FI101572B

FI101572B - Method for incineration of municipal waste and use of ash from incineration

Info

Publication number: FI101572B
Application number: FI935316A
Authority: FI
Inventors: Erik Saiha
Original assignee: Biowork Oy
Priority date: 1993-11-29
Filing date: 1993-11-29
Publication date: 1998-07-15
Also published as: AU8146894A; RU2133408C1; EP0731897A1; FI935316A0; EP0731897B1; DE69421412D1; ATE186111T1; FI101572B1; FI935316A; DE69421412T2; WO1995014885A1

Abstract

The invention relates to a method for burning municipal wastes. Solid, unsorted wastes (1) are pyrolyzed on a grate (4, 5), primary combustion air being introduced from below it, and the forming gas phase, to which secondary combustion air is added, is conveyed to a combustion chamber (8) to burn the combustible components of the gas. The essential idea in the invention is that, by means of air feed, the combustion temperature in the combustion chamber (8) is adjusted to at least 850 DEG C, that the ash separating from the solids burning on the grate (4, 5) is caused to melt at least in part so that, upon cooling, it will form granular, purely inorganic particles (9), and that by means of the infeed of secondary air, a turbulent mixing of air and pyrolysis gases is produced in the grate area. At the said temperature, complete combustion of the organic matter is achieved, and the forming pumice-like ash is usable, for example, as a filler material for earth construction.

Description

101572101572

Menetelmä yhdyskuntajätteen polttamiseksi sekä poltossa syntyvän tuhkan käyttö 5 Tämän keksinnön kohteena on menetelmä yhdyskuntajätteen polttamiseksi, jossa menetelmässä kiinteää jätettä pyrolysoidaan arinalla johtamalla arinan alta primääristä palamisilmaa ja jossa menetelmässä syntyvä kaasufaasi, johon lisätään sekundääristä palamisilmaa, siirretään polttokammioon siinä olevien 10 palavien komponenttien polttamiseksi vähintään 850°C:n lämpötilassa, samalla kun kiintoaineksesta jäävä tuhka ainakin osaksi sulaa.The present invention relates to a process for the incineration of municipal waste, in which solid waste is pyrolyzed on a grate by passing primary combustion air from under the grate and in which the resulting gas phase to which secondary combustion air is added is transferred to the combustion chamber. At a temperature of C, while the ash remaining from the solid at least partially melts.

Yhdyskuntajätteen käsittelyn päävaihtoehtoina ovat olleet jät-15 teen kuljetus kaatopaikalle tai sen hävittäminen polttamalla. Kaatopaikkojen keskittämisen johdosta kuljetuskustannukset ovat kasvaneet, ja myös vaatimukset kaatopaikkojen eristämiseksi ja valumavesien puhdistamiseksi ovat lisänneet kustannuksia. Tämä on parantanut jätteenpolton suhteellista kilpai-20 luasemaa, jota lisäksi edesauttaa poltossa talteensaatava energia.The main options for municipal waste treatment have been to transport the waste to a landfill or dispose of it by incineration. Due to the centralization of landfills, transportation costs have increased, and requirements for landfill containment and wastewater treatment have also increased costs. This has improved the relative competitive position of waste incineration, which is further facilitated by the energy recovered from incineration.

Arinalla tapahtuvan jätteenpolton ongelmana ovat toisaalta olleet palamisjätteistä aiheutuvat ympäristöhaitat. Poltossa syn- . 25 tyy suuret määrät tuhkaa, jätetonnia kohti tyypillisesti n. 250 • · kg uunituhkaa, n. 30 kg suodatintuhkaa ja n. 0,7 kg lentotuhkaa, jotka ovat vain osittain palanutta jätettä ja sisältävät runsaasti erittäin myrkyllisiä orgaanisia yhdisteitä, lähinnä dioksiineja ym. polyaromaattisia hiilivetyjä, sekä raskasmetalleja. 30 Luonnossa nämä rikastuvat ravintoketjuihin ja löytyvät mm. polttolaitosten lähiympäristön maataloustuotteista.On the other hand, the problem of incineration of waste at the grate has been the environmental damage caused by combustion waste. Burning syn-. 25 large amounts of ash, typically about 250 • · kg of kiln ash, about 30 kg of filter ash and about 0.7 kg of fly ash per tonne of waste, which are only partially burnt waste and rich in highly toxic organic compounds, mainly dioxins and other polyaromatic hydrocarbons, as well as heavy metals. 30 In nature, these are enriched in food chains and can be found e.g. agricultural products in the vicinity of incineration plants.

Ympäristöystävällisempi menettelytapa on ollut jätteen polttaminen leijukerroskattilassa, etenkin jos tähän on lisätty sa-35 vukaasujen puhdistus. Menetelmän puutteena on kuitenkin se, että vain n. 50-70 % jätteestä soveltuu poltettavaksi leiju-kerroksessa; loppuosa jätteestä on lajiteltava erilleen ja käsiteltävä muulla tavoin.A more environmentally friendly approach has been to incinerate waste in a fluidized bed boiler, especially if sa-35 flue gas cleaning has been added. However, the disadvantage of the method is that only about 50-70% of the waste is suitable for incineration in a fluidized bed; the remainder of the waste must be sorted and treated in another way.

a 101572and 101572

Tunnettua on myös matalan lämpöarvon omaavan jätteen polttaminen lämpöarvoltaan korkeampaan polttoaineeseen, kuten polttoöljyyn tai maakaasuun, tai niiden kaltaiseen jätteeseen, kuten jäteöljyyn tai liuottimiin sekoitettuna. Tällöin saavutetaan 5 riittävän korkea lämpötila ja täydellinen palaminen, mutta kustannussyistä menetelmällä ei ole käsitelty tavanomaista yhdyskuntajätettä vaan ainoastaan ongelmajätteitä, joille muut käsittelytavat eivät sovellu.It is also known to incinerate low calorific waste mixed with a higher calorific value fuel, such as fuel oil or natural gas, or a similar waste, such as waste oil or solvents. In this case, a sufficiently high temperature and complete combustion are achieved, but for cost reasons the method has not treated conventional municipal waste but only hazardous waste for which other treatments are not suitable.

