NO853246L - Forbrenningsovn og fremgangsmaate for fremstilling av et brennstoff fra avfall - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en industriovn for forbrenning

av faste, flytende, pastaformede eller gassformede brennstoff med et brennstoffinnløp- så vel som gass-

og askeutløp. Oppfinnelsen angår videre fremgangsmåte for fremstilling av et energirikt og fattig på skadelige stoffer, brennbart brennstoff, ved behandling av hus-og/eller husavfalliknende industriavfall med kunse-, sikte- og avtrekksinnretninger samt magnetutskillere for selektivt gjenvinning av forskjellige avfallsbestanddeler, spesielt papir.

Med hensyn til industriovner har. det vist seg at de

mest egnede og miljøvennlige løsningene er de forskjellige fyringssystemer som anvender hvirvelsjiktfyring, og spesielt for forbrenning av vanskelig avfall og som oppfyller miljømessige krav med tydelig lavere skadestoffmengder enn véd vanlig brenning.

Ved hvirvelsjiktfyringen blir forbrenningsluften ført gjennom en brennkarmbunn med luftdyser. På disse befinner seg et sjikt av finkornet inert materiale.

Det blir opphvirvlet av den nedenfor gjennomførte luftstrømmen, idet sjiktet blir varmet opp på en tenntemperatur til de respektive brennstoffene, for innledning av forbrenningsprosessen. På dette tjener vanligvis en med olje eller gassdrevet startbrenner. Ofte blir det anordnet dykkoppvarmingsflater i hvirvelsjiktet, som overtar kjølingen av hvirvelsjiktet tilden ønskede forbrenningstemperaturen.

Etter tilveiebringelsen av tenntemperaturen blir de respektive brennstoffene ført inn i det hvirvlende sjiktet. I løpet av forbrenningen av de respektive brennstoffene, reduseres stadig dens kornstørrelse slik at de enkelte brennstoffpartiklene blir lettere inntil de resterende askepartiklene medtas av den oppstigende gasstrømmen og blir ført ut.

Ved det kjente hvirvelsjiktebrenningene er det

imidlertid en avgjørende ulempe. På den ene siden oppstår det som følge av den sirkulerende fine sanden ved nesten samtlige indre flater i de repsektive for-brenningskamrene, erosjonsproblemer som følge av den såkalte "sandstråleeffekten". Spesielt ved neddykkings-varmeflate .så vel som ved utmuring av brennkammeret oppstår det betydelige slitasjer, hvorved det totale forbrenningsanleggets utsatthet for reparasjon blir negativt påvirket. Forbrenningsgraden til brennstoffet er dessuten ofte utilstrekkelig slik at det er nødvendig med en utstrakt røykgassrensing.

Da det foruten vanlig brennstoff også skal anvendes brennstoffer vunnet av hus- og/eller husholdnings-

liknende industriavfall, skal anvendes i en slik ovn med hvirvelsjiktfyring består det et ytterligere problem i at det skal tilveiebringes et brennstoff av slikt avfall som er energirikt og brennbart og fattig på skadestoff, Fremgangsmåte for å behandle hus- og/eller husholdningsliknende industriavfall er f.eks. kjent fra DE-OS 27 30 671 og DE-OS 30 37 714.

Med hensyn til fremstilling av et brennstoff av

avfall beskriver DE-PS 31 28 560 en fremgangsmåte for behandling av brennbare deler av knust hus-: holdningsavfall med fjernere tunge stoffer og tørket til en minst 8 - 10% restfuktighet, for fremstilling av såkalte brennstoffpelleter i en brikettpresse.

På denne måten er det mulig uten tilsats av binde-

middel å fremstille en transport- og lagerfast brikett med relativt høy varmeverdi.

Pelletfremstillingen vil imidlertid av følgende

grunner ved fremtidige anleggskonsepter være av underordnétbetydning: maskinell kompleksitet og energibehov for fortetting av pelletene ved kollergang ved samtidig høy slitasje på maskindelene, høyt energibehov for tørking av pelletene, høye kostnader for dens knusing før forbrenning. Dessuten er det ved den kjente fremgangsmåten en målbevisst utskilling av skadéstoffer med hensyn til forbrenningsprosessen og dens avgasser ikke gjennomførbar, som har til følge at til fremstilling av brennstoffpelleter av avfall står kvaliteten med henblikk til varmeverdien i forhold til den kvantitative avfallsgjennomgangen entydig i forgrunnen.

For fremstilling av pelleter er det videre nødvendig

at utgangsmaterialet har en viss fuktighet slik at det oppstår en aggloraerasjon av de enkelte faststoff-delene. Eventuelt må det bli tilført ytterligere bindemiddel. Minstefuktigheten blir enten tilført umiddelbart.via de tilsvarende avfallsbestanddelene eller må bli tilført ved eksterne vanntilførsler eller tilveiebragt ved ytterligere tørking.

Dessuten er det nødvendig med et antall pellets-fremstillingsanlegg da anleggene ifølge teknikkens stilling muliggjør en relativt lav fremstillings-mengde, men på en annen side er det betydelige mengder med avfall ved et avfalls-prosessanlegg og det fremkommer en betydelig mengde med brennstoff-materiale. Oppfinnelsen skal her løse dette.

Oppfinnelsen har til oppgave å tilveiebringe

en forbrenningsovn for forbrenning av et fast,

flytende, pastaformet eller gassformet brennstoff,

ved hvilken det ikke er mulig å foreta en nøyaktig temperaturstyring, hvor erosjonsproblemene blir i vidtgående grad unngått, som viser en gunstig virkningsgrad og ved hvilken det er mulig å tilveiebringe en mest mulig fullstendig forbrenning.

Industriovnen ifølge foreliggende oppfinnelse, tilveiebragt på dette formål, er kjennetegnet av minst to fluidiserte sjikt gjennomstrømmet nedenfra av varm gass, som i transportretningen av brennstoffet i ovnen er forskjøvet anordnet etter hverandre og i høyden under innstilling av en midlere forbrenningstemperatur mellom 500 Og 900°C, fortrinnsvis mellom 500 og 800°C, idet temperaturføringen justerer seg i samsvar med innbindingsmuligheten til skadestoffene i brennstoffet vedhjelp av kalk.

