustion chamber via lines 7, 8 and 9. The gases generated in the combustion and other chemical reactions are removed from the upper end of the reactor through an outlet duct 10, from which the flue gases flow to a dust separator 11, an air preheater 12 and a flue gas scrubber 13. Through line 15, bed material is added to the reactor in mixer 16.
Pölynerottimessa erotetaan poistokaasujen kiinteät hiukkaset kaasuista ja johdetaan sekoittimeen, jossa ne joutuvat kosketukseen siihen johdon 17 kautta syötetyn lietteen kanssa. Sekoittimessa on kaksi ruuvia, jotka pyörivät vastakkaisiin suuntiin ja täen aikaansaavat lietteen ja kuumien hiukkasten tehokkaan sekoittumisen toisiinsa samalla kuljettaen ne sekoittimen toiseen päähän, josta aineet johdetaan syöttö-johdon 18 kautta reaktoriin. Sekoittimessa tapahtuu reaktoriin syötettävän lietteen esilämmitys ja kuivatus, jonka yhteydessä kehittyy höyryä, joka johdetaan johdon 19 kautta pölynerottimeen 20 ja edelleen lauhti-meen 21. Sen alaosasta poistetaan lauhde, joka johdetaan esimerkiksi vedenpuhdistuslaitokseen ja yläosasta lauhtumattomat kaasut, jotka johdetaan reaktoriin poltettaviksi, koska ne sisältävät pahalta haisevia komponentteja. Osa erottimessa 11 erotetuista hiukkasista poistetaan johdon 22 kautta kierrätetyn aineen määrän säätämiseksi.In the dust separator, the solid particles of the exhaust gases are separated from the gases and passed to a mixer, where they come into contact with the slurry fed to it via line 17. The mixer has two screws that rotate in opposite directions and thus ensure efficient mixing of the slurry and hot particles with each other while conveying them to the other end of the mixer, from where the substances are passed through the feed line 18 to the reactor. The mixer preheats and dehydrates the slurry fed to the reactor, generating steam which is passed through line 19 to a dust separator 20 and further to condenser 21. Condensate is removed from the bottom, for example to a water treatment plant, and non-condensable gases are bad-smelling components. Some of the particles separated in the separator 11 are removed via line 22 to control the amount of material recycled.
Käytettäessä kuvion 1 mukaista laitteistoa kosteiden orgaanisten aineiden kaasuuntumiseen syötetään märkä polttoaine 17 sekoittimeen 16, jossa siihen sekoitetaan pölynerottimessa 11 erotettu kutuna hiukkasvir-ta. Vesi höyrystyy ja poistuu mahdollisesti höyrystyvien palavien aineiden kanssa pölynerottimeen 20, jossa kaasuista erotetaan pöly. Täältä kaasut kulkeutuvat lauhduttimeen, jossa vesihöyry pääasiallisesti lauhtuu. Loput kaasut ohjataan leijukerrosreaktoriin 1. Kuivunut polttoaine ja lämmöntuojana toimineet hiukkaset syötetään leijukerrosreaktoriin, jossa polttoaine osittain poltetaan ja palamaton osa johdetaan pääasiallisesti kaasumuodossa 10 syklonierottimeen 11, josta kaasut johdetaan käyttökohteeseen 23, esimerkiksi höyrykattilaan. NäinWhen using the apparatus according to Fig. 1 for the gasification of moist organic substances, the wet fuel 17 is fed to a mixer 16, where it is mixed with a shaky stream of particles separated in a dust separator 11. The water evaporates and exits with any volatile combustible substances to a dust separator 20, where dust is separated from the gases. From here, the gases travel to the condenser, where the water vapor mainly condenses. The remaining gases are directed to the fluidized bed reactor 1. The dried fuel and the heat-generating particles are fed to a fluidized bed reactor where the fuel is partially combusted and the non-combustible part is passed mainly in gaseous form 10 to a cyclone separator 11 from where the gases are fed. Thus
. S. S
6 54160 kehitetyissä polttokaasuissa inerttikaasun määrä on oleellisesti pienempi kuin jos polttoaine olisi syötetty suoraan märkänä leijukerrok-seen, koska polttoaineen sisältämä vesi on poistettu ennen varsinaista kaasutusta. Jos polttoaine olisi kuivattu suoraan kuumilla kaasuilla, olisi polttoaineesta osa poistunut kuivauskaasujen mukana. Näin saatu polttokaasu on siis selvästi parempaa ja tuotettu yksinkertaisilla laitteilla.In the flue gases developed, the amount of inert gas is substantially lower than if the fuel had been fed directly into the wet fluidized bed because the water contained in the fuel has been removed before the actual gasification. If the fuel had been dried directly with hot gases, some of the fuel would have been removed with the drying gases. The fuel gas thus obtained is thus clearly better and produced by simple equipment.
