NO821907L - Fremgangsmaate for aa behandle flygeaske i et forbrenningsanlegg for avfall, og anlegg for utfoerelse av fremgangsmaaten - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte for å behandle flygeaske i et forbrenningsanlegg for avfall med uttømning av flytende slagg og bestående av en roterovn som er forsynt med beskikningsinnretninger for faste, pastaformige og flytende avfallsstoffer og slam og som ved sin ende har et slaggsmeltebad, et etterbrenningskammer og en anordning for fjernelse av støv fra røkgass, og hvori flygeasken som i støvfjernelsesan-ordningen er blitt fjernet fra røkgassene, sammen med slaggen fjernes fra anlegget via slaggutløpet.

Oppfinnelsen angår også et anlegg for utførelse av

fremgangsmåten.

For å unngå tilsmussing av luften er fjernelse av

støv fra røkgasser nettopp ved forbrenning av ballastrike avfallsstoffer av spesiell betydning. Mens det utskilte støv fjernes i tørr tilstand når røkgasser befris for støv ved hjelp av elektrofilter, sykloner eller duk- hhv. slangefilter, fjer-

nes støvet i våt tilstand i form av et slam når en gass:vaskeranvendes. Den foreliggende oppfinnelse er spesielt basert på den såkalte "tørre" støvfjernelse.fra røkgasser.

For ytterligere å klargjøre den foreliggende oppfinnelse skal det dessuten nomenklaturmessig vises til at fagfolk er blitt enige om å definere det støv som skilles fra røkgassen i en støvfjernelsesanordning,som "flygeaske", mens det støv som etter støvfjernelsesanordningen fremdeles føres med av røkgassene og kommer over i skorsteinen, dvs. tilslutt over i den frie atmosfære, betegnes som "flygestøv".

Dersom flygeasken fjernes i tørr tilstand fra et forbrenningsanlegg for avfall, deponeres denne som kjent i fri-

luft adskilt fra eller sammen med slaggen.

Som kjent er sammensetningen for flygeaske sammenlig-net med slagg fra kommunale søppelforbrenningsanlegg (KSA) og med slagg fra industriavfallforbrenningsanlegg (IAFA) som er blitt smeltet i en roterovn, sterkt forskjellig, som følger:

Andelen av lettflyktige tungmetaller, som f.eks. zink, mangan eller bly, er flere ganger høyere i flygeaske enn i slagg, mens flygeaskens smeltepunkt vanligvis er lavere enn slaggens. Smeltet slagg er i stand til å ta; opp vann i en mengde av ca. 1 - 2 vekt%.

Ved en kjent fremgangsmåte av den ovennevnte type deponeres slaggen i friluft sammen med flygeaske som er blandet med slaggen.Flygeasken som som kjent foruten uforbrente organiske andeler også inneholder en forholdsvis høy andel av vannoppløselige stoffer °9 lettflyktige tungmetaller, som f.eks. tinn, mangan og bly etc. (se den ovenstående tabell), fører da til en tilsmussing av grunnen og grunnvannet, hvorved dessuten betydelige støvbelastninger for omgivelsene forårsakes av transporten av slaggen til deponeringsstedet og også på grunn av lagringen på deponeringsstedet.

Det tas ved oppfinnelsen sikte på å unngå disse ulemper.

Oppfinnelsen angår således en fremgangsmåte av nevnte type og som er særpreget ved at den fraskilte flygeaske først overføres til en puffertank og derpå innføres fra denne i en roterovn eller i et ytterligere smeltekammer som er anordnet i et etterforbrenningskammer og likeledes er forsynt med-et smeltebad, og at den i flygeasken fremdeles tilstedeværende brennbare andel forbrennes på dette sted og flygeasken smeltes i smeltebad og den flytende, smeltede flygeaske innføres i anleggets våtavslaggingsanordning og fra denne via anleggets slaggutløp føres bort sammen med slaggen.

Oppfinnelsen angår også et anlegg for utførelse av

den foreliggende fremgangsmåte, og anlegget er særpreget ved at det omfatter en transportinnretning for flygeaske og som forbinder utløpssiden for anordningen for fjernelse av støv fra røkgassen rtved puffertanken, og minst én beskikningsinnretning anordnet på

roterovnens .frontvegg, idet beskikningsinnretningen også tjener til innføring av flygeaske i roterovnen/eller en lanse f or tilførsei av flygeaske stirn munner ut i roterovnen eller i det ytterligere smeltekammer og er rettet mot smeltebadet i dette.