Mens skadestoffene kun foreligger i ionisert form,

ved den ved kjente ovn med vanlig forbrenningstemperatur over 1100°C er det mulig med den temperaturen angitt ifølge foreliggende oppfinnelse å filtrere ut svovel og tungmetaller som bindes i kalk, henholdsvis klor og fluor, ved hjelp av stoffiltrering.

Derved blir transporthastigheten til den gjennom det fluidiserte sjiktet førte gass fortrinnsvis således innstilt at også i tilfelle av en tildekning av pulver- eller sandformet materiale blir dens form og anordning i hovedsaken uforandret.

Fortrinnsvis består fludiums sjiktet, henholdsvis sjiktene, av en rist dekket med et inert pulver eller sand. Gassføringen er da således regulert av pulver- henholdsvis sandsjiktet blir holdt rett under fludiasjonspunktet. Ifølge oppfinnelsen blir det foretrukket et grovkornet sand, f.eks. med en kornstørrelse mellom 3 og 10 mm.

Oppfinnelsen er forbundet med fordelen at fludiumssjikt-materialet, spesiélt sand, ikke blir hvirvlet opp innenfor brennkammeret, og blandet med brennstoffpartiklene, men at fludiumsjiktet på grunn av dens høye spesifikke vekt i forhold til brennstoffpartiklene på tross av en feilfri gjennomstrømming av den tilførte gassen, forblir i hovedsakelig fonnstabil slik at på den ene siden blir rett nok brennstoffpartiklene ført gjennom ovnen i luftstrømmen og kan bli forbrent, men på den annen side kan den ved kjente ovner oppståtte "sandstråleeffekt" bli tilforlatelig unngått ved opphvirvlingen av sand.

Forutsetning for en feilfri, forbrenning er naturligvis at materialet med fludiumsjiktet blir oppvarmet til en temperatur, som er lik eller større enn tenntemperaturen til de respektive anvendte brennstoffer.

Ved regulering av gassmengden ført gjennom de

enkelte fludiumsjiktene og den sammensetning spesielt

oksygeninnholdet er det mulig med optimal forbrennings-og temperaturføring i ovnen.

Transport av brennstoffpartiklene'i fortrinnsvis trappeformede forskjøvne fludiumsjiktet foregår f.eks. ved hjelp av dyser eller spalter anordnet mellom forbindelseselementene til de enkelte sjiktene, over hvilke det samtidig kan bli innført forbrenningsluft.

Ved hjelp av de respektive varmbass- henholdsvis lufttilførslene, kan Også temperaturen uten videre lett bli regulert. Høye temperaturer som f.eks.

blir tilveiebragt ved tre- eller oljeforbrenning med over 1200°C, er uønsket da det forekommer salt i avfallet, som ved slike temperaturer smelter og det tetter til fludiumsjiktet.

Ifølge foreliggende oppfinnelse foregår en temperatur-redusering til temperaturer under 900°C, fortrinnsvis under 800°C, idet de som følge av høye luftoverskudd tilveiebragte forbrenningstemperaturer kan bli utjevnet ved at lavtemperatursvarmegass blir blandet med frisk luft.

Samtidig muliggjør blandingen av forbrennings-

luften med allerede en gang forbrent varraegass,

en ytterligere forbrenning, av restskadestoffer,

som Co-rester, i varmegassen.

Ved anvendelse av grovkornet pulver eller sand av inert materiale i fludiumsjiktet blir ved siden av unngåelsen av opphvirvling av disse tilveiebragt en avgnidningseffekt i ovnens indre, tilveiebragt en ytterligere fordel. Mens det ved den vanlige hvirvelsjiktfyringen i største delen av den anvendte sanden, ført ut sammen med asken og må tilslutt bli vunnet tilbake, ved en komplisert skillefremgangsmåte, kan ved en forbrenningsovn ifølge foreliggende oppfinnelse , bli trukket ut en stort sett ren aske uten sandrester. Denne fullstendige forbrenningen sikrer dessuten at den uttrukne forbrenningsluften inneholder relativt få skadelige forurensninger, som måtte bli bundet ved dyre og kompliserte filtreringsprosesser.

På tross av dette sørger foreliggende oppfinnelse-

i den videre utviklingen for at gassutløpet til ovnen føres til et etterpåkoblet filteranlegg, idet filteranlegget fortrinnsvis består av flere stoff-filter. Disse kan være kalks.jiktpåført,

f.eks. fjerning av svovel i røygassen til avgassen slik at det faller, ut kalsiumoksydprodukter.

Samtidig kan klor og fluorioner bli bundet.

Muligheten for svovelbinding består også i selve brennkammeret ved kalktilførsel i fludiumsjiktet.

Forbrenningsovnen ifølge oppfinnelsen er fortrinnsvis egnet for et uttall brennstoffer. I tidsskriftet "VDI-Nachrichten" av 2. september 1983 er beskrevet forbrenning av klarnings- og avfallsslam i to adskilte tørke- og forbrenningstrinn. Dessuten er det koblet foran et granuleringstrinn, som letter behandlingen av slammet i det etterpåkoblede fludiumsjikt-trinnet til forbrenningsovnen. Også

her blir igjen forbrenningen gjennomført i to adskilte

forbrenningstrinn (nemlig med forkoblet tørking), hvorved denne fremgangsmåten er forbundet med mer apparatur og høyere kostnader. Nettopp for slike brennstoffer egner seg en forbrenningsovn ifølge foreliggende oppfinnelse ved hvilken tørking og forbrenning av slam kan bli gjennomført av eksterne aggregat.

Anvendelsen av en forbrenningsovn ifølge foreliggende oppfinnelse muliggjør dessuten ytterligere fordelaktige anvendelser, spesielt anvendelse av et brennstoff fremstilt ifølge foreliggende oppfinnelse.

Således kan dampen trykkes ut fra forbrenningsovnen

som også asken som oppstår iløpet av forbrenningen blir anvendt til fremstilling av stein- og jord-produkter. Som eksempel kan nevnes kalksandstein-, sement- eller teglfremstilling.

