NO782518L - Forbrennings-system. - Google Patents

Description

Forbrenningssystem

Foreliggende oppfinnelse angår generelt fremstilling av varme eller energi og er spesielt rettet mot en teknikk og et system for å utføre eller utnytte den teknikk som benytter treavfall eller annet avfall, slik som treflis, sagspon eller sam-menpresset husholdningsavfall, f.eks. for å varme opp damkjeier som produserer varmtvann eller damp.

Den høye pris på fossile brensler slik som kull, og petroleum har i de senere år stimulert til forskning som er rettet mot forbrenning av forskjellig avfall fra industri og jord-bruk til oppvarmingsformål. Slike prosesser er også kjent for å produsere varme ved forbrenning av treavfall, slik som sagspon og andre trebearbeidingsrester. Disse tidligere kjente frem-gangsmåter omfatter vanligvis at det avfall som skal brennes, blir fjernet fra en binge og de oppdeles eller oppkuttes ved knusing eller maling. Det knuste avfallsmateriale blir derpå ført inn i en luftstrøm og sprøytes direkte inn i fyrrommet på

en kjele, hvor avfallet antennes mer eller mindre spontant på grunn av varmestrålingen i fyrrommet.

I praksis skjer imidlertid ikke tenningen av det avfall som sprøytes inn på denne måte, fullstendig spontant, og forbrenningen blir derfor ofte ufullstendig. Det er av denne grunn at slike tidligere kjente prosesser også omfatter en samtidig inn-sprøytning av et mer lettantennelig brennstoff, slik som petroleum eller gass, idet treavfallet da benyttes som et hjelpebrenn-stoff. Den tidligere kjente teknikk som foreskriver bruk av kostbart brensel som det er knapphet på sammen med avfallsstoffer, er ikke særlig effektiv hva økonomien angår.

Det er derfor et hovedformål med foreliggende oppfinnelse å brenne treavfall fullstendig uten ytterligere bruk av annet brennstoff. Et fremtredende trekk ved oppfinnelsen ligger i et system hvor endel av forbrenningsvarmen fra den varme sone i fyrrommet trekkes derfra og ledes inn i et kaldere område, hvor det finnes luft og avfallsmateriale, idet denne varme da vil pyrolisere dette materiale.

Et annet formål med oppfinnelsen er å unngå de ulemper som oppstår ved markerte variasjoner i fuktighetsinnholdet i det treavfall som skal brennes på den ovennevnte måte og samtidig for å oppnå en forbedring av den termiske virkningsgrad ved forbrenning av dette avfall er det tilveiebragt et system hvor var-men fra f orbrennings-gassene frembringer den energi som er nødven-dig for å tørke avfallet, og hvor en "syklon" danner det organ som utøver denne varmeveksling, samtidig som de fuktige gasser atskilles fra det tørkede avfall.

Enda et formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe en ensartet og kontrollert fremstilling av oppdelt treavfall selv om dette treavfall er meget fuktig.

Dette og andre formål oppnås kort sagt med dette system ifølge oppfinnelsen for brenning av relativt fuktig treavfall, slik som flis, sagspon etc. i fyrrommet på en kjele, hvorfra de fjernes i form av en varm blanding eller såkalte "avgasser" bestående av gass og faste partikler, hvorav noen består av ufullstendig forbrent treavfall, som vil bli angitt som "residuum".

Både treavfall og avgasser mates inn i en "utvekslerseparator" på en slik måte at treavfallet blandes godt med avgassene, idet de faste partikler, friskt avfall og residuum blir atskilt fra gassfasen. Både de varme, med fuktighet' mettede gasser og treavfallet og residuet fjernes fra utvekslerseparatoren. Treavfallet utsettes på grunn av denne operasjon for en viss grad av tørking og en viss oppvarming, og dette fører til at en stor del av residuet kan resirkuleres til fyrrommet i dampkjelen.

Det skal påpekes at varmeveksler- og separeringsfunksjo-nene innenfor mantelen*i utvekslerseparatoren kan utføres enten samtidig eller i rekkefølge. Det vil si at varmevekslerfunksjo-nen enten kan utføres ved gjennomgang gjennom en vegg eller ved direkte kontakt eller, blanding, og at separerings funksjonen kan utføres enten ved en .størrelsesutvelgelse (siling, filtrering) eller ved en vektutvelgelse (utfelling, sentrifugering).

Avfallet kan spesielt sies å bli innført i utvekslerseparatoren i en luftstrøm. En turbulent bevegelse frembringes i dette, og dette bevirker en kraftig blanding av avgassene og luftstrømmen som føres inn i treavfallet og medvirker til sepa- reringen av gassfasen fra de faste partikler. Organene for frem-bringelse av en slik turbulensbevegelse kan være av statisk karakter, f.eks. geometrien for separatormantelen og det spesielle arrangement for gasstrømmene, eller kan være av dynamisk karakter, f.eks. ved hjelp av en bladagitator.

I en foretrukken utførelse har utvekslerseparatoren en sylinder-konisk geometri som en "syklon" og omfatter to aksiale utløp.Det ene er et nedre utløp og det andre er et øvre utløp. Det er utformet to tangentiale innløp. Det sørges for tilførsel til det ene innløp ved hjelp av en såkalt sentrifugalvifte, idet det med dette uttrykk skal forstås at viften er koblet til en "knusertilbringer" som mater avfall inn i luftstrømmen til syklonen. En resirkulasjonsvifte sørger for tilførsel av avgasser gjennom det andre innløp til syklonen, slik at residuet i strømmen resirkuleres. Det øvre utløp i syklonen er koblet til en skorstein som sender ut vanndampmettede gasser, og det nedre utløp i syklonen virker som en tilløpstrakt for de faste partikler, treavfall og residuum.

