NO774072L

NO774072L - POLLUTION-FREE COMBUSTION OF SOLID WASTE

Info

Publication number: NO774072L
Application number: NO774072A
Authority: NO
Inventors: Norman K Sowards
Original assignee: Energy Products Of Idaho
Priority date: 1977-06-20
Filing date: 1977-11-28
Publication date: 1978-12-21
Also published as: SE7712262L; JPS547779A; JPS55167032U; PH13168A; CA1065193A; FI773499A; DK499177A

Description

Oppfinnelsen angår en vesentlig forurensningsfri fluidiserende forbrenning, pyrolyse eller forgassingssystem og metode, The invention relates to a substantially pollution-free fluidizing combustion, pyrolysis or gasification system and method,

i hvilken faste stykker avfall mates kontinuerlig, fortrinnsvis ved et luftinjiseringssystem i et homogent mønster inn i et fluidisert skikt fortrinnsvis omfattende olivin nær forbrenningsbe-holdérens bunn. Et nytt hvirvelgeneratorsystem med eller uten vertikale stoppsøyler er tilveiebragt som forårsaker at luften sti- in which solid pieces of waste are fed continuously, preferably by an air injection system in a homogeneous pattern into a fluidized bed preferably comprising olivine near the bottom of the combustion vessel. A new vortex generator system with or without vertical stop columns is provided which causes the air to

ger i hvirvel fra det fluidiserte skikt,' hvilket forlenger oppholdstiden for de faste avfallspartikler som forefinnes i gassrommet slik at de forbrennes eller returneres til skiktet på grunn av sentrifugalkraften. Små partikler fra det fluidiserte skikt returneres også til skiktet. Skiktdysene befinner seg ovenfor luftkanaler og dyser, hvortil den fluidiserende luft jevnt tilfø-res og det fluidiserte skikt befinner seg ovenfor luftfordelings-systemet, hvilket frembringer en sone i bunnen av det fluidiserte skikt som mottar overkom. Overkom kan kontinuerlig fjernes fra denne sone. Avhengig av driftstemperaturer og oxygentilgang kan enten fullstendig forbrenning eller gjenvinning av et carbonhol- creates a vortex from the fluidized layer, which extends the residence time for the solid waste particles present in the gas space so that they are burned or returned to the layer due to the centrifugal force. Small particles from the fluidized bed are also returned to the bed. The layer nozzles are located above air ducts and nozzles, to which the fluidizing air is uniformly supplied and the fluidized layer is located above the air distribution system, which creates a zone at the bottom of the fluidized layer that receives overflow. Overcome can be continuously removed from this zone. Depending on operating temperatures and oxygen access, either complete combustion or recovery of a carbon

dig residuum og fremstilling av en brennbar gass■avstedkommes. Avtrekket fra beholderen kan behandles i annet utstyr for fjer- dig residuum and the production of a flammable gas. The exhaust from the container can be processed in other equipment for remote

ning av gjenværende faste partikler på en eller flere kjente må-ter. ning of remaining solid particles in one or more known ways.

Som følge herav er den primære hensikt med den foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe et nytt forbrennings-, pyroly- Consequently, the primary purpose of the present invention is to provide a new combustion, pyrolysis

se- eller forgassingssystem og metode.see or gasification system and method.

En annen hovedhensikt med foreliggende oppfinnelse er åAnother main purpose of the present invention is to

gi et nytt fluidiserende skiktarrangement som inkluderer skiktdyser for bruk ved forbrenning, pyrolyse og forgassing. provide a novel fluidizing bed arrangement that includes bed nozzles for use in combustion, pyrolysis and gasification.

Et annet trekk, ved oppfinnelsen angår et nytt hvirvelgeneratorsystem for å forlenge oppholdstiden til faste avfalls partikler i gassonen ovenvof det fluidiserte skikt for dermed å oppnå full forbrenning av avfallet samtidig som man forhindrer tap av de minste partikler fra det fluidiserte skikt. Another feature of the invention relates to a new vortex generator system to extend the residence time of solid waste particles in the gas zone above the fluidized bed in order to achieve full combustion of the waste while preventing the loss of the smallest particles from the fluidized bed.

Et ytterligere mål er å tilveiebringe et nytt luftdyse-injeksjonssystem for brennstoff til bruk i forbrenning av fast avfall, pyrolyse eller forgassing. A further objective is to provide a new air nozzle fuel injection system for use in solid waste incineration, pyrolysis or gasification.

En annen viktig hensikt er å fremskaffe et unikt system til.avsondring og fjerning av grovt gods fra et fluidisert skikt. Another important purpose is to provide a unique system for the separation and removal of coarse material from a fluidized bed.

Oppfinnelsen angår ytterligere et nytt system for resirkulering og rensning av skiktmaterialet. The invention further relates to a new system for recycling and cleaning the layer material.

Enda en betydningsfull hensikt er forsyning av et nytt fluidisert skiktmateriale bestående av olivin for forbrenning, pyrolyse eller forgassing. Another important purpose is the supply of a new fluidized bed material consisting of olivine for combustion, pyrolysis or gasification.

