FI88958B - Foerfarande foer foerbraenning av braennbara material - Google Patents

Description

1 88958

Menetelmä polttoainemateriaalien polttamiseksi Tämä keksintö koskee menetelmää ja laitosta polttoainemateriaalien polton parantamiseksi, jotta haitallisia 5 kaasuja, erityisesti typen oksideja (N0X), muodostuisi vähemmän ja myös jotta dioksiini- ja furaanipäästöt vähenisivät poltettaessa dioksiinien ja furaanien esimuotoja sisältäviä kiinteitä tai nestemäisiä jätteitä.

On tunnettua polttaa kiinteitä polttoaineita kuten 10 hiiltä, ligniittiä ja monia muita, mm. jätteistä peräisin olevia polttoaineita (RDF) sekä "kiinteän jätteen" että mekaanisesti hajotetun kiinteän jätteen muodossa, kuten myös RDF:n jalostuneemmassa muodossa, joka koostuu kiinteän jätteen kuivasta fraktiosta.

15 Tämä jätteenpoltto voi tapahtua minkä tahansa tyyp pisessä arinauunissa, viertouunissa tai leijupatjassa, kaikki yksittäisinä tai moninkertaisina toimintoina, tai niiden yhdistelmänä.

On myös tunnettua, että lämpötila vaihtelee hyvin 20 paljon paikasta toiseen polttokammiossa ja että erilaiset polttoaineet vaativat erilaiset lisäilmamäärät, jotta saataisiin aikaan riittävä palaminen mainitussa polttokammiossa.

On tunnettua, että suurin osa haitallisista kaa-25 suista kehittyy palamiskammioon lisätyn ilman typestä kuten myös, että dioksiinit ja furaanit kehittyvät esimuodoistaan, kun lämpötila palamiskammiossa vaihtelee lähtien 180 °C:sta aina noin 1000 - 1200 °C:seen riippuen läsnä olevan dioksiini-isomeerin tyypistä.

30 On myös tunnettua, että mitä enemmän palamisalueen lämpötilaa voidaan vähentää polttolaitteessa, sitä vähemmän kehittyy haitallisia kaasuja (N0X), eli toisin sanoen mitä alempi palamiskammion lämpötila voi olla, sitä vähemmän haitallisia kaasuja pääsee ilmakehään.

35 Toisaalta on osoitettu, että on tarpeellista säi lyttää melko korkea lämpötila (noin 1200 °C) palamiskam- 2 88958 miossa, jotta savukaasuista poistettaisiin täydellisesti dioksiinit ja furaanit, jotka ovat muodostuneet esimuodoistaan; niiden poistaminen vaatii, että polttolaitteen palamiskammioon lisätään suuret määrät tuoretta ilmaa.

5 Standardiarinauuneja käyttävillä jätteenpolttolai- toksilla on usein ongelmia saavuttaa palamiskammion vaadittu lämpötila ja sen seurauksena ne tarvitsevat toisen polttokammion, jossa lämpötila voidaan säilyttää sekundäärisen polttimen avulla.

10 Johtuen lämpötilan kohoamisesta normaalista lämpö tilasta (noin 600 °C) lämpötilaan, jossa dioksiinit vähenevät (noin 1200 °C) haitallisten kaasujen muodostuminen lisääntyy huomattavasti ja tämä haitallisten kaasujen tuotto täytyy vähentää määrään, joka muodostuu normaalilämpöti-15 lassa.

Polttolaitoksissa, joissa käytetään arinauunin ja sitä seuraavan viertouunin yhdistelmää, esiintyy täsmälleen samat ongelmat, jotka yllä on mainittu.

US-patenttijulkaisu 3 403 643 koskee menetelmää ja 20 laitosta palavan orgaanisen jätteen polttamiseksi niin, että poltossa syntyvä savu ja hajut saadaan poistetuiksi. US-patenttijulkaisun 3 403 643 mukaan hapella rikastettua ilmaa johdetaan polttovyöhykkeeseen, jossa poltossa syntyvät hajukaasut palavat ja samalla palava jäte saadaan pa-25 lamaan aikaisempaa täydellisemmin.

