NO855035L - Tre-trinns forbrenningsprosess for brenning av brennstoffer inneholdende svovel. - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse angår en forbedret fremgangsmåte til

å brenne et brennstoff inneholdende svovel. Mer spesielt angår oppfinnelsen en fremgangsmåte til å brenne et brennstoff inneholdende svovel i tre trinn for å redusere utslippet av partikler og svovelforbindelser i forbrenningsgassene.

Forbrenningen av brennstoffer inneholdende svovel

såvel som uforbrennbare askedannende residuer, medfører behov for å regulere utslipp av partikler og svovelforbindelser av miljømessige grunner. Da disse svovelforbindelser og partikler kan gi opphav til betydelig miljømessig risiko, er meget arbeide blitt utført for å utvikle metoder til å

hindre dannelse av disse stoffer eller fjerne dem fra for-brennings gas sene .

Med hensyn til tilstedeværelse av svovel i brennstoffet er det blitt foreslått å tilsette materialer til brennstoffet hvilke, i det minste ved forbrenningstemperaturen, vil reagere med svovelet og danne svovelforbindelser som kan fjernes, d.v.s. å hindre eller minske dannelsen av svoveloksydgasser. I U.S. patent 1 007 153 foreslås tilsetning av et salt, hydrat eller oksyd av et av alkalimetallene som et additiv til koks, hvorved alkaliet ville bli ført inn i porene av koksen hvor det kan reagere med svovel etter oppvarmning og danne sulfater og sulfider.

I U.S. patent 1 545 620 beskrives metning av pulverisert koks med vann og sammenblanding av dette med en blanding av pulverisert kalkstein og hydrokarbonolje under dannelse av en plastisk masse i hvilken det er en nær assosiasjon mellom svovelet og kalksteinen. Når blandingen forkokses, reagerer kalksteinen og svovelet under dannelse av kalsiumsulfid.

I U.S. patent 3 540 387 beskrives tilsetning av et karbonat, såsom kalsiumkarbonat, til et virvelsjikt inneholdende kull, slik at svovelet holdes tilbake i virvel-sjiktet.

I U.S. patent 3 717 700 beskrives anvendelse av et svovelakseptor-materiale i en første forbrenningssone for å absorbere svovelet, hvoretter det frigjøres i en andre sone, slik at det meste av svoveloksydene derved konsen-treres i en liten del av røkgassen.

I U.S. patent 4 102 277 beskrives forbrenning av kloakkavfall som er blitt avvannet ved hjelp av kalk og deretter forbrent under anvendelse av brennstoff med høyt svovelinnhold. Under forbrenningen reagerer kalken med svovelet i brennstoffet og med oksygen under dannelse av kalsiumsulfat for deponering, mens dannelsen av forurensende svoveloksydgasser hindres.

Det er også kjent å blande brennstoff med et additiv for å regulere eller forandre smelte- eller mykningspunktet av den aske eller slagg som dannes, hvorved fjerning derav lettes. I U.S. patent 1 167 471 beskrives tilsetning av leire til pulverisert kull for derved å heve smeltepunktet av asken og danne et mer tilfredsstillende belegg på metaller som varmebehandles.

Ifølge U.S. patent 1 955 574 tilsettes et reagens til kull for å forandre og/eller regulere smelte- eller mykningspunktet av slaggen, slik at ovnsveggene beskyttes mot smeltet slagg. Mykningspunktet av kullaske angis å bli høynet ved tilsetning av sand eller en ikke-jernholdig leire eller senket ved tilsetning av kalk eller soda. Smelte- eller mykningspunktet reguleres av patenthaveren for at et tynt lag av fast slagg skal bygges opp på ovnsveggene og beskytte de varmefaste veggmaterialer mot smeltet slagg som dannes i ovnens indre.

U.S. patent 2 800 172 angår tilsetning av et metall eller et metalloksyd, eksempelvis aluminium, magnesium eller kalsium, til et flytende brennstoff for å forandre formen av slagg som produseres i et forbrenningskammer til en lett fjernbar slagg.