Kuviossa 2 on esitetty nk. soodakeitosta, jossa keittokemikaalina käytetään NaOHja, peräisin olevan jäteliemen kemikaalien taiteenottamiseen tarkoitettua järjestelmää, jossa natrium saadaan talteen NaCO^-liuoksen muodossa, josta kaustisoimalla saadaan keittoliuos.Figure 2 shows a system for the artistic recovery of waste liquor chemicals from so-called soda ash, in which NaOH is used as the cooking chemical, in which sodium is recovered in the form of a NaCO 2 solution, from which a cooking solution is obtained by causticization.
Kuviossa 2 on viitenumerolla 2k merkitty leijukerrosreaktoria, johon syötetään leijutusta ja palamista varten tarvittavaa ilmaa johdon 25 kautta. Jäteliemi syötetään johdon 26 kautta sekoittimeen 27, johon myös johdetaan suotimessa 28 erotettu alimiinihydraatti sekä johdon 29 kautta täydennyskemikaalina reaktiivinen Al(OH)^. Alimiinihydraatti muodostaa jäteliemessä olevan natriumin kanssa natriumaluminaattiyhdis-teitä, jotka johdon 30 kautta syötetään lietteenä, jonka kuiva-ainepitoisuus on 30 - 70 sekoittimeen 31· Reaktorin yläosasta poistuvien savukaasujen sisältämä lämpö käytetään hyväksi höyryn kehittämiseen johtamalla ne jätelämpökattilaan 32, josta ne virtaavat savukaasu-pesuriin 33· Osa savukaasujen lentopölystä laskeutuu jäähtyneenä noin 300°C:n lämpötilaan kattilan alaosaan, josta se viedään johdon Jk kautta sekoittimeen 31 ja osa erottuu savukaasupesurissa.In Fig. 2, reference numeral 2k denotes a fluidized bed reactor to which the air required for fluidization and combustion is fed via line 25. The waste liquor is fed via line 26 to the mixer 27, to which the alumina hydrate separated in the filter 28 is also fed, and via line 29 as reactive Al (OH) 2 as a replenishing chemical. Alumin hydrate, together with the sodium in the waste liquor, forms sodium aluminate compounds which are fed via line 30 as a slurry with a dry matter content of 30 to 70 to a mixer 31. · Some of the flue gas dust settles to a temperature of about 300 ° C and cools to the bottom of the boiler, from where it is passed via line Jk to the mixer 31 and some separates in the flue gas scrubber.
