<Desc/Clms Page number 1>
Werkwijze voor de verbranding van afval en slib en installatie waarin deze werkwijze wordt toegepast.
Deze uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor de verbranding van afval en slib en op een installatie waarin deze werkwijze wordt toegepast.
De bestaande werkwijzen voor verbranding van afval en/of slib omvatten de volgende fazen : een eigenlijke verbrandingsfaze waarin het afval en/of slib bij relatief hoge temperaturen, bijvoorbeeld tussen 800 en 1000 oe, wordt omgezet in asse en rookgas beladen met partikels, een afkoelingsfaze waarin de temperatuur van het rookgas daalt tot temperaturen waarbij het rookgas kan gefiltreerd worden, een filtratiefaze waarin zowel gassen als partikels kunnen afgescheiden worden en een evacuatiefaze waarin het afgekoelde en gefiltreerde rookgas in de vrije atmosfeer terecht komt.
De bestaande installaties voor verbranding van afval en/of slib omvatten middelen om afval en/of slib te verbranden, om rookgas af te koelen, om rookgas te filtreren en om rookgas te evacueren.
Gekende middelen om afval te verbranden zijn verbrandingsovens en wervelbedovens. Gekende middelen om rookgas af te koelen zijn lege trekken, luchtvoorverwarmers, ketels en sproeitorens. Gekende middelen om rookgas te filtreren zijn electrofilters en doekenfilters. Gekende middelen om rookgas te evacueren zijn schouwen.
In sommige bestaande installaties voor verbranding van afval en/of slib worden ook chemische gasreiniger voorzien.
In de bestaande installaties waarin een ketel aanwezig is, is de bouw van de ketel relatief complex om aan de abrasie en erosie door de met partikels beladen rookgassen te kunnen weerstaan en om het dichtbakken ervan ten gevolge van achtergebleven partikels/te voorkomen.
In de bestaande installaties laten electrofilters en doekenfilters toe om partikels met een grootte van respectievelijk 15p en 5y te filtreren uit rookgas dat
<Desc/Clms Page number 2>
vooraf moet worden afgekoeld tot relatief lage temperaturen om geen schade te veroorzaken aan de electro-en/of doekenfilters.
Er is vastgesteld dat in het rookgas dat uit de bestaande installaties wordt geëvacueerd, toxische dioxines aanwezig zijn in een concentratie die ver boven de Europese normen uitstijgt.
Als oplossing voor dit probleem werd reeds de inbouw voorgesteld van een filter waarop dioxines worden geadsorbeerd. Deze filters kunnen echter ontvlammen indien ze in een verbrandingsinstallatie worden ingebouwd. Ze vergen daarom een zeer speciale constructie waarbij afkoeling met vloeibaar stikstof is voorzien en zijn bijgevolg zeer duur. Een nadeel aan deze oplossing is het feit dat de dioxines, na adsorptie, op deze filters blijven bestaan en slechts kunnen vernietigd worden door verbranding bij temperaturen boven 800oye.
De huidige uitvinding heeft tot doel een werkwijze te verschaffen voor de verbranding van afval en slib die efficiënt en relatief eenvoudig is en waarbij zo weinig mogelijk schadelijke produkten vrijkomen. De huidige uitvinding heeft eveneens tot doel een installatie te verschaffen die het mogelijk maakt om een dergelijke werkwijze uit te voeren op een economisch verantwoorde manier.
De huidige uitvinding betreft een werkwijze voor de verbranding van afval en slib die bestaat uit een eigenlijke verbrandingsfaze en een evacuatiefaze voor rookgassen waartussen minstens een afkoelingsfaze en minstens een filtratiefaze met inbegrip van de afscheiding van partikels uit de rookgassen, plaatsvindt, met het kenmerk dat na de eigenlijke verbrandingsfaze minstens twee afkoelingsfazen voorkomen en dat de afscheiding van partikels plaatsvindt na een afkoelingsfaze waarin de temperatuur van de rookgassen daalt tot een temperatuur die niet lager is dan ongeveer 500 OC.
<Desc/Clms Page number 3>
De werkwijze volgens de huidige uitvinding heeft bij voorkeur als kenmerk dat de afscheiding van partikels plaatsvindt na een afkoelingsfaze waarin de temperatuur daalt tot een temperatuur die begrepen is tussen ongeveer 500 en 650 C.
De werkwijze volgens de huidige uitvinding heeft bij voorkeur eveneens als kenmerk dat tijdens de eigenlijke verbrandingsfaze afval of slib wordt verbrand en dat de afscheiding van partikels plaatsvindt na een afkoelingsfaze waarin de temperatuur respectievelijk daalt tot ongeveer 600 oe of 585 oe.