Dette og andre trekk og særpreg ved den foreliggende oppfinnelse vil fremgå tydelig av den etterfølgende beskrivelse sam-men med henvisning til de vedlagte tegninger. Fig. 1 er et vertikalt snitt gjennom en forbrenningsbe-holder i overensstemmelse med den foreliggende oppfinnelse, hvor deler er brukket vekk for bedre forståelse; Fig. 2 er et snitt i planet av dysesystemet for tilleggs-luft som skaper en lufthvirvel ovenfor brennsonen; Fig. 3 er et snitt tatt langs linjen 3 - 3 i fig.. 2; Fig. 4 er et forstørret bilde av en dyse, slik som den foretrukkes nu, hvorav fire stykker vises i fig. 2; Fig. 5 er et forstørret delsnitt av de fluidiserende skiktdyser .slik de foretrekkes nu til adskillelse av overkom; Fig. 6-9 viser vertikalsnitt, delvis gjennombrutt' for bedre klarhet, av forskjellige skiktdyser som kan brukes i forbindelse med sammenstillingen i fig. 5; Fig. 10 er et vertikalsnitt av en annen foretrukken ut-førelse av den foreliggendeoppfinnelse; Fig. 11 er et snitt i planet av utførelsen som er vist i fig. 10 tatt langs linjen 11 - 11 i.fig. 10; Fig. 12 er et vertikalsnitt tatt langs linjen 12 - 12 i fig. 11, og Fig. 13 er et forstørret bilde av brennstoffinjeksjons-systemet i utførelsen i fig. 10. This and other features and characteristics of the present invention will appear clearly from the following description together with reference to the attached drawings. Fig. 1 is a vertical section through a combustion container in accordance with the present invention, parts of which have been broken away for better understanding; Fig. 2 is a section in the plane of the nozzle system for additional air which creates an air vortex above the combustion zone; Fig. 3 is a section taken along the line 3 - 3 in Fig. 2; Fig. 4 is an enlarged view of a nozzle as now preferred, four pieces of which are shown in Fig. 2; Fig. 5 is an enlarged partial section of the fluidizing layer nozzles as they are now preferred for separation of overburden; Fig. 6-9 show vertical sections, partially broken through for better clarity, of different layer nozzles that can be used in connection with the assembly in fig. 5; Fig. 10 is a vertical section of another preferred embodiment of the present invention; Fig. 11 is a section in the plane of the embodiment shown in fig. 10 taken along the line 11 - 11 in fig. 10; Fig. 12 is a vertical section taken along the line 12 - 12 in fig. 11, and Fig. 13 is an enlarged view of the fuel injection system in the embodiment in Fig. 10.

Der henvises nu til utførelsen illustrert i fig. 1-9,Reference is now made to the embodiment illustrated in fig. 1-9,

og samme tall benyttes gjennomgående for betegnelse av de samme deler. Det lavt forurensende forbrenningsanlegg for fast avfall, 2 generelt betegnet med 10 omfatter i korthet apparatur for kontinuerlig tilførsel av brennstoff som kan bestå av stykker av fast avfall 12, til et forbrennings-, pyrolyse eller forgassingssted. Bitene av fast avfall 12 blir noenlunde homogent fordelt i et fluidisert skikt 30 som befinner seg nær bunnen av en forbrennings-beholder 26. Selvom en hvilken som helst transportør kan benyttes, heri inkludert direkte injeksjon av stykkene i skiktet, så viser illustrasjonen et kapslet transportbånd i fig. 1. Transpor-tøren 14 består av et transportbånd 16 drevet på konvensjonell må-te over en enderulle 17, hvorved bitene 12 faller inn i beholderen og fordeles av en støt-kon 19 båret på et feste 21 som i sin tur bæres av et tverrstykke 23. I forbindelse med kasematter 14 kan der be,nyttes mekanismer for å måle med hvilken hastighet avfalls-stykkene mates inn i forbrenningsovnen. Således fordeles det faste avfall ned i det fluidiserte skikt 30. and the same number is used throughout to designate the same parts. The low-polluting incineration plant for solid waste, 2 generally denoted by 10, briefly comprises apparatus for the continuous supply of fuel, which may consist of pieces of solid waste 12, to an incineration, pyrolysis or gasification site. The pieces of solid waste 12 are more or less homogeneously distributed in a fluidized bed 30 which is located near the bottom of a combustion container 26. Although any conveyor may be used, including direct injection of the pieces into the bed, the illustration shows an encapsulated conveyor belt in fig. 1. The conveyor 14 consists of a conveyor belt 16 driven in a conventional manner over an end roller 17, whereby the pieces 12 fall into the container and are distributed by a shock cone 19 carried on an attachment 21 which in turn is carried by a cross piece 23. In connection with case mats 14, mechanisms can be used to measure the speed at which the pieces of waste are fed into the incinerator. Thus, the solid waste is distributed down into the fluidized layer 30.

Avhengig av det spesielle, gods og av omstendighetene kan stykker av fast avfall 12 for-tørkes før de innføres i forbrenningsovnen, eller vann kan tilsettes før eller samtidig med inn-føringen i ovnen. Depending on the particular goods and the circumstances, pieces of solid waste 12 can be pre-dried before they are introduced into the incinerator, or water can be added before or at the same time as they are introduced into the oven.

En gassone 34 umiddelbart ovenfor det fluidiserte skikt utgjør et sted hvor flyktig materiale, som er blitt frigjort fra bitene av tørt avfall 12 under den forbrenning som er foregått i det fluidiserte skikt, i sin tur forbrennes spontant eller ved hjelp av særskilte antenningsmetoder. Siden prosessen er kontinuerlig, vil forbrenningsvarmen i det fluidiserte skikt og forbrenningsvarmen i gassrommet komplementere hverandre, slik at driftstemperaturer med letthet kan vedlikeholdes når de en gang er blitt etablert. A gas zone 34 immediately above the fluidized layer constitutes a place where volatile material, which has been released from the pieces of dry waste 12 during the combustion that has taken place in the fluidized layer, in turn burns spontaneously or with the help of special ignition methods. Since the process is continuous, the heat of combustion in the fluidized bed and the heat of combustion in the gas space will complement each other, so that operating temperatures can be easily maintained once they have been established.

Et lufttilførselssystem 32 driver luft under trykk som pilen 40 viser fra trykkluftkilden 25 oppad inn i det fluidiser- An air supply system 32 drives air under pressure as indicated by the arrow 40 from the compressed air source 25 upwards into the fluidizer

te skikt 3b. I begynnelsen brukes luft med høy temperatur under trykk mottatt fra en konvensjonell luftvarmer 42. Såsnart det fluidiserte skikt har oppnådd den ønskede driftstemperatur, kob- tea layer 3b. At the beginning, high-temperature air is used under pressure received from a conventional air heater 42. As soon as the fluidized bed has reached the desired operating temperature, cob-

les luftforvarmeren 42 ut, og en lamellvifte 25 med høy ydelseread out the air preheater 42, and a louvered fan 25 with high performance

eller lignende fortsetter å levere luft fra omgivelsene til det fluidiserte skikt. Viften 44 drives av motor Ml. or the like continues to supply air from the surroundings to the fluidized bed. The fan 44 is driven by motor Ml.

Avgassene går fra beholderen 26 gjennom en avgasslednihg" 50 enten direkte ut i atmosfæren hvor og i den grad dette er til-latt, eller gjennom hjelpeutstyr hvori slikt innhold av faste partikler reduseres i passende grad. The exhaust gases leave the container 26 through an exhaust duct 50 either directly into the atmosphere where and to the extent this is permitted, or through auxiliary equipment in which such content of solid particles is reduced to an appropriate degree.