Ifølge en foretrukken utførelse av et system i samsvar med oppfinnelsen tilføres knust eller oppmalt treavfall til'sentrif ugalvif ten fra en tilbringerknuser som også tjener til å ut-porsjonere avfallet til syklonen, hvortil også avgassene tilføres fra resirkulasjonsviften. For å tilveiebringe et passende lite overtrykk i kjelen, samtidig som man får en avkjøling av gasser som mates til syklonen, er det anordnet et luftinntak med en regulerbar åpning oppstrøms for resirkulasjonsviften. Kjelen til-måtes både med luft og brennstoff fra en matevifte som leverer treavfall og residuum som uttas fra uttakstrakten i syklonen, til fyrrommet i kjelen.

Anordningen for tilbringing, knusing og utporsjonering av flis og annet treavfall som er plassert ved bunnen av en trakt som inneholder avfall, er utstyrt med en tilbringerarm som syklisk drives rundt i trakten og med en knuser med kniver og motkniver montert på plater' som er anordnet vertikalt i koaksialt forhold til hverandre. Tilbringerarmen er via et universalledd koblet til en drivaksel som bevirker rotasjon av noen av knivholderpla-tene, og rotasjonen av drivakselen foregår relativ sakte. Det skal bemerkes at i tillegg til at bruken av en enkelt drivaksel og en enkelt drivmotor gir en fordelaktig enkelhet, vil anordningen på grunnav den lave knivhastighet gjøre det mulig å dele opp meget vått treavfall.

Armen er ved dens leddpunkt med akselen utformet med et sporhjul og akselen er ved dens leddpunkt utformet med en sporkopp som står i inngrep med sporhjulet. Som et resultat av dette arrangement kan ikke armen hindres i å rotere i en skråstilling inne i trakten, for -i denne stilling er sporhjulet og sporkoppen i sporinngrep med hverandre, og armen vil derfor drives i en kretsbevegelse.

Knuseren består av et hus hvori det er koaksialt arran-gert (a) en første plate som er stasjonær i forhold til huset,

og denne første plate er utstyrt med en første rekke blad som skal betegnes øvre motkniver, (b) en annen plate som er fastkilt på akselen og er utstyrt med en anne rekke blad som danner kniver med to kutteegger, (c) en tredje plate som også er stasjonær i forhold til huset, og denne tredje plate er utstyrt med en rekke med blad i form av avlange åpninger som danner de nedre motkniver og (d) en fjerde plate som kan vinkelforskyves i forhold til den tredje plate, og denne fjerde plate er utformet med en rekke trekantformede åpninger i likhet med åpningene i den tredje plate. Ved en vinkelforskyvning blir det mulig å få en avdekning av de avlange åpninger i forhold til de trekantformede åpninger, og derved blir det mulig å regulere tverrsnittet for flispassasjen.

Den andre, tredje og fjerde plate er stablet på hverandre hovedsakelig flate mot flate, og en femte plate som er fastkilt på nevnte aksel, er plassert i en forutbestemt avstand under den fjerde plate. Den femte plate utgjør en bunnplate som danner bunnen i et kammer som er formet som en sylindrisk mantelsidevegg hvori det er utformet et utløp. Rotasjonshastigheten er fortrinnsvis av størrelsesordenen 15 omdr./min.

Videre består den første rekke av blad fortrinnsvis av tre blad,.hvor hvert blad er plassert ved kanten av en åpning. Den andre bladrekke består av to blad, hvor hvert blad har to kutteegger, en øvre og en nedre kutteegg, som for det første samvirker med bladene i den første plate og for det andre samvirker med bladene i den tredje plate. Den tredje platerekke eller åpningsrekke i tredje og fjerde plate er fortrinnsvis utformet i et antall av seks.

Hvert blad i den andre rekke har dessuten et tverrsnitt som et konkavt polygon, hvor nabosider i dette konkave polygon danner en vinkel på 90° og danner sammen med de tilstøtende flater kutteeggene og hvor flaten ved den nedre kutteegg er vesent- lig større enn flaten ved den øvre kutteegg.. De to andre flater ved kutteeggene er fortrinnsvis i hovedsaken parallelle. Den tredje plate er utformet som en kopp som er åpen mot toppen, og rommet i koppen er beregnet til å kunne oppta den andre plate.

Den tredje plate er utformet med langs omkretsen liggende åpninger, hvorav noen er aksiale og avlange, mens andre fortrinnsvis er radiale og anordnet i sideveggen på koppen. Kammeret som har form av en sylindrisk mantel, er avdelt langs en radius ved hjelp av en delevegg som danner en forlengelse av en rørledning som forbinder kammeret med en sugevifte.

Systemet omfatter også en pyrolytisk brenner som letter forbrenningen av den brennbare blanding bestående av oppdelt treavfall innført med en luftstrøm. Denne brenner er utstyrt med en mantel som er kjent som et pyrolysekammer og har en innløps-åpning for blandingen og en utløpsåpning, en innretning for over-føring av noe av forbrenningsvarmen fra utløpsåpningen mot inn-løpsåpningen samt et organ for å retardere fremføringen av treavfallet i kammeret.

