NL1015519C2 - Flue gas recirculation at a waste incineration plant. - Google Patents
Flue gas recirculation at a waste incineration plant. Download PDFInfo
- Publication number
- NL1015519C2 NL1015519C2 NL1015519A NL1015519A NL1015519C2 NL 1015519 C2 NL1015519 C2 NL 1015519C2 NL 1015519 A NL1015519 A NL 1015519A NL 1015519 A NL1015519 A NL 1015519A NL 1015519 C2 NL1015519 C2 NL 1015519C2
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- waste
- gas
- combustion
- zone
- primary gas
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
- F23G5/08—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor having supplementary heating
- F23G5/14—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor having supplementary heating including secondary combustion
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G2202/00—Combustion
- F23G2202/10—Combustion in two or more stages
- F23G2202/101—Combustion in two or more stages with controlled oxidant supply
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G2202/00—Combustion
- F23G2202/10—Combustion in two or more stages
- F23G2202/106—Combustion in two or more stages with recirculation of unburned solid or gaseous matter into combustion chamber
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G2206/00—Waste heat recuperation
- F23G2206/10—Waste heat recuperation reintroducing the heat in the same process, e.g. for predrying
Abstract
Description
NL 44499-MP/hcNL 44499-MP / hc
Rookgasrecirculatie bij een afvalverbrandingsinstallatieFlue gas recirculation at a waste incineration plant
De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het verbranden van afval in een afvalverbrandingsinstallatie volgens de aanhef van conclusie 1, alsmede op een afvalverbrandingsinstallatie met een verbeterd rende-5 ment.The present invention relates to a method for burning waste in a waste incineration plant according to the preamble of claim 1, as well as to a waste incineration plant with an improved efficiency.
Afvalverbrandingsinstallaties, alsmede de wijzen waarop deze werken, zijn in de praktijk bekend. In het algemeen wordt te verbranden afval op een van openingen voorziene ondersteuning gebracht, in het algemeen een verbrandingsroos-10 ter genoemd, waarbij van onderen af door het verbrandings-rooster en het afval als primair gas verbrandingslucht wordt geleid. Deze verbrandingslucht voert de voor de verbranding noodzakelijke zuurstof toe. Deze lucht wordt vaak verwarmd om het afval beter te laten verbranden, doordat de hete verbran-15 dingslucht een opwarming van het te verbranden afval geeft, alsmede een althans gedeeltelijke droging daarvan, waardoor het afval tot ontbranding kan komen. Vanwege de inhomogene samenstelling van het afval zullen lokaal in het afvalbed echter zuurstofoverschotten en zuurstoftekorten ontstaan, 20 welke afhankelijk zijn van de ligging van het afvalbed en de verkregen verbranding. De verkregen verbrandingsgassen (rookgassen) zullen derhalve een ongelijkmatige samenstelling hebben.Waste incineration plants, as well as the ways in which they work, are known in practice. Generally, waste to be incinerated is placed on an apertured support, generally referred to as a combustion rosette, with the combustion grate passing through the waste grate from below and combustion air as the primary gas. This combustion air supplies the oxygen necessary for combustion. This air is often heated to allow the waste to burn better, because the hot combustion air gives a heating of the waste to be burned, as well as an at least partial drying thereof, whereby the waste can ignite. Owing to the inhomogeneous composition of the waste, however, oxygen surpluses and oxygen shortages will arise locally in the waste bed, which depend on the location of the waste bed and the combustion obtained. The combustion gases (flue gases) obtained will therefore have an uneven composition.
Om deze eerste verbrandingsgassen, die plaatselijk 25 koolmonoxide en andere onverbrande resten kunnen bevatten, verder te verbranden, en met de nog zuurstof bevattende gasdelen te mengen, wordt gebruik gemaakt van zogenaamde secundaire inblazing. Deze inblazing van secundair gas vindt plaats op een bepaalde hoogte boven het afvalbed, waardoor 30 voldoende menging wordt gevormd in de rookgassen zodat deze gehomogeniseerd worden. Het secundaire gas bestaat in het algemeen uit lucht, welke zuurstof bevat die voor de verbran-dingsreactie kan worden gebruikt. Hierbij zal vanaf de invoer van secundair gas in de rookgasstroom altijd een overmaat aan 35 zuurstof aanwezig zijn.In order to further burn these first combustion gases, which may locally contain carbon monoxide and other unburned residues, and to mix them with the gas parts still containing oxygen, so-called secondary blowing is used. This secondary gas insufflation takes place at a certain height above the waste bed, whereby sufficient mixing is formed in the flue gases to be homogenized. The secondary gas generally consists of air, which contains oxygen which can be used for the combustion reaction. From the introduction of secondary gas in the flue gas flow there will always be an excess of oxygen.
1015519 21015519 2
In geval van grootschalige afvalverbrandingsinstallaties is het niet in alle gevallen mogelijk door middel van de toevoer van secundair gas een voldoende menging van de in-homogene afvalgassen te verkrijgen. In dat geval wordt op een 5 hoogte boven de toevoer van de secundaire gassen een toevoer voor tertiair gas voorzien. Voor de toevoer van tertiair gas wordt bij voorkeur afgas (rookgas) uit de afvalverbrandingsinstallatie (AVI) gebruikt (recirculatie van afgas). Hierdoor wordt voorkomen dat, zoals het geval zou zijn bij toevoer van 10 koude buitenlucht, voorverwarming van het tertiaire gas nodig is.In the case of large-scale waste incineration plants, it is not always possible to obtain a sufficient mixing of the inhomogeneous waste gases by means of the supply of secondary gas. In that case, a supply for tertiary gas is provided at a height above the supply of the secondary gases. For the supply of tertiary gas, preferably waste gas (flue gas) from the waste incineration plant (WIP) is used (recirculation of waste gas). This prevents pre-heating of the tertiary gas, as would be the case with the supply of cold outside air.
Hoewel deze werkwijze zoals hiervoor beschreven algemeen wordt toegepast, bestaan er toch een aantal nadelen. Het rendement van de gebruikelijke afvalverbrandingsinstalla-15 ties is relatief laag, terwijl bovendien de gevormde rookgassen een groot gehalte aan ongewenste stoffen bevatten, zoals een groot gehalte aan stikstofoxiden, en koolmonoxide. In de publikatie DE-A-3915992 wordt een aantal verbeteringen voorgesteld om met name de vorming van stikstofoxiden te vermin-20 deren.Although this method is generally used as described above, there are still a number of drawbacks. The efficiency of the usual waste incineration plants is relatively low, while the flue gases formed additionally contain a high content of undesirable substances, such as a high content of nitrogen oxides, and carbon monoxide. Publication DE-A-3915992 proposes a number of improvements, in particular to reduce the formation of nitrogen oxides.
De uitvinding heeft nu tot doel een verbeterde werkwijze als in de aanhef genoemd te verschaffen, waarbij deze nadelen worden verminderd. Met name heeft de uitvinding tot doel een werkwijze te verschaffen waarmee het rendement van 25 de installatie kan worden verhoogd en waarbij de uitstoot aan schadelijke stoffen wordt verminderd.The object of the invention is now to provide an improved method as mentioned in the preamble, wherein these drawbacks are reduced. The object of the invention is in particular to provide a method with which the efficiency of the installation can be increased and wherein the emission of harmful substances is reduced.
Hiertoe verschaft de uitvinding een werkwijze als in de aanhef genoemd, welke wordt gekenmerkt doordat de verbran-dingszone ten minste twee zones omvat, waarbij het afval 30 wordt toegevoerd aan een eerste zone en waarbij het afval tijdens de werkwijze naar een aansluitende volgende zone wordt verplaatst; dat aan de eerste zone een eerste primair gas-deelstroom wordt toegevoerd met een zuurstofgehalte < 20 vol.% en een temperatuur van 50 - 450 °C, bij voorkeur 50 -35 300 °C, en aan de ten minste ene volgende zone een volgende primair gas-deelstroom wordt toegevoerd; en waarbij de temperatuur per primair gas-deelstroom wordt geregeld. Met deze maatregelen wordt een werkwijze verschaft welke een verbeterd 1015519 3 rendement levert en waarbij het gehalte aan schadelijke stoffen wordt geminimaliseerd.To this end, the invention provides a method as mentioned in the preamble, characterized in that the combustion zone comprises at least two zones, wherein the waste is supplied to a first zone and in which the waste is moved to a subsequent next zone during the process ; that a first primary gas partial flow is supplied to the first zone with an oxygen content of <20% by volume and a temperature of 50 - 450 ° C, preferably 50 - 35 300 ° C, and a subsequent primary zone primary gas partial flow is supplied; and wherein the temperature is controlled per primary gas partial flow. These measures provide a method which provides an improved yield and which minimizes the content of harmful substances.