10 Tämän keksinnön tarkoituksena on muodostaa arinapolttoon perustuva menetelmä, jolla lajittelematonta yhdyskuntajätettä voidaan hävittää entistä taloudellisemmin ja ympäristöystäväl-lisemmin. Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, että palamislämpötilaa ylläpidetään ilman syötön avulla 15 niin, että arinalla palavasta kiintoaineksesta vähintään 850°C:n lämpötilassa erottuva tuhka osaksi sulaa ja osaksi sintrautuu pisaroiksi, jotka jäähtyessään muodostavat raemai-sia, pelkästään epäorgaanista ainesta sisältäviä partikkeleja, että tuhkapartikkelit kerätään arinan alle ja että mainittu 20 sekundääri-ilma syötetään arinan sivuuttavaan kaasuvirtaan siten, että arinan alueella tapahtuu kaasujen turbulenttinen sekoittuminen.The object of the present invention is to provide a method based on grate incineration, by means of which unsorted municipal waste can be disposed of more economically and in an environmentally friendly manner. The process according to the invention is characterized in that the combustion temperature is maintained by means of an air supply 15 so that the ash separated from the grate-burning solid at a temperature of at least 850 ° C partly melts and partly sintered into droplets which, on cooling, form granular, inorganic-only particles. the ash particles are collected under the grate and said 20 secondary air is supplied to the gas stream bypassing the grate so that turbulent mixing of the gases takes place in the area of the grate.

Keksinnön mukainen jätteenpoltto edellyttää, että palamisläm-25 pötila on jatkuvasti riittävän korkea, vähintään mainitut 850°C, ja että palamisolosuhteet arinalla ja polttokammiossa ovat myös muissa suhteissa stationääriset. Mainituissa lämpötiloissa syntyvä tuhka osaksi sulaa ja osaksi sintrautuu pieniksi pisaroiksi siten, että sula faasi on sintrautuneiden hiukkas-30 ydinten pinnassa. Tällöin tuhka ei sanottavasti pölyä, mikä *' mahdollistaa sekundääri-ilman turbulenttisen sekoittamisen jät teestä pyrolyysin kautta syntyneeseen, palavia komponentteja sisältävään kaasufaasiin, mikä taas varmistaa tehokkaan sekoittumisen homogeeniseksi kaasuseokseksi, joka palaessaan poltto-35 kammiossa ylläpitää haluttua korkeaa lämpötilaa. Tuhkan pölyä-mättömyys vaatii sitä, että läsnä on silikaatteja, esim. natrium-, kalium- tai alumiinisilikaattia, joita kuitenkin on aina yhdyskuntajätteessä mm. pölyn ja hiekan muodossa.The incineration of waste according to the invention requires that the combustion temperature is constantly sufficiently high, at least the said 850 ° C, and that the combustion conditions in the grate and in the combustion chamber are also stationary in other respects. The ash generated at said temperatures is partly melted and partly sintered into small droplets so that the molten phase is on the surface of the sintered particle-30 cores. In this case, the ash is said to be free of dust, which allows the turbulent mixing of the secondary air into the gas phase containing the combustible components from the waste by pyrolysis, which in turn ensures efficient mixing into a homogeneous gas mixture which maintains the desired high temperature. The dust-free nature of the ash requires the presence of silicates, e.g. sodium, potassium or aluminosilicate, which, however, are always present in municipal waste, e.g. in the form of dust and sand.

3 1015723 101572

Primääri-ilman syöttö tapahtuu keksinnön mukaan edullisesti arinan alkuosalle, joka voi olla kallistettu, ja sekundääri-ilman syöttö arinan loppuosalle, jolla tapahtuu kiintoaineksen loppuunpalaminen ja jolla tuhka on ainakin osaksi sulas-5 sa tilassa. Sekundääri-ilma voidaan syöttää arinan loppuosalla sijaitsevaan pyrolyysikaasujen ja ilman sekoitusvyö-hykkeeseen syöttökanavasta, joka toimii samalla jätettä sisältävää polttoainesiiloa ja polttokammiota toisistaan erottavana seinämänä. Syöttökanava erottaa tällöin siilossa si-10 jaitsevan pyrolyysivyöhykkeen ja polttokammion muodostaman kaasujen palamisvyöhykkeen toisistaan näiden välisen kaasujen ja ilman sekoitusvyöhykkeen sijaitessa oleellisesti kanavan kärjen kohdalla. Ratkaisu mahdollistaa heterogeenisen, koostumukseltaan ja kosteudeltaan vaihtelevan jätteen homo-15 geenisen ja siten täydellisen polttamisen.According to the invention, the supply of primary air preferably takes place to the beginning of the grate, which may be inclined, and the supply of secondary air to the rest of the grate, where the solids burn out and in which the ash is at least partially in the molten state. Secondary air can be fed to the pyrolysis gas and air mixing zone at the end of the grate from a supply duct which at the same time acts as a wall separating the fuel silo and the combustion chamber containing the waste. The supply duct then separates the pyrolysis zone in the silo and the combustion zone of the gases formed by the combustion chamber, the mixing zone between these gases and the air being located substantially at the tip of the duct. The solution enables the homogenous and thus complete incineration of heterogeneous waste of varying composition and moisture.

