BE1025864B1

BE1025864B1 - Een proces en systeem voor het verbranden van afval

Info

Publication number: BE1025864B1
Application number: BE2017/6034A
Authority: BE
Inventors: Marcel Gerardus Edmond Goemans; Wojciech Krzysztof Liksza
Original assignee: Europem Technologies Nv
Priority date: 2017-12-29
Filing date: 2017-12-29
Publication date: 2019-07-31
Also published as: BE1025864A1

Abstract

Er is een proces voorzien voor het verbranden van afval, het proces omvattende de stappen: het voorzien van een eerste afvalstroom W; het aanvoeren van de eerste afvalstroom W in een branderzone; het oxideren van de eerste afvalstroom bij een eerste temperatuurgebied in de branderzone zodanig dat een verbrandingsgas P wordt gevormd; het recirculeren van ten minste een deel van het verbrandingsgas P1, R in de branderzone; het doorsturen van het, ten minste deels gerecirculeerde, verbrandingsgas P2 naar een verbrandingszone; en het verbranden van het verbrandingsgas bij een tweede temperatuurbereik in de verbrandingszone.

Description

Een proces en systeem voor het verbranden van afval

Veld van de uitvinding

Het veld van de uitvinding heeft betrekking op een proces en systeem voor het verbranden van afval.

Achtergrond van de uitvinding

Een verbrandingsproces voor het verbranden van afval omvattende organische stoffen is bekend. Bijvoorbeeld, afval omvattende organische stoffen wordt verbrand in een verbrandingseenheid. Het afval kan vaak laagcalorische afvalgassen of afvalvloeistoffen bevatten.

In dat geval dient vaak een ondersteuningsbrandstof te worden toegevoegd in de verbrandingseenheid om een volledige en geschikte verbranding van de laagcalorische afvalgassen of afvalvloeistoffen te ondersteunen. In het bijzonder wordt de ondersteuningsbrandstof verbrand in de verbrandingseenheid om een eerste temperatuurbereik te verhogen gedurende de verbranding om een volledige oxidatie van alle vluchtige organische stoffen te bereiken. Typisch, een gewenste zodanige eerste temperatuurbereik is ten minste 1000 °C.

Een nadeel van het proces is dat de ondersteuningsbrandstof wordt verbrand gedurende het verbrandingsproces, wat resulteert in aanvullende CO2 emissies. Aanvullend bestaat een wens om te voorzien in een verbrandingsproces welke NOx reduceert naar een laag niveau, zoals lager dan 200 mg/ Nm³, in de rookgassen van het verbrandingsproces op een eenvoudige wijze. Typisch kan het geproduceerde NOx worden gereduceerd door het injecteren van ammonia of urea in de rookgassen in de verbrandingseenheid waarbij de rookgassen een temperatuur hebben tussen 950 °C en 1050 °C of door het injecteren van ammonia of urea in de rookgassen stroomopwaarts van een katalysatorzone, omvattende een katalysator, waarbij de rookgassen een temperatuur hebben tussen 200 °C en 450 °C.

De bestaande oplossingen voor het reduceren van NOx niveaus vereisen het verbruik van een reagent (ammonia of urea) en/of additionele bestanddelen, zoals een injectiesysteem en/of een katalysator, voor het reduceren van de geproduceerde NOx in de rookgassen.

Samenvatting van de uitvinding

Uitvoeringsvormen van de uitvinding beogen het verbeteren van het verbrandingsproces van laagcalorische afvalgassen of afvalvloeistoffen. Meer in het bijzonder beogen voorbeelduitvoeringsvormen van de uitvinding het reduceren of elimineren van de hoeveelheid NOx in de rookgassen van het verbrandingsproces van afval op een eenvoudige wijze.

Volgens een eerste aspect van de uitvinding is in een proces voorzien voor het verbranden van afval, het proces omvattende de stappen: het voorzien van een eerste afvalstroom

BE2017/6034

W; het aanvoeren van de eerste afvalstroom W in een branderzone; het oxideren van de eerste afvalstroom bij een eerste temperatuurgebied in de branderzone zodanig dat een verbrandingsgas P wordt gevormd; het recirculeren van ten minste een deel van het verbrandingsgas P1, R in de branderzone; het doorsturen van het, ten minste deels gerecirculeerde, verbrandingsgas P2 naar een verbrandingszone; en het verbranden van het verbrandingsgas bij een tweede temperatuurbereik in de verbrandingszone.

Volgens een tweede aspect van de uitvinding is een systeem voorzien voor het verbranden van afval. Het systeem omvattende: een eerste verbrandingseenheid omvattende een brander en een branderzone; een eerste aanvoermiddel ingericht voor het aanvoeren van een eerste afvalstroom in de branderzone; de brander ingericht voor het oxideren van de eerste afvalstroom bij een eerste temperatuurgebied in de branderzone zodanig dat een verbrandingsgas wordt gevormd P; een recirculatiemiddel ingericht voor het recirculeren van ten minste een deel van het verbrandingsgas P1, R in de branderzone; de eerste verbrandingseenheid zijnde ingericht in gasverbinding met een tweede verbrandingseenheid; de tweede verbrandingseenheid een verbrandingszone omvattend ingericht voor het verbranden van het verbrandingsgas P2 bij een tweede temperatuurgebied.

De eerste afvalstroom wordt aangevoerd in de branderzone, waarbij de eerste afvalstroom wordt geoxideerd bij een eerste temperatuurgebied door middel van zuurstof aanwezig in de branderzone, zodanig dat een verbrandingsgas wordt gevormd. Uitvoeringsvormen van de werkwijze volgens de uitvinding zijn onder meer op het inventieve inzicht gebaseerd dat door recirculatie van ten minste een deel van het geproduceerde verbrandingsgas in de branderzone de branderzone kan worden bestuurd om een gewenste eerste temperatuurgebied te bereiken, bijvoorbeeld van ten minste 1000 °C, gebruik makende van minder ondersteuningsbrandstof. In het bijzonder zijn de recirculatiestromen ingericht om turbulentie te vergroten in de verbrandingsgasstromen in de branderzone om koude plekken in de branderzone 105 te vermijden, of ten minste te reduceren. Op deze wijze wordt CO-vorming gereduceerd en wordt volledige oxidatie van de vluchtige organische stoffen verbeterd.

Aanvullend kan de hoeveelheid NOx, welke wordt geproduceerd gedurende het verbrandingsproces, worden gereduceerd op een eenvoudige wijze door het combineren van de inventieve oxidatiestap bij een eerste temperatuurgebied en een opvolgende verbrandingsstap bij een tweede temperatuurgebied.

Een branderzone volgens de huidige uitvinding is een zone van zelfontbranding van de eerste afvalstroom en/of de ondersteuningsbrandstof.

BE2017/6034

Het recirculeren van ten minste een deel van het verbrandingsgas P1, R in de branderzone kan in uitvoeringsvormen van de uitvinding omvatten het recirculeren van een deel van het verbrandingsgas binnenin de branderzone en kan omvatten het recirculeren van een deel van het verbrandingsgas terug naar de branderzone.

Voorkeursuitvoeringsvormen zijn beschreven in de afhankelijke conclusies.

In een voorbeelduitvoeringsvorm is het eerste temperatuurgebied tussen 1000 °C en 2000 °C, bij voorkeur tussen 1200 °C en 1800 °C, meer bij voorkeur tussen 1400 °C en 1600 °C. Het eerste temperatuurgebied verzekert het thermisch kraken van hardnekkige chemicaliën.

In een voorbeelduitvoeringsvorm is het tweede temperatuurgebied tussen 850 °C en 2000 °C, bij voorkeur tussen 850 °C en 1200 °C, meer bij voorkeur tussen 850 °C en 900 °C. Het tweede temperatuurgebied verzekert volledige verbranding zonder het vormen van NOx.