De werkwijze volgens de uitvinding kan met name voordelig worden uitgevoerd met de maatregelen zoals genoemd 5 in de volgconclusies.The method according to the invention can in particular be advantageously carried out with the measures as mentioned in the subclaims.
Volgens de uitvinding wordt in de eerste zone een primair gas gebruikt dat een verlaagd gehalte aan zuurstof bevat. Vanwege het lagere zuurstofgehalte leidt een tempera-tuursverhoging niet automatisch tot een verbranding van het 10 materiaal. Ook een temperatuur van hoger dan 300 °C, bijvoorbeeld van 450 °C of nog hoger, kan daardoor worden toegepast. Omdat het primaire gas in eerste instantie dient voor de verwarming en droging van de vaste stof van het afval, zal dit in principe geen probleem opleveren. In tweede instantie zul-15 len makkelijk ontbrandbare delen van het afval door de eerste primair gas-deelstroom tot ontbranding worden gebracht, wat derhalve met een zuurstoftekort zal plaatsvinden. Dit betekent dat de verbranding in het afvalbed daar slechts gedeeltelijk zal zijn. Daardoor zal een relatief grote hoeveelheid 20 koolmonoxide, CH4, en andere reactieproducten uit het afvalbed kunnen vrijkomen. Andere delen van de eerste primair gasdeelstroom zullen geen verbranding veroorzaken en zullen derhalve met een laag gehalte aan zuurstof uit het afvalbed treden. Deze delen van gas die uit de eerste zone vrijkomen zul-25 len door het secundaire gas met elkaar worden gemengd. De delen van het primaire gas die een zuurstofoverschot hebben, ten gevolge van een slechtere verbranding in bepaalde delen van het afvalbed, verzorgen daardoor althans gedeeltelijk de verbranding van koolmonoxide etc. zoals hiervoor genoemd.According to the invention, a primary gas containing a reduced oxygen content is used in the first zone. Due to the lower oxygen content, an increase in temperature does not automatically lead to combustion of the material. A temperature of more than 300 ° C, for example of 450 ° C or even higher, can also be used thereby. Since the primary gas primarily serves to heat and dry the solids of the waste, this will in principle not pose a problem. In the second instance, easily combustible parts of the waste will be ignited by the first primary gas partial flow, which will therefore take place with an oxygen shortage. This means that the combustion in the waste bed will only be partial there. As a result, a relatively large amount of carbon monoxide, CH4, and other reaction products can be released from the waste bed. Other parts of the first primary gas flow will not cause combustion and will therefore exit the waste bed with a low oxygen content. These parts of gas released from the first zone will be mixed together by the secondary gas. The parts of the primary gas which have an oxygen surplus, as a result of a poorer combustion in certain parts of the waste bed, thereby at least partly ensure the combustion of carbon monoxide, etc. as mentioned above.
30 Door de in eerste instantie beperkte verbranding van het afval in de eerste zone blijven de temperaturen in het afvalbed daar relatief laag en zal het afval slechts beperkt pyrolyse-ren. In een volgende zone, waar grotere hoeveelheden zuurstof worden toegevoerd, ontstaat daardoor een goede verbranding en 35 met een hogere temperatuur in het afvalbed dan wanneer wel verbranding in de eerste zone zou plaatsvinden. Vanwege de inhomogeniteit van het afval, en de inhomogene verdeling op 1015513 4 het verbrandingsrooster zullen er altijd delen van het afval te weinig zuurstof ontvangen.Due to the initially limited incineration of the waste in the first zone, the temperatures in the waste bed there remain relatively low and the waste will pyrolyze only to a limited extent. In a subsequent zone, where larger amounts of oxygen are supplied, this results in good combustion and with a higher temperature in the waste bed than if combustion were to take place in the first zone. Due to the inhomogeneity of the waste, and the inhomogeneous distribution on the combustion grate, parts of the waste will always receive too little oxygen.
Zoals hiervoor genoemd, dient het primaire gas van de eerste zone ten eerste voor het drogen van het toegevoerde 5 afval. Daartoe heeft het primaire gas dat aan de eerste zone wordt toegevoerd een temperatuur van 50°C tot 300°C, bij voorkeur van 150 -300 °C. De voorverwarming van het primaire gas vereist veel energie bij een afvalverbrandingsinstallatie, en is met name nodig indien het afval moeilijk te ont-10 branden is. De voorverwarming van de primaire gassen is hierbij afhankelijk van de zogenaamde calorische waarde van het afval. De primaire gassen hebben bij voorkeur een temperatuur van ongeveer 100°C in het geval van een calorische waarde van 11000 kilojoules per kilogram, terwijl de temperatuur van de 15 primaire gassen ongeveer 180°C dient te zijn in het geval het afval een calorische waarde van om en nabij 7000 kilojoules per kilogram heeft. Deze waarden zijn gebaseerd op het gebruik van lucht, in combinatie als voorverwarming en als ont-stekingsgas, als primair gas.As mentioned above, the primary gas of the first zone serves firstly to dry the supplied waste. For this purpose, the primary gas supplied to the first zone has a temperature of from 50 ° C to 300 ° C, preferably from 150 -300 ° C. The pre-heating of the primary gas requires a lot of energy at a waste incineration plant, and is particularly necessary if the waste is difficult to ignite. The preheating of the primary gases depends on the so-called calorific value of the waste. The primary gases preferably have a temperature of about 100 ° C in the case of a calorific value of 11000 kilojoules per kilogram, while the temperature of the primary gases should be about 180 ° C in the case of the waste a calorific value of about 7000 kilojoules per kilogram. These values are based on the use of air, in combination as preheating and as ignition gas, as primary gas.
20 Afval dat ter verbranding aan een afvalverbrandings installatie wordt aangeboden varieert zoals genoemd sterk in zowel samenstelling als vochtigheidsgraad. Met betrekking tot het vocht dat zich in het afval bevindt, is het van belang hoe het vocht verdeeld is. Indien een deel van het afval re-25 latief droog is en makkelijk kan worden ontstoken, zal dat deel ervoor zorgen dat het vochtigere afval dat zich daaromheen bevindt snel droogt en eveneens ontsteekt. In de praktijk zijn de droge en nattere delen van het afval niet-homogeen verdeeld, zodat de ontsteking zeer onregelmatig ver-30 loopt. Met de combinaties van makkelijk en moeilijk ontsteek-baar afval en hoog-calorisch en laag-calorisch afval, zijn er derhalve meerdere situaties denkbaar, welke alle specifieke vereisten aan de temperatuur van het primaire gas stellen.As mentioned, waste that is offered for incineration to a waste incineration plant varies greatly in both composition and moisture content. With regard to the moisture contained in the waste, it is important how the moisture is distributed. If some of the waste is relatively dry and easily ignited, that part will cause the more humid waste around it to dry quickly and ignite as well. In practice, the dry and wetter parts of the waste are distributed non-homogeneously, so that the ignition proceeds very irregularly. With the combinations of easily and difficult-to-ignite waste and high-calorific and low-calorific waste, several situations are therefore conceivable, which all have specific requirements for the temperature of the primary gas.
Afval dat makkelijk ontsteekbaar en hoog-calorisch 35 is, vereist een zeer geringe voorverwarming van het primaire gas. Indien lucht-voorverhitting wordt gebruikt zal een zeer fel vuur boven het afvalbed ontstaan, waarbij in het afvalbed zeer sterk onder-stoïchiometrisch gestookt wordt, wat tot lo- 1015519 5 kaal zeer hoge temperaturen in de verbrandingsruimte leidt.Waste that is easily ignited and high-calorific requires very little pre-heating of the primary gas. If air preheating is used, a very bright fire will be created above the waste bed, with very strong under-stoichiometric combustion in the waste bed, leading to very high temperatures in the combustion space.
In dit geval is luchtvoorverwarming overbodig.In this case, air preheating is unnecessary.
Afval dat makkelijk ontsteekbaar maar laag calorisch is, vereist eveneens geen lucht-voorverwarming. Hier is bo-5 vendien minder kans op een sterk onder-stoïchiometrische verbranding.Waste that is easily ignited but low in calories does not require air preheating either. In addition, there is also less chance of a strongly under-stoichiometric combustion.
Moeilijk ontsteekbaar afval, dat hoog-calorisch is vereist enerzijds een hoge temperatuur van de primaire lucht, om een voldoende ontsteking van het afval te veroorzaken, 10 maar anderzijds zal hierdoor bij de feitelijke verbranding van het afval eenvoudig een onder-stoïchiometrische verbranding ontstaan. Een nauwkeurige regeling van de temperatuur van de primaire gassen om de verbranding te regelen is derhalve noodzakelijk.Difficult-to-ignite waste, which is required high-calorifically, on the one hand, at a high temperature of the primary air, in order to cause sufficient ignition of the waste, but on the other hand, this will simply result in an under-stoichiometric combustion during the actual combustion of the waste. Therefore, precise control of the temperature of the primary gases to control combustion is necessary.
