NO850363L

NO850363L - DEVICE FOR USE OF ENERGY IN WASTE WASTE

Info

Publication number: NO850363L
Application number: NO850363A
Authority: NO
Inventors: Wolfgang Lohse; Heinz Koefer; Rainer Winkler; Stefan Fruenke; Juergen Buettner
Original assignee: Karl Marx Stadt Oelfeuerung
Priority date: 1984-04-04
Filing date: 1985-01-30
Publication date: 1985-10-07
Also published as: NL8500268A; SE8501677L; BE902059A; LU85821A1; FR2562640A1; FI851338A0; DE3500940A1; CU21849A3; FI851338L; SE8501677D0

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en anordning til utnyttelse av energien i treavfall. Anordningen ifølge oppfinnelsen tjener til utnyttelse av mindreverdige brennstoffer med liten varmeverdi, spesielt treavfall, til ut-vikling av varme i kjeleanlegg med liten varmeytelse. The present invention relates to a device for utilizing the energy in wood waste. The device according to the invention serves to utilize inferior fuels with a low heating value, especially wood waste, for the development of heat in boiler plants with a low heating output.

En rekke fremgangsmåter, innretninger og anordninger til frembringelse av brennbar gass fra tre og andre brennbare stoffer, samt merkomponentforbrenning hvor gass benyttes som støtteflamme, er kjent. Således beskrives f.eks. gassgeneratorer i tidsskriftserien "Die Verbrennungskraft-maschine", bind 1, del 2 - "Die Gaserzeuger" - Springer-Verlag Wien 1959 og tidsskriftet "Jugend und Technik, DDR" September 1983, og oppfinnelser til avgassning av organiske stoffer er offentliggjort, f.eks. i OS-DE 29 27 240, OS-DE 31 33 740 og OS-DE 28 46 897. Ved disse kjente fremgangsmåtene og anleggene stilles det store krav til renheten av den fremstilte gassen, slik det f.eks. gøres ved drift av forbrenningsmotorer. Følgelig er anleggene meget kompliserte og det spesifikke energiutbyttet er lavt. Et kontinuerlig gassutak er f.eks. ikke mulig ved beskikkelse av generatoren. A number of methods, devices and devices for producing combustible gas from wood and other combustible substances, as well as multi-component combustion where gas is used as a supporting flame, are known. Thus, e.g., is described gas generators in the journal series "Die Verbrennungskraft-maschine", volume 1, part 2 - "Die Gaserzeuger" - Springer-Verlag Wien 1959 and the journal "Jugend und Technik, GDR" September 1983, and inventions for degassing organic substances have been published, e.g. e.g. in OS-DE 29 27 240, OS-DE 31 33 740 and OS-DE 28 46 897. With these known methods and facilities, great demands are placed on the purity of the produced gas, as e.g. is done when operating internal combustion engines. Consequently, the plants are very complicated and the specific energy yield is low. A continuous gas outlet is e.g. not possible when using the generator.

Anlegg og anordninger til flerkomponentforbrenning finnes f.eks. ved søppelforbrenning - DD-AP 132 020 - og til for-høyelse av varmeverdien ved forbrenning av mindreverdig kull - DD-WP 65 617. Disse oppfinnelsene er ikke egnet for små varmeytelser henholdsvis små materialmengder. Videre er det i DD-AP 134 449 beskrevet en fremgangsmåte hvor forgassningen av bestemte oraniske materialer til-settes Pellets fremstilt av det samme materiale. Denne fremgangsmåten har den ulempen at det organiske materialet må bearbeides i et ekstra trinn. Løsninger hvor forskjel-lige brennstoffer kan kombineres i en brenninnretning og bringes til forbrenning, og som egner seg for anlegg med liten varmeytelse er ikke kjent. Installations and devices for multi-component combustion can be found e.g. when burning rubbish - DD-AP 132 020 - and for increasing the heating value when burning low-quality coal - DD-WP 65 617. These inventions are not suitable for small heat outputs or small amounts of material. Furthermore, DD-AP 134 449 describes a method where the gasification of certain organic materials is added to pellets produced from the same material. This method has the disadvantage that the organic material must be processed in an additional step. Solutions where different fuels can be combined in a combustion device and brought to combustion, and which are suitable for plants with low heat output, are not known.

