SE0900536A1 - Solid fuel combustion process and plant - Google Patents

Solid fuel combustion process and plant

Info

Publication number
SE0900536A1
SE0900536A1 SE0900536A SE0900536A SE0900536A1 SE 0900536 A1 SE0900536 A1 SE 0900536A1 SE 0900536 A SE0900536 A SE 0900536A SE 0900536 A SE0900536 A SE 0900536A SE 0900536 A1 SE0900536 A1 SE 0900536A1
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
furnace
flue gas
stage
combustion
fuel
Prior art date
Application number
SE0900536A
Other languages
Swedish (sv)
Other versions
SE533716C2 (en
Inventor
Klaus Gaertner
Original Assignee
Kappa Sa
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kappa Sa filed Critical Kappa Sa
Priority to SE0900536A priority Critical patent/SE533716C2/en
Priority to PCT/SE2010/050429 priority patent/WO2010123444A1/en
Publication of SE0900536A1 publication Critical patent/SE0900536A1/en
Publication of SE533716C2 publication Critical patent/SE533716C2/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23BMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING ONLY SOLID FUEL
    • F23B10/00Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers
    • F23B10/02Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers including separate secondary combustion chambers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/20Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor having rotating or oscillating drums
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23BMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING ONLY SOLID FUEL
    • F23B30/00Combustion apparatus with driven means for agitating the burning fuel; Combustion apparatus with driven means for advancing the burning fuel through the combustion chamber
    • F23B30/02Combustion apparatus with driven means for agitating the burning fuel; Combustion apparatus with driven means for advancing the burning fuel through the combustion chamber with movable, e.g. vibratable, fuel-supporting surfaces; with fuel-supporting surfaces that have movable parts
    • F23B30/04Combustion apparatus with driven means for agitating the burning fuel; Combustion apparatus with driven means for advancing the burning fuel through the combustion chamber with movable, e.g. vibratable, fuel-supporting surfaces; with fuel-supporting surfaces that have movable parts with fuel-supporting surfaces that are rotatable around a horizontal or inclined axis and support the fuel on their inside, e.g. cylindrical grates
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23BMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING ONLY SOLID FUEL
    • F23B90/00Combustion methods not related to a particular type of apparatus
    • F23B90/04Combustion methods not related to a particular type of apparatus including secondary combustion
    • F23B90/06Combustion methods not related to a particular type of apparatus including secondary combustion the primary combustion being a gasification or pyrolysis in a reductive atmosphere
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/08Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor having supplementary heating
    • F23G5/14Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor having supplementary heating including secondary combustion
    • F23G5/16Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor having supplementary heating including secondary combustion in a separate combustion chamber
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/44Details; Accessories
    • F23G5/46Recuperation of heat
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/50Control or safety arrangements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2203/00Furnace arrangements
    • F23G2203/20Rotary drum furnace
    • F23G2203/208Rotary drum furnace with interior agitating members
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2206/00Waste heat recuperation
    • F23G2206/20Waste heat recuperation using the heat in association with another installation
    • F23G2206/203Waste heat recuperation using the heat in association with another installation with a power/heat generating installation
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/12Heat utilisation in combustion or incineration of waste

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Incineration Of Waste (AREA)
  • Gasification And Melting Of Waste (AREA)

Description

10 15 20 25 30 2 steg. Med andra ord uppdelas efterbrännkammaren i två steg: ett första steg med en lägre förbränningstemperatur, t.ex. 950°C, och ett andra steg med en högre förbrän- ningstemperatur, t.ex. 1200°C. Rökgaskana|en åstadkommer en stark hastighetsök- ning hos rökgaserna, som tillsammans med den extra tillförseln av förbränningsluft i kanalen tillhandahåller en förnyad förbränning som bränner ut väsentligen allt oför- bränt organiskt material i bränslet och dettas gaser. 10 15 20 25 30 2 step. In other words, the afterburner is divided into two stages: a first stage with one lower combustion temperature, e.g. 950 ° C, and a second step with a higher combustion temperature, e.g. 1200 ° C. Flue gas chane | en achieves a strong speed increase of the flue gases, which together with the additional supply of combustion air in the canal provides a renewed combustion which burns out substantially all of the burned organic material in the fuel and its gases.

En annan insikt är att för effektiv förbränning bör upprätthållas ett fortfarighets- tillstånd för de lägre och högre temperaturintervallen l ugnen och efterbrännkamma- ren. Ugnen och efterbrännkammaren behöver då ha en effektiv värmeisolerande och värmelagrande infodring, dvs. infodringen kan behöva ha en bestämd minimitjocklek.Another insight is that for efficient combustion, a continuous combustion should be maintained. conditions for the lower and higher temperature ranges in the furnace and afterburner clean. The oven and the afterburner then need to have an effective heat insulator and heat storage lining, ie. the liner may need to have a certain minimum thickness.