In een voorbeelduitvoeringsvorm omvat de doorstuurstap het doorsturen van het verbrandingsgas P2 van de branderzone door een mengwand naar de verbrandingszone en omvat de recirculatiestap (R) het retourneren van een deel van het verbrandingsgas door middel van de mengwand naar de branderzone, wanneer dat deel van het verbrandingsgas de mengwand treft.

In een voorbeelduitvoeringsvorm omvat het recirculeren van het verbrandingsgas in de branderzone het vormen van een onderdruk in een stroomopwaartsezijde van de branderzone.

In een voorbeelduitvoeringsvorm omvat het aanvoeren van de eerste afvalstroom het injecteren van een centrale substroom van de eerste afvalstroom door een brandermondstuk van een brander in de branderzone. Het brandermondstuk is een uitlaatdeel van de brander voor het injecteren van ten minste één van een eerste afvalstroom, zuurstof en een ondersteuningsbrandstof.

In een voorbeelduitvoeringsvorm omvat het aanvoeren van de eerste afvalstroom het injecteren van ten minste één tangentiële substroom van de eerste afvalstroom langs een injectiebaan ingericht in hoofdzaak tangentieel aan de branderzone.

In een bijzondere uitvoeringsvorm is de injectiebaan aanvullend ingericht in een vlak in hoofdzaak loodrecht op een lengtevlamas van de branderzone.

Bij voorkeur is de lengtevlamas van de branderzone ingericht in hoofdzaak parallel aan een lengterichting van de eerste verbrandingseenheid.

BE2017/6034

In een voorbeelduitvoeringsvorm omvat de eerste afvalstroom een afvalvloeistof en omvat de injectiestap het verstuiven van de afvalvloeistof, zodanig dat de druppels van de afvalvloeistof worden geïnjecteerd in de branderzone.

In een voorbeelduitvoeringsvorm is de gehele verblijftijd van de oxidatiestap en de verbrandingstap minder dan 4 s, bij voorkeur minder dan 2 s, meer bij voorkeur minder dan 1 s.

In een voorbeelduitvoeringsvorm is de verblijftijd van de oxidatiestap minder dan 2 s, meer bij voorkeur minder dan 1 s. De verblijftijd in de branderzone bij het eerste temperatuurgebied verschaft een vermindering van de vorming van NOx.

In een voorbeelduitvoeringsvorm wordt de oxidatiestap uitgevoerd bij een eerste lambda-waarde welke in hoofdzaak gelijk is aan 1.0, waarbij de eerste lambda-waarde is gedefinieerd als de molaire verhouding ten opzichte van een stoichiometrische verhouding van de organische stoffen van de eerste afvalstroom in relatie tot de zuurstof in de branderzone.

In een voorbeelduitvoeringsvorm aanvullend omvattend de stap van het besturen van het eerste temperatuurgebied in de branderzone zodanig dat deze in hoofdzaak gelijk is aan een adiabatische vlamtemperatuur.

In een voorbeelduitvoeringsvorm wordt de oxidatiestap uitgevoerd na een voormengstap van zuurstof en ten minste een deel van de eerste afvalstroom stroomopwaarts van de branderzone.

In een voorbeelduitvoeringsvorm wordt de voormengstap uitgevoerd in een mengsamenstelling van de brander stroomopwaarts van de branderzone, waarbij het mengsel wordt geïnjecteerd door een brandermondstuk van de brander in de branderzone. De mengsamenstelling kan een injectieleiding omvatten welke een vernauwingsdeel heeft, door welke de zuurstof of de eerste afvalstroom de injectieleiding wordt ingetrokken door middel van een Venturi-kracht. In een ander voorbeeld kan de mengsamenstelling een injectieleiding omvatten en een wervelvormer welke is geplaatst binnenin de injectieleiding voor het mengen van de zuurstof en ten minste een deel van de eerste afvalstroom stroomopwaarts van de branderzone.

In een voorbeelduitvoeringsvorm omvat de oxidatiestap een gefaseerd injecteren van zuurstof in de branderzone langs een lengtevlamas van de branderzone.

In een voorbeelduitvoeringsvorm wordt een tweede deel van de zuurstof geïnjecteerd door een buitenzijdeinjectieleiding van de brander in een injectiebaan langs de branderzone. In een

BE2017/6034 bijzondere uitvoeringsvorm wordt het tweede deel van de zuurstof geïnjecteerd bij een snelheid zodanig dat een Venturi-effect wordt gecreëerd in het verbrandingsgas in de branderzone.

In een voorbeelduitvoeringsvorm wordt een tweede deel van de zuurstof geïnjecteerd in de branderzone door injectiemondstukken ingericht stroomafwaarts van de brander.

In een voorbeelduitvoeringsvorm aanvullend omvattende de stap van het besturen van het eerste temperatuurgebied door het besturen van ten minste één van:

- het aanvoeren van een ondersteuningsbrandstof in de branderzone;

- het voormengen van zuurstof en ten minste één deel van de eerste afvalstroom stroomopwaarts van de branderzone;

- het gefaseerd injecteren van zuurstof in de branderzone langs een lengtevlamas van de branderzone;

- het voormengen van een ondersteuningsbrandstof en ten minste één deel van de eerste afvalstroom in een mengsamenstelling van de brander en het injecteren van het mengsel in de branderzone, optioneel het toevoegen van de zuurstof aan het mengsel voorafgaand aan het injecteren van het mengsel in de branderzone.

In een voorbeelduitvoeringsvorm, aanvullend omvattende de stap van het besturen van het eerste temperatuurgebied in de branderzone gebaseerd op ten minste één van:

- een concentratie van brandbare stoffen in de eerste afvalstroom;

- een concentratie van zuurstof in de branderzone;

- een concentratie NOx in de branderzone.

In een voorbeelduitvoeringsvorm omvat het recirculeren van het verbrandingsgas in de branderzone het voortbrengen van een wervelstroom van verbrandingsgas in de branderzone rondom de lengtevlamas van de branderzone.

In een voorbeelduitvoeringsvorm omvat de brander een meervoud van bladen ingericht in een injectieleiding van de brander voor het voortbrengen van de wervelstroom van verbrandingsgas in de branderzone door het afbuigen van een initiële injectiebaan van ten minste één van zuurstof, eerste afvalstroom, ondersteuningsbrandstof of een mengsel daarvan, rondom de lengtevlamas van de branderzone.

In een voorbeelduitvoeringsvorm omvat de voortbrengingsstap het injecteren van zuurstof en/of het injecteren van ten minste één tangentiele substroom van de eerste afvalstroom langs een injectiebaan ingericht in hoofdzaak tangentieel aan de branderzone in een vlak in hoofdzaak loodrecht op de lengtevlamas van de branderzone, bij voorkeur bij een snelheid zodanig dat een Venturi-effect wordt gecreëerd in het verbrandingsgas in de branderzone.

BE2017/6034

In een voorbeelduitvoeringsvorm is het afval één van de volgende: een afvalgas, een afvalvloeistof, een afvalslib, een vaste-stofafval, of een combinatie daarvan.

In een voorbeelduitvoeringsvorm omvat het systeem een besturing ingericht voor het besturen van ten minste één van het eerste aanvoermiddel, het eerste temperatuurgebied, het tweede temperatuurgebied en het recirculatiemiddel.

In een voorbeelduitvoeringsvorm omvat het recirculatiemiddel een mengwand ingericht voor het retourneren van een deel van het verbrandingsgas naar de branderzone, wanneer dat deel van het verbrandingsgas de mengwand treft, en het toestaan van een transport van het, ten minste deels gerecirculeerde, verbrandingsgas naar de tweede verbrandingseenheid.

De mengwand omvat een meervoud van openingen ingericht voor het richten van het verbrandingsproductgas P2 stroomafwaarts van de mengwand langs een meervoud van stromingsbanen welke in hoofdzaak parallel aan elkaar zijn. Een grootte, aantal, oppervlaktebedekking en vorm van het meervoud van openingen kan geschikterwijs worden gekozen voor het balanceren van de recirculatiestroom van het verbrandingsgas R en de doorstuurstroom van het verbrandingsgas P2.