Ko. US-patenttijulkaisussa ei kuitenkaan esitetä tai ehdoteta, että myrkyllisten dioksiinien, furaanien ja polyaromaattisten hiilivetyjen sekä haitallisten typpeä sisältävien kaasujen määrä saataisiin vähenemään ko. mene-30 telmällä ja laitteella. Ko. julkaisussa esitetään vain, että hapella rikastetun ilman käyttö johtaa siihen, että syntyy aikaisempaa merkittävästi vähäisempi tilavuusmäärä savukaasuja, jotka on sitten käsiteltävä kaasunpuhdistus-laitteistolla.

35 US-patentti julkaisussa 3 403 643 kuvatussa menetel mässä voidaan saavuttaa lämpötila, joka on yli 1600 °C.

3 88958 US-patenttijulkaisussa 3 403 643 esitetään laitos, joka käsittää palamiskammion, laitteen, jolla syötetään hapella rikastettua ilmaa mainittuun kammioon, ja mahdollisesti kiinteiden partikkelien erottimen, joka on tarkoi-5 tettu erottamaan mainitun kammion savukaasujen sisältämät kiinteät partikkelit. Mainitussa laitoksessa ei kuitenkaan ole pyrolysointikammiota eikä välineitä, joilla osa polt-tokammion savukaasusta kierrätetään pyrolyysikammioon parantamaan pyrolyysiä.

10 EP-hakemusjulkaisu 0 012 091 koskee teollisuusjät teen käsittelyä sen sisältämän energian talteenottamisek-si. Tällöin hapen kantajan sisältämää happimäärää säädellään lisäämällä puhdasta happea niin, että saadaan savukaasuja, jotka sisältävät 0 - 7 % happea, ja polttolämpö-15 tila on 400 - 1200 °C.

Lisäksi ko. EP-hakemusjulkaisu koskee uunia, jossa on kaksi kammiota, joista toista käytetään jätteen pyroly-sointiin ja polttamiseen ja toista kaasujen polttamiseen.

EP-hakemusjulkaisun 0 012 091 esimerkeissä savukaa-20 sut sisältävät enintään 5 % happea ja niiden polttolämpötila on 1450 eC. Ko. julkaisun esimerkin 1 mukaan pyrolyy-sivaiheessa syntyneiden kaasujen polttamiseen ei käytetä hapella rikastettua ilmaa. Ko. julkaisun esimerkissä 2 pyrolysoitiin jätettä, jolla oli vähäinen lämpöarvo, ts. 25 1000 kcal/kg. Pyrolyysivaiheessa syntyneiden kaasujen 02- pitoisuus oli alle 0,1 %, ts. palaminen oli epätäydellistä. Nämä kaasut johdettiin toiseen kammioon, jossa ne poltettiin hapella rikastetulla ilmalla ja maakaasulla.

EP-hakemusjulkaisun 0 012 091 mukaan palavaa ainet-30 ta on lisättävä, kun jätteen energiasisältö on pienempi kuin 2500 kcal/kg. Tarvittava palavan aineen määrä riippuu jätteen tyypistä.

Myöskään EP-hakemus julkaisussa 0 012 091 ei esitetä tai ehdoteta haitallisten typpeä sisältävien kaasujen ja/ 35 tai dioksiinien, furaanien ja muiden myrkyllisten tuottei- 4 88958 den, kuten polyaromaattisten hiilivetyjen määrän vähentämistä.

Tämän keksinnön tavoite on saada aikaan menetelmä polttoainemateriaalien polttamiseksi, jotka sisältävät 5 dioksiinien ja furaanien esimuotoja, varmistaen haitallisten kaasujen määrän vähentyminen (typen oksidit, N0X), ja samanaikaisesti tähän polttamiseen tarvittavien tuoreen ilman määrien vähentyminen, jotka ilmamäärät kuitenkin varmistavat, että happea on tarpeeksi kaikkien hiilivety-10 jen vähentämieeksi kuten myös dioksiinien ja furaanien muuttamiseksi niiden vähemmän haitallisiksi esimuodoik-seen.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle polttoainemateriaalien polttamiseksi, jotka sisältävät dioksiinien ja 15 furaanien esimuotoja, on tunnusomaista, että polttoainema teriaalien polttamiseen käytetään ilmaa, jota on rikastettu hapella riittävästi vähintään 1200 eC:n polttolämpötilan saavuttamiseksi haitallisten typpeä sisältävien kaasujen sekä dioksiinien, furaanien ja/tai muiden myrkyllisten 20 tuotteiden määrän vähentämiseksi.