Mer inngående spesifisert består beholderen for.det fluidiserte skikt 26 av en rett sirkulær sylinder av stålplate som fortrinnsvis isoleres med ildfast materiale innvendig. Et i horisontalplanet liggende lokk 27, som også er isolert på samme måte, lukker beholderen unntatt for inntaksluft, innkommende faste-avfallsstykker og avgasser. More specifically, the container for the fluidized layer 26 consists of a straight circular cylinder of sheet steel which is preferably insulated with refractory material inside. A lid 27 lying in the horizontal plane, which is also insulated in the same way, closes the container except for intake air, incoming solid waste pieces and exhaust gases.

Åpningene 29, 31 og 33 tillater henholdsvis innføring av faste avfallspartikler og av inntaksluft samt utblåsning av avgasser . The openings 29, 31 and 33 respectively allow the introduction of solid waste particles and intake air as well as the blowing out of exhaust gases.

Luftleveringssystemet.32 avgir luft under trykk mottatt fra vifte 25 gjennom ledning 35 gjennom åpningen 37 inn i inntaks-.kammer 39. Luften tvinges under trykk fra kammer 39 gjennom åpningene 41 og 43 i ristplaten 45 direkte inn i det fluidiserte skikt og ristdysene 47. Passende strukturell støtte for ristplaten 45 utføres fortrinnsvis med konvensjonelle profiljern (ikke vist). Ristplaten 45, fortrinnsvis av stål, er jevnt perforert med nevnte åpninger 41 og 43 jevnt ordnet i X og Y rekker. Åpningene er slik dimensjonert at de med letthet tillater inntaksluft fra lufttilførselssystemet 32 å passere gjennom platen 45 inn i resten av det fluidiserte skikt 30 slik at en jevn fordelning av luften oppnåes. Lokkene 51 på dysene 47 er anbragt ved grense-skiktet mellom de materialer som utgjør det fluidiserte skikt 30 og en sone for grovt gods 53 som forhindrer at partikler fra det fluidiserte skikt kan passere åpningene 43. På lignende måte benyttes plater 55 fortrinnsvis for å dekke åpningene 41 i samme øyemed, da endel av grovskiktet 53 vil bestå av partikler fra det fluidiserte skikt. The air delivery system 32 emits air under pressure received from fan 25 through line 35 through opening 37 into intake chamber 39. The air is forced under pressure from chamber 39 through openings 41 and 43 in grid plate 45 directly into the fluidized bed and grid nozzles 47. Suitable structural support for the grid plate 45 is preferably carried out with conventional profile iron (not shown). The grid plate 45, preferably made of steel, is evenly perforated with said openings 41 and 43 evenly arranged in X and Y rows. The openings are so dimensioned that they easily allow intake air from the air supply system 32 to pass through the plate 45 into the rest of the fluidized bed 30 so that an even distribution of the air is achieved. The lids 51 on the nozzles 47 are placed at the boundary layer between the materials that make up the fluidized layer 30 and a zone for coarse material 53 which prevents particles from the fluidized layer from passing through the openings 43. In a similar way, plates 55 are preferably used to cover the openings 41 in the same way, as part of the coarse layer 53 will consist of particles from the fluidized layer.

Det fluidiserte skikt 30 består av et skikt 59 av fine, granulerte partikler som særpreget består av olivinsand på mellom åtte og tredve masker og hviler på den perforerte plate 45 og mottar der de tidligere nevnte avfallsstykker 12 som underkastes for brenning, pyrolyse eller forgassing, avhengig av den valgte driftstemperatur eller andre variable. The fluidized layer 30 consists of a layer 59 of fine, granular particles which typically consist of olivine sand of between eight and thirty meshes and rests on the perforated plate 45 and receives there the previously mentioned pieces of waste 12 which are subjected to burning, pyrolysis or gasification, depending of the selected operating temperature or other variables.

Forskning og utvikling har forbausende nok vist at et skiktmateriale bestående av olivinsand resulterer i overlegen drift, både ved å redusere tendensen til smeltning og baking og i hastigheten av nedbrytningen av partiklene og elutriasjon av skiktmaterialet, sammenlignet med skiktmaterialer som er brukt tidligere. Olivinsand er et mineral med liten partikkelstørrelse kjennetegnet ved den kjemiske forbindelse (Mg,Fe)SiO^. Mer spesi-elt er olivinsand tilgjengelig fra Olivine Corporation, 1015 Hilton Avenue, Bellingham, Washington 98225, og har en av de føl-gende to sammensetninger: Research and development have surprisingly shown that a layer material consisting of olivine sand results in superior operation, both by reducing the tendency to melting and baking and in the speed of the breakdown of the particles and elutriation of the layer material, compared to layer materials that have been used in the past. Olivine sand is a mineral with small particle size characterized by the chemical compound (Mg,Fe)SiO^. More specifically, olivine sand is available from Olivine Corporation, 1015 Hilton Avenue, Bellingham, Washington 98225, and has one of the following two compositions:

Siktanalysen for olivinsanden rapporteres som følger: The sieve analysis for the olive sand is reported as follows:

Olivin har en spesifikk vekt på 3,22 til 4,39 og en hårdhet mellom 6,5 og 7,0. Den har rombisk krystallform og varierer i farve fra olivengrønn til grågrønn til gulaktig brun. Gods i en partikkelstørrelse varierende fra et 12 masker til et 30 masker gods er å foretrekke (US standard gauge sikter). Man har . funnet at den har en lav varmeutvidelseskoeffisient og høy brudd-motstand mot de mekaniske og termiske påkjenninger som den underkastes i fluidisert skikt-prosessen. Olivine has a specific gravity of 3.22 to 4.39 and a hardness between 6.5 and 7.0. It has a rhombic crystal shape and varies in color from olive green to grey-green to yellowish brown. Stock in a particle size varying from a 12 mesh to a 30 mesh stock is preferred (US standard gauge sieves). One has . found that it has a low thermal expansion coefficient and high fracture resistance to the mechanical and thermal stresses to which it is subjected in the fluidized bed process.

Hele skiktet med unntagelse av grovskiktet 55 kan ha én dybde på 23 - 46 cm. The entire layer, with the exception of the coarse layer 55, can have a depth of 23 - 46 cm.

