FI62722C

FI62722C - SAETT ATT FOERBRAENNA VAETSKOR INNEHAOLLANDE BRAENNBAR SUBSTANS

Info

Publication number: FI62722C
Application number: FI791074A
Authority: FI
Inventors: Seppo Ruottu
Original assignee: Ahlstroem Oy
Priority date: 1979-04-02
Filing date: 1979-04-02
Publication date: 1983-02-10
Also published as: FI791074A; BR8001955A; FI62722B; AU5664780A

Description

fSSrTI ΓΒΐ ^KUULUTUfJULKAlSU ^O790 JBä W "1) UTLÄGCNINOSSKRIFT *>£.//2 C Fatentti ayönncLty 10 02 1933 •55® (45) Patent eeddelat ^ ^ ^ (S1) Kv.ik?/i»»t.a.3 F 23 G 7/04 SUOM I—FI N LAN D (21) PitunttlhAwnii· —PttMtmBknlnf 7910T1* (22) HukumtapSIvt — Ameknlnftdag 02.. 79 (23) Afluipttvt—GIMftimdac 02.01+.79 (41) Tullut JulkiMlial — llhrtt offantM| 0 3.10.80 ί*^"**μ \* (44) Nlhtlvlkslpmon I» kiHiLJulluUun pvm.- P»t»n«- och regfstentyralsen ' ' AmM<m uth|d oeh utMkrifwn publicund 29.10.82 (32)(33)(31) pyydetty tuolkum . Bf«rd prlorltuc (71) A. Ahlström Osakeyhtiö, Noormarkku, Suomi-Finland(FI) (72) Seppo Ruottu, Karhula, Suomi-Finland(FI) (i>M Menetelmä palavaa ainetta sisältävien nesteiden polttamiseksi -Sätt att förbränna vätskor innehallande brännbar substansfSSrTI ΓΒΐ ^ KUULUTUfJULKAlSU ^ O790 JBä W "1) UTLÄGCNINOSSKRIFT *> £ .// 2 C Fatentti ayönncLty 10 02 1933 • 55® (45) Patent eeddelat ^ ^ ^ (S1) Kv.ik? / i» »ta3 F 23 G 7/04 ENGLISH I — FI N LAN D (21) PitunttlhAwnii · —PttMtmBknlnf 7910T1 * (22) HukumtapSIvt - Ameknlnftdag 02 .. 79 (23) Afluipttvt — GIMftimdac 02.01 + .79 (41) Tullut JulkiMlial - llhr 0 3.10.80 ί * ^ "** μ \ * (44) Nlhtlvlkslpmon I» kiHiLJulluUun pvm.- P »t» n «- och regfstentyralsen '' AmM <m uth | d oeh utMkrifwn publicund 29.10.82 (32) ( 33) (31) caught ash. Bf «rd prlorltuc (71) A. Ahlström Osakeyhtiö, Noormarkku, Finland-Finland (FI) (72) Seppo Ruottu, Karhula, Finland-Finland (FI) (i> M Method for the combustion of liquids containing combustible substances -Sätt att förbränna vätskor innehallande brand name

Esillä olevan keksinnön kohteena on menetelmä palavaa ainetta sisältävien nesteiden hajottamiseksi, erikoisesti nk. jäteliemien polton yhteydessä.The present invention relates to a method for decomposing liquids containing a combustible substance, in particular in connection with the incineration of so-called waste liquors.

Prosessiteollisuudessa syntyy usein jöteliemiä, jotka sisältävät orgaanista ainetta, epäorgaanisia suoloja ja vettä. Tyypillisinä esimerkkeinä voidaan mainita selluloosan valmistuksessa syntyvät keittoliemet ja sokeriteollisuuden jätemelassit· Jätemelassista usein käymisen kautta valmistetaan alkoholia ja tällöin tislauksen jälkeistä jötelientä nimitetään yleisesti slopiksi. Näiden liemien alkuperäinen kuiva-ainepitoisuus on n. 8...10 % lopun ollessa vettä.The process industry often generates waste liquors that contain organic matter, inorganic salts and water. Typical examples are cooking broths from the production of cellulose and waste molasses from the sugar industry. The initial dry matter content of these broths is about 8 ... 10%, the rest being water.