Denne overføringsinnretning består fortrinnsvis av minst en massiv og i hovedsaken langstrakt kjerne som er montert i kammeret og strekker seg tilnærmet fra innløpsåpningen til utløpsåp-ningen, og kjernen er fremstilt av et materiale som er en god varmeleder, f.eks. et metall. Det retarderende organ er fortrinnsvis laget som minst et element i form av en rist eller sikt som delvis hindrer passasje av blandingen og som danner en oppstrømsdel og en nedstrømsdel i pyrolysekammeret. Det ristfor-mede element er også laget av et godt varmeledende materiale, slik som metall.

Kjernen som danner overføringsinnretningen og ristele-mentet som danner retardasjonsorganet, er fortrinnsvis i god ter-misk kontakt. Som en følge av dette samvirkende forhold som fø-rer til pyrolyse, kan forbrenningen av treavfallet begynne når avfallet kommer inn i pyrolysekammeret. På grunn av at material-strømmen og strømmen av noe av forbrenningsvarmen foregår i mot-satte retninger, kan ikke treavfallet trenge inn fra pyrolysekammeret uten at materialvolumet blir betydelig redusert, enten ved pyrolyse eller ved forbrenning. For å oppnå en bedre varmeveksling mellom gassene og kjernen vil den sistnevnte representere en sik-sak-bane for den brennbare blanding i det minste i det varmeste område, og den er derfor profilert i det minste i dens kaldeste område på en slik måte at det blir mulig å få en god strømning og en god ' fordeling av den brennbare blanding.

Ifølge en foretrukken utførelse av brenneren som fortrinnsvis kombinerer de ovennevnte karakteristiske trekk' - nemlig at det finnes en langstrakt kjerne og at det finnes et ristformet element i pyrolysekammeret - er kjernen en hul metallsylinder, hvorav en første ende ved innløpsåpningen til kammeret er lukket. Veggen i denne sylinder er utformet med en rekke perforeringer, slik at disse danner forbindelse mellom rommet innenfor og utenfor sylinderen.

I denne foretrukne utførelse av pyrolysekammeret er ut-løpsåpningen sirkulær for å muliggjøre tilpasning av den andre ende av sylinderen, fortrinnsvis på en hermetisk avtettet måte. Dette arrangement fører til at brennstoffblandingen, sammensatt

av luft og treavfall, passerer fra innløpsåpningen mot utløpsåp-ningen gjennom sylinderveggen. Dette arrangement frembringer ikke bare en sik-sak-bane som fremmer varmevekslingen, men det hindrer også passasje av ikke pyrolysert avfall. Arrangementet fører også til en situasjon, hvor den varmeste del av den brennen-de blanding blir liggende i det indre av kjernen, og derved unn-gås en uønsket oppvarming av kammerveggen.

For å unngå en uønsket overopphetning av kjernen som

kan føre til dannelse av vitrøse avsetninger som blokkerer perforeringene, er den sylindriske kjerne fortrinnsvis utformet med kjøleinnretninger i form av en rekke langsløpende kanaler i sylinderveggen, og disse kanaler er konstruert for å muliggjøre passasje av sekundær forbrenningsluft og kjøleluft til sylinderen.

Disse kanaler består fortrinnsvis av en metallskruespi-ral for å fremme varmevekslingen mellom sekundærluften og sylinderen. Ifølge denne utførelse er den første ende av sylinderen formet som en massiv metallskive med et ringspor som binder kanalene sammen i riktig forhold til en innløpsledning for sekundærluften.

Ifølge en første modifikasjon av denne brenner kommer sekundærluften inn ved frontenden av den sylindriske kjerne og deles opp i to strømmer - en første strøm som passerer gjennom et ringrom mellom frontenden av den sylindriske kjerne og en dyse som er en forlengelse av kjernen inn i fyrrommet, og en annen

for kjøling av kjernen beregnet luftstrøm som passerer gjennom kanaler fra frontenden mot bakenden av kjernen i en forplantningsretning som er motsatt av strømningsretningen for brenselblandingen.

Sekundærluften, som har avkjølt kjernen, blir suget ut fra lukkeskiven via et rør som passerer gjennom pyrolysekammeret mot utsiden av brenneren. Dette arrangement fører til en situasjon, hvor varmeoverføringen fra den varme frontende av kjernen mot dennes kaldere bakre ende ikke bare skjer som varmeledning, men foregår også ved konveksjon og gir derved grunnlag for en mer effektiv varmeoverføring og en jevnere kjernetemperatur.

Ifølge en annen modifikasjon av brenneren er lukkeskiven forsynt med uttagninger for å. muliggjøre innføring av i det minste et massivt metallelement med langstrakt form i den hule metallsylinder, og dette metallelement stikker ut av skiven og for-bi sylinderen ved siden av innløpsåpningen til nevnte kammer. Dette element er fortrinnsvis ved hjelp av en flens festet til skiven med en mellomliggende varmefast og isolerende pakning, idet det er sørget for et visst spillerom mellom lukkeskiven og elementet for å unngå varmeoverføring mellom elementet og skiven. Elementet tjener til å gjenvinne noe av den varme som er frem-bragt inne i sylinderen og overføre den til i nærheten av inn-løpsåpningen for på dette sted å innlede pyrolysen av avfallet.