En ytterligere oppgave for oppfinnelsen er å tilveiebringe fremgangsmåte for behandling av hus- og/eller husholdningsavfalliknende industriavfall med knuse-, sikt- og avtrekksinnretninger for fremstilling av et energirikt brennstoff som er fattig på skadelige stoffer, idet brennstoffet kan tilslutt anvendes for forbrenning uten ytterligere endring av dens form, henholdsvis dens aggregattilstand.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kjennetegner

seg ved at under.selektiv utvinning av forskjellige avfallsbestanddeler, spesielt papir og kunststoffoller, av det tilførte avfallet etter utsikting av en del, fortrinnsvis mellom 180 mm og 500 mm, tilslutt knusing under samtidig fraskilling av tilklebende forurensende,

spesielt støv, sand osv. og magnetutskilling innbefatter en andre sikting, ved hvilken det over en flertrinnet siktemaskin fjernes deler mindre enn 30 mm og fortrinnsvis mindre enn 180 mm, fra. materialstrømmen idet deler mindre enn 30 mm henholdsvis mindre enn 180 mm eventuelt blir sammenført, og ført ut mens deler større enn 180 mm blir anvendt for brennstoff ved knusing fortrinnsvis 30 til 50 mm, eventuelt ved mellomkobling av en pressinnretning.

Ved kombinasjonen ifølge oppfinnelsen av forskjellige sikt-, knuse- og. avtrekksinnretninger, er det mulig å skille avfallsdelene, som f.eks. består av 30 til 40 vekt-% kunstoff og 60 til. 70 vekt-% papir, mens husholdningsavfall består av ca. 25 vekt-% papir og 7 vekt-% kunstoff. En spesiell fordel med fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen er imidlertid ved at ved innstilling av maskinens parametre, nemlig fri sikt-flate og konfigurasjonen av knusemøllen med hensyn til selektiv knusing av papiret, men ikke kunstoffoliene, er det mulig med en innstilling av spesielt kunststoffandelene i kunstoff-papirblandingen og dermed en endring i brennstoffvarmeverdien.

For denne valgvise konsentreringen av kunststoffandeler betyr mellom annet, knusetrinnet en spesiell betydning idet det er mulig spesielt med hjelp av en hammerkvern å tilveiebringe en tidlig oppfatning av de forskjellige avfallsdelene da de tilførte kunst-stoffene her forblir stort sett uknuste og det senere er mulig med en isolering med hjelp av en sil-innretning. Dessuten muliggjør hammerkvernen en avvisning av forurensninger spesielt støv og andre inerte stoffer fra de senere fraseparerte

papirpartiklene som brennstoff.

Av spesiell betydning med hensyn til brennstoffkvaliteten er også den andre siktingen i den flertrinnede sikteinnretningen, som fortrinnsvis er utformet som trommelsikt, med en maskinbredde på ca. 30 mm,

ved hvilken inert-stoffene kan blir fjernet, slik at askeandelen til den isolerte brennstoffraksjonen kan bli holdt svært lav med under 15 vekt-%.. Vanlig er det her i samsvar med den kjente fremgangsmåten for brennstof fremstiIling med verdier på rundt 30 vekt-% askeandel. Ved hjelp av siktingen med ca. 30 mm ved en foregående oppløsning av avfallsdelene i hammerkvernen blir spesielt utskilt inertstoffene som bærer for de for forbrenningsprosessen uønskede salter videre finbestanddelene som er bærer for fuktigheten, slik at det ikke mer er ubetinget nødvendig med en fortørking av brennstoffet før forbrenningen og tilslutt blir andre forurensninger utskilt fra siktoverløpet ved den ønskede kunsstoffpapirblandingen.

Ved den nevnte siktingen av forskjellige fraksjoner,

er det samtidig mulig å gjenvinne et annet råstoff

med største renhet. F.eks. inneholder den innenfor siktingen fremkomne fraksjonen mindre enn 180 mm praktisk talt ingen.kunststoffandel lenger (kunststoffandelen mindre enn 5 vekt-%) og kan innenfor rammen av. de nevnte behandlingsprosessene bli anvendt for papirgjenvinning.

Ifølge konsentreringen av kunststoffolien ved brennstof fraksjonen, er det mulig å øke varmeverdien til denne fraksjonen til verdier opp til ca. 20 000 kilo-joule/kilogram, mens vanlig brunkull har en verdi på ca. 14 000 kilojoule/kilogram. Husholdningsavfall har i sin ikke-bearbeidede form en gjennomsnitlig varmeverdi på ca. 8000 kilojoule/kilogram.

En kunststoff-papirblanding fremstilt ifølge oppfinnelsen, har vist seg å være en brennbar energibærer som er svært energirik og samtidig fattig på skadelige.stoffer, som etter knusing til 30 til 50 mm uten videre kan anvendes ved en påfølgende forbrenning som brennstoff.

Således utgjør brennstoffet fremstilt i samsvar med fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, en foretrukket energibærer også for konvensjonelle forbrennings-ovner, da det er mulig med en lettere og fullstendigere forbrenning, som følge av de høye varmeverdiene og den lave forurensningsgraden, samtidig som det ikke er nødvendig med kompliserte apparater for røykgassrensing.

Oppfinnelsen gir således en fordelaktig utforming

og videre utførelsesformer som angitt i patentkravene.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere med henvisning

til tegningene, hvor:

Figur 1 viser en industriovn med skjematisk vist

dens funksjonsdeler.

Figur 2 viser figur 1 i et ytterligere oppriss.

Figur 3 viser et riss av forbrenningsovn ifølge

oppfinnelsen .

Figur 4 viser en skjematisk fremstilling av anordningen av forskjellige tilleggsaggregater ved en forbrenningsovn ifølge figur 1 og 3. Figur 5 viser snitt gjennom en del av ventildyse-bunnen til et fludiumsjikt. Figur 6 viser et flytdiagram for å vise trinnene ved et utførelseseksempel.ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen for fremstilling av et brennbart brennstoff som er energirikt og fattig på skadelige stoffer, fremstilt at husholdnings- og/eller industriavfall,

og tilslutt forbrenningen og bindingen ved kalksandsteinproduksjonsprosess.