De huidige uitvinding betreft ook een installatie voor de verbranding van afval en slib die minstens een middel om afval en slib te verbranden, minstens een middel om rookgassen af te koelen, minstens een middel om partikels uit rookgassen te filtreren en minstens een middel om de aldus gefiltreerde en afgekoelde rookgassen te evacueren omvat,
met het kenmerk dat een middel om rookgassen af te koelen aanwezig is dat bestemd is om rookgassen af te koelen tot een temperatuur die niet lager is dan ongeveer 500 oe en dat gevolgd wordt door een middel om partikels uit de aldus afgekoelde rookgassen te filtreren dat op zijn beurt gevolgd wordt door een middel dat bestemd is om rookgassen af te koelen tot een temperatuur die lager is dan ongeveer 500 0 e.
De installatie volgens de uitvinding omvat bij voorkeur minstens een middel om afval of slib te verbranden, met het kenmerk dat een middel om rookgassen af te koelen aanwezig is dat bestemd is om rookgassen respectievelijk af te koelen tot ongeveer 600 OC of 585oye.
De installatie voor de verbranding van afval of slib volgens de uitvinding heeft bij voorkeur het kenmerk dat minstens een middel om rookgassen af te koelen tot een temperatuur die niet lager is dan 500 C, respectievelijk een lege trek of een luchtvoorverwarmer is.
In de installatie volgens de uitvinding is
<Desc/Clms Page number 4>
minstens een middel om rookgassen af te koelen tot een temperatuur die lager is dan 500 oc, bij voorkeur een sproeitoren of een ketel.
In de installatie volgens de uitvinding is minstens een van de middelen om partikels uit rookgassen te filtreren bij voorkeur bestand tegen temperaturen tot ongeveer 900 C.
Er is vastgesteld dat in de rookgassen die uit de installatie volgens de uitvinding wordt geëvacueerd, totaal onverwacht geen toxische dioxines meer aanwezig zijn, hetgeen onmiskenbaar een belangrijk voordeel is.
Deze uitvinding heeft als bijkomend voordeel dat
EMI4.1
de bouw van een ketel die na het middel om partikels uitrookgassen te filtreren wordt geplaatst, eenvoudiger is omdat de partikels reeds zijn afgefiltreerd wanneer de rookgassen de ketel binnenstromen. Dit heeft als gevolg dat de kostprijs van deze ketel gevoelig lager ligt.
Aangezien in deze uitvinding gefiltreerd wordt bij temperaturen die hoger zijn dan 500oC, is het gebruik van electrofilters en doekenfilters niet langer mogelijk.
Een middel om partikels uit rookgassen te filtreren dat bijzonder geschikt is voor gebruik in de werkwijze volgens de uitvinding en voor de inbouw in een verbrandingsinstallatie volgens de uitvinding is beschreven in octrooiaanvraag PCT/BE 93/00052 namens Seghers Engineering N. V.. Dergelijke filter voor het kontinu filtreren van met vaste partikels beladen gassen bestaat uit een cilindrisch filterlichaam dat minstens een filtreersectie bevat die in een ingangskamer en uitgangskamer is cnderverdeeld door een trechtervormige scheidswand met ringvormige treden waarbij filterkaarsen gemonteerd zijn in gaten die voorzien zijn in de horizontale delen van de scheidswand en waarbij alle onderdelen op een concentrische en radiale wijze en in hoofdzaak symmetrische wijze geschikt zijn ten opzichte van de vertikale aslijn van de cilindrische
zijwand van het filterlichaam. Deze
<Desc/Clms Page number 5>
concentriciteit en radiale opbouw laten toe dat dergelijke filter onbelemmerd functioneert bij temperaturen tot 900 oc.
Het gebuik van een dergelijke filter heeft als
EMI5.1
voordeel dat ook partikels kleiner dan 5p, maar groter dan de vangstcapaciteit van de filterkaarsen van dergelijke filter (ca 2ju), gefiltreerd worden. Dit reduceert gevoelig de hoeveelheid partikels die, zelfs na filtratie, de verbrandingsinstallatie verlaten.
Andere bijzonderheden en voordelen van de uitvinding zullen blijken uit de hiernavolgende beschrijving van uitvoeringsvoorbeelden met verwijzing naar bijhorende figuren.
Fig. 1 is een schematische weergave van een installatie voor de verbranding van huishoudelijk afval.