Osa jätelämpökattilassa 32 erotetusta, natriumaluminaattia sisältävästä pölystä johdetaan liuottimeen 39· Liuottimesta syötetään johdon kO kautta aluminaattisuspensiota kaasupesuriin 33» jolloin se savukaasujen sisältämän hiilidioksidin vaikutuksesta neutraloituu pH-arvoon noin 8 Al(0H)^sn saostuessa. Liuottimesta johdetaan suspensio kypsy-tyslaitteen 41 kautta, jossa alimiinihydraatti kiteytyy, suotimeen 28, jossa liuennut natriumsuola erotetaan alumiinihydraatista. Natriurapi-toinen liuos johdetaan johdon k2 kautta keittoliuoksen valmistusosastolle ja alimiinihydraatti johdon kj kautta sekoittimeen 27.A portion of the sodium aluminate-containing dust separated in the waste heat boiler 32 is passed to solvent 39 · The aluminate suspension is fed from the solvent via line kO to scrubber 33 »whereby it is neutralized to a pH of about 8 by precipitation of carbon dioxide in flue gases. From the solvent, the suspension is passed through a ripper 41 where the aluminum hydrate crystallizes to a filter 28 where the dissolved sodium salt is separated from the aluminum hydrate. The second sodium solution is passed via line k2 to the broth preparation compartment and the aluminum hydrate via line k1 to the mixer 27.
Kuviossa 3 on esitetty soodakeitosta peräisin olevan jäteliemen kemikaalien talteenottamiseen tarkoitettua järjestelmää, jossa natrium saadaan talteen NaOH-liuoksen muodossa.Figure 3 shows a system for recovering soda broth chemicals in which sodium is recovered in the form of a NaOH solution.
5416054160
Kuviossa 3 on viitenumerolla 44 merkitty leijukerrosreaktoria, johon syötetään esilämmitettyä ilmaa johdon 45 kautta. Jäteliemi syötetään johdon 46 kautta sekoittimeen 47, johon myös johdetaan suotimessa 48 erotettu alumiinihydraatti sekä johdon 49 kautta täydennyskemikaalina reaktiivinen Al(OH)^. Muodostunut natriumaluminaattiliemi syötetään johdon 50 avulla sekoittimeen 51· Sekoittimeen 51 johdetaan myös osa leijukerrosreaktorin savukaasuista, pölynerottimessa 52 erotetusta kuumasta, natriumaluminaattia sisältävästä pölystä johdon 53 kautta. Se-koittimessa syntynyt haihde poistetaan johdon 54 kautta ja siitä voidaan sinänsä tunnetulla tavalla erottaa vesihöyryä, joka poistetaan lauhteena johdon 55 kautta.Lauhtumattomat kaasut johdetaan reaktoriin poltettaviksi johdon 56 kautta. Sekoittimesta syötetään esikuivatettu liete johdon 57 kautta reaktoriin. Palamis- ja muussa kemiallisessa reaktiossa syntyvät kaasut poistetaan reaktorin yläpäästä poistokanavan 58 kautta, josta savukaasut virtaavat pölynerottimeen 52, jäteläm-pökattilaan 59 ja savukaasupasuriin 60.In Fig. 3, reference numeral 44 denotes a fluidized bed reactor to which preheated air is fed via line 45. The waste liquor is fed via line 46 to a mixer 47, to which the aluminum hydrate separated in the filter 48 is also fed, and via line 49 as reactive Al (OH) 2 as a replenishing chemical. The formed sodium aluminate broth is fed to the mixer 51 by means of line 50. · Part of the flue gases of the fluidized bed reactor, from the hot, sodium aluminate-containing dust separated in the dust separator 52, is also passed through line 53. The evaporator generated in the mixer is removed via line 54 and water vapor can be separated from it in a manner known per se, which is removed as condensate via line 55. Non-condensable gases are introduced into the reactor for combustion via line 56. The pre-dried slurry is fed from the mixer via line 57 to the reactor. The gases generated in the combustion and other chemical reactions are removed from the upper end of the reactor through an outlet duct 58, from which the flue gases flow to a dust separator 52, a waste heat boiler 59 and a flue gas scrubber 60.
