KR100549654B1 - 고형물을 열처리하는 방법 - Google Patents

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마틴 게엠베하 퓌르 움벨트-운트 에네르기에테크닉
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Abstract

고형물 (3) 특히, 쓰레기의 열처리를 위한 방법으로서, 상기 고형물 (3) 은 부족한 산소로 제 1 단계부 (5) 에서 연소/가스화되거나 또는 열분해되어, 후연소 구역에서, 제 1 단계부 (5) 로부터의 연도 가스 (6) 는 산소함유 가스 매체 (15) 와 혼합되어 완전 연소로 연소되며, 상기 제 1 단계부 (5) 로부터 발생하는 연도 가스 (6) 는 먼저, 이 연도 가스가 산소함유 매체 (15) 와 혼합되기 전에 가스상의 무산소 또는 저산소 매체 (8) 의 추가와 함께 혼합 구역 (7) 에서 능동적으로 균질화된다. 다음으로, 균질화된 연도 가스 스트림은 유지 구역 (13) 을 통해 유동하며, 후연소 구역 (14) 에서 연도 가스의 완전 연소를 보장하는데 사용되는 매체 (15) 가 추가되기 전에, 이 유지 구역에서 이 연도 가스 스트림은 0.5 초 이상 체류한다. 본 발명에 따른 방법은 종래 기술과 비교하여, 간단한 처리 단계부에 의해 및 저감된 레벨의 오염물 특히, NOx 방출에 의해 구별된다.
쓰레기

Description

고형물을 열처리하는 방법 {METHOD FOR THE HEAT TREATMENT OF SOLIDS}
본 발명은 고형물, 특히 가정 및 지역 쓰레기와 같은 쓰레기를 열처리하는 방법에 관한 것으로, 이 방법에 있어서, 고형물은 산소가 부족한 제 1 단계부에서 연소/가스화되거나 열분해되어, 이 제 1 단계부로부터 방출된 연도 가스가 후연소 구역에서 산소함유 가스 매체와 혼합되어 완전 연소된다.
1 차 공기가 추가되는 연소 챔버 및 2 차 공기가 추가되는 하류측 후연소 챔버에서, 예컨대 쓰레기와 같은 덩어리진 고형물을 연소시키는 것은 종래 기술에 공지되어 있다. 통상적으로, 이러한 경우에는 고형물이 연소 화격자 (grate) 상으로 이동하게 된다. 1 차 공기는 화격자 바로 아래로 이송되어 화격자 상에 놓인 고형물층을 덮는 화격자의 개구부를 통하여 유동한다.
연소시 층 내 및 층 상에 형성된 연도 가스는, 시간에 따라서 국부적으로 상당히 변동하는 조성물과 온도를 가진다. 따라서, 종래의 시스템에서는, 그 후 상기 연도 가스는 2 차 공기 또는 2 차 공기와 재순환된 연도 가스의 도움으로 혼합된다. 2 차 공기는 다음의 기능을 실시한다.
- 연소 챔버로부터 방출되는 가스를 혼합하는 기능,
- 이 가스의 연소를 보장하도록 산소를 공급하는 기능,
- 방출된 가스를 냉각시키는 기능.
제 1 단계부에서 추가된 1 차 공기는 통상적으로 연료를 완전 연소시키기에 충분하며, 2 차 공기는 연도 가스의 교차 혼합 (cross-mixing) (CO 함유 가스 트레인을 O2 함유 가스 트레인과 혼합) 을 달성하는데 사용된다. 충분한 혼합을 보장하기 위해서는 취입되는 2 차 공기의 양을 적절히 높게 선택하여야 한다. 그러나, 이러한 과도한 공기는 연도 가스의 체적을 증가시키는 단점을 가지고 있다.
이러한 단점을 제거하기 위해서, EP 0,607,210 B1 호에서는, 1 차 공기 이외의 다른 연소 공기가 연소 보일러로 이송되지 않도록 하는, 고형물을 연소하는 방법을 개시하였다. 후연소 챔버에서의 불충분한 혼합으로 인하여 연도 가스내에 높은 레벨의 오염물이 유발되는 가스의 불완전 연소를 향상시키기 위해서, EP 0,607,210 B1 호에서는, 한편으로는 제 1 단계부에서와 같이 초기에 과도한 산소를 공급하도록 충분한 1 차 공기를 추가하고, 다른 한편으로는 과도한 압력으로 발생되는 초음속으로 후연소 챔버의 하부 영역내와 연소 공간상의 연소 보일러 내로 수증기를 주입하는 것을 제안하였다. 이 방법은 제 1 연소 단계부에서 과도한 공기가 존재하게 되는 경우, 연료에 포함된 다량의 질소가 NO 의 형태로 산화되어 결과적으로 낮은 NOx 의 방출을 달성할 수 없는 단점을 가지고 있다.