Keksinnön mukaisen menetelmän alustavat testaukset ja pala-misjätteiden analyysit ovat osoittaneet, että syntyvän ari-natuhkan määrä jää noin puoleen entisestä ja että tuhkaan ei 20 jää lainkaan dioksiinia eikä mitään muutakaan palamatonta orgaanista ainesta. Tuhka muistuttaa rakenteeltaan hohka-kiveä. Sitä saadaan pieninä, n. 1-5 mm:n läpimittaisina ra-keina ja se on kevyenä, myrkyttömänä ja veteen liukenemattomana käyttökelpoista mm. täyteaineeksi maanrakennukseen.Preliminary testing of the process according to the invention and analyzes of the combustion waste have shown that the amount of Ari ash generated remains about half of the former and that no dioxin or any other non-combustible organic matter remains in the ash. The ash resembles a pumice stone in structure. It is obtained in small granules of about 1-5 mm in diameter and is useful as a light, non-toxic and water-insoluble e.g. as a filler for civil engineering.

. 25. 25

Keksinnön ansiosta myös polttokammiosta poistuvan savukaasun käsittely, johon kuuluu tyypillisesti puhdistus pölynerotti-mella sekä happamet ja alkaliset pesuvaiheet, helpottuu entisestään, erotettavan kiinteän jätteen ja nestemäisen suo-30 doksen määrät pienenevät ja ulkoilmaan laskettava puhdistettu savukaasu on kiinteiden epäpuhtauksien suhteen entistä * ‘ puhtaampaa.The invention also further facilitates the treatment of flue gas leaving the combustion chamber, which typically includes purification with a dust separator and acidic and alkaline washing steps, reduces the amount of solid waste and liquid filtrate separated and the purity of the purified flue gas discharged into the ambient air.

Keksinnön vaatiman korkean palamislämpötilan ylläpitoa edis-35 tää syötettävän sekundääri-ilman tehokas esilämmitys, mielellään vähintään 800 °C lämpötilaan. Siltä varalta, että jätteen palamislämpötila jostain syystä hetkellisesti laskee liian alhaiseksi, voidaan polttokammio varustaa tarvittavan 4 101572 lisälämmön kehittävällä apupolttimellä. Kuten todettiin, on vähintään 850°C lämpötila välttämätön ehto sille, että dioksiinit ym. orgaaniset yhdisteet palavat täydellisesti.The maintenance of the high combustion temperature required by the invention is facilitated by efficient preheating of the secondary air supplied, preferably to a temperature of at least 800 ° C. In the event that the combustion temperature of the waste temporarily falls too low for any reason, the combustion chamber can be equipped with an auxiliary burner generating the necessary additional heat. As stated, a temperature of at least 850 ° C is a prerequisite for the complete combustion of dioxins and other organic compounds.

5 Jätteenpolttomenetelmän ohella keksintö kohdistuu poltossa muodostuvien raemaisten, pelkästään epäorgaanisesta aineksesta koostuvien tuhkapartikkeleiden, joiden läpimitta on n.In addition to the waste incineration method, the invention relates to granular ash particles consisting exclusively of inorganic material and having a diameter of approx.

1-5 mm, käyttöön täyteaineena maanrakennuksessa. Partikkelien lämmöneristyskyvyn johdosta ne soveltuvat aivan erityi-10 sesti tienpohjan tms. routaeristeeksi.1-5 mm, for use as a filler in civil engineering. Due to the thermal insulation capacity of the particles, they are particularly suitable as frost insulation for road surfaces or the like.

Keksintöä selostetaan seuraavassa yksityiskohtaisemmin esimerkin avulla viittaamalla oheiseen piirustukseen, joka esittää skemaattisesti laitteistoa jätteen polttamiseksi 15 keksinnön mukaisella menetelmällä.The invention will now be described in more detail by way of example with reference to the accompanying drawing, which schematically shows an apparatus for incinerating waste by the method according to the invention.

Piirustuksen mukaisessa laitteistossa poltetaan lajittelematonta yhdyskuntajätettä 1, joka sisältää tyypillisesti paperia, kartonkia, muovia, ruuan tähteitä, pölyä, hiekkaa, la-20 siä, keraamista ainesta ja metallia, joiden määrät voivat vaihdella jätteen alkuperästä riippuen. Jäte 1 voi olla alustavasti hienonnettua tai partikkelikooltaan vakioitua ja sitä syötetään polttoainesiiloon 2 siten, että sen pinta 3 pysyttelee siilossa määrättyjen vaihtelurajojen sisällä.The apparatus according to the drawing incinerates unsorted municipal waste 1, which typically contains paper, cardboard, plastic, food waste, dust, sand, la-20, ceramics and metal, the amounts of which may vary depending on the origin of the waste. The waste 1 can be preliminarily comminuted or stabilized in particle size and is fed to the fuel silo 2 so that its surface 3 remains within the specified ranges in the silo.