Orgaanisen aineen sisältämän energian hyödyntämiseksi ja kemikaalioiden ta1teenottamiseksi ko. jäteliemet useassa tapauksessa poltetaan. Polttoa varten joudutaan jäteliemi haihduttamaan n. 50...60 % kuiva—ainepitoisuuteen, jolloin yleensä saadaan autogeeninen palaminen. Tehokkaan 2 6 2 7 2 2 palamisen edellytyksenä on poltettavan liemen hajottaminen sopivan kokoisiksi pisaroiksi. Mikäli prosessitekniset näkökohdot (esim. vaatimus No2S04:n redusoimista Nakiksi) eivät muuta vaadi, on tarkoituksenmukaista hajottaa liemi mahdollisimman pieniksi pisaroiksi.In order to utilize the energy contained in the organic matter and to take over the chemicals, the broths are incinerated in several cases. For incineration, the waste liquor has to be evaporated to a dry matter content of about 50 ... 60%, which usually results in autogenic combustion. The prerequisite for efficient combustion 2 6 2 7 2 2 is the breakdown of the broth to be burned into suitably sized droplets. Unless otherwise required by the process considerations (eg the requirement to reduce No2SO4 to Nak), it is appropriate to break up the broth into as small droplets as possible.

Jäteliemen hajotukseen käytetään nesteiden hajotuksessa yleisesti käytettyjä menetelmiä, jotka voidaan jakaa painehajotteisiin ja apuoine-hajotteisiin menetelmiin. Painehajotusta käytetään vähän, koska tällöin kyseeseen tulevat pienehköt nestereiät pyrkivät helposti tukkeutumaan. Hajotusapuaineena käytetään yleensä paineilmaa tai höyryä. Apuoinehajotteiset voidaan edelleen jakaa kahteen ryhmään: apuaineen staattiseen paineeseen perustuvat ja apuaineen inerttiaan perustuvat hojottimet. Edellisissä apuaine suspensoidaan hajotettavaan liemeen ja vapaaseen tilaan purkautuva ylipaineinen apuaine paisuessoan hajottaa liemen. Inerttiahajottimissa pyritään saattamaan neste ohueksi kalvoksi, joka hajotetaan suurella nopeudella virtaavan apuaineen inerttiaa käyttäen.The decomposition of waste liquor uses methods commonly used in the decomposition of liquids, which can be divided into pressure decomposers and auxiliary decomposer methods. Pressure dissipation is rarely used, as the smaller liquid holes in question tend to clog easily. Compressed air or steam is usually used as a decomposition aid. Auxiliary decomposers can be further divided into two groups: excipients based on the static pressure of the excipient and diffusers based on the inertia of the excipient. In the former, the excipient is suspended in the broth to be decomposed and the overpressure excipient discharged into the free space during the expansion is decomposed by the broth. Inertial diffusers aim to turn the liquid into a thin film which is disintegrated using the inertia of a high speed fluid.

Keksinnön tarkoituksena on aikaansaada tunnettuja menetelmiä tehokkaampi ja tarkoituksenmukaisempi tapa hajottaa edellä selostetun kaltaisia prosessiteollisuuden jäteliemiä.The object of the invention is to provide a more efficient and expedient way of decomposing process industry effluents as described above than known methods.