Osa pölynerottimessa 52 erotetusta natriumaluminaattia sisältävästä pölystä johdetaan liuottajaan 62, johon lisätään vettä johdon 61 kautta. Mikäli natriumaluminaatti on vaikealiukoinen, toimii liuottaja 62 autoklaavina noin 2-4 MPa:n paineessa vastaten l60-190°C:n liuotus-lämpötilaa. Höyry,jota käytetään lämmitysaineena autoklaavissa syötetään johdon 63 kautta. Muodostunut suspensio johdetaan saostussäiliöön 64, jo ssa noin 90°C:n lämpötilassa epäpuhtauksia erotetaan. Epäpuhtaudet sekä aluminaattilipeä syötetään johdon 65 kautta toiseen saostussäiliöön 66, jossa lopullinen erotus tapahtuu. Epäpuhtaudet poistetaan johdon 67 kautta suotimeen 69, jossa epäpuhtaudet erotetaan aluminaat-tilipeästä käyttämällä pesuvettä johdosta 71· Epäpuhtaudet poistetaan johdon 72 kautta ja laimennettua aluminaattilipeää syötetään saostussäiliöön 66 johdon 70 kautta. Saostussäiliöstä 66 palautetaan suurin osa aluminaattiliuosta saostussäiliöön 64 johdon 68 kautta.A portion of the sodium aluminate-containing dust separated in the dust separator 52 is passed to a solvent 62 to which water is added via line 61. If the sodium aluminate is sparingly soluble, the solvent 62 acts as an autoclave at a pressure of about 2-4 MPa, corresponding to a dissolution temperature of 160-190 ° C. The steam used as heating medium in the autoclave is fed through line 63. The resulting suspension is passed to a precipitation tank 64, at which the impurities are separated at a temperature of about 90 ° C. The impurities as well as the aluminate liquor are fed via line 65 to a second precipitation tank 66 where the final separation takes place. Contaminants are removed through line 67 to filter 69, where contaminants are separated from the aluminate account liquor using wash water from line 71. · Contaminants are removed through line 72 and diluted aluminate liquor is fed to precipitation tank 66 via line 70. From the precipitation tank 66, most of the aluminate solution is returned to the precipitation tank 64 via line 68.
Ensimmäisessä saostussäiliössä 64 erotettu aluminaattilipeä syötetään johdon 73 kautta jäähdyttäjään 74. Jäähdytysaineen tulo- ja menojohdot ovat 75 ja 76. Noin 50°C:een jäähdytetty aluminaattiliuos johdetaan kyp-sytyssäiliöön 77, Jossa Al(OH)^ kiteytyy seuraavien reaktioiden mukaisesti s 3Na20· AlgO^* 6H20 —3>6NaOH + 2A1(.0H)3The aluminate liquor separated in the first precipitation tank 64 is fed through a conduit 73 to a cooler 74. The refrigerant inlet and outlet lines are 75 and 76. The aluminate solution cooled to about 50 ° C is passed to a ripening tank 77, where Al (OH) 2 crystallizes ^ * 6H 2 O -3> 6NaOH + 2A1 (.OH) 3
Na20 * A1203 * 4H20 —^ 2NaOH + 2Al(0H)3 8 54160Na 2 O * Al 2 O 3 * 4H 2 O - ^ 2NaOH + 2Al (0H) 3 8 54160
Suotimessa 48 erotetaan seostettu A1(oh)^, joka pestään vedellä johdosta 78 ja syötetään johdon 80 kautta sekoittimeen 47. Natriumkemikaa-lit poistetaan johdon 79 kautta uudelleen käytettäviksi keittoliuokses-sa.Filter 48 separates the doped Al (oh) 2, which is washed with water from line 78 and fed through line 80 to mixer 47. Sodium chemicals are removed via line 79 for reuse in cooking solution.
Keksintöä havainnollistetaan vielä muutamien esimerkkien avulla.The invention is further illustrated by a few examples.
Esimerkki 1.Example 1.