For å gi en bedre forståelse av oppfinnelsen samt angi andre formål og trekk ved denne skal det vises til den følgende detaljerte beskrivelse under henvisning til vedlagte tegninger, hvor: Fig. 1 skjematisk viser et system til utførelse av en prosess ifølge oppfinnelsen til forbrenning av treavfall og annet avfallsmateriale, fig. 2 er et oppriss av en foretrukken utførelse av det på fig. 1 viste system, fig. 3 viser i vertikalsnitt en foretrukken utførelse av en utporsjoneringsinnretning fra en tilbringerknuser som brukes i det på fig. 1 viste.system, fig. 4 er et grunnriss delvis i snitt og viser'en detalj fra den på fig. 3 viste innretning, fig. 5 er et grunnriss av den første knivholderplate som inngår i den på fig. 3 viste innretning, fig.6 er et delsnitt i større målestokk av en av knivene som ér montert på den første knivholderplate, og fig. 7 er et grunnriss av den andre knivholderplate som inngår i den på fig. 3 viste innretning.

Fig. 8 er et delsnitt i større målestokk av en av knivene 'som er montert på den andre knivholderplate, fig. 9 er et grunnriss av den tredje motknivholderp.late som inngår i den på fig. 3 viste innretning, fig. 10 er et grunnriss av den fjerde plate som inngår i den på fig. 3 viste innretning, og denne fjerde plate samvirker med den tredje plate, fig. 11 viser en første utførelse.av en pyrolytisk brenner ifølge oppfinnelsen, fig. 12 er et perspektivriss delvis i snitt av en foretrukken ut-førelse av kjernen i en pyrolytisk brenner av den på fig. 11 viste type , fig. 13 er et lengdesnitt som er lagt gjennom en første modifikasjon av den pyrolytiske brenner, fig. 14 er et lengdesnitt som er lagt gjennom en annen modifikasjon av den pyrolytiske brenner, og fig. 15 er et enderiss av kjernen i den på fig. 14 viste brenner.

Ved beskrivelsen av hovedsystemet ifølge oppfinnelsen viser fig. 1 at treavfall er lagret i en trakt eller binge 2a,

og avgasser som kommer fra en kjele 3 cl , innføres i et kammer 1<cl>for en "utvekslerseparator". Varme og fuktighetsmettede gasser føres ut fra dette kammer via en skorstein eller en rørledning 4a, mens faste partikler trekkes ut via en avtapningstrakt 5a.

På o fig. 2 er utvekslerseparatoren 1 3. ifølge fig. 1 vist som en sylindrisk-konisk formet syklon 14a som er utformet med to tangentiale innløp 26. cl og 27 cl ved den øvre ende og to aksiale ut-løp, nemlig et nedre utløp 21 som danner avtapningstrakten og et øvre utløp 19a som svarer til en rørledning. De to innløp 26a og 27 er diametralt motstående, fordi installasjonen, ligger på en horisontal rett linje. Innløpet 26 ci er via en rørledning 15<cl>koblet til en sentrifugalvifte 16 som tilføres treavfall fra en knusertilbringer ll<a>som mottar avfall fra en lagringsbinge 10a. Det øvre innløp 27a er via en rørledning koblet til en resirkulasjonsvifte 18a.

Resirkulasjonsviften 18 cl er koblet til et røkkammer 29<cl>

i en kjele 12 cl hvis innløp 2 3 cl har en rektangulær åpning som reguleres ved hjelp av et spjeld 24a for at røkkammeret skal kunne settes i forbindelse med atmosfæren. Et annet spjeld 25a tjener til å regulere avgasstrømmen mellom røkkammeret 29a og resirkulasjonsviften 18a.

En matevifte 22a forsyner fyrrommet 13a i kjelen 12a

med treavfall og residuum som er samlet opp fra avtapningstrakten 21 cl fra syklonen oppblandet med forbrenningsluft. Virkningen av tilbringerviften 16 cl og resirkulasjonsviften 18 cl som mater syklonen, er at syklonen står undet et lite overtrykk, og derved kan. fuktighetsmettede gasser evakueres gjennom rørledningen 19 etter at støv er fjernet i et filter, f.eks. det statiske filter 30a,

mens de faste partikler samles opp ved bunnen av avtapningstrakten fra syklonen. Som eksempel kan nevnes at for en middels kraf-tid installsjon kan overtrykket i syklonen 14a være 200 mm vann-søyle, og avgassene som kommer inn i syklonen gjennom rørlednin-gen 17a har en temperatur på mellom 80° og 250°C.

På o grunn av mateviften 22 cl og spjeldene 23 ci og 25 cl kan kjelen 12a holdes på et svakt overtrykk, f.eks. på 30 til 60 mm vannsøyle. Som eksempel kan det nevnes at fuktigheten av treavfallet kan falle fra 80% til 10%.

På fig. 3 og 4 er det vist en knusertilbringer ifølge oppfinnelsen og denne er utformet for å kunne festes til bunnen av en trakt l*3. Denne innretning omfatter også en tilbringerarm 2^ som er opplagret for syklisk å kunne sveipe langs trakten ved hjelp av en motordrevet aksel 3 som også driver en knuser bestående av en rekke sirkulære plater inne i et sylindrisk hus 4 . Akselen 3^ roteres fra motoren via en reduksjonsveksel 5<*>"<*>som er koblet til drivmotoren. En knuser av denne type kan være elementet ll<a>i det på fig. 2 viste system.

Ifølge et trekk ved oppfinnelsen er armen 2° i nærheten av universalleddet 6^, som forbinder armen 2° til akselen 3^, utstyrt med et sporhjul 7 , mens akselen 3^ nær ved leddet har en sporkopp 8^ som-er i inngrep med sporhjulet 1^. Antall spor i sporhjulet 7^ er fortrinnsvis seks og spor i sporkoppen er tre. Når således akselen roteres, vil armen som inntar en skråstilling, tvinges til å rotere inne i trakten.