15 Tenslotte is bij moeilijk ontsteekbaar en laag- calorisch afval een lucht-voorverhitting essentieel.Finally, for pre-igniting and low-calorific waste, air preheating is essential.
In het algemeen kan bij de gangbare techniek slechts één temperatuur voor de primaire gassen worden ingesteld. Dit betekent dat in het algemeen de primaire gassen worden voor-20 verwarmd waarbij in veel gevallen bij onder-stoïchiometrische bedrijfomstandigheden zal worden gewerkt.In general, only one temperature for the primary gases can be set in the conventional art. This means that in general the primary gases are preheated, in many cases operating under stoichiometric operating conditions.
Volgens de uitvinding wordt de temperatuur per primair gas-deelstroom geregeld. Hierdoor wordt geregeld dat de temperatuur van het primaire gas slechts in die zones wordt 25 verhoogd waar dat, gezien de samenstelling van het afval, noodzakelijk is. Daartoe heeft het primaire gas dat aan de eerste zone wordt toegevoerd een temperatuur van 50 °C tot 450 °C, bij voorkeur van 50 - 300 °C, met nog meer voorkeur van 150 - 300 °C. Door de temperatuur van de eerste zone re-30 latief hoog te kiezen kan de voorverwarming van de volgende zones veel minder zijn. Het streven is de temperatuur van de eerste zone zo hoog te kiezen dat de andere zones in veel gevallen geheel tot nul teruggeregeld kunnen worden. Door daarbij de primaire luchtflow door de eerste zone relatief laag 35 te kiezen (5 tot 15% van de totale primaire luchtflow) wordt er relatief weinig energie voor de voorverwarming gebruikt.According to the invention, the temperature is controlled per primary gas partial flow. It is hereby regulated that the temperature of the primary gas is increased only in those zones where this is necessary in view of the composition of the waste. For this purpose, the primary gas supplied to the first zone has a temperature of from 50 ° C to 450 ° C, preferably from 50 to 300 ° C, even more preferably from 150 to 300 ° C. By choosing the temperature of the first zone relatively high, the preheating of the following zones can be much less. The aim is to set the temperature of the first zone so high that in many cases the other zones can be completely reduced to zero. By choosing the primary airflow through the first zone relatively low (5 to 15% of the total primary airflow), relatively little energy is used for the preheating.
De uitvinding wordt nu aan de hand van de tekening nader verduidelijkt.The invention will now be explained in more detail with reference to the drawing.
1015519 61015519 6
De figuur toont op schematische wijze een afvalverbrandingsinstallatie volgens een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding. De getoonde afvalverbrandingsinstallatie omvat 4 verschillende deelstromen 1, 2, 3, 4 voor primair gas. Deze 5 zijn aangebracht onder het verbrandingsrooster 5, waarop zich het afvalbed 6 bevindt. In de weergegeven uitvoeringsvorm is in de toevoerleiding voor de eerste, tweede en derde deelstroom van primair gas een lucht-voorverhitter 7, 8 voorzien.The figure schematically shows a waste incineration plant according to a preferred embodiment of the invention. The waste incineration plant shown comprises 4 different partial flows 1, 2, 3, 4 for primary gas. These 5 are arranged under the combustion grate 5, on which the waste bed 6 is located. In the embodiment shown, an air preheater 7, 8 is provided in the supply line for the first, second and third partial flow of primary gas.
Afval wordt toegevoerd op het verbrandingsrooster 5 10 boven de eerste primair gas-toevoer 1, waarbij het van onderen af door afgas dat afkomstig is uit de afvalverbrandingsinstallatie wordt doorstroomd. Dit afgas heeft een laag zuurstofgehalte. Het primaire gas van de eerste deelstroom 1 zal door het afvalbed 6 heendringen langs eventueel reeds aanwe-15 zige gasdoorvoerkanalen. Het afval dat in direct contact met een dergelijk kanaal staat wordt beter gedroogd dan de rest van het afval. Indien het enigszins voorgedroogde afval wordt doorgevoerd tot een positie waar de tweede deelstroom 2 van primair gas wordt toegevoerd, zal, doordat deze tweede deel-20 stroom zuurstof bevat, het vlammenfront vrijwel momentaan door deze kanalen heen naar beneden worden getrokken. Daarom is het nuttig het afval enigszins te mengen en de bestaande kanalen te verstoren, door de roosters 5' voor de tweede en volgende zones enigszins lager, bijvoorbeeld een hoogtever-25 schil van 20 tot 150 cm, en bij voorkeur een hoogte die enigszins minder is dan de gemiddelde bedhoogte, te plaatsen. Door de menging zullen de bij de eerste zone 1 reeds ontstoken delen van het oppervlak in het bed 6 terecht komen en het overige afval aansteken, resp. nader drogen, waardoor het af-30 val op de tweede zone 2 homogener gaat branden. Tevens neemt de regelbaarheid van het proces toe omdat men in dit geval het rooster van de eerste zone kan gebruiken als een fijndo-seerregeling voor het verdere verloop van het proces. Het vlammenfront boven het afval zal zich tot een eerste hoogte 35 uitstrekken. Nabij deze hoogte is een toevoer 9 van secundair gas voorzien. Bij voorkeur zijn een aantal toevoeren 9 langs de omtrek van de installatie aangebracht. De gevormde rookgassen die in het vlamfront boven het afvalbed zijn gevormd, 1015519 7 zijn inhomogeen verdeeld. Door de inhomogene samenstelling van het afval zullen sommige delen ervan goed zijn verbrand, en derhalve zal op die plaatsen het zuurstof uit het primaire gas hebben gereageerd. Op andere delen, waar een slechte ver- 5 branding van het afval heeft plaatsgevonden, zal een deel van het met het primaire gas toegevoerde zuurstof niet gereageerd hebben en derhalve in de rookgassen terecht komen. Door toevoeging van secundair gas kan een menging van deze rookgassen worden verkregen. Door als secundaire gassen zuurstofarme re-10 circulatiegassen, afgassen uit de afvalverbrandingsinstallatie, te gebruiken, wordt op de eerste hoogte, de top van de vlammen, wat de heetste plaats in de ketel is, veel menging gecreëerd, maar wordt slechts een beperkte zuurstofovermaat gecreëerd zodat de vorming van N0X wordt geminimaliseerd. Via 15 de toevoer 10 van tertiair gas, op een positie benedenstrooms van de toevoer 9 van secundair gas, wordt een zuurstofbevat-tend gas toegevoerd, met een voldoende gehalte (bij voorkeur een overmaat) O2 om de nog resterende hoeveelheden CO en eventuele andere brandbare restproducten in de rookgassen, te 20 verbranden. Doordat dit hoger in de ketel gebeurt zijn de rookgassen homogeen en reeds enigszins afgekoeld en is de vorming van stikstofoxiden lager. Met name het feit dat de rookgassen nu reeds gemengd zijn zullen lokale piektemperatu-ren die verantwoordelijk zijn voor de grootste vorming van de 25 stikstofoxiden, niet voorkomen.Waste is supplied to the combustion grate 5 above the first primary gas supply 1, through which it is passed through from the bottom through waste gas originating from the waste incineration plant. This waste gas has a low oxygen content. The primary gas of the first partial flow 1 will penetrate through the waste bed 6 via any gas passage channels already present. The waste that is in direct contact with such a channel is dried better than the rest of the waste. If the slightly pre-dried waste is conveyed to a position where the second partial flow 2 of primary gas is supplied, because this second partial flow contains oxygen, the flame front will be drawn down through these channels almost instantaneously. Therefore, it is useful to mix the waste slightly and disturb the existing channels, by slightly lowering the grids 5 'for the second and subsequent zones, for example a height difference of 20 to 150 cm, and preferably a height slightly less than the average bed height. As a result of the mixing, the parts of the surface already ignited at the first zone 1 will end up in the bed 6 and ignite the other waste, respectively. dry further, causing the waste on the second zone 2 to burn more homogeneously. The controllability of the process also increases because in this case the grid of the first zone can be used as a fine-dosing control for the further course of the process. The flame front above the debris will extend to a first height 35. A supply 9 of secondary gas is provided near this height. A number of feeds 9 are preferably arranged along the periphery of the installation. The flue gases that are formed in the flame front above the waste bed, 1015519 7, are distributed inhomogeneously. Due to the inhomogeneous composition of the waste, some parts of it will have been well burned, and therefore the oxygen from the primary gas will have reacted in those places. In other parts, where poor combustion of the waste has taken place, part of the oxygen supplied with the primary gas will not have reacted and will therefore end up in the flue gases. A mixture of these flue gases can be obtained by adding secondary gas. By using low oxygen recirculating gases, waste gases from the waste incineration plant as secondary gases, a lot of mixing is created at the first height, the top of the flames, which is the hottest place in the boiler, but only a limited amount of oxygen is created so that the formation of N0X is minimized. Via the supply 10 of tertiary gas, at a position downstream of the supply 9 of secondary gas, an oxygen-containing gas is supplied, with a sufficient content (preferably an excess) of O2 for the remaining quantities of CO and any other flammable to burn residual products in the flue gases. Because this happens higher in the boiler, the flue gases are homogeneous and already slightly cooled and the formation of nitrogen oxides is lower. In particular, the fact that the flue gases are already mixed will not prevent local peak temperatures responsible for the greatest formation of the nitrogen oxides.
