FI75420C

FI75420C - Method and apparatus for burning waste water sludge.

Info

Publication number: FI75420C
Application number: FI843458A
Authority: FI
Inventors: Maunu Kuismanen
Original assignee: Enso Gutzeit Oy
Priority date: 1984-09-04
Filing date: 1984-09-04
Publication date: 1988-06-09
Also published as: FI843458A; SE8504085D0; FI75420B; SE462872B; FI843458A0; SE8504085L

Description

7542075420

MENETELMÄ JA LAITTEISTO JÄTEVESILIETTEEN POLTTAMISEKSI -FÖRFARANDE OCH ANORDNING FÖR BRÄNNING AV AVFALLSVATTENSLAMMETHOD AND EQUIPMENT FOR WASTEWATER SLUDGE INCINERATION -FÖRFARANDE OCH ANORDNING FÖR BRÄNNING AV AVFALLSVATTENSLAM

Tämän keksinnön kohteena on menetelmä ja laitteisto jätevedestä talteenotettavan polttokelpoisen materiaalin polttamiseksi polttolaitteessa, kuten kiinteän polttoaineen kattilassa.The present invention relates to a method and apparatus for burning combustible material recoverable from wastewater in a combustor, such as a solid fuel boiler.

Teollisuuden jätevedessä olevan kuitumaisen lietteen lämpö-arvo pyritään hyödyntämään polttamalla kuivattua lietettä esimerkiksi kiinteän polttoaineen kattilassa. Lietteen kuivattaminen tapahtuu yleensä mekaanisesti. Kuivauksen jälkeen polttoaine puhalletaan kuorikasaan tai siirretään hih-nakuljettimellä suoraan kattilaan. Kuljettamina käytetään myös ruuvi- tai muita mekaanisia kuljettimia. Polttoaine syötetään arinalle tai keoksi kattilan keskelle kattilatyypistä riippuen. Kattilaan jouduttuaan polttoaine palaa kolmessa vaiheessa. Ensimmäisessä vaiheessa kattilassa oleva lämpö kuivattaa polttoaineen eli vesi haihtuu polttoaineesta noin 100°C:n lämpötilassa. Toisessa palamisvaiheessa o polttoaine kaasuuntuu 150 -800 C:n lämpötila-alueella. Hapen läsnäollessa syntyneet kaasut palavat luovuttaen kattilaan lämpöä. Kolmannessa vaiheessa hiiltyneen polttoaineen hiili palaa hapen ja lämpötilan vaikutuksesta. Polttokatti-lassa nämä kolme vaihetta tapahtuvat samanaikaisesti, usein kuitenkin eri kerroksissa.The aim is to utilize the calorific value of the fibrous sludge in industrial wastewater by burning the dried sludge in a solid fuel boiler, for example. The sludge is usually dried mechanically. After drying, the fuel is blown into the heap or transferred directly to the boiler by a belt conveyor. Screw or other mechanical conveyors are also used for transport. Fuel is fed to the grate or heap in the middle of the boiler depending on the type of boiler. Once in the boiler, the fuel burns in three stages. In the first stage, the heat in the boiler dries the fuel, i.e. the water evaporates from the fuel at a temperature of about 100 ° C. In the second combustion stage o the fuel gasifies in the temperature range of 150-800 ° C. The gases generated in the presence of oxygen burn, giving off heat to the boiler. In the third stage, the carbon of the charred fuel burns under the influence of oxygen and temperature. In a firebox, these three stages take place simultaneously, but often in different layers.

Palamisessa syntyviä savukaasuja käytetään hyväksi ottamalla niistä lämpö talteen lämmönvaihtimessa. Lämmönvaihtimen jälkeen savukaasujen lämpötila on 140-170°C. Eräänä ongelmana tämän kaltaisissa laitteistoissa on ollut mekaanisesti kuivatun lietteen pölyäminen käytettäessä edellä kuvatun kaltaisia tapoja syöttää polttoaine kattilaan.The flue gases from combustion are utilized by recovering heat from them in a heat exchanger. After the heat exchanger, the flue gas temperature is 140-170 ° C. One problem with equipment such as this has been the dusting of mechanically dried sludge using methods such as those described above to feed fuel to the boiler.