Fig. 2 is een schematische weergave van een installatie voor de verbranding van waterzuiveringslib.
Uit Fig. 1 blijkt de opeenvolgende plaatsing van - een middel om huishoudelijk afval te verbranden, dat bestaat uit een verbrandingsoven 101 ; - een middel om rookgassen af te koelen dat bestemd is om rookgassen af te koelen tot een temperatuur die niet lager is dan ongeveer 500 oc, dat bestaat uit lege trekken 103A, 103B, 103C ; - een middel om partikels uit rookgassen te filtreren, dat bestaat uit een rookgasfilter 105 die voorzien is van een koeler 107 voor de afkoeling van de afgefiltreerde partikels 109 en die gereinigd kan worden door perslucht 111 in tegenstroom ten opzichte van de rookgassen te blazen ;
- een middel dat bestemd is om de rookgassen af te koelen tot een temperatuur die lager is dan ongeveer 500 oc, dat bestaat uit een ketel 113 ; - een chemische rookgasreiniger 115 ; - een zuigtrekventilator 117 en - een middel om de rookgassen te evacueren, dat bestaat uit een schouw 119.
In de verbrandingsoven 101 gebeurt de eigenlijke
<Desc/Clms Page number 6>
verbranding van huishoudelijk afval. De rookgassen die tijdens deze verbranding ontstaan, hebben een temperatuur van ongeveer 950 C.
Deze rookgassen verlaten de verbrandingsoven 101 en worden afgekoeld in de lege trekken 103A, 103B, 103C tot ongeveer 600 C.
Vervolgens stromen ze op deze temperatuur de rookgasfilter 105 binnen waar de partikels van de rookgassen worden gescheiden. In de koeler 107 worden de afgefiltreerde partikels 109 afgekoeld waarbij de warmte wordt overgedragen aan water. De rookgasfilter 105 kan gereinigd worden door perslucht 111 in tegenstroom ten opzicht van de rookgassen in de rookgasfilter 105 te blazen.
De aldus afgekoelde en gefiltreerde rookgassen worden vervolgens verder afgekoeld tot ongeveer 2200e in de ketel 113.
Daarna stromen de rookgassen in een chemische rookgasreiniger 115 om vervolgens via een zuigtrekventilator 117 en via een schouw 119, in de atmosfeer terecht te komen.
Uit Fig. 2 blijkt de opeenvolgende plaatsing van - een middel om waterzuiveringsslib te verbranden, dat bestaat uit een wervelbedoven 201i - een middel. om rookgassen af te koelen dat bestemd is om rookgassen af te koelen tot een temperatuur die niet lager is dan , ongeveer 500 C, dat bestaat uit een luchtvoorverwarmer 203, gevoed met lucht die, na opwarming, via een windtunnel de wervelbedoven 201 binnenstoomt ; - een middel om partikels uit rookgassen te filtreren, dat bestaat uit een rookgasfilter 205 die voorzien is van een koeler 207 voor de afkoeling van de afgefiltreerde partikels 209 en die gereinigd kan worden door perslucht 211 in tegenstroom ten opzichte van de rookgassen te blazen ;
- een middel dat bestemd is om de rookgassen af te koelen tot een temperatuur die lager is dan ongeveer 500 C, dat bestaat uit een ketel 213 ; - een chemische rookgasreiniger 215 ;
<Desc/Clms Page number 7>
- een zuigtrekventilator 217 en - een middel om de rookgassen te evacueren, dat bestaat uit een schouw 219.
In de wervelbedoven 201 gebeurt de eigenlijke verbranding van waterzuivzeringsslib. De rookgassen die tijdens deze verbranding ontstaan, hebben een temperatuur van ongeveer 850 C.
Deze rookgassen verlaten de wervelbedoven 201 en worden afgekoeld in de luchvoorverwarmer 203 tot ongeveer 585oc.
Vervolgens stromen ze op deze temperatuur rookgasfilter 205 binnen waar de partikels van de rookgassen worden gescheiden. In de koeler 207 worden de afgefiltreerde partikels 209 afgekoeld waarbij de warmte wordt overgedragen aan water. De rookgasfilter 205 wordt gereinigd door perslucht 211 in tegenstoom ten opzicht van de rookgassen in de rookgasfilter 205 te blazen.
De aldus afgekoelde en gefiltreerde rookgassen worden vervolgens verder afgekoeld tot ongeveer 220 C in de ketel 213.
Daarna stromen de rookgassen in een chemische rookgasreiniger 215 om vervolgens via een zuigtrekventilator 217 en via een schouw 219, in de atmosfeer terecht te komen.