Det er et formål ved foreliggende oppfinnelse å tilveie-bringe en anordning av prinsippielt kjente aggregater som gjør det mulig produsert måte å forbrenne materialet i oppstykket form i en generator slik at det dannes gass, og på støv, henholdsvis kornform som en andre brennstoffkom-ponent i en flerkomponent brennenhet, ifølge de energi-messige kravene som stilles. It is an aim of the present invention to provide an arrangement of aggregates known in principle which enables a manufactured way to burn the material in a pieced form in a generator so that gas is formed, and on dust, respectively grain form as a second fuel component in a multi-component combustion unit, according to the energy-related requirements set.

Oppgaven for oppfinnelsen er å konsipere et anlegg som gjør det mulig, uten forbehandling, som f.eks. tørking, brikettering osv., å fremstille gasser med lavt energiinnhold brennbart fast avfall med prinsippielt kjente aggregater, og å forbrenne denne gassen i en fler-komponentsforbrenningsinnretning med den hensikt å oppnå et optimalt varmeenergiutbytte, ved lav miljøbelastning, ved kontinuerlig eller diskontinuerlig tilsats av støv-formet eller finkornet brennbart stoff og å garantere en sikker drift. The task for the invention is to design a plant which makes it possible, without pre-treatment, such as e.g. drying, briquetting, etc., to produce gases with low energy content combustible solid waste with aggregates known in principle, and to burn this gas in a multi-component combustion device with the intention of achieving an optimal heat energy yield, at low environmental impact, by continuous or discontinuous addition of dust -shaped or fine-grained combustible material and to guarantee safe operation.

Ifølge oppfinnelsen løses denne oppgaven ved at det fra brennbart avfall, spesielt trestykker, fremstilles gass i en prinsippielt kjent tregassgenerator, som inneholder faste svevende og dampformige blandinger. Denne gassblandingen tilføres en flerkomponentforbrenningsinnretning og forbrennes. For å forbedre varmeverdien tilføres denne gassflammen støvformet eller kornformet brennbart materialer, som f.eks. tremel. For å garantere en sikker drift og for å unngå uakseptabel luftforurensning blir denne fuktige glødende gassen i innledningsfasen inntil det opp-nås en antennelig brennbar gass oppvarmet i en varmebytter som er koplet etter gassgeneratoren og som er utstyrt med en elektrisk tilleggsoppvarming til en temperatur som ligger over duggpunktet for gassblandingen, glassbland-ingen føres så igjen inn i frisklufttilførselen for gassgeneratoren gjennom en bypass som kan koples ut og inn ved hjelp av ventiler og er utstyrt med en pumpeinnretning, slik at et filter eller en avsetningsbeholder til ut- skillelse av blandingen gjøres overflødig. Før forgreningen ved bypass er det anordnet en måleposisjon som overvåker temperaturen og sammensetningen av gassblandingen etter oppvarmingen i varmeveksleren. Denne forårsaker at tilleggsoppvarmingen koples ut når en viss temperatur overskrides. Dersom måleposisjonen signaliserer brennbar gass stenges bypass og veien til flerkomponentbrenneinnretningen åpnes ved hjelp av en ventil samtidig som et filter koples inn og gassen antennes. Når antennelsen som kontrolleres ved hjelp av overvåkningsenheten er avsluttet tilføres denne flammen støvformet til finkornet tilleggsbrennstoff, og det følger en intens forbrenning med høyt varmeenergiutbytte. En mekanisk tilbakeslagsinnretning forhindrer at flammen slår tilbake i tilførselsrøret for tilleggsbrennstoffet. According to the invention, this task is solved by producing gas from combustible waste, especially pieces of wood, in a wood gas generator known in principle, which contains solid suspended and vaporous mixtures. This gas mixture is fed to a multi-component combustion device and combusted. In order to improve the heating value, this gas flame is supplied with dusty or granular combustible materials, such as e.g. wood flour. In order to guarantee a safe operation and to avoid unacceptable air pollution, this moist glowing gas is heated in the initial phase until an ignitable combustible gas is reached in a heat exchanger which is connected after the gas generator and which is equipped with an electrical additional heating to a temperature which is above the dew point of the gas mixture, the glass mixture is then fed back into the fresh air supply for the gas generator through a bypass which can be switched off and on by means of valves and is equipped with a pump device, so that a filter or a deposit container for separation of the mixture is made excess. Before the branching at the bypass, a measuring position is arranged which monitors the temperature and composition of the gas mixture after heating in the heat exchanger. This causes the additional heating to be switched off when a certain temperature is exceeded. If the measuring position signals flammable gas, the bypass is closed and the path to the multi-component combustion device is opened using a valve at the same time as a filter is connected and the gas is ignited. When the ignition, which is controlled by the monitoring unit, has finished, this flame is added in dust form to fine-grained supplementary fuel, and an intense combustion with a high thermal energy yield follows. A mechanical blowback device prevents the flame from striking back into the supplementary fuel supply pipe.