Med hensyn til skiktdysene 47 (fig. 5) har man med for-bauselse konstatert at egnede skiktdyser, hver plasert på et bæ-rerør 61 (som bestemmer høyden hos den inaktive sone 53) forårsaker at ikke-brennbart, større materiale fjernes kontinuerlig fra det aktive fluidiserte skikt 30, hvorigjennom en god kvalitet av skiktet stadig bibeholdes. Man har funnet at åpningene 43 i ristplaten 45 må-tillate tilstrekkelig luft for at partiklene i skiktet skal bevege seg oppad under påvirkning av den-nevnte luft. Åpningene 41 skal fortrinnsvis ha en mindre størrelse, og de tje-ner til å rense ut en betydelig del av partiklene i det fluidiserte skikt fra grovsonen 53. With regard to the layering nozzles 47 (Fig. 5), it has been found with astonishment that suitable layering nozzles, each placed on a carrier tube 61 (which determines the height of the inactive zone 53) cause non-combustible, larger material to be continuously removed from the active fluidized layer 30, through which a good quality of the layer is constantly maintained. It has been found that the openings 43 in the grid plate 45 must allow sufficient air for the particles in the layer to move upwards under the influence of said air. The openings 41 should preferably have a smaller size, and they serve to clean out a significant part of the particles in the fluidized layer from the coarse zone 53.

Det er forståelig at en hvilken som helst av et antall forskjellige skiktdysetyper kan benyttes. Noen egnede skiktdyser. It will be understood that any of a number of different layer nozzle types may be used. Some suitable layer nozzles.

er illustrert i fig. 5-9. Hver er plasert på et bærerør 61 og omfatter et horisontalt lokk 51. I fig. 5 er lokket utformet som en skive, og montert på en fundamentplate 63 under bruk av søyler 65 som i forening skaper et flertall radielt rettede, horisontale luftutløpsåpninger 67. Bærerøret 61 er sveiset til fundamentplaten 63 ved punkt 69. Hvert bærerør 61 er på samme måte sveiset ved punktene 71 til oversiden av ristplaten 45. is illustrated in fig. 5-9. Each is placed on a carrier tube 61 and comprises a horizontal lid 51. In fig. 5, the lid is designed as a disc, and mounted on a foundation plate 63 using pillars 65 which in unison create a plurality of radially directed, horizontal air outlet openings 67. The carrier pipe 61 is welded to the foundation plate 63 at point 69. Each carrier pipe 61 is similarly welded at points 71 to the upper side of the grid plate 45.

Under henvisning til fig. 6 er lokkplaten 51 nedadbøyetWith reference to fig. 6, the lid plate 51 is bent downwards

for å danne den horisontalt utstående leppe 73 som sveises til fundamentplaten 63 og er avbrutt på to steder i 180° vinkel til hverandre for å danne luftutslippsporter 75. to form the horizontally projecting lip 73 which is welded to the foundation plate 63 and is interrupted in two places at 180° angles to each other to form air discharge ports 75.

I fig. 7 er- den firkantede lokkplate 51 montert direkteIn fig. 7, the square cover plate 51 is mounted directly

på toppen av bærerøret 61 ved fire avstandsklosser 79 ved hvert hjørne og festet med sveiser 77 med fire radielt rettede utløps-porter 79' mellom de fire avstandsklosser 79. Luften som unn-slipper fra åpningene 79' kanaliseres mellom undersiden av lokkplaten 51 og oversiden av den undre firkantede plate 63' ved at den sistnevnte har et sentralt hull gjennom hvilket bærerøret rekker opp og er sveiset til bærerøret ved punkter 81. on the top of the carrier pipe 61 by four distance blocks 79 at each corner and fixed with welds 77 with four radially directed outlet ports 79' between the four distance blocks 79. The air that escapes from the openings 79' is channeled between the underside of the cover plate 51 and the top of the lower square plate 63' in that the latter has a central hole through which the carrier tube extends up and is welded to the carrier tube at points 81.

Fig. 8 er en ytterligere'utførelsesform av skiktdyse i hvilken bærerøret 61 er lukket i den øvre ende med propp 83 som er sveiset eller på annen passende måte festet i denne stilling. Fig. 8 is a further embodiment of a layer nozzle in which the carrier tube 61 is closed at the upper end with plug 83 which is welded or in some other suitable way fixed in this position.

En utvendig hette 85 passer rundt den øvre ende av bærerøret 61An outer cap 85 fits around the upper end of the carrier tube 61

og er på samme måte festet dertil ved sveisning eller lignende. Hetten 85 har et flertall utad- og nedadrettede borede hull 87 and is similarly attached to it by welding or the like. The cap 85 has a plurality of outwardly and downwardly directed drilled holes 87

som er dimensjonert og formet til å passe til hull 89 som befin-which is dimensioned and shaped to fit hole 89 as found

ner seg i den øvre ende av bærerøret 61. Således vil luft som slipper ut gjennom skiktdysen ifølge fig. 8 rettes radielt i en skarp vinkel til horisontalplanet fra hullene 87. settles in the upper end of the carrier tube 61. Thus, air that escapes through the layer nozzle according to fig. 8 is directed radially at a sharp angle to the horizontal plane from the holes 87.

Utførelsesformen av skiktdysen i fig. 9 viser lokkplatenThe embodiment of the layer nozzle in fig. 9 shows the cover plate

51 båret av og sveiset til et flertall staver 91 hvis nedre ender er sveiset til innsiden av bærerøret 61. Bærerøret 61 utvider seg i sin øvre ende 93, hvilket forårsaker at luft som blåses ut. derfra generelt rettes radielt i et horisontalt plan under lokkplaten 51. 51 carried off and welded to a plurality of rods 91 whose lower ends are welded to the inside of the carrier tube 61. The carrier tube 61 expands at its upper end 93, causing air to be blown out. thence generally directed radially in a horizontal plane below the cover plate 51.

Et nytt hvirvelgeneratorsystem illustreres best i fig.A new vortex generator system is best illustrated in fig.

2 - 4. Systemet bringer en trykkluftkilde 101 som kan bestå av en lamellvifte drevet av en motor. M2 med variabelt turtall. Luft som kommer fra kilden 101 passerer hovedkanalen 103 og inn- i for-brenninskammeret 26 gjennom et flertall utløpspunkter. Hovedpar-ten av luften fra hovedkanalen 103 føres inn i beholderen 26 gjennom dysen 105 som strekker seg nedad inn i kammeret tett gjennom åpningen 31 i dets■lokk 27. Luftutslipp fra dysen 105 fortsetter som antydet av piler 107, kommer i kontakt med toppflaten av det fluidiserte skikt 30 i form av en vertikal søyle, og diri-geres hovedsakelig radielt ut derefter. Den nevnte innløpsluft som kan være forvarmet efter ønske, får sin temperatur hevet såsnart den nærmer seg det fluidiserte skike 30 og forårsaker at 2 - 4. The system brings a source of compressed air 101 which may consist of a vane fan driven by a motor. M2 with variable speed. Air coming from the source 101 passes the main channel 103 and into the combustion chamber 26 through a plurality of outlet points. The main part of the air from the main channel 103 is fed into the container 26 through the nozzle 105 which extends downwards into the chamber closely through the opening 31 in its lid 27. Air discharge from the nozzle 105 continues as indicated by arrows 107, comes into contact with the top surface of the fluidized layer 30 in the form of a vertical column, and is directed mainly radially out thereafter. The aforementioned inlet air, which can be preheated as desired, has its temperature raised as soon as it approaches the fluidized bed 30 and causes that

den begynner å stige langs en ring begrenset av den sylindriske, vertikale vegg av beholderen 26 og søylen av innkommende luft vist ved pilene 107. it begins to rise along a ring bounded by the cylindrical vertical wall of the container 26 and the column of incoming air shown by the arrows 107.

Luft fra hovedkanalen 103 føres, som best illustrert iAir from the main duct 103 is led, as best illustrated in

fig. 1 og 2, gjennom hjelpekanaler 109, 111 og 113 for å mate et flertall hvirveldyser 115. Dysene 115 kan være av hvilken som helst passende type, utførelsen vist i fig. 4 er brukbar. Hver dyse er montert gjennom den vertikale vegg av beholderen 26 ved punkter 117 i skarp vinkel til radien derav, slik at luft som slipper ut gjennom hver dyse 115, selv om den ikke er tangential med en gang den blander seg med den ring av luft som sirkuleres mellom den innvendige flate av den vertikale vegg av beholderen 26 og den nedadrettede søyle av innkommende luft 107. Dette fen-omen vises best i fig. 2.. Som illustrert i fig. 3 er dysene fortrinnsvis rettet nedad i en meget liten vinkel med horisontalplanet for å begrense den hastighet hvormed den hevende hvirvel tillater luft å slippe ut gjennom utløpskanal 50. fig. 1 and 2, through auxiliary channels 109, 111 and 113 to feed a plurality of swirl nozzles 115. The nozzles 115 may be of any suitable type, the embodiment shown in FIG. 4 is usable. Each nozzle is mounted through the vertical wall of the container 26 at points 117 at sharp angles to the radius thereof, so that air escaping through each nozzle 115, although not tangential, once it mixes with the ring of air which is circulated between the inner surface of the vertical wall of the container 26 and the downwardly directed column of incoming air 107. This phenomenon is best shown in fig. 2.. As illustrated in fig. 3, the nozzles are preferably directed downwards at a very small angle to the horizontal plane to limit the rate at which the rising vortex allows air to escape through outlet channel 50.

Således samles luftstrøm, som kommer opp fra det fluidiserte skikt, til en ring tett ved beholderens vegger, og hvirvel-dysene sender luft med høy hastighet som skjærer inn i den ringformede gasstrøm og forårsaker hurtig rotasjon enten medsols el- Thus, the air stream, which comes up from the fluidized layer, gathers into a ring close to the walls of the container, and the vortex nozzles send air at high speed that cuts into the annular gas stream and causes rapid rotation either clockwise or

ler motsols av luftringen avhengig av hvilken vei dysene er ret- i tet, hver enkelt dyse komplementerer de andre dyser i rotasjonen av luftringen. Der foregår blanding mellom overflatene med den vertikale søyle av innkommende luft 107, den levende kraft beva- rotates anticlockwise of the air ring depending on which way the nozzles are directed, each individual nozzle complements the other nozzles in the rotation of the air ring. Mixing takes place between the surfaces with the vertical column of incoming air 107, the living force beva-

res og resulterer i hvirvelstrømning. Således sentrifugeres fine partikler fra det fluidiserte skikt ut og returneres til skiktet. Samtidig forhindrer høyhastighetsrotasjonen vertikal kanalisering res and results in eddy current. Thus, fine particles from the fluidized layer are centrifuged out and returned to the layer. At the same time, the high-speed rotation prevents vertical channeling

av luft direkte til utløpet 50, hvilket resulterer i meget lenger oppholdstid for uforbrente brennbare partikler. Som følge herav bevares små avfallspartikler, som ellers ikke sentrifugeres, til-bake til det fluidiserte skikt i gassrommet ovenrof skiktet til disse er forbrent. of air directly to the outlet 50, which results in a much longer residence time for unburnt combustible particles. As a result, small waste particles, which are not otherwise centrifuged, are retained back to the fluidized layer in the gas space above the layer until these are burned.

Med fortsatt henvisning til fig. 2 er å bemerke at stopp-søyler 119 på enhver ønsket plass og i.et hvilket som helst an- With continued reference to fig. 2 is to note that stop columns 119 at any desired location and in any an-

tall kan benyttes for å danne en stillestående sone som forstyr-numbers can be used to form a stagnant zone that disturbs

rer den forøvrig høye rotasjonshastighet av små brennbare partikler og hjelper til at de tilbakeføres til det fluidiserte skikt. Moreover, the high rotation speed of small combustible particles and helps them to be returned to the fluidized bed.