In een voorbeelduitvoeringsvorm is de mengwand ingericht tussen de branderzone en de verbrandingszone.

In een voorbeelduitvoeringsvorm scheidt de mengwand een eerste verbrandingskamer van de eerste verbrandingseenheid van een tweede verbrandingskamer van de tweede verbrandingseenheid.

In een voorbeelduitvoeringsvorm omvat het systeem een zuurstofaanvoermiddel voor het aanvoeren van een zuurstofbron in de branderzone, waarbij het recirculatiemiddel injectiemondstukken van het zuurstofaanvoermiddel omvat ingericht voor het injecteren van de zuurstof in een injectierichting in de branderzone voor het voortbrengen van een wervelstroom van verbrandingsgas in de branderzone.

In een voorbeelduitvoeringsvorm omvat het recirculatiemiddel injectiemondstukken van het eerste aanvoermiddel ingericht voor het injecteren van een tangentiele substroom van de eerste afvalstroom in een injectierichting in de branderzone voor het voortbrengen van een wervelstroom van verbrandingsgas in de branderzone.

BE2017/6034

In een bijzondere uitvoeringsvorm omvatten het recirculatiemiddel ten minste drie injectiemondstukken ingericht concentrisch rondom de branderzone in een vlak in hoofdzaak loodrecht op de lengtevlamas.

In voorbeelduitvoeringsvormen omvatten de injectiemondstukken een eerste set van injectiemondstukken en een tweede set van injectiemondstukken, waarbij bij voorkeur elke set van injectiemondstukken is ingericht in een vlak in hoofdzaak loodrecht op een lengtevlamas, waarbij de tweede set van injectiemondstukken is ingericht verschoven ten opzichte van de eerste set van injectiemondstukken langs de lengtevlamas, de eerste set van injectiemondstukken is ingericht voor het vormen van een wervelstroom S binnenin de branderzone in een eerste draaiingsrichting en de tweede set van injectiemondstukken is ingericht voor het vormen van een wervelstroom S binnenin de branderzone in een tweede draaiingsrichting, waarbij de eerste draaiingsrichting en de tweede draaiingsrichting tegenovergesteld zijn ten opzichte van elkaar.

Op deze wijze ondersteunt de eerste set van injectiemondstukken en de tweede set van injectiemondstukken het verder vergroten van een turbulentie van het verbrandingsgas binnenin de branderzone, daarbij koude plekken in de branderzone reducerende.

In een voorbeelduitvoeringsvorm omvat de brander een meervoud van bladen ingericht voor het afbuigen van een initiële injectierichting van ten minste één van zuurstof, eerste afvalstroom, ondersteuningsbrandstof of een mengsel daarvan, voor het voortbrengen van de wervelstroom van verbrandingsgas in de branderzone rondom de lengtevlamas van de branderzone.

In een voorbeelduitvoeringsvorm omvat het systeem aanvullend een ondersteuningsbrandstofaanvoermiddel voor het aanvoeren van een ondersteuningsbrandstof in de eerste verbrandingseenheid.

In een voorbeelduitvoeringsvorm is de besturing ingericht voor het besturen van het eerste temperatuurgebied in de branderzone door ten minste één van:

- het besturen van het eerste aanvoermiddel;

- het besturen van het zuurstofaanvoermiddel voor het aanvoeren van een zuurstofbron in de branderzone;

- het besturen van het recirculatiemiddel;

- het besturen van het ondersteuningsbrandstofaanvoermiddel;

- het besturen van een voormengmiddel voor het voormengen van zuurstof en ten minste een deel van de eerste afvalstroom stroomopwaarts van de branderzone; en

- het besturen van een injectiemiddel voor het gefaseerd injecteren van zuurstof in de branderzone langs een lengtevlamas van de branderzone.

BE2017/6034

Korte aanduiding van de figuren

De begeleidende figuren worden gebruikt voor het illustreren van huidige niet-beperkende voorkeursuitvoeringsvormen van apparaten volgens de huidige uitvinding. De hierboven beschreven en andere voordelen van de kenmerken en doelstellingen van de uitvinding zullen duidelijk worden en de uitvinding kan beter worden begrepen uit de volgende gedetailleerde beschrijving wanneer deze gelezen wordt in samenhang met de bijgevoegde figuren waarin:

FIG. 1 is een schematische tekening van een voorbeelduitvoeringsvorm van een systeem voor het verbranden van afval;

FIG. 2 is een schematische tekening van een andere voorbeelduitvoeringsvorm van een systeem voor het verbranden van afval;

FIG. 3 is een schematische tekening van een andere voorbeelduitvoeringsvorm van een systeem voor het verbranden van afval;

FIG. 4A is een schematische tekening van een andere voorbeelduitvoeringsvorm van een systeem voor het verbranden van afval;

FIG. 4B is een schematische tekening van een andere voorbeelduitvoeringsvorm van een systeem voor het verbranden van afval;

FIG. 5 is een schematische tekening van een andere voorbeelduitvoeringsvorm van een systeem voor het verbranden van afval;

FIG. 6 is een schematische dwarsdoorsnede van een brander van een systeem voor het verbranden van afval, waarbij zuurstof wordt geïnjecteerd in fases in de branderzone.

FIG. 7 is een gedetailleerde schematische tekening van een andere voorbeelduitvoeringsvorm van een systeem voor het verbranden van afval, waarbij een wervelstroom wordt gevormd in een injectiebaan van een zuurstofbron.

Gedetailleerde beschrijving van de geïllustreerde uitvoeringsvormen

De figuren zijn slechts schematisch en zijn niet-beperkend. In de figuren kan de grootte van sommige elementen worden overdreven en niet op schaal worden getekend voor illustratieve doeleinden. Referentietekens in de conclusies zullen niet worden beschouwd als beperkend voor de beschermingsomvang. In de figuren duiden dezelfde referentietekens naar dezelfde of overeenkomstige elementen.

FIG. 1 illustreert in een schematische tekening een voorbeelduitvoeringsvorm van een systeem voor het verbranden van afval. Het systeem omvat een eerste verbrandingseenheid 100, een tweede verbrandingseenheid 200 en een besturingssysteem 10. Het systeem omvat aanvullend

BE2017/6034 eerste aanvoermiddel 110, ingericht voor het aanvoeren van een eerste afvalstroom W in de eerste verbrandingseenheid 100, eerste zuurstofaanvoermiddel 120 ingericht voor het aanvoeren van een eerste zuurstofbron O in de eerste verbrandingseenheid 100 en recirculatiemiddel 150. Het besturingssysteem bestuurt de eerste verbrandingseenheid 100, de tweede verbrandingseenheid 200, eerste aanvoermiddel 110 en het eerste zuurstofaanvoermiddel 120 (voor eenvoud worden in FIG. 1 niet alle besturingslijnen getoond).

De eerste afvalstroom W bevat organische stoffen en kan elke afvalbron zijn, inclusief gasvormig afval, vloeistofafval, zoals vervuild water, vastestof afval of slibafval of elke combinatie daarvan. De eerste zuurstofbron O kan elke zijn van lucht, zuurstof of elke andere geschikte oxidatiemiddelbevattendebron. Het eerste zuurstofaanvoermiddel 110 kan elk geschikt middel zijn, zoals een ventilator, een aanvoerbesturingsklep, een druksysteem en injectiemondstukken 122, zoals getoond in FIG. 1, ingericht voor het aanvoeren van de eerste zuurstofbron O, zoals lucht, zuurstof etc., in de eerste verbrandingseenheid 100.

De eerste verbrandingseenheid 100 is ingericht voor het ontvangen van de eerste afvalstroom W en de eerste zuurstofbron O in een branderzone 105 van de eerste verbrandingseenheid 100. De eerste verbrandingseenheid omvat een eerste verbrandingsmiddel, zoals een brander, voor het verbranden van organische stof aangevoerd door de eerste afvalstroom W, daarbij producerende een verbrandingsgas P, ook wel syngas genoemd.