Et utførelseseksempel av forbrenningsovnen ifølge oppfinnelsen er vist på figur 1-3. Denne består i hovedsaken av et stålmantel 10 som innvendig er forsynt.med en brannfast mur 11, en innløpsåpning 12 for brennstoffet, en utløpsåpning 13 for asken som trekkes ut av anordnet ovenforliggende innløpsåpning 12, men forskjøvet nedover i forhold til denne, flere (ved det viste utførelseseksempel 8), seg mellom innløpsåpningen 12 og utløpsåpningen 13, seg strekkende etter hverandre anordnede nedover avtrinnede anordnede fluidisert sjikt 14, idet de strekker seg fra innløpsåpningen.12 til utløps-åpningen 13, samt flere (med det viste utførelses-eksempel 2) lufttilførselskanaler 15, så vel som et varmgassavtrekk 16, i den øvre domliknende del av ovnen.

Den prinsipielle formen til forbrenningsovnen

er ved det viste utførelseseksempelet valgt slik at fra en kvadratisk formet underdel 18, i hvilken fluidsjiktene 14 er anordnet, strekker seg en domliknende overdel med. varmgassavtrekket 16.

I de øvre sideliggende områder av underdelen 18 er anordnet en innløpsåpning 12, idet brennstoffet blir tilført over en trakt 21, fra hvilken bunn forløper en skrue 22 eller et tilsvarende transport-middel, f.eks. en diskontinuerlig innskyvning av brennstoffet etter dens forfortetting inn i det indre av ovnen. Skruen 22 blir som regel anvendt når faste eller minste pastaformede eventuelt på forhånd granulerte brennstoffer blir innført.

I stedet for trakten 21 og skruen 22 kan ved flytende eller gassformede energibærere eksempelvis være anordnet en dyse for innsprøyting.

Anordningen av en skrue 22 er i mange henseende fordelaktig. For det første blir med enkle midler tilveiebragt en absolutt sikker tetting av ovnen inn i innløpsområdet 12.. For det andre kan mengden med tilført brennstoff uten videre som følge av en hastighetsstyring av skruen 22 bli tilveiebragt. Fordelaktig er spesielt å anordne skruedrevet kombinert med en temperaturregulator i ovnens indre, som eventuelt styrer de respektive nødvendige brennstof f mengdene for opprettholdelse av en konstant temperatur i ovnen, ved mellomkobling av en mål-

og reguleringsinnretning, over drevet til skruven 22.

I avstand i forhold til skruen 22, er anordnet nedover forskjøvne fluidsjikter 14. Ved det viste utførelseseksempel har hvert sjikt i hovedsaken en firkantform som strekker seg i hovedsaken loddrett i forhold til utstrekningen av skruen 22, mellom begge ovnsveggene 23, 24. Hvert fluidsjikt 14 består av en rist 25 med en derover anordnet sandsjikt 26. Risten 2 5 er anbragt ved sideveggen 23, 24 til ovnen over tilsvarende vinkler eller anlegg, (ikke vist), og kan tas løs og mellom de enkelte ristene 25 er anordnet steg 27. Risten 25 er anordnet trinnliknende fra området av tilløpsåpningen 12 til området av utløpsåpningen 13, idet sandsjiktet

26 er oppfylt til den øvre kanten av transporttrakten

til brennstoffets bakre del 27, slik at det fremkommer et trappeformet forløp av fluidsjiktene 14.

Ristene 25 og stegene 27 er fremstilt av metall, mens sandsjiktet består av en kvartssand. Som rister egner seg spesielt såkalte ventildysebunner (figur 5). Disse har åpninger 62, som kan bli åpnet

av nedenfrastrømmende gasser ved hjelp av en løfting av ventildekkene 64 som kan beveges langs føringer 63. Istedet for kvartssand egner det seg også andre

inertstoffer, f.eks. malt ildfast leire. Sanden skal ha en spesifikk vekt, som er høyere enn den til energibæreren som skal forbrennes. Dessuten skal sanden være relativt grovkornet, fortrinnsvis med en gjennomsnitlig kornstørrelse mellom 1 og 3 mm. Totalt må sanden og ventilene til dysebunnen være således avstemt at den sikrer en nedenfra-strømmende optimal varmgassgjennomgang.

En alternativ utførelsesform av oppfinnelsen anvender i stedet for en ventilbunn med derover anordnet sandsjikt, et luftgjennomslippelig sjikt, i et stykke, f.eks. et åpentporet keramisk materiale. Mellom innløpsåpningen 12 og det nærmestliggende fluidium-sjiktet 14a forløper parallelt i forhold til utstrekningen av risten 25 en luftlist 28, over hvilken blir blåst inn frisk luft for forbrenning i forbrenningsrommet. Den på skrå nedover innblåste luften tjener imidlertid også til vekkføring av det innførte brennstoffet over de enkelte fluidsjiktene.

Dessuten er i det øvre område av siden av trinnet

27 vendt mot inngangsåpningen 12 anordnet ytterligere luftinnløpsåpningen 29, over hvilke blir blåst inn forbrennings- og transportluft på samme måte gjennom luftslissen 28.

Under fludiumsjiktet 14 er anordnet to traktformede lufttilførselskanaler 31. Derved ligger begge luft-tilførselskanaler 31 under de første fire henholdsvis siste fire fludiumsjiktene 14. Veggene til luft-tilf ørselskanalen 31 er avskånet og utformet totalt traktformet for å kunne trekke ut nedover eventuelt

aske eller fin sand.

I veggen til begge lufttilførselskanalsene 31

er anordnet åpning 32, over hvilke varme gasser blir ført nedenfra over en vifte 33 gjennom fludiumsjiktene 14. Ved det viste utførelseseksemplet er det utformet takliknende vegg mellom begge luft-tilførselskanalene 31 slik at viften 33 kan bli anbragt under de takformede veggene 34. De varme gassene kommer fra forbrenningsovnen 35 og blir ført over viften 33 og åpning 32 inn i luft-tilførselkanalen 31 og derfra gjennom fludiumsjiktene 14, som forøvrig skal beskrives nærmere senere.

Den nedre enden av begge lufttilførselskanalen

31 er åpne og munner inn i en felles transports-

kanal 36, over hvilken gjennomfallende faststoff-andeler kan bli ført bort.