Forbrenning, pyrolyse eller forgassing av fast organisk avfall vil i drift avhenge av den valgte driftstemperatur og av tilgjengelig oxygen. Det er blitt konstatert at ved en skikttem-peratur litt høyere enn 370°C fordampes de flyktige stoffer som kommer fra det faste avfall som fortæres i det fluidiserte skikt og efterlater et kullstoffholdig residuum som ligner stenkull i skiktet. Reaksjonen er litt eksoterm. De flyktige stoffer vil brenne røkfritt ved ca. 595°C eller noe høyere. Det kullstoffholdige residuum forflyktiges ved ca. 540°C og forbrenner komplett ved temperaturer på 650°C eller høyere. Når således total forbrenning er ønsket, holdes temperaturen i gassrommet 34 over 595°C, og temperaturen i skiktet ved 540°C eller høyere, hvorved der produseres energi som kan gjenvinnes ved bruk av dampkjeler eller lignende. Temperaturer i og ovenfor det fluidiserte skikt opp til maksimum 1036°C kan brukes uten at skiktmaterialet reage-rer hverken fysisk eller kjemisk.. Combustion, pyrolysis or gasification of solid organic waste in operation will depend on the selected operating temperature and on the available oxygen. It has been established that at a bed temperature slightly higher than 370°C, the volatile substances that come from the solid waste that are consumed in the fluidized bed evaporate and leave a carbonaceous residue that resembles hard coal in the bed. The reaction is slightly exothermic. The volatile substances will burn smokelessly at approx. 595°C or slightly higher. The carbonaceous residue is volatilized at approx. 540°C and burns completely at temperatures of 650°C or higher. Thus, when total combustion is desired, the temperature in the gas chamber 34 is kept above 595°C, and the temperature in the bed at 540°C or higher, whereby energy is produced which can be recovered using steam boilers or the like. Temperatures in and above the fluidized bed up to a maximum of 1036°C can be used without the bed material reacting either physically or chemically.

Hvis på den annen side det er ønskelig å gjenvinne det - kullstoffholdige materiale som et biprodukt, holdes skiktet ved 540°C, og under disse forhold vil den flyktige substans, som tidligere, brenne røkfritt i gassrommet 34. Hvis dessuten drifts-temperaturen i skiktet er mellom 370 og 594°C, og oxygentilførse-len begrenses til mindre enn 5 % konsentrasjon av det kullstoffholdige residuum, vil dette resultere i flyktige stoffer som kan benyttes derefter som et råmateriale i organisk syntese eller andre prosesser, eller forbrennes i en separat ■ f orbrenningsprosess.. If, on the other hand, it is desirable to recover the - carbonaceous material as a by-product, the layer is kept at 540°C, and under these conditions the volatile substance will, as before, burn smokelessly in the gas space 34. If, moreover, the operating temperature in the layer is between 370 and 594°C, and the oxygen supply is limited to less than 5% concentration of the carbonaceous residue, this will result in volatile substances that can then be used as a raw material in organic synthesis or other processes, or incinerated in a separate ■ for combustion process..

Det er å forstå at hvis ikke spontan antennelse av de flyktige forbindelser i gassrommet 34 skjer, kan en hjelpebren- It is to be understood that if spontaneous ignition of the volatile compounds in the gas space 34 does not occur, an auxiliary fuel can

ner brukes for å underlette dette sluttresultat. For å være sik-ker på skikt- og gassromstemperaturer bør temperaturmålere av kjent konstruksjon være plasert på egnede steder i beholderen. ner is used to facilitate this end result. To be sure of layer and gas room temperatures, temperature gauges of known construction should be placed in suitable places in the container.

Det er også funnet at når bare det fluidiserte skikt 30It has also been found that when only the fluidized layer 30

er blitt forvarmet ved hjelp av brenneren til en temperatur om-kring 370°C, er de flyktige forbindelser som strømmer inn i gassrommet antent, eller kan antennes, hvorved gassroms- og skikttem-peraturene økes til over 650°C nivået. Dette resulterer i røkfri forbrenning av de flyktige forbindelser og total forbrenning av de faste kullstoffholdige materialer når totalforbrenning etter-strebes. Luftforvarmeren 42 for forbrenningsluften sjaltes gradvis ned såsnart skikttemperaturen når en høyde av 425°C, og den sjaltes helt ut når en driftstemperatur på 1030°C er oppnådd, hvorved intet av luftens oxygen i fluidiseringsluften brukes. has been preheated by means of the burner to a temperature of around 370°C, the volatile compounds that flow into the gas space are ignited, or can be ignited, whereby the gas space and layer temperatures are increased to above the 650°C level. This results in smokeless combustion of the volatile compounds and total combustion of the solid carbonaceous materials when total combustion is sought. The air preheater 42 for the combustion air is gradually switched down as soon as the bed temperature reaches a height of 425°C, and it is switched off completely when an operating temperature of 1030°C is reached, whereby none of the air's oxygen in the fluidizing air is used.

Der henvises nu til fig. 10 - 13 som illustrerer et system generelt betegnet 150. De deler av utførelsen 150 som stort sett er de samme som de tilsvarende deler av utførelsen 10, blir i den etterfølgende tekst ikke beskrevet. Reference is now made to fig. 10 - 13 which illustrate a system generally designated 150. The parts of the embodiment 150 which are largely the same as the corresponding parts of the embodiment 10 are not described in the following text.

Den lavt forurensende forbrenner for fast avfall 150 omfatter et særpreget brennstoffinnmatnirigssystem 152 som arbeider efter luftstrålepumpeprinsippet. Brennstoffmatebåndet 16 som The low-polluting incinerator for solid waste 150 comprises a distinctive fuel feeding system 152 which works according to the air jet pump principle. The fuel feed belt 16 which

snur over endevalsen 17, avgir med hjelp av tyngdekraften faste turns over the end roller 17, emits solids with the help of gravity