Kunnallislietteen poltto Lietteen kuiva-ainepitoisuus 20 $Municipal sludge incineration Sludge dry matter content $ 20
Tuhkapitoisuus 30 % laskettuna kuiva-aineesta Kalorimetrinen lämpöarvo 16 Mj/kg kuiva-ainetta Esilämmitetyn ilman lämpötila 500°CAsh content 30% calculated on the dry matter Calorimetric calorific value 16 Mj / kg dry matter Preheated air temperature 500 ° C
Lietteeseen sekoitettiin savukaasuista erotettua pölyä, jonka lämpötila en 800°C ja kuivatettu liete syötetään reaktoriin 100°C:n lämpöisenä.The slurry was mixed with dust separated from flue gases at a temperature of 800 ° C and the dried slurry was fed to the reactor at a temperature of 100 ° C.
Lietteeseen sekoitettu pölymäärä kg/kgKA 13»7Amount of dust mixed with sludge kg / kgKA 13 »7
Energian tarve Kj/kgKA 1440Energy demand Kj / kgKA 1440
Ilman ylimäärä 30Excess air 30
Savukaasun määrä kg/kgKA 8,75Flue gas amount kg / kgKA 8.75
Savukaasun kokoonpano: - 02 io 4,5 - C02 " 12,0 - N2 " 72,7 - H20 " 10,8Flue gas composition: - 02 io 4.5 - CO2 "12.0 - N2" 72.7 - H2O "10.8
Syötetty energia: - lisäenergia $ 6,5 _ - liete " 73,5 - ilma " 20,0Energy input: - additional energy $ 6.5 _ - sludge "73.5 - air" 20.0
Poistuva energia: - savukaasut uunista $ 45,9 - höyry sekoittimesta " 47,7 - savukaasujen tuhka " 1,2 - lämpöhäviöt " 5,2Energy output: - flue gases from the furnace $ 45.9 - steam from the mixer "47.7 - flue gas ash" 1.2 - heat loss "5.2
Kuten esimerkistä käy ilmi, tapahtuu keksinnön mukaisessa menetelmässä, jolloin lietteestä poistetaan vesi, ennen kuin se syötetään reaktoriin, palaminen lähes autogeenisesti.As can be seen from the example, in the process according to the invention, in which water is removed from the slurry before it is fed to the reactor, combustion occurs almost autogenously.
::
Claims (8)
Priority Applications (15)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI762695A FI54160C (en) | 1976-09-22 | 1976-09-22 | FOERFARANDE FOER BEHANDLING AV MATERIAL I EN VIRVELBAEDDREAKTOR |
GB29339/77A GB1561237A (en) | 1976-09-22 | 1977-07-13 | Method of treating materials in a fluidized bed reactor |
AU27092/77A AU512867B2 (en) | 1976-09-22 | 1977-07-18 | Fluid-bed incinerator using carryover fires to heat feed |
CA284,402A CA1100817A (en) | 1976-09-22 | 1977-08-10 | Method of treating material in a fluidized bed reactor |
SE7709375A SE430000B (en) | 1976-09-22 | 1977-08-19 | PROCEDURE FOR TREATMENT OF MATERIALS IN A SWEDISH BED STOVE |
FR7726663A FR2365754A1 (en) | 1976-09-22 | 1977-09-02 | PROCESS FOR TREATMENT OF MATERIALS, SUCH AS IN PARTICULAR COMBUSTIBLE SLUDGE, IN A FLUIDIZED BED REACTOR |
DE2759933A DE2759933C3 (en) | 1976-09-22 | 1977-09-14 | Process for the treatment of the waste liquor from a pulp cooking process in a fluidized bed reactor |
DE2741285A DE2741285C3 (en) | 1976-09-22 | 1977-09-14 | Process for the treatment of materials in a fluidized bed reactor |
SU772525401A SU927108A3 (en) | 1976-09-22 | 1977-09-21 | Method for processing wastes |
NO773236A NO147529C (en) | 1976-09-22 | 1977-09-21 | PROCEDURE FOR THE TREATMENT OF A MATERIAL THROUGH A VARIETY OVEN. |
JP11343577A JPS5339670A (en) | 1976-09-22 | 1977-09-22 | Material treatment method at fluidized bed incinerator |
US05/970,457 US4244779A (en) | 1976-09-22 | 1978-12-18 | Method of treating spent pulping liquor in a fluidized bed reactor |