Menetelmässä polttokammioon syötettävä ilma rikastetaan hapella siten, että ilman ominaishappipitoisuus (so. hapen määrä tilavuusyksikköä kohden) lisääntyy, joka rikastus tehdään joko erottamalla syöttöilmavirrasta osa 25 sen typpimäärästä tai johtamalla polttokammioon normaalin ilman ja runsaasti hapella rikastetun ilman seos.

Palamis- tai polttokammioon syötetyn rikastetun ilman happipitoisuus on edullisesti välillä 30 - 35 % ilman normaalin happipitoisuuteen verrattuna (23,19 pai-30 no-%). Rikastetun ilman valmistamiseksi voidaan käyttää eräitä hyvin tunnettuja menetelmiä, kuten paineenvaihtelu-absorptiota (Pressure Swing Absorption, PSA), vakuumin-vaihteluabsorptiota (Vacuum Swing Absorption, VSA) tai kryogeenistä laitosta tai jotain muista sopivista menetel-35 mistä.

5 88958 Käyttämällä rikastetussa Ilmassa kaasumaista happea koko menetelmän ajan vältytään hankalilta hapen nesteytykseltä ja saavutetaan taloudellisia etuja.

On tietysti myös mahdollista, mutta vähemmän talou-5 dellista, käyttää joko putkilinjasta saatavaa teknistä happea tai ulkopuolisista tankeista saatavaa nestemäistä happea.

Siinä tapauksessa, että polttaminen tapahtuu keksinnön edullisen sovellutuksen mukaisesti kahdessa vai-10 heessa, joista ensimmäisessä vaiheessa tapahtuu kaasuuntuminen ja pyrolyysi ja toisessa vaiheessa muodostuneen kaasun polttaminen, toisessa vaiheessa käytetään hapella rikastettua ilmaa, jotta haitallisten kaasujen muodostuminen olisi vähäistä ja samanaikaisesti edistettäisiin diok-15 siinien vähentymistä johtuen korkeasta lämpötilasta ja runsaasti happea sisältävästä ilmakehästä.

Menetelmä on hyvin luotettava, kun se suoritetaan laitoksessa, jossa on korkeaa savukaasujen kierrätysvir-tausta käyttävä patjapyrolysointi (vähän happea sisältävä 20 ilmakehä) ja jossa on joko standardipolttokammio, johon lisätään rikastettua ilmaa tai kiertopatja, josta kaasut erotetaan toiseen kammioon yhdistetyssä syklonissa, tai jälkipolttokammio, jossa leijupatjapyrolysoinnilla tuotetut kaasut sytytetään ja poltetaan hapella rikastetussa 25 ilmekehässä.

Pyrolysointi-jälkipoltin -yhdistelmän etu on, että pyrolysointilämpötila voidaan pitää niin alhaisena (noin 600 - 800 °C), että tuhkan sulamisongelmat vähenevät huomattavasti, ja käytettäessä pyrolysoinnissa leijupatjaa, 30 suuri osa lämmöstä saadaan talteen johtuen siitä, että polttoainemateriaali palaa kokonaan ennen leijupatjasta poistumistaan.

Kokemus on osoittanut, että sellaista leijupatjapy-rolysointia voidaan säädellä 40 %:n kuormasta täyteen -- 35 kuormaan.

6 8 8 9 S 8

Palamisalueella tai syklonia seuraavassa toisessa kammiossa palamiskammioon syötettävän hapella rikastetun ilman määrää säädellään lisähapella 1200 °C:ssa tapahtuvaa jatkuvaa käyttöä varten, mainitun toisen kammion ollessa 5 riittävän iso täyttämään vaatimukset.

Yllä mainittujen toimenpiteiden tuloksena poltto-laitteesta poistuvien savukaasujen haitallisten kaasujen pitoisuus on yhtäsuuri tai alempi kuin normaalisti saadaan poltettaessa kiinteitä polttoaineita (esim. RDF) 10 700 - 800 °C:ssa, ja samanaikaisesti poltettaessa muodostu neiden dioksiinien ja furaanien määrä vähenee lähes olemattomaksi, johtuen korkeasta lämpötilasta, runsaasti happea sisältävästä ilmakehästä, turbulenssista ja retentio-ajasta.