Keksinnön mukainen menetelmä perustuu hajotettavan liemen epäsuoraan kuumentamiseen paineen alaisena riittävän korkeaan lämpötilaan. Epäsuoraa lämmitystä käyttäen kuumennettu liemi paisutetaan suuttimen avulla polttokammiossa, jolloin paineen nopeasta alenemisesta johtuen siinä oleva neste tulistuu voimakkaasti. Kuplankasvun hitaudesta johtuen on höyryn tilavuusosuus liemessä vähäinen purkautumisaukossa, mutta pieniä kuplaytimiä lukumääräisesti runsaasti. Välittömästi suuttimen ulkopuolella virtaus muuttuu turbulentiksi, jolloin kiehunnan intensiteetti kasvaa ja nestesuihku hajoaa hienojakoiseksi pisarasuihkuksi. Liemi kuumennetaan korkeintaan suuttimen painetta vastaavaan kyllöstys-lömpötiloan niin ettei höyryä muodostu ennen suuttimen ulosvirtausauk-koo, koska höyryn muodostus aiheuttaisi suuttimen epävakaan toiminnan. ' Liemi on kuitenkin kuumennettava polttokammion painetta vastaavaa kyl- : lästyslämpötilaa korkeampaan lämpötilaan. * i 3 62722The method according to the invention is based on the indirect heating of the broth to be decomposed under pressure to a sufficiently high temperature. Using indirect heating, the heated broth is expanded by means of a nozzle in the combustion chamber, whereby due to the rapid pressure drop, the liquid in it is strongly superheated. Due to the slowness of bubble growth, the volume fraction of steam in the broth is small in the discharge opening, but there are a large number of small bubble cores. Immediately outside the nozzle, the flow becomes turbulent, increasing the boiling intensity and disintegrating the liquid jet into a fine droplet jet. The broth is heated to a saturation temperature at most corresponding to the nozzle pressure so that no steam is generated before the nozzle outlet, as the formation of steam would cause the nozzle to operate unstable. However, the broth must be heated to a temperature higher than the saturation temperature corresponding to the pressure in the combustion chamber. * i 3 62722

Esitetyn uuden hajotusmenetelmän edut aikaisemmin tunnettuihin menetelmiin nähden ovat seuraavat: ” yleisimmin käytössä olevaan suoraan höyryhajotukseen verrattuna saadaan parempi energiatalous, koska hajotushöyryn latenttientalpiaa ei menetetä savukaasujen mukana - epäsuorassa lämmityksessä käytetty höyry tai vesi voidaan palauttaa kattilan kiertoon, jolloin kattilavettä ei myöskään hukata - epäsuorassa lämmityksessä käytetty energia nostaa liemen kuiva-ainepitoisuutta ja porantaa täten liekin stabilointia ja palamista - koska hajotettava aine purkautuu nestefaasissa, on sen liikemäärä apuainehajotteisiin nähden huomattavasti pienempi, mikä on edullista liekin stabiloinnin kannalta - hajottimen rakenne on yksinkertainen ja laite täten erittäin toimin- , ta varma - hajotuksen tuloksena saadaan apuainehajotukseen verrattuna homogeeni-sempi ja hienojokoisempi pisorasuihkuThe advantages of the proposed new decomposition method over previously known methods are as follows: “Compared to the most commonly used direct steam decomposition, better energy savings are obtained because the latent enthalpy of decomposition steam is not lost with flue gases - steam or water used in indirect heating can be returned to the boiler circuit. energy increases the dry matter content of the broth and thus drills flame stabilization and combustion - because the substance to be decomposed is discharged in the liquid phase, its momentum is considerably lower than excipient decomposers, which is advantageous for flame stabilization - the diffuser has a simple structure and is very safe. the result is a more homogeneous and fine-grained droplet spray compared to the excipient decomposition

Keksintöä selostetaan seuraovassa lähemmin oheiseen piirustukseen viitaten, joka esittää keksinnön toteuttamiseksi tarkoitettua järjestelmää kaaviokuvana.The invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawing, which shows a schematic diagram of a system for carrying out the invention.