Aan verbranden in de betekenis van deze uitvinding kan ook worden gerefereerd als afbranden.

De eerste verbrandingseenheid 100, het eerste aanvoermiddel 110, het eerste zuurstofaanvoermiddel 120 en de branderzone 105 worden bestuurd door het besturingssysteem 10.

Het recirculatiemiddel 150 is ingericht voor het recirculeren van ten minste een deel van het verbrandingsgas R naar de branderzone 105. Het recirculatiemiddel 150 kan in voorbeelduitvoeringsvormen een statisch middel zijn, zoals een mengwand zoals getoond en in detail beschreven in relatie tot de uitvoeringsvorm getoond in FIG. 2, en kan een dynamisch middel zijn, zoals een onderdrukmiddel ingericht voor het creëren van een onderdruk aan een voorzijde van de branderzone stroomopwaarts van de branderzone 105 en/of injectiemiddelen ingericht voor het injecteren van ten minste een substroom van de eerste afvalstroom W in de branderzone 105 langs een injectierichting in hoofdzaak tangentieel aan de branderzone 105 zoals getoond en in detail beschreven in relatie tot de uitvoeringsvorm getoond in FIG. 4.

In elk geval zijn de recirculatiemiddelen 150 ingericht voor het recirculeren van ten minste een deel van het verbrandingsgas R binnenin de branderzone 10 of in de branderzone 105. Bij voorkeur retourneert of herricht het recirculatiemiddel 150 de recirculatiestromen van het verbrandingsgas R binnenin of dichtbij aan de branderzone 105 om het eerste temperatuurbereik in

BE2017/6034 de branderzone te handhaven op een hoog temperatuurniveau. In FIG. 1 zijn de recirculatiemiddelen 150 slechts schematisch geïllustreerd en kunnen overal geplaatst worden in relatie tot de branderzone 105.

In het bijzonder is het eerste temperatuurbereik tussen 1000 °C en 2000 °C, bij voorkeur tussen 1200 °C en 1800 °C, meer bij voorkeur tussen 1400 °C en 1600 °C.

In voorbeelduitvoeringsvormen zijn de recirculatiemiddelen 150 ingericht voor het vergroten van turbulentie in de verbrandingsgasstromen in de branderzone 105 om koude plekken in de branderzone 105 te voorkomen of ten minste te reduceren. Op deze wijze wordt CO-vorming gereduceerd en wordt een volledige oxidatie van vluchtige organische stoffen verbeterd.

In voorbeelduitvoeringsvormen kunnen de recirculatiemiddelen 150 worden ingericht binnenin de eerste verbrandingseenheid, kunnen worden ingericht tussen de eerste verbrandingseenheid en de tweede verbrandingseenheid en kunnen worden ingericht buiten de eerste verbrandingseenheid.

Het ten minste deels gerecirculeerde verbrandingsgas P2 wordt doorgestuurd naar een verbrandingszone 205 van de tweede verbrandingseenheid 200. Het proces van recirculatie van ten minste een deel van het verbrandingsgas R naar de branderzone 105 en het doorsturen van het ten minste deels gerecirculeerde verbrandingsgas P2 naar de verbrandingszone 205 is in voorbeelduitvoeringsvormen een continu en/of simultaan proces.

In de verbrandingszone 205 wordt het verbrandingsgas P2 verbrand bij een tweede temperatuurbereik. Als gevolg daarvan wordt een rookgas gevormd F. In het bijzonder is het tweede temperatuurbereik tussen 850 °C en 2000 °C, bij voorkeur tussen 850 °C en 1200 °C, meer bij voorkeur tussen 850 °C en 900 °C.

In het bijzonder kan het tweede temperatuurbereik lager worden gekozen dan het eerste temperatuurbereik, bij voorkeur lager dan 1200 °C, meer bij voorkeur tussen 850 °C en 900 °C, om te zorgen dat minder NOx wordt geproduceerd gedurende het verbrandingsproces. In het bijzonder is de verblijftijd van de oxidatiestap in de branderzone 105 tussen 1 en 2 seconden, meer bij voorkeur minder dan 1 seconde. Aanvullend is de gehele verblijftijd van de oxidatiestap in de branderzone 105 en de verbrandingsstap in de verbrandingszone 205 minder dan 4 seconden, bij voorkeur minder dan 2 seconden, meer bij voorkeur minder dan 1 seconde.

Bij voorkeur wordt de oxidatiestap uitgevoerd bij eerste lambda-waarde welke in hoofdzaak gelijk is aan 1.0, waarbij de eerste lambda-waarde wordt gedefinieerd als de molaire verhouding in relatie tot een stochiometrische verhouding van de organische stoffen van de eerste afvalstroom in relatie tot de zuurstof in de branderzone. In het bijzonder bestuurt het besturingssysteem 10 het eerste temperatuurbereik binnenin de branderzone 105 zodanig dat het in hoofdzaak gelijk is aan een adiabatische vlamtemperatuur.

BE2017/6034

Op deze wijze kan in de branderzone 105 een redelijk hoge temperatuur worden bereikt, bij voorkeur hoger dan 1000 °C.

FIG. 2 illustreert een andere voorbeelduitvoeringsvorm van een systeem voor het verbranden van afval. Het systeem omvat een eerste verbrandingseenheid 100, een tweede verbrandingseenheid 200 en een besturingssysteem 10. Het systeem omvat aanvullend eerste aanvoermiddel 110 ingericht voor het aanvoeren van een eerste afvalstroom W in de eerste verbrandingseenheid 100, eerste zuurstofaanvoermiddel 120 ingericht voor het aanvoeren van een eerste zuurstofbron O in de eerste verbrandingseenheid 100 en recirculatiemiddel uitgevoerd als een mengwand 300. Het besturingssysteem 10 bestuurt de eerste verbrandingseenheid 100, de tweede verbrandingseenheid 200, het eerste aanvoermiddel 110 en het eerste zuurstofaanvoermiddel 120 (voor de eenvoud worden in FIG. 2 niet alle besturingslijnen getoond).

De eerste verbrandingseenheid 100 is ingericht voor het ontvangen van de eerste afvalstroom W en de eerste zuurstofbron O in een branderzone 105 van de eerste verbrandingseenheid 100. De eerste verbrandingseenheid omvat een eerste verbrandingsmiddel, zoals een brander, voor het verbranden van een organische stof aangevoerd door de eerste afvalstroom W, daarbij een verbrandingsgas P producerend, ook wel genoemd syngas.

Naar verbranden in de betekenis van deze uitvinding kan ook worden gerefereerd als afbranden.

De tweede verbrandingseenheid 200 omvat een verbrandingszone 205. In de verbrandingszone 205 wordt het verbrandingsgas P2 verbrand bij een tweede temperatuurbereik. Als gevolg daarvan wordt een rookgas F gevormd.

Het recirculatiemiddel 300 van deze uitvoeringsvorm is een mengwand. De mengwand 300 is ingericht tussen de branderzone 105 en de verbrandingszone 205. In het bijzonder scheidt de mengwand 300 een eerste verbrandingskamer van de eerste verbrandingseenheid 100 van een tweede verbrandingskamer van de tweede verbrandingseenheid 200.

Het verbrandingsgas P2 wordt doorgestuurd van de branderzone 105 door de mengwand 300, d.w.z. door openingen verdeeld over de mengwand 300, naar de verbrandingszone 205. Aanvullend wordt een deel van het verbrandingsgas P1 gerecirculeerd door middel van de mengwand 300 en geretourneerd naar de branderzone 105, wanneer dat deel van het verbrandingsgas P1 de mengwand 300 treft of wordt tegengehouden op een andere wijze door de mengwand 300.