<Desc / Clms Page number 1>
Method for the incineration of waste and sludge and installation in which this method is applied.
This invention relates to a method for the incineration of waste and sludge and to an installation in which this method is applied.
The existing methods of burning waste and / or sludge include the following phases: an actual combustion phase in which the waste and / or sludge is converted into ashes and flue gas laden with particles at relatively high temperatures, for example, a cooling phase in which the temperature of the flue gas drops to temperatures at which the flue gas can be filtered, a filtration phase in which both gases and particles can be separated and an evacuation phase in which the cooled and filtered flue gas enters the free atmosphere.
The existing installations for the combustion of waste and / or sludge include means for burning waste and / or sludge, for cooling flue gas, for filtering flue gas and for evacuating flue gas.
Known means of burning waste are incinerators and fluidised bed incinerators. Known means for cooling flue gas are empty drafts, air preheaters, boilers and spray towers. Known means for filtering flue gas are electrofilters and fabric filters. Known means of evacuating flue gas are chimneys.
In some existing installations for the incineration of waste and / or sludge, chemical gas purifiers are also provided.
In the existing installations in which a boiler is present, the construction of the boiler is relatively complex in order to be able to withstand the abrasion and erosion due to the flue gases loaded with particles and to prevent them from firing up due to residual particles.
In the existing installations, electrofilters and fabric filters allow to filter particles with a size of 15p and 5y respectively from flue gas that
<Desc / Clms Page number 2>
must be cooled to relatively low temperatures beforehand in order not to cause damage to the electro and / or fabric filters.
It has been established that the flue gas that is evacuated from the existing installations contains toxic dioxins in a concentration that far exceeds European standards.
As a solution to this problem, the installation of a filter on which dioxins are adsorbed has already been proposed. However, these filters can ignite if they are installed in a combustion installation. They therefore require a very special construction where cooling with liquid nitrogen is provided and are therefore very expensive. A disadvantage of this solution is the fact that the dioxins, after adsorption, persist on these filters and can only be destroyed by combustion at temperatures above 800oye.
The aim of the present invention is to provide a method for the combustion of waste and sludge which is efficient and relatively simple and which produces as few harmful products as possible. The present invention also aims to provide an installation which makes it possible to carry out such a method in an economically responsible manner.
The present invention relates to a process for the combustion of waste and sludge, which consists of an actual combustion phase and an evacuation phase for flue gases, between which at least one cooling phase and at least one filtration phase, including the separation of particles from the flue gases, takes place, characterized in that after the actual combustion phase prevents at least two cooling phases and that the separation of particles takes place after a cooling phase in which the temperature of the flue gases falls to a temperature not lower than about 500 OC.
<Desc / Clms Page number 3>
The method according to the present invention is preferably characterized in that the separation of particles takes place after a cooling phase in which the temperature drops to a temperature which is included between about 500 and 650 ° C.
The method according to the present invention is preferably also characterized in that waste or sludge is incinerated during the actual combustion phase and that the separation of particles takes place after a cooling phase in which the temperature drops to approximately 600 oe or 585 oe, respectively.
The present invention also relates to an installation for the incineration of waste and sludge which contains at least one means of burning waste and sludge, at least one means of cooling flue gases, at least one means of filtering particles from flue gases and at least one means of includes evacuated filtered and cooled flue gases,
characterized in that a flue gas cooling means is provided which is intended to cool flue gases to a temperature not less than about 500 oe and which is followed by a means for filtering particles from the flue gases thus cooled, which are its turn is followed by a means intended to cool flue gases to a temperature less than about 500 0 e.
The installation according to the invention preferably comprises at least one means for burning waste or sludge, characterized in that a means for cooling flue gases is present which is intended to cool flue gases respectively to about 600 OC or 585oye.
The waste or sludge incineration plant according to the invention is preferably characterized in that at least one means for cooling flue gases to a temperature not lower than 500 ° C is respectively an empty draft or an air preheater.
In the installation according to the invention
<Desc / Clms Page number 4>
at least one means of cooling flue gases to a temperature lower than 500 oC, preferably a spray tower or a boiler.
In the installation according to the invention, at least one of the means for filtering particles from flue gases is preferably resistant to temperatures up to about 900 ° C.
It has been established that in the flue gases evacuated from the installation according to the invention, no more toxic dioxins are unexpectedly present, which is undeniably an important advantage.
This invention has the additional advantage that
EMI4.1
the construction of a boiler that is placed after the means for filtering flue-gas particles is simpler because the particles have already been filtered off when the flue gases enter the boiler. As a result, the cost of this boiler is significantly lower.