쓰레기를 열처리하는 다른 방법은, 1998년 독일 뒤쎌도르프에 소재하는 "Springer-VDI-Verlag GmbH" 사의 "쓰레기를 폐기하기 위한 가스화 방법 (Gasification Process for Disposing of Refuse)" 80-109 쪽에 개재된 "Beckmann, M. 과 R. Scholz" 에 의한 "쓰레기의 가스화 (Gasification of Refuse)" 에 공지되어 있으며, 이 방법에 있어서 화격자 바로 아래의 1 차 공기의 체적은, 연료가 가스화되어 CO 가 농후한 연도 가스가 형성되는 범위까지 감소된다. 다음의 완전 분리된 후연소 챔버에서, 이 연도 가스는 공기와 함께 후연소된다. 제 1 단계부에서 공기를 상당히 감소시켜 추가함으로써, 종래의 화격자 연소 시스템과 비교하여 NOx 방출에 있어서 유리하게 뚜렷한 감소를 보인다고 알려졌지만, 지금까지 이 방법은 실험적인 규모에서만 실행되어 왔다. 후연소 챔버는 연소 챔버로부터 완전히 분리되며 파이프에 의해 연결되었다. 연도 가스 스트림이 파이프를 통하여 유동될 때, 이 연도 가스 스트림은 난류에 의해 균질화되었다. 소형 배치 (batch) 및, 연결 파이프를 통하여 제 1 연소 챔버로부터 안내되는 연도 가스 스트림으로 인하여, 후연소 챔버로부터 연도 가스내에 발견되는 오염물의 농도 증가없이, 제 1 연소 챔버로부터 방출되는 연도 가스 스트림을 혼합하는 장치가 불필요해질 수 있었다. 그러나, 제 1 연소 챔버와 후연소 챔버를 연결하기 위해 파이프를 사용함으로써 산업용 규모의 설비에 있어서 결점 (마모, 점결 (caking)) 이 나타나게 된다.
본 발명은 이러한 결점들을 회피하고자 하는 것이다. 따라서, 본 발명의 일 목적은 고형물, 특히 쓰레기를 열처리하는 신규한 방법을 제공하는 것으로서, 이 방법에 있어서 고형물은 산소가 부족한 제 1 단계부에서 연소/가스화되거나 열분해된 후, 방출되는 가스는 완전 연소에 필요한 산소 함유 매체와 혼합되어 연소되고, 제 1 단계부로부터의 연도 가스내의 국부 농도와 온도 변동이 제거되어 그 결과 오염물의 농도 특히, NOx 방출이 최소화된다.
본 발명에 따라서, NOx 를 저감하기 위한 목적은, 제 1 단계부로부터 방출되는 연도 가스가, 혼합 구역에서 산소 함유 매체와 혼합되기 전에, 가스상의 무산소 또는 저산소 매체를 추가하여 능동적으로 균질화되고, 혼합 구역으로부터 방출되는 균질화된 저산소 연도 가스 스트림이 완전 연소에 필요한 산소 함유 매체를 추가하기 전에 유지 구역을 통과하며, 이 유지 구역에서의 체류 시간은 0.5 초 이상이다라는 사실에 의해 달성된다.
본 발명의 장점은, 제 1 단계부로부터 방출되는 가스가 연속적인 균질화로 인하여 연소 공기와 혼합시 더이상 어떠한 농도 및 온도 변동을 나타내지 않는다는 것이다. 공기가 부족한 (화학양론 이하의 공기비를 갖는) 유지 구역내의 균질화된 가스 스트림에 대한 체류 시간을 추가함으로써, 이미 형성된 NO 가 NHx, HCN 및 CO 에 의해 환원되어 N2 를 형성하도록 한다. 결과적으로, 본 발명에 따라서 고형물을 열처리함으로써 단지 최소한의 오염물이 방출된다.