15 Polttojärjestelmää seuraa partikkelien poistojär- jestelmä, joka sisältää esimerkiksi sykloneja, multisyklo-neja, sähköstaattisia saostimia (suodattimia) tai muun tyyppisiä partikkelien poistolaitteita, kiinteiden partikkelien ja raskasmetallien (paitsi elohopea, jota ei höy-20 rynmuodossaan voida ottaa talteen tällä tavoin) poistamiseksi .

Partikkelisuodatinta seuraa lämmönvaihdin ylimääräisen lämmön talteenottamiseksi savukaasuista, ja lopuksi savukaasut johdetaan pesurin läpi rikin oksidien (S0X), 25 kloridien (Cl), fluorattujen yhdisteiden (kuten HF), ja elohopean poistamiseksi.

Sumunpoistimen jälkeen puhdistetut savukaasut johdetaan savupiippuun savunimurin kautta, joko kuumentamalla kaasut uudelleen tai ilman sitä.

30 Partikkelien poistaminen, lämmönvaihdin ja savukaa sujen pesulaitteisto eivät kuulu osana kyseenä olevaan keksintöön, mutta ne ovat välttämättömiä, jotta savukaasu olisi hyväksyttävää luonnossa ja sisältäisi mahdollisimman vähän saasteita.

35 Keksinnön kohteena on lisäksi laitos käytettäväksi minkä tahansa edellä olevan patenttivaatimuksen mukaisessa 7 8 8 9 S 8 polttomenetelmässä, joka laitos sisältää palamiskammion, laitteen, jolla syötetään hapella rikastettua ilmaa mainittuun kammioon, ja mahdollisesti kiinteiden partikkelien erottimen, joka on tarkoitettu erottamaan mainitun kammion 5 savukaasujen sisältämät kiinteät partikkelit, jolle on tunnusomaista, että se sisältää ensimmäisen kammion polt-toainemateriaalin pyrolysoimiseksi, palamiskammion ensimmäisessä kammiossa syntyneiden kaasujen polttamiseksi ja välineet (X), joilla osa toisen kammion savukaasusta kier-10 rätetään ensimmäiseen kammioon, joka savukaasu mahdollisesti ei sisällä kiinteitä partikkeleita.

Mukana olevissa piirroksissa kuvataan tämän keksinnön mukaisen menetelmän ja laitoksen muutamia sovellutuksia.

15 Näissä piirroksissa, kuvioissa 1 - 4, on lohkokaa viot laitoksista, joissa tämän keksinnön mukainen menetelmä voidaan suorittaa. Näissä kuvioissa identtisiin tai samankaltaisiin laitteisiin on määriteltäessä käytetty samoja viitteitä.

20 Kuviossa 1, viite 1 esittää palamiskammiota tai polttolaitetta, johon kiinteä polttoainemateriaali, kuten jätemateriaali tai minkä tahansa tyyppinen polttoaine, tuodaan.

Palamiskammiossa 1 muodostuneet kuonat poistetaan 25 siitä. Palamiskammioon 1 johdetaan hapella rikastettua ilmaa yksiköstä, joka voi sisältää erottimen, josta saadaan tarvittava määrä kaasumuodossa olevaa teknistä happea kuten myös sekoittimen, jossa tämä tekninen happi sekoitetaan tiettyyn määrään tuoretta ilmaa, jolloin saatu ilman 30 ja teknillisen hapen seos johdetaan polttolaitteeseen 1.

Niissä tapauksissa, kun polttoainemateriaalin lämpöarvo on niin alhainen, ettei ole mahdollista saavuttaa määriteltyä lämpötilaa, palamiskammion syöttöön voidaan lisätä parempaa polttoainetta, kuten hiiltä (tavoilla, 35 joita ei tässä esitetä) tai voidaan asentaa öljy- tai kaa- 8 8 8 9 58 supoltin, jossa on automaattinen käynnistys, mainitun lämpötilan säilyttämiseksi.

Hapella rikastetun ilman lisääminen palamiskammioon 1 kohottaa lämpötilan arvoon, joka saa aikaan haitallis-5 ten, typpeä sisältävien kaasujen muodostumisen vähentymisen sekä dioksiinien, furaanien ja muiden myrkyllisten tuotteiden muuntumisen haitattomiksi esimuodoikseen.

Polttolaite 1 voi olla minkä tahansa tyyppinen polttouuni, kuten arinauuni, viertouuni tai leijupatjalo uuni.

Polttolaitteesta 1 poistuvista kaasuista erotetaan partikkelit partikkelien erottimessa 3, joka voi olla sykloni, multisykloni, sähköstaattinen saostin, letkusuoda-tuskammio tai vastaava.