Parallelt til driften av brenneinnretningen kan et lag fylles ved hjelp av en ventil, herfra kan gass tas ved korte avbrudd i gassfremstillingen eller gasstrømmen slik at flammen opprettholdes. En flamme- og røkgassovervåk-ningsenhet i brennrommet sørger for ønsket driftsikkerhet for anlegget. Dersom det opptrer forstyrrelser stenges ved hjelp av anleggets styring først ventilene til filteret, til lagringstanken og til flerkomponentbrenneinnretningen og ventilen til bypass åpnes. Måleposisjonen som er anbragt før forgreningen til bypass sørger for at sikre driftsforhold opprettholdes, også ved periodisk drift, og kopler hele anlegget av dersom den tillatte gasstemperaturen overskrides. Parallel to the operation of the combustion device, a layer can be filled using a valve, from here gas can be taken during short interruptions in the gas production or the gas flow so that the flame is maintained. A flame and flue gas monitoring unit in the combustion chamber ensures the desired operational safety for the plant. If disturbances occur, the system's control first closes the valves to the filter, to the storage tank and to the multi-component combustion device, and the valve to the bypass is opened. The measuring position, which is placed before the branching to the bypass, ensures that safe operating conditions are maintained, even during periodic operation, and disconnects the entire system if the permitted gas temperature is exceeded.

UtføreIseseksempel ExecuteIce example

Anordningen ifølge oppfinnelsen skal beskrives nærmere ved hjelp av et utførelseseksempel og de vedlagte skisser - fig. 1 og 2:Fra et trykkluftanlegg når friskluft via trykkluftledningen 1 og sperreventilen 2.1 til trege gassgeneratoren 3 som er fylt med oppstykket avfallsved. The device according to the invention will be described in more detail with the help of an embodiment and the attached sketches - fig. 1 and 2: From a compressed air system, fresh air reaches the compressed air line 1 and the shut-off valve 2.1 to the slow gas generator 3, which is filled with chopped waste wood.

I innledningsfasen strømmer denne luften igjennom gass-generatorens mantel inn i reaksjonsrommet. Trekullet som lagres der bringes til gløding ved hjelp av en tenneinn-retning, og forgassningsprosessen innledes. Den innblåste luften opptrer som generatorgass med lavt energiinnhold, blandet med vann - og tjæredamp samt faste partikler i gassfasen, fra generatoren og når via sperreventilen 2.2 inn i rørvarmeveksleren 6, denne er i innledningsfasen bragt til en temperatur over duggpunktet for gassblandingen ved hjelp av den elektriske tilleggsoppvarmingen 11. Ved sperrefilter 7 strømmer gassblandingen via ventilen 2.3 inn i yttermantelen av varmeveksleren 6, og derfra via forgreningen 9, sperreventilen 2.5 og injektoren 12 igjen inn i trykkluftledningen 1 til generatoren 3. Dersom det ved måleposisjonen 13 signaliseres antennelig brennbar gass åpnes sperreventilen 2.4, og sperreventilen 2.3 og 2.5 lukkes. Den antennelig, brennbare gassen passerer nå etter at den har strømmet gjennom filteret 7, over rør-varmeveksleren 6, forbi måleposisjonen 13, via den åpnede sperreventilen 2.8 til flerkomponentbrenninnretningen 10. Samtidig kan lagringstanken 8 fylles ved åpnet sperreventil 2.7. Avhengig av gassblandingens antennelighet som signaliseres ved måleposisjonen 13 settes tilleggsoppvarmingen 11 ut av drift. In the initial phase, this air flows through the gas generator's mantle into the reaction chamber. The charcoal stored there is brought to glow with the help of an ignition device, and the gasification process begins. The blown-in air acts as generator gas with a low energy content, mixed with water and tar vapor as well as solid particles in the gas phase, from the generator and reaches via the shut-off valve 2.2 into the tube heat exchanger 6, which in the initial phase is brought to a temperature above the dew point of the gas mixture by means of the the additional electrical heating 11. At the blocking filter 7, the gas mixture flows via the valve 2.3 into the outer jacket of the heat exchanger 6, and from there via the branch 9, the blocking valve 2.5 and the injector 12 again into the compressed air line 1 to the generator 3. If flammable gas is signaled at the measuring position 13, the blocking valve is opened 2.4, and the shut-off valve 2.3 and 2.5 are closed. The flammable, combustible gas now passes after it has flowed through the filter 7, over the tube heat exchanger 6, past the measuring position 13, via the opened shut-off valve 2.8 to the multi-component combustion device 10. At the same time, the storage tank 8 can be filled when the shut-off valve 2.7 is opened. Depending on the flammability of the gas mixture, which is signaled at the measuring position 13, the additional heating 11 is put out of operation.