재순환된 연도 가스, 수증기, 산소 결핍 공기 또는 예컨대 질소와 같은 불활성 가스가 균질화를 위한 가스상의 무산소 또는 저산소 매체로서 사용된다면 특히 적절하다. 이들 가스는 연도 가스의 유동 방향에 수직한 혼합 구역내로 주입되거나, 균질화 및 혼합 효과를 더욱 향상시키기 위해서 일정한 각도로, 그리고 제 1 단계부로부터의 연도 가스의 유동 방향과 반대 또는 동일한 방향으로 주입되는 것이 유리하다.
더욱이, 제 1 단계부로부터 방출되는 연도 가스의 능동적인 균질화가 혼합 구역내에 도입되는 설치물 (정적 혼합 부재) 을 이용하여 실시되면 유리하다. 이들 도입 설치물은 연도 가스의 유동을 전환시켜 결과적으로 이 가스가 효율적으로 더욱 혼합되도록 한다. 이들 설치물이 냉각 매체, 예컨대, 물, 수증기 또는 공기가 관류하는 공동을 가지면 적절하다.
마지막으로, 제 1 단계부로부터 방출되는 연도 가스의 능동적인 균질화가 유동 채널의 단면의 수축부 또는 확장부에 의해 실시되는 것이 유리하다.
더욱이, 혼합 구역으로 이송되는 무산소 또는 저산소 가스 매체의 양에 의해, 산소함유 매체가 주입되는 영역에서 연도 가스의 온도를 조절하는 것이 적절하다. 이는 온도를 일정하게 유지하는 매우 간단한 방법을 나타낸다.
중앙류 (center-current) 점화 또는 대향류 (countercurrent) 점화를 포함하는 화격자 시스템이 제 1 단계부에 사용되면 유리하다.
더욱이, 유동층 (fluidized bed) 이 매우 양호한 물질 전달 및 열 전달 효과를 제공하기 때문에, 이 유동층이 제 1 단계부에 사용되면 유리하다. 국부 온도 피크 및 내화 라이닝에 대한 국부적인 마모의 증가가 방지될 수 있다. 또한, 쓰레기에 함유된 강자성 및 비강자성 금속은 매우 양질의 재 (ash) 로부터 회복될 수 있다.
또한, 후연소 구역이 유동층이고 산소함유 가스 매체가 이 유동층의 입구로 또는 유동층내로 직접 이송되면 적절하다. 다음으로, 입자들의 존재에 의해 유발된 열 전달을 증가시킴으로써, 높은 레벨의 열적인 NOx 가 형성된 국부적인 고온 구역을 회피하는 것이 유리할 수 있다. 더욱이, 열 교환기 벽들상에서의 점결이 방지되어, 그 결과 열 교환기 표면상의 부식이 감소된다. 더 높은 증기 압력과 온도를 설정할 수 있기 때문에, 더 높은 열효율을 가진 연소 설비를 달성할 수 있다.
마지막으로, 유지 구역이 유동층이며 가스상의 무산소 또는 저산소 매체가 유동층의 입구로 또는 유동층내로 직접 이송되면 적절하다.
본 발명의 복수의 바람직한 실시예를 도시하는 첨부된 도면과 연관하여 이후의 상세한 설명을 참조함으로써, 본 발명의 보다 완전한 이해와 장점이 용이하게 얻어지고 또한 보다 잘 이해될 것이다.
도 1 은 연소 화격자가 제 1 단계부에 사용되는 본 발명의 제 1 변형 실시예로서, 쓰레기를 열처리하는 설비의 부분 종단면도이다.
도 2 는 유동층이 제 1 단계부에 사용되는 본 발명의 제 2 변형 실시예로서, 쓰레기를 열처리하는 설비의 부분 종단면도이다.
도 3 은 연소 화격자가 제 1 단계부에 사용되며 유동층이 후연소 구역에 사용되는 본 발명의 제 3 변형 실시예로서, 쓰레기를 열처리하는 설비의 부분 종단면도이다.
도 4 는 연소 화격자가 제 1 단계부에 사용되며 유동층이 유지 구역에 사용되는 본 발명의 제 4 변형 실시예로서, 쓰레기를 열처리하는 설비의 부분 종단면도이다.
도 5 는 순환하는 유동층이 후연소 구역을 형성하며 도 3 에 도시된 설비와 유사한 설비의 부분 종단면도이다.