Het onderverdelen van de toevoer van primair gas in meerdere zones, zoals in de in de figuur getoond vier zones 1-4, welke achtereenvolgens door het te verbranden afval 6 worden doorlopen, wordt een geoptimaliseerde verbranding ver-30 kregen. Dit kan met name worden verkregen doordat de temperatuur per zone afzonderlijk wordt ingesteld. Omdat het in de praktijk moeilijk is om de calorische waarde van het afval, alsmede het ontsteekgedrag, zo goed vooraf in te schatten dat daarop geregeld kan worden, vindt deze regeling van tempera-35 tuurinstelling van het primaire gas plaats door het vlamfront per zone te volgen. Dit kan handmatig gebeuren of via een automatische meting van de plaats van het vlamfront met behulp van videocamera's voor zichtbaar licht en/of infrarood licht.Subdividing the supply of primary gas into several zones, such as in the four zones 1-4 shown in the figure, which are successively passed through the waste 6 to be incinerated, an optimized combustion is obtained. This can be achieved in particular by setting the temperature per zone separately. Because it is difficult in practice to estimate the calorific value of the waste, as well as the ignition behavior, so well in advance that it can be regulated, this control of the temperature setting of the primary gas takes place by adjusting the flame front per zone. to follow. This can be done manually or via an automatic measurement of the location of the flame front using video cameras for visible light and / or infrared light.
1015519 81015519 8
De primaire gassen die aan de eerste zone 1 worden toegevoerd kunnen zonder probleem een hoge temperatuur hebben, omdat het zuurstofgehalte ervan zeer laag is. Het zuurstofgehalte kan 0 vol.% of meer bedragen. De verbranding bo-5 ven de eerste zone is derhalve beperkt. De maximale vlamtem-peratuur op de eerste zone is daardoor verlaagd, evenredig met het aanwezige zuurstofpercentage, waardoor er geen schade aan het verbrandingsrooster zal kunnen ontstaan. Met name ook schade door "lasparels" (druppels gesmolten metaal die vast-10 smelten op het oppervlak van het rooster), wordt hiermee voorkomen. Volgens de stand der techniek, waarbij een water-gekoeld rooster in het algemeen wordt toegepast, is dit voordeel niet in deze mate te behalen.The primary gases supplied to the first zone 1 can have a high temperature without any problem, because their oxygen content is very low. The oxygen content can be 0% by volume or more. The combustion above the first zone is therefore limited. The maximum flame temperature on the first zone has therefore been reduced in proportion to the oxygen percentage present, so that no damage can be caused to the combustion grate. In particular, this also prevents damage by "welding beads" (drops of molten metal which melt on the surface of the grid). According to the prior art, in which a water-cooled grid is generally used, this advantage cannot be achieved to this extent.
Doordat het beschikbare, aan de eerste zone vrijko-15 mende vermogen gelimiteerd is, omdat er slechts door zuurstof gelimiteerde verbranding plaatsvindt, is ook de vergassing in de eerste zone beperkt. Het afval kan derhalve volledig worden voorgedroogd zonder dat het geheel op de eerste zone zal verbranden. Daardoor komt het in goed brandbare toestand op 20 de tweede zone, waar eventueel geen lucht-voorverwarming meer nodig is, maar waar de verbranding toch goed kan worden geregeld. Met name kan een homogene verbranding op de tweede zone worden verkregen, wanneer het verbrandingsrooster 5', zoals hiervoor beschreven, verlaagd is aangebracht.Because the available power released to the first zone is limited, because only oxygen-limited combustion takes place, the gasification in the first zone is also limited. The waste can therefore be completely pre-dried without the whole burning in the first zone. As a result, it comes to the second zone in a highly flammable condition, where air preheating may no longer be required, but where the combustion can still be properly controlled. In particular, a homogeneous combustion on the second zone can be obtained when the combustion grate 5 ', as described above, is arranged lowered.
25 Zoals genoemd heeft het de voorkeur dat als primair gas voor de eerste zone, rookgasrecirculatie wordt toegepast. Hierbij worden de rookgassen van na de verbrandingsketel en na een stoffilter 11 gerecirculeerd naar de eerste zone. Het zuurstofpercentage alsmede de temperatuur zijn in dat geval 30 redelijk vast bepaald (afhankelijk van het procesontwerp) en niet voor de actuele sturing te gebruiken. De hoeveelheid (het debiet) van toegevoerd primair gas aan de eerste zone is echter makkelijk over een groot bereik te variëren.As mentioned, it is preferred that flue gas recirculation is used as the primary gas for the first zone. The flue gases from after the combustion boiler and after a dust filter 11 are recycled to the first zone. In that case, the oxygen percentage as well as the temperature are determined fairly fixed (depending on the process design) and cannot be used for the current control. However, the amount (flow rate) of primary gas supplied to the first zone can easily be varied over a wide range.
Andere mogelijkheden voor toepassing als eerste pri-35 mair gas-deelstroom zijn het gebruik van verbrandingsgassen uit bijvoorbeeld gasbranders, gas-gestookte ketels, gasmotoren of gasturbines. Bijzonder van belang is het gebruik van gasmotoren op basis van beschikbare afgassenstromen zoals 1015519 9 bijvoorbeeld vergistings-biogas van een rioolwaterzuivering. Doordat in dit geval ook de warmte van de afgassen van de motor nuttig wordt ingezet neemt het rendement beduidend toe ten opzichte van de gangbare separate opstelling van de bio-5 gasmotor waarbij alleen de opgewekte elektriciteit en de warmte uit het koelwater wordt benut.Other possibilities for application as a first primary gas partial flow are the use of combustion gases from, for example, gas burners, gas-fired boilers, gas engines or gas turbines. Of particular importance is the use of gas engines based on available waste gas flows such as, for example, digestion biogas from a sewage treatment plant. Because in this case the heat of the exhaust gases from the engine is also put to good use, the efficiency increases significantly compared to the usual separate arrangement of the bio-5 gas engine, whereby only the generated electricity and the heat from the cooling water is used.
De hierbij ontstane verbrandingsgassen kunnen worden gemengd met buitenlucht om de gewenste temperatuur in combinatie met het gewenste zuurstofpercentage te bereiken, waar-10 door nog steeds een bepaald percentage zuurstof aan deze gassen wordt toegevoegd. De hoeveelheid buitenlucht die aan de verbrandingsgassen worden toegevoerd is afhankelijk van de temperatuur die voor het primaire gas aan de eerste zone nodig is. In het algemeen zal dit 100-270°C bedragen. In het 15 geval van verbrandingsgassen uit een gasketel, wordt een deel van de warmte van het verbrandingsgas teruggewonnen, waardoor deze een verlaagde temperatuur zal hebben wanneer deze naar de eerste zone wordt gevoerd. Het zuurstofpercentage zal in dit geval 0-15% kunnen bedragen. Door de terugwinning van de 20 warmte uit de verbranding van het gas in de gasketel wordt bovendien een verhoogd rendement van de gehele installatie verkregen. Ook kunnen op geschikte wijze verbrandingsgassen uit een gasturbine worden toegepast. Met name in het geval van afgassen uit een gasturbine of gasmotor, kunnen deze een 25 temperatuur van hoger dan 270 °C hebben, bijvoorbeeld tot 450 °C of nog hoger. De uitvinding is derhalve ook toepasbaar op dergelijke gevallen waarbij de temperatuur van de primaire gasdeelstroom hoger dan 300 °C is.The resulting combustion gases can be mixed with outside air to achieve the desired temperature in combination with the desired oxygen percentage, whereby a certain percentage of oxygen is still added to these gases. The amount of outside air supplied to the combustion gases depends on the temperature required for the primary gas in the first zone. In general this will be 100-270 ° C. In the case of combustion gases from a gas boiler, some of the heat from the combustion gas is recovered, so that it will have a reduced temperature when it is fed to the first zone. The oxygen percentage in this case may be 0-15%. Moreover, by recovering the heat from the combustion of the gas in the gas boiler, an increased efficiency of the entire installation is obtained. Combustion gases from a gas turbine can also be suitably used. Particularly in the case of waste gases from a gas turbine or gas engine, these can have a temperature of higher than 270 ° C, for instance up to 450 ° C or even higher. The invention is therefore also applicable to such cases where the temperature of the primary gas partial flow is higher than 300 ° C.