Knuseren inne i huset 4b omfatter i et koaaksialt arrangement fra topp til bunn en første sjasjonær motknivholderplate 10^ festet i huset 4^, en annen knivholderplate 11<*3>festet på akselen 3^ for rotasjon sammen med denne, en tredje motknivholderplate

b b

12 som er stasjonær i huset og festet til huset 4 , en fjerde utporsjoneringshullplate 13b som er stasjonær og festet til huset 4 og en femte plate 14*3 festet til akselen 3^ og utgjør en roterende bunnplate.

Platen 14^ er anordnet i en forutbestemt avstand under platen 13^, slik at det dannes et kammer med form av en sylindrisk

b b b mantel 15 , hvor platen 14 danner bunnen. Sideveggen i huset 4 er utformet med en åpning 16 som er beregnet på avtapning av avfall som er rettet mot en sentrifugalvifte 17b via et rør 18b.

Som best vist på fig. 4 deler en skillevegg 19b mantel-kammeret 15*3 langs en radius og denne skillevegg er forlenget inn i røret.18*3 og deler dette i to separate rom 20*3 og 21*3. Rommet 20*3 står i forbindelse med atmosfæren, mens rommet 21*3 danner

innløpet til sentrif ugalvif ten eller turbinen 17*3. Når installasjonen er i bruk, vil således luft som kommer inn gjennom rommet 20<*3>, trekkes inn i kammeret 15*3, hvor luften sirkulerer om akselen 3 fø og trenger inn i det oppmalte avfall som passerer gjennom rommet 21<*3>mot turbinen 17<*3>. Fig. 5 og 6 viser motholderplaten IO*3 som er utstyrt fied et første antall av tre blader, f.eks. bladet 23*°. Hvert av disse blad 23b er plassert ved kanten av en åpning, slik som åp-ningen 24b, og bladene forløper skrått i forhold til aksen for platen 10 . Fig. 7 viser den andre plate 11 som er utstyrt med et andre antall av blader 41*3, som danner kniver med to kutteegger. Formen på disse to blader fremgår bedre av snittet på fig. 8, hvor man kan se at bladet 41 i snitt har form av en konkav polygon, og to tilstørende sider 43 og 44 i denne polygon danner en vinkel på 90° og løper sammen med motstående flater til hver av kutteeggene. De to andre flater 45^ og 46b er i hovedsaken parallelle med hverandre. Det skal bemerkes at flaten 44b ved den nedre kutteegg er betydelig større enn flaten 43 bved den øvre kutteegg.

På fig. 9 er vist at en tredje plate 12<*3>har en koppform og er utstyrt med et antall av seks blader 61*3 i form av avlange åpninger som danner nedre motkniver for samvirke med de nedre kutteegger 44*3, 46*3 på en kniv 41*3 på platen li<*3>, på grunn av koppformen kan platen 12 oppta platen li<*3>konsentrisk, og den er langs omkretsen utformet med langstrakte, aksiale åpninger 62^ og radiale åpninger 63<*0>. Disse åpninger er beregnet på ut-trekning av fint trestøv som har en tendens til å samle seg mellom platene 11*3 og 12° • og å motvirke rotasjonen av platen li<*3>. Til dette formål kan det innsettes tynne metalliske tunger 47<**1>, fig. 7 på den nedre flate på platen li<*3>, slik at støvet tvinges mot åpningene 62 og 63 .

Fig. 10 viser den fjerde plate 13*3 som er utstyrt med et antall av seks trekantformede åpninger 71 fø, som er på linje med åpningene 61<*3>i platen 12<*3>. Platen 13<*3>er vinkelforskyvbar

i forhold til platen 12<*3>, slik at den åpning som er felles for åpningene 61*3 og 71*3 er regulerbar. Derved blir det mulig å regulere passasjetverrsnittet for det oppmalte treavfall og derved reguleres også gjennomløpsmengden.

Fig. 11 viser et pyrolysekammer 1 c som har en i hovedsaken langstrakt, dyselignende form for ved innløpsenden 2 å kunne motta en forbrennbar blanding bestående av treavfall innført i en luftstrøm (heltrukne piler 3 ) og føre denne blanding mot utløpet 4 c . En massiv kjerne 5 cmed langstrakt form er laget av et materiale som er en god varmeleder, f.eks. et metall, og den er anordnet koaksialt inne i pyrolysekammeret. Kjernen 5 er anordnet for å overføre endel av forbrenningsvarmen for avfallet fra den

c c

varme sone 6 ved utløpsenden mot den kaldere sone 7 ved innløps-enden. Denne varmeoverføring som skjer ved varmeledning i kjernen, er antydet med prikkede linjer 8 c.

Minst et gitterlignende element 9 som fortrinnsvis også er massivt og har en gitter- eller silform, er anordnet i veien for den brennbare blanding og skiller' pyrolysekammeret i en opp-strømsdel og en nedstrømsdel i forhold til strømningsveien. Gitterelementet 9 virker som en bremse for det treavfall som ikke er pyrolysert og/eller delvis forbrent. Gitterelementet 9 er fortrinnsvis i god varmeledende kontakt med kjernen 5 og kan være utformet i ett med denne. På grunn av brenselblandings-strømmen 3 c i motsatt retning .av varmestrømmen 8 c skjer pyrolysen av treavfallet i nærheten av innløpet til kammeret, og forbrenningen blir i hovedsaken fullstendig ved utløpet.