Det er også utven videre naturligvis mulig i avhengighet av de respektive anvendelsesbetingelsene, også på en spesiell måte fordelaktig, å anordne i steden for to lufttilførselskanaler 31 flere, i ekstremt tilfelle en for hver fludiumsjikt. På denne måten kan lufttilførselen av varm gass for hvert fludiumsjikt bli styrt individuelt. Det er imidlertid også

mulig å styre varmgassmengden som blir ført gjennom de respektive fludiumsjiktene 14 ved hjelp av tilsvarende i lufttilførselskanal 31 anordnede posisjonsendrbare ledeblikk. Også ved det viste utførselseksempel er anordnet ventilklaffer (ikke vist) i åpningene 32 for å kunne variere den innførte varmgassmengden.

Utløpsåpningen 13 tilslutter seg umiddelbart,

sett i transportsretningen av brennstoffet, til siste fludiums jiktet 14 b, og har en omvendt L-form idet den nedre utløpsenden 13a munner inn i transportkanalen 36. Utløpsåpningen 13 er dekket fullstendig med ildfast materiale.

Fra den nedre delen 18 strekker seg den øvre delen

19 og ovnen domliknende idet også denne delen er fullstendig kledd med ildfast materiale. Den ildfaste tildekkingen kan da bestå av murt stein, strøytemasse eller liknende.

Ved den øvre enden av domen er anordnet utløpsåpninger

40 ringliknende idet ildfaste dekket, gjennom hvilket en del av den produserte varmgassen kan strømme ut.. Samtlige utløpsåpninger 40 munner inn i en ringkanal 41 ført utvendig rundt domen, som fører varmgassen understøttet av en vifte 33, inn i området av tilførsels-kanalen 31, fra hvor den, som beskrevet, blir ført gjennom fludiumsjiktet 14. Domen kan lukkes ved hjelp av en lukkekegle 42, som er en skive aksialt låsbar opppover. Dessuten forløper fra oversiden av lukkekeglen 42 i dens midte en stand 43, som er ført stativliknende på ovnen stålmantel 12, og som ved hjelp av en kegle kan bli hevet eller senket, hvorved de respektive gjennomløpsåpningene .;:

er innstillbare.

Dessuten kan i domen være anordnet en torsjonsmoment-innretning slik at faststoffandelene blir ført utover som følge av sentrifugalkraften og blir trykket ut over åpning 40 mens varmgassene som blir ført over åpningene i området av lukkekegle 4 2 og den der tilsluttede utløpskanal 60 er praktisk talt fri for forurensning. Ved en utside av den domliknende overdelen 19 er anordnet en nødskorstein 47, som kan kobles over tilsvarende tilførselsledning 48, og en (ikke vist) åpning i domen dersom de frembragte varmgasser ikke kan bli fullstendig bortført.

Ved en i og for seg kjent (ikke vist) sikkerhets-innretning sikres at åpningen til skorsteinen 47

ved behov blir på en tilforlatelig måte frigjort.

I ovnen kan være anordnet ytterligere innløpsåpning for tilførsel av ytterligere tilleggsmiddel til de respektive brennstoff. Anordningen av tilsvarende åpning foregår fortrinnsvis i området av innløps-åpningen 12.

Den prinsipielle funksjonsmåten til ovnen ifølge oppfinnelsen er som følgende: Brennstoffet blir fylt i - trakten 21 i området av innløpsåpningen 12 og går derifra inn i inngreps-området til fortetningsskruen 22, hvorfra den blir transportert inn i forbrenningsrommet 35.

Derved er anordningen av skruen 22 valgt slik at brennstoffet faller umiddelbart på det første fludiumsjiktet 14a. Denne blir, som alle de øvrige også, gjennomstrømmen nedenfra med varmgass, idet strømningshastigheten er valgt slik at sandsjiktet blir holdt akkurat under fluidasjonspunktet.

Det forekommer altså ikke i ordets egentlige klassiske betydning av hvirvelsjikt til en hvirvling av sanden med brennstoffpartikler, men sanden blir stort sett

opprettholdt i dens ytre form i fludiumsjiktet 14,

så og si "i ro" (statisk, ikke dynamisk hvirvelsjikt).

I denne sammenheng er det av betydning at den spesifikke vekten til sanden er høyere enn den til brennstoffet. Således er det sikret at den gjennom fluidsjiktet 14 førte varm gass på den ene siden rett nek ikke bevirker noen hvirvling av sandsjiktet, men på den andre siden hvirvler opp de brennstoffpartiklene som befinner seg på sandsjiktet henholdsvis over dette, slik at de enkelte partiklene kan bli frabrent. Sanden erstatter dermed praktisk talt hullbunnen til et vanlig hvirvelsjikt og gir samtidig beskyttelse av en ventildysebunn.

For å tilveiebringe en forbrenning av brennstoffpartiklene er det en vesentlig betingelse at temperaturen tilsanden og den gjennomstrømmende varmluften er høyere enn tenntemperaturen til brennstoffet. Brennstoffet blir kun hvirvlet opp av den utenfra innstrøramende varmgassen og av den i transportretningen av brennstoffet gjennom ovnen strømmende forbrenningsluft, som blir tilført spesielt i området av brennstoffavgivningen gjennom luftslissen 28, og stegene 27. Samtidig er her en første styring av forbrenningstemperaturen i ovnen mulig idet det blir kjørt med forskjellige lu f tover s kudd.

Det er i flere henseende tilstrebet å opprettholde

i ovnen en forbrenningstemperatur mellom 500 og 900^0, fortrinnsvis mellom 500 og 800°C. Denne

temperaturen ligger under temperaturen ved hvilken NO -forbindelsen blir syntetisert, som forstyrrer som skadelig stoff ved en ytterligere forbrennings-og filtreringsprosesser.

Dessuten kan avsetningen av en del brennstoffer tilstedeværende salter og deres utsmelting bli forhindret, noe som fører til en reduksjon av avgivelsen av skadelige stoffer til omgivelsene.

Spesielt gjennom den over luftslissen 28 innførte forbrenningsluften blir brennstoffpartiklene transportert etter hvert i retningen av utstrømnings-åpningen 13, idet de blir ført over de forskjellige fludiumsjiktene 14, og får derved respektive ytterligere instrukser og at de er anordnet ved stegene 27 mellom fludiumsjiktene 14, luftinn-løpsåpningen 2 9 over hvilke likeledes forbrenningsluft blir ført inn i transportinnretningen av brennstof fet.