De afgassen uit de afvalverbrandingsinstallatie, 30 welke, zoals in de figuur weergegeven, worden onttrokken nadat deze door het stoffilter 11 zijn gevoerd, hebben een temperatuur van tussen de 100 en 270°C. Een probleem dat bij een dergelijke rookgasrecirculatie kan optreden, is corrosie op "cold spots" en het naar buiten lekken van de recirculatie-35 gassen op plaatsen waar overdruk heerst. Vanwege de temperatuur van de recirculatiegassen, is een dergelijke corrosie ten gevolge van condensatie van het recirculatiegas in de toevoerleidingen aan de verbrandingszone, bijvoorbeeld onder 1015519 10 het verbrandingsrooster 5, mogelijk. Daarom heeft het volgens een voorkeursuitvoeringsvorm de voorkeur om de toevoer 1 van de eerste primair gas-deelstroom te omsluiten door een behuizing 12 welke wordt gevoed met gassen, zoals getoond in Fi-5 guur 2. Hierdoor is een goede isolatie mogelijk. Bovendien zal een lekkage van de recirculatiegassen in deze behuizing 12 niet tot directe problemen in de omgeving leiden, omdat de gelekte gassen in de behuizing 12 worden opgevangen en verdund. Deze gassen kunnen vervolgens in de verbrandingszone 10 worden geleid. Zoals getoond in figuur 2 wordt de tweede deelstroom van het primaire gas gebruikt om de omgeving van de toevoer 1 voor de eerste deelstroom op een gewenste, verhoogde temperatuur te houden waardoor geen condensatie kan optreden. De toevoerleiding 1, en met name de trechter onder 15 het rooster 5 voor de eerste zone, zoals getoond in figuur 2, zit in dit geval in een omkasting 12 welke op een temperatuur wordt gehouden die wordt geregeld door de tweede deelstroom, en welke volgens een verdere voorkeursuitvoeringsvorm tevens op een hogere druk kan worden gehouden. Doordat deze toevoer 20 van de eerste deelstroom wordt geïsoleerd en omsloten door de door de luchtvoorverhitter 7 van de tweede primaire-gas deelstroom verwarmde lucht, zullen koudebruggen via de constructie kunnen worden voorkomen. Hierbij is het mogelijk dat de lucht-voorverhitter 7 voor de tweede zone continu werkt. In-25 dien nodig kan in dat geval een by-pass worden voorzien, waardoor primair gas dat aan de tweede zone wordt toegevoerd niet door de lucht-voorverhitter 7 wordt geleid. Ook is het mogelijk om via een regelklep een koppeling te voorzien tussen de voorverwarmde lucht uit de behuizing en de trechter 30 van de eerste deelstroom om zuurstofrijke lucht aan de eerste deelstroom toe te voegen.The waste gases from the waste incineration plant, which, as shown in the figure, are extracted after passing through the dust filter 11, have a temperature of between 100 and 270 ° C. A problem that can arise with such flue gas recirculation is corrosion on "cold spots" and leakage of the recirculation gases at places where overpressure prevails. Due to the temperature of the recirculation gases, such corrosion due to condensation of the recirculation gas in the supply lines to the combustion zone, for example below the combustion grate 5, is possible. Therefore, according to a preferred embodiment, it is preferable to enclose the feed 1 of the first primary gas partial flow through a housing 12 which is fed with gases, as shown in Fig. 5. This allows good insulation. Moreover, a leakage of the recirculation gases in this housing 12 will not lead to immediate environmental problems, because the leaked gases in the housing 12 are collected and diluted. These gases can then be led into combustion zone 10. As shown in Figure 2, the second partial flow of the primary gas is used to maintain the environment of the feed 1 for the first partial flow at a desired, elevated temperature, so that no condensation can occur. The feed pipe 1, and in particular the funnel under 15 the grate 5 for the first zone, as shown in figure 2, is in this case housed in a housing 12 which is kept at a temperature controlled by the second partial flow, and which according to a further preferred embodiment can also be kept at a higher pressure. Because this supply 20 is isolated from the first partial flow and enclosed by the air heated by the air pre-heater 7 of the second primary gas partial flow, thermal bridges can be prevented via the construction. It is hereby possible for the air preheater 7 for the second zone to operate continuously. If necessary, a by-pass can be provided in that case, whereby primary gas which is supplied to the second zone is not passed through the air preheater 7. It is also possible to provide a coupling via a control valve between the preheated air from the housing and the funnel 30 of the first partial flow to add oxygen-rich air to the first partial flow.
Het rookgas dat voor de recirculatie wordt gebruikt wordt bij voorkeur aan de AVI onttrokken na een doeken- of elektrofilter 11, zodat de stofbelasting in het recirculatie-35 gas laag is en er geen problemen ontstaan met afzettingen in de leidingen. De temperatuur van het recirculatiegas ligt tussen 170 en 270°C, bij voorkeur in het traject van 190-230°C. Deze temperatuur dient hoog genoeg te zijn om proble- 1015519 11 men met condensatie van rookgassen te voorkomen, maar toch laag genoeg om nog met gangbare doekenfiltermaterialen te kunnen worden behandeld. Door middel van een gebruikelijke en bekende ammoniakinspuiting in de eerste trek van de rook-5 gasafvoer (SNCR) is bij deze temperatuur een katalytische omzetting van N0X met NH3 mogelijk, in combinatie met dioxi-ne/furaan-afbraak.The flue gas used for recirculation is preferably withdrawn from the WIP after a cloth or electro filter 11, so that the dust load in the recirculation gas is low and there are no problems with deposits in the pipes. The temperature of the recirculation gas is between 170 and 270 ° C, preferably in the range of 190-230 ° C. This temperature should be high enough to avoid problems with condensation of flue gases, but still low enough to be treated with standard fabric filter materials. By means of a conventional and known ammonia injection in the first draft of the flue gas discharge (SNCR), a catalytic conversion of NOx with NH3 is possible at this temperature, in combination with dioxin / furan degradation.
De primaire lucht voor de eerste zone wordt geregeld op een beheersen van het vuur in de tweede en de derde zone. 10 Het bereik van gastoevoer via de eerste zone dient ongeveer 2,5 tot 25% van de totale hoeveelheid toegevoerd primair gas te zijn. Voor gebruikelijk huishoudelijk afval met een calorische waarde van ongeveer 10.000 kilojoules per kilogram is, door de hoge temperatuur van de gebruikte recirculatiegassen, 15 10% van het totaal voldoende om het afval goed voor te dro gen. Bij een goede uitbrand (kort fel vuur in de tweede zone) is de droging te goed en kan de hoeveelheid worden verlaagd tot 5%. Bij slecht ontstekend afval kan de hoeveelheid worden verhoogd tot 20%.The primary air for the first zone is controlled by controlling the fire in the second and third zones. The range of gas supply through the first zone should be about 2.5 to 25% of the total amount of primary gas supplied. For conventional household waste with a calorific value of approximately 10,000 kilojoules per kilogram, due to the high temperature of the recirculation gases used, 10% of the total is sufficient to properly dry the waste. With a good burn-out (short bright fire in the second zone) the drying is too good and the amount can be reduced to 5%. With poorly igniting waste, the amount can be increased to 20%.
20 Het verbrandingsrooster 5 in de eerste zone, waarop het te verbranden afval 6 initieel wordt aangebracht, heeft niet te zijn voorzien van een waterkoeling. Door een waterkoeling kan namelijk condensatie op de gekoelde delen vanuit de recirculatiegassen ontstaan. De recirculatiegassen hebben, 25 zoals genoemd, een zeer laag zuurstofgehalte, maar een relatief hoge temperatuur, waardoor er vrijwel geen verbranding van het afval boven de eerste zone zal plaatsvinden. Vanwege de lage gehaltes aan zuurstof (ten minste lager dan 20 vol%) zullen bovendien vlamtemperaturen ontstaan van maximaal 30 500°C, als het gehalte zuurstof lager is dan 10 vol%. Het vlamfront kan, vanwege de lage temperatuur en het lage zuurstofgehalte, echter nauwelijks naar beneden kruipen. Een beschadiging hierdoor van het verbrandingsrooster 5 in de eerste zone zal derhalve niet kunnen plaatsvinden.The combustion grate 5 in the first zone, on which the waste 6 to be burned is initially applied, does not have to be provided with a water cooling. This is because water cooling can cause condensation on the cooled parts from the recirculation gases. As mentioned, the recirculation gases have a very low oxygen content, but a relatively high temperature, as a result of which there will be virtually no combustion of the waste above the first zone. In addition, because of the low oxygen contents (at least less than 20 vol%), flame temperatures of up to 30 500 ° C will arise if the oxygen content is less than 10 vol%. However, due to the low temperature and low oxygen content, the flame front can hardly creep down. It will therefore not be possible to damage the combustion grate 5 in the first zone.