Oppfinnelsen vil bli nærmere beskrevet nedenfor ved hjelp av 5 eksempler og med henvisning til tegningene. På tegningene er utførelseseksempler på anlegget ifølge oppfinnel-

sen og som samtidig også viser en ved hjelp av anlegget utført fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen, skjematisk fremstilt. På tegningene viser

fig. 1 et avfallsforbrenningsanlegg i form av et vertikalt lengdesnitt,

fig. 2 en anleggsdél av anlegget ifølge fig. 1 for å blande flygeasken med flytende avfallsbrensler eller slam før flygeasken innføres i anleggets roterovn ifølge fig. 1, i form av et flyt^rekjema (eksempel 2),

fig. 3 den bakre del av anlegget ifølge fig. 1 med en vannav-kjølt tilførselslanse for tilførsel av flygeasken til slaggsmeltebadet for roterovnen for anlegget ifølge fig. 1 (eksem-

pel 4) , og

fig. 4 den bakre del av et anlegg, som vist på fig. 1, men med et ytterligere smeltekammer for flygeasken bygget.inn i anleg-

gets etterforbrenningskammer (eksempel 5).

På fig. 1 er vist et avfallsforbrenningsanlegg 1 som

hva gjelder dets vesentlige konstruksjon er anvendbart for ut-førelse av den foreliggende fremgangsmåte ifølge de 5 utførel-seseksempler, idet forbrenningsanleggets etterforbrenningskam-

mer 2 bare behøver å tilføyes for utførelse av eksempel 5, som nærmere forklart nedenfor i forbindelse med fig. 4.

Anlegget ifølge fig. 1 består i det vesentlige av en roterovn 3 hvor beskikningsinnretninger for ovnen er anordnet på ovnens frontvegg 3a og hvor et slaggsmeltebad 4 er anordnet inne i roterovnen ved dennes bakre ende 3b som danner et kne innad. Anlegget omfatter videre det allerede nevnte etterforbrenningskammer 2, enk§*'le 5 som står i forbindelse med dette, en påfølgende innretning 6, f.eks. et elektrofilter, for tørr støvfjernelse fra røkgassene<Bvfc>. en innretning for å skille gassformige skadestoffer fra de støvfrie røkgasser (ikke vist), og en derpå følgende skorstein 37.

Pastaformig avfall og faste avfallsstoffer som er blitt fylt i blikkbkser,'. tilføres til roterovnen 3 via en beskikningsinnretning 39 som er forsynt med et stengbart spjell 4 0 og er anordnet på ovnens frontvegg 3a. Flytende avfallsstoffer og slam tilføres likeledes til roterovnen 3 ved anvendelse av flere såkalte "brensellanser" som likeledes er anordnet på ovnens frontvegg 3a. En antennelses- og støttebrenner som kan drives f.eks. med gammel olje, er likeledes montert på ovnens frontvegg 3a.

På grunn av ovnens 3 kontinuerlige dreiebevegelse transporteres avfallsstoffene henimot ovnens bakre ende 3b, hvorved de antennes og gradvis forbrennes. Ved roterovnens 3 bakre ende 3b danner det flytende slaggsmeltebad 4 seg på grunn av den høye temperatur og den spesielle utformning av roterovn-mantelen 7 med et mantelbend 8 som er rettet innad, og slagg-smel-tebadet 4 løper kontinuerlig over mot roterovnsrørets bakre kant 9. Den smeltede, flytende slagg som forlater roterovnen 3, faller via en slaggsjakt 33 ned i et våtavslaggingsapparat 10 og bråkjøles der på grunn av det tilstedeværende vann. I våt-avslaggingsapparatet 10 befinner seg dessuten en endeløs av-skrapingskjede som er ført over valser og som tjener til å fjerne den størknede, faste slagg fra avfallsforbrenningsan-legget 1.

Den nødvendige forbrenningsluft innføres som primær-luft i roterovnen 3 ved hjelp av en vifte som er anordnet ved ovnens frontvegg 3a. De støvholdige røkgasser strømmer fra roterovnen 3 over.i etterforbrenningskammeret 2 hvori de utbren-nes fullstendig med sekundærluft som tilføres via sideveggmunn- stykker 11. I den påfølgende kjele 5 fjernes varme fra røkgas-sene slik at disse avkjøles. I den påfølgende støvfjernelses-innretning 6 som her er vist utført f.eks. som et elektrofilter, skilles støvet i tørr tilstand fra røkgassene og fjernes via oppsamlingstrakten 14 som er anordnet under innretningen 6. Om nødvendig utskilles skadegasser fra røkgassene i et våt-vaskeapparat som er innkoblet etter støvfjernelsesinnretningen 6.