Den ende av den massive kjerne 5 som er nærmest inn-løpsåpningen til pyrolysekammeret, er fortrinnsvis utformet på

en slik måte at det fåes en jevn strøm og god fordeling av den brennbare blanding i kammeret. - Den bakre del av kjernen 5 kan i praksis og fordelaktig være utformet slik at den brennbare blanding strømmer i en sik-sak-bane for å forbedre varmevekslingen. Et pyrolysekammer eller fyrrom kan med fordel danne fyrrommet 13cl i det på fig. 2 viste' system.

Fig. 12 viser-en spesielt fordelaktig utførelse av en kjerne i et pyrolysekammer av den på fig. 11 viste utførelse.

Den på denne figur viste kjerne består av en hul sylinder 10

som er lukket i den ene ende av en skive 11 . Veggen i sylinderen 10 c er utformet med en rekke perforeringer 12 c som danner forbindelse'mellom rommet utenfor sylinderen og det indre 13 av denne.

Denne utforming av kjernen som en hul sylinder med en perforert vegg har to fordeler. For det første danner den en sik-sak-bane for brennstoffblandingen og det blir også mulig å få en utmerket varmeveksling mellom flammen og kjernen. For det andre blir det varmeste parti av flammene-liggende i det indre av sylinderen, mens det ytre på denne blir det kaldeste parti, og derved vil veggen i pyrolysekammeret som dannes av sylinderen, forbli på en relativt lav temperatur. Dette medfører den fordel at korrosjonen av denne reduseres, og det blir minimalt varmetap gjennom veggen.

Et annet karakteristisk trekk ved den på fig. 12 viste kjerne er at det er utformet en rekke langsgående kanaler 14 i veggen på sylinderen 10 c . Disse kanaler er via et spor 15 c utformet i endeskiven 11 forbundet med en lufttilførselsledning 16 c . Denne luft tjener både til å kjøle kjernen 10 cog som sekundær forbrennings luft slik det skal forklares bedre nedenfor

Erfaring har vist at det er nødvendig at temperaturen i denne kjerne ikke overstiger 800°C, for hvis den gjør det, løper man risiko for at dét dannes vitrøse avsetninger som utvikles av forbrenningsasken og dermed også risiko for tilstopping av perforeringene og minskende varmevekslerutbytte. På fig. 12 er et massivt element 17 c anordnet inne i en hulsylinder 10 c, og dette element stikker gjennom en åpning i skiven 11 og kommer utenfor hulsylinderen på innløpssiden for den brennbare blanding. Det skal bemerkes at elementet 17 er valgfritt, men det er nyttig i visse tilfelle ved at det forbedrer varmeoverføringen fra de varmeste deler mot de kaldere deler.

På fig. 13 er det vist en første modifikasjon av en pyrolytisk brenner ifølge oppfinnelsen. En strøm av sekundærluft 18 c kommer inn ved frontenden av den sylindriske kjerne 19 c og oppdeles i to strømmer: En første strøm 20 c og en annen strøm 2 3 c. Den første strøm 20 c passerer inn i et ringrom 21 c mellom frontenden av den massive kjerne 19 c og en dyse 22 c som er formet som et Venturirør og danner en forlengelse av kjernen og som fører inn i fyrrommet på kjelen samt en annen strøm 23 . Den andre strøm 23 c passerer gjennom langsgående kanaler 24 c som er utformet i kjernen 19 fra frontenden til bakenden av kjernen langs en forplantningsretning motsatt av fremføringsretningen for brenselblandingen (pilene 25 ) som består av luft og treavfall.

Den sekundære kjøleluft 2 3 oppsamles ved en lukkeskive c 2 7°' 26 og trekkes ut via en rørledning/som forbinder pyrolysekammeret C Co 28 med rommet utenfor brenneren. Pyrolysekammeret 28 bestar fortrinnsvis av en kubisk mantel som på sideflatene er utformet med adkomståpninger 29 for å muliggjøre inspeksjon og rensing av perforeringene i den massive kjerne.

Innføringen av sekundærforbrenningsluft og sekundærkjø-leluft skjer også fordelaktig via to ringkanaler 30 c og 31 c som er åpen mot en del av bunnen av brenneren og danner et sekundær-innløp, mens en annen del av bunnen og hvori rørkanalen 20 te åpner seg, danner en avløpsboks for kjøleluften etter dens passasje gjennom kanalene. Spjeld 41 c og 42 c gjør det mulig å regulere de nødvendige mengder sekundærluft til forbrenningen og til kjø-lingen. Dysen 22 er dessuten fordelaktig utstyrt med en varmefast foring på innsiden.

Denne utførelse gjør det mulig å holde den pyrolytiske brenner på en relativt lav temperatur under bruk (som illustra-sjons eksempel omtrent 300°C i kjernen og 100°C i mantelen). Betyd-ningen av en slik relativt lav arbeidstemperatur ligger i at det ikke foreligger risiko for sammensmelting av aske på kjernen og at.det blir minimale fysiske og kjemiske angrep på komponentene i brenneren og spesielt kjernen.-

På fig. 14 og 15 omfatter en annen modifisert utførelse av en pyrolytisk brenner ifølge oppfinnelsen primært et pyrolysekammer 32 c med en asymmetrisk innløpsåpning 33 c, en utløpsåpning

C CC 34 og en hulsylindrisk kjerne 35 med en massiv indre plugg 36 hvis hode er profilert til en spissbuet form.