BE2017/6034

De openingen in de mengwand 300 kunnen geschikterwijs worden gekozen in vorm, grootte, locatie en aantal voor het besturen van de hoeveelheid van verbrandingsgas P1 welke wordt gerecirculeerd door middel van de mengwand 300.

Voor de eenvoud zijn in FIG. 2 slechts twee recirculatiepijlen R getoond. Echter een vakman begrijpt dat vele recirculatiestromen R verschaft kunnen worden door de mengwand 300, waarbij deze recirculatiestromen R gezamenlijk het genoemde deel van het verbrandingsgas P1 vormen, welke wordt gerecirculeerd door de mengwand 300 en geretourneerd naar de branderzone 105. In elk geval wordt een verschil tussen een eerste temperatuurgebied in de branderzone 105 en een tweede temperatuurgebied in de verbrandingszone 205 verbeterd door de mengwand 300.

Bij voorkeur richt de mengwand 300 de recirculatiestromen R van het verbrandingsgas dichtbij de branderzone 105 om het eerste temperatuurbereik in de branderzone 105 te handhaven op een hoger temperatuurniveau. Aanvullend of alternatief vormen en/of de ondersteunen de recirculatiestromen R van het verbrandingsgas, welke worden veroorzaakt door de mengwand 300, turbulentiestromingen in de branderzone 105. Deze turbulentiestromingen voorkomen of ten minste minimaliseren koude plekken in de branderzone 105.

In het bijzonder is het eerste temperatuurbereik van de branderzone 105 tussen 1000 °C en 2000 °C, bij voorkeur tussen 1200 °C en 1800 °C, meer bij voorkeur tussen 1400 °C en 1600 °C.

In het bijzonder is het tweede temperatuurbereik van de verbrandingszone 205 tussen 850 °C en 2000°C, bij voorkeur tussen 850 °C en 1200°C, meer bij voorkeur tussen 850 °C en 900 °C.

FIG. 3 illustreert een andere voorbeelduitvoeringsvorm van een systeem voor het verbranden van afval. Het systeem is een gemodificeerde uitvoeringsvorm van FIG. 2 en omvat een eerste verbrandingseenheid 100, een tweede verbrandingseenheid 200 en een besturingssysteem 10. Het systeem omvat aanvullend eerste aanvoermiddel 110 ingericht voor het aanvoeren van een eerste afvalstroom W in de eerste verbrandingseenheid 100, eerste zuurstofaanvoermiddel 120 ingericht voor het aanvoeren van een eerste zuurstofbron O in de eerste verbrandingseenheid 100 en een mengwand 300. Het besturingssysteem 10 bestuurt de eerste verbrandingseenheid 100, de tweede verbrandingseenheid 200, het eerste aanvoermiddel 110 en het eerste zuurstofaanvoermiddel 120.

De eerste aanvoereenheid 100 omvat een brander 130, welke de branderzone 105 genereert wanneer het afval W wordt verbrand. Het eerste aanvoermiddel 110 omvat een injectiemiddel voor het injecteren van een centrale substroom van de eerste afvalstroom W door de brander 130 langs een lengtevlamas L van de branderzone 105. De lengtevlamas L van de branderzone 105 is ingericht in hoofdzaak parallel aan een lengterichting van de eerste verbrandingseenheid 100, dat wil zeggen is ingericht in hoofdzaak parallel aan een lengterichting van een behuizing van de eerste verbrandingseenheid 100.

BE2017/6034

Aanvullend omvat de eerste verbrandingseenheid verder een ondersteuningsbrander voor het besturen van het eerste temperatuurbereik binnenin de branderzone en een ondersteuningsbrandstofaanvoermiddel 140 voor het aanvoeren van een ondersteuningsbrandstof E in de eerste verbrandingseenheid 100. De ondersteuningsbrandstof E kan een brandstofgas zijn of kan een vloeibare brandstof zijn of een combinatie daarvan. Het ondersteuningsbrandstofaanvoermiddel 140 voert de ondersteuningsbrandstof E aan naar ten minste één van de ondersteuningsbrander en de hoofdbrander 130. De ondersteuningsbrander is voorzien voor het ondersteunen van de hoofdbrander 130 zodanig dat de temperatuur in de eerste verbrandingseenheid 100 het eerste temperatuurgebied bereikt. In het bijzonder kan de ondersteuningsbrander worden gebruikt gedurende een opstartproces voor het verhogen van de temperatuur totdat een stabiele en voldoende hoog eerste temperatuurgebied is bereikt.

Door gebruikmaken van het recirculatiesysteem wordt tot op 20% minder ondersteuningsbrandstof gebruikt voor het verbranden van relatief laag calorische afvalmaterialen vergeleken met een klassiek type brander welke onvoldoende hoeveelheid van het verbrandingsgas P1 recirculeert, wanneer afvalstromen worden verwerkt die geen NOx produceren.

FIG. 4A en FIG. 4B illustreren andere voorbeelduitvoeringsvormen van een systeem voor het verbranden van afval. Het systeem is een gemodificeerde uitvoeringsvorm van FIG. 2 en omvat een eerste verbrandingseenheid 100, een tweede verbrandingseenheid 200 en een besturingssysteem 10. Het systeem omvat aanvullend eerste aanvoermiddel 110, ingericht voor het aanvoeren van een eerste afvalstroom W in de eerste verbrandingseenheid 100, eerste zuurstofaanvoermiddel 120 ingericht voor het aanvoeren van een eerste zuurstofbron O in de eerste verbrandingseenheid 100 en een mengwand 300 volgens FIG. 2. Het besturingssysteem 10 bestuurt de eerste verbrandingseenheid 100, de tweede verbrandingseenheid 200, het eerste aanvoermiddel 110 en het eerste zuurstofaanvoermiddel 120.

De eerste verbrandingseenheid 100 omvat een brander 130, welke de branderzone 105 verschaft. Het eerste aanvoermiddel 110 omvat een injectieleiding voor het injecteren van een centrale substroom 110c van de eerste afvalstroom W door de brander 130 langs een lengtevlamas L van de branderzone 105.

Aanvullend of alternatief omvat het eerste aanvoermiddel 110 verder een meervoud van injectiemondstukken 110b ingericht voor het injecteren van een tangentiele substroom van de eerste afvalstroom W in de branderzone 105 langs een injectiebaan in een vlak in hoofdzaak loodrecht B aan de lengtevlamas L van de branderzone 105. Het injectiemiddel 110b kan worden uitgevoerd als injectiemondstukken ingericht nabij zijdes van de branderzone 105 langs de lengtevlamas L. De injectiemondstukken 110b verschaffen afvalbanen in de branderzone 105

BE2017/6034 welke een wervelstroom S van het verbrandingsgas binnenin de branderzone 105 ondersteunen of verbeteren.

Aanvullend kunnen de injectiemondstukken 110b een eerste set van injectiemondstukken 110p en een tweede set van injectiemondstukken 110p omvatten. Elke set van injectiemondstukken 110p is ingericht in een vlak loodrecht op de lengtevlamas L van de branderzone 105. De tweede set van injectiemondstukken 110p is ingericht verplaatst ten opzichte van de eerste set van injectiemondstukken 110p langs de lengtevlamas L. De eerste set van injectiemondstukken 110p is ingericht voor het vormen van een wervelstroom S binnenin de branderzone 105 in een eerste draaiingsrichting. De tweede set van injectiemondstukken 110p is ingericht voor het vormen van een wervelstroom S binnenin de branderzone 105 en een tweede draaiingsrichting. De eerste draaiingsrichting en de tweede draaiingsrichting zijn tegenovergesteld ten opzichte van elkaar. Op deze wijze verbeteren de meervoud van wervelstromen S binnenin de branderzone 105 een turbulentie van het verbrandingsgas binnenin de branderzone 105, waarbij koude plekken in de branderzone worden gereduceerd.

Bij voorkeur omvat elk set van injectiemondstukken 110p ten minste drie injectiemondstukken 110p ingericht concentrisch ten opzichte van de branderzone 105.