본 발명을 이해하기 위해 필수적인 부분들만이 도시되었다. 매체의 유동 방향은 화살표로 표시되었다.
도면을 참조하면, 동일한 도면 부호는 여러 도면에서 동일부 또는 대응부를 지칭하고, 도 1 은 본 발명의 제 1 변형 실시예로서, 고형물, 예컨대 쓰레기 또는 석탄을 열처리하는 설비의 부분을 개략적으로 도시하고 있다. 쓰레기는 본 발명의 바람직한 실시예에서 사용될 수 있다.
화격자 (2) 는 보일러 (1) 의 바닥부에 배열되며, 여기에서는 단지 제 1 연도만을 도시하였고, 다른 복사 연도 및 대류부는 도 1 에 도시되지 않았다. 도시된 쓰레기 소각 플랜트는 중앙류 화격자 점화를 포함하도록 구성되며, 즉 후연소 챔버 (14) 가 화격자 (2) 상의 중앙에 배열된다.
고형물 (3), 이 경우에 있어서는 쓰레기가 보일러 (1) 내로 유입되며 화격자 (2) 상에 놓이게 된다. 1 차 공기 (4) 는 화격자 (2) 를 통하여 아래로부터 취입된다. 단지 소량의 1 차 공기 (4) 만이 공급되기 때문에, 공기 또는 산소의 부족으로 제 1 처리 단계부 (5) 에서는 쓰레기의 부분 연소 또는 가스화만이 발생하게 된다. CO 를 함유한 저 O2 연도 가스 (6) 는 이 제 1 단계부 (5) 에서 형성된 후 혼합 구역 (7) 으로 유동한다. 제 1 단계부 (5) 로부터 방출되는 연도 가스 (6) 는 이 혼합 구역 (7) 에서 균질화된다.
균질화를 달성하기 위해, 실질적으로 하나 이상의 무산소 또는 저산소 가스 매체 (8) 가 혼합 구역 (7) 내에 추가된다. 본 바람직한 실시예에 있어서, 한편으로는 수증기 (9), 다른 한편으로는 재순환된 연도 가스 (10) 가 매체 (8) 로서 추가된다. 마찬가지로, 질소 또는 다른 불활성 가스 및 산소 함량이 저감된 공기가 제 1 단계부 (5) 로부터의 연도 가스 (6) 를 균질화하는데 적합하다. 이 경우에 있어서, 상기 매체 (8) 중 하나가 혼합 구역 (7) 내로 유입되면 충분하지만, 상기 상이한 매체 (8) 의 혼합물도 물론 적합하다. 도 1 에 도시되는 바와 같이, 이 바람직한 실시예에 있어서, 가스 매체 (8) 는 연도 가스 (6) 의 유동 방향에 대략 수직하게 혼합 구역 (7) 으로 주입된다.
매체 (8) 가 제 1 처리 단계부 (5) 로부터 방출되는 연도 가스 (6) 의 유동 방향과 반대 방향으로 비스듬히 추가되면, 더 강한 혼합 및 균질화가 달성된다. 또한, 제 1 처리 단계부 (5) 로부터 방출되는 연도 가스 (6) 의 유동 방향과 동일한 방향으로 비스듬히 매체 (8) 를 추가할 수 있다. 또한, 매체 (8) 의 압력을 크게 상승시키는 것도 균질화 효과를 향상시켜 준다.
본 예에 있어서, 혼합 구역 (7) 은 보일러 (1) 벽의 단면적 변화부, 즉 유동 채널의 단면적 변화부 (11) 로 알려져 있다. 이들 단면 변화부는 유동 채널의 수축부 또는 확장부일 수 있다. 단면 변화부 (11) 는 연도 가스의 균질화에 도움을 준다.
도 1 에 따른 본 바람직한 실시예에 있어서, 혼합 구역 (7) 내에는 추가 설치물 (12) (정적 혼합 부재) 이 배치되며, 이 추가 설치물은 연도 가스 (6) 의 유동을 전환시켜, 연도 가스 (6) 를 보다 더 혼합하고 능동적으로 균질화시킨다. 정적 혼합 부재 (12) 는 냉각제, 예컨대 공기, 물 또는 수증기가 관류하는 공동 (도시 생략) 을 가진다.