Denna minimitjocklek kan variera beroende på valda infodringsmaterial och anlägg- ningsstorlek, men kan för en typisk avfallsförbränningsanläggning behöva uppgå till ca 1,3m i efterbrännkammaren och ca 0,5m i den roterande ugnen. Därigenom upp- nås en jämn temperatur och en effektiv förbränning i processen. Därmed behöver heller inte tillsatsbränsle såsom olja eller gas användas för att hålla processen igång.This minimum thickness may vary depending on the lining material chosen and the size, but for a typical waste incineration plant may need to amount to about 1.3m in the afterburner and about 0.5m in the rotary kiln. Thereby an even temperature and an efficient combustion are achieved in the process. Thus need nor is additive fuel such as oil or gas used to keep the process going.

Upprätthållandet av fortfarighetstillståndet kan vidare regleras genom selektiv återföring av förbränd rökgas till ugnen från ett rökgasutlopp hos anläggningen. Det kan dock även regleras på andra sätt, t.ex. genom anpassning av mängden inmatat bränsle till det rådande slaget av bränsle.The maintenance of the state of continuity can be further regulated by selective return of combusted flue gas to the furnace from a flue gas outlet at the plant. The can also be regulated in other ways, e.g. by adjusting the amount entered fuel for the prevailing type of fuel.

Det lägre temperaturintervallet kan sträcka sig mellan ca 950 och 1100°C och det högre temperaturintervallet mellan ca 1100 och 1200°C. l en utföringsform av uppfinningen kan oförbrända restprodukter upptas ge- nom en öppen botten hos det första steget av efterbrännkammaren.The lower temperature range can range between about 950 and 1100 ° C and the higher temperature range between about 1100 and 1200 ° C. In one embodiment of the invention, unburned residues may be incorporated into through an open bottom of the first stage of the afterburner.

Oförbrända restprodukter i det andra steget av efterbrännkammaren kan upp- tas av partikelbädd vid en botten hos det andra steget.Unburned residues in the second stage of the afterburning chamber can be taken off the particle bed at a bottom of the second stage.

Ugnens infodring kan vidare ha en varierande höjd för exponering av en tem- porär undersida av bränslet i ugnen, så att kallare bränsle inte bildar en isolering mot den roterande ugnsmantelns temporära botten. Den heta gasen i ugnen kan då lätta- re komma åt alla sidor av bränslet. Om höjden varierar i omkretsriktningen kan fram- skjutande delar av infodringen även lättare medbringa och omblanda bränslet i ug- nen, så att alla delar av bränslet säkert kommer ikontakt med den syrefattiga för- bränningsgasen.Furthermore, the lining of the oven may have a varying height for exposure to a temperature. porous underside of the fuel in the furnace, so that colder fuel does not form an insulation against the temporary bottom of the rotary kiln. The hot gas in the oven can then be re access all sides of the fuel. If the height varies in the circumferential direction, sliding parts of the lining also make it easier to carry and mix the fuel in the so that all parts of the fuel will surely come into contact with the oxygen-poor the combustion gas.

Fastän ugnen är speciellt anordnad att förbränna fast bränsle, kan den även förbränna fluidformiga bränslen. 10 15 20 25 30 3 Andra särdrag och fördelar med uppfinningen kan framgå av patentkraven och följande beskrivning av utföringsexempel.Although the furnace is specially designed to burn solid fuel, it can also burn fluid fuels. 10 15 20 25 30 3 Other features and advantages of the invention may be set forth in the claims and the following description of embodiments.

KORTFATTAD RITNINGSBESKRIVNING FIG. 1 visar en schematisk snittvy av en del av en anläggning enligt uppfin- ningen; och FIG. 2 är en snittvy längs linjen 2 - 2 i FIG. 1 DETALJERAD BESKRIVNING AV UTFÖRINGSEXEMPEL I den schematiska framställningen på FIG. 1 visas en förbränningsanläggning med en roterbart lagrad ugn 10 som matas från en ledning 32 med bränsle 40 i form av t.ex. hushållsavfall genom en matarskruv 30. Som antyds kan vid uppstart och vid behov under drift ugnen 10 även matas med gasformiga och flytande bränslen ge- nom bränsleledningar 34, 36 kopplade till ugnen 10. Till ugnen 10 kan även genom en ledning 38 återföras förbrända rökgaser som passerat anläggningen.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 shows a schematic sectional view of a part of a plant according to the invention ningen; and FIG. 2 is a sectional view taken along line 2 - 2 of FIG. 1 DETAILED DESCRIPTION OF EMBODIMENTS In the schematic representation of FIG. 1 shows an incineration plant with a rotatably mounted furnace 10 fed from a line 32 with fuel 40 in shape of e.g. household waste through a feed screw 30. As indicated can at start-up and at requirements during operation the furnace 10 is also fed with gaseous and liquid fuels through fuel lines 34, 36 connected to the furnace 10. To the furnace 10 can also through a line 38 is returned combusted flue gases that have passed the plant.