E ksempel 1

Ved anvendelse av anlegget .ifølge fig. 1 overføres flygeaske fra røkgassstøvfjernelsesinnretningens 6 oppsamlings-trakt 14 til en puffertank ved hjelp av en transportinnretning (ikke vist på fig. 1). Fra puffertanken fylles flygeasken i blikkbeholdere, for hånd eller automatisk i avhengighet av anleggets størrelse. De fylte beholdere stenges med et iokk som likeledes består av blikk og som er forsynt med minst én lufteåpning for å unngå et innvendig overtrykk hhv. en eksplo-sjon. Blikkbeholderne som er blitt fylt med flygeaske, bringes sammen med. faststoffavfall inn i roterovnen 3 ved hjelp av beskikningsinnretningen for faststoffavfall som er anordnet på ovnens frontvegg 3a. De lukkede blikkbeholdere føres gjennom roterovnen 3 til slaggsmeltebadet 4 som er anordnet ved ovnens bakre ende 3b. Derved blir de brennbare flygeaskedeler som fremdeles er uforbrent, fullstendig utbrent. Når blikkbeholderne når frem til slaggsmeltebadet 4, smelter disse. Da flygeaskens smeltetemperatur imidlertid er lavere enn smeltetempera-turen for blikkbeholderen som danner en kappe rundt flygeasken, vil blikkbeholderens innhold, dvs. flygeasken, når beholderen smelter, allerede befinne seg i en deiglignende eller til og med allerede i en flytende tilstand, dvs. at ingen støvformige askepartikler lenger kan rives med over i etterforbrenningskammeret 2 og det deretter tilkoblede anleggsaggregat (kjelen 5, gassfjernelsesinnretningen 6) av røkgasstrømmen som stryker over slaggsmeltebadet 4.

Eksempel 2

Ved anvendelse av anlegget ifølge fig. 1 overføres ifølge fig. 2 flygeasken fra puffertanken som via en transportinnretning er forbundet med røkgassstøvfjernelsesanordningens samletrakt 14, ved hjelp av en transportinnretning til en beholder 15 for flytende avfallsstoffer eller slam og med en til-bygget blandeinnretning 16, hvorved flygeasken samtidig også avkjøles. I blandeinnretningen 16 blandes flygeasken som oven-fra er blitt tilført ved hjelp av en doseringsskrue 17, med avfallsbrenslene hhv. slam som sirkuleres via beholderen 15. For å hindre at flygeaske avsetter seg på beholderbunnen 18 holdes beholderens innhold stadig i bevegelse ved hjelp av en omrøringspropell 20 som drives av en motor 19. En delstrøm av blandingen som består av avfallsbrenslet hhv. industrislam og flygeasken og som ved hjelp av en sirkulasjonspumpe 21 via blandeinnretningen 16 og beholderen 15 sirkuleres gjennom en rørledning 22, avgrenes fra kretsløpet på et sted 23 og inn-føres i en mengde som kan reguleres ved hjelp av en ventil 25, via en ledning 24 og brensellansen for flytende avfall hhv. slam som er anordnet på roterovnens 3 frontvegg 3a (se fig. 1), i roterovnen 3 og forbrennes i denne, hvoretter den erholdte slagg igjen smeltes i det flytende slaggsmeltebad 4 (se fig.

1) 'som befinner seg ved roterovnens 3 bakre ende 3b.

Eksempel 3

Flygeaske tilføres via en doseringsskrue fra en puffertank som via en transportinnretning er koblet til røkgass-støvf jernelsesinnretningens 6 (se fig. 1) samletrakt 14, til en pelletiseringstallerken og bearbeides på denne til et grovkor-nig granulat, såkalte "pellets", ved tilførsel av vann og bindemidler. Disse pellets blir etter at de er blitt fylt i åpne beholdere, tilført til roterovnen 3 via beskikningsinnretningen for faststoffavfall og fat hhv. beholdere og som er anordnet på roterovnens 3 frontvegg 3a, eller via en på dette sted spesielt anordnet beskikningsåpning for tilførsel av pellets. Pelletene passerer gjennom roterovnen 3 sammen med de faste.og/eller flytende avfallsstoffer, hvorved de antennes og deretter forbrennes, og slaggen fra pelletene smeltes tilslutt i slaggsmeltebadet 4 ved enden 3b av ovnen.