Tämän keksinnön tarkoituksena on aikaansaada menetelmä jäteveden polttokelpoisen materiaalin polttamiseksi poltto-kattilassa, johon menetelmään ei liity edellämainittua pö- 2 75420 lyämisepäkohtaa ja jossa kattilan hyötysuhde paranee. Keksinnön mukaiselle menetelmälle on siten tunnusomaista se, että mekaanisesti kuivattu polttoaine johdetaan kattilan tulipesään arinan yläpuolelle käyttämällä kuljettamisen kantokaasuna kattilassa syntynyttä savukaasua tai savukaasun Ja ilman seosta. Savukaasut kuivattavat polttoainetta Ja toimiessaan samalla kantokaasuna mahdollistavat polttoaineen puhaltamisen kattilaan. Syöttämällä savukaasujen kuivattama polttoaine arinan yläpuolelle, palaa osa polttoaineesta heti ehtimättä pudota arinalle. Tämä lisää kattilan kapasiteettia ja näinollen pienentää polttolaitoksen investointikustannuksia ja parantaa siten koko polton taloudellisuutta.It is an object of the present invention to provide a method for burning combustible material of wastewater in a combustion boiler, which method does not involve the above-mentioned defect of 2,754,20 and in which the efficiency of the boiler is improved. The method according to the invention is thus characterized in that the mechanically dried fuel is introduced into the boiler furnace above the grate using the flue gas generated in the boiler or a mixture of flue gas and air as the carrier gas for transport. Flue gases dry the fuel And at the same time act as a carrier gas, they allow the fuel to be blown into the boiler. By feeding the flue gas-dried fuel above the grate, some of the fuel burns immediately without having to fall on the grate. This increases the capacity of the boiler and thus reduces the investment costs of the incineration plant and thus improves the economy of the entire combustion.

Keksinnön eräälle edulliselle sovellutusmuodolle on tunnusomaista se, että kattilan savukaasuista käytetään alle 10% polttoaineen kuljettamiseen Ja kuivaamiseen. Tämän etuna on se, että polttoaineesta ei tarvitse poistaa puhallukseen ja kuivaukseen käytettyjä savukaasuja, kuten on täytynyt tehdä tunnetuissa savukaasukuivaimissa, joissa koko savukaasu-määrä kiertää polttoaineen kuivatuksen kautta.A preferred embodiment of the invention is characterized in that less than 10% of the boiler flue gases are used for transporting and drying the fuel. The advantage of this is that it is not necessary to remove the flue gases used for blowing and drying from the fuel, as has been done in known flue gas dryers, in which the entire amount of flue gas circulates through the drying of the fuel.

Keksinnön eräälle toiselle edulliselle sovellutusmuodolle on tunnusomaista se, että pääasiassa mekaanisesti kuivattu polttoaine syötetään savukaasuvirtaan puhaltimen imupuo-lelle. Keskipakopuhaltimen roottori hienontaa edelleen polttoainetta ja puhaltaa sen lämpimien savukaasujen virtauksessa polttouuniin.Another preferred embodiment of the invention is characterized in that the mainly mechanically dried fuel is fed into the flue gas stream on the suction side of the fan. The rotor of the centrifugal fan further grinds the fuel and blows it in the flow of warm flue gases to the kiln.

Laitteistolle, jossa menetelmää käytetään ja Johon kuuluu kuivauslaite polttoaineen mekaaniseksi kuivaamiseksi, polttoaineen puhallin, arinalla varustettu kattila sekä kuivauslaitteen ja puhaltimen välissä sijaitseva mekaanisesti kuivatun polttoaineen syötin, on tunnusomaista se, että kattilaan on Järjestetty savukaasujen otto, jota pit- 3 75420 kin osa savukaasuista Joutuu kuivatun polttoaineen syöttöön ja syöttöputki, jota pitkin savukaasun ja polttoaineen seos on ohjattu arinan yläpuolelle.The apparatus in which the method is used, which includes a dryer for mechanically drying the fuel, a fuel blower, a grate-equipped boiler and a mechanically dried fuel feeder between the dryer and the fan, is characterized in that the boiler is provided with a flue gas intake of 3 75420 for the supply of dried fuel and a supply pipe along which the mixture of flue gas and fuel is directed above the grate.

Seuraavassa keksintöä selitetään yksityiskohtaisesti esimerkin avulla viittaamalla oheiseen piirustukseen, joka esittää kaaviomaisesti keksinnön mukaisen jätevesilietteen polttoprosessin.In the following, the invention will be explained in detail by way of example with reference to the accompanying drawing, which schematically shows the incineration process of a sewage sludge according to the invention.

Kuvion esittämän prosessin mukaisesti poltetaan jätevedestä talteenotettavaa kuitulietettä kiinteän polttoaineen kattilassa. Aluksi selkeyttimestä putkea 2 pitkin tuleva märkä liete kuivataan mekaanisesti rumpupuristimessa 3, Jossa on rei'itetty vedenpoistorumpu, jonka sisässä on puristustela, jolla kuivattavaa polttoainetta puristetaan vedenpoistorum-mun sisäpintaa vasten, että vesi puristuu rummun reikien läpi ja polttoaine kuivaa. Rumpupuristimesta kuivattu polttoaine poistetaan ruuvikuljettimella 4, joka poiskul-jettamisen lisäksi osaltaan murskaa kuivanutta lieterainaa.According to the process shown in the figure, the fibrous sludge recovered from the wastewater is burned in a solid fuel boiler. Initially, the wet slurry coming from the clarifier along the pipe 2 is mechanically dried in a drum press 3, which has a perforated dewatering drum with a pressure roller inside which presses the fuel to be dried against the inner surface of the dewatering drum so that water is squeezed through the drum holes. The dried fuel from the drum press is removed by a screw conveyor 4, which, in addition to being transported out, helps to crush the dried sludge web.