Som antyds I FIG. 2, kan ugnen 10 ha en stålmantel 20 som kan ha en ytter- diameter om typiskt ca 4m och dess längd kan då vara ca 17m. Ugnens 10 infodring 22 innefattar eldfasta block 24, 26 (FIG. 2) med omväxlande varierande höjd - de höga blocken 26 kan typiskt ha en höjd eller tjocklek d om ca 0,5 m. Särskilt de höga blocken 26 kan på ej visat sätt även vara snedställda med avseende på ugnens 10 rotationsaxel för att på ett skruvartat sätt underlätta bränslets transport genom ugnen 10. Förutom att underlätta tillträde av förbränningsgaser till bränslets 40 för tillfället undre sidor, tjänar de högre blocken 26 till att medbringa, utsprida och omblanda det fasta bränslet 40 i ugnen, så att den inledande förbränningsprocessen säkert när alla delar av bränslet 40. Vidare lutar ugnen 10 typiskt ca 4 grader ned mot ett inlopp i en efterbrännkammare 50.As indicated in FIG. 2, the furnace 10 may have a steel jacket 20 which may have an outer diameter of typically about 4m and its length can then be about 17m. The 10 feeding of the oven 22 comprises refractory blocks 24, 26 (FIG. 2) with varying varying heights the high blocks 26 can typically have a height or thickness d of about 0.5 m. Especially the high ones the blocks 26 may in a manner not shown also be inclined with respect to the furnace 10 axis of rotation to facilitate the transport of fuel through the furnace in a screwed manner 10. In addition to facilitating the access of combustion gases to the fuel 40 at the moment lower sides, the higher blocks 26 serve to carry, spread and mix it solid fuel 40 in the furnace, so that the initial combustion process safely reaches all parts of the fuel 40. Furthermore, the furnace 10 typically tilts about 4 degrees down towards an inlet in a afterburner 50.

Vid ett typiskt förbränningsförlopp roteras ugnen 10 av en känd ej visad driv- anordning med ca 1 r/min och det tar då ca 1 timme för nyss inmatat bränsle att för- gasas till primär rökgas/bränngas och andra partiklar som inträder i ett första, 60, av två steg 60, 80 i efterbrännkammaren 50. Oförbränt material i form av restaska samt metaller med hög smältpunkt och keramiska material faller ned i t.ex. en vattenbehål- lare 62 i det första stegets 60 botten och bortmatas därifrån för vidare hantering med hjälp av en transportör 64, såsom en skruvtransportör. 10 15 20 25 30 4 Enligt uppfinningen har efterbrännkammaren 50 liksom ugnen 10 en stor mas- sa (totalt typiskt ca 1500 ton), dvs. en tjock inklädnad eller infodring 52, av t.ex. eld- fast keramiskt material, såsom tegelmaterial, eller gjutmassor, som tjänar som vär- meisolering och värmemagasin och därmed förmår upprätthålla de höga temperatu- rerna i ett fortfarighetstillstånd med små svängningar under anläggningens drift. ln- klädnaden 52 i efterbrännkammaren 50 kan typiskt ha en tjocklek D om ca 1,3m.In a typical combustion process, the furnace 10 is rotated by a known drive (not shown). device at about 1 rpm and it then takes about 1 hour for freshly fed fuel to gases to primary flue gas / combustion gas and other particles entering a first, 60, of two stages 60, 80 in the afterburner 50. Unburned material in the form of residual ash and metals with a high melting point and ceramic materials fall into e.g. a water tank 62 in the bottom of the first stage 60 and is discharged therefrom for further handling by means of a conveyor 64, such as a screw conveyor. 10 15 20 25 30 4 According to the invention, the afterburner 50 as well as the furnace 10 have a large mass. said (total typically about 1500 tons), ie. a thick covering or liner 52, of e.g. Fire- solid ceramic material, such as brick material, or casting materials, which serve as insulation and heat storage and thus be able to maintain the high temperatures in a state of continuity with small oscillations during operation of the plant. ln- the cladding 52 in the afterburner 50 can typically have a thickness D of about 1.3m.