Det er også kjent å regulere forbrenningstemperaturen for å sikre dannelse av en smeltet slagg for derved å redusere luftborne partikkelformige materialer. I U.S. patent 3 313 251 beskrives en fremgangsmåte til behandling av kulloppslemninger inneholdende knust kull og vann, hvor temperaturen i ovnen holdes over smeltepunktet av asken i kullet, slik at det dannes et smeltet residuum under forbrenningsprosessen. Den sentrifugalvirkning som frembringes i en syklonovn, bevirker at dette residuum kastes mot ovnsveggene, hvor det under tyngdekraftens virkning strømmer til bunns i ovnen hvor det kan fjernes.

Det er også kjent å brenne brennstoff i mer enn ett trinn for å redusere røk- og svoveloksyd-dannelsen ved å anvende et luft/brennstoff-forhold i det første trinn mindre enn forholdet for støkiometrisk brenning. I U.S. patent 3 228 451 foreslås brenning av brennstoff i en slik totrinns-prosess, hvor brennstoffet ble brent i et første trinn ved et luft/brennstoff-forhold mindre enn forholdet for støkio-metrisk brenning. Produktene ved denne forbrenning ble så kjølt og deretter brent i et andre trinn med et overskudd av luft, hvilket resulterte i en senkning av brenningstem-peraturen.

I U.S. patent 4 144 017 foreslås brenning av brennstoff i flere trinn, hvor den forbrenningsluft som ble tilført en primærovn, ble regulert for innføring av 50-70% av den totale støkiometriske luft, mens maksimumsforbrenningstemperaturen ble holdt ved eller under 2500°F for å redusere dannelsen av nitrøse (nitric) oksyder. Den forbrenningsluft som tilføres ved andre trinn eller sekundærovnen, reguleres også for inn-føring av 50-70% av den totale støkiometriske luft til den andre ovn, mens forbrenningstemperaturen holdes ved eller under 2900°F.

I U.S. patent 4 232 615, som er overdratt til søkeren

i foreliggende søknad, beskrives en fremgangsmåte til brenning av et pulverisert karbonholdig materiale inneholdende svovel og aske, hvor det anvendes et additiv som er istand til å reagere med svovelet i materialet under forbrenningen, og

brennstoffet ble brent i to trinn, hvor det første trinn inneholdt mindre enn 100% av den teoretiske luft og ble fortrinnsvis utført ved en temperatur under 1100°C for derved å inhibere dannelsen av uønskede svoveloksydgasser og å bidra til å fjerne svovelet som faste forbindelser. Det ble der foreslått at det første trinn kan holdes ved en temperatur enten under eller over smeltepunktet av asken avhengig av de ønskede betingelser. Det ble videre antydet at de additiver som ble anvendt for omsetning med svovelet under dannelse av svovelforbindelser, også kunne ha en effekt på askens generelle smeltepunkt, enten nedsette den eller heve den, avhengig av den spesielle forbindelse som ble anvendt.

Mens alle de foregående prosesser bidrog til å redusere svovelet og/eller partikkelmaterialene i utslippene fra forbrenningsprosessene, begunstiger de fleste av pro-sessene enten fjerningen av svovel eller dannelsen av en lett gjenvinnbar aske. I f.eks. ovennevnte U.S. patent 4 232 615: hvis oppslemningen brennes i det første trinn med mindre enn 100% teoretisk luft ved en temperatur under askens smeltepunkt, så er svovelfjerningen god både når det gjelder begrensningen av luft som hjelper til ved dannelsen av termisk stabile sulfidforbindelser heller enn sulfitter, og når det gjelder den nedsatte temperatur som hindrer eventuelt dannede sulfittforbindelser i å spaltes til uønskede svoveloksydgasser. Dessuten blir reaksjonen mellom additivene og svovelet fremmet av det store overflateareal av de fine partikler. Enn videre reduserer den nedsatte temperatur dannelsen av oksyder av nitrogen.

Den lavere temperatur, som riktignok bidrar til en

mer fullstendig eliminering av svovelutslipp, øker imidlertid problemet med hensyn til partikkelformige materialer i utslippene, siden forbrenningstemperaturen er under smeltepunktet av asken og asken derfor bibeholdes i partikkel-form, som er relativt vanskelig å fjerne fra gassene.

På den annen side, hvis det første trinn utføres ved en temperatur over askens smeltepunkt, vil eventuelt dannede sulfittforbindelser kunne bli lettere spaltbare til de uønskede svoveloksydutslipp. Det relativt lille overflateareal av den smeltede slagg på brennerveggen gjør dessuten reaksjonen mellom additiver og svovel langsommere.

Utførelsen av de tidligere kjente prosesser represen-terte således i beste fall et kompromiss hvor enten elimineringen av svovel eller elimineringen av partikkelformige materialer ble foretrukket til skade for den annen. Det ville derfor være høyst ønskelig å tilveiebringe en fremgangsmåte i hvilken både svovel- og partikkelfjerningen ble optimalisert slik at utslippet av begge disse uønskede materialer fra forbrenningsprosessen minskes.

Det er derfor et formål med denne oppfinnelse å tilveiebringe en tretrinns prosess for brenning av forbrennbart brennstoff inneholdende svovel og askedannende materialer, hvor utslippet av partikkelformige materialer og svovelholdige gasser nedsettes.

Det er et annet formål med denne oppfinnelse å tilveiebringe en tretrinns prosess for brenning av forbrennbart brennstoff inneholdende svovel og askedannende materialer, hvor utslippet av partikkelformige materialer og svovelholdige gasser minskes ved tilveiebringelse av et trinn som optimaliserer fjerning av svovelforurensninger.

Det er et ytterligere formål med denne oppfinnelse å tilveiebringe en tretrinns prosess for brenning av forbrennbart brennstoff inneholdende svovel og askedannende materialer, hvor utslippet av partikkelformige materialer og svovelholdige gasser minskes ved tilveiebringelse av et trinn som optimaliserer fjerning av aske dannet i forbrenningsprosessen.

Det er et ytterligere formål med denne oppfinnelse å tilveiebringe en tretrinns prosess for brenning av forbrennbart brennstoff inneholdende svovel og askedannende materialer, hvor utslippet av partikkelformige materialer og svovelholdige gasser minskes ved tilveiebringelse av et trinn som optimaliserer fjerning av svovelforurensninger, et annet trinn som optimaliserer fjerning av aske dannet i forbrenningsprosessen, og et slutt-trinn som sikrer fullstendig forbrenning av

eventuelle gjenværende brennstoffverdier.

Det er et ytterligere formål med oppfinnelsen å tilveiebringe en tretrinns prosess, hvor mindre enn 100% av teoretisk luftmengde anvendes i de første to trinn for henholdsvis å lette dannelsen av sulfider og aske, hvilke fjernes før fullstendig forbrenning av de gjenværende gasser i det tredje trinn.

Det er et annet formål med oppfinnelsen å tilveiebringe en tretrinns forbrenningsprosess for brenning av et forbrennbart brennstoff inneholdende svovel og askedannende materialer, hvor et additiv blandes med brennstoffet og reagerer med svovelet under dannelse av en lettere f jernbar forbindelse.

Det er et ytterligere formål med oppfinnelsen å tilveiebringe en tretrinns forbrenningsprosess for brenning av forbrennbart brennstoff inneholdende svovel og askedannende materialer, hvor et additiv blandes med brennstoffet for omsetning med svovelet under dannelse av en f jernbar forbindelse, og et bindemiddel blir også tilsatt brennstoffet for ytterligere å redusere utslipp av partikkelformige materialer under forbrenningsprosessen.

Disse og andre formål med oppfinnelsen vil fremgå av

den følgende beskrivelse og tegningsfigurene.

En tretrinns forbrenningsprosess for brenning av et brennstoff inneholdende svovel og som gir lavt svovelutslipp og god askefjerning, omfatter i henhold til oppfinnelsen at det svovelholdige brennstoff blandes med et additiv som er istand til å reagere med svovel, blandingen brennes i et første forbrenningstrinn med mindre enn 75% av teoretisk luftmengde og ved en temperatur under askens smeltepunkt, men tilstrekkelig høy til å bevirke reaksjon mellom additivet og svovelet i brennstoffet, hvorved fjerning av de dannede svovelforbindelser lettes, forbrennbare brennstoffgasser og partikkelformige materialer fra det første trinn føres til et andre forbrenningstrinn, gassene brennes i det andre trinn med mindre enn 100% av teoretisk luftmengde ved en temperatur over askens smeltepunkt under dannelse av en flytende slagg som kan fjernes fra det andre trinn, og forbrennbare gasser fra det andre trinn brennes i et tredje trinn med et overskudd av luft for å sikre fullstendig forbrenning av brennstoffet. Fig. 1 er et flytskjema som illustrerer fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Fig. 2 er et snitt som skjematisk illustrerer et foretrukket apparat som kan anvendes ved utførelse av oppfinnelsen.

Ved utførelsen av den foretrukne utførelsesform av oppfinnelsen blir brennstoffet inneholdende svovel og askedannende materialer, før forbrenning blandet med et additiv som er istand til å reagere under forbrenningen med svovelet i brennstoffet. Et partikkelformig bindemiddel kan også tilsettes for å lette dannelsen av en fjernbar aske i form av fast eller smeltet slagg.

Brennstoffet kan omfatte et tørt, grovmalt kull, d.v.s. 6,3 - 12,7 mm partikler, et tørt pulverisert kull, d.v.s. med en gjennomsnittlig partikkelstørrelse på -200 mesh (Tyler); eller det pulveriserte kull kan blandes med vann til en oppslemning for å lette intim kontakt med additivene.

Anvendelsen av vann i brennstoffblandingen for å

danne en oppslemning er ikke nødvendig, men gir flere viktige fordeler. Det virker som en bærer for brennstoffet når partikkelformig kull anvendes, hvorved det kan håndteres som en væske eller som en stiv pasta. Det fremmer også den intime kontakt mellom additivet og det partikkelformige karbonholdige materiale som er nødvendig for å maksimere effekten av additivet ved at det bringer additivet og svovelet i det karbonholdige materiale i intim kontakt med hverandre.. En vannbasert oppslemning kan også lagres uten fare for spontan forbrenning eller altfor sterk støvdannelse.

Det additiv som er istand til å reagere med svovel

i brennstoffet, kan omfatte et materiale inneholdende et metall, innbefattet et alkalimetall eller et jordalkalimetall, som er istand til å reagere med svovel under dannelse av en forbindelse. Metallet kan være i metallisk form, et salt eller et oksyd. Eksempler på slike materialer er kalsiumoksyd, kalsiumkarbonat, dolomitt, magnesiumoksyd,

natriumkarbonat, natriumbikarbonat, jernoksyd og leire. Med-anvendelsen av det spesielle additiv i den først dannede brennstoffblanding kan også forandre smeltepunktet av den senere dannede aske. Valget av et spesielt additiv til bruk i brennstoffblandingen bør derfor gjøres under hensyntagen til de ønskede temperaturer i det første trinn og det andre trinn for å sikre at en smeltet slagg ikke dannes av aske-partiklene i det første trinn og å sikre at den smeltede slagg vil dannes i det andre trinn, slik at den mengde av partikkelformige materialer som forlater det andre trinn, vil være vesentlig redusert for derved å redusere den mengde av partikkelformige materialer som til slutt vil bli utsluppet til atmosfæren fra det tredje trinn. Visse additiver, såsom kalsiumoksyd, kalsiumkarbonat, dolomitt og magnesiumoksyd, kan virke til å øke askens smeltetemperatur, mens natriumkarbonat, natriumbikarbonat og leire kan virke til å nedsette askens smeltetemperatur. Under visse omstendigheter kan det være ønskelig å anvende en additiv blanding bestå-ende av en blanding av disse foretrukne materialer.

Hvis brennstoffblandingen også inneholder et partikkelformig bindemiddel, kan redusert partikkelutslipp under forbrenningen oppnås. Dette kan komme av en binding mellom

de karbonholdige partikler som finner sted når bindemidlet er tilstede i brennstoffblandingen under den innledende opp-varming i forbrenningskammeret i det første trinn før forbrenning. Foretrukne bindemidler for tilsetning til oppslemningen innbefatter leire, sukrose, kalsiumacetat og eddiksyre.

Brennstoffblandingen kan blåses inn i forbrenningskammeret i det første trinn ved hjelp av en luftstrøm med høy hastighet når en tørr brennstoffblanding anvendes, eller brennstoffblandingen blir, når en oppslemning anvendes, til-ført forbrenningskammeret i det første trinn ved hjelp av en hensiktsmessig matemekanisme, såsom en mekanisk skrue-innretning e.l., eller blåst inn dispergert som små dråper.

I den første forbrenningssone brennes brennstoffblandingen i nærvær av mindre enn 75%, eller i noen tilfeller, mindre enn 50% av den teoretiske luftmengde som trenges for fullstendig forbrenning. Når grove partikler anvendes, kan en virvelsjikt-forbrenningsanordning bli brukt i det første trinn.

Temperaturen blir i det første forbrenningstrinn regulert slik at temperaturen holdes ved 700-1100°C, fortrinnsvis ved en temperatur mellom 850 og 1100°C. Ved disse temperaturer vil en reaksjon mellom brennstoffblandingens be-standdeler og oksygenet i forbrenningsluften danne svovelforbindelser, såsom hydrogensulfid, karbonylsulfid og svoveldioksyd. Disse forbindelser kan deretter i sin tur reagere med additivet under dannelse av sulfider og sulfitter. Noen av de således dannede sulfitter er termisk ustabile ved høye temperaturer. Således begynner f.eks. kalsiumsulfitt å spaltes til kalsiumoksyd og svoveldioksyd ved ca. 900°C, og det er nesten fullstendig ustabilitet ved temperaturer over 1100°C.

Da oppfinnelsen tar sikte på å fjerne som faste stoffer de forbindelser som dannes ved reaksjon mellom additivet og svovelet, er det derfor ønskelig at temperaturen holdes tilstrekkelig lav til å hindre slik spaltning og dannelse av svovelholdige gasser. Temperaturen kan holdes under 1100°C under forbrenningen ved innføring av vanndamp i kammeret med forbrenningsluften eller, mer foretrukket, ved begrensning av den mengde luft som innføres i kammeret. Det skal derfor bemerkes i denne henseende at lokaliserte varme steder kan forekomme i kammeret ved temperaturer over 1100°C. I nærvær av slike varme steder anses det fremdeles å være innenfor den målsetning at den generelle temperatur i kammeret holdes under 1100°C, da det kan være nesten umulig å eliminere slike varme steder.

Opprettholdelse av temperaturen i det første trinn under askens smeltepunkt er også til hjelp i brennstoffblandingen ved at et større overflateareal opprettholdes for reaksjon enn om smeltet slagg ble dannet i den første reaksjonssone.

Begrensning av den mengde luft som innføres i det første kammer til mindre enn 75% av teoretisk luftmengde,

og i noen tilfeller mindre enn 50%, har den ytterligere fordel at den bringer hovedmengden av svovelet og det karbonholdige materiale til å danne sulfider med additivet, eksempelvis kalsiumsulfid eller jernsulfid, som er termisk stabile ved de temperaturer som anvendes i det første forbrenningstrinn. Utslippet av svoveloksyder kan således reduseres betydelig ved begrensning av den mengde luft som innføres i forbrenningskammeret i det første trinn til mindre enn 75%

av teoretisk luftmengde. Når forbrenningskammeret i det første trinn drives med mindre enn 75% av teoretisk luftmengde, vil også dannelsen av nitrogenoksyder nedsettes. Anvendelse av forvarmet luft kan resultere i at enda mindre luft trenges for oppnåelse av de samme forbrenningstempera-turer.

De faste materialer som dannes i det første forbrenningstrinn, og som hovedsakelig består av reaksjonsproduk-tene mellom additivet og svovelet i brennstoffet og aske-produkter, kan delvis fjernes som faste stoffer fra bunnen av det første forbrenningskammer, eller de kan føres til det andre forbrenningstrinn.

Den mengde av faste stoffer som henholdsvis enten'fjernes fra strømmen eller føres videre til den andre reaksjonssone, vil avhenge av flere faktorer. Hvis størstedelen av de svovelforbindelser som dannes er stabile sulfider, kan det være mest hensiktsmessig å føre disse forbindelser videre til det andre trinn, hvor de, sammen med den smeltede slagg, vil danne en relativt uutlutbar masse. På den annen side, hvis størstedelen av de svovelforbindelser som dannes er ustabile sulfitter, vil det være fordelaktig å fjerne disse forbindelser som faste stoffer fra den første reaksjonssone, siden deres tilstedeværelse i den andre reaksjonssone med høyere temperatur kan resultere i spaltning og dannelse av uønskede svovelholdige gasser. Hvis i det minste noen av svovelforbindelsene fjernes i den første reaksjonssone,

kan store partikler av aske bli fjernet samtidig. Findelt

aske blir imidlertid med fordel ført til den andre reaksjonssone, hvor sykloneffektene i denne sone vil bringe de fine askepartikler i kontakt med de slaggbelagte vegger i den andre reaksjonssone, hvilket resulterer i smelting av de fine partikler til smeltet slagg, som så kan fjernes.

De varme forbrenningsgasser føres, sammen med i det minste den fine aske som ikke fjernes fra det første trinn, gjennom en avgasskanal til et andre forbrenningskammer, hvilket holdes ved en temperatur over 1100°C og fortrinnsvis ved 1100 - 1400°C for å lette dannelsen av en flytende eller fast slagg fra de askedannende materialer som finnes i det forbrennbare brennstoff. For hvilket.som helst gitt brennstoff holdes temperaturen i det andre trinn optimalt ved ca. 50 - 100°C over slaggsmeltepunktet for derved å sikre smelting av asken, mens en lavest mulig temperatur opprettholdes ut fra synspunktet spaltning av eventuelle svovelforbindelser som passerer inn i det andre trinn.

I dette andre forbrenningstrinn anvendes også mindre enn 100% av teoretisk luftmengde, basert på luftbehovet for gassene fra det første trinn, for å redusere dannelsen av oksyder av nitrogen og svovel. Temperaturen i det andre trinn bør være høy nok til å smelte asken og danne en smeltet slagg som under tyngdekraftens virkning vil falle til bunns i forbrenningskammeret, hvor den lett kan fjernes. Smelting av den findelte aske lettes av syklonvirkningen av den luft som blåses inn i det andre forbrenningstrinn, som driver asken mot de med smeltet slagg belagte vegger i det andre forbrenningstrinn.

Forbrenningsgassene blir nå ført til et tredje trinn, hvor de brennes fullstendig med et overskudd av luft. I dette trinn bør brennstoffverdiene i de forbrennbare gasser være hovedsakelig fri for svovel eller askedannende materialer; dette trinn kan derfor drives slik at brenningen av eventuelle gjenværende forbrennbare brennstoffverdier i gassen maksimeres.

Det vises nå til fig. 2 hvor et forbrenningsapparat for utførelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er vist skjematisk. Apparatet innbefatter et første trinns forbrenningskammer 14, et andre trinns forbrenningskammer 44 og et tredje trinns forbrenningskammer 64.

Brennstoffblandingen, innbefattende brennstoffet og additivene, såvel som luft for forbrenning i det første trinn, føres inn i kammeret 14 ved innløpet 24. Som nevnt ovenfor blir mindre enn 75% av teoretisk luftmengde tilført i det første trinn, fortrinnsvis på en slik måte at temperaturen i dette holdes under ca. 1100°C og helst ved 850 - 1050°C. Under forbrenningen vil additivet i brennstoffoppslemningen omsettes med svovel i brennstoffet under dannelse av forbindelser som vil akkumuleres i form av faste stoffer i kammerets bunn.

Da disse forbindelser akkumuleres under det første forbrenningstrinn, kan de eventuelt fjernes fra kammeret 14 gjennom en avløpsåpning 28 sammen med store partikler av aske som stammer fra askedannende materialer i brennstoffet. Slike askedannende materialer vil også'resultere i dannelse

av fine askepartikler som kan holdes i suspensjon i det forbrennbare brennstoff i form av findelte partikler av aske ved en sykloneffekt gjennom tilførselen av luft under dannelse av en virvlende effekt i det første forbrennings-

trinn. De forbrennbare gasser fra kammeret 14, sammen med den findelte aske, forlater kammeret 14 ved utløpet 36 og strømmer gjennom ledning 38 til forbrenningskammeret 44 i det andre trinn. Idet disse gasser kommer inn i kammeret ved innløpet 40, blandes de med ytterligere luft for opprettholdelse av en syklonisering av gassene i det andre forbrenningskammer 44.

Ytterligere forbrenning utføres i det andre forbrenningskammer ved en temperatur over 1100°C, hvorved det bevirkes brenning av ytterligere brennstoff såvel som smelting av den partikkelformige aske under dannelse av en smeltet slagg som belegger veggene av det andre forbrenningskammer 44 og deretter renner nedover veggene og akkumuleres ved bunnen av kammeret 44, hvor den kan fjernes gjennom en slagg-avløps-åpning 48. Sykloneffekten ved at luften som kommer inn i det andre forbrenningskammer 44, bringer de fine askepartikler i kontakt med veggene som er belagt med smeltet slagg, hvilket bevirker at de fine askepartikler klebes til den smeltede slagg og smelter.

Forbrenningsgassene fra kammeret 44, som nå skulle være relativt fri for partikkelformig materiale, uttas gjennom utløpsåpningen 46, hvor de føres til det tredje forbrenningskammer 64 ved innløpet 60. Disse gasser i kammeret 64 blir så blandet med luft gjennom et luftinnløp 62, hvor forbrenningen fullføres. Avløpsmaterialet fra kammeret 64 føres gjennom avløpsutløpet 66 for utslipp til atmosfæren eller videre behandling avhengig av den mengde gasser eller partikkelformige materialer som passerer gjennom utløpet 66.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen tilveiebringer således tre forbrenningstrinn i hvilke svovelforbindelser dannes av svovel i brennstoffblandingen og eventuelt fjernes i det første trinn, smeltet slagg dannes og fjernes i det andre trinn fra askedannende materialer i brennstoffblandingen, og utløpsmaterialene fra det tredje og siste trinn er derfor relativt fri for svovel og partikkelformige materialer.

Claims (8)

1. Tretrinns forbrenningsprosess for brenning av et brennstoff som inneholder svovel, med lavt svovelutslipp og god askefjerning, omfattende (a) det svovelholdige brennstoff blandes med et additiv som er istand til å reagere med svovel, karakterisert ved (b) blandingen brennes i et første forbrenningstrinn med mindre enn 75 % av teoretisk luftmengde og ved en temperatur under askens smeltepunkt, men tilstrekkelig høy til å bevirke reaksjon mellom additivet og svovelet i brennstoffet for å lette fjerning av de svovelforbindelser som dannes, (c) de forbrennbare brennstoffgasser fra det første trinn føres til et andre forbrenningstrinn, (d) gassene i det andre trinn brennes med mindre enn 100 % av teoretisk luftmengde, basert på teoretisk luftmengde for produkter fra det første trinn, ved en temperatur over askens smeltepunkt under dannelse av en flytende slagg som kan fjernes fra det andre trinn, og (e) forbrennbare gasser fra det andre trinn brennes i et tredje trinn med et overskudd av luft for å sikre fullstendig forbrenning av brennstoffet.

2. Prosess ifølge krav 1, karakterisert ved at additivet først blandes med vann før additivet blandes med det svovelholdige brennstoff, eller brennstoffet omfatter et partikkelformig karbonholdig brennstoff og vann og vannet og additivet blandes med det partikkelformige karbonholdige brennstoff under dannelse av en oppslemning, hvorved additivet kan komme i intim kontakt med svovelet i brennstoffet.

3. Prosess ifølge krav l, karakterisert ved at det partikkelformige karbonholdige brennstoff omfatter kull, og nevnte temperatur i det første trinn holdes under 1100°C for å hindre aske dannet ved brenningen av kull i å smelte, hvorved reaksjon mellom additivet og svovel i brennstoffet i det første trinn for dannelse av svovelforbindelser lettes.

4. Prosess ifølge krav 3, karakterisert ved at den innbefatter det ytterligere trinn å fjerne i det minste en del av de svovelforbindelser som dannes i det første trinn før passasje til det andre trinn, hvorved de svovelforbindelser som dannes i det første trinn ikke vil bli eksponert for de høyere temperaturer i det andre trinn, hvilket kunne spalte svovelforbindelsene under dannelse av uønskede svovelgasser.

5. Prosess ifølge krav 4, karakterisert ved at i det minste en del av den aske som dannes i det første trinn, føres til det andre trinn sammen med forbrennbart brennstoff fra det første trinn, hvorved asken kan smeltes til en utvinnbar form ved den høyere temperatur i det andre trinn.

6. Prosess ifølge krav 4, karakterisert ved at temperaturen i det første trinn holdes under 1100°C eller mer spesielt ved 850 - 1050°C, og/eller temperaturen i det andre trinn holdes over 1100°C eller mer spesielt ved 1100 - 1400°C.

7. Prosess ifølge krav 1, karakterisert ved at additivet som er istand til å reagere med svovel, består av et metall i metallisk form, et metalloksyd eller et metallsalt, og/eller additivet er et alkalimetall, et jordalkalimetall eller blandinger derav, eller det er et alkalimetall som er istand til å reagere med svovel under dannelse av en forbindelse som kan fjernes fra det første forbrenningstrinn.

8. Prosess ifølge ett eller flere av de foregående krav, karakterisert ved at bindemiddel tilsettes til det karbonholdige brennstoff for å redusere partikkel-utslippet fra forbrenningsprosessen.