Mekaanisesti kuivattu liete syötetään sulkusyöttimen 5 avulla pneumaattiseen kuljetinlinjaan, jossa virtaa osa polttokattilan 1 savukaasuista putken 9 kautta puhaltimen 6 imun vaikutuksesta kohti keskipakopuhtaltimen roottoria, joka edelleen murskaa polttoainetta ja puhaltaa sen lämpimien savukaasujen virtauksessa polttokattilaan. Puhalluksen yhteydessä polttoaineessa oleva vesi höyrystyy osittain savukaasujen lämpötilan (n. 140°C) vaikutuksesta.The mechanically dried sludge is fed by means of a shut-off feeder 5 to a pneumatic conveyor line where part of the flue gases of the boiler 1 flows through the pipe 9 by the suction of the fan 6 towards the centrifugal cleaner rotor, which further crushes fuel and blows it in the flue. In connection with blowing, the water in the fuel evaporates partly due to the temperature of the flue gases (approx. 140 ° C).

Seuraavaksi osittain murskaantunut polttoaine joutuu puhal-lusputkea 7 pitkin kattilan 1 arinan 8 yläpuolelle, Jossa osa siitä suuren kuumuuden ja hapen vaikutuksesta palaa Jo ennen putoamistaan arinalle. Puhallusputki 7 on nivelöity siten, että polttoaineen ja savukaasun seoksen tulokulmaa kattilaan 1 voidaan säätää välillä -30°...+60°.Next, the partially crushed fuel is passed along the blow pipe 7 above the grate 8 of the boiler 1, where part of it, under the influence of high heat and oxygen, returns to the grate even before it falls. The blow pipe 7 is articulated so that the angle of entry of the fuel and flue gas mixture into the boiler 1 can be adjusted between -30 ° ... + 60 °.

Kattilassa palamisen yhteydessä syntyvistä savukaasuista 4 75420 ohjataan kiertoon putken 9 kautta alle 10% loppujen mennessä ulos savupiipusta 10.Less than 10% of the flue gases 4 75420 generated during combustion in the boiler are eventually circulated out of the chimney 10.

Ennen rumpupuristinta prosessissa voi olla myös suotonauha-puristin, jolla niinikään poistetaan vettä. Mekaaniset kui-vauslaitteet, kuten suotonauhapuristin ja rumpupuristin sekä puhallin tulee sijoittaa suhteellisen lähelle kattilaa 1 kuljetusteknisistä ja -taloudellisita syistä.Prior to the drum press, there may also be a filter belt press in the process, which also removes water. Mechanical drying equipment, such as a filter belt press and drum press, as well as a blower, should be placed relatively close to boiler 1 for transport technical and economic reasons.

Alan ammattimiehelle on selvää, että keksintö ei ole rajoittunut edellämainittuun sovellutusmuotoesimerkkiin, vaan sitä voidaan muunnella oheisten patenttivaatimuksien puitteissa. Niinpä polttokattila 1 voi olla minkä tyyppinen tahansa. Rajoituksena on ainoastaan se, että poltettaessa syntyy tuhkaa.It will be clear to a person skilled in the art that the invention is not limited to the above-mentioned exemplary embodiment, but can be modified within the scope of the appended claims. Thus, the boiler 1 can be of any type. The only restriction is that ash is produced during incineration.

Claims

75420 • · '·' 5

A method for burning combustible material recoverable from wastewater in a combustion device, such as a solid fuel boiler (1), characterized in that the mechanically dried fuel is led to the boiler (1) above the grate (8) using flue gas or flue gas.

Method according to Claim 1, characterized in that less than 10% of the flue gases of the boiler (1) are used for transporting and drying the fuel.

Method according to Claim 1 or 2, characterized in that the substantially mechanically dried fuel is fed into the flue gas stream on the suction side of the fan (6).

Apparatus using the method, the apparatus comprising a drying device (3) for mechanically drying the fuel, a fuel blower (6), a boiler (1) with a grate (8) and a mechanically dried fuel feeder (5) between the drying device and the blower, characterized in , that a flue gas intake (9) is arranged in the boiler (1), along which part of the flue gases enters the dried fuel supply and a supply pipe (7) along which the mixture of flue gas and fuel is directed above the grate (8).