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der Abfall in einer Schwelkammer unter Luftmangel verschwelt wird und die entstandenen Schwelgase nach Luftbeimischung in einer Brennkammer verbrannt werden, wobei in die Schwelkammer Verbrennungsgas rückgeführt wird. Ferner ist Gegenstand der Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Verfahren der oben beschriebenen Art haben sich in zweistufigen Verbrennungsanlagen, sogenannten Abfallpyrolyseanlagen, bereits vielfach bewährt, weil die Emissionswerte weit unter der Norm liegen, ein optimaler Ascheausbrand erreicht wird und, neben weiteren Vorteilen, eine Wärmerückgewinnung für Heizung und Warmwasser mit hohem Wirkungsgrad möglich ist.
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- > C02Temperatumiveau verfügbar und eine aufwendige Regelung über mehrere Klappen notwendig ist.
4. ) Wassereinspritzung, wobei eine Reaktion wie unter 2.) entsteht ; dieses Verfahren ist zwar kostengünstiger als die Dampfeinführung, eine Regelung ist jedoch fast unmöglich, es entsteht überdies ein unerwünschter Kühleffekt, der eine Wassergasreaktion unter 8500C verhindert. Weitere Nachteile sind eine Wasserabscheidung an ungünstigen Stellen und ein Zusammenbacken der Asche.
Die Erfindung hat es sich zum Ziel gesetzt, ein Verfahren zu schaffen, das die aufgezeigten Nachteile der bekannten Verfahren nicht aufweist und demnach insbesondere einfach und billig sowie gut regelbar ist.
Erreicht wird dieses Ziel, ausgehend von einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art dadurch, dass in das rückgeführte Verbrennungsgas vor Eintritt in die Schwelkammer Wasser eingespritzt wird. Es hat sich gezeigt, das ein solches Verfahren eine gute Regelbarkeit, eine hohe Effizienz durch die freie Bestimmbarkeit des Verhältnisses von H20 und CO2, keinen Dampfverbrauch und einen vertretbaren Aufwand aufweist.
Die WO-A 1-81/02620 bezieht sich auf ein Verfahren bzw. eine Einrichtung zur zweistufigen Verbrennung von Holz, Torf u. dgl. In dieser Veröffentlichung ist angeführt, dass der Brennstoffbehälter an seinem unteren Ende mit einem Rost versehen ist, zu dem heisse Rauchgase, eventuell unter Beimischung von Luft und/oder Wasserdampf rückgeführt werden. Durch vorliegende Erfindung soll jedoch gerade das Einführen von Wasserdampf vermieden werden, weil ein solches Verfahren nur bei Vorhandensein eines Dampfnetzes realisierbar ist und überdies durch den Dampfverbrauch teuer wird. Die Erfindung beruht darauf, dass statt Dampf Wasser verwendet wird und die Verdampfungswärme des Wassers gleichzeitig zum Abkühlen des Rauchgases verwendet wird.
Das zunächst zerstäubte Wasser liegt demnach zwar in weiterer Folge in Dampfform vor, sodass in die Schwelkammer ein Verbrennungsgas-Dampfgemisch eingeführt wird. Es ist jedoch hiefür weder aufbereitetes Wasser noch thermische Energie erforderlich.
Im Rahmen der Erfindung hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Regelung der Menge des eingespritzten Wassers in Abhängigkeit von der Temperatur des entstandenen VerbrennungsgasWasserdampfgemisches erfolgt.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens weist eine Schwelkammer, der eine Brennkammer zur Verbrennung entstandener Schwelgase nachgeschaltet ist, eine Verbrennungsgasführung und eine in die Schwelkammer mündende Verbrennungsgasrückführung auf und zeichnet sich dadurch aus, dass in die Verbrennungsgasrückführung eine Einspritzvorrichtung für Wasser mündet. Dabei ist es zweckmässig, wenn die Einspritzvorrichtung mit einem von eimem Temperaturmessfühler gesteuerten Mengenregler versehen ist, wobei der Temperaturmessfühler in der Verbrennungsgasrückführung angeordnet ist.
Nachstehend ist die Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt die Zeichnung schematisch die wichtigsten Teile einer Abfallpyrolyseanlage.
In der Schwelkammer (1) wird der bei (2) eingebrachte Müll unter Luftmangel verschwelt. Die Primärluftzuführung für die Pyrolyse erfolgt durch die Leitung (3) über Düsen (5) mit Pilzkappen. Geregelt wird die Luftzufuhr mittels Regelklappe (4).
Während des Schwelvorganges, der mehrere Stunden dauert, steigt in der Schwelkammer (1) die Temperatur auf ca. 9000C an, sodass der gesamte Abfall restlos entgast und vergast wird und unverbrennbare Teile, wie Metalle etc., längere Zeit bei diesen Temperaturen durchgeglüht werden.
Die Schwelgase (6) werden in einer Brennkammer (7) mit Temperaturen zwischen etwa 900 und 1250 C ausgebrannt. Die Verbrennungsgase (8) durchströmen einen Wärmetauscher (9), geben dort einen Grossteil ihrer Wärme an den Nutzwärmeträger ab und strömen bei (10) mit z. B. etwa 250 C in einen Kamin oder zuvor noch über eine Verbrennungsgasreinigungsanlage.
Ein Teil der Verbrennungsgase wird bei (11) z. B. mit einer Temperatur von etwa 600 C aus dem Wärmetauscher (9) in eine Verbrennungsgasrückführung (HA) geführt und es wird in diese Verbrennungsgase
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über eine mit Düsen versehene Einspritzvorrichtung (12) Wasser (13) eingespritzt. Die Verbrennungsgase werden dabei auf z. B. 200 C abgekühlt und über mit Pilzen (14) versehene Düsen in die Schwelkammer (1) eingeführt. Dort bewirken sie auf die eingangs beschriebene Weise den Abbau des Kohlenstoffes.