Värmeförlusterna genom infodringen av efterbrännkammaren 50 kan typiskt vara ca 200 kcal/mz/h, medan de i ugnen 10 kan vara ca1700 kcal/ mZ/h; ugnen har mindre mängd eldfast och isolerande material eftersom annars dess vikt skulle bli för hög.The heat losses due to the lining of the afterburning chamber 50 can typically be approx 200 kcal / m 2 / h, while those in the oven 10 may be about 1700 kcal / m 2 / h; the oven has less amount of refractory and insulating material as otherwise its weight would be too high.

För att underlätta underhållet av inklädnaden 52 i efterbrännkammaren 50, kan dess invändiga ytskikt bestå av relativt tunna eldfasta block 56 med en tjocklek om ca 40 mm, varigenom de bakomliggande tjockare blocken 54 inte behöver ersät- tas vid renovering av efterbrännkammaren 50. l efterbrännkammaren 50 år vidare anordnad en skiljevägg 72 som uppdelar efterbrännkammaren 50 i dess båda steg 60 och 80.To facilitate the maintenance of the liner 52 in the afterburner 50, its inner surface layer may consist of relatively thin refractory blocks 56 with a thickness of about 40 mm, whereby the underlying thicker blocks 54 do not need to be replaced. taken when renovating the afterburner 50. In the afterburner 50 years further arranged a partition 72 which divides the afterburner 50 in its two stages 60 and 80.

I det visade exemplet sträcker sig skiljeväggen 72 även ett stycke horisontellt mellan efterbrännkammarens båda steg 60 och 80 för avgränsning av en långsträckt passage i form av en rökgaskanal eller flamport 70. Skiljeväggen 72 kan emellertid även innefatta ett enkelt vertikalt eller lutande väggskikt av eldfast material med en kortare rökgaskanal (ej visat).In the example shown, the partition 72 also extends a bit horizontally between the two stages 60 and 80 of the afterburning chamber to define an elongate one passage in the form of a flue gas duct or flame port 70. However, the partition 72 may also include a simple vertical or inclined wall layer of refractory material with a shorter flue gas duct (not shown).

I rökgaskanalen 70 finns ett inlopp 72 för förbränningsluft som matas med hjälp av en fläkt 74 som typiskt tillhandahåller ett luftflöde med en hastighet om ca 30m/s.In the flue gas duct 70 there is an inlet 72 for combustion air which is fed with by means of a fan 74 which typically provides an air flow at a speed of approx 30m / s.

Genom ovan beskrivna arrangemang kan anläggningen anses vara uppdelad i en primär förbränningsenhet A med en syrefattig, förgasande förbränningsmiljö och en sekundär förbränningsenhet B med en syrerik, starkt förbrännande förbrännings- miljö Vid ett utlopp 82 för rökgaserna från efterbrännkammarens 50 andra steg 80 äri det visade exemplet ansluten en panna i form av en gas-vätskevärmeväxlare 90. l värmeväxlaren 90 alstras ånga som kan driva en turbin 92, som i sin tur kan driva en generator 94 för elenergi.Through the arrangements described above, the facility can be considered to be divided into a primary combustion unit A with an oxygen-poor, gasifying combustion environment and a secondary combustion unit B with an oxygen-rich, highly combustible combustion unit environment At an outlet 82 for the flue gases from the second stage 80 of the afterburning chamber 50 In the example shown, a boiler in the form of a gas-liquid heat exchanger 90 is connected. In the heat exchanger 90, steam is generated which can drive a turbine 92, which in turn can drive a generator 94 for electrical energy.

Vid ett utlopp för rökgaserna från pannan 90 kan finnas en sugfläkt 96 för att åstadkomma ett tillräckligt stort undertryck för att driva rökgaserna genom anlägg- ningen. 10 15 20 25 30 5 I anslutning till anläggningen kan vidare finnas ett flertal, olika, ej visade kom- ponenter, såsom en rökgasrenare, och andra komponenter för hantering av fasta, flytande och gasformiga restprodukter som alstras eller på annat sätt behöver om- händertas i samband med anläggningens drift.At an outlet for the flue gases from the boiler 90 there may be a suction fan 96 for create a sufficiently negative negative pressure to drive the flue gases through the plant ningen. 10 15 20 25 30 5 In connection with the facility, there may also be a number of different, not shown components, such as a flue gas purifier, and other components for handling solid, liquid and gaseous residues which are generated or otherwise need to be be handled in connection with the operation of the facility.