In een andere uitvoeringsvorm toont FIG. 4B een gemodificeerde uitvoeringsvorm van de uitvoeringsvorm getoond in FIG. 4A, waarbij het eerste aanvoermiddel 110 aanvullend ten minste een injectiemondstuk 110t omvat ingericht voor het injecteren van ten minste een deel van de eerste afvalstroom W in de branderzone 105 langs een injectiebaan in hoofdzaak tangentieel T langs de lengterichting L van de branderzone 105. In het bijzonder wordt de injectiebaan ingericht in hoofdzaak parallel aan de lengtevlamas L aan de buitenzijde van de branderzone. In andere voorbeelden wordt de injectiebaan ingericht in hoofdzaak tangentieel aan een gekromd deel van de buitenzijde van de branderzone aan een voorzijde van de branderzone 105. In elk geval ondersteunt of verbetert de tangentiele injectiebaan een recirculatie van het verbrandingsgas R binnenin de branderzone 105, daarbij in de branderzone 105 koude plekken reducerend.

In voorbeelduitvoeringsvormen van de uitvoeringsvormen getoond, kan een afvalvloeistof geïnjecteerd worden door injectiemiddelen 110 in de vorm van druppels van de afvalvloeistof nadat de afvalvloeistof verstoven is als een damp in de branderzone. Het is vastgesteld dat afvalvloeistof op geschikte wijze kan worden verbrand op een gelijke wijze als een afvalgas door het injecteren van fijne druppels van de afvalvloeistof nadat de afvalvloeistof is verstoven. De vloeistof verstuiving kan op geschikte wijze worden uitgevoerd door elk verstuivingsmiddel, zoals een ultrasonisch mondstuk gebruik makend van een verstuivingsvloeistof zoals een oververhit stoom of samengedrukte lucht.

BE2017/6034

Een zodanig ultrasonisch mondstuk kan worden bedreven gebaseerd op een Hartmann Generatorprincipe, zoals beneden toegelicht.

Door een jetmondstuk stroomt een gasvormige vloeistof met superkritische drukverhouding - betekenend sonische snelheid. Een periodieke structuur zal worden opgebouwd in de baan van de gasvormige vloeistof. Drukcycli zullen optreden langs een lengte van de gasvormige vloeistofbaan. Oscillaties zullen optreden tijdens het vullen (op druk brengen) en het ontluchten van een holle ruimte stroomafwaarts van de gasvormige vloeistofbaan.

Een Hartmann Generator wordt geplaatst als een concentrische ring rondom een centrale vloeistofleiding. De hoge uittreesnelheid van de verstuivende vloeistof (samengedrukte lucht, stoom of brandbaar gas) alleen geeft een ruwe verstuiving, veroorzaakt door de negatieve druk. Het ultrasonisch effect gecreëerd door de Hartmann Generator oscilleert de voorverstoven druppels bij een hoge frequentie, en aanvullend fragmenteert de druppels in een zeer fijne nevel.

In aanvullende of alternatieve voorbeelduitvoeringsvormen wordt de oxidatiestap uitgevoerd na een voormengstap van zuurstof O en ten minste een deel van de eerste afvalstroom W stroomopwaarts aan de branderzone 105.

Bijvoorbeeld, in de uitvoeringsvorm getoond in FIG. 5, wordt de eerste afvalstroom 120 aangevoerd door een injectieleiding 134 van de brander 130, hebbende een vernauwingsdeel. De injectieleiding 134 heeft een convergentie-divergentiepad langs het vernauwingsdeel. Bij het vernauwingsdeel, wordt de zuurstofbron O, zoals lucht, onttrokken van een eerste zuurstofaanvoermiddel 120 in de injectieleiding 134 door een Venturikracht. Op deze wijze, worden de lucht O en de eerste afvalstof W voorgemengd binnenin de injectieleiding 134 voordat deze geïnjecteerd wordt door het brandermondstuk 132 in de branderzone 105.

Een vakman is bekend met elk ander middel voor het voormengen van de zuurstof O en ten minste een deel van de eerste afvalstroom W in de injectieleiding 134 van de brander 130. Bijvoorbeeld, een wervelsamenstelling kan worden ingericht binnenin de injectieleiding 134 voor het mengen van de eerste afvalstroom W met de zuurstofbron O binnenin de injectieleiding 134.

In een gemodificeerde uitvoeringsvorm van FIG. 5 wordt de eerste afvalstroom 110 aangevoerd door een injectieleiding 134 van de brander 130, hebbende een vernauwingsdeel, en wordt gemengd met een ondersteuningsbrandstof E welke wordt aangevoerd door een ondersteuningsbrandstofmiddel 140 (zoals getoond in FIG. 3) en getrokken in de injectieleiding 134 door een Venturikracht. Op deze wijze worden de ondersteuningsbrandstof E en de eerste afvalstroom W voorgemengd binnenin de injectieleiding 134 voordat deze wordt geïnjecteerd door het brandermondstuk 132 in de branderzone 105.

BE2017/6034

In aanvullende of alternatieve voorbeelduitvoeringsvormen, omvat de oxidatiestap een gefaseerde injectie van zuurstof in de branderzone 105 langs een lengtevlamas L van de branderzone 105.

Bijvoorbeeld, FIG. 6 toont een schematische dwarsdoorsnede van een brander van een systeem voor het verbranden van afval, welke een gedetailleerd aanzicht toont van een branderontwerp 230, waarin zuurstof in fases wordt geïnjecteerd in de branderzone 105 langs een lengtevlamas L van de branderzone 105. Een eerste deel van zuurstof wordt aangevoerd in de branderzone 105 door een centrale injectieleiding 134 van de brander 230. Een tweede deel van zuurstof L wordt aangevoerd door buitenste injectieleidingen 220b van de brander 230 en wordt afgebogen ter hoogte van het brandermondstuk 232 om te worden geïnjecteerd langs een injectiebaan in hoofdzaak tangentieel aan de voorzijde van de branderzone 105. De buitenste injectieleidingen 220b getoond kunnen worden voorzien door een concentrische annulaire leiding ingericht rondom de centrale injectieleiding 234 of in elke andere geschikte vorm. Het tweede deel van lucht wordt geïnjecteerd in de branderzone 105 stroomafwaarts van de injectie van het eerste deel van lucht van de centrale injectieleiding 234. Aanvullend, ter hoogte van het brandermondstuk 232 is een vernauwingsdeel aanwezig in de injectieleidingen 220b om de snelheid van de lucht te vergroten langs een injectiebaan in hoofdzaak tangentieel aan de voorzijde van de branderzone 105. De hogere uittreesnelheid van de lucht aan het brandermondstuk voorziet een Venturidrukeffect op het verbrandingsgas binnenin de branderzone 105 aan de voorzijde van de branderzone 105, daarbij een recirculatiestroom van het verbrandingsgas R inducerend naar de lengtevlamas L van de branderzone 105.

Aanvullend of alternatief kan een tweede deel van de zuurstof worden geïnjecteerd in de branderzone 105 door injectiemondstukken ingericht stroomafwaarts van de brander 230. Deze mondstukken 122 kunnen worden ingericht op een circumferentiële zijwand van de verbrandingseenheid 100, zoals getoond in FIG. 2, en kunnen worden ingericht om het tweede deel van de zuurstof in de branderzone te richten langs een injectiebaan ingericht in hoofdzaak loodrecht B aan de lengtevlamas L van de branderzone 105.

In aanvullende en alternatieve voorbeelduitvoeringsvormen wordt een wervelstroom S van verbrandingsgas gevormd binnenin de branderzone 105 rondom de lengtevlamas L van de branderzone 105. Een wervelstroom S is een stroompatroon welke een draaiing heeft in een vlak normaal aan de as van een dominerende stroom. Dit stroompatroon kan worden beschreven door een maatloos wervelnummer S0. Het wervelnummer S0 kan worden berekend als de verhouding van een axiale flux van hoekmoment ten opzichte van de axiale flux van een lineair moment

BE2017/6034 gedeeld door een mondstukradius. Een hoger wervelnummer geeft een hogere hoeksnelheid aan in verhouding tot de axiale snelheid.

In voorbeelduitvoeringsvormen kan de wervelstroom worden gevormd door het introduceren van een wervelsnelheidcomponent aan een injectiebaan van ten minste één van een zuurstofbron, een eerste afvalstroom en een ondersteuningsbrandstof.

Bijvoorbeeld, in FIG. 7 wordt een gedetailleerde schematische tekening getoond van een andere voorbeelduitvoeringsvorm van een systeem voor het verbranden van afval, waarbij een wervelstroom wordt gevormd in een injectiebaan van een zuurstofbron. FIG. 7 toont een gedetailleerde dwarsdoorsnede van de brander 330, welke kan worden gebruikt met elk van de uitvoeringsvormen getoond in FIG. 1-6.

Brander 330 heeft een centrale injectieleiding 334 voor het aanvoeren van een eerste afvalstroom W door het brandermondstuk 332 in de branderzone 105 langs de lengtevlamas L van de brander 330. Een bron van zuurstof O, zoals lucht, wordt aangevoerd door buitenste injectieleiding 320b van de brander 330 om te worden geïnjecteerd langs een initiële injectiebaan in hoofdzaak parallel aan de lengtevlamas L van de branderzone 105. De buitenste injectieleidingen 320b getoond kunnen gevormd worden door een concentrische annulaire leiding ingericht rondom de centrale injectieleiding 334.

In de buitenste injectieleiding 320b wordt een wervelgenerator geplaatst welke een meervoud van bladen 337 omvat voor het afbuigen van de initiële injectiebaan van de zuurstof O in een draairichting in een vlak normaal aan de as van de initiële injectiebaan. Op deze wijze wordt de zuurstof O geïntroduceerd in de branderzone langs een wervelstroompatroon, daarbij een wervelstroom creërend van het verbrandingsgas P binnenin de branderzone 105.

In voorbeelduitvoeringsvormen, aanvullend of alternatief, omvat een wervelgenerator een meervoud van bladen welke geplaatst kunnen worden binnenin een injectieleiding van de eerste afvalstroom en/of een ondersteuningsbrandstof voor het vormen van een wervelsnelheidscomponent aan een injectiebaan van genoemde eerste afvalstroom en/of de ondersteuningsbrandstof.

In alle van de uitvoeringsvormen getoond kan de eerste verbrandingseenheid 100 van het ovensysteem injectiemondstukken omvatten ingericht aan de zijwand voor het injecteren van ten minste één van zuurstof, eerste afvalstroom en ondersteuning langs injectiebanen ingericht substantieel tangentieel T aan de branderzone 105 in een vlak in hoofdzaak loodrecht op de lengtevlamas van de branderzone 105. Op deze wijze kan een wervelstroom van verbrandingsgas worden gegenereerd of verbeterd binnenin de branderzone 105.

Claims

Conclusies

1. Een proces voor het verbranden van afval, het proces omvattende de stappen:

- het voorzien van een eerste afvalstroom (W);

- het aanvoeren van de eerste afvalstroom (W) in een branderzone (105);

- het oxideren van de eerste afvalstroom bij een eerste temperatuurgebied in de branderzone (105) zodanig dat een verbrandingsgas (P) wordt gevormd;

- het recirculeren van ten minste een deel van het verbrandingsgas (P) in de branderzone (105);

- het doorsturen van het, ten minste deels gerecirculeerde, verbrandingsgas (P) naar een verbrandingszone (205); en

- het verbranden van het verbrandingsgas (P) bij een tweede temperatuurbereik in de verbrandingszone (205).
2. Het proces volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij het eerste temperatuurgebied is tussen 1000 °C en 2000 °C, bij voorkeur tussen 1200 °C en 1800 °C, meer bij voorkeur tussen 1400 °C en 1600 °C.
3. Het proces volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij het tweede temperatuurgebied is tussen 850 °C en 2000 °C, bij voorkeur tussen 850 °C en 1200 °C, meer bij voorkeur tussen 850 °C en 900 °C.
4. Het proces volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de doorstuurstap het doorsturen van het verbrandingsgas (P2) van de branderzone (105) door een mengwand (300) naar de verbrandingszone (205) omvat en de recirculatiestap (R) het retourneren door de mengwand van een deel van het verbrandingsgas naar de branderzone (105), wanneer dat deel van het verbrandingsgas de mengwand treft, omvat.
5. Het proces volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij het recirculeren van het verbrandingsgas in de branderzone omvat het vormen van een onderdruk in een stroomopwaartsezijde van de branderzone.
6. Het proces volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij het aanvoeren van de eerste afvalstroom omvat het injecteren van een centrale substroom van de eerste afvalstroom (110c) door een brandermondstuk (132) van een brander (130) in de branderzone (105).

BE2017/6034
7. Het proces volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij het aanvoeren van de eerste afvalstroom omvat het injecteren van ten minste één tangentiële substroom van de eerste afvalstroom (110t) langs een injectiebaan ingericht in hoofdzaak tangentieel (Y) aan de branderzone (105).
8. Het proces volgens conclusie 7, waarbij de injectiebaan aanvullend is ingericht in een vlak in hoofdzaak loodrecht (B) op een lengtevlamas (L) van de branderzone (105).
9. Het proces volgens één van de voorgaande conclusies 6 - 8, waarbij de eerste afvalstroom een afvalvloeistof omvat en de injectiestap het verstuiven van de afvalvloeistof omvat, zodanig dat de druppels van de afvalvloeistof worden geïnjecteerd in de branderzone (105).
10. Het proces volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de gehele verblijftijd van de oxidatiestap en de verbrandingstap minder is dan 4 s, bij voorkeur minder dan 2 s, meer bij voorkeur minder dan 1 s.
11. Het proces volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de verblijftijd van de oxidatiestap minder is dan 2 s, meer bij voorkeur minder dan 1 s.
12. Het proces volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de oxidatiestap wordt uitgevoerd bij een eerste lambda-waarde in hoofdzaak gelijk aan 1.0, waarbij de eerste lambdawaarde is gedefinieerd als de molaire verhouding ten opzichte van een stoichiometrische verhouding van de organische stoffen van de eerste afvalstroom in relatie tot de zuurstof in de branderzone.
13. Het proces volgens één van de voorgaande conclusies, aanvullend omvattend de stap van het besturen van het eerste temperatuurgebied in de branderzone zodanig dat deze in hoofdzaak gelijk is aan een adiabatische vlamtemperatuur.
14. Het proces volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de oxidatiestap wordt uitgevoerd na een voormengstap van zuurstof en ten minste een deel van de eerste afvalstroom stroomopwaarts van de branderzone.
15. Het proces volgens één van de voorgaande conclusie 14, waarbij de voormengstap wordt uitgevoerd in een mengsamenstelling van de brander (135) stroomopwaarts van de branderzone (105), waarbij het mengsel (M) wordt geïnjecteerd door een brandermondstuk (132) van de brander (130) in de branderzone (105).

BE2017/6034
16. Het proces volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de oxidatiestap een gefaseerd injecteren van zuurstof inde branderzone (105) langs een lengtevlamas (L) van de branderzone omvat.
17. Het proces volgens conclusie 16, waarbij een tweede deel van de zuurstof wordt geïnjecteerd door een buitenzijdeinjectieleiding van de brander (136) in een injectiebaan langs de branderzone (105), bij voorkeur bij een snelheid zodanig dat een Venturi-effect wordt gecreëerd in het verbrandingsgas in de branderzone (105).
18. Het proces volgens één van de voorgaande conclusies 16 of 17, waarbij een tweede deel van de zuurstof wordt geïnjecteerd in de branderzone (105) door injectiemondstukken (122) ingericht stroomafwaarts van de brander (130).
19. Het proces volgens één van de voorgaande conclusies, aanvullend omvattende de stap van het besturen van het eerste temperatuurgebied door het besturen van ten minste één van: - het aanvoeren van een ondersteuningsbrandstof (E) in de branderzone (105);

- het voormengen van zuurstof en ten minste één deel van de eerste afvalstroom stroomopwaarts van de branderzone;

- het gefaseerd injecteren van zuurstof in de branderzone langs een lengtevlamas van de branderzone;

- het voormengen van een ondersteuningsbrandstof (E) en ten minste één deel van de eerste afvalstroom in een mengsamenstelling van de brander (135) en het injecteren van het mengsel (M) in de branderzone (105), optioneel het toevoegen van de zuurstof aan het mengsel voorafgaand aan het injecteren van het mengsel in de branderzone (105).
20. Het proces volgens één van de voorgaande conclusies, aanvullend omvattende de stap van het besturen van het eerste temperatuurgebied in de branderzone gebaseerd op ten minste één van: - een concentratie van brandbare stoffen in de eerste afvalstroom;

- een concentratie van zuurstof in de branderzone;

- een concentratie NOx in de branderzone.
21. Het proces volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij het recirculeren van het verbrandingsgas in de branderzone het voortbrengen van een wervelstroom van verbrandingsgas in de branderzone rondom de lengtevlamas (L) van de branderzone (105) omvat.

BE2017/6034
22. Het proces volgens één van de voorgaande conclusie 21, waarbij de brander (330) een meervoud van bladen (337) ingericht in een injectieleiding van de brander (33) omvat voor het voortbrengen van de wervelstroom van verbrandingsgas in de branderzone (105) door het afbuigen van een initiële injectiebaan van ten minste één van zuurstof, eerste afvalstroom, ondersteuningsbrandstof of een mengsel daarvan, rondom de lengtevlamas (L) van de branderzone (105).
23. Het proces volgens één van de voorgaande conclusies 21 - 22, waarbij de voortbrengingsstap het injecteren van zuurstof (120t) en/of het injecteren van ten minste één tangentiele substroom van de eerste afvalstroom (110t) langs een injectiebaan ingericht in hoofdzaak tangentieel (Y) aan de branderzone (105) in een vlak in hoofdzaak loodrecht op de lengtevlamas van de branderzone (105) omvat, bij voorkeur bij een snelheid zodanig dat een Venturi-effect wordt gecreëerd in het verbrandingsgas in de branderzone (105).
24. Het proces volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij het afval is één van de volgende: een afvalgas, een afvalvloeistof, een afvalslib, een vaste-stofafval, of een combinatie daarvan.
25. Een systeem voor het verbranden van afval, het systeem omvattende:

- een eerste verbrandingseenheid (100) omvattende een brander (130) en een branderzone (105);

- een eerste aanvoermiddel (110) ingericht voor het aanvoeren van een eerste afvalstroom (W) in de branderzone (105);

- de brander (130) ingericht voor het oxideren van de eerste afvalstroom bij een eerste temperatuurgebied in de branderzone zodanig dat een verbrandingsgas wordt gevormd (P);

- een recirculatiemiddel (300) ingericht voor het recirculeren van ten minste een deel van het verbrandingsgas (P1, R) in de branderzone (105);

- de eerste verbrandingseenheid (100) ingericht zijnde in gasverbinding met een tweede verbrandingseenheid (200);

- de tweede verbrandingseenheid (200) een verbrandingszone (205) omvattende ingericht voor het verbranden van het verbrandingsgas (P2) bij een tweede temperatuurgebied.
26. Het systeem volgens één van de voorgaande conclusies 25, waarbij het eerste temperatuurgebied is tussen 1000 °C en 2000 °C, bij voorkeur tussen 1200 °C en 1800 °C, meer bij voorkeur tussen 1400 °C en 1600 °C.

BE2017/6034
27. Het systeem volgens één van de voorgaande conclusies 25 - 26, waarbij het tweede temperatuurgebied is tussen 850 °C en 2000 °C, bij voorkeur tussen 850 °C en 1200 °C, meer bij voorkeur tussen 850 °C en 900 °C.
28. Het systeem volgens één van de voorgaande conclusies 25 - 27, omvattende een besturing (10) ingericht voor het besturen van ten minste één van het eerste aanvoermiddel (110), het eerste temperatuurgebied, het tweede temperatuurgebied en het recirculatiemiddel.
29. Het systeem volgens één van de voorgaande conclusies 25 - 28, waarbij het recirculatiemiddel een mengwand (300) omvat ingericht voor het retourneren van een deel van het verbrandingsgas (R) naar de branderzone (105), wanneer dat deel van het verbrandingsgas de mengwand treft, en het toestaan van een transport van de, ten minste deels gerecirculeerde, verbrandingsgas (P2) naar de tweede verbrandingseenheid.
30. Het systeem volgens conclusie 29, waarbij de mengwand is ingericht tussen de branderzone (105) en de verbrandingszone (205).
31. Het systeem volgens één van de voorgaande conclusies 29 - 30, waarbij de mengwand een eerste verbrandingskamer van de eerste verbrandingseenheid (100) scheidt van een tweede verbrandingskamer van de tweede verbrandingseenheid (200).
32. Het systeem volgens één van de voorgaande conclusies 25 - 31, waarbij het systeem een zuurstofaanvoermiddel omvat voor het aanvoeren van een zuurstofbron in de branderzone, waarbij het recirculatiemiddel injectiemondstukken (122) van het zuurstofaanvoermiddel omvat ingericht voor het injecteren van de zuurstof in een injectierichting in de branderzone voor het voortbrengen van een wervelstroom van verbrandingsgas in de branderzone (105).
33. Het systeem volgens één van de voorgaande conclusies 25 - 31, waarbij het recirculatiemiddel injectiemondstukken (112p) van de eerste aanvoermiddel (110) omvat ingericht voor het injecteren van een tangentiele substroom van de eerste afvalstroom in een injectierichting in de branderzone voor het voortbrengen van een wervelstroom van verbrandingsgas in de branderzone (105).
34. Het systeem volgens één van de voorgaande conclusies 25 - 33, het systeem aanvullend een ondersteuningsbrandstofaanvoermiddel (140) omvattend voor het aanvoeren van een ondersteuningsbrandstof (E) in de eerste verbrandingseenheid.

BE2017/6034
35. Het systeem volgens één van de voorgaande conclusies 25 - 34, waarbij de brander een meervoud van bladen (337) omvat ingericht voor het afbuigen van een initiële injectierichting van ten minste één van zuurstof, eerste afvalstroom (W), ondersteuningsbrandstof (E) of een mengsel daarvan, voor het voortbrengen van de wervelstroom van verbrandingsgas in de branderzone (105) rondom de lengtevlamas (L) van de branderzone (105).
36. Het systeem volgens één van de voorgaande conclusies 25 - 35, waarbij de besturing is ingericht voor het besturen van het eerste temperatuurgebied in de branderzone door ten minste één van:

- het besturen van het eerste aanvoermiddel;

- het besturen van het zuurstofaanvoermiddel voor het aanvoeren van een zuurstofbron in de branderzone;

- het besturen van het recirculatiemiddel;

- het besturen van het ondersteuningsbrandstofaanvoermiddel;

- het besturen van een voormengmiddel voor het voormengen van zuurstof en ten minste een deel van de eerste afvalstroom stroomopwaarts van de branderzone; en

- het besturen van een injectiemiddel voor het gefaseerd injecteren van zuurstof in de branderzone langs een lengtevlamas van de branderzone.
37. Het systeem volgens één van de voorgaande conclusies 25 - 36, waarbij het afval is één van de volgende: een afvalgas, een afvalvloeistof, een afvalslib, een vaste-stofafval, of een combinatie daarvan.