Mittels eines Temperaturmessfühlers (15) wird die Temperatur des entstehenden VerbrennungsgasWasserdampfgemisches gemessen. Der Temperaturmessfühler (15) steuert einen Mengenregler (16) für das eingespritzte Wasser (13). Eine weitere Regelung kann über einen Mengenregler (17) für die Menge des in die Schwelkammer (1) eingeführten Verbrennungsgases durchgeführt werden. Dieser Regler könnte auch vor der Wassereinspntzung angeordnet sein.
PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zum Betrieb einer zweistufigen Abfallverbrennungsanlage, in der der Abfall in einer Schwelkammer unter Luftmangel verschwelt wird und die entstandenen Schwelgase nach Luftbeimischung in einer Brennkammer verbrannt werden, wobei in die Schwelkammer Verbrennungsgas rückgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass in das rückgeführte Verbrennungsgas (8) vor Eintritt in die Schwelkammer (1) Wasser (13) eingespritzt wird.
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the waste is carbonized in a smoldering chamber with a lack of air and the smoldering gases formed are burned in a combustion chamber after admixing the air, combustion gas being returned to the smoldering chamber. The invention further relates to a device for performing this method.
Processes of the type described above have already proven themselves many times in two-stage incineration plants, so-called waste pyrolysis plants, because the emission values are far below the norm, an optimal ash burnout is achieved and, among other advantages, heat recovery for heating and hot water is possible with high efficiency.
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-> C02 temperature level available and complex control over several flaps is necessary.
4.) water injection, whereby a reaction as in 2.) arises; Although this process is cheaper than the introduction of steam, regulation is almost impossible, and there is also an undesirable cooling effect that prevents a water gas reaction below 8500C. Further disadvantages are water separation in unfavorable places and caking of the ashes.
The aim of the invention is to create a method which does not have the disadvantages of the known methods and which is therefore particularly simple, cheap and easy to regulate.
This goal is achieved, based on a method of the type described at the outset, by injecting water into the recirculated combustion gas before it enters the smoldering chamber. It has been shown that such a method has good controllability, high efficiency due to the free determination of the ratio of H20 and CO2, no steam consumption and a reasonable effort.
WO-A 1-81 / 02620 relates to a method and a device for the two-stage combustion of wood, peat and the like. The like. It is stated in this publication that the fuel container is provided with a grate at its lower end, to which hot flue gases, possibly with the addition of air and / or water vapor, are returned. However, the introduction of water vapor is to be avoided by the present invention, because such a method can only be implemented in the presence of a steam network and is also expensive due to the steam consumption. The invention is based on the fact that water is used instead of steam and the heat of vaporization of the water is simultaneously used for cooling the flue gas.
The initially atomized water is therefore subsequently in vapor form, so that a combustion gas / steam mixture is introduced into the smoldering chamber. However, neither treated water nor thermal energy is required for this.
In the context of the invention, it has proven to be advantageous if the amount of water injected is regulated as a function of the temperature of the combustion gas / steam mixture formed.
A device for carrying out the method according to the invention has a carbonization chamber, which is followed by a combustion chamber for combustion of carbonization gases formed, a combustion gas duct and a combustion gas recirculation opening into the carbonization chamber, and is characterized in that an injection device for water opens into the combustion gas recirculation. It is expedient if the injection device is provided with a quantity controller controlled by a temperature sensor, the temperature sensor being arranged in the combustion gas return line.
The invention is explained in more detail below with the aid of the drawing. The drawing shows schematically the most important parts of a waste pyrolysis plant.
In the smoldering chamber (1), the garbage brought in at (2) is carbonized under a lack of air. The primary air supply for the pyrolysis takes place through the line (3) via nozzles (5) with mushroom caps. The air supply is regulated by means of a control flap (4).
During the smoldering process, which lasts several hours, the temperature in the smoldering chamber (1) rises to approx. 9000C, so that all waste is completely degassed and gasified and incombustible parts, such as metals etc., are annealed for a long time at these temperatures.
The carbonization gases (6) are burned out in a combustion chamber (7) at temperatures between about 900 and 1250 ° C. The combustion gases (8) flow through a heat exchanger (9), give off a large part of their heat to the useful heat carrier and flow at (10) with z. B. about 250 C in a fireplace or previously on a combustion gas cleaning system.
Part of the combustion gases is at (11) z. B. at a temperature of about 600 C from the heat exchanger (9) in a combustion gas recirculation (HA) and it is in these combustion gases
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water (13) is injected via an injector (12) provided with nozzles. The combustion gases are on z. B. 200 C cooled and introduced into the smoldering chamber (1) via nozzles provided with mushrooms (14). There, they break down the carbon in the manner described at the beginning.
The temperature of the resulting combustion gas / water vapor mixture is measured by means of a temperature sensor (15). The temperature sensor (15) controls a volume controller (16) for the injected water (13). A further regulation can be carried out via a quantity regulator (17) for the quantity of the combustion gas introduced into the smoldering chamber (1). This regulator could also be arranged before the water injection.
PATENT CLAIMS 1. Method for operating a two-stage waste incineration plant, in which the waste is carbonized in a smoldering chamber with a lack of air and the smoldering gases formed are burned in a combustion chamber after admixture of air, combustion gas being returned to the smoldering chamber, characterized in that in the returned combustion gas ( 8) water (13) is injected before entering the smoldering chamber (1).