35 Het afval dat vanuit de eerste zone de tweede zone bereikt, is echter zeer goed gedroogd, en makkelijk ontbrandbaar. Wanneer dit afval op de tweede zone wordt gebracht, wordt er primaire lucht toegevoerd met een normaal gehalte 1015519 12 aan zuurstof. Hierdoor zal het vlammenfront vrijwel momentaan naar beneden treden. Derhalve heeft het de voorkeur dat het verbrandingsrooster 5' van de tweede en de derde zone water-gekoeld is. Door het zuurstofgehalte, alsmede door de goede 5 menging ervan, zal er een zeer fel vuur ontstaan dat in het afvalbed tot op het rooster 5' brandt. Door de gedeeltelijke pyrolyse, ten gevolge van de hoge temperatuur van het primaire gas, in de eerste zone is het zeer makkelijk brandbare gedeelte van het afval (met name kunststoffen) reeds gedeelte-10 lijk zijn calorische waarde kwijt en zullen de piektemperatu-ren in de tweede en de derde zone lager zijn dan in het geval het afval op de eerste zone volledig zou zijn verbrand, indien daar zoals gewoonlijk wel zuurstofrijke lucht was gebruikt. De warmte die het rooster 5' opneemt en aan de water-15 koeling afgeeft kan bovendien op geschikte wijze worden hergebruikt .35 However, the waste that reaches the second zone from the first zone is very well dried and easily flammable. When this waste is brought to the second zone, primary air is supplied with a normal oxygen content of 1015519 12. This will cause the flame front to descend almost instantaneously. It is therefore preferred that the combustion grate 5 'of the second and third zones be water-cooled. Due to the oxygen content, as well as the good mixing thereof, a very bright fire will be created which burns up to the grate 5 'in the waste bed. Due to the partial pyrolysis, due to the high temperature of the primary gas, in the first zone, the very easily flammable part of the waste (especially plastics) has already partially lost its calorific value and the peak temperatures will the second and third zones are lower than if the waste in the first zone would have been completely incinerated, if oxygen-rich air had been used there as usual. Moreover, the heat which the grate 5 'absorbs and gives off to the water cooling can be reused in an appropriate manner.
Indien de verbranding in de tweede en de derde zone zeer goed verloopt, kan het primaire gas voor de tweede en de derde zone, zonder verdere lucht-voorverwarming 7, 8 worden 20 gebruikt. Voor gebruikelijk huishoudelijk afval (9.000-11.000 kilojoules per kilogram) zal dit in het algemeen het geval zijn wanneer op de eerste zone met behulp van recirculatiegas het afval 6 wordt voorgedroogd. Het gas dat aan de tweede en derde zone wordt toegevoerd, kan derhalve buitenlucht zijn 25 dat rechtstreeks vanuit de buitenlucht wordt toegevoerd.If combustion in the second and third zones is very good, the primary gas for the second and third zone can be used without further air preheating 7, 8. For usual household waste (9,000-11,000 kilojoules per kilogram) this will generally be the case when waste 6 is pre-dried in the first zone using recirculation gas. The gas supplied to the second and third zones can therefore be outside air which is supplied directly from the outside air.
Naast de energiebesparing die hiermee wordt verkregen, heeft dit als voordeel dat, bij koude lucht, de luchtsnelheden lager zullen zijn voor een gelijke toevoer aan zuurstof, waardoor minder vliegas zal ontstaan.In addition to the energy savings achieved with this, this has the advantage that, in cold air, the air speeds will be lower for an equal supply of oxygen, which will result in less fly ash.
30 Zoals reeds eerder genoemd dient de hoeveelheid zuurstof die via de tweede en de derde zone aan het afval 6 wordt toegevoerd ter verbranding, ongeveer stoïchiometrisch of enigszins minder te zijn (0,8-1,0 maal de voor de verbranding noodzakelijke hoeveelheid zuurstof). Afhankelijk van het 35 soort afval, dient per zone ongeveer 15-40% van de totale hoeveelheid van de primaire en tertiaire gastoevoer aan de tweede en de derde zone worden toegevoerd. Bij voorkeur is de hoeveelheid lucht die aan de tweede en de derde zone wordt 1015519 13 toegevoerd ongeveer 25 tot 30% van de totale hoeveelheid gas die als primaire lucht en tertiaire lucht wordt toegevoerd. Hierdoor wordt verkregen dat de grootste warmte-ontwikkeling in het afvalbed zelf plaatsvindt. De uitbrand, d.w.z. het 5 percentage niet-verbrand koolstof, wordt hierdoor verbeterd en, vanwege de hoge temperaturen, worden maximaal veel zware metalen uit de verkregen slakken gedreven. De slakkenkwaliteit wordt derhalve door het goede drogen in de eerste zone beter. Het gas dat voor de tweede en derde zone wordt ge-10 bruikt wordt, zoals genoemd, bij voorkeur niet voorverwarmd en in het geval van voldoende goede afvalstromen, die derhalve goed voorgedroogd kunnen worden om een snelle ontsteking vanaf de tweede zone te verkrijgen, kan eventueel worden afgezien van een lucht-voorverwarmer 7, 8. In tegenstelling tot 15 het voornoemde patent DE3915992A1 wordt het niet zinvol geacht om ook in de hoofdverbrandingszone een aangepast zuurstofgehalte te gebruiken omdat de verbranding daar sowieso onderstoichiometrisch verloopt.As mentioned before, the amount of oxygen supplied to waste 6 via the second and third zones for incineration should be approximately stoichiometric or slightly less (0.8-1.0 times the amount of oxygen required for combustion) . Depending on the type of waste, about 15-40% of the total amount of the primary and tertiary gas supply per zone should be supplied to the second and third zones. Preferably, the amount of air supplied to the second and third zones is about 25 to 30% of the total amount of gas supplied as primary air and tertiary air. This ensures that the greatest heat development takes place in the waste bed itself. The burn-out, i.e. the percentage of unburned carbon, is hereby improved and, due to the high temperatures, a maximum amount of heavy metals are expelled from the resulting slag. The snail quality is therefore improved by good drying in the first zone. As mentioned, the gas used for the second and third zones is preferably not preheated and, in the case of sufficiently good waste streams, which can therefore be pre-dried well to obtain a rapid ignition from the second zone, optionally, an air preheater 7, 8 may be dispensed with. Contrary to the aforementioned patent DE3915992A1, it is not considered sensible to use an adjusted oxygen content in the main combustion zone as well, since the combustion there is in any case sub-stoichiometric.
De laatste zone, bijvoorbeeld een vierde zone, of 20 eventueel zelfs een vijfde zone, of een nog hogere zone indien er meerdere van dergelijke zones worden toegepast, is een uitbrand- en afkoelzone die slechts 5-15% van de totale toegevoerde hoeveelheid gas ontvangt. Hier kan eventueel re-circulatiegas voor worden gebruikt. In dit geval heeft dat 25 het voordeel dat het in het recirculatiegas aanwezige C02 en H20, eventueel aangevuld met extra water, reageert met het calcium in de slakken, waardoor deze een versnelde veroudering ondergaan en er een lagere pH bij een latere uitloging ontstaat. Daardoor wordt de slakkenkwaliteit verbeterd, omdat 30 de uitloging vermindert. Op momenten dat de verbranding in de hoofdverbrandingszone niet goed verloopt kan het zinvol zijn om in de zones direct na de hoofdverbrandingszone tijdelijk een verhoogd zuurstofgehalte te gebruiken om een goede uitbrand van de bodemassen te bewerkstelligen.The last zone, for example a fourth zone, or possibly even a fifth zone, or an even higher zone if several such zones are used, is a burn-out and cool-down zone that receives only 5-15% of the total amount of gas supplied . Recirculating gas can be used for this. In this case, this has the advantage that the CO2 and H 2 O contained in the recirculation gas, possibly supplemented with extra water, reacts with the calcium in the slag, which undergoes accelerated aging and a lower pH with subsequent leaching. This improves the snail quality, because the leaching decreases. At times when combustion in the main combustion zone is not going well, it may be useful to temporarily use an increased oxygen content in the zones immediately after the main combustion zone in order to achieve a good burn-out of the bottom ashes.
35 Om de genoemde lage gehaltes aan zuurstof in het se cundaire gas te verkrijgen, heeft het de voorkeur om recirculatiegas, d.w.z. afgas uit de afvalverbrandingsinstallatie, als secundair gas toe te voeren.In order to obtain the said low levels of oxygen in the secondary gas, it is preferable to supply recirculation gas, i.e. waste gas from the waste incineration plant, as a secondary gas.