물론, 다른 바람직한 실시예에 있어서, 전술한 다양한 기술 수단 (가스상의 실질적으로 무산소인 매체, 가스 유동내로의 설치물, 및 유동 채널의 단면적 변화부의 추가) 은 각 경우에 있어서 제 1 단계부 (5) 로부터 방출되는 연도 가스 (6) 를 균질화하기 위해서 다른 방법으로 사용될 수 있다.
다음으로, 혼합 구역 (7) 으로부터 방출되는 균질화된 CO 가 농후한 연도 가스는, 산소가 부족한, 즉 화학양론 이하의 공기비가 존재하는 유지 구역 (13) 으로 통과한다. 유지 구역 (13) 에 있어서, 연소로 이미 형성된 얼마간의 NO 는 CO, NHi 및 HCN 으로 인해 환원되어 N2 를 형성한다. 유지 구역 (13) 에서 균질화된 연도 가스의 체류 시간이 0.5 초 이상인 것은 본 발명에 있어서 매우 중요하다. 대략 4 m/s 의 표준 연도 가스 속도가 주어지면, 이는 유지 구역이 대략 2 m 이상 되어야 함을 의미한다.
다음으로, 연도 가스는 유지 구역으로부터 후연소 구역 (14) 으로 유동한다. 여기서, 연소 가스의 완전 연소를 보장하도록 공기 (2 차 공기) 등의 산소함유 매체 (15) 가 추가된다.
고형물의 구획된 열처리를 위한 신규한 방법은, 간단한 처리 단계부 및 감소된 레벨의 NOx 방출에 의해, 공지된 종래 기술과 비교하여 구별된다. 이 경우에 있어서, 공지된 종래 기술과 대조적으로, 제 1 단계부 (5) 로부터 방출되는 가스 (6) 는 2 차 공기에 의해 후연소 구역에서가 아니라, 오히려 실제 후연소 이전의 추가적인 혼합 구역 (7) 에서 혼합되어 균질화되며, 산소가 부족한 연도 가스용 유지 구역 (13) 은 연도 가스 (6) 의 혼합부와 연소 공기 (15) 의 공급부 사이에서 결합되며, 유지 구역에서 가스는 0.5 초 이상 동안 체류하여야 한다. 이러한 방식으로, 오염물 방출 레벨을 저감시킬 수 있고 완전 연소를 달성할 수 있다.
더욱이, 본 발명에 따른 방법을 사용하여, 혼합 구역 (7) 내로 이송된 일정량의 매체 (8) 를 단순히 변화시켜 전체적인 작동 조건을 적합시킴으로써, 산소함유 매체 (15) 가 주입되는 영역에서 연도 가스의 온도를 조절하는 것이 매우 간단하게 된다.
도 2 는 본 발명의 다른 바람직한 실시예로서, 이 제 1 처리 단계부 (5) 에서 연소 화격자 대신에 유동층 (16) 사용된다는 점에서만 제 1 바람직한 실시예와 상이하다. 쓰레기 (3) 는 유동층 (16) 에서 화학양론 이하의 상태하에서 연소되어, 유리하게는 매우 양호한 물질 전달 및 열 전달을 초래하며 국부 온도 피크를 방지한다. 제 1 바람직한 실시예에 있어서, 유동층 (16) (제 1 단계부 (5)) 으로부터 방출되는 가스 (6) 는 후속의 혼합 구역 (7) 내에서 혼합되어 균질화되며, 이 혼합 구역내로 가스상의 실질적으로 무산소 또는 저산소 매체 (8) 다시 말해, 수증기 (9), 재순환된 연도 가스 (10) 가 유입되며, 또한 연도 가스 (6) 를 전환시켜 강력한 혼합 및 균질화를 야기하는 정적 설치물 (12) 이 배치된다. 다음으로, 혼합 구역 (7) 으로부터 방출되는 균질화된, CO 가 농후한 연도 가스는 다시 산소가 부족한 유지 구역 (13) 으로 통과한다. 유지 구역 (13) 에서, 연소로부터 이미 형성된 얼마간의 NO 는 CO, NHi 및 HCN 으로 인해 환원되어 N2 를 형성한다. 다음으로, 연도 가스는 유지 구역 (13) 으로부터 후연소 구역 (14) 내로 유동한다. 여기서, 연도 가스의 완전 연소를 보장하도록 공기 등의 산소함유 매체 (15) 가 추가된다.