Pluggen 36° er via en varmebestandig isolerende pakning 37 c under en flens festet på en med spor forsynt lukkeskive 38 c, som ved sentrum har en uttagning. Kjernen 35 Q omfatter slik som i den foranstående utførelse, én rekke radiale perforeringer 39 og langsgående kanaler 40 , f.eks. åtte kanaler. Den asymmetriske form på o innløpsåpningen 33 C er utformet - i denne illustrerende utførelse - for å kunne motta store granuler av treavfallet.

Brennerne på fig. 12 og 13 er konstruert for å kunne monteres i en sirkulær munning på en kjele som med fordel kan være en høytrykkskjeie.. Disse brennere mates kontinuerlig med luft og treavfall av allerede kjente innretninger som ikke faller innenfor rammen av foreliggende oppfinnelse. De kan settes i drift ved at et lett antennelig flytende brensel innsprøytes ved hjelp av en injektor, slik som injektoren 31 c på fig. 13. Disse brennere kan arbeide like godt i lange perioder ved bruk av flytende brensel, slik som petroleum når det er mangel på treavfall. Optimale driftsbetingelser kan oppnås med disse brennere ved å tilveiebringe en glødende seng i den nedre del av pyrolysekammeret ved en passende regulering av strømningsmengden og av andelene i brenselblandingen.

Brennerne ifølge oppfinnelsen kan også tjene som en gass-generator ved å fjerne de delvis forbrente gasser enten innenfra den hule sylinder foran innløpet for sekundærluften via kanalene eller ved hjelp av et sugehode som er anordnet i den,-nedre del av pyrolysekammeret, og de delvis forbrente gasser kan da benyttes som brensel i forbrenningsmotorer.

Det er også lett å forstå at oppfinnelsen kan benyttes til alle materialer som kan oppdeles eller opprives og som kan frembringe brennbare gasser ved pyrolyse. Dette er spesielt mulig med visse sammenpressede materialer fra husholdsningsavfall som inneholder meget karbon.

Selv om det foran er vist og beskrevet foretrukne utfø-relser av et system for pyrolytisk forbrenning av treavfall og annet avfall ifølge oppfinnelsen, skal det påpekes at det kan foretas mange endringer og modifikasjoner uten å avvike fra hoved-tanken med denne.

Claims (18)

1. System utstyrt med en' pyrolytisk brenner montert tilpas-set en kjele for å forbrenne en blanding av oppdelt avfall, slik som treavfall, innført i en luftstrøm for å frembringe varme, karakterisert ved at brenneren omfatter: A. en mantel som danner et pyrolysekammer med innløps-og utløpsåpninger, hvor blandingen fremføres i kammeret fra inn-løpsåpningen til utløpsåpningen, B. en metallkjerne som har en langstrakt form og er anordnet i nevnte kammer og strekker seg hovedsakelig fra innløps-til utløpsåpningen for å overføre noe av forbrenningsvarmen fra utløpsåpningen mot innløpsåpningen, samt C. organer for å retardere fremføringen av blandingen i kammeret, idet disse organer består av et metallisk element hvori det er hull eller porer, slik at det danner en gitterlignende eller sillignende konstruksjon.

2. System ifølge krav 1, karakterisert ved at kjernen består av en hul metallsylinder som har en perfqrert vegg for å forbinde rommet utenfor sylinderen med det indre av denne, at den ene ende av sylinderen er lukket og at utløpsåpningen fra nevnte kammer har en sirkulær form for å kunne oppta den andre ende av sylinderen.

3. System ifølge krav 2, karakterisert ved at veggen i sylinderen er utformet med en rekke langsgående kanaler som danner passasjer for den sekundære forbrenningsluftstrøm og for kjøleluftstrømmen for sylinderen.

4. System ifølge krav 3, karakterisert ved at den nevnte første ende av sylinderen er lukket av en massiv metallskive utformet med et ringspor som forbinder kanalene med hverandre og setter dem i forbindelse med en rø rledning for se-kundærluf t .

5. System ifølge krav 4, karakterisert ved at det videre omfatter organer som fører sekundærluften til frontenden av sylinderen oppdelt i to strømmer, hvor den ene strøm fører inn i et ringrom som er dannet mellom frontenden av sylinderen og en dyse som er en forlengelse av kjernen inn i fyrrommet på kjelen,og hvor den andre strøm for kjøling av sylinderen fører gjennom kanalene fra frontenden til bakenden av sylinderen i en forplantningsretning motsatt av fremføringsretningen for blandingen og at sekundærluften etter kjøling av sylinderen blir trukket ut bak lukkeskiven via en kanal som strekker seg gjennom pyrolysekammeret mot utsiden av brenneren.

6. System ifølge krav 5, karakterisert ved at det videre omfatter minst et langstrakt metallelement anordnet inne i den hule metallsylinder og strekker seg utenfor sylinderen ved innløpsåpningen til nevnte kammer, at dette element tjener til å gjenvinne en del av den forbrenningsvarme som frembringes inne i sylinderen og å overføre denne varme' til i nærheten av innløpsåpningen for å s.ette igang pyrolysen ved denne ende.

7. System ifølge krav 6, karakterisert ved at nevnte element strekker seg gjennom lukkeskiven og er festet på denne ved hjelp.av en flens via en isolerende varmebestandig pakning og at det er en klaring mellom lukkeskiven og elementet for å unngå varmeoverføring mellom disse.