Kuviossa viitenumero 1 tarkoittaa polttolaitoksen polttokammiota, johon poltettava jöteliemi syötetään suuttimen 2 kautta, Suuttimeen on sovitettu aseteltava säätöneula 3, jonka avulla suuttimen rengasmaisen aukon 4 suuruus voidaan säätää. Jäteliemi johdetaan suuttimeen johdon 5 kautta. Palamiseen tarvittava ilma syötetään polttokammioon aukon 6 kautta/ Jäteliemi syötetään suuttimeen pumpun 7 avulla lämmönsiirtimen 8 kautta. Lämmönsiirtimeen syötetään höyryä johdon 9 kautta ja lämpöä luovuttanut höyry poistetaan johdon 10 kautta. Pumpun ja lömmönsiirti-men väliseen johtoon 11 on kytketty virtausmittari 12, jonka avulla säädetään suuttimen säätöneulan 3 asentoa virtausmäärän asetusorvoo vastaavaksi. Paine johdossa 5 mitataan painemittarillo 13 ja lämpötila lämpö-tilanmittarilla 14 ja säädetään sinänsä tunnetulla tavalla halutun suuruisiksi mitattuja arvoja hyväksi käyttäen. Painetta johdossa 5 pidetään sopivasti 4-10 baaria polttokamrnion painetta korkeampana. Poltto-kammiossa ei yleensä ylläpidetä mainittavaa ylipainetta vaan poltto tapahtuu n. 1 baarin poineessa.In the figure, reference numeral 1 denotes a combustion chamber of a combustion plant into which the waste liquor to be combusted is fed through a nozzle 2. An adjustable adjusting needle 3 is arranged in the nozzle, by means of which the size of the annular opening 4 of the nozzle can be adjusted. The waste broth is led to the nozzle via line 5. The air required for combustion is fed into the combustion chamber through the opening 6 / The waste liquor is fed to the nozzle by means of a pump 7 via a heat exchanger 8. Steam is supplied to the heat exchanger via line 9 and the heat transferring steam is removed via line 10. A flow meter 12 is connected to the line 11 between the pump and the heat exchanger, by means of which the position of the nozzle control needle 3 is adjusted to correspond to the flow rate setting value. The pressure in the line 5 is measured by a pressure gauge 13 and the temperature by a temperature gauge 14 and is adjusted in a manner known per se to the desired values using the measured values. The pressure in the line 5 is suitably kept 4-10 bar higher than the pressure in the combustion chamber. In the combustion chamber, no significant overpressure is usually maintained, but combustion takes place at a pressure of about 1 bar.

Ko. menetelmää on sovellettu sekä laboratorio-olosuhteissa että tehdas-mittakaovassa mustolipeän (kuiva-oinepitoisuus 0,5...0,65), jätemelassln 4 62722 (kuiva-ainepitoisuus 0,5...0,75) ja tislaamoslopin (kuiva-ainepitoisuus 0,5...0,6) hajotukseen. Laboratorio-olosuhteissa käytettyjen hajotti-mien kapasiteetti oli 0,15 kg/s jo tehdasmittakaavaisten hajottimien kg/s. Liemien lämpötilat ennen hajotusta vaihtelivot alueessa 145...165° C, jota voitanee pitää käytännön kannalta sopivana lämpötila-alueena paineen ollessa n. 6 baaria (mitä suurempaan lämpötilaan liemi lämmitetään, sen hienojakoisempaan pisarasuihkuun päädytään).Ko. the method has been applied both under laboratory conditions and on a factory scale in the form of black liquor (dry matter content 0,5 to 0,65), waste molasses 4 62722 (dry matter content 0,5 to 0,75) and distillate slurry (dry matter content 0.5 ... 0.6) for decomposition. The capacity of the diffusers used under laboratory conditions was 0.15 kg / s for already factory-scale diffusers kg / s. The temperatures of the broths before decomposition varied in the range of 145 ... 165 ° C, which can be considered a practically suitable temperature range at a pressure of about 6 bar (the higher the temperature the broth is heated, the finer the droplet jet ends up).