Under anläggningens drift upprätthålls sålunda ett fortfarighetstillstånd i ugnen 10 och efterbrännkammaren 50. För att uppnå ett optimal sådant fortfarighetstillstånd och en fullständig förbränningsprocess tillses följande: 1) 2) I den primära förbränningsenheten A råder under fortfarighet ett inledande förbränningstillstånd i form av delvis pyrolys i en förgasande, syrefattig miljö som alstrar bränngas i en väaentligen konstant lägre temperatur av omkring 950-1100°C. Därigenom kan bränslet 40 nästan fullständigt förgasas så att det kvarlämnar en minimal mängd restaska om ca 4-5% som faller ned det vertikala schakt som bildas av det första steget 60. Som jämförelse kan kon- ventionella ugnar av känd teknik anses kvarlämna 20-30°/° restaska. Restas- kan kan även innefatta fasta beståndsdelar med hög smältpunkt i bränslet, såsom glas och metaller, som i den lägre temperaturen hindras från att smäl- ta och skadligt vidhäfta vid infodringen 52. l den sekundära förbränningsenheten B råder under fortfarighet ett slutför- bränningstillstånd med en väsentligen konstant förhöjd temperatur om ca 1100-1200°C. Den förhöjda temperaturen uppnås genom att dels den i enhe- ten A alstrade bränngasen acoelereras till en hög hastighet (typiskt ca 30 m/s) enligt Bernouillis princip i den tvärsnittsminskade rökgaskanalen, dels inblåses förbränningsluft med hög hastighet tvärs bränngasen genom fläk- ten. Som ovan antytts, kan då i den trånga passagen 70 per tidsenhet myck- et stora mängder 02 i en svetsbrännarliknande flamma effektivt interagera med mycket stora mängder brännbart CO i bränngasen för omvandling till C02 i den resulterande, upphettade och förbrända rökgasen som lämnar ef- terbrännkammaren 50. Vid inträdet i den större volymen i det andra steget 80 av efterbrännkammaren 50 minskas rökgasens hastighet. Eventuella kvarva- rande fasta restprodukter, såsom magma, faller ned på det andra stegets 80 botten i närheten av pannan 41 och nedkyls där till fast fas. För att underlätta borttagning av sådana restprodukter, som kan bilda en glasartad hinna på 10 15 20 25 30 6 bottnen, kan denna botten ha ett skikt i form av en partikelbädd 84 av korn av lera, såsom chamottlera.During operation of the plant, a state of continuity is thus maintained in the furnace 10 and the afterburner 50. To achieve an optimal such state of operation and a complete combustion process is ensured the following: 1) 2) In the primary combustion unit A, an initial prevails combustion conditions in the form of partial pyrolysis in a gasifying, oxygen-poor environment which is produced is burned at a substantially constant lower temperature of about 950-1100 ° C. Thereby, the fuel 40 can be almost completely gasified so that it leaves a minimal amount of residual ash of about 4-5% that falls down it vertical shafts formed by the first stage 60. By comparison, conventional furnaces of the prior art are considered to leave 20-30 ° / ° residual ash. Restas- may also include high melting point solids in the fuel, such as glass and metals, which in the lower temperature are prevented from melting take and damage adhere to the liner 52. In the secondary combustion unit B there is still a final combustion burning condition with a substantially constant elevated temperature of approx 1100-1200 ° C. The elevated temperature is achieved by partly The fuel gas generated A accelerates at a high rate (typically about 30 ° C) m / s) according to Bernouilli's principle in the cross - section reduced flue gas duct, partly combustion air is blown at high speed across the combustion gas through the fan ten. As indicated above, then in the narrow passage 70 per unit time much a large amount of O 2 in a welding torch-like flame effectively interact with very large amounts of combustible CO in the fuel gas for conversion to CO 2 in the resulting, heated and combusted flue gas leaving the effluent the combustion chamber 50. Upon entering the larger volume in the second stage 80 of the afterburner 50, the flue gas velocity is reduced. Any remaining solid residues, such as magma, fall on the second stage 80 bottom near the boiler 41 and cooled there to solid phase. To make it easier removal of such residues, which may form a glassy film 10 15 20 25 30 6 bottom, this bottom may have a layer in the form of a particle bed 84 of barley of clay, such as chamottle clay.