25 ’ Siiloon 2 syötetty jäte 1 lepää siilon alaosassa olevalla arinalla, joka käsittää jätteen valumissuuntaan kallistetun alkuosan 4 sekä vaakasuoran loppuosan 5. Jätteeseen 1 tuodaan arinan 4 alta primääristä palamisilmaa ja siilossa ole-30 van jätepatsaan sivuitse kanavaa 6 myöten sekundääristä pa-. lamisilmaa. Lisäksi laitteisto käsittää tertiäärisen pala- misilman syöttökanavan 7, josta voidaan syöttää lisäilmaa siiloa 2 ja arinaa 4, 5 seuraavaan polttokammioon 8.The waste 1 fed to the silo 2 rests on a grate at the bottom of the silo, which comprises an initial part 4 inclined in the direction of waste discharge and a horizontal end 5. Primary combustion air is introduced into the waste 1 below the grate 4 and a waste column in the silo lamisilmaa. In addition, the apparatus comprises a tertiary combustion air supply duct 7, from which additional air can be supplied to the combustion chamber 8 following the silo 2 and the grate 4, 5.

35 Sekundääri-ilman syöttökanava 6 muodostaa siilon 2 ja polt-tokammion 8 toisistaan erottavan seinämän, jonka alareunan eli kanavan kärjen etäisyys allaolevasta arinasta 5 on n.The secondary air supply duct 6 forms a wall separating the silo 2 and the combustion chamber 8, the lower edge of which, i.e. the tip of the duct, is approximate from the lower grate 5.

30 % siilon seinämän ja kanavan välisestä etäisyydestä ari- 5 101572 nan alkupään kohdalla. Mainittu etäisyys on suhteellisesti pienempi kuin aikaisemmin tunnetuissa laitteistoissa ja sen tarkoituksena on eristää siilossa 2 ja polttokammiossa 8 tapahtuvat prosessivaiheet toinen toisistaan. Syöttökanavan 5 6 geometrian säätelyä silmälläpitäen se on mahdollista tehdä sivu- ja pystysuunnassa liikuteltavaksi.30% of the distance between the silo wall and the channel at the beginning of the ari- 101572 nan. Said distance is relatively smaller than in previously known installations and is intended to isolate the process steps in the silo 2 and the combustion chamber 8 from each other. With a view to adjusting the geometry of the feed channel 5 6, it is possible to make it movable laterally and vertically.

Siilossa 2 olevassa jätteessä 1 tapahtuu lämpötilan kohotessa ensin kosteuden homogenisoituminen ja sen jälkeen jätteen 10 kuivuminen. Kuivuminen muuttuu ilman selvää rajaa pyrolyy- siksi, jossa jäte hajoaa koksiksi ja kaasumaisiksi komponenteiksi. Pyrolyysivyöhykkeessä syntyvä kaasufaasi, joka virtaa koksin läpi sekundääri-ilman sekoitusvyöhykkeeseen ja edelleen polttokammioon 8, sisältää jätteestä erottuneen, 15 kaasufaasiin homogeenisesti jakautuneen vesihöyryn sekä py-rolyysissä muodostuneen kaasun, jossa on hiilimonoksidia sekä orgaanisia komponentteja, kuten tärpättiä, orgaanisia happoja ja fenolien ja polyaromaattien hajoamistuotteita. Kaasufaasi sisältää myös dioksiineja, joita syntyy jätteen 20 sisältämistä aromaattisista yhdisteistä ja kloorista. Pyro-lyysissä on olennaista se, että se tapahtuu kokonaisuudessaan siilossa 2 ennen sekundääri-ilmakanavan 6 kärjen ja arinan 5 välistä rakoa ja täten erillään polttokammion 8 puolella tapahtuvasta palamisesta.In the waste 1 in the silo 2, as the temperature rises, the moisture first homogenizes and then the waste 10 dries. Without a clear limit, drying turns into pyrolysis, in which the waste decomposes into coke and gaseous components. The gas phase generated in the pyrolysis zone, which flows through the coke into the secondary air mixing zone and further into the combustion chamber 8, contains water vapor separated from the waste, homogeneously distributed in the gas phase 15 and pyrolysis gas formed with . The gas phase also contains dioxins generated from the aromatic compounds and chlorine contained in the waste 20. In pyrolysis, it is essential that it takes place entirely in the silo 2 before the gap between the tip of the secondary air duct 6 and the grate 5 and thus separately from the combustion on the combustion chamber 8 side.