avfallsstykker 12 gjennom en åpning 154 i en brennstoffinnmat-ningssjakt 156 som utgjør en sideport i den Y-formede brennstoff-innmatningsmekanisme 158. Den Y-formede brennstoffinnmatnirigs-mekanisme 158 trenger gjennom lokket 160 av den med ildfast utmu-ring bekledte beholder 162 ved åpningen 164. Luft mates fra viften 101 gjennom hovedkanalen 103 som beskrevet tidligere til en brennstoffinnblåsningsdyse 166 (fig. 13). Trykkluft som blåses gjennom dysen 166 i nedadgående retning øker lufthastigheten ved dysens utløp. Hastighetsøkningen resulterer i et redusert statisk trykk i det område hvor brennstoffinnmatningssjakten 156 sammentreffer med luftinntaksrøret 168 i den Y-formede brennstoff-innmatningsmekanisme 158. Reduksjonen i statisk trykk skaper et partielt vakuum i innløpet til brennstoffsjakten 154 slik at brennstoffet i virkeligheten suges inn i sjakt 156., Utløpsrøret 170 er rettet mot sentrum av det aktive skiktareal i beholderen 162, og står i skarp vinkel til-, røret for ' inntaksluft 168. Virk-" ningen av luften som kommer inn med høy hastighet med brennstoffet sprer brennstoffet over skiktets overflate i beholderen 162. pieces of waste 12 through an opening 154 in a fuel feed chute 156 which constitutes a side port in the Y-shaped fuel feed mechanism 158. The Y-shaped fuel feed mechanism 158 penetrates through the lid 160 of the refractory lined container 162 at the opening 164. Air is fed from the fan 101 through the main channel 103 as described earlier to a fuel injection nozzle 166 (fig. 13). Compressed air blown through the nozzle 166 in a downward direction increases the air velocity at the outlet of the nozzle. The increase in speed results in a reduced static pressure in the area where the fuel feed chute 156 meets the air intake tube 168 in the Y-shaped fuel feed mechanism 158. The reduction in static pressure creates a partial vacuum at the inlet of the fuel chute 154 so that the fuel is actually sucked into the chute 156 The outlet pipe 170 is directed towards the center of the active layer area in the container 162, and stands at a sharp angle to the intake air pipe 168. The effect of the air entering at high speed with the fuel spreads the fuel over the surface of the layer in the container 162.

Det fluidiserte skikt 172 i utførelsen 150 består av The fluidized layer 172 in the embodiment 150 consists of

olivinsand.olivine sand.

Utførelsen 150 omfatter også et nytt fluidiserende luft-system 180 som tillater kontinuerlig resirkulering og rensning av skiktmateriale under normal forbrenningsdrift på slik måte- at uforbrennbart fremmedgods som medfølger brennstoffet inn i forbrenningsovnen kontinuerlig fjernes og elimineres. Den fluidiserende luft frembringes i hovedviften 182 for fluidisering, iamell-viften eller lignende drives' i rotasjon av motor M3 gjennom en korivensjonell kileremsdrift eller lignende. Den fluidiserende luft sendes fra viften 182 inn i en fordeler for fluidiserende luft 184. Som det vil sees av fig. 11 strekker fordeleren 184 seg utover ca. 105° av periferien nær beholderen 162 og blir pro-gressivt forsnevret i begge retninger for å gi en jevn fordeling av luften inn i et flertal.l rektangulære kanaler 186. Den f lui-diserende luft som utløper fra fordeleren 184 føres inn i et pa-rallelt arrangement av rektangulære kanaler 18 6, som strekker seg tvers over bunnen av det aktive skiktareal, og som har en slik innbyrdes avstand fra hverandre at det mønster av de fluidiserende dyser som er beskrevet i utførelsen 10 oppnåes uten å bruke en ristplate. Kanalene 186 er.riktig formet og dimensjonert for å sikre en ensartet strøm til hver kanal, og de har ensartet bredde og innbyrdes avstand slik at deh hastighet hvormed fremmedgods utvandrer" mellom angitte kanaler er av en forutbestemt kjent størrelse. Anordningen med parallelle kanaler bringer flere fordeler fremfor tidligere kjente fremgangsmåter inklusive rist-plateteknikken, dvs. (a) de smale bredder på kanalene tillater fri passasje av det aktive skiktmateriale og fremmedgods til den kon-formede eks tråksjonssilo nedenfor, (b) relativt varmt skiktmateriale som passerer mellom kanalene avkjøles av luften inne i kanalene til en temperatur som passer den foretrukne kullstålut-førelse av ekstraksjonssiloer, kanaler, fordelere og sikt samtidig med at fluidiseringsluften forvarmes, og (c) kanalenes vib-rasjon forårsaket av gjennomstrømningen av fluidiserende luft sik-rer jevn passasje av hele innholdet av skiktet til den kon-formede ekstraksjonssilo og sikt-transportbåndet nedenfor. Kanalenes lengde varierer fra kanal til kanal på grunn av den sirkulære ut-formning av den illustrerte beholder 162. Hver kanals frie ende er lukket med en hette og fortrinnsvis støttet på en ekspansjons-mekanisme for å møte termisk ekspansjon og kontraksjon i lengde-retningen samtidig som der sikres mot sideveis'forskyvning. Med denantydede anordning avgis stort sett samme luftmengde fra hver dyse 47.'Innløpet til fordeleren 184 kan varmes hvis ønskelig med en hjelpebrenner 188 (fig. 11). The design 150 also includes a new fluidizing air system 180 which allows continuous recycling and cleaning of layer material during normal combustion operation in such a way that non-combustible foreign material accompanying the fuel into the incinerator is continuously removed and eliminated. The fluidizing air is produced in the main fan 182 for fluidization, the iamell fan or the like is driven in rotation by motor M3 through a co-reventional V-belt drive or the like. The fluidizing air is sent from the fan 182 into a distributor for fluidizing air 184. As will be seen from fig. 11, the distributor 184 extends beyond approx. 105° of the periphery near the container 162 and is progressively narrowed in both directions to provide an even distribution of the air into a plurality of rectangular channels 186. The fluidizing air exiting the distributor 184 is fed into a pa - parallel arrangement of rectangular channels 18 6, which extend across the bottom of the active layer area, and which have such a mutual distance from each other that the pattern of the fluidizing nozzles described in the embodiment 10 is achieved without using a grid plate. The channels 186 are properly shaped and dimensioned to ensure a uniform flow to each channel, and they are of uniform width and mutual spacing so that the rate at which foreign matter migrates between specified channels is of a predetermined known magnitude. The device with parallel channels brings several advantages over previously known methods including the grid-plate technique, i.e. (a) the narrow widths of the channels allow free passage of the active bed material and foreign matter to the cone-shaped extraction silo below, (b) relatively hot bed material passing between the channels is cooled by the air inside the ducts to a temperature suitable for the preferred carbon steel design of extraction silos, ducts, distributors and sieves at the same time as the fluidizing air is preheated, and (c) the vibration of the ducts caused by the flow of fluidizing air ensures smooth passage of the entire contents of the layer to the cone-shaped extraction silo and the sieve conveyor belt below the length of the pins varies from channel to channel due to the circular design of the illustrated container 162. The free end of each channel is closed with a cap and preferably supported on an expansion mechanism to accommodate thermal expansion and contraction in the longitudinal direction simultaneously which is secured against lateral displacement. With the indicated device, roughly the same amount of air is emitted from each nozzle 47. The inlet to the distributor 184 can be heated if desired with an auxiliary burner 188 (fig. 11).