För att avkänna fortfarighetstillståndet i anläggningen kan, som schematiskt antyds i FIG. 1, finnas ett antal temperaturgivare 12 placerade på lämpliga ställen an- läggningen som. De av givarna 12 avkända temperaturerna signaleras via signalför- bindelser, såsom signalledningar 14, till en dator 16, såsom en styrdator för anlägg- ningen. Datorn 16 kan då med hjälp av temperaturinformationen jämföra det rådande tillståndet med ett önskat fortfarighetstillstånd inlagt i en programvara. Vid avvikelser mellan tillstånden kan datorn 16 exempelvis öka eller minska återflödet av kall rökgas genom ledningen 38, genom reglering av en ventil 98 i ledningen 38 via en signalför- bindelse 18. Om exempelvis en större andel plastmaterial med högt energiinnehåll (typiskt 9-10 mot normalt ca 2,5 Mcal/kg) temporärt uppträder i bränslet, kan returflö- det av kall rökgas behöva ökas för att sänka medeltemperaturen i enheten A ned till åtminstone 1100 °C. Om å andra sidan temperaturgivarna 12 signalerar att anlägg- ningen riskerar att avkylas till en temperatur under fortfarighetstillståndet, kan retur- flödet av kall rökgas strypas och eventuellt även ugnen 10 och efterbrännkammaren 50 temporärt behöva försörjas med extra bränsle via ledningarna 34 och/eller 36.To sense the state of operation of the facility can, as schematically indicated in FIG. 1, a number of temperature sensors 12 are placed in suitable places laying as. The temperatures sensed by the sensors 12 are signaled via signal transmitters. connections, such as signal lines 14, to a computer 16, such as a system control computer. ningen. The computer 16 can then, with the aid of the temperature information, compare the prevailing the state with a desired state of continuity embedded in a software. In case of deviations between states, for example, the computer 16 may increase or decrease the reflux of cold flue gas through line 38, by controlling a valve 98 in line 38 via a signal bond 18. If, for example, a larger proportion of plastic material with a high energy content (typically 9-10 against normally about 2.5 Mcal / kg) temporarily occurs in the fuel, return flow can that of cold flue gas need to be increased to lower the average temperature in unit A down to at least 1100 ° C. If, on the other hand, the temperature sensors 12 signal that the the risk of cooling to a temperature below the steady state, the return the flow of cold flue gas is restricted and possibly also the furnace 10 and the afterburner 50 temporarily need to be supplied with extra fuel via lines 34 and / or 36.

Detta styrs på i och för sig känt sätt likaså av datorn 16 via andra signalförbindelser 14, 18, som schematiskt antydsi FIG. 1.This is also controlled in a manner known per se by the computer 16 via other signal connections 14, 18, which schematically indicates FIG. 1.

Vid uppstart av en kall anläggning fram till fortfarighetstillståndet, kan i ugnen 10 förbrännas de gasformiga eller flytande bränslen som tillförs genom ledningarna 34, 36. Dessutom kan för detta ändamål i efterbrännkammarens 50 båda steg 60, 80 finnas en eller flera gas- eller oljebrännare 58 (endast en oljebrännare visas i FIG. 1) i anslutning till efterbrännkammarens 50 väggar.When starting up a cold plant until the state of operation, can in the oven 10, the gaseous or liquid fuels supplied through the lines are burned 34, 36. In addition, for this purpose, in the afterburning chamber 50 both steps 60, 80 is one or more gas or oil burners 58 (only one oil burner is shown in FIG. 1) in connection with the walls of the afterburner 50.

Ovan detaljerade beskrivning är i första hand avsedd att underlätta förståelsen och några begränsningar av uppfinningen ska inte uttolkas därifrån. De modifikatio- ner som blir uppenbara för en fackman vid genomgång av beskrivningen kan genom- föras utan avvikelse från uppflnningstanken eller omfånget av efterföljande patent- krav.The above detailed description is primarily intended to facilitate understanding and any limitations of the invention are not to be construed as such. The modifications which will become apparent to one skilled in the art upon review of the specification may be without departing from the spirit of the invention or the scope of the following patent requirement.

Claims (13)