Since filtration is carried out at temperatures above 500oC in this invention, the use of electrofilters and fabric filters is no longer possible.
A means for filtering particles from flue gases that is particularly suitable for use in the method according to the invention and for installation in a combustion installation according to the invention is described in patent application PCT / BE 93/00052 on behalf of Seghers Engineering NV Such a filter for the continuous Filtration of gases charged with solid particles consists of a cylindrical filter body containing at least one filter section divided into an entrance chamber and exit chamber by a funnel-shaped dividing wall with annular steps, filter cartridges being mounted in holes provided in the horizontal parts of the dividing wall and all parts are arranged concentrically and radially and substantially symmetrically relative to the vertical axis of the cylindrical
side wall of the filter body. This one
<Desc / Clms Page number 5>
concentricity and radial construction allow such filter to operate unobstructed at temperatures up to 900 oc.
The use of such a filter has as
EMI5.1
the advantage that particles smaller than 5p, but larger than the capture capacity of the filter cartridges of such filter (ca 2ju), are also filtered. This significantly reduces the amount of particles that leave the combustion plant, even after filtration.
Other details and advantages of the invention will become apparent from the following description of exemplary embodiments with reference to the accompanying figures.
Fig. 1 is a schematic representation of an installation for the incineration of household waste.
Fig. 2 is a schematic representation of an installation for the combustion of waste water sludge.
From fig. 1 shows the sequential placement of - a household waste incinerator consisting of an incinerator 101; - a flue gas cooling means for cooling flue gases to a temperature not less than about 500 oC, consisting of empty drafts 103A, 103B, 103C; - a means for filtering particles from flue gases, which consists of a flue gas filter 105 which is provided with a cooler 107 for cooling the filtered particles 109 and which can be cleaned by blowing compressed air 111 in counterflow to the flue gases;
- a means intended to cool the flue gases to a temperature lower than about 500 oC, consisting of a boiler 113; - a chemical flue gas cleaner 115; - a suction draft fan 117 and - a means for evacuating the flue gases, which consists of a chimney 119.
The actual happens in the incinerator 101
<Desc / Clms Page number 6>
incineration of household waste. The flue gases that arise during this combustion have a temperature of about 950 C.
These flue gases leave the incinerator 101 and are cooled in the empty drafts 103A, 103B, 103C to about 600 ° C.
They then flow into the flue gas filter 105 at this temperature, where the particles are separated from the flue gases. In the cooler 107, the filtered particles 109 are cooled, the heat being transferred to water. The flue gas filter 105 can be cleaned by blowing compressed air 111 in counterflow to the flue gases in the flue gas filter 105.
The flue gases thus cooled and filtered are then further cooled to about 2200e in the kettle 113.
After that, the flue gases flow into a chemical flue gas purifier 115 and subsequently enter the atmosphere via a suction draft fan 117 and via a chimney 119.
From fig. 2 shows the successive placement of - a means for incinerating water purification sludge, which consists of a fluidised bed furnace 201i - a means. for cooling flue gases intended to cool flue gases to a temperature not lower than, about 500 ° C, which consists of an air preheater 203, fed with air which, after heating, enters the fluidized bed furnace 201 through a wind tunnel; - a means for filtering particles from flue gases, which consists of a flue gas filter 205 provided with a cooler 207 for cooling the filtered particles 209 and which can be cleaned by blowing compressed air 211 in counterflow to the flue gases;
- an agent intended to cool the flue gases to a temperature lower than about 500 ° C, consisting of a boiler 213; - a chemical flue gas cleaner 215;
<Desc / Clms Page number 7>
- a suction draft fan 217 and - a means for evacuating the flue gases, which consists of a chimney 219.
The actual combustion of water purification sludge takes place in the fluidised bed incinerator 201. The flue gases that arise during this combustion have a temperature of about 850 C.
These flue gases exit the fluidized bed furnace 201 and are cooled in the air preheater 203 to about 585 ° C.
They then flow into flue gas filter 205 at this temperature where the particles are separated from the flue gases. In the cooler 207, the filtered particles 209 are cooled, the heat being transferred to water. The flue gas filter 205 is cleaned by blowing compressed air 211 into the flue gas filter 205 in counter-steam to the flue gases.
The flue gases thus cooled and filtered are then further cooled to about 220 ° C in the boiler 213.
Thereafter, the flue gases flow into a chemical flue gas purifier 215 and subsequently enter the atmosphere via a suction draft fan 217 and via a chimney 219.