도 3 은, 도 1 에 설명된 예와 대조적으로, 후연소 구역 (14) 이 유동층 (16) 으로서 설계되어 있는 바람직한 실시예를 나타낸다. 산소함유 가스 매체 (15) 는 유동층 (16) 내로 직접 유입되거나, 유동층 (16) 의 입구에서 유입된다. 도 3 에서는 이러한 다른 방법 둘 다를 도시하였다. 후연소 구역 (14) 을 유동층 (16) 으로서 설계함으로써, 입자들로 인해 유발되는 높은 레벨의 열 전달에 의하여, 높은 레벨의 열적인 NOx 형성물을 가진 국부 고온 구역을 회피할 수 있다. 더욱이, 열교환기 벽상에서 점결되는 것을 방지하고 열교환기 표면에서의 부식을 상당히 방지할 수 있다. 또한, 더 높은 증기 압력과 온도를 설정하여, 연소 설비의 더 높은 열효율을 달성할 수 있다.
도 4 는 본 발명의 바람직한 제 4 변형 실시예에서 쓰레기를 열처리하는 설비의 부분 종단면도를 나타내고 있으며, 여기서 연소 화격자 (2) 는 제 1 단계부에 사용되며 유동층 (16) 은 유지 구역 (13) 에 사용되고 있다. 도 1 과 대조적으로 상기 바람직한 실시예에 있어서, 혼합 구역 (7) 은 단면이 확장되는 특징을 가지고 있다. 다음으로, 유리하게는 혼합 구역 (7) 으로부터 방출되는 균질화된 연도 가스로, 강한 물질 전달 및 열 전달이 유동층 (16) (유지 구역 (13)) 에서 발생한다.
마지막으로, 도 5 는, 후연소 구역 (14) 내의 유동층 (16) 이 이 경우에 라이져 (riser) 내의 공 파이프 (empty pipe) 의 속도가 증가되는 순환하는 유동층이라는 점에서만 도 3 에 도시된 실시예와 상이한 다른 변형 실시예를 도시한다. 유동화된 물질은 사이클론내로 배출되어 유동층으로 복귀된다. 라이져에서의 평균 수직 가스 속도는 종래의 유동층에서보다 순환하는 유동층에서 더 크며, 또한 가스와 입자 사이의 평균 상대 속도는 증가한다. 이로 인하여 가스와 입자 간의 열 전달과 물질 전달을 증가시켜 온도와 농도 분포를 저감시킨다. 또한, 외부 유동층 냉각기를 사용함으로써, 유동층으로부터 나온 열량을 변화시켜, 유동층 온도와 후연소 구역의 단부에서의 온도를 정확하게 설정할 수 있다.
명백하게, 상기의 설명에 비추어 본 발명의 다수의 변경 및 변형이 가능하다. 따라서, 첨부된 청구항의 관점내에서 본 발명은 본원에서 특정하게 설명한 바와는 다르게 실시될 수 있다. 예컨대, 다른 바람직한 실시예에 있어서, 유지 구역 (13) 은 순환하는 유동층으로서 설계될 수도 있으며, 또는 다른 방법으로 대향 점화를 포함하는 화격자 시스템이 사용될 수 있다.