Dersom tenneprosessen for gassen i flerkomponentbrenneinnretningen 10 er avsluttet tilføres trestøv fra beholderen 4 via doseringsinnretningen 5 og sperreventilen 2.6 i et energetisk forhold 1:6 (gass/trestøv) til flerkomponentbrenneinnretningen 10 og bringes inn i gassflammen. At forbrenningsforløpet foregår som foreskrevet sikres ved overvåkningsenheten 14. I tilfelle en forstyrrelse forårsaker dette overvåkningselementet via en sikkerhetskop- ling at sperreventilene 2.3 og 2.5 åpnes og sperreventilene 2.6 og 2.8 lukkes. For å unngå kondensasjon av den dampformige blandingen koples tilleggsoppvarmingen 11 inn. Om nødvendig kan sperreventilen 2.7 åpnes og lagringstanken 8 fylles. Sikkerhetskoplingen er samtidig en garanti ved periodisk drift. If the ignition process for the gas in the multi-component combustion device 10 has ended, wood dust is supplied from the container 4 via the dosing device 5 and the shut-off valve 2.6 in an energetic ratio of 1:6 (gas/wood dust) to the multi-component combustion device 10 and brought into the gas flame. That the combustion process takes place as prescribed is ensured by the monitoring unit 14. In the event of a disturbance, this monitoring element causes, via a safety connection, the shut-off valves 2.3 and 2.5 to open and the shut-off valves 2.6 and 2.8 to close. To avoid condensation of the vaporous mixture, the additional heating 11 is switched on. If necessary, the stop valve 2.7 can be opened and the storage tank 8 filled. The safety coupling is also a guarantee for periodic operation.

Ved kortvarig brudd i gasstrømmen, f.eks. ved beskikning av gassgeneratoren, lukkes sperreventilen 2.1, 2.5 og 2.9, og sperreventilen 2.7 åpnes. Opprettholdelsen av gassflammen sikres ved at gass tas fra lagringstanken 8. In the event of a short-term interruption in the gas flow, e.g. when the gas generator is primed, shut-off valves 2.1, 2.5 and 2.9 are closed, and shut-off valve 2.7 is opened. The maintenance of the gas flame is ensured by taking gas from the storage tank 8.

Claims

1.

Device for utilizing the energy in wood waste by gasifying piece-shaped wood waste of any type and burning this gas in a multi-component combustion device and supplying dusty to fine-grained additional fuel to this flame, characterized in that the wood gas generator (3) is connected after the heat exchanger (6) with electrical additional heating (11), and that the gas-steam mixture that occurs in the wood gas generator (3) in the initial phase is heated to above the dew point temperature, and that a bypass is placed between the branch (9) and the wood gas generator (3) (15) with associated shut-off valve (2.5) and a pump device (12) for introducing this bypass gas flow into the compressed air line (1), and that a measuring position (13) is installed in the line to the branch (9) after the heat exchanger (6) which monitors the temperature and composition of the gas and which, upon reaching an ignitable and combustible gas, opens the shut-off valve (2.8) closes the bypass (15) by closes the shut-off valve (2.5) and initiates the ignition process in the multi-component combustion device, or which, when the permissible gas temperature in the first stage is exceeded, switches off the additional heating (11) and in the event of a further increase in temperature puts the entire system out of operation, and that the device for flame - and flue gas monitoring, integrated in the monitoring element (14), at the end of the ignition process ensures the connection of the dusty to fine-grained additional fuel by connecting the dosing device (5) and opening the shut-off valve (2.6), in order to bridge short-term breaks in the gas production, respectively in the gas flow, the multi-component combustion device (10) is connected in parallel with the gas storage tank (8) which can be switched off and on if necessary using the stop valve (2.7), during continuous operation the stop valves (2.3 and 2.4) enable the filter (7) to be connected in.

Explanation of figure numbering