7 PATENTKRAV7 PATENT REQUIREMENTS 1. Förfarande för förbränning av fast bränsle (40) genom en roterande liggande ugn (10) och en efterbrännkammare (50) ansluten till ugnen, innefattande inmatning av bränslet vid en gavel av ugnen (10); kännetecknat av inledande förbränning av bränslet (40) i en syrefattlg miljö l ett lägre tempera- turintervall i ugnen (10) och i ett första steg (60) av efterbrännkammaren (50) för alst- rande av brännbar rökgas däri; hastighetsökning av rökgasen genom en förträngd passage (70) mellan det första steget (60) och ett andra steg (80) av efterbrännkammaren (50); och forcerad inledning av förbränningsluft i den förträngda passagen (70) för avslu- tande förbränning i ett högre temperaturintervall av rökgasen l passagen (70) och i det andra steget (80) av efterbrännkammaren (50).A method of burning solid fuel (40) through a rotary kiln (10) and an afterburner (50) connected to the furnace, comprising feeding the fuel at an end of the furnace (10); characterized by initial combustion of the fuel (40) in an oxygen-poor environment in a lower temperature range in the furnace (10) and in a first step (60) of the afterburning chamber (50) to produce combustible flue gas therein; increasing the velocity of the flue gas through a narrowed passage (70) between the first stage (60) and a second stage (80) of the afterburning chamber (50); and forced introduction of combustion air into the displaced passage (70) for final combustion in a higher temperature range of the flue gas in the passage (70) and in the second stage (80) of the afterburning chamber (50). 2. Förfarande enligt krav 1, innefattande upprätthållande av ett fortfarighetstillstånd för de lägre och högre temperatur- intervallen i ugnen (10) och efterbrännkammaren (50) genom en värmeisolerande och värmelagrande infodring (22, 52) av ugnen och efterbrännkammaren av en be- stämd minimitjocklek.A method according to claim 1, comprising maintaining a state of continuity for the lower and higher temperature ranges in the furnace (10) and the afterburner (50) by a heat insulating and heat storing liner (22, 52) of the furnace and the afterburner of a particular minimum thickness. 3. Förfarande enligt något av föregående krav, innefattande upprätthållande av ett fortfarighetstillstånd för de lägre och högre temperatur- intervallen genom selektiv återföring av förbränd rökgas till ugnen (10) från ett rök- gasutlopp.A method according to any one of the preceding claims, comprising maintaining a state of operation for the lower and higher temperature ranges by selectively returning combusted flue gas to the furnace (10) from a flue gas outlet. 4. Förfarande enligt något av föregående krav, innefattande upprätthållande av det lägre temperaturintervallet mellan ca 950 och 1100 °C och det högre temperaturintervallet mellan ca 1100 och 1200 °C.A method according to any one of the preceding claims, comprising maintaining the lower temperature range between about 950 and 1100 ° C and the higher temperature range between about 1100 and 1200 ° C. 5. Förfarande enligt något av föregående krav, innefattande upptagning av oförbrända restprodukter genom en öppen botten i det första steget (60) av efterbrännkammaren (50). 8A method according to any one of the preceding claims, comprising receiving unburned residual products through an open bottom in the first stage (60) of the afterburning chamber (50). 8 6. Förfarande enligt något av föregående krav, innefattande upptagning av oförbrända restprodukter på en partikelbädd (84) vid en botten av det andra steget (80) av efterbrännkammaren (50).A method according to any one of the preceding claims, comprising picking up unburned residual products on a particle bed (84) at a bottom of the second stage (80) of the afterburning chamber (50). 7. Förfarande enligt något av föregående krav, innefattande exponering av en temporär undersida av bränslet (40) för rökgas i den ro- terande ugnen (10) genom varierande höjd hos en infodring (22) av ugnen.A method according to any one of the preceding claims, comprising exposing a temporary underside of the fuel (40) to flue gas in the rotary kiln (10) by varying the height of a liner (22) of the kiln. 8. Anläggning för förbränning av fast bränsle (40) innefattande en roterbar liggande ugn (10); en efterbrännkammare (50) ansluten till ugnen; kännetecknad av en primär förbränningsenhet (A) innefattande ugnen (10) och ett första steg av efterbrännkammaren (50) för inledande förbränning av bränslet i en syrefattig miljö i ett lägre temperaturintervall i ugnen (10) och i det första steget (60) för alstrande av brännbar rökgas däri; en sekundärförbränningsenhet (B) innefattande en förträngd passage (70) för hastighetsökning av rökgasen mellan det första steget (60) och ett andra steg (80) av efterbrännkammaren (50), och ett inlopp (72) för forcerad inledning av förbrännings~ luft i den förträngda passagen (70) för avslutande förbränning i ett högre temperatur- intervall av rökgasen i passagen (70) och det andra steget (80) av efterbrännkamma- ren (50).A solid fuel combustion plant (40) comprising a rotatable horizontal furnace (10); an afterburner (50) connected to the furnace; characterized by a primary combustion unit (A) comprising the furnace (10) and a first stage of the afterburning chamber (50) for initial combustion of the fuel in a low oxygen environment in a lower temperature range in the furnace (10) and in the first stage (60) for generating of combustible flue gas therein; a secondary combustion unit (B) comprising a narrowed passage (70) for increasing the velocity of the flue gas between the first stage (60) and a second stage (80) of the afterburning chamber (50), and an inlet (72) for forced introduction of combustion air into the narrowed passage (70) for final combustion in a higher temperature range of the flue gas in the passage (70) and the second stage (80) of the afterburning chamber (50). 9. Anläggning enligt krav 8, varvid inloppet (72) är riktat radiellt in i den förträng- da passagen (70).Plant according to claim 8, wherein the inlet (72) is directed radially into the narrowed passage (70). 10. Anläggning enligt krav 8 eller 9, innefattande en fläkt (74) för inblåsning av för- bränningsluften genom inloppet (72).A plant according to claim 8 or 9, comprising a fan (74) for blowing the combustion air through the inlet (72). 11. Anläggning enligt något av krav 8-10 innefattande en returledning (38) för se- lektiv återföring av förbränd rökgas till ugnen (10) från ett rökgasutlopp. 9Plant according to any one of claims 8-10, comprising a return line (38) for selectively returning combusted flue gas to the furnace (10) from a flue gas outlet. 9 12. Anläggning enligt något av krav 8-11, innefattande en öppen botten hos det första steget (60) av efterbrännkammaren (50) för upptagning av oförbrända restpro- dukter därigenom.A plant according to any one of claims 8-11, comprising an open bottom of the first stage (60) of the afterburning chamber (50) for receiving unburned residual products therethrough. 13. Anläggning enligt något av krav 8-12, innefattande en varierande höjd hos en infodring (22) av ugnen (10).Plant according to any one of claims 8-12, comprising a varying height of a liner (22) of the furnace (10).
SE0900536A 2009-04-22 2009-04-22 Solid fuel combustion process and plant SE533716C2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0900536A SE533716C2 (en) 2009-04-22 2009-04-22 Solid fuel combustion process and plant
PCT/SE2010/050429 WO2010123444A1 (en) 2009-04-22 2010-04-20 Method and plant for burning solid fuel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0900536A SE533716C2 (en) 2009-04-22 2009-04-22 Solid fuel combustion process and plant