Claims (18)

  1. 고형물 (3) 을 열처리하는 방법으로서, 고형물 (3) 은 산소가 부족한 제 1 단계부 (5) 에서 연소/가스화되거나 열분해된 후, 제 1 단계부 (5) 로부터 방출된 연도 가스 (6) 는 후연소 구역 (14) 에서 산소함유 가스 매체 (15) 와 혼합되어 완전 연소되며, NOx 의 저감을 위해, 제 1 단계부 (5) 로부터 방출되는 연도 가스 (6) 가 혼합 구역 (7) 에서 산소함유 매체 (15) 와 혼합되기 전에, 상기 연도 가스 (6) 는 외부로부터 혼합 구역 (7) 으로 유입되는 가스상의 무산소 또는 저산소 매체 (8) 를 추가하여 능동적으로 균질화되고, 혼합 구역 (7) 으로부터 방출되는 균질화된 저산소 연도 가스 스트림이 완전 연소에 필요한 산소함유 매체 (15) 를 추가하기 전에 유지 구역 (13) 을 통과하며, 상기 유지 구역 (13) 에서의 체류 시간이 0.5 초 이상인 고형물을 열처리하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 사용된 가스 매체 (8) 는 재순환된 연도 가스 (10) 인 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 사용된 가스 매체 (8) 는 수증기 (9) 인 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 사용된 가스 매체 (8) 는 산소 결핍 공기인 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 사용된 가스 매체 (8) 는 불활성 가스인 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 단계부 (5) 로부터 방출되는 연도 가스 (6) 의 능동적인 균질화는 혼합 구역 (7) 내로의 설치물 (12) 을 이용하여 실시되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 냉각 매체가 설치물 (12) 을 관류하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 단계부 (5) 로부터 방출되는 연도 가스 (6) 의 능동적인 균질화는 혼합 구역 (7) 내의 유동 채널의 단면 (11) 의 수축부 또는 확장부에 의해 실행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 1 항에 있어서, 산소함유 매체 (15) 가 주입되는 영역에서의 연도 가스의 온도는 혼합 구역 (7) 에 공급되는 매체 (8) 의 양에 의해 조절되는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유지 구역 (13) 에서, 연도 가스는 화학양론 이하의 공기비를 가지는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 중앙류 화격자 점화를 포함하는 화격자 시스템 (2) 이 상기 제 1 단계부 (5) 에 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 대향류 화격자 점화를 포함하는 화격자 시스템 (2) 이 상기 제 1 단계부 (5) 에 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 유동층 (16) 이 상기 제 1 단계부 (5) 에 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 후연소 구역 (14) 은 유동층 (16) 이며, 산소함유 가스 매체 (15) 는, 연도 가스가 유동층 (16) 으로 들어갈 때 이 연도 가스 (6) 로, 또는 유동층 (16) 내로 직접 이송되는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유지 구역 (13) 은 유동층 (16) 이며, 무산소 또는 저산소 가스 매체 (8) 는, 연도 가스가 유동층 (16) 으로 들어갈 때 연도 가스 (6) 로, 또는 유동층 (16) 내로 직접 이송되는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제 14 항에 있어서, 상기 사용된 유동층 (16) 은 순환하는 유동층인 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제 2 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 산소함유 매체 (15) 가 주입되는 영역에서의 연도 가스의 온도는 혼합 구역 (7) 에 공급되는 매체 (8) 의 양에 의해 조절되는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제 15 항에 있어서, 상기 사용된 유동층 (16) 은 순환하는 유동층인 것을 특징으로 하는 방법.
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Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19938269A1 (de) * 1999-08-12 2001-02-15 Asea Brown Boveri Verfahren zur thermischen Behandlung von Feststoffen
DE10339133B4 (de) * 2003-08-22 2005-05-12 Fisia Babcock Environment Gmbh Verfahren zur NOx-Minderung in Feuerräumen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
FI20055063A (fi) * 2005-02-11 2006-08-12 Kvaerner Power Oy Menetelmä kerrosleijukattilan typenoksidipäästöjen vähentämiseksi ja kerrosleijukattilan ilmanjakojärjestelmä
DE102006005464B3 (de) 2006-02-07 2007-07-05 Forschungszentrum Karlsruhe Gmbh Verfahren zur primärseitigen Stickoxidminderung in einem zweistufigen Verbrennungsprozess
US20070266914A1 (en) * 2006-05-18 2007-11-22 Graham Robert G Method for gasifying solid organic materials and apparatus therefor
US7975628B2 (en) * 2006-09-13 2011-07-12 Martin GmbH für Umwelt- und Energietechnik Method for supplying combustion gas in incineration systems
EP2100078A1 (en) * 2006-12-07 2009-09-16 Technologies International Limited Waste2Energy Batch waste gasification process
CA2615344A1 (en) * 2006-12-22 2008-06-22 Covanta Energy Corporation Tertiary air addition to solid waste-fired furnaces for nox control
US20080149010A1 (en) * 2006-12-22 2008-06-26 Covanta Energy Corporation Tertiary air addition to solid waste-fired furnaces for nox control