Eksempel 4

Flygeasken overføres via en transportinnretning til en puffertank fra røkgasstøvfjernelsesanordningens 6 samletrakt^. Flygeasken som fjernes fra puffertanken, tilføres deretter i en mengde som kan reguleres ved hjelp av en doseringsskrue, til en vannavkjølt tilførselslanse 27 via en ledning 38 (se fig. 3). Flygeasken blir i lansen 27 på grunn av injektorvirkningen fra en luftstråle som ifølge fig. 3 ved hjelp av en vifte 28 og via en luftledning 29 innføres i til-førselslansen.27 som strekker seg på tvers av etterforbrenningskammeret 2 og fremover, drevet med-og gjennom lanserøret slyn-get med høy hastighet inn i roterovnens 3 flytende slaggsmeltebad 4 (se også fig. IV). Tilf ørselslansen 27 er ført til så nær slaggsmeltebadet 4 at en overveiende del av flygeasken på grunn av den kinetiske energi til støvpartiklene i denne trenger inn i slaggsmeltebadet 4 og bindes i dette. Når støvet er meget findelt, kan en økning av støvpartiklenes størrelse fås ved dråpevis å tilsette vann til transportluftstrømmen via en ledning 30 (se fig. 3) som er koblet til luftledningen 29, for at den kinetiske energi skaløkes ved å øke den enkelte partikkels massetreghet og derved den dybde som støvpartiklene trenger inn i slaggsmeltebadet 4 med. I slaggsmeltebadet 4 smeltes flygeasken og bindes i den smeltede, flytende slagg. Den smeltede., flytende blanding av flygeaske og slagg går i slaggbadet 4 igjen frem til et overløp og strømmer over den bakre, innvendige kant 9 av dreierøret og over i våtslaggfjerneren 10 (se også fig. 1), hvorfra blandingen fjernes fra anlegget 1 i brå-kjølt og størknet tilstand.

Eksempel 5

Flygeasken tilføres fra en puffertank som ved hjelp av en transportinnretning fylles fra røkgass-støvfjernelses-innretningens 6 (se fig. 1) samletrakt 14, ved hjelp av en doseringsskrue og via en ledning 38 til en tilførselslanse 27a og rives på grunn av injektorinnvirkning med av en luftstråle som igjen ved hjelp av en vifte 28 og via en ledning 29 inn-føres bakentil i tilførselslansen 27a, og slynges med høy hastighet inn i et ytterligere flygeaskesmeltebad 31a som bare er beregnet for flygeasken. Dessuten er etterforbrenningskammeret 2 for anlegget 1 forsynt med et eget smeltekammer 31 som er spesielt anordnet for flygeasken. En åpning 32 danner med sin nedre kant et overløp for flygeaskesmeltebadet 31a. Den smeltede, flytende flygeaske faller ned gjennom sjakten 33 hvori også dehlsméltede, flytertde slagg fra roterovnen 3 faller inn, og ned i den felles våtslaggfjernelsesinnretning 10, hvorfra den bråkjølte og størknede slagg og flygeasken fjernes via anleggets slaggutløp. Flygeaskesmeltekammeret 31 er forsynt med en brenner 34 for et tilleggsbrensel, f.eks. brukt olje eller flytende avfallsbrensler, for utvikling av den nødvendige varme for smelting av flygeasken, og flygeaskesmeltekammeret er dannet av kjelerørvegger 35 som er forbundet med kjelen 5 (se fig. 1). Kjelerørene 35 er foret med en høytemperaturbestandig stampemasse. Forbrenningsgassene og transportluften unnviker, forsåvidt transportluften ikke tar del i forbrenningen av den brukte olje hhv. av de flytende avfallsstoffer, fra flygeaskesmeltekammeret 31 som oventil er lukket med en rist 36 for oppfangning av aske, og over i etterforbrenningskammeret 2. På samme måte som i fig. 3 er en tilkobling 30 for tilførsel av vann i dråpeform igjen anordnet ved transportluftledningen 29.

De ovenfor under henvisning til tegningene beskrevne 5 eksempler av foreliggende fremgangsmåte hhv. av anlegget for utførelse av fremgangsmåter "er basert på en tørr røkgassren-sing, f.eks. ved hjelp av et elektrofilter. Imidlertid er det annet utførelseseksempel ifølge fig. 2 hvor den utskilte flygeaske ~\ blandet med flytende avfallsstoffer eller slam, også gjen-nomførbar i forbindelse med en våtrensing av røkgassene, hvorved flygeaskeslamme't som utskilles i røkgassvaskeren, overføres til puffertanken og den påfølgende beholder.

Claims (8)

1. Fremgangsmåte ved behandling av flygeaske i et forbrenningsanlegg for avfall med uttømning av flytende slagg og bestående av en roterovn som er forsynt med beskikningsinnretninger for faste, pastaformige og flytende avfallsstoffer og slam og som ved sin ende har et slaggsmeltebad, av et etterforbrenningskammer og en anordning for fjernelse av støv fra røk-gasser, hvorved flygeasken som i denne anordning er blitt skilt fra røkgassene, sammen med slaggen fjernes via anleggets slagg-utløp og den fraskilte flygeaske overfø res til en puffertank,

   karakterisert ved at den oppsamlede flygeaske derpå innføres i et ytterligere smeltekammer som er anordnet i etterforbrenningskammeret og likeledes er forsynt med et

   smeltebad, og at den fremdeles inneholdte brennbare andel i flygeasken forbrennes på dette sted og flygeasken smeltes i det angjeldende smeltebad, og den smeltede, flytende flygeaske inn-føres i anleggets våtslaggfjernelsesanordning og fra denne sammen med slaggen fjernes fra anlegget via slaggutløpet.
2. 2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,

   karakterisert ved at den oppsamlede flygeaske som fås ved tørrfjernelse av støv fra røkgassene, tilføres i en regulert mengde til en tilførselslanse og i denne ved hjelp av luft som injiserings- og transportmedium transporteres inn i det ytterligere smeltekammer som er anordnet i etterforbrenningskammeret, og slynges ut over smeltebadet i smeltekammeret, at brukt olje eller flytende avfallsbrensel innfø res i det ytterligere smeltekammer over smeltebadet i retning mot badoverflaten og forbrennes og den i det ytterligere smeltekammer innførte flygeaske oppvarmes og smeltes på grunn av denne forbrenningsvarme, og at den smeltede, flytende flygeaske innføres i anleggets våt-slaggf jernelsesanordning fra smeltekammeret via én overløpsåpning som er anordnet i en smeltekammervegg.
3. 3. Fremgangsmåte ifølge krav 2,

   karakterisert ved at vann tilføres i dråpeform til transportluftstrømmen før denne kommer inn i tilførselslansen, hvorved flygeaskens støvpartikler økes slik at deres kinetiske energi økes.
4. 4. Anlegg for utførelse av fremgangsmåten ifølge krav 1-3, omfattende en transportinnretning for flygeaske som forbinder utløpssiden (14) av et apparat (6) for fjernelse av støv fra røkgasser med en puffertank,

   karakterisert ved minst én beskikningsinnretning (39) anordnet på en roterovns (3) frontvegg (3a) og en til-førselslanse (27a) for flygeaske som munner ut i et smeltekammer (31) og er rettet mot et i smeltekammeret forekommende smeltebad (31a), idet smeltekammeret (31) er anordnet i et

   etterforbrenningskammer (2) ved roterovnens bakre ende.
5. 5. Anlegg ifølge krav 4,

   karakterisert ved at tilførselslansen (27a) er forsynt med en doseringsanordning for flygeasken og med en tilkobling (29) for injektor- og transportluft og er bygget inn i etterforbrenningskammerets (2) bakvegg, idet smeltekammeret (31) er forsynt med en brenner (34) for et tilleggsbrensel og står i

   forbindelse med etterforbrenningskammerets (2) innvendige rom og er forsynt med en overløpsåpning (32) for den smeltede, flyt-

   ende flygeaske som munner ut i anleggets (1) slaggsjakt (33).
6. 6. Anlegg ifølge krav 4 eller 5,

   karakterisert ved at tilkoblingsledningen (29) for injektor- og transportluften og som står i forbindelse med tilfø rselslansens (27a) bakre ende, er forsynt med en tilkobling (30) for innføring av vann.
7. 7. Anlegg ifølge krav 4-6,

   karakterisert ved at det ytterligere smelte-kammers (31) øvre åpning er dekket med en askeoppfangningsrist (36) som står i forbinelse med en kjele (5) i anlegget (1).
8. 8. Anlegg ifølge krav 4-7,

   karakterisert ved at det ytterligere smeltekammer (31) er laget av kjelerør (35) som står i forbindelse med en kjele (5) i anlegget (1)', idet askeoppfangningsristen (36) er innebygget i kjelerørsystemet (35).