'1 0 1 5 5 19 14'1 0 1 5 5 19 14
Voor de tertiaire lucht heeft het de voorkeur dat het percentage 5-30% bedraagt, bij voorkeur 10-20%, van de totale hoeveelheid toegevoerde lucht.For the tertiary air it is preferred that the percentage is 5-30%, preferably 10-20%, of the total amount of supplied air.
Wanneer de vlamhoogte boven het afvalbed 6 door een 5 slechte verbranding of een slechte ontsteking vermindert, heeft het de voorkeur om de hoeveelheid tertiaire lucht te verminderen, eventueel zelfs helemaal te sluiten, om het oplopende zuurstofpercentage, dat wordt verkregen vanwege de slechtere verbranding, in de rookgassen te corrigeren.When the flame height above the waste bed 6 decreases due to poor combustion or ignition, it is preferable to reduce the amount of tertiary air, if necessary even close it completely, in order to increase the percentage of oxygen that is obtained because of the poorer combustion. correct the flue gases.
10 Voor de regeling van het vermogen van het vuur, de ligging van de hoofdverbrandingszone en de mate waarin het afval is uitgebrand aan het einde van het rooster zijn de volgende stuurgrootheden beschikbaar: - De dosering van het afval naar het rooster toe 15 - het transport van het afval op het rooster - hoeveelheid lucht per zone - temperatuur van de lucht per zone - zuurstofgehalte in de eerste zone10 The following control parameters are available for controlling the power of the fire, the location of the main combustion zone and the extent to which the waste is burnt out at the end of the grate: - The dosing of the waste to the grate 15 - The transport of the waste on the grid - amount of air per zone - temperature of the air per zone - oxygen content in the first zone
Hiermee ontstaat een zeer groot aantal combinatiemogelijkhe-20 den. Voorkeur heeft het om het afvaltransport als primaire regeling te gebruiken voor het vermogen van de ketel. De dosering dient hierop afgestemd te zijn om een goede laagdikte te krijgen. In verband met het creëren van lage emissies is een sturing van de luchthoeveelheid in de hoofdverbrandings-25 zone af te raden omdat daarmee de stoichiometrie en dus het verbrandingsevenwicht verstoord wordt. Alleen aanpassingen kleiner dan ca.10% van deze flow of langzame aanpassingen die niet sneller zijn dan de toevoer van het afval naar de hoofd-verbrandingszone zijn hier eventueel mogelijk om het vermogen 30 respectievelijk de ligging van het vuur bij te sturen. Met de in claim 2 voorgestelde individuele regeling van de temperatuur per zone wordt het mogelijk om een lokaal slechte verbranding in de hoofdverbrandingszone tijdelijk te ondersteunen zonder de luchthoeveelheid aan te passen. In verband met 35 het energieverbruik, beperking van NOx vorming en de negatieve invloed op de afvaldoorzet is het streven om de nominale luchttemperatuur in de hoofdverbrandingszone zo laag mogelijk te houden. Dit kan gestuurd worden door de droging op de eer- 1015513 15 ste zone te beïnvloeden. Hiervoor wordt in principe een zo laag vast zuurstofpercentage nagestreefd, en een hoge temperatuur van de eerste-primaire gasstroom. Daarmee wordt de flow van de eerste-primaire gasstroom de primaire stuurgroot-5 te voor de droging van het afval. Deze flow wordt zo geregeld dat op de tweede zone een goede ontsteking optreed, maar niet meer dan daarvoor benodigd is om een al te heftige verbranding te voorkomen.This creates a very large number of combination options. It is preferable to use the waste transport as primary control for the boiler's power. The dosage should be adjusted to this to get a good layer thickness. In connection with the creation of low emissions, it is not advisable to control the amount of air in the main combustion zone, because this disturbs the stoichiometry and thus the combustion balance. Only adjustments smaller than about 10% of this flow or slow adjustments that are not faster than the supply of the waste to the main combustion zone are possibly possible here to adjust the power or the location of the fire. The individual temperature control per zone proposed in claim 2 makes it possible to temporarily support a locally bad combustion in the main combustion zone without adjusting the air volume. In view of the energy consumption, limitation of NOx formation and the negative impact on waste throughput, the aim is to keep the nominal air temperature in the main combustion zone as low as possible. This can be controlled by influencing drying on the first zone. In principle, the aim is to achieve such a low fixed oxygen percentage and a high temperature of the primary gas stream. Thus, the flow of the first primary gas flow becomes the primary control size for drying the waste. This flow is regulated in such a way that good ignition occurs in the second zone, but no more than is necessary to prevent excessive combustion.
Uit het voorgaande blijkt dat de uitvinding een 10 sterk verbeterde werkwijze verschaft voor het verbranden van afval in een afvalverbrandingsinstallatie. De extra investeringen die noodzakelijk zijn voor de recirculatie van de af-valgassen en de complexere constructie voor de toevoer van de recirculatiegassen naar de eerste zone worden gecompenseerd 15 doordat de rookgasreiniging kleiner kan worden uitgevoerd en doordat er veel minder energie nodig is voor de voorverwar-ming van de primaire gasdeelstroom. De voordelen worden met name verkregen doordat de verbranding beter verloopt, en doordat er een betere kwaliteit van bodemassen wordt verkre-20 gen. Tevens is het een voordeel dat afval met een groot traject van een calorische waarde kan worden verwerkt, 5.000- 16.000 kilojoules per kilogram, met een verbranding die goed beheersbaar is. Door de goede voordroging bij de eerste zone, wordt een constantere vlamtemperatuur en vlamhoogte verkre-25 gen, waardoor pieken en dalen in de stoomproductie kunnen worden voorkomen. Al deze maatregelen leiden tot een verbeterd energetisch rendement. Hierbij is het mogelijk een uiteindelijk rendement bij de stroomproductie te verkrijgen van bij voorkeur ten minste 30% bruto/26% netto, met meer voor-30 keur ten minste 33% bruto/29% netto, en met nog meer voorkeur ten minste 36% bruto/33% netto, wanneer de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding wordt gecombineerd met de werkwijze zoals die in de gelijktijdig met deze octrooiaanvrage ingediende octrooiaanvrage van dezelfde uitvinders. Bovendien 35 wordt het gehalte aan NOx verlaagd, ten eerste door de lagere temperatuur in de vuurhaard, en ten tweede door het katalytische stoffilter dat in deze werkwijze effectief kan worden toegepast.From the foregoing it appears that the invention provides a greatly improved method for burning waste in a waste incineration plant. The extra investments that are necessary for the recirculation of the waste gases and the more complex construction for the supply of the recirculation gases to the first zone are offset 15 because the flue gas cleaning can be carried out smaller and because much less energy is required for the pre-heating. measurement of the primary gas partial flow. The advantages are mainly obtained because the combustion proceeds better, and because a better quality of bottom ash is obtained. It is also an advantage that waste with a wide range of a calorific value can be processed, 5,000-16,000 kilojoules per kilogram, with a combustion that is easy to control. Due to the good pre-drying at the first zone, a more constant flame temperature and flame height are obtained, whereby peaks and troughs in the steam production can be prevented. All these measures lead to an improved energy efficiency. It is hereby possible to obtain a final efficiency in the power production of preferably at least 30% gross / 26% net, more preferably at least 33% gross / 29% net, and even more preferably at least 36% gross / 33% net, when the method of the present invention is combined with the method as in the patent application from the same inventors filed concurrently with this patent application. In addition, the NOx content is reduced, firstly by the lower temperature in the furnace, and secondly by the catalytic dust filter that can be effectively used in this process.
1015519 161015519 16
De uitvinding is niet beperkt tot de uitvoeringsvorm zoals weergegeven in de figuren en in de hiervoor genoemde beschrijving. Deze wordt slechts beperkt door de bijgevoegde conclusies.The invention is not limited to the embodiment as shown in the figures and in the aforementioned description. This is only limited by the appended claims.