25 *25 *

Pyrolyysivyöhykkeessä syntyvä koksi ja sen mukana oleva tuhka kulkeutuvat arinan vaakasuoralle osalle 5, jossa tapahtuu koksin loppuunpalaminen. Keksinnön kannalta on oleellista, että palamislämpötila polttokammiossa 8 on vähintään 850°C, 30 joka on edellytys sekä koksin täydelliselle palamiselle että ; syntyneiden dioksiinien ym. kloorattujen polyaromaattien ha joamiselle. Koksista arinalle 5 jäävän tuhkan lämpötila on n. 1000 - 1050°C, jossa tuhka ainakin osittain sulaa muodostaen pisaroita, jotka jäähtyessään muodostavat n. 1-5 mm 35 läpimittaisia, hohkakivimäisiä partikkeleita. Muodostuneet tuhkapartikkelit 9 kerääntyvät arinan 5 alle siilon pohjalle. Yhdyskuntajätteestä muodostuneelle, ainakin osaksi sulalle tuhkalle on ominaista se, ettei se sanottavasti pölyä, 6 101572 mikä sallii n. 800°C:een esilämmenneen sekundääri-ilman syötön kanavasta 6 arinan loppuosan 5 kohdalla olevaan sekoit-tumisvyöhykkeeseen siten, että pyrolyysissä erottunut kaasu-faasi ja ilma sekoittuvat turbulenttisesti homogeeniseksi 5 seokseksi, mikä puolestaan ylläpitää stationäärejä palamis-olosuhteita ja korkeaa palamislämpötilaa. Palamisprosessia valvotaan ja ohjataan edullisesti tietokoneella, joka säätelee palamisilman syöttöä palamislämpötilan pitämiseksi polt-tokammiossa vakiona. Mikäli jätteen palaminen ei yksinään 10 riitä vaaditun lämpötilan ylläpitämiseen, voidaan väliaikaisesti tarvittava lisälämpö tuottaa polttokammioon 8 sijoitetulla, kaasulla tai öljyllä toimivalla apupolttimellä 10. Pääsääntöisesti keksinnön mukainen prosessi kuitenkin toimii pelkästään jätteestä vapautuvan palamislämmön varassa.The coke generated in the pyrolysis zone and the ash accompanying it pass to the horizontal part 5 of the grate, where the coke burns out. It is essential for the invention that the combustion temperature in the combustion chamber 8 is at least 850 ° C, which is a prerequisite for both complete combustion of the coke and; for the degradation of dioxins and other chlorinated polyaromatics. The temperature of the ash remaining on the coke grate 5 is about 1000 to 1050 ° C, where the ash at least partially melts to form droplets which, when cooled, form about 1-5 mm 35 diameter, pumice-like particles. The formed ash particles 9 collect under the grate 5 at the bottom of the silo. Ash, which is at least partially molten from municipal waste, is characterized by virtually no dust, 6 101572 which allows the supply of secondary air preheated to about 800 ° C from the duct 6 to the mixing zone at the end of the grate 5 so that the gas phase separated by pyrolysis and the air is turbulently mixed into a homogeneous mixture, which in turn maintains stationary combustion conditions and a high combustion temperature. The combustion process is preferably monitored and controlled by a computer that regulates the combustion air supply to keep the combustion temperature in the combustion chamber constant. If the combustion of the waste 10 alone is not sufficient to maintain the required temperature, the additional heat temporarily required can be generated by a gas or oil auxiliary burner 10 placed in the combustion chamber 8. As a rule, however, the process according to the invention depends solely on the heat of combustion.

1515

Keksinnön mukaisessa jätteenpoltossa saavutetaan jätteen sisältämän orgaanisen aineksen oleellisesti täydellinen palaminen ja polttokammiosta 8 poistuvan savukaasun alhainen pölypitoisuus. Palamisilman syöttö mitoitetaan siten, että 20 poistuvassa savukaasussa on jäljellä happea n. 8-15 %, edullisesti n. 11-13 %. Pölyä savukaasu sisältää enintään 100 mg/m3, parhaimmillaan alle 40 mg/m3.In the waste incineration according to the invention, substantially complete combustion of the organic matter contained in the waste and a low dust content of the flue gas leaving the combustion chamber 8 are achieved. The combustion air supply is dimensioned so that about 8-15%, preferably about 11-13% oxygen remains in the flue gas. The dust in the flue gas contains a maximum of 100 mg / m3, at best less than 40 mg / m3.

Polttokammiosta 8 poistuvat savukaasut siirtyvät lämmönvaih-25 timeen 11, jossa ne jäähtyvät alle 200°C:n lämpötilaan. Tal- • teenotettu lämpö käytetään esim. aluelämmitykseen. Jäähtynyt savukaasu siirtyy edelleen pölysuotimeen 12, joka erottaa 85-95 % pölystä säiliöön 13. Pöly on ongelmajäte, joka on kuitenkin mahdollista kierrättää takaisin polttovaiheeseen.The flue gases leaving the combustion chamber 8 are transferred to a heat exchanger 11, where they are cooled to a temperature below 200 ° C. The • stored heat is used, for example, for district heating. The cooled flue gas is further transferred to a dust filter 12 which separates 85-95% of the dust into a tank 13. Dust is a hazardous waste which, however, can be recycled back to the incineration stage.

30 Pölysuotimesta 12 poistuva savukaasu siirtyy kaasupesuriin , 14, jossa se ensin kostutetaan vedellä ja sen jälkeen pes- • tään happo- ja alkaliliuoksilla, jotka syötetään kanavista 15 ja 16. Happo- ja aikaiipesuvaiheiden ylijuoksut johdetaan kanavien 17 ja 18 kautta sekoitussäiliöön 19, jossa ne neut- 35 raloivat toisensa ja josta neutraloitu jäteliuos siirtyy suodattimeen 20, jossa kiintoaines 21 erotetaan ja josta jäljelle jäävä, lähinnä natriumsuoloja sisältävä liuos 22 7 101572 poistetaan viemäriin. Pesurin 14 puhdistamat savukaasut 23 voidaan laskea ulkoilmaan.The flue gas leaving the dust filter 12 enters a scrubber 14 where it is first moistened with water and then washed with acid and alkali solutions fed from ducts 15 and 16. The overflows from the acid and pre-wash stages are passed through ducts 17 and 18 to a mixing tank 19 where they neutralize each other and from which the neutralized waste solution passes to a filter 20, where the solid 21 is separated and from which the remaining solution 22 7 101572, which mainly contains sodium salts, is discharged to the sewer. The flue gases 23 cleaned by the scrubber 14 can be vented to the outside air.

Esimerkki 5 Keksintöä testattiin edellä esitetyn mukaisessa koelaitteistossa. Useassa testiajossa saadut tulokset on seuraavassa muunnettu numeerisesti vastaamaan laitteistoa, jonka kapasiteetti on 1000 kg jätettä/h, joka riittää 20 000 asukkaan yhdyskunnan tuottamien jätteiden hävitykseen.Example 5 The invention was tested in a test apparatus as described above. The results obtained in several test runs have now been numerically converted to correspond to equipment with a capacity of 1,000 kg of waste / h, which is sufficient for the disposal of waste generated by a community of 20,000 inhabitants.

10 Jätteen kuiva-ainepitoisuus oli 60 % ja kuiva-aine (600 kg/h) sisälsi alkuaineanalyysin mukaan 43,0 % hiiltä, 29,0 % happea, 6,0 % vetyä, 0,8 % klooria, 0,4 % typpeä, 0,08 % rikkiä ja 21,0 % tuhkaa.10 The dry matter content of the waste was 60% and the dry matter (600 kg / h) contained 43.0% carbon, 29.0% oxygen, 6.0% hydrogen, 0.8% chlorine, 0.4% nitrogen according to elemental analysis. , 0.08% sulfur and 21.0% ash.

1515

Pyrolyysissä syntyneen kaasun virtausnopeus sekundääri-ilman syöttökanavan ja arinan välisen raon kohdalla oli enimmillään n. 15 m/s ja keskimäärin raon koko poikkipinnalle laskettuna n. 6 m/s.The flow velocity of the gas generated in the pyrolysis at the gap between the secondary air supply duct and the grate was at most about 15 m / s and on average calculated over the entire cross-sectional area of the gap at about 6 m / s.

2020

Polttokammiosta poistuvan savukaasun määrä oli 6448 m3/h, josta vesihöyryä oli 900 m3/h. Savukaasun happipitoisuus laskettuna kuivasta kaasusta oli 11,0 %. Savukaasu sisälsi lento tuhkaa 40 mg/m3, josta raskasmetallien osuus oli 4500 25 /zg/m3. Orgaanista ainesta (hehkutushäviö) oli 25 mg/m3 ja tässä oli kloorifenoleja 0,5 /zg/m3, klooribentseenejä 22,5 MS/™3 ja PCB:tä 0,1 Mg/m3.The amount of flue gas leaving the combustion chamber was 6448 m3 / h, of which water vapor was 900 m3 / h. The oxygen content of the flue gas, calculated from the dry gas, was 11.0%. The flue gas contained flight ash 40 mg / m3, of which heavy metals accounted for 4500 25 / zg / m3. The organic matter (loss on ignition) was 25 mg / m3 and contained 0.5% zg / m3 chlorophenols, 22.5 MS / MS 3 chlorobenzenes and 0.1 Mg / m3 PCB.

Arinan alle kertyi tuhkaa 125 kg/h. Hehkutushäviö oli mit-30 tauksen mukaan 0 eli tuhkassa ei mittaustarkkuuden rajoissa ollut jäljellä palamatonta orgaanista ainesta.125 kg / h of ash accumulated under the grate. According to the measurement, the loss on ignition was 0, ie there was no unburned organic matter left in the ash within the measurement accuracy.

Pölysuodattimen erottama tuhkamäärä oli 190 g/h, jossa orgaanista ainesta (hehkutushäviö) oli 90 g/h ja raskasmetal-35 leja 20 g/h. Suodattimesta poistuvasta savukaasusta mitattiin lentotuhkaa 6 mg/m3 ja orgaanista ainesta 3 mg/m3.The amount of ash separated by the dust filter was 190 g / h, with 90 g / h of organic matter (loss on ignition) and 20 g / h of heavy metals. 6 mg / m3 of fly ash and 3 mg / m3 of organic matter were measured in the flue gas leaving the filter.

• 8 101572• 8 101572

Savukaasupesurista poistuvan savukaasun koostumus oli 80,2 % typpeä, 11,0 % happea ja 8,7 % hiilidioksidia. Hiilimonoksidia mitattiin 35 mg/m3, rikin oksideja S02:na 5 mg/m3, typen oksideja N02:na 85 mg/m3, kloorivetyä 8 mg/m3, lentotuhkaa 1 5 mg/m3, raskasmetalleja 90 Mg/m3 ja orgaanista ainesta 500 Mg/m3, josta PCB:tä oli 0,04 Mg/m3 ja dioksiineja 0,00002 Mg/m3.The composition of the flue gas leaving the flue gas scrubber was 80.2% nitrogen, 11.0% oxygen and 8.7% carbon dioxide. Carbon monoxide was measured at 35 mg / m3, sulfur oxides as SO2 5 mg / m3, nitrogen oxides as NO2 85 mg / m3, hydrogen chloride 8 mg / m3, fly ash 1 5 mg / m3, heavy metals 90 Mg / m3 and organic matter 500 Mg / m3, of which PCBs were 0.04 Mg / m3 and dioxins 0.00002 Mg / m3.

Pesuriin syötettiin vettä savukaasun kostuttamiseksi noin 10 520 kg/h. Alkalisena pesunesteenä käytettiin natriumkarbo- naattiliuosta, jossa Na2C03:n määrä oli 2,3 kg/h. Pesurista poistuva liuos sisälsi MenSOx 900 g/h Na2S03:na, MenNOx 1000 g/h Na2N03:na ja MeCl 1000 g/h NaCl:nä. Me oli pääasiassa natriumia. Suodattimen liuoksesta erottamasta kiintoaineesta 15 löytyi mm. Ca-, Mg-, AI-, Fe-, Si-, P- ym. yhdisteitä, hiiltä ja hiilivetyjä.Water was fed to the scrubber to humidify the flue gas at about 10,520 kg / h. Sodium carbonate solution with a Na 2 CO 3 amount of 2.3 kg / h was used as the alkaline washing liquid. The solution leaving the scrubber contained MenSOx 900 g / h Na 2 SO 3, MenNOx 1000 g / h Na 2 NO 3 and MeCl 1000 g / h NaCl. We were mainly sodium. The solid 15 separated from the solution by the filter was found e.g. Ca, Mg, Al, Fe, Si, P and others, carbon and hydrocarbons.

Alan ammattimiehelle on selvää, että keksinnön erilaiset sovellutusmuodot eivät rajoitu edellä esimerkkinä esitettyyn 20 vaan voivat vaihdella oheisten patenttivaatimusten puitteissa.It will be apparent to those skilled in the art that the various embodiments of the invention are not limited to the example exemplified above but may vary within the scope of the appended claims.

Claims

1. Menetelmä yhdyskuntajätteen (1) polttamiseksi, jossa menetelmässä kiinteää jätettä pyrolysoidaan arinalla (4, 5) 5 johtamalla arinan alta primääristä palamisilmaa ja jossa menetelmässä syntyvä kaasufaasi, johon lisätään sekundääristä palamisilmaa, siirretään polttokammioon (8) siinä olevien palavien komponenttien polttamiseksi vähintään 850°C:n lämpötilassa, samalla kun kiintoaineksesta jäävä 10 tuhka ainakin osaksi sulaa, tunnettu siitä, että palamis- lämpötilaa ylläpidetään ilman syötön avulla niin, että arinalla (4, 5) palavasta kiintoaineksesta vähintään 850°C:n lämpötilassa erottuva tuhka osaksi sulaa ja osaksi sintrau-tuu pisaroiksi, jotka jäähtyessään muodostavat raemaisia, 15 pelkästään epäorgaanista ainesta sisältäviä partikkeleja (9), että tuhkapartikkelit kerätään arinan alle ja että mainittu sekundääri-ilma syötetään arinan sivuuttavaan kaa-suvirtaan siten, että arinan alueella tapahtuu kaasujen turbulenttinen sekoittuminen. 20A method for incineration of municipal waste (1), wherein the solid waste is pyrolyzed on a grate (4, 5) 5 by passing primary combustion air from under the grate and the resulting gas phase to which secondary combustion air is added is transferred to the combustion chamber (8) to burn at least 850 ° At a temperature of C, while the ash remaining from the solid at least partially melts, characterized in that the combustion temperature is maintained by means of an air supply so that the ash separated from the solid burning on the grate (4, 5) at a temperature of at least 850 ° C sintered into droplets which, on cooling, form granular particles (9) containing only inorganic matter, that the ash particles are collected under the grate and that said secondary air is fed into the bypass gas stream of the grate so that gas bulent mixing. 20

2. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat av att primärluft tillförs den främre delen (4) av rosten och sekundärluft den bakre delen (5) av rosten, där de fasta ämnena bränns upp och där askan befinner sig dtminstone 15 delvis i smält tillstand.2. A method according to claim 1, which comprises a primary step (4) and a secondary step (5) of the step, which means that the brand is up and down as a result of a dimmer 15.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että primääri-ilma syötetään arinan alkuosalle (4) ja sekundääri-ilma arinan loppuosalle (5), jolla tapahtuu kiintoaineksen loppuunpalaminen ja jolla tuhka on ainakin 25 osaksi sulassa tilassa.Method according to Claim 1, characterized in that the primary air is fed to the beginning of the grate (4) and the secondary air to the end of the grate (5), where the solids burn out and the ash is at least 25 in the partially molten state.

3. Förfarande enligt patentkrav 2, kännetecknat av att tillförselkanalen (6) för sekundärluft mellan en bränsle-silo (2) innehällande avfall och förbränningskammaren (8) 20 bildar en vägg, som avskiljer pyrolyszonen och gasfasens förbränningszon frdn varandra, och vid vars Övre ände en turbulent sammanblandning av luft och pyrolysgaser sker.3. A patent according to claim 2, which comprises a second channel (6) for a second-hand silo (2) which is provided with a separate and internal chamber (8). en turbulent sammanblandning av air and pyrolysgaser sker.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sekundääri-ilman syöttökanava (6) muodostaa jätettä sisältävän polttoainesiilon (2) ja polttokammion (8) vä- 30 lille seinämän, joka erottaa pyrolyysivyöhykkeen ja kaasu-• faasin palamisvyöhykkeen toisistaan ja jonka kärjen kohdal la tapahtuu ilman ja pyrolyysikaasujen turbulenttinen sekoittuminen.Method according to Claim 2, characterized in that the secondary air supply duct (6) forms a wall between the waste-containing fuel silo (2) and the combustion chamber (8), which separates the pyrolysis zone and the gas phase combustion zone. la turbulent mixing of air and pyrolysis gases occurs.

4. Förfarande enligt nagot av föregdende patentkrav, kän-25 netecknat av att förbränningstemperaturen i förbrännings- kammaren hdlls konstant under processen genom att reglera den tillförda förbränningsluftens temperatur och/eller mängd. 30 5. Förfarande enligt nagot av föregdende patentkrav, kän netecknat av att sekundärluften som skall tillföras för-värms tili en temperatur pa dtminstone 800°C.4. For example, a method according to the invention is used, which comprises a net temperature constant in the operating chamber and a constant temperature of the genome to adjust the operating temperature to the temperature. 30 5. For example, it is possible to apply a patent, which can be used as a secondary solution for a color temperature of 800 ° C.

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetel mä, tunnettu siitä, että polttokammion (8) palamislämpötila pidetään prosessin aikana vakiona syötetyn palamisilman lämpötilaa ja/tai määrää säätämällä. 10 101572Method according to one of the preceding claims, characterized in that the combustion temperature of the combustion chamber (8) is kept constant during the process by adjusting the temperature and / or the amount of combustion air supplied. 10 101572

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että syötettävä sekundääri-ilma esiläm-mitetään ainakin 800°C:n lämpötilaan.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the secondary air to be supplied is preheated to a temperature of at least 800 ° C.

5 1015725 101572

6. Förfarande enligt nagot av föregdende patentkrav, kän-35 netecknat av att förbränningsluft tillförs sd att syrehal-ten hos rökgaserna fran förbränningskammaren (8) är 8-15 %, företrädesvis 11-13 %. 12 1015726. The method according to the invention relates to a total of 35 to 10%, preferably 11-13% of the weight of the chambers (8). 12 101572

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetel mä, tunnettu siitä, että palamisilmaa syötetään siten, että polttokammiosta (8) poistuvien savukaasujen happipitoisuus on 8-15 %, edullisesti 11-13 %.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the combustion air is fed in such a way that the oxygen content of the flue gases leaving the combustion chamber (8) is 8-15%, preferably 11-13%.

7. Förfarande enligt ndgot av föreg&ende patentkrav, kanne tecknat av att rökgaserna frän förbränningskammaren (8) har en stofthalt pä högst 100 mg/m3, företrädesvis högst 40 mg/m3. 57. For the purposes of the present invention, an entry of more than 100 mg / m3 is required, the rate of which is 40 mg / m3. 5

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetel mä, tunnettu siitä, että polttokammiosta (8) poistuvien savukaasujen pölypitoisuus on enintään 100 mg/m^, edullisesti enintään 40 mg/m^.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the flue gases leaving the combustion chamber (8) have a dust content of at most 100 mg / m 2, preferably at most 40 mg / m 2.

8. Förfarande enligt ndgot av föregäende patentkrav, kän-netecknat av att rökgaserna som avförts frän förbrännings-kammaren (8) renas med en stoftavskiljare (12) och därefter tvättas i flera olika steg för att selektivt avskilja de 10 olika orenheterna.8. A method according to the preceding claims, which can be used as an alternative to a filter chamber (8) with a stuffer chamber (12) and, if necessary, according to a selection for the first stage.

8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetel mä, tunnettu siitä, että polttokammiosta (8) poistuneet savukaasut puhdistetaan pölynerottimellä (12) ja sen jälkeen pestään useammassa eri vaiheessa eri epäpuhtauksien selektiiviseksi erottamiseksi. 20Method according to one of the preceding claims, characterized in that the flue gases leaving the combustion chamber (8) are cleaned with a dust separator (12) and then washed in several different stages in order to selectively separate the various impurities. 20

9. Användning av de kornaktiga askpartiklarna (9) bestäen-de av enbart oorganiska ämnen, som bildats vid ett förfarande enligt nägot av föregdende patentkrav och vilkas dia- 15 meter är ca 1-5 mm, som fyllnadsmedel vid jordbyggnad.9. An arrangement with a corpuscle (9) of the first or more organic means, the image of which can be obtained from a preferred patent and with a bright diameter of about 1 to 5 mm, the filaments being arranged at a distance.

9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmässä muodostuneiden raemaisten, pelkästään epäorgaanisesta aineksesta koostuvien tuhkapartikkeleiden (9), joiden läpimitta on n. 1-5 mm, käyttö täyteaineena maanrakennuksessa. 25Use of granular ash particles (9) of only about 1 to 5 mm in diameter formed in the process as a filler in earthworks, formed solely from inorganic material, according to one of the preceding claims. 25

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen tuhkapartikkeleiden käyttö tien pohjan tai vastaavan routaeristeenä. 30 :· 1. Förfarande för att bränna samhällsavfall (l), varvid fast avfall pyrolyseras pä en rost (4, 5) genom att till-föra primär förbränningsluft frän undre sidan av rosten och varvid den gasfas som bildas, tili vilken tillförs sekundär 35 förbränningsluft, overförs i förbränningskammaren (8) för att bränna de brännbara komponenterna i denna vid en tempe-ratur pä minst 850°C, samtidigt som askan efter de fasta ämnena ätminstone delvis smälter, kännetecknat av att w 101572 förbränningstemperaturen upprätthdlls med hjälp av inmat-ning sd att askan som avskiljs frdn de pd rosten (4, 5) brinnande fasta ämnena vid 850°C delvis smälter och delvis sintras som droppar, vilka vid nedkylning bildar kornaktiga 5 partiklar (9) innehallande enbart oorganiska dmnen, att askpartiklarna samlas under rosten, och att ndmnda sekun-ddrluft inmatas i gasflödet som passerar rosten sd att en turbulent sammanblandning av gaser sker inom omrddet för rosten. 10Use of ash particles according to claim 9 as frost insulation for road bottom or the like. 30: · 1. For example, the genomic acid (l), the color fast and pyrolyser on the Rost (4, 5) genome is used for the primary production of the mixture and the color of the gas and the color of the image, for example folding brackets, overheads in the fitting chambers (8) for the fitting of the fittings in the temperature range at a temperature of 850 ° C, in the same way as after the fitting of the fineness of the fineness of the inertia, in which case In this case, the frostn (4, 5) of the crystalline medium is cooled to 850 ° C at a temperature of 850 ° C in a dropwise manner, with a separate particle size of 5 parts (9) in the form of an organic particle. , and when it is second-handed in the gas flow to the passenger rost sd att en turbulent sammanblandning av gaser sker inom omrddet för rosten. 10

10. Användning av askpartiklarna enligt patentkrav 9 som tjälisolering för vägbotten eller motsvarande.10. Användning av aspartpartarna enligt patentkrav 9 som tjälisolering för Vägbotten ell motsvarande.