DE102008054038B3 (de) 2008-10-30 2010-04-29 Karlsruher Institut für Technologie Verfahren und Vorrichtung zur Reduzierung von Schadstoffemissionen in Verbrennungsanlagen
EP2505919A1 (de) 2011-03-29 2012-10-03 Hitachi Zosen Inova AG Verfahren zur Optimierung des Ausbrands von Abgasen einer Verbrennungsanlage durch Homogenisierung der Abgase über dem Brennbett mittels Abgas-Einspritzung
JP6260058B2 (ja) * 2014-09-12 2018-01-17 三菱重工環境・化学エンジニアリング株式会社 ストーカ式焼却炉
DE102015003995A1 (de) 2015-03-30 2016-10-06 Martin GmbH für Umwelt- und Energietechnik Verfahren zur Verbrennungsführung bei Rostfeuerungen sowie Rostfeuerung
CN105003911B (zh) * 2015-08-05 2017-06-16 冯之军 一种生物质燃烧炉及炉内脱除一氧化氮的装置
EP3640539A4 (en) * 2017-06-16 2021-03-03 Pyroheat Oü HEATING DEVICE WITH WOOD FUEL
KR102651163B1 (ko) * 2022-06-30 2024-03-26 김광용 완전연소를 유도하는 연소실의 공기 및 산소분사장치

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03244908A (ja) * 1990-02-22 1991-10-31 Hitachi Zosen Corp 焼却炉における燃焼促進装置
JPH04350411A (ja) * 1990-11-22 1992-12-04 Hitachi Zosen Corp ごみ焼却炉における未燃分発生抑制方法
JPH04350410A (ja) * 1990-11-22 1992-12-04 Hitachi Zosen Corp ごみ焼却炉

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3664277A (en) * 1970-07-31 1972-05-23 Carborundum Co On-site incinerator
US3658482A (en) * 1970-09-08 1972-04-25 College Research Corp Afterburner
US4334484A (en) * 1980-01-18 1982-06-15 University Of Kentucky Research Foundation Biomass gasifier combustor
US4427362A (en) * 1980-08-14 1984-01-24 Rockwell International Corporation Combustion method
DE3125429A1 (de) 1981-06-27 1983-02-03 Erk Eckrohrkessel Gmbh, 1000 Berlin "einrichtung zur durchmischung von gasstraehnen"
DE3501189A1 (de) * 1985-01-16 1986-07-17 Henkel KGaA, 4000 Düsseldorf Verfahren und anlage zur reduzierung des no(pfeil abwaerts)x(pfeil abwaerts)-gehaltes von mittels fossiler brennstoffe beheizten grossfeuerungsanlagen
US4579070A (en) * 1985-03-01 1986-04-01 The M. W. Kellogg Company Reducing mode circulating fluid bed combustion
US5040470A (en) * 1988-03-25 1991-08-20 Shell Western E&P Inc. Steam generating system with NOx reduction
JPH02106609A (ja) * 1988-10-17 1990-04-18 Kubota Ltd 焼却炉
US5044287A (en) 1989-06-16 1991-09-03 Ebara Corporation Method of controlling combustion in a fluidized bed furnace
EP0487052B1 (en) 1990-11-22 1997-02-12 Hitachi Zosen Corporation Refuse incinerator
US5501162A (en) * 1993-07-19 1996-03-26 Kravets; Alexander Method of fuel combustion
DE4426357A1 (de) 1993-07-27 1995-02-02 Waermetechnik Dr Pauli Gmbh Feuerungsanordnung für feste Brennstoffe wie Müll und Verbrennungsverfahren
DE4401821C2 (de) 1994-01-22 1998-01-15 Joachim Dipl Ing Kuemmel Verfahren zum Verbrennen von Stoffen, insbesondere von Müll und Biomassen, und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE19613777C2 (de) 1996-04-04 2002-01-17 Michael Mimor Verbrennungsanlage und Nachverbrennungsverfahren
US5967061A (en) * 1997-01-14 1999-10-19 Energy And Environmental Research Corporation Method and system for reducing nitrogen oxide and sulfur oxide emissions from carbonaceous fuel combustion flue gases

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03244908A (ja) * 1990-02-22 1991-10-31 Hitachi Zosen Corp 焼却炉における燃焼促進装置
JPH04350411A (ja) * 1990-11-22 1992-12-04 Hitachi Zosen Corp ごみ焼却炉における未燃分発生抑制方法
JPH04350410A (ja) * 1990-11-22 1992-12-04 Hitachi Zosen Corp ごみ焼却炉

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Publication number Publication date
EP1078203A1 (de) 2001-02-28
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HUP0102798A3 (en) 2002-11-28
JP2002514732A (ja) 2002-05-21
CN1300359A (zh) 2001-06-20
HUP0102798A2 (hu) 2001-12-28
KR20010025004A (ko) 2001-03-26
CA2332011A1 (en) 1999-11-18

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