10155191015519
Claims (17)
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL1015519A NL1015519C2 (en) | 2000-06-14 | 2000-06-14 | Flue gas recirculation at a waste incineration plant. |
| ES01202285T ES2272406T3 (en) | 2000-06-14 | 2001-06-14 | RECYCLING OF BURNED GASES IN WASTE INCINERATORS. |
| EP01202285A EP1164331B1 (en) | 2000-06-14 | 2001-06-14 | Waste incinerator flue gas recirculation |
| AT01202285T ATE338917T1 (en) | 2000-06-14 | 2001-06-14 | WASTE INCINERATION PLANT WITH EXHAUST GAS RECIRCULATION |
| DE60122829T DE60122829T2 (en) | 2000-06-14 | 2001-06-14 | Waste incineration plant with exhaust gas recirculation |
| PT01202285T PT1164331E (en) | 2000-06-14 | 2001-06-14 | Waste incinerator flue gas recirculation |
| DK01202285T DK1164331T3 (en) | 2000-06-14 | 2001-06-14 | Waste incinerator with exhaust gas recirculation |
| CY20061101747T CY1105828T1 (en) | 2000-06-14 | 2006-12-05 | RECIRCULATION OF FUMES OF A WASTE INCINERATOR |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL1015519 | 2000-06-14 | ||
| NL1015519A NL1015519C2 (en) | 2000-06-14 | 2000-06-14 | Flue gas recirculation at a waste incineration plant. |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL1015519C2 true NL1015519C2 (en) | 2001-12-28 |
Family
ID=19771591
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL1015519A NL1015519C2 (en) | 2000-06-14 | 2000-06-14 | Flue gas recirculation at a waste incineration plant. |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1164331B1 (en) |
| AT (1) | ATE338917T1 (en) |
| CY (1) | CY1105828T1 (en) |
| DE (1) | DE60122829T2 (en) |
| DK (1) | DK1164331T3 (en) |
| ES (1) | ES2272406T3 (en) |
| NL (1) | NL1015519C2 (en) |
| PT (1) | PT1164331E (en) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6497187B2 (en) * | 2001-03-16 | 2002-12-24 | Gas Technology Institute | Advanced NOX reduction for boilers |
| AT412500B (en) * | 2002-10-29 | 2005-03-25 | Wilde Andreas Ing | PROCESS FOR BURNING SMALL FUEL |
| US7146916B2 (en) * | 2004-05-14 | 2006-12-12 | Eco/Technologies, Llc | Starved air inclined hearth combustor |
| DE102006005464B3 (en) | 2006-02-07 | 2007-07-05 | Forschungszentrum Karlsruhe Gmbh | Primary reduction of the formation of nitric oxide, nitrous oxide and ammonia in exhaust fumes comprises combusting fuel in a furnace having a gas hot bed, supplying a secondary oxygen gas and axially mixing the exhaust components |
| DE102009014010B4 (en) * | 2009-03-19 | 2012-02-23 | Georg Fischer Gmbh & Co. Kg | Burner for solid, lumpy fuel |
| EP2505919A1 (en) * | 2011-03-29 | 2012-10-03 | Hitachi Zosen Inova AG | Method for optimising the burn-off of exhaust gases of an incinerator assembly by homogenization of the flue gases above the combustion bed by means of flue gas injection |
| JP5871207B2 (en) * | 2012-06-12 | 2016-03-01 | Ｊｆｅエンジニアリング株式会社 | Waste incinerator and waste incineration method |
| JP6260058B2 (en) * | 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 | Stoker-type incinerator |
| CN105351944B (en) * | 2015-12-10 | 2017-12-08 | 重庆三峰卡万塔环境产业有限公司 | A kind of improved grate furnace garbage combustion device |
| CN107631301A (en) * | 2016-08-01 | 2018-01-26 | 北京北控环保工程技术有限公司 | Vertical incinerator and dangerous waste thing subregion CIU |
| DE102017008123A1 (en) * | 2017-08-30 | 2019-02-28 | Martin GmbH für Umwelt- und Energietechnik | Furnace and method for operating a furnace |
| CN112783236B (en) * | 2019-11-11 | 2022-06-14 | 株式会社盖亚 | Drying control method for automatic cooling switching of dryer |
| JP7051792B2 (en) * | 2019-12-18 | 2022-04-11 | 三菱重工業株式会社 | Combustion equipment condition identification device, condition identification method and program |
| CN113406282B (en) * | 2021-06-18 | 2022-08-30 | 国网安徽省电力有限公司电力科学研究院 | Power station boiler tail flue oxygen field calibration method |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3345867A1 (en) * | 1983-12-19 | 1985-06-27 | Wärmetechnik Dr. Pauli GmbH, 8035 Gauting | Process and apparatus for the thermal utilisation of residues |
| JPS61143615A (en) * | 1984-12-17 | 1986-07-01 | Hitachi Zosen Corp | Method of preventing corrosion for boiler tube using combustion exhaust gas |
| DE3915992A1 (en) * | 1988-05-19 | 1989-11-23 | Theodor Koch | Process for the reduction of nitrogen oxides |
| DE4402172A1 (en) * | 1994-01-26 | 1995-07-27 | Steinmueller Gmbh L & C | Method of refuse incineration in furnace with grate firing |
| US5762008A (en) * | 1993-04-20 | 1998-06-09 | Martin Gmbh Fuer Umwelt- Und Enetgietechnik | Burning fuels, particularly for incinerating garbage |
-
2000
- 2000-06-14 NL NL1015519A patent/NL1015519C2/en not_active IP Right Cessation
-
2001
- 2001-06-14 DK DK01202285T patent/DK1164331T3/en active
- 2001-06-14 EP EP01202285A patent/EP1164331B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-06-14 ES ES01202285T patent/ES2272406T3/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-06-14 DE DE60122829T patent/DE60122829T2/en not_active Expired - Fee Related
- 2001-06-14 AT AT01202285T patent/ATE338917T1/en not_active IP Right Cessation
- 2001-06-14 PT PT01202285T patent/PT1164331E/en unknown
-
2006
- 2006-12-05 CY CY20061101747T patent/CY1105828T1/en unknown
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3345867A1 (en) * | 1983-12-19 | 1985-06-27 | Wärmetechnik Dr. Pauli GmbH, 8035 Gauting | Process and apparatus for the thermal utilisation of residues |
| JPS61143615A (en) * | 1984-12-17 | 1986-07-01 | Hitachi Zosen Corp | Method of preventing corrosion for boiler tube using combustion exhaust gas |
| DE3915992A1 (en) * | 1988-05-19 | 1989-11-23 | Theodor Koch | Process for the reduction of nitrogen oxides |
| US5762008A (en) * | 1993-04-20 | 1998-06-09 | Martin Gmbh Fuer Umwelt- Und Enetgietechnik | Burning fuels, particularly for incinerating garbage |
| DE4402172A1 (en) * | 1994-01-26 | 1995-07-27 | Steinmueller Gmbh L & C | Method of refuse incineration in furnace with grate firing |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 010, no. 342 (M - 536) 19 November 1986 (1986-11-19) * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PT1164331E (en) | 2007-01-31 |
| DK1164331T3 (en) | 2007-01-02 |
| CY1105828T1 (en) | 2011-02-02 |
| ATE338917T1 (en) | 2006-09-15 |
| DE60122829T2 (en) | 2007-03-15 |
| DE60122829D1 (en) | 2006-10-19 |
| EP1164331A1 (en) | 2001-12-19 |
| ES2272406T3 (en) | 2007-05-01 |
| EP1164331B1 (en) | 2006-09-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| NL1015519C2 (en) | Flue gas recirculation at a waste incineration plant. | |
| US5762008A (en) | Burning fuels, particularly for incinerating garbage | |
| CA2121295C (en) | Method for burning fuels, particularly for incinerating garbage | |
| JP2002081624A (en) | Waste gasification melting furnace and operation method of the melting furnace | |
| CA2222819C (en) | Method and device for producing and utilizing gas from waste materials | |
| CN102859307A (en) | Fuel-fired furnace and method for controlling combustion in a fuel-fired furnace | |
| CN106678830A (en) | Waste incineration flue gas and air system and incineration control method | |
| JP5800237B2 (en) | Waste incinerator and waste incineration method | |
| CN106989384B (en) | High-efficient low nitrogen combustion's layer fires chain boiler | |
| CN105650618A (en) | Water gas production and combustion integrated combustion method and equipment | |
| JP2007127355A (en) | Rubbish incinerating/melting method and device therefor | |
| PL176862B1 (en) | Method of obtaining thermal energy from wastes, in particular from garbage | |
| JP2004239509A (en) | Combustion control method of refuse incinerator, and refuse incinerator | |
| JP3742441B2 (en) | Method for adjusting combustion temperature in shaft furnace type waste melting furnace | |
| Jørgensen et al. | Modern control systems for MSW plants | |
| CN2372565Y (en) | Internal combustion life refuse incinerator | |
| JP4285760B2 (en) | Operation control method of gasification and melting system and system | |
| CN2793550Y (en) | Boiler with tailed gas of carbon black as fuel | |
| JP3305172B2 (en) | Superheated steam production equipment using waste incineration heat | |
| JP2019190728A (en) | Waste combustion device and waste combustion method | |
| CN210398934U (en) | Incinerator with drying section adopting hearth smoke to dry fuel | |
| JP2961078B2 (en) | Exhaust gas reburning device in a top-type gas cooling tower type incinerator | |
| JP2001241629A (en) | Low-pollution combustion equipment for waste | |
| JPS61208420A (en) | Method of combustion in dry retorting distillation gasification furnace | |
| Marx et al. | Conventional firing systems |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD2B | A search report has been drawn up | ||
| V1 | Lapsed because of non-payment of the annual fee |
Effective date: 20110101 |