Det kornede skiktmateriale og fremmedmateriale som passerer mellom kanalene fyller det rom som dannes av og bæres oppe ■ av en kon-formet silo 190 hvis største diameter er Tik .diameteren hos det aktive skikt i beholder 162, og hvis minste diameter som slutter i et vertikalt rør eller utløp 192. Denne kon kan enten være en statisk kon eller en dynamisk vibrerende kon eller en to-delt kon med både en statisk og en dynamisk seksjon.. Utløpet mun->-ner vertikalt ut på en vibrerende sikttransportør 194 som drives av motor M4, slik at den oscillerer. Siktetransportøren 194 utskiller brukbart, skiktmateriale fra fremmedgods, og fremmedgodset fortsetter opp på båndet 194 over den høyeste ende 19 6 hvor det forkastes. Skiktmaterialet som kan'brukes omigjen, passerer gjennom maskeåpningene i transportøren 194 ned på et lavere transportbånd 198 og avgis fra den høyeste ende 200 derav til en lagersilo for skiktmateriale 202 til en returledning■for skiktmateriale 204, hvorigjennom det returnerte skiktmateriale føres, og til- The granular layer material and foreign material that passes between the channels fills the space formed by and carried up ■ by a cone-shaped silo 190 whose largest diameter is Tik .the diameter of the active layer in container 162, and whose smallest diameter ends in a vertical tube or outlet 192. This cone can either be a static cone or a dynamic vibrating cone or a two-part cone with both a static and a dynamic section. The outlet opens vertically onto a vibrating sieve conveyor 194 which is driven by motor M4, so that it oscillates. The screening conveyor 194 separates usable, layered material from foreign material, and the foreign material continues up the belt 194 above the highest end 19 6 where it is rejected. The layer material that can be used again passes through the mesh openings in the conveyor 194 down onto a lower conveyor belt 198 and is discharged from the highest end 200 thereof to a storage silo for layer material 202 to a return line ■for layer material 204, through which the returned layer material is fed, and to

slutt gjennom utløpsenden 206 derav inn på det fluidiserte skikt 172 i beholderen 162 ved kraft fra viften 203 drevet av motor M5. Således fjernes fremmedgods, og skiktmateriale resirkuleres kontinuerlig. Siloen 202 gir et hendig sted for tilsetning av til-setnings-skiktmateriale som kreves fra tid til annen under normal drift av utførelsen 150 på grunn av elutriering og slitasje forårsaket av nedbrytning av partikler og nedslitning.. På denne må- finally through the outlet end 206 thereof into the fluidized layer 172 in the container 162 by force from the fan 203 driven by motor M5. In this way, foreign matter is removed, and layer material is continuously recycled. The silo 202 provides a convenient location for the addition of additive layer material required from time to time during normal operation of the embodiment 150 due to elutriation and wear caused by particle breakdown and wear.

te vedlikeholdes skiktinnholdet ved det optimale nivå for riktig fluidisering. the layer content is maintained at the optimum level for proper fluidisation.

Claims

1. Combustion, pyrolysis and gasification system, characterized in that it consists of a container, device for feeding fuel into the container, a fluidized layer of non-agglomerated sand particles inside the container, a heat source to bring the temperature of the layer up to a temperature of 370 - 1030°C, device for introducing air into the fluidized bed, which comprises a source of compressed air, an air distribution system placed below the fluidized bed consisting of a plurality of channels, a distributor placed between the source of compressed air and the channels and a plurality of nozzles placed in the fluidized layer, which nozzles are mounted on and receive air from the channels by that the mentioned channels are placed at a distance from each other, generally vertical passages of considerable width mel lom the channels, which define areas through which the unwanted material migrates downwards from the fluidized bed.

2. System according to claim 1, characterized in that the contaminated layer material contains coarse foreign matter and comprises a system for recycling the contaminated layer material, which system consists of openings between the channels through which the contaminated layer material passes to a separation location, a separator at this location for the separation of the contaminated layer material in foreign material and regenerated layer material as well as a conveyor for returning the regenerated layer material to the fluidized layer in the container.

3. System according to claim 2, characterized in that the aforementioned openings comprise a cone-shaped extraction silo for contaminated layer material as well as a movable vibrating cone.

4. System according to claim 2, characterized in that the separator comprises a vibrating sieve which retains coarser foreign material and allows regenerated layer material to pass through.

5. System according to claim 2, characterized in that the said conveyor further ■comprises an inlet construction which receives new layer material through which the content of layer material in the container can be maintained at an optimal amount for effective fluidization.

6. System according to claim 1, characterized in that the container consists of a generally cylindrical combustion chamber, the fluidized layer is located in the chamber with a gas zone above the fluidized layer, in at least one outlet opening above the gas space that escapes exhaust gases from the interior of the chamber, secondary intake air structure that leads air into the interior of the chamber and which is placed centrally above the fluidized layer and directs the aforementioned air centrally downwards towards the fluidized layer and forces the air to rise in the chamber in the form of a ring along the wall of the chamber, third inlet air structure that leads air into the comb the interior of the lake near the wall of the chamber in the gas space with at least the greater part of the air led from there tangentially to the wall as it is introduced into the chamber, whereby a gradually rising annular vortex of air is formed, whereby fine particles are centrifuged out of the gas space to the fluidized layers, and the residence time in the gas space is increased for any remaining particles so that complete combustion is achieved.

7. System according to claim 6, characterized in that the interior of the generally cylindrical combustion chamber comprises at least one stagnation column near the surface of the inner wall in the chamber, which disturbs the periphery of the aforementioned rising annular vortex and contributes to the return of fine particles from the gas space to the fluidized bed .

8. System according to claim 1, characterized in that the device for introducing air comprises a plurality of air nozzles distributed in different places within the container with at least some of these nozzles placed in elevated positions well above the top of the fluidized layer, at least some of the said nozzles directed so that exhaust air is directed away from the sand particles and along the wall of the container, whereby said unwanted material can be continuously removed from the active fluidized layer down into the area below the layer nozzles in order to maintain good quality of the layer's properties and air is circulated in a vortex manner along essentially the entire container wall above the fluidized bed.

9. System according to claim 1, characterized in that the fluidized layer in the container originally consists of olivine sand in an unreacted state to improve the layer's physical properties. in