Naturligvis blir hver fludiumsjikt 14, som ;det

er beskrevet i sammenheng med innløpsåpningen 12, liggende nærmest fludiumsjiktet 14a, gjennomstrømmet nedenfra av varmgass, idet det på den ene siden gjennomstrømmer nok luft for å hvirvle opp brennstoffpartiklene og på den andre siden blir imidlertid sandsjiktet holdt i ro.

Ved det viste utførelseseksemplet blir varmgass

ført over to lufttilførselskanaler 31, som er anordnet under de første fire, henholdsvis de siste fire hvirvelsjiktene 14. Mellom begge disse lufttilførselskanalene 31 er anordnet en vifte 33

over hvilken gasshastigheten kan bli styrt. Dessuten er anordnet ventilklaffer i utløpsåpningen 32 innenfor lufttilførselskanalen 31 slik at fludiumsjikt-gruppene kan bli forsynt med forskjellige varmgassmengder og -strømningshastigheter. Da brennstoffet med tiltagende forbrenning blir stadig lettere må strømningshastigheten til varmgassen gjennom fludiumsjiktet 14 anordnet i det bakre området av ovnen, ikke nødvendigvis være høy som i området av sjiktet rundt innløpsåpningen 12.

Sammen med tilsvarende styring av varmgasstilførselen gjennom åpningen 32 kan da også tilførselen av forbrenningsluften bli styrt gjennom luftslissen 28, henholdsvis luftinnløpsåpningen 29. Varmgassen blir tatt ut av ovnen i dens øvre domliknende overdel 19. For dette tjener utløpsåpningen 40, over hvilke varmgassen blir ført i en ringkanal 41 rundt i overdelen 19. Ringkanalen 41 er så ført utvendig rundt ovnen til viften 33 i området av lufttilførselskanalene 31. Dette betyr at den allerede en gang forbrente luft på nytt blir sendt via viften 33 gjennom fludiumsjiktene 14, hvorved det på ene siden blir unngått en oppvarming av gassene og på den andre siden blir varmgassene som går inn i forbrenningsrommet 34 forbrent slik at eventuelle resterende skadelige stoffer blir utsatt for en andre forbrenning. Dette gjelder/spesielt for kullmonoksyd-rester i varmgassen, hvis andeler kan bli drastisk redusert ved flergangs-forbrenninger.

Etter at brennstoffet når fludiumsjiktet 14b, over fludiumsjiktet 14a, og på denne veien blir mer og mer fullstendig forbrent, blir den resterende asken til slutt ført nedover over utløpsåpningene 13 via en transportkanal 36.

Under fludiumsjiktet 14 fallende aske så vel som

fine sandpartikler glir langs de skrå veggene til de traktformede lufttilførselkanalene 31 og nå så

ned til åpningene anordnet ved den nedre enden av kanalene og samtidig til transportkanalen 36, hvorved de blir ført sammen med den utførte asken via utløpsåpningen 13.

Overskuddsvarmgass blir ført bort over ledningen 60 og står til rådighet for en ytterligere anvendelse, f.eks. for tørking eller dampfrembringelse.

Ved utsiden av overdelen 19 til forbrenningsovnen

er anordnet en nødskorstein 47, som er forbundet overdelen 19 via en tilførselsledning 48. For til-fellet hvor det ikke er mulig med bortføring av den produserte varmgassen åpner seg tilførselsledningen 48, og varmgassen kan unnvike via en nødskorstein 47.

En fordelaktig utforming av oppfinnelsen er i det frie endeområdet av overdelen 19 til forbrenningsovnen anordnet en torsjonsinnretning, over hvilken støvpartiklene i varmgassen kan bli ført ut og kan bli ført ut for utskillelse umiddelbart gjennom utløpsåpningen 40 i ringkanal 41 og/eller andre utløpskanaler under fludiumsjiktet 14.

Over en med domen forbundet ringkanal 66 kan friskluft og/eller avluft fra tørkingen bli ført inn i systemet.

Med en forbrenningsovn ifølge oppfinnelsen kan

derved forbrenningsforløpet og gjennomstrømningen av brennstoffet og asken bli nøyaktig avstemt fra trinn til trinn (fludiumsjiktet til fludiumsjiktet).

På figur 4 er skjematisk vist et ovnsanlegg, ved hvilket forbrenningsgassene utsettes for en ytterligere bearbeidelse på en spesiell måte.

Varmgassen er tatt ut av forbrenningsrommet 35 blir nemlig ført via en ledning 51 via en tørker 50 anordnet foran ovnens innløpsåpning 12, i hvilken brennstoff, f.eks. de fra avfallsbehandlingen utvunnet avfalls-fraksjon mellom 30 og 120 mm matet inn. På denne måten kan det bli tilveiebragt en ytterligere tørking av materialet, hvorved spesielt den nedre varmeverdien til brennstoffet kan bli øket. Mens varmgassen ved enden av tørkeren 50 så kan bli trukket ut og tilført et filteranlegg 54, tilføres det på forhånd tørkede brennstoffet på beskrevne måte over trakteren 21 og fortettingsskruen 22 inn i f orbrennLngsrommet:. 35.

Dersom nødvendig kan vifter 56 bli anbragt i varmgassledningen for akselerasjon av transport.

Dessuten kan det være tilkoblet mellom forbrenningsrommet 35 og tørkeren 50, en vanntilførseloppvarmer, gjennom hvilken ledningen 51 er ført fakulativt for således å muliggjøre en ytterligere energi-utnyttelse .

Den i filteranlegget 54 førte varmegass blir

der ført gjennom i og for seg kjente stoffilter, som kan være belagt med kalk, for å muliggjøre ;

en svovelbinding. Via en kalksilo 57 anbragt foran filteranlegget 54 kan stadig ny kalk bli tilført.

Med det på figur 4 viste utførelseseksempel forløper frakalksiloen 57 en ytterligere ledning 58 til mattrakten 21, slik at brennstoffet blir blandet med kalk for tilsluttet sulfatbinding før innløpet til forbrenningsrommet.

Det på figur 6 viste flytskjemaet er oppdelt hovedsakelig i tre avsnitt:

Behandling av husholdningsavfallet

for gjenvinning av en energirik, emmisjonsarm brennstoffraksjon,

Behandling av brennstoffet før forbrenningsovnen og tilslutt forbrenning,

Binding av asken og eventuelle filterstøv ved produksjonsprosessen ved en kalkstein-fremstilling under samtidig utnyttelse av forbrenningsvarmen.

Det tilførte husholdnings- og/eller husholdningsliknende industriavfall blir først utsatt for en sikting med størrelsesorden ca. 180 mm i en trommelsikt, eventuelt tidligere fjernet sperrende deler større enn 500 mm, og fraksjonen som er igjen på trommelsikten blir deretter tilført en hammer-

kvern. Herved er det for enheten til det senere separerte brennstoffet av avgjørende betydning den mekaniske påkjenningen av avfallsmaterialet i hammerkvernen. Ved valg av bestemte hammerkonfigura-sjoner og anvendelse av bestemte rister i avfalls-rommet til hammerkvernen kan bli tilveiebragt at i alt vesentlig blir papiret utsatt for en knusing. Derimot blir kunststoff (f.eks. plastposer)

tilført hammerkvernen ikke knust og muliggjør en senere isolering ved hjelp av sikting. De omløpende hammerene bevirker dessuten også at tilklebede forurensninger, som støv, blir slått av, slik at for videre behandling står til rådighet en materialblanding hovedsakelig fri for forurensninger.

I dette henseende har hammerkvernen vesentlige

fordeler i forhold til andre knusinnretninger, som f.eks. rotorkniver. Rotorkniver danner spalter,

gjennom hvilke det ikke knuste materialet kan falle slik at eh øket konsentrasjon av brenn-

stoffer som skal separeres tilveiebringes kun betinget.

Materialet trykket ut fra hammerkvernen blir tilslutt ført over en magnetutskiller for å fjerne vesentlige jernforurensninger.

Da siktingen utføres i mertrinnede siktinnretninger,

som ved en fordelaktig utførelsesform ifølge oppfinnelsen

er utformet som trommelsikter foregår siktbredden fra ca. 30 mm til 180 mm for å tilveiebringe ved typisk husholdningsavfall og husholdningsavfall-liknende industriavfall på den ene siden en optimal brennstoffutvinning og på den andre siden en mulig optimal selektiv gjenvinning av enkelte avfallsbestanddeler, spesielt papir.

Materiale mindre enn 30 mm blir trykket ut og

blir tilført en komposering eller en deponering inneholdende fraksjoner mellom 30 mm og 180 mm,

på grunn av de spesielle forankoblede behandlings-trinn nesten utelukkende papir, (ca. 95 vekt-%)

mens kunststoffandelen utgjør kun ca. 5 vekt-%.

Denne fraksjonen kan bli trukket ut og bli behandlet for papirfremstilling av gammelt papir.

Fraksjonen større enn 180 mm består derimot hovedsakelig av en kunststoff-papirblanding med f.eks. ca. 30 til 40 vekt-% kunstostoff og 60 til 70 vekt-% papir. Disse bestanddelene foreligger i husholdningsavfall med ca. 25 vekt-% (papir) henholdsvis 7 til 9 vekt-% (kunststoff), dvs.

ifølge kombinasjonen av cfeforskjellige behandlings-trinnene og innstilling av knuse- og sikteinnretningen foregår ifølge oppfinnelsen en høy grad av oppkonsen-trering av de nevnte komponenter, hvor spesielt kunststoffandelene ved tilsvarende innstilling av siktflaten kan bli forhøyet slik at varmeverdien til brennstoffet blir øket til verdier opp til 20 000 kilojoule/kilogram. Dermed ligger varmeverdien høyere enn f.eks. den til brunkull.

Som.følge av den andre utsiktingen med en korn-størrelse på 30 mm etter knusingen i hammer-

kvernen blir dessuten sikret at uønskede inertstoffer blir fjernet, slik at askeandelen til den isolerte brennstoffraksjonen blir holdet under 15 vekt-%.

Ved den kjente fremgangsmåten må derimot verdier

i størrelsesorden av 30 vekt-% bli tatt med i betraktningen. Dessuten kan hammerkvernen slå av forurensninger som inneholder høy fuktighet, slik at en spesiell tørking av brennstoffet kan bort-falle.'Dessuten reduserer de avslåtte fine bestanddelene belastningen av brennstoffet med kalk, som ved forbrenningsprosessen medfører en uønsket gassbelastning.

Industriovn ifølge foreliggende oppfinnelse kan

på grunn av dens gode forbrenningsegenskaper og føring av forbrenningsprosessen for ethvert brennstoff med den ovenfor beskrevne bli anvendt. Brennstoffraksjonen fremstilt av avfall ved hjelp

av fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse, muliggjør, dessuten i forhold til brennstoff fremstilt ifølge vanlige fremgangsmåter, en anvendelse i fyringsanlegg under innbefatting av røykgassren-gjøringsanlegg.

På grunn av dens høye forurensningsgrad kan brennstoff fremstilt i følge kjente fremgangsmåter, kun delvis bli forbrent.på denne måten da de forårsaker høy emulsjonsbelastning og dens aske kan kun ytterst begrenset bli tilført en ytterligere anvendelse.

En ytterligere fordel ved fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse er at brennstoffraksjonene vunnet på denne måten er etter en.knusing til en størrelse mellom 30 og 50 mm uten videre mulig å benytte for forbrenning mens fuktighet, som en ytterligere karakteristikk for brennstoffet, kan bli holdt forholdsvis lavt. Vanligvis har brennstoffet en fuktighet på under 15 vekt-%, hvor også

det muliggjøres en ubegrenset lagring.

Dersom brennstoffet fremstilt ifølge ovenfor nevnte fremgangsmåtetrinn ikke skal bli forbrent umiddelbart ved den fremstillingssted, er det mulig å

presse de adskilte brennstoffraksjonene - fortrinnsvis før den beskrevne knusingen, i baller eller spesial-beholdere, som da uten videre kan bringes lett og billig til et annet sted, hvor de skal bli for-

brent.

Behandlingen av brennstoffet for forbrenningsovnen foregår, som allerede beskrevet, først med en hakkinnretning, f or knusing av materialet, til en størrelse på mellom 30 og 50 mm. Det således knuste materialet kan da eventuelt bli mellomlagret i en silo.

Deretter er det til rådighet for en innføring eventuelt i en forbrenningsovn, henholdsvis kan bli tørket i en tørketrommel ved hjelp av en tilsvarende føring av varme avgasser, til forbrenningsovnen under utnyttelse av dens varmeinnhold.

Som det fremgår av flyt-diagrammet på figur 6,

kan de fra ovnen uttrukne varme damper og/eller den fra ovnen uttrukne asken og/eller det utfra filteranlegget utførte filterstøv anvendes videre, f.eks. forbinding av den masse for kalksandstein-fremstilling, henholdsvis som oppvarmingsmedium i løpet av herdeforløpet.

Ifølge oppfinnelsen er det derved mulig å tilveiebringe en spesielt miljøvennlig metode for avfallsfjerning ved samtidig anvendelse av de produktene som oppstår ved forbrenningen.

Da karakteristiske trekkene ved gjenstanden frem-kommet i beskrivelsen, patentkravene og sammendraget og tegningene, kan så vel enkeltvis som også i vilkårlig kombinasjoner med hverandre være vesentlig for utførelse av oppfinnelsen ved dens forskjellige utførelsesformer.

Claims (15)

1. Industriovn for forbrenning,av faste, flytende, pastaformede eller gassformede brennstoffer med et brennstoffinn- såvel gass- og askeutløp, karakterisert ved at det er anordnet minst to utfra gassgjennomstrø mte fludiumsjikt 14, over hvilke brennstoffet blir ført, idet fludiumsjiktet 14 er utformet i transportretningen til brennstoffet i forbrenningsrommet 35 i gjensidige avgrensninger i forhold til hverandre, og trinnvis forskjøvet i høyderetningen og at innstillingen foregår ved en gjennomsnitlig forbrenningstemperatur mellom 500 og 900°C, spesielt mellom 500 og 800°C.

2. Ovnen ifølge krav 1, karakterisert ved at fludiumsjiktene 14 er utformet i transportretningen for brennstoffet i forbrenni rrjsrommet 35 , skråstilt nedover og trinnvis.

3. Ovn ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at fludiumsjiktenes 14 fyllmaterialer som består av fortrinnsvis sand eller keramisk materiale, har en hø ydre spesifikk vekt enn brennstoffet.

4. Ovn ifølge krav 1 til 3, karakterisert ved at fludiumsjiktet 14 har en ventildysebunn 25 og/eller gassgjennom-snitlig keramisk materiale.

5. Ovn ifølge krav 1 til 4, karakterisert ved at varmgassen som strømmer gjennom fludiumsjiktet 14, blir tilført via en vifte 33, idet transporthastigheten til varmgassen er innstillbar slik at fludiumsjiktet 14 forblir hovedsakelig formstabilt.

6. Ovn ifølge krav 1 til 5, karakterisert ved at hvert enkelt fludiumsjikt 14 eller grupper med fludiumsjikt 14 er utført med en egen tilføringskanal 31 for varmgass forsynt med mengdestyring.

7. Ovn ifølge krav 1 til 6, karakterisert ved at i ovnen er anordnet en generell skråstilling av dysene eller slissene 28, 29, tilsvarende fludiumsjiktene 15 avtrinning, for innledning av rettet forbrennings-luftstrømming i forbrenningsrommet 35, og som sørger for en føring av det tilførte brennstoffet over fludiumsjiktet 14 til gassutløpet 40, henholdsvis askeutløpet 13.

8. Ovn ifølge krav 7, karakterisert ved at dysene eller slissene 28,29, er anordnet i området av fludium-sj iktet 14a, som ligger nærmest til forbrennings-rommets 35 innløpsåpning 12, og/eller i området mellom fludiumsjiktene 14.

9. Ovn ifølge krav 1 til 8, karakterisert ved at deler av avgassen er tilbakeførbar over i ovnens overdel 9 anordnede, trinnløse regulerbare utløpsåpninger 40, så vel som en rørledning 41 i lufttilførsels-kanalen 31 under fludiumsjiktet 14.

10. Ovn ifølge krav 9, karakterisert ved at i området av utløpsåpningen 40 er anordnet en torsjonsmoment-innretning.

11. Ovn ifølge krav 9 eller 10, karakterisert ved at for den andre varmgassen er anordnet en filterrengjøring 54.

12. Fremgangsmåte for fremstilling av et energirikt og skadestoffattig forbrennbart brennstoff, egnet for forbrenning i ovnen ifølge ett av kravene 1 til 11, ved behandling av husholdnings- og/eller husholdningsliknende industriavfall, med knuse-, sikte- og avtrekksinnretninger og til slutt en magnetutskilling for selektiv gjenvinning av forskjellige avfallsbestanddeler, spesielt papir, ved hvilken det tilførte avfallet etter siktingen ligger i en fraksjonsstørrelse på fortrinnsvis mellom 180 og 500 mm, påfølgende knusing under samtidig fraføring av tilklebede forurensninger, spesielt støv, sand, og liknende, og utsettes ved en magnetutskilling for en andre sikting, ved hvilken over en flertrinnet siktemaskin fraksjoner i størrelses-orden mindre enn 30 mm og fraksjoner i størrelses-orden mindre enn 180 mm, blir fjernet fra material-strømmen, og fraksjonen mindre enn 30 mm henholdsvis mindre enn 180 mm tilslutt blir ført ut eventuelt under sammenføring mens fraksjoner større enn 180 mm blir utsatt for en knusing for anvendelse som brennstoff, og fortrinnsvis til 30 til 50 mm, eventuelt under mellomkobling av en pressing.

13. Fremgangsmåte ifølge krav 12, karakterisert ved at den første utsiktingen foregår via en trommelsikt.

14. Fremgangsmåte ifølge krav 12 eller 13, karakterisert ved at knusingen etter den første siktingen foregår over en hammerkvern selektiv knusing av papirdelene.

15. Anvendelse av brennstoffet fremstilt fra en ovn ifølge krav 1 til 11, under samtidig forbrenning ifølge -fremgangsmåten ifølge krav 12 til 14, under uttrekking av varmgass, aske og/eller filterstøv for fremstilling av .^ .anorganiske bindemidler eller keramisk produkter.