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE0900536A1 true SE0900536A1 (en) 2010-10-23
SE533716C2 SE533716C2 (en) 2010-12-14

Family

ID=43011342

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE0900536A SE533716C2 (en) 2009-04-22 2009-04-22 Solid fuel combustion process and plant

Country Status (2)

Country Link
SE (1) SE533716C2 (en)
WO (1) WO2010123444A1 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104033884A (en) * 2014-06-28 2014-09-10 湘潭锅炉有限责任公司 Boiler capable of burning biomass and tobacco stems in particular
CN107504495B (en) * 2017-09-20 2019-10-01 新中天环保股份有限公司 A kind of solid waste incinerator rotary kiln
WO2021215988A1 (en) * 2020-04-21 2021-10-28 Gartena Consulting & Installation Ab Plant for burning waste
PL247017B1 (en) * 2022-12-15 2025-04-28 Przed Projektowo Montazowe Promont Bujak Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia Spolka Komandytowa A furnace with a post-combustion chamber and a method of combustion with post-combustion of a fraction of solid combustible parts from the thermal waste treatment process

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1054825A (en) *

Also Published As

Publication number Publication date
SE533716C2 (en) 2010-12-14
WO2010123444A1 (en) 2010-10-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8317886B2 (en) Apparatus and method for gasifying solid organic materials
US7241322B2 (en) Pyrolyzing gasification system and method of use
US20120137582A1 (en) Biomass gasification in atmospheres modified by flue gas
SE460737B (en) PANNA FOR FIXED BRAENSLEN, SUPPLIED WITH DEVICES FOR SUPPLY OF SECOND AIR
CN114729744A (en) Biomass heating system with secondary air flow and components thereof
CN104094059A (en) Waste gasification melting furnace
JP5283780B1 (en) Waste melting furnace
JP5611418B2 (en) Combustion control method for gasification melting system and system
SE0900536A1 (en) Solid fuel combustion process and plant
JP5154094B2 (en) Combustion control method for gasification melting system and system
CN112240553B (en) Plasma gasification melting furnace system and control method thereof
JP4295291B2 (en) Fluidized bed gasifier and its fluidized bed monitoring and control method
EP2765177B1 (en) Gasification system
JP2013079732A (en) Combustion furnace
KR102300740B1 (en) Pyrosis combust plant of round type stoker
WO2003087669A1 (en) Fusion furnace, gasification fusion furnace, and method of processing waste
CN118208726A (en) A vertical segmented melting furnace and a vertical segmented melting furnace solid waste treatment system
CN110553252A (en) High-ash biomass pellet fuel combustion furnace and method
CA2486318C (en) An apparatus and method for gasifying solid organic materials
EP4162204A1 (en) Plant for burning waste
JP6016196B2 (en) Waste gasification and melting apparatus and waste gasification and melting method
JP5162285B2 (en) Gasification melting method and gasification melting apparatus
JP2007205640A (en) Combustion treatment method and apparatus for combustible waste
CN101448729A (en) A method for gasifying solid organic materials and apparatus therefor
JP2006023074A (en) Charcoal combustion device

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed