TW559649B - Process for incinerating waste products - Google Patents

Description

559649 ΚΙ ___Β7___ 五、發明說明（/ ) 本發明關於一種在一燃燒爐柵（Feuerungsrot，英grate )上將垃圾產物焚化的方法，其中先將該垃圾產物乾燥並 點火，然後進行主焚化過程，然後將產生的熔渣（灰渣） (Schlacke)帶出。 在近年來，用於焚化的廢料或垃圾的成份越來越朝一 向改變，即容易揮發的成分增加，它們主要是由塑膠所產 生者。與此平行並進的技術，係直接在燃燒爐柵上焚化的 碳量減少。這種發展的結果，使燃燒爐柵上的燃料床與熔 渣床的溫度同樣地降低。 這二種現象使之很難達成極佳的垃圾熔渣燃燒品質。 已有人硏究藉著在燃燒爐柵的火焰導引（Feuerftihrung)時 用特定的措施將燃燒爐柵上的「層溫度」再升高。這些措 施最重要者係在該燃燒爐柵上作初級焚化（ Primarverbrennung )時將過量空氣（Lufttiberschufl，英 excessive air)減少，把燃燒爐柵上的燃料（可燃垃圾）的 翻動（Umwalzung)作業密集化，例如藉著將爐柵行程數 /每個單位時間提高，以及將初級空氣溫度提高，但將過 量初級空氣減少的量受到狹窄之界限所限制，因爲局部會 有空氣供應不再充足的情事，使未焚化的固體成份增加。 如果我們想要將燃燒爐柵上的材料流的運送速度並不提高 到特別大，則並將「爐柵行程數/每單位時間」提高，只 能對一種回送爐珊（Rtickschubrost，英·· reversed feed grate)才有可能，且會導灰塵隨焚化的廢氣一同帶出的情 事不當地增加。如果該具有特高之熱量値的燃料成份被送 ___3__ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） — —III — — — — — — — — in---- —tr·! -線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 559649 A7 __B7 ___ 五、發明說明（> ) 到爐柵上，則提高初級空氣溫度往往會造成不想要的激烈 的點火反應，結果造成部分失控的焚化。這些爲了達到較 佳熔渣品質之迄今所用的措施只有部分的成效。 本發明的目的在提供一種方法，藉之可使燃燒爐柵上 的焚化過程作調節’使得所產生的熔渣的品質就其進一步 使用或是可廢棄處理性方面看都有改善，而不須忍受上述 之缺點。 這種目的，在上述種類的方法中，依本發明達成之道 ，係在主燃燒過程結束時（在該處除了已形成的熔渣部分 還有仍可燃燒的成份存在）在先後相隨的可選擇的時段中 的燃燒速度或燃燒強度減慢，而把在其間的時段中的燃燒 速度或燃燒強度提高。 在焚化過程的經過中，該燃燒床（Brennbett)在主焚 化過程結束時係到達一種狀態，在此狀態中，該燃料床的 燃燒作用結束且形成的熔渣開始冷却，這種過渡作用係呈 連續方式發生且其（過度區域）在燃燒爐柵上的位置常常 改變，依燃料品質而定。在此區域中，有一些區域還分別 帶有仍在燃燒的垃圾以及已冷却的熔渣，這些區域呈島狀 相鄰。由於在該處，燃燒爐柵的面不再均勻地被仍在燃燒 的燃料（可燃垃圾）蓋住，因此燃燒床溫度降低，而在該 處產生熔渣不再能達到儘量最佳的品質。 利用本發明的措施——亦即在主燃燒過程的此種進步 的狀態中將燃燒速度或燃燒強度間歇地減少，可使燃料中 的碳在該處較慢地焚化，因此在形成熔渣的過渡區域中的 _______4___ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐〉 — — — — — — — — — — —I - ϊ^· I! I I— — 訂·！-線！ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 559649 A7 ___B7_ 五、發明說明（$ ) 此時段時，所聚集的碳比起未將燃燒速度減慢時的情形中 更多。因此，對於隨後的時段（在此時段中，燃燒速度或 燃燒強度再升高）有足夠的碳，以將燃燒床溫度提高到使 得所形成的熔渣有所要求的品質。利用這種程序方式達到 的燃燒床溫度比起在焚化過程中以均勻不變的溫度操作的 場合的燃燒床溫度更高，因爲後者在燃燒爐柵的過渡區域 中對碳的供給不良。 利用本發明的程序方式，可使得在主燃燒過程結束時 ，燃燒床的溫度儘可能地高、儘可能地穩定，且在其面積 範圍中儘量均勻的分佈（在此面上，主焚化過程的強度減 弱）。這點乃是要達到良好熔渣品質及須設法達到的最重 要的先決條件，而這些先決條件可利用本發明的方法達成 ;因爲將燃燒速度或燃燒強度來回變化，會由於燃燒速度 或燃燒強度減少而使碳的收集量交替地上升，且跟隨在此 過程後，在一些區域中由於燃燒速度或燃燒強度上升而使 溫度上升〔否則，向來在這些區域中，由於燃料（可燃垃 圾）的品質會改變，而不再足夠達到能形成所要之熔渣品 質的燃燒床溫度〕。因此，在該區域（這種區域向來其燃 燒床溫度都是太低）中富含碳的可燃垃圾交替地變多，以 藉著這種交替增加的碳成份的燃燒而將熔渣形成的區域的 燃燒床溫度升高並穩定化且均勻分佈。 依本發明一種較佳的措施在於：在該主燃燒過程結束 時燃燒速度或燃燒強度的變慢或加速作用係藉著在各時段 中對於熔渣品質有決定性影響的燃燒場（Abbrandstadium )中的初級空氣作來回變化而達成。 _5_ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） II I — — — — — — — — — — i I I I II I ^ ·11111111 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 559649 A7 ___B7 _ 五、發明說明（0 ) 初級空氣量的變化可藉著先將初級空氣量降低到一正 常量以下然後將初級空氣量升高到該正常量而達成。雖然 要提高燃燒速度宜將初級空氣量再提高到一般的正常量， 但該燃燒速度或燃燒強由於碳含量累積增加，因而升高。 因而，在大多情形中不須將初級空氣量上升到超過正常量 。一種特別有利的程序流程係如下達成：將初級空氣量較 少的時段與具有正常的初級空氣量（對於燃燒爐柵區域而 言爲正常者）的時段以一種可選擇的比例互相持續地交替 。最好這二種時段的比例爲1 : 1。 在主焚化過程結束處在燃料床中所企求的碳量的增加 作用，除了降低燃燒強度或降低燃燒速度（例如降低初級 空氣量）外，還大大地取決於爐柵（Rost)的運動，換言 之，取決於燃料後推及燃料運送速度。因此，如果燃燒強 度較低或初級空氣量較少的時段對於爐柵雙行程（往復） 的數目成一種可預選的比例，則甚有利。爲了影響所要的 碳增加作用，如果該爐柵雙行程的數目/每個時段可以調 節，亦甚有利。 在實用上，如果具較低燃燒強度或較少初級空氣量的 一個時段爲時3〜6分鐘，則顯得很有利。在此，如果該初 級空氣的〇2含量的變化係在保持初級空氣質量流相同的情 形下達成者，則甚有利。 要使〇2含量比周圍空氣含氧量更高，可用有利的方式 藉著供應純氧到初級空氣而達成。對應地，更使〇2含量比 周圍空氣含氧量更低，也可藉供應再循環的廢氣到初級空 氣而達成。 _6^__ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） I I I I-----·裝--I I I J I I 訂·! I!--f i (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 559649 A7 _____ ___B7_ 五、發明說明（jr) 本發明在以下列用各種不同的坐標圖配合相關的硏究 結果作例子說明。圖式中： 第1圖的坐標圖係關於一個具有五個初級空氣區域的 單通道燃燒爐柵之初級空氣量與爐柵雙行程的數目的關係 係； 第2圖係一個具有三個初級空氣區域的單通道燃燒爐 柵對應於第1圖之坐標圖； 第3圖係一個具有五個初級空氣區域的三通道燃燒爐 柵的關係坐標圖。 〔圖號說明〕 (1)〜(4) 爐柵通道 在圖式中用字母A表示的爐柵表示一個具有五個初級 空氣區域的爐柵，而用B表示的爐柵爲一個具有三個初級 空氣區域的爐柵。 對於所有的硏究，以下的參數保持恆定： --熱功率 98·8±0·7% ——垃圾的熱値 2350±6%仟卡/公斤 —一〇2 (濕）的標稱値（6.4體積％及7.0體積％)。 其他細節含在以下之一覽表中。 在用脈動式初級空氣操作時的觀察： •在總共五個初級空氣區域的該初級空氣區域(3)中的 範圍中，該熔渣依位置從暗紅色到熾熱，且形成小的到中 ______7___ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） I-----— I— !ιτι — β! — - A (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 559649 A7 ___B7___ 五、發明說明（) 等尺寸的熔渣塊（Schlackenschollen)。燃燒爐柵將這些 熔渣塊作很良好的翻動（Umwalzen)。 •此時，顆粒狀的熔渣在除熔渣排道（Entschlackerabwurf )處出來，而先前沒有脈動式初級空氣時，熔渣係土狀及 細粒狀。 •在該設在除熔渣器後方的震動槽上將熔渣運送的作 業加速且變得更吵。先前只在一些位置粘以一種砂覆層。 以下二個試驗系列顯不在本發明的方法中熔澄品質的 改善。 — — — — — — — — — — · I I I I Ί--訂· —---II--線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) I ·用脈Sjt?式初級空氣喧每:驗 〇2(濕） PL-溫度 燃燒損失 TOC DOC 體積％ °C 重量％ 重量％ 克/公斤 6.4 160 1.54 0.62 0.576 6.4 160 1.82 1.27 0.591 6.4 129 1.89 1.40 0.786 7.0 160 1.45 1.31 0.642 平均値： 1.68 1.15 0.649 Π·無脈動式初級空氣的試酴： 〇2(濕） PL-溫度 燃燒損失 TOC DOC 體積％ °C 重量％ 重量％ 克/公斤 6.4 121 2.19 4.49 1.011 6.3 160 2.04 3.45 0.711 6.5 160 2.39 2.30 0.726 7.0 160 2.24 1.49 1.479 平均値： 2.22 2.93 0.982 8 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 559649 A7 广 —__B7 ___ 五、發明說明（7) 藉著使用脈動式初級空氣，由各四個試驗的平均値顯 示熔渣品質如下改善： 平均燃燒損失（Gltihverlust，英·· loss on ignition) 22 %重量降到1.68%重量，如此造成24%的改善。 平均TOC從2.93%重量降到1.15%重量，由此造成 61%的改善。 平均DOC從982mg/Kg降到649mg/Kg，由於造成 34%的改善。 在這些試驗中，由於使用脈動式的初級空氣，飛灰（ Flugasche)量/每噸類垃圾的平均値在三個試驗中，比起 不用脈動式初級空氣的平均値來，從7.5Kg減到6.2Kg/ 每1000公斤垃圾起始材料，由此造成約17%的減少。 所用的縮寫意義如下： 〇2(濕）=相對於濕的氣體混合物的氧濃度 PL =初級空氣 SW=標稱値 TOC=全部有機碳 DOC=可稀釋有機碳 DH=雙行程（往復） 利用交替地變化的初級空氣（亦即利用脈動式的初級 空氣）操作只用在爐栅階段(5)〜（8)的區域。在爐柵類型A 的場合，這種應用係在初級空氣區域(3)。 對於爐栅階段(5)〜（8)，在試驗時在50%的時間中係 使用正常量的初級空氣，而對於剩下50%的時間，初級空 氣量減少了 30〜50%。 _^__ _ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公" — — — — —---I I I I I illljll — ^· —---I---線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 559649 A7 B7

It 五、發明說明（） 該脈動式初級空氣對於一道燃燒的全部初級空氣而言 係以「中性量」的方式操作。 因此 ——當爐柵的爐栅通道數目爲偶數時，初級空氣係如 下來回分佈： 二通道式燃燒爐柵區域(3)左區域(3)右 四通道式燃燒爐柵通道(1)區域(3)—-通道(2)區域(3) 通道(3)區域(3)—通道(4)區域(3) 六通道式燃燒爐柵通道(1)區域(3)——通道(2)區域(3) 通道(3)區域(3)<—^通道(4)區域(3) 通道(5)區域(3)-—通道(6)區域(3) ——在具有奇數之爐柵通道的爐柵類型A的場合，該 初級空氣在相同爐柵通道的區域(3)與(4)之間來 回分佈， ——在爐柵類型B的場合，初級空氣在爐柵通道(2)與 (3)之間來回分佈。 該脈動式初級空氣的時間週期係與完全之爐柵雙行程 之完成有關： ——在二個爐柵雙行程之時，該爐柵階段(5)〜（8)得 到正常之初級空氣量。 ——在隨後的二個爐柵雙行程時，該爐柵階段(5)〜 (8)得到減量的初級氣體。 在此，該相關之初級空氣量的供入作業如上述係在反 推挽（Gegentakt，英：pushpull)中達成者。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 11111 I — I--- — — — — If— ^ ----— — — — — (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 559649 A7 ^_____B7______ 五、發明說明（7 ) 要使脈動式初級空氣有良好的功能，一個重要的前提 爲：這種「初級空氣蓋片對」（這一對蓋片控制的時間長 短相同，但在相反的行程中控制）在相同的時間內達到其 標稱値。這點要特別注意，如果在燃燒爐柵(A)的區域(3) 與(4)或在燃燒爐柵(B)的區域(2)與(3)要作相同時間的操作 的話。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裂------Γ 訂---------線- ____11 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公釐）

Claims (1)

1. A8B8C8D8 559649 六、申請專利範圍 1 ·一種將垃圾產物焚化的方法，在一燃燒爐上將初 級空氣從燃燒爐栅下方供應而作焚化，其中該垃圾產物先 作乾燥並點燃，然後作主焚化過程，然後將產生的熔渣（ 爐渣）帶出，其特徵在： 在主燃燒過程結束時（在該處除了已形成的熔渣部分 外還存在著尙可燃燒的成分）將燃燒速度或燃燒強度在可 選擇的時段中減慢或減弱，這些時段互相之間被一區間時 間相隔開，而在這些時段之間的區間時間升高。 2 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中： 在主燃燒過程結束時，燃燒速度或燃燒強度的變慢與 加速的作用係藉著在各時段中在該對熔渣品質有決定性影 響的燃燒室中的初級空氣作反覆的變化而達成。 3·如申請專利範圍第2項之方法，其中： 該初級空氣量的變化係藉著將初級空氣量降到一正常 量以下，然後再將初級空氣量上升到該正常量而達成。 4 ·如申請專利範圍第2或第3項之方法，其中： 具有較少量之初級空氣量的時段以及具有正常的初級 空氣量（對該燃燒區域而言爲正常者的時段以一種可預選 的比例互相持續地交替。 5 ·如申請專利範圍第4項之方法，其中： 該二種時段比例爲1 : 1。 6 ·如申請專利範圍第1或第2項之方法，其中： 該具有較低燃燒強度或具較少之初級空氣量的時段係 與爐柵雙行程數目成一種可預選的比例。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格(210 X 297公釐) ........................ 袈.........Ί:訂................緯 (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) 559649 A8B8C8D8 六、申請專利範圍 7 ·如申請專利範圍第6項之方法，其中： 該爐柵雙行程的數目/每時段係可調節者。 8 ·如申請專利範圍第1或第2項之方法，其中： 該燃燒強度較低或初級空氣量較少的一個時段爲時3 〜6分鐘。 9 ·如申請專利範圍第2或第3項之方法，其中： 該較低之初級空氣量爲正常之初級空氣量的50〜70% 〇 1 〇 ·如申請專利範圍第2或第3項之方法，其中： 在主焚化過程結束時，初級空氣的變化相對於整個焚 化過程而言係爲量中性者。 1 1 ·如申請專利範圍第2或第3項之方法，其中： 該初級空氣溫度比周圍空氣溫度高。 1 2 ·如申請專利範圍第2或第3項之方法，其中： 該初級空氣溫度可在從110°C〜180°C的範圍作調節。 1 3 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中： 該燃燒速度或燃燒強度的變化藉改變初級空氣的〇2 含量而達成。 1 4 ·如申請專利範圍第13項之方法，其中： 該初級空氣的〇2含量的變化在保持相同之初級空氣 之質量流的情形下達成。 1 5 ·如申請專利範圍第13或14項之方法，其中： 要將〇2含量提筒到比周圍空氣之含墓局，係藉供 應純氧到初級空氣中而達成。 ____2_____ 中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297^"愛) ........................袈·.........：！訂................緯 (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) 559649 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1 6 ·如申請專利範圍第13項或第14項的方法，其 中該相對於周圍空氣的〇2量的減少，係藉著供應氮到初級 空氣而達成。 1 7 ·如申請專利範圍第13項或14項的方法，其中 ，該相對於周圍空氣的〇2量的減少，係藉供應回循環的廢 氣到初級空氣而達成。 ........................^----------::-、訂...............-$ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐)