FI111987B

FI111987B - Degradation process, in particular complete combustion

Info

Publication number: FI111987B
Application number: FI963664A
Authority: FI
Inventors: Alfred Glasner; Kurt Kaufmann
Original assignee: Ae Energietechnik Gmbh
Priority date: 1994-03-17
Filing date: 1996-09-17
Publication date: 2003-10-15
Also published as: EP0750731A1; FI963664A; CZ272096A3; FI963664A0; ATA56494A; AT404181B; WO1995025248A1; DE59500810D1; EP0750731B1; ES2109815T3

Description

5 1119875, 111987

Tuhoamismenetelmä, erityisesti täydellinen polttaminen Nedbrytningsförfarande, i synnerhet fullständig förbränningMethod of destruction, in particular complete incineration Nedbrytningsförfarande, i synnerhet fullständig förbränning

Esillä olevan keksinnön kohteena on menetelmä hiiliyhdisteiden, kuten esimerkiksi muovien, hiilivetyjen, päällystämättömän tai päällystetyn paperin, puhdistamolietteen ja halogeenipitoiseen materiaaliin, kuten PVC:hen, leijukerrospolttokammiossa kiin-10 teässä ja kaasumaisessa tilassa, kuten hiekan ja vesihöyryn muodossa, olevan flui-disointiaineen läsnäollessa sekoitettujen puujätteiden täydelliseksi polttamiseksi, jolloin nämä hiiliyhdisteet hajotetaan ensin osittain esivaiheessa sekä tämän jälkeen vielä palavat jäämät poltetaan ja esivaiheen yhteydessä muodostunut vesihöyryn ja kaasun seos poltetaan yhdessä leijukerrospolttokammion poistokaasun kanssa.The present invention relates to a process for the preparation of carbon compounds such as plastics, hydrocarbons, uncoated or coated paper, sewage sludge and halogenous material such as PVC in a fluidized bed combustion chamber in solid and gaseous state such as in the form of sand and water vapor for the complete incineration of wood waste, whereby these carbon compounds are first partially decomposed and then the remaining combustible residues are incinerated and the mixture of water vapor and gas formed during the preconditioning is incinerated with the flue gas combustion chamber exhaust gas.

1515

On tunnettua polttaa muovijätteet nopeasti noenmuodostuksen alaisena, jolloin tulokseksi saadaan kuonamaista vaikeasti palavaa sulamassaa, joka sisältää suhteellisen suuria hiilivetymolekyylejä, nokea ja lisäksi kondensaation välityksellä myös dioksiiniaineosia ja aiheuttaa lämpöarvohäviön palamattoman polttoaineen johdosta. 20 On lisäksi tunnettua, että liian korkean petilämpötilan ansiosta fluidisointia varten _ tarkoitettu hiekka sulaa ja aiheuttaa vaikeuksia leijupetin raekokomuutoksen johdosta.It is known to quickly burn plastic waste under soot formation, resulting in a slag-like hard-burning melt mass containing relatively large hydrocarbon molecules, soot, and also, through condensation, also dioxin constituents and causing thermal loss due to unburned fuel. It is further known that, due to too high bed temperature, the sand for fluidization melts and causes difficulties due to the grain size change of the fluidized bed.

• I ·• I ·

Noen ja suurmolekyylisten hiilivetyjen muodostuminen johtaa savukaasun liian * * · . . ·. korkeisiin CO-arvoihin ja lisää orgaanista hiilipitoisuutta polttolaitoksen poistokaasus- . sa. Korkeat polttokammiolämpötilat parantavat loppuunpalamista. Leijukerroksessa ;·*: 25 polttokammion lämpötila on kuitenkin rajallinen tuhkan pehmenemispisteen johdosta.The formation of soot and high molecular weight hydrocarbons leads to excess flue gas * * ·. . ·. high CO values and increases the organic carbon content in the waste gas from the incineration plant. you. High combustion chamber temperatures improve burn-out. In the fluidized bed, however, the temperature of the 25 combustion chambers is limited due to the ash softening point.

I I * : : Julkaisun DE-OS 25 32 994 perusteella tunnetaan menetelmä tuotteiden kuivaamista . ·: ·. ja mahdollista pyrolysointia varten, jolloin poltettavasta materiaalista poistetaan vesi .··. 30 ja/tai vielä käyttökelpoiset tuotteet lämpökäsittelymenetelmän avulla. Mitään kak sivaiheista polttoa ei tämän menetelmän yhteydessä kuitenkaan selosteta. Julkaisussa ,: PCT 93/11388 selostetaan samanlainen menetelmä poltettavien aineiden kuivaamista varten, jolloin toisin kuin meidän keksinnössämme palaminen tehostuu ja siten I · · 111987 2 orgaanisten aineiden yhteydessä tapahtuu paakkuuntumista ja vain osittaista palamista. Julkaisun DE-OS 20 38 545 perusteella tunnetaan laitteisto kiinteiden jätteiden hävittämiseksi polttolaitoksessa paineenalaisena ja yhdessä kaasuturpiinin kanssa, jolloin poistokaasujen avulla käsitellään poltettavaa kiinteä jätettä, joka koksiutumisensa 5 jälkeen ja ennen polttamistaan asetetaan vielä jätevesipuhdistuksen alaiseksi, jolloin syntyy vesikaasua.I *: A method for drying products is known from DE-OS 25 32 994. ·: ·. and possible pyrolysis to remove water from the material being burned. 30 and / or still useful products by the heat treatment process. However, no two-stage combustion is described in this process. PCT 93/11388 discloses a similar method for drying combustible materials, in which, unlike our invention, combustion is enhanced and thus, in the case of organic materials, caking and partial combustion occur. DE-OS 20 38 545 discloses an apparatus for disposing of solid waste in a combustion plant under pressure and in combination with a gas turbine, treating the solid waste to be incinerated which, after coking and prior to incineration, is still subjected to waste water treatment to produce water gas.

Julkaisussa DE-AI 4026272 selostetaan jätteiden vaiheittainen poltto kaasunpoiston ja polttamisen avulla kahdessa erillisessä leijupetissä. Kaasunpoisto tapahtuu savu- 10 kaasuilmakehässä muuntamalla C02 CO:ksi, jolloin muovikaasutusprosessista voidaan johtaa vain vähäinen lämpömäärä kemiallisen sitoutumisen välityksellä, niin että ainakin muovi sulaa ja kuorettuu. Muodostuneet palavat poistokaasut poltetaan jälkikytketyssä polttokammiossa ilman lisäpolttoaineita yli 1200 °C lämpötiloissa.DE-AI 4026272 discloses the stepwise incineration of waste by degassing and incineration in two separate fluidized beds. The degassing takes place in the flue gas atmosphere by converting CO2 to CO, whereby only a small amount of heat can be derived from the plastic gasification process through chemical bonding so that at least the plastic melts and peeles. The flammable exhaust gases formed are burned in a post-combustion chamber without additional fuels at temperatures above 1200 ° C.

Kaasutusvyöhykkeellä palaminen supistuu hapenpuutteen johdosta, jolloin muovijät- 15 teet sulvata niitä poltettaessa, jolloin esiintyy paakkuuntumista, mikä aiheuttaa häiriöitä leijupetissä. Tämän haitan poistamiseksi keksintömme mukaisesti tapahtuu lämmönsyöttö polton sijasta polttoprosessista tulevan kuuman hiekan välityksellä, jolloin samanaikaisesti kaasutuksen kanssa syntyy vesihöyryilmakehässä vesikaasua .:. lämpöä kuluttavan prosessin yhteydessä, jolloin hiekkamateriaali tulee jäähdytetyksi ; 20 ja muodostuu erittäin energiapitoisia (hiilivetyjä sisältäviä) poistokaasuja, joiden : polttaminen jälkikytketyssä polttokammiossa mahdollistaa korkeamman lämpötilan • * · : * *: saavuttamisen. Keksintömme mukaisesti lämpö siis sitoutuu kemiallisesti ja vapautuu : \ t: taas myöhemmin varsinaista polttoprosessia varten.Combustion in the gasification zone is reduced due to lack of oxygen, whereby the plastic waste is disintegrated upon combustion, with caking occurring, which causes disturbances in the fluidized bed. In order to eliminate this disadvantage according to our invention, heat is supplied through hot sand from the incineration process instead of incineration, whereby water gas is generated in the water vapor atmosphere at the same time as the gasification. in a heat consuming process whereby the sand material becomes cooled; 20 and produces highly energy-containing (hydrocarbon-containing) exhaust gases which: combustion in a post-combustion chamber allows for a higher temperature • * ·: * *:. Thus, according to our invention, the heat is chemically bound and released: again for the actual combustion process.

• * · 25 Julkaisun DE-A-3726643 perusteella tunnetaan kostean ruskohiilen kuivattaminen :ennen sen polttamista, jolloin kostea höyry kierrätetään eikä siis mitään hiilivetyjen v ’ uudelleenmuodostusta tapahdu. Julkaisussa JP-A-56042008 selostetaan kolmivaihei- : nen poltto osiin jaetussa polttokammiossa, jolloin poltettava polttoaine ensin pyro- * * * :,.,: lisoidaan ilmasulun alaisena kuuman lämpökantoaineen läsnäollessa ja poltetaan sitten ;' · 30 padon kautta tapahtuvan ylivirtauksen jälkeen leijupetissä. Lämpökantoaine palaute- *: · · · taan sitten takaisin kuumana loppuunpalamisen jälkeen pyrolyysikammiossa. Pyrolyy- 111987 3 sin ja jäämäpolton yhteydessä syntyvät poltettavat kaasut poltetaan sen jälkeen yhteisessä tilassa.DE-A-3726643 discloses the drying of moist brown coal: before it is burned, whereby the moist steam is recycled and thus no hydrocarbon reconstitution occurs. JP-A-56042008 discloses a three-stage combustion in a split combustion chamber, whereby the fuel to be burned is first pyro- * * *:,.,: Added under an air barrier in the presence of a hot heat carrier and then burned; ' · After 30 overflows through dams in a fluidized bed. The heat carrier is then restored *: · · · after being burnt back in the pyrolysis chamber after being completely burned. The combustion gases produced during pyrolysis and residual combustion are then burned in a common space.

Keksinnön tarkoituksena on poistaa nämä haitat ja yksinkertaistaa tätä varten 5 tarvittavaa laitteistoa, jolloin hiiliyhdisteiden poltto tulee valvotuksi siten, että kuonanmuodostus lakkaa ja poltettava osa muuttuu täysin lämmössä, jolloin haihtuvat aineet hajoavat ensin vesihöyryilmakehässä 300—850 °C lämpötilojen alaisina ja aineen lämpöarvo vähenee ennen varsinaista polttamista, jolloin polttolämpötila pysyy varmasti hiekan pehmenemislämpötilan alapuolella ja hiekan fluidisoin-10 tiominaisuuteen ei vaikuteta raekoon suurentumisen avulla.The object of the invention is to eliminate these drawbacks and to simplify the apparatus necessary for this, whereby the combustion of the carbon compounds is controlled so that the slag formation ceases and the burnt part is completely converted to heat, whereby volatiles first decompose in water vapor atmosphere under 300-850C incineration, whereby the incineration temperature is sure to remain below the softening temperature of the sand and the fluidisation property of the sand is not affected by the increase in grain size.

Keksinnön tarjoamana olennaisena etuna on mahdollisuus puhdistamolietteen poistamiseksi, joka kuivatetaan ensin alipaineen ja höyrynmuodostuksen alaisena ja sen jälkeen kaasutetaan ja poltetaan.An essential advantage of the invention is the possibility of removing the sludge from the treatment plant, which is first dried under reduced pressure and steam formation and then gasified and incinerated.

1515

Keksintö on tunnettu siitä, että suurmolekyylisten kondensaatiotuotteiden muodostumisen välttämiseksi hiili muunnetaan kahdessa vaiheessa, jolloin helposti haihtuvat aineet johdetaan kulkemaan vähintään 30-kertaisena painomääränä kuumaan hiekkaan .:. lämpökantoainekierrätyksestä vain vähän happea sisältävässä ilmakehässä esivaiheen . .': 20 tai reunavyöhykkeen pyörteisessä, vesihöyrysyötön avulla fluidisoidussa leijukerrok- : :': sessa ja hiiliyhdisteet krakkautuvat vesihöyryilmakehässä vesikaasun ja haihtuvien : ’ ’: pienmolekyylisten hiilivetyjen muodostumisen alaisina, jolloin sulamisen yhteydessä : tapahtuu kaasutuksen aikana syntyneiden hiilivetyjen loppuun asti kestäviä hajoamis- : _: : reaktioita tai aineet krakkautuvat vesihöyryä sisältävässä ilmakehässä yli 400 °C läm- 25 pötiloissa ja hiekan ja reagoimattomien kevyesti haihtuvien aineiden kaasumaiset 1. ·.: reaktiotuotteet erotetaan toisistaan ja hiilivetyjen tai muodostuneen hiilen muodossa :: · olevien aineiden jäljellä oleva kiinteä tai vastaavasti huonosti haihtuva osa poltetaan varsinaisessa leijukerroskammiossa hapettavan ilmakehän alaisena yhdessä muiden : #: polttoaineiden, kuten hiilen ja/tai ilmaylimäärän alaisesta kaasutusreaktiosta saatujen :'. 30 kaasujen kanssa hiekan kuumentumisen alaisena.The invention is characterized in that, in order to avoid the formation of high molecular weight condensation products, the carbon is converted in two steps, whereby volatile substances are passed through at least 30 times their weight in hot sand. heat carrier recycling in the low oxygen atmosphere of the precursor. . ': 20 or edge zone in a turbulent fluidized bed fluidized with water vapor feed and carbon compounds crack in the water vapor atmosphere under the formation of water gas and volatile:': :: Reactions or substances cracked in water vapor atmosphere above 400 ° C and gaseous 1. ·: Separated from reaction products and in the form of hydrocarbons or carbon formed: · Residual solid or correspondingly poor the volatile fraction is combusted in the main fluidized bed chamber under oxidizing atmosphere, together with other: #: gasification reaction from fuels such as coal and / or excess air: '. 30 gases under sand heating.

Keksinnön olennaisia lisäsovellusmuotoja on selostettu alapatenttivaatimuksissa 2-17.Further essential embodiments of the invention are described in sub-claims 2-17.

111987 4111987 4

Keksintö on esitetty esimerkin tavoin ja kaavamaisesti oheisissa kuvioissa 1 ja 2.The invention is illustrated by way of example and schematically in the accompanying Figures 1 and 2.

Kuvio 1 esittää kiertävän leijukerroksen käsittävän periaatteen mukaista polttoa. Tällaisen kiertävän leijukerroksen yhteydessä polttokammio (1) on täytetty olennai-5 sella tavalla pyörteisellä kaasuaineseoksella, joka erotetaan jälkikytketyssä syklonissa (2) kaasu-ja kiintoainefraktioksi. Kiintoaine ohjataan johdon (3, 4) kautta kulkemaan taas polttokammioon (1), jolloin se rikastetaan johdon (11) kautta tulevan polttoaineen avulla. Kiintoaineena toimii useimmissa tapauksissa hiekka, joka muodostaa hienorakeisessa muodossaan fluidisointivälineen polttoainetta varten. Polttoaineen ja 10 hiekan seos fluidisoidaan polttokammiossa (1) ilmapuhalluksen (12) välityksellä, jolloin polttamista valvotaan syöttämällä sekundaarista ilmaa (5) ja tertiääristä ilmaa (6) täydellisen palamisen saavuttamiseksi. Muodostunut tuhka erotetaan johdossa (3 tai 4). Hiiliyhdisteitä, kuten esimerkiksi muoveja tai myös hiilivetyjä tai päällystämätöntä tai päällystettyä paperia, puhdistamoliejua ja myös PVC-päällysteitä sisältäviä 15 tai sisältämättömiä puujäänteitä, joita kutsutaan hakejätteiksi, poltettaessa syntyy erityisesti muovien nopean palamisen seurauksena korkeita paikallisia lämpötiloja, jotka sulattavat polttomateriaalin ja muodostavat kuonamaisia jätteitä ja vaikeuttavat palavien aineiden loppuun asti tapahtuvaa lisäpolttoa sekä muodostavat paakkuja, jotka aiheuttavat vaikeuksia leijupetin fluidisoinnissa ja sisältävät palamattomia . ; . 20 aineosia. Tämän johdosta näiden hiiliyhdisteiden täydellistä loppuunpolttamista varten : käytetään esivaihetta (7), jossa helposti haihtuvat aineet erotetaan vesihöyryilmake- :' · ’: hässä hiiliyhdisteistä, jolloin vesihöyry muuttuu endotermisesti vedyksi, ja haihtuva : : ’: hiili muuttuu endotermisesti hiilimonoksidiksi. Tämän toimenpiteen avulla hiiliyhdis- ! : '· teiden lämpöarvoa pienennetään, jolloin varsinaisen palamisen tapahtuessa polttokam- 25 miossa (1) saavutetaan alhaisempi polttokammiolämpötila, jonka yhteydessä kuonan-muodostus ei ole enää mahdollista. Muovi muuttuu CO:ksi, C02:ksi ja H2:ksi ei-:: ’ kvantitatiivisesti vesihöyryilmakehässä. Jäljelle jää osa hiilivetyä alifaattisessa CxHy- . muodossa. Aromaattinen muodostuminen estetään, koska niitä syntyy vasta hapen ! : sangen alhaisten osittaispaineiden yhteydessä. Korkeammissa lämpötiloissa aro- : . t 30 maatteja muodostuu jo hapen korkeammissa osapaineissa ja niitä on siten vaikeampi •: · · · estää. Noen ja Aromaattinen muodostus on haitallista ja johtaa dioksiinien esiasteiden ja myös epäsuorasti itse dioksiinien muodostumiseen.Figure 1 illustrates combustion according to the principle comprising a circulating fluidized bed. In such a circulating fluidized bed, the combustion chamber (1) is substantially filled with a turbulent gas mixture which is separated in the post-cyclone (2) into a gas and solid fraction. The solid is directed through the conduit (3, 4) to pass again into the combustion chamber (1), whereby it is enriched by the fuel entering through the conduit (11). The solid in most cases is sand, which in its fine-grained form forms a fluidizing means for the fuel. The mixture of fuel and sand is fluidized in the combustion chamber (1) via air blowing (12), whereby combustion is controlled by supplying secondary air (5) and tertiary air (6) to achieve complete combustion. The ash formed is separated in the line (3 or 4). The burning of carbonaceous compounds such as plastics or also hydrocarbons or uncoated or coated paper, sewage sludge and also PVC-coated wood residues, referred to as chips, in particular results in the formation of high-temperature, high-melting additional combustion up to the end of the combustible material and form lumps which cause difficulty in fluidizing the fluidized bed and contain non-combustible materials. ; . 20 ingredients. As a result, for the complete combustion of these carbon compounds: a pre-step (7) is used in which the volatiles are separated from the carbon compounds in the water vapor nozzle, whereby the water vapor is converted endothermally to hydrogen, and the volatile:: carbon is endothermally charcoal. With this measure, carbon! : '· The calorific value of the roads is reduced, whereby, in the event of actual combustion, a lower combustion chamber temperature is achieved, whereby slag formation is no longer possible. The plastic converts to CO, CO2 and H2 non-:: 'quantitatively in a water vapor atmosphere. A portion of the hydrocarbon remains in the aliphatic CxHy-. in terms of. Aromatic formation is prevented as they only produce oxygen! : for very low partial pressures. At higher temperatures, aro- :. t 30 mats are already formed at higher partial pressures of oxygen and are therefore more difficult to: • · · · prevent. Noe and Aromatic formation is harmful and leads to the formation of precursors of dioxins and indirectly the formation of dioxins themselves.

111987 5111987 5

Esiasteen (7) kautta johdetaan kulkemaan lämpökantoainetta kuumempi hiekka, joka jäähdytetään sulatuksen ja kaasutusprosessin sekä endotermisen vesikaasumuodotuk-sen välityksellä. Tällä tavoin saadaan aikaan leijupetipoltto tarkoituksellisesti kiertävänä leijukerroksena, jolloin kiertävä kiintoaine käsittää hiekan ja/tai tuhkan, johon 5 johdetaan krakattavat hiiliyhdisteet höyrynsyöttöjohdon (13) kautta, jolloin hiiliyhdis-teet sulavat hiekan korkean lämpötilan johdosta ja niitä ei kuitenkaan voida hapenpuutteen takia polttaa, vaan ne hajoavat hiekassa. Haihtuvat kaasumaiset aineosat reagoivat vesihöyryn kanssa synnyttäen lämpöä kuluttavan vesikaasureaktion, jolloin muodostuu vetyä ja hiilimonoksidia. Olennaista on, että kaasunmuodostusreaktio ta- 10 pahtuu erittäin pyörteisellä vyöhykkeellä, siis leijupetissä, jolloin sulaneet ja osittain hajonneet aineet hajoavat tasaisesti hiekassa ja pisaranmuodostus loppuu. Hiekan määrä on sopivimmin yli 30-kertainen erotettujen hiiliyhdisteiden määrään verrattuna.Sand which is hotter than the heat carrier is passed through the precursor (7), which is cooled by melting and gassing and by endothermic water gas formation. In this way, fluidized bed combustion is intentionally produced as a circulating fluidized bed, wherein the circulating solid comprises sand and / or ash to which the carbon compounds to be cracked are fed via a steam feed line (13) whereby the carbon compounds melt due to high temperature but not oxidized decompose in the sand. The volatile gaseous constituents react with water vapor to produce a heat-consuming water gas reaction to form hydrogen and carbon monoxide. It is essential that the gas-forming reaction occurs in a highly turbulent zone, i.e. in a fluidized bed, where the melted and partially decomposed substances are uniformly dispersed in the sand and droplet formation is stopped. The amount of sand is preferably more than 30 times the amount of carbon compounds separated.

15 Tämä polttoaineen ja hiekan seos poltetaan sitten loppuun ilmansyötön alaisena varsinaisen leijupetipolton avulla, jolloin käytännöllisesti katsoen loppuun poltettu hiekka ja polttopoistokaasu erotetaan toisistaan syklonissa (2). Tämä poistokaasu voidaan nyt sekoittaa lisäpolttokammiossa (8) esivaiheessa (7) muodostetun vesikaasun .\ · kanssa, jolloin suoritetun polton seurauksena poistokaasun lämpötila vielä nousee, jaThis mixture of fuel and sand is then burned to completion under air supply by the actual fluidized bed combustion, whereby the practically consumed sand and the combustion gas are separated in a cyclone (2). This exhaust gas can now be mixed in the auxiliary combustion chamber (8) with the water gas formed in the pre-stage (7), whereby, as a result of the combustion, the temperature of the exhaust gas is further increased, and

> > I I>> I I

20 tämä poistokaasu voidaan sitten jäähdyttää hyödyllisesti mukaanliitetyissä lämmön- 1 1 i vaihtimissa (9 ja 10) vesihöyryn muodostumisen alaisena, erityisesti sähköenergian • 1 1: talteenottoa varten.This exhaust gas can then be cooled advantageously in the connected heat exchangers (9 and 10) during the production of water vapor, in particular for the recovery of electric energy.

• · · · » 1 · 1.: : Jotta kaasu ei toisi mukanaan polttokammioon (8) haitallisia aineosia, kuten esimer- 25 kiksi suolahappoa tai myös rikkihappoa, se voidaan puhdistaa haitallista aineosista kuiva-absorptiokammiossa (14), jolloin lämmönvaihtimesta (10) lähtevä poistokaasu ’ sisältää vain vähän haitallisia aineita. Tämän kaasun osa voidaan fluidisoinnin tai #: leijupedin lämpötilasäädön parantamiseksi johtaa taas polttokammion (1) leijukerrok- > t » :...: seen.• · · · »1 · 1 .:: In order to prevent the gas from introducing harmful constituents into the combustion chamber (8), such as hydrochloric acid or sulfuric acid, it can be purified from the harmful constituents in the dry absorption chamber (14), whereby the heat exchanger (10) Outgoing exhaust gas' contains little harmful substances. A portion of this gas may again be introduced into the fluidized beds of the combustion chamber (1) to improve fluidization or temperature control of the fluidized bed.

30 ·;1·· Erityisesti puhdistamolietettä poltettaessa on järkevää käyttää esivaihetta (7) alipai neella, jolloin tarvittava höyry muodostetaan kaasunpoistimessa (15) tyhjöhöyrystyk- 111987 6 sen avulla ja puhdistamolietteestä poistetaan vesi tai vastaavasti siitä erotettu neste höyrystetään.30 ·; 1 ·· Particularly when incinerating the sewage sludge, it is prudent to use the pre-stage (7) under reduced pressure, whereby the required vapor is generated in the degasser (15) by means of vacuum evaporation and the water or the liquid separated therefrom is evaporated.

Olennaista on, että polttoaineen jakautuminen, sulaminen ja hajoaminen tapahtuu 5 vesihöyryilmakehässä ja että syntyneet kaasumaiset tuotteet poltetaan sitten yhdessä ylimääräisen ilman kanssa, jolloin nyt yksinkertaistettujen hiilivety-yhdistelmien polttamisen yhteydessä esiintyvä lämpötilannousu ei johda lisääntyneeseen Aromaattinen ja siten myös dioksiinien tai niiden esiasteiden muodostukseen. CO- ja H2-muodostus (vesikaasureaktio) laskee siten lämpötilaa polttoaineen hajotessa ilman 10 yhdisteiden ja/tai noen muodostumista.It is essential that the fuel is distributed, melted and decomposed in a water vapor atmosphere and that the resulting gaseous products are then co-fired with excess air, whereby increasing the temperature during combustion of simplified hydrocarbon combinations will not result in increased Aromatic and thus dioxins or precursors. The formation of CO and H2 (water gas reaction) thus reduces the temperature as the fuel decomposes without the formation of compounds and / or soot.

Keksinnön puitteissa voidaan kuvion 2 esittämällä tavalla käyttää myös kiinteää leijukerrosta tai vastaavasti muodostunut kaasu voidaan myös puhaltaa leijupetiin ja siten yksinkertaistaa kytkentää. Mahdollisesti voidaan myös leijukerroksen ja 15 koksauskaasun sisäänpuhalluksen väliin asettaa toinen lämmönvaihdin (9 ja 10). Tämä toimenpide on erityisen tehokas silloin, kun kaasu puhalletaan kiinteän leijukerroksen päälle.Within the scope of the invention, as shown in Figure 2, a solid fluidized bed may also be used, or the gas formed correspondingly may also be blown into a fluidized bed and thereby simplify coupling. Alternatively, a second heat exchanger (9 and 10) may also be provided between the fluidized bed and the inlet of the coking gas. This operation is particularly effective when the gas is blown over a solid fluidized bed.

,:. Eräässä yksinkertaistetussa sovellusmuodossa polttoaine syötetään leijupetiin (kam- , 20 mio 20) johdon (11) kautta polttokammion (Γ) höyrynsyötön (13) alaisena, jolloin,:. In a simplified embodiment, the fuel is fed to the fluidized bed (chamber, 20 mio 20) via a conduit (11) under a steam supply (13) to the combustion chamber (Γ), whereby

I · II · I

; polttokammiossa (Γ) olevan leijuarinan reunavyöhyke (18) fluidisoidaan höyryn avulla, kun taas happea syötetään polttoa varten ilmapuhallusjohdon (12) tai vastaa- .* vasti kiertokaasupuhalluksen avulla. Tällä tavoin saadaan aikaan varsinainen poltto : leijuarinan keskiosassa (19) ja sitä voidaan säädellä yksinkertaisella tavalla ilman- 25 syötön avulla, kun taas polttoaine kaasutetaan lämmönsyötön avulla alaslaskeutuvasta :,i.: hiekasta (nuoli 17’) reunavyöhykkeellä (18) ja fluidisoiva vesihöyry hajoaa osittain ’.: ' vedyksi, jolloin vapautuva happi sitoutuu kuuman hiilen avulla CO-muodostuksen * : f: avulla. Nämä kaasumaiset kaasutuskohdat nousevat leijupedissä (nuoli 17), jolloin : : poltto tapahtuu primaarisen ja sekundaarisen ilmansyötön (16) avulla polttoaineen : . 30 syöttöjohdon yläpuolella.; the peripheral zone (18) of the fluidized bed in the combustion chamber (Γ) is fluidized by steam, while the oxygen is supplied for combustion by means of an air blast line (12) or a recirculating gas blast. In this way, actual combustion is obtained: in the central portion (19) of the fluidized bed and can be easily controlled by air supply, while the fuel is gasified by the heat supply from the descending:, i .: sand (arrow 17 ') in the peripheral zone (18) and the fluidizing water vapor partially '.:' to hydrogen, whereby the oxygen liberated is bound by hot carbon by the formation of *: f: CO. These gaseous gasification points rise in the fluidized bed (arrow 17), whereby: the combustion is effected by the primary and secondary air supply (16) of the fuel:. 30 above the supply line.

111987 7 Tällä tavoin hiekka kiertää (nuoli 17 ja 17’) leijupedissä virraten keskiosassa ylöspäin ja reunavyöhykkeellä alaspäin. Tällä tavoin reunavyöhykkeessä (18) tapahtuvaan kaasutukseen johdetaan jatkuvasti kuumaa hiekkaa, joka jäähtyy siinä ja joka kuumennetaan taas keskiosassa (19) poltto vyöhykkeellä nousunsa aikana.111987 7 In this way, the sand circulates (arrows 17 and 17 ') in the fluidized bed, flowing upward in the central portion and downward in the edge zone. In this way, the gasification in the peripheral zone (18) is continuously supplied with hot sand, which cools there and is heated again in the central portion (19) during its ascent in the combustion zone.

5 » · * I S » * I * s5 »· * I S» * I * s

Claims

1. Förfarande för fullständig förbränning av kolföreningar, säsom exempelvis plaster, kolväten, icke-belagt eller belagt papper, slam frän reningsverk och med 5 halogenhaltigt material, säsom PVC blandade träavfall i en virvelskiktsförbrännings-kammare (1) i närvaro av fluidiseringsmedel i fast och gasformigt tillständ, säsom sand och vattenänga, varvid dessa kolföreningar först sönderdelas delvis i ett försteg (7) och de efter detta ännu brännbara resterna förbränns och de i samband med försteget (7) bildade gasformiga reaktionsprodukterna förbränns tillsammans med 10 avgas frän virvelskiktsförbränningskammaren (1), kännetecknat därav, att för undvikande av bildning av högmolekylära kondensationsprodukter omvandlas kolet i tvä steg, varvid kolföreningarna som skall förbrännas leds att gä med minst 30-faldig viktmängd i het sand frän värmebärmedelscirkulation i en atmosfär innehällande endast litet syre tili ett turbulent, med hjälp av tillförsel (13) av 15 vattenänga fluidiserat virvelskikt i försteget (7) eller en kantzon av virvelskikts-förbränningskammaren (1) och kolföreningarna krackas i vattenängatmosfär under bildning av vattengas och lätt flyktiga lägmolekylära kolväten, varvid det sker ända till slut räckande sönderdelningsreaktioner av de i samband med förgasningen med “ ; hjälp av smältning resp. krackning av kolföreningarna bildade lätt flyktigade 20 lägmolekylära kolvätena i vattenänga innehällande atmosfär vid temperaturer över « ♦ 400 °C och de gasformiga reaktionsprodukterna, säsom vattengas och lätt flyktigade , · % lägmolekylära kolväten separeras frän sanden och den äterstäende fasta eller svär- flyktigade andelen av kolföreningarna, och att den äterstäende fasta resp. svär- flyktigade andelen av kolföreningarna, säsom kolväten eller bildat koi förbränns i :'. . 25 den egentliga virvelskiktskammaren (1) under oxiderande atmosfär tilsammans med ;' ‘ ; andra bränslen, säsom koi och/eller frän förgasningsreaktionen erhällna gaser under , · ‘ ; rädande luftöverskott under upphettning av sanden. * * ,;r1. A process for the complete combustion of carbon compounds, such as, for example, plastics, hydrocarbons, uncoated or coated paper, sludge from wastewater and with halogen-containing material, such as PVC mixed wood waste in a fluidized-bed combustion chamber (1) in the presence of solidifying fluid gaseous state, such as sand and water vapor, wherein these carbon compounds are first partially decomposed in a first stage (7) and the residual combustible residues subsequently burned and the gaseous reaction products formed in conjunction with the first stage (7) are combusted together with exhaust gas from the fluid bed combustion chamber (1) , characterized in that, in order to avoid the formation of high molecular weight condensation products, the carbon is converted into two stages, the carbon compounds to be combusted being passed with at least 30 times the weight in hot sand from heating medium circulation in an atmosphere containing only a little oxygen to a turbulent auxiliary by t misalignment (13) of water vapor fluidized fluidized bed in the first stage (7) or an edge zone of the fluidized-bed combustion chamber (1) and the carbon compounds cracked in water meadow atmosphere to form water gas and slightly volatile low molecular weight hydrocarbons, connection with gasification with “; using melting or cracking of the carbon compounds formed easily volatile low molecular weight hydrocarbons containing water atmosphere at temperatures above +400 ° C and the gaseous reaction products, such as aqueous gas and slightly volatile, , and that the residual solid respectively. the volatile fraction of the carbon compounds, such as hydrocarbons or formed koi, is burned in: '. . The actual fluidized bed chamber (1) under oxidizing atmosphere together with; '; other fuels, such as koi and / or gas obtained from the gasification reaction under, saving excess air while heating the sand. * *,; r

2. Förfarande enligt patentkravet 1, kännetecknat därav, att gasavlägs- 30 ningen sker vid sjunkande sandtemperatur och de lätt flyktiga beständsdelarna i vattenängatmosfären reagerar under energiförbrukning huvudsakligen tili väte och koi och de äterstäende i sanden finfördelade ännu brännbara fasta ämnena förbränns 111987 13 tillsammans med sanden i den efterkopplade virvelskiktsförbränningskammaren (1) under tillförsel av syre (luftinbläsning 5,6,12).2. A process according to claim 1, characterized in that the gas removal takes place at a falling sand temperature and the slightly volatile constituents in the water vapor atmosphere react during energy consumption mainly to hydrogen and koi and the residues in the sand finely divided combustible solids 13 together. in the after-coupled vortex combustion chamber (1) while supplying oxygen (air intake 5,6,12).

3. Förfarande enligt patentkravet 1, kännetecknat därav, att till försteget 5 (7) leds förutom ängtillförsel (13) även pä reglerat sätt syre, särskilt i form av luft eller cirkulationsgas, varvid temperaturen av den utträdande, delvis avgasade substans-sandblandningen hälls endast en aning under temperaturen av den inträdande heta sanden, särskilt mellan 450 °C och 700 °C. 103. A process according to claim 1, characterized in that, in addition to meadow supply (13), the first step (7) is also conducted in controlled manner oxygen, especially in the form of air or circulating gas, whereby the temperature of the withdrawing, partially degassed substance-sand mixture is only poured. slightly below the temperature of the hot sand entering, especially between 450 ° C and 700 ° C. 10

4. Förfarande enligt patentkravet 1, kännetecknat därav, att ämnena som skall förbrännas blandas med het sand med en temperatur över 600 °C som dragits bort frän det cirkulerande virvelskiktet i förbränningskammaren i en zon (18) tillsammans med vattenänga och förgasas ätminstone delvis, varvid denna heta sand som inmatas som värmebärmedel i zonen (18) levererar den för vätebildning 15 erforderliga energin (figur 2).4. A method according to claim 1, characterized in that the substances to be combusted are mixed with hot sand at a temperature above 600 ° C drawn from the circulating vortex layer in the combustion chamber in a zone (18) together with water vapor and at least partially vaporized. this hot sand fed as a heat carrier in the zone (18) supplies the energy required for hydrogen formation (Figure 2).

5. Förfarande enligt patentkravet 1, kännetecknat därav, att vatten, vattenänga och luft eller syre inleds i försteget (7) för regiering av temperaturen. • · * · t * · 20Process according to claim 1, characterized in that water, water vapor and air or oxygen are introduced in the first stage (7) for controlling the temperature. • · * · t * · 20

6. Förfarande enligt patentkravet 1, kännetecknat därav, att den i samband .!'med förgasningen bildade gasen efter att den lämnat försteget (7) leds tili gasrening * * ^ (14), varvid bildad saltsyra och andra halogenföreningar samt eventuellt även t I · , ·; ·, svavelväte avlägsnas (figur 1). * · · :v. 256. A process according to claim 1, characterized in that the gas formed in conjunction with the gasification after leaving the first step (7) is led to gas purification (14), whereby hydrochloric acid and other halogen compounds are formed, and optionally also ·, ·; ·, Hydrogen sulphide is removed (Figure 1). * · ·: V. 25

7. Förfarande enligt patentkravet 1, kännetecknat därav, att det frän :' ’'. förgasningszonen avlägsnade fasta ämnet uppvärms med hjälp av syretillförsel tili en . ’ . temperatur över 600 °C och inleds därefter äter i en vattenänghaltig atmosfär för t » ,·· ' vidare förgasning med hjälp av krackning (figur 2). *". 307. A method according to claim 1, characterized in that it is: the gasification zone removed from the solid is heated by means of oxygen supply to it. '. temperature above 600 ° C and then begins to eat in an aqueous atmosphere for t », ·· 'further gasification by cracking (Figure 2). * ".30

8. Förfarande enligt patentkravet 1, kännetecknat därav, att trycket under förgasningen i försteget (7) hälls pä ett absolut tryck under en bar. 111987 14Method according to claim 1, characterized in that the pressure during the gasification in the first stage (7) is poured at an absolute pressure below a bar. 111987 14

9. Förfarande enligt patentkravet 8, kännetecknat därav, att den i försteget (7) bildade bränngasen fördelas i virvelskiktskammaren (1) genom förmedling av injektorer, vilkas drivmedium utgörs av cirkulationsgas med högre tryck eller vattenänga, och att företrädesvis den erforderliga vattenängan för försteget erhälls 5 genom avkylning hett avloppsvatten genom bildande av undertryck i en vakuumav-gasare som är försedd med ängsträleanordningar.9. A method according to claim 8, characterized in that the fuel gas formed in the first stage (7) is distributed in the vortex layer chamber (1) by means of injectors, the propellant medium being of higher pressure or water vapor circulation gas, and preferably the required water vapor for the first stage is obtained. By cooling hot wastewater by forming negative pressure in a vacuum degasser equipped with meadow spray devices.

10. Förfarande enligt patentkravet 1, kännetecknat därav, att förgasningen och förbränningen äger rum i en virvelbädd (20), varvid bränsle (11) och änga (13) 10 blandas med varandra i lägt tryck, lämpligen i undertryck, och att de därefter biases i en injektor under användning av vattenänga med högre tryck in i kantzonerna (18) av virvelskiktet (20) och blandas med het sand och förflyktigas i en atmosfär som innehäller endast litet syre, att avgasningsgaserna leds att gä uppät frän förgasnings-zonen och förbränns tillsammans med cirkulationsgas och/eller primär luft lokalt 15 ovanom förgasningszonen, och att de svärflyktigade bränsleandelarna och de fasta resterna leds att gä i sidoriktningen tillsammans med sand till en efterkopplad förbränningszon (19) eller under förgasningszonen och förbränns sedan tillsammans med luft (12) och/eller cirkulationsgas (figur 2). « · · • · 2010. A process according to claim 1, characterized in that the gasification and combustion takes place in a fluidized bed (20), wherein fuel (11) and meadow (13) are mixed with each other in low pressure, preferably under vacuum, and that they are subsequently bioassayed. in an injector using higher pressure water vapor into the edge zones (18) of the vortex layer (20) and mixed with hot sand and volatilized in an atmosphere containing only a little oxygen, that the exhaust gases are led to eat up from the gasification zone and are combusted together with circulating gas and / or primary air locally above the gasification zone, and the non-volatile fuel portions and solid residues are led sideways along with sand to a post-combustion zone (19) or below the gasification zone and then combusted together with air (12) and / or circulating gas (Figure 2). «· · • · 20

11. Förfarande enligt patentkravet 6, kännetecknat därav, att de frän '! förgasningszonen kommande fasta ämnena uppvärms med hjälp av syretillförsel tili * 1 » 1 _! en temperatur över 600 °C och inleds en vattenänghaltig atmosfär för vidare , · ]' t förgasning med hjälp av krackning. * 1 » : ·. . 2511. A method as claimed in claim 6, characterized in that the solidification zone coming solids are heated by means of oxygen supply to * 1 »1 _! a temperature above 600 ° C and a water vapor-containing atmosphere is initiated for further, gasification by cracking. * 1 »: ·. . 25

12. Förfarande enligt patentkravet 1, kännetecknat därav, att trycket under • 1 förgasningen i försteget hälls pä ett absolut tryck under en bar. > • »»Method according to claim 1, characterized in that the pressure under the gasification in the first stage is poured at an absolute pressure below a bar. > • »»

13. Förfarande enligt patentkravet 12, kännetecknat därav, att den i UI t; försteget bildade bränngasen fördelas i virvelskiktet i förbränningskammaren genom ’··1’ 30 förmedling av injektorer, vilkas drivmedium utgörs av luft med högre tryck eller cirkulationsgas eller vattenänga. 111987 1513. A method according to claim 12, characterized in that in UI t; the first-formed fuel gas is distributed in the vortex layer of the combustion chamber through the '·· 1' 30 injection of injectors, the propellant of which is higher pressure or circulating gas or water vapor. 111987 15

14. Förfarande enligt patentkravet 12, kännetecknat därav, att den erforderliga vattenängan för försteget erhälls genom avkylning av hett avloppsvatten genom bildande av undertryck i en vakuumavgasare som är försedd med ängsträ-leanordningar. 514. A process according to claim 12, characterized in that the required water vapor for the first stage is obtained by cooling hot wastewater by forming a vacuum in a vacuum degasser equipped with meadow flow devices. 5

15. Förfarande enligt patentkravet 1, kännetecknat därav, att förgasningen och förbränningen äger rum i en virvelbädd, varvid bränsle förflyktigas i förgas-ningszonen genom att det blandas med vattenänga och het sand i en atmosfär som innehäller endast litet syre, att det leds att gä uppät frän förgasningszonen och 10 förbränns tillsammans med cirkulationsgas och/eller primär luft lokalt ovanom förgasningszonen, och att de svärflyktigade bränsleandelarna och de fasta resterna leds att gä i sidoriktningen tili en efterkopplad förbränningszon eller under förgasningszonen och förbränns sedan med luft och/eller cirkulationsgas. 1515. A process according to claim 1, characterized in that the gasification and combustion takes place in a fluidized bed, the fuel being volatilized in the gasification zone by mixing it with water vapor and hot sand in an atmosphere containing only a little oxygen, is eaten from the gasification zone and combusted together with circulating gas and / or primary air locally above the gasification zone, and that the highly volatile fuel components and solid residues are led laterally to a post-combustion zone or below the gasification zone and then combusted with air and / or 15

16. Förfarande enligt patentkravet 15, kännetecknat därav, att bränslet inleds i virvelskiktet tillsammans med vattenänga.16. A method according to claim 15, characterized in that the fuel is started in the vortex layer together with water vapor.

17. Förfarande enligt patentkravet 15 eller 16, kännetecknat därav, att " ‘; bränslet och ängan förblandas i lägt tryck, lämpligast undertryck och biases sedan i • » · 20 en injektor med vattenänga med högre tryck in i virvelskiktet (20). 11 i · < · • · • > · ‘ > t » * · »· » * I · • · I * > · < · « > » < t17. A method according to claim 15 or 16, characterized in that the fuel and the meadow are premixed in low pressure, most preferably underpressure and then biassed in a higher pressure water vapor injector into the vortex layer (20). · <· • · •> · '> t »* ·» · »* I · • · I *> · <·«> »<t