15 Puhdistetut kaasut jäähdytetään sitten jäähdytti- messä 4, joka voi olla tunnetun tyyppinen lämmönvaihdin, joka siirtää lämmön energiaa kuluttavaan järjestelmään, kuten keskuslämmityslaitteeseen.

Ulosmenevä kaasu käsitellään sitten vapaavalintai-20 sesti kemiallisilla reagensseillä niin kutsutussa "kiillo tus" -laitteessa 5, jossa saasteet kuten rikkidioksidi, kloori, fluori, raskasmetallit kuten elohopea jne. erotetaan siitä. Savukaasut voidaan sitten johtaa savupiippuun.

Kuvion 2 laitos on identtinen kuvion 1 laitoksen 25 kanssa, paitsi että polttaminen tapahtuu kahdessa yksikössä, so. kaasuuntumisyksikössä 1, jossa polttoainemateriaa-li pyrolysoidaan hiilivetyjä sisältäväksi kaasuksi, joka sitten poltetaan palamiskammiossa 2, johon lisätään hapella rikastettua ilmaa.

30 Kaasuuntumiskammiossa 1 pyrolyysiä voidaan parantaa kierrättämällä palamiskammiossa 1 saatuja palamiskaasuja, kuten on X:n avulla esitetty.

Kuviossa 3 esitetty laitos on identtinen kuvion 2 laitoksen kanssa, paitsi että partikkelien erotin on si-35 joitettu kaasuuntumiskammion 1 ja palamiskammion 2 väliin.

9 88928 Tässä tapauksessa kaasuuntumiskammiossa 1 polttoainemate-riaalin pyrolyysissa muodostuneista kaasuista osa voidaan kierrättää tähän kammioon 1.

Lopuksi, kuviossa 4 esitetty laitos on samanlainen 5 kuin kuviossa 3 esitetty, paitsi että etukäteen määrätty osa kaasuista, jotka on tuotettu kaasuuntumisyksikössä 1, puhdistettu pölyn erottimessa 3 ja poltettu hapella rikastetulla ilmalla palamislaitteessa 2, kierrätetään mainittuun kaasuuntumisyksikköön 1, kuten on X:n avulla esitet- 10 ty.

Keksinnön mukaisessa laitoksessa on nyt mahdollista polttaa materiaaleja, jotka sisältävät dioksiinien, furaa-nien ja muiden myrkyllisten materiaalien esimuotoja sekä saavuttaa korkeita lämpötiloja, jotka ovat välttämättömiä 15 mainittujen myrkyllisten materiaalien hajottamiseksi, ja samanaikaisesti saavuttaa korkeita lämpötiloja johtuen siitä, että palamiskammiossa käytetään hapella rikastettua ilmaa, jolloin ei yleensä ole tarpeellista käyttää ylimääräistä polttoainetta varmistamaan myrkyllisten materiaa-20 lien hajottamiseen tarvittavaa korkeaa lämpötilaa.

Tämä saavutetaan sen vuoksi, että rikastettu ilma sisältää enemmän happea ja vähemmän typpeä, niin että palamisen aikana on vähemmän inaktiivista, kaasua lämmitettävänä, ja voidaan saavuttaa korkeampia lämpötiloja lisää- 25 mättä ylimääräistä poltoainetta.

Edelleen etua saavutetaan käyttämällä hapella rikastettua ilmaa, koska poltettaessa muodostuvien haitallisten kaasujen määrä kasvaa yleensä lämpötilan kohotessa, mutta tässä tapauksessa, kun syöttöilman typpipitoisuus on 30 vähennetty korkeamman happipitoisuuden omaavan rikastetun ilman avulla, läsnä olevasta typestä johtuva haitallisten kaasujen muodostuminen vähenee vastaavasti, ja tämä sallii tarpeellisten korkeampien lämpötilojen käytön ilman, että haitallisten kaasujen muodostus lisääntyy.

35 Keksinnön mukaisen menetelmän pääasiallinen tavoite on polttaa jätemateriaaleja, jotka sisältävät myrkyllisten ίο 88 958 materiaalien, kuten dioksiinien, furaanien ja muiden esimuotoja, kun muutamia satoja celsius-asteita normaalia korkeammat lämpötilat hajottavat myrkylliset materiaalit lisäämättä haitallisten kaasujen muodostumista.

5 Samaa menetelmää voidaan tietysti käyttää myös pol tettaessa muita kiinteitä tai nestemäisiä polttoaineita, jolloin hapella rikastetun ilman käyttö vähentää läsnä olevan typen määrää, ja jolloin lämpötilan kohoaminen vältetään kierrättämällä uudelleen osaa alhaisen lämpötilan 10 omaavista savukaasuista lämpötilan alentamiseksi.

Kolmen jätteenpolttojärjestelmän vertailu on esitetty alla keksinnön etujen osoittamiseksi numeerisesti.

Osa II koskee tavanomaista jätteenpolttomenetelmää. Osa I koskee jätteenpolttomenetelmää, joka käyttää jälki-15 polttokammiota lopullisen, 1200 °C:n, lämpötilan saavuttamiseksi. Osa III koskee keksinnön mukaista menetelmää, joka käyttää hapella rikastettua ilmaa, mutta joka kuitenkin on laskettu tavallisesti käytetyn 100 %:n lisäilman perusteella.

20 Huomataan, että tarpeellinen ilmamäärä polttoaine- kiloa kohden vähenee noin 4,1 kiloon tai ainoastaan 49 %:iin jälkipoltinta käytettäessä kuluvasta määrästä, ja typpipitoisuus vähenee noin 43 %:iin.

Osa IV koskee keksinnön mukaista menetelmää, jossa 25 käytetään hapella rikastettua ilmaa, mutta laskien nyt koetulokset täydellä asteikolla, jolloin osoittautuu, että ainoastaan 15 % lisäilmaa on tarpeellista.

Tässä yhteydessä huomataan, että vaikkakin 15 % lisäilmaa on riittävä määrä palamista varten, dioksiinien 30 ja furaanien hajottamiseksi tarvitaan 6 % happea savukaasuissa, mikä johtaa siihen, että lisäilmaa on käytettävä 23 %, josta 32 % on happea, savukaasut vähenevät 30 %:iin alkuperäisestä arvosta ja typpipitoisuus vähenee noin 27 %:iin, mikä on merkittävä etu.

11 88958

Koetekniikka: I II III IV

Tiedot jätteestä: lämpöarvo kJ/kg 7565 7565 7565 7565 kcal/kg 1808 1808 1808 1808 5 hiiltä kg/kg 0,2100 0,2100 0,2100 0,2100 vetyä kg/kg 0,0350 0,0350 0,0350 0,0350 typpeä kg/kg 0,0050 0,0050 0,0050 0,0050 rikkiä kg/kg 0,0009 0,0009 0,0009 0,0009 happea kg/kg 0,1900 0,1900 0,1900 0,1900 10 vettä kg/kg 0,3500 0,3500 0,3500 0,3500

Tiedot poltosta: lisäilmaa % 100 100 100 23 happea ilmassa p-% 0,2319 0,2319 0,3200 0,3200 15 stoikiometrinen ilmamäärä kg/kg 2,81 2,81 2,05 2,05 typen määrä kg/kg 5,63 5,63 4,10 2,50 ilman kokonaispaine, bar 1,013 1,013 1,013 1,013 vähentynyt ilmamäärä, % 100 100 72,8 44,0 20 typen määrä kg/kg 4,249 4,249 2,7394 1,698 adiabaattinen lämpötila °C 950 1200 1200 jälkipolttimen lämpötila eC 1200 1200 1200

Tiedot jälklpoltosta ja 25 rikastetusta ilmasta: lisäilman määrä kg/kg 2,81 0 0 kokonaisilmamäärä kg/kg 8,43 4,10 2,50 öljyn määrä kg/kg 0,307 0 0 öljyn hinta u/kg 1,30 30 lisähappea kg/kg 0,3594 0,2218 hapen hinta u/kg 1,00 1,00 lisähintaa u/kg 0,40 0,36 0,22

Savukaasut: 35 savukaasun kokonais- kg/kg 9,54 4,89 2,50 määrä typen kokonaismäärä kg/kg 6,3747 2,7444 1,6984 12 889i;8

Yleisesti puhuen kiinteisiin jätteisiin sisältyvä polttoaineseos perustuu analyyseihin, joita on tehty lukuisissa laitoksissa, eri maissa.

Tekniikka I koskee jälkipolttokammion käyttöä, jos-5 sa jälkipolttokammiossa lämpötila kohotetaan nykyiseltä tasolta: 750 - 950 °C, 1200 °C:een vähintään kahden sekunnin kuluessa, määritellyissä olosuhteissa.

Lisälämpöä on tuotava, jotta lämpötila säilyisi 1200 °C:ssa kaikissa olosuhteissa, öljy- tai kaasupolttimia 10 käytetään tässä loppuvaiheessa.

Tulokset perustuvat yli 950 °C:n lämpötilatasolle ja koska savukaasuissa happipitoisuus on 6 - 8 %, on tarpeellista käyttää jälkipoltossa lisäilmaa öljy- tai kaasu-polttimien hyvän toiminnan varmistamiseksi.

15 Tekniikoissa III ja IV (so. keksintö) käytetään ha- pella rikastettua ilmaa, eikä ylimääräistä polttoainetta tarvita lämpötilan pitämiseksi 1200 °C:ssa. Korkeampi happipitoisuus syöttöilmassa yksistään kohottaa lämpötilaa, koska palamisessa tuotettu lämpö käytetään hyvin paljon 20 pienemmän ilmamäärän lämmittämiseksi (koska sen happipi toisuus tulee olemaan korkeampi) ja lämpötila on korkeampi kuin poltettaessa jätettä normaalisti tavallisella ilmalla.

1200 °C:n lämpötilan varmistamiseksi tarvittava il-25 man happipitoisuus on 32 % normaalin 23,19 %:n pitoisuuden sijasta.

Tämä 8,81 % lisähappea tai 0,3594 happea jätekiloa kohden voidaan tuoda joko nestemäisenä happena tai tuottaa paikallisesti jollakin yllämainituista menetelmistä. Kus-30 tannukset lasketaan kaikkein hankalimman ratkaisun tapaukselle, so. kun happea tuodaan ulkopuolelta. Paikallinen hapen tuotanto on useimmissa tapauksissa huomattavasti halvempaa, esim. 30-45 % yllämainitusta hinnasta.

99,9 % happea sisältävän nestemäisen hapen hinta on 35 on kiinnitetty kuvitteelliseen rahayksikköön u, jotta 13 8 8 958 useiden erilaisten kustannusten vertailu olisi mahdollista.

Kaikki laskelmat ovat tarkasti stoikiometrisiä ja sen seurauksena ilman häviöitä, Joita normaalisti havai-5 taan todellisessa toiminnassa, mutta on huomattu, että häviöt ovat suurempia käytettäessä suurempia määriä ilmaa.

Vielä huomautetaan, että laitteisto, joka sisältää keittimen, lämmönvaihtimen, pesurit, tuulettimet, savupiipun ja niin edelleen, tulee olemaan huomattavasti hal-10 vempi käytettäessä rikastettua ilmaa, koska käytetty ilma-määrä on ainoastaan 4,10 kg/kg prosessissa III, kun se on 8,43 kg/kg prosessissa I, ja vastaavasti 2,5 kg/kg prosessissa IV. Vähentynyt savukaasujen määrä on 50 % ja 70 %, edellä mainitussa järjestyksessä.

15

Claims (19)

1. Menetelmä polttoainemateriaalien polttamiseksi, jotka sisältävät dioksiinien ja furaanien esimuotoja, 5 tunnettu siitä, että polttoainemateriaalien polttamiseen käytetään ilmaa, jota on rikastettu hapella riittävästi vähintään 1200 °C:n polttolämpötilan saavuttamiseksi haitallisten typpeä sisältävien kaasujen sekä dioksiinien, furaanien ja/tai muiden myrkyllisten tuotteiden 10 määrän vähentämiseksi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vähintään 1200 °C:n poltto-lämpötila saavutetaan vähintään kahdessa sekunnissa.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, 15 tunnettu siitä, että polttoainemateriaalin polttamiseen käytettävä ilma sisältää riittävästi happea aikaansaamaan sen, että savukaasuissa käytettävissä olevan hapen määrä on 6-8 %.

4. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, 20 tunnettu siitä, että polttoainemateriaalin polttamiseen käytettävä ilma sisältää riittävästi happea aikaansaamaan sen, että savukaasuissa on tarvittava 6 % happea.

5. Minkä tahansa patenttivaatimuksista 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että se sisältää kaksi 25 vaihetta: (1) polttoainemateriaalin pyrolysoinnin suhteellisen alhaisessa lämpötilassa ja (2) vaiheessa (1) muodostuneiden kaasujen polttamisen korkeassa lämpötilassa hapella rikastetulla ilmalla.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, t u n-30 n e t t u siitä, että polttoainemateriaali pyrolysoidaan ensin noin 600 - 850 °C:n lämpötilassa ja vaiheessa (1) muodostuneet kaasut poltetaan sitten korkeassa lämpötilassa, joka on noin 1200 °C, hapella rikastetulla ilmalla.

7. Minkä tahansa patenttivaatimuksista 3-6 mukai-35 nen menetelmä, tunnettu siitä, että osa kuumasta is 88958 savukaasusta kierrätetään uudelleen vaiheessa (1) ennen polttoa.

8. Patenttivaatimuksen 5 tai 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että osa savukaausta kierrätetään 5 uudelleen vaiheessa (1) hapella rikastetulla ilmalla polttamisen jälkeen.

9. Patenttivaatimuksen 7 tai 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kyseinen osa kuumasta savukaasusta kierrätetään uudelleen vaiheessa (1) sen jälkeen, 10 kun mainitun kaasun sisältämät kiinteät partikkelit on erotettu siitä.

10. Minkä tahansa edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että polttoai-nemateriaali on kiinteä polttoaine, joka on valittu hii-

11. Laitos käytettäväksi minkä tahansa edellä olevan patenttivaatimuksen mukaisessa polttomenetelmässä, 20 joka laitos sisältää palamiskammion, laitteen, jolla syötetään hapella rikastettua ilmaa mainittuun kammioon, ja mahdollisesti kiinteiden partikkelien erottimen (3), joka on tarkoitettu erottamaan mainitun kammion savukaasujen sisältämät kiinteät partikkelit, tunnettu siitä, 25 että se sisältää ensimmäisen kammion (1) polttoainemateri-aalin pyrolysoimiseksi, palamiskammion (2) ensimmäisessä kammiossa syntyneiden kaasujen polttamiseksi ja välineet (X), joilla osa toisen kammion savukaasusta kierrätetään ensimmäiseen kammioon, joka savukaasu mahdollisesti ei 30 sisällä kiinteitä partikkeleita.

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen laitos, tunnettu siitä, että siinä on välineet, joilla lämpötila säilytetään noin 600 - 850 °C:ssa pyrolysointikam-miossa ja välineet, joilla lämpötila säilytetään vähintään 35 1200 °C:ssa polttokammiossa. ie 88958

13. Patenttivaatimuksen 11 tai 12 mukainen laitos, tunnettu siitä, että siinä on välineet, joilla osa polttokammiossa muodostuneista kaasuista kierrätetään py-rolysointikammioon.

14. Minkä tahansa patenttivaatimuksista 11 - 13 mukainen laitos, tunnettu siitä, että polttoaine-materiaali poltetaan palamiskammiossa leijupatjalla, kuten kuplivalla tai kiertävällä leijupatjalla.

14 8 8 9 ν> 8

15. Patenttivaatimuksen 11 mukainen laitos, t u n - 10. e t t u siitä, että kiinteiden partikkelien erotin on sijoitettu sen kammion jälkeen, johon syötetään hapella rikasettua ilmaa.

15 Ien, ligniitin, suoturpeen, hakkeen, kiinteän jätteen ja jätteistä peräisin olevien polttoaineiden, tai niiden seosten joukosta.

16. Minkä tahansa patenttivaatimuksista 11 - 14 mukainen laitos, tunnettu siitä, että kiinteiden 15 partikkelien erotin on sijoitettu pyrolysointikammion ja sen palamiskammion väliin, johon syötetään hapella rikastettua ilmaa.

17. Minkä tahansa patenttivaatimuksista 11 - 16 mukainen laitos, tunnettu siitä, että se sisältää 20 lämmönvaihtimien pyrolysoinnissa ja/tai polttamisessa muodostuneen lämmön talteenottamiseksi.

18. Minkä tahansa patenttivaatimuksista 11 - 17 mukainen laitos, tunnettu siitä, että se sisältää pesurin savukaasun käsittelemiseksi ennen sen johtamista 25 ilmakehään.

19. Minkä tahansa patenttivaatimuksista 11 - 18 mukainen laitos, tunnettu siitä, että se sisältää välineet, joilla savukaasut lämmitetään uudelleen ennen niiden johtamista ilmakehään. 17 88 9^8