US06/109,604 US4311670A (en) | 1976-09-22 | 1980-01-04 | Fluidized bed reactor system |
NO82820155A NO161451C (en) | 1976-09-22 | 1982-01-19 | PROCEDURE FOR TREATMENT OF OUTLETS FROM A CELLULOS COOKING PROCESS IN A VERTICAL LAYER REACTOR. |
SE8207014A SE462398B (en) | 1976-09-22 | 1982-12-08 | PROCEDURES FOR TREATING THE WASTE FROM A CELLULOSA COOK PROCESS IN A OVEN AIM FOR THE EATER RECOVERY COOKING CHEMICALS |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI762695A FI54160C (en) | 1976-09-22 | 1976-09-22 | FOERFARANDE FOER BEHANDLING AV MATERIAL I EN VIRVELBAEDDREAKTOR |
FI762695 | 1976-09-22 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FI762695A FI762695A (en) | 1978-03-23 |
FI54160B FI54160B (en) | 1978-06-30 |
FI54160C true FI54160C (en) | 1981-01-12 |
Family
ID=8510277
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FI762695A FI54160C (en) | 1976-09-22 | 1976-09-22 | FOERFARANDE FOER BEHANDLING AV MATERIAL I EN VIRVELBAEDDREAKTOR |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
FI (1) | FI54160C (en) |
SU (1) | SU927108A3 (en) |
-
1976
- 1976-09-22 FI FI762695A patent/FI54160C/en not_active IP Right Cessation
-
1977
- 1977-09-21 SU SU772525401A patent/SU927108A3/en active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FI762695A (en) | 1978-03-23 |
SU927108A3 (en) | 1982-05-07 |
FI54160B (en) | 1978-06-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4311670A (en) | Fluidized bed reactor system | |
US4244779A (en) | Method of treating spent pulping liquor in a fluidized bed reactor | |
FI93674C (en) | Solid fuel combustion process | |
JP2684348B2 (en) | Black liquor gasifier | |
US20090114352A1 (en) | Process and system for calcination of high solids kraft paper pulp mill lime mud | |
US4760650A (en) | Method of drying particulate material | |
US20150056125A1 (en) | Process and system for producing commercial quality carbon dioxide from recausticizing process calcium carbonates | |
US4102277A (en) | Incineration of lime-conditioned sewage sludge with high sulfur fuel | |
US4011129A (en) | Pulp mill recovery system | |
FI73756C (en) | METHODS OF ORDERING FOR REGENERATION OF PAPER INDICATORS. | |
FI123110B (en) | Process and apparatus for treating the black liquor of a cellulose factory | |
US3322492A (en) | Kraft black liquor recovery | |
US4526760A (en) | Recovery of heat and chemical values from spent pulping liquors | |
FI71787B (en) | OIL ANCHORIZATION FOR OIL TILLER VARIETY AV AVERAGE OCH CHEMICALS FRAON AVLUTAR FRAON CELLULOSAFRAMSTAELLNING | |
US4377439A (en) | Pulp mill recovery | |
US4439272A (en) | Pulp mill residual liquor recovery process | |
FI54160C (en) | FOERFARANDE FOER BEHANDLING AV MATERIAL I EN VIRVELBAEDDREAKTOR | |
US2334621A (en) | Method of treating sulphite waste liquors | |
US3674630A (en) | Kraft liquor recovery system including physically isolated oxidation and reduction stages | |
US4606722A (en) | Firing of lime sludge reburning kilns with a solid fuel | |
US3717545A (en) | Process for treating waste liquors | |
US5643548A (en) | Drying and separating process and plant | |
PL142662B1 (en) | Method of treating reflux lyes containing various halides | |
JPH0526724B2 (en) | ||
FI122837B (en) | Method for recovering chemicals from a pulp mill |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM | Patent lapsed |
Owner name: A. AHLSTROEM OSAKEYHTIOE |