8. System ifølge krav 1, karakterisert ved at det videre omfatter en utvekslerseparator for tørking av avfallet som blir matet inn i den pyrolytiske brenner, at utvekslerseparatoren omfatter en mantel som tilføres treavfall innført med en luftstrøm sammen med varme avgasser som kommer fra kjelen og blir grundig blandet i denne og at gasser mettet med fuktighet og tør-ket treavfall blir fjernet fra utvekslerseparatoren gjennom se <p> a-rate utløp.

9. System ifølge krav 8, karakterisert ved at utvekslerseparatormantelen er utformet for å gi en turbulent bevegelse av treavfallet og avgassene.

10. System ifølge krav 9, karakterisert ved at mantelen er en sylindrisk-konisk mantel av "sykldntypen" og har minst et tangentialt innløp og et øvre og et nedre aksialt utløp.

11. System ifølge krav 10, karakterisert ved at mantelen har to tangentiale kolineære innløp, at det ene innløp mates fra en sentrifugalvifte som fører luftstrømmen sammen med avfallet inn i syklonen, mens det andre innløp mates fra en re-sirkulas jonsvif te som tilfø rer avgasser inn i syklonen, at det øvre utløp danner en kanal som evakuerer eller fjerner de fuktighetsmettede gasser til atmosfæren og at det nedre utløp danner en avleveringstrakt for tørket avfall.

12. System ifølge krav 11, karakterisert ved at sentrifugalviften eller tilbringerviften tilføres treavfall fra en tilbringerknuser som har en utporsjoneringsfunksjon, at re-sirkulas j ons viften står i forbindelse med røkkammeret på kjelen og at denne forbindelse omfatter et luftinnløp med en regulerbar åpning oppstrøms for resirkulasjonsviften.

13. System ifølge krav 8, karakterisert ved at tilbringerknuseren omfatter en trakt som mottar friskt avfall, at en tilbringerarm er anordnet roterbar for sveiping i nevnte trakt, at en knuse- eller mateinnretning er utformet med kniver og motkniver montert på vertikalt stablede plater som er aksialt inn-rettet i forhold til hverandre, at tilbringerarmen er opplagret på og bringes til å rotere ved hjelp av en aksel som er koblet til visse knivholderplater og som ved rotasjon driver platene med relativt lav hastighet, at akselen er koblet til armen via et universalledd, at armen i nærheten av tilkoblingsstedet har et sporhjul, at akselen i nærheten av tilkoblingsstedet har et kopphjul og at sistnevnte er i inngrep med sporhjulet, slik at ved rotasjon av akselen bringes armen til å rotere.

14. System ifølge krav 13, karakterisert ved at møllen eller knuseren omfatter et hus hvori det fra topp til bunn er koaksialt anordnet: a) en første plate som er fast i. forhold til huset, hvor denne første plate er utstyrt med et første antall øvre mot-knivblader, b) en andre plate fastkilt på akselen, hvor denne andre plate er utstyrt med et annet antall blader med påmonterte kniver med to kutteegger, c) en tredje plate som er fast' i forhold til huset, hvor denne tredje plate er utstyrt med et tredje antall blader i form av langstrakte åpninger som danner nedre motkniver, d) en fjerde plate som er vinkelforskyvbar i forhold til den tredje plate, hvor denne fjerde plate også har et antall trekantformede åpninger lik det tredje antall, hvor vinkelforskyv-ningen kan foregå slik at de trekantformede åpninger overdekker i mer eller mindre grad de avlange åpninger og derved muliggjøres en regulering av passasjetverrsnittet for flisen og hvor den før-ste, andre og tredje plate er stablet på hverandre i et hovedsakelig flate-mot-flate forhold, samt e) en femte plate fastkilt på akselen og plassert i en forutbestemt avstand under den fjerde plate, hvor den femte plate danner en roterende bunnplate som danner bunnen i et kammer omgitt av en sylindrisk mantel og hvor det i mantelens sidevegg er utformet en utløpsåpning.

15. System ifølge krav 14, karakterisert ved at rotasjonshastigheten for akselen er av størrelsesordenen 15 omdr. /min., at det første antall blad er tre blader, hvor hvert blad er anordnet ved kanten av en åpning, at det andre antall blader består av to blader, hvor hvert blad har en øvre og en nedre kutteegg og hvor den ene samvirker med et blad i den første plate og den andre med et blad i den tredje plate og at det tredje antall blader eller åpninger i den tredje plate og den fjerde plate er et antall på seks.

16. System ifølge krav 15, karakterisert ved at hvert blad av det annet antall har i snitt form av et konkavt polygon, hvor to nabosider i det konkave polygon danner en vinkel på 9 0° med hverandre og danner sammen med motstående flater hver av kutteeggene og hvor siden i flaten for den nedre kutteegg er betydelig lengre enn siden i flaten ved den øvre kutteegg og at de to andre flater ved kutteeggene er i hovedsaken parallelle.

17. System ifølge krav 16, karakterisert ved at den tredje plate har en koppform som er åpen mot toppen, at det indre av koppen er utformet for å oppta.den andre plate, at den tredje plate er utstyrt med åpninger langs omkretsen, hvor noen av disse er aksiale og er utformet i platen og at de andre er radiale og er utformet i sideveggen på koppen.

18. System ifølge krav 17, karakterisert ved at kammeret har form av en sylindrisk mantel og er oppdelt langs en radius ved hjelp av en skillevegg som strekker seg inn i røret som forbinder kammeret med e't sugerør.