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Erfindung
Russische Föderation Patent RU2226649

Anlagen zur Verbrennung von festen und anderen organischen Abfällen mit Kohle

Anlagen zur Verbrennung von festen und anderen organischen Abfällen mit Kohle

Name des Erfinders: V. Kalinin, Alexander; Olesya V. Kalinin; Tikhonov Alexander; Tikhonova Ekaterina
Der Name des Patentinhabers: V. Kalinin, Alexander; Olesya V. Kalinin; Tikhonov Alexander; Tikhonova Ekaterina
Korrespondenzanschrift: 660079, Krasnojarsk, ul. Sverdlovsk, 3, Ltd. "SibstromEko" VI Kalinin
Startdatum des Patents: 2002.06.10

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Leistungssystem unkonventionellen Brennstoffen -. Organische Industrieabfälle und menschliche Abfälle, wie feste Siedlungsabfälle, Holzabfälle, Lignin, Kunststoffe, Zellulose, Reifen usw. Die Erfindung kann in Kesseln und kommunalen Unternehmen verwendet werden, zusammen mit der Firma traditionelle Brennstoff - Kohle. Das Ziel der vorgeschlagenen technischen Lösung ist es, die Vollständigkeit der Verbrennung von festen Siedlungsabfälle und andere organische Kohle zu erhöhen, eine höhere Energieeffizienz des Prozesses und seiner Umweltsicherheit. Das Problem ist, dass die Vorrichtung für die Verbrennung von festen Haushalts und anderen organischen Abfällen aus der Kohle gelöst, eine Speiseabfälle und Kohle umfasst, Luftzufuhrsystem, den Mechanismus der Entfernung von Schlacke und Kohleversorgung weiter Zuführung ein Kohlefördersystem umfasst, und Luft, die in die Pyrolysekammer angebracht sind, was einen horizontalen Kanal, so daß sie zu einem Pulver Kohle zerkleinerte liefern Abfackeln und Abfallzufuhrsystem ist derart angebracht, daß sie einen throw Abfall in den Brennermechanismus Entschlackungs stellt am unteren Rand der vertikalen Zyklonkammer oxidative Nachverbrennung Pyrolysegas angeordnet ist - eine Mischung aus Kohleverbrennung und thermische Zersetzung von Abfall, mit Sekundärluftzufuhrsystem vorgesehen ist und mit der Kammer befindet sich in Reihe katalytischer Nachbrenner auf dem Prinzip eines flammlosen Brenner für eine vollständige Oxidation des Restkohlenstoffs und Aschenabscheidungskammer zur Abscheidung von feinen mineralisches Produkt aus dem Verbrennungsgas betrieben wird.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Leistungssystem unkonventionellen Brennstoffen -. Organische Industrieabfälle und menschliche Abfälle, wie feste Siedlungsabfälle, Holzabfälle, Lignin, Kunststoffe, Zellulose, Reifen usw. Die Erfindung kann in Kesseln und kommunalen Unternehmen verwendet werden, zusammen mit der Firma traditionelle Brennstoff - Kohle.

Das Problem von festen Abfällen und anderen organischen Abfällen wird erreicht, dass autogenem Oxidation, das heißt Verbrennung durch die innere Energie des Abfalls selbst ohne die Beteiligung von zusätzlicher Energie ist ziemlich schwierig aufgrund der hohen Luftfeuchtigkeit und, in der Regel hohen Gehalt an mineralischen Einschlüssen.

Daher wird in den meisten der Stand der Technik und andere kommunale feste organische Abfälle verbrannt Quellen zusätzliche Leistung verwendet wird.

Eine Vorrichtung in dem Verfahren der thermischen Behandlung von Abfällen (AS 1.836.603, F 23 G 5/00), mit einer Welle mit einer Ladevorrichtung, Plasmabrenner, Schlacke, Verbrennungsabgas freizugeben abgegriffen, zusätzlich mit einem Bad für die Herstellung von geschmolzenem Metall ausgestattet ist, ausgestattet mit vertikalen Partitionen mit Fenstern und auf den Umfang der Minen von Plasmabrenner montiert Brenner.

Nachteilig bei der bekannten Vorrichtung die Notwendigkeit der Herstellung von reinem Wasserstoffplasma zu verwenden ist, sondern auch die Anwendung von Hochspannungsströmen - 1200 auf elektrorazryadnike, was es schwierig für das Design-Gerät und unsicher macht, ist es offensichtlich, dass die technischen und wirtschaftlichen Indikatoren der bekannten Vorrichtung niedrig ist, dh. k. Kosten verwendet reinen Wasserstoff-Plasma zu erzeugen, ist ungleich höher als die Kosten für die Ware thermische Energie als Folge der Betrieb des Gerätes zu verkaufen.

Bekannte Einbau in den Prozess der thermischen Verarbeitung von organischen Abfällen (AS 2140611, 6 F 23 G 5/08, 5/14, 7/00), als Reaktor entwickelt, in dem die thermische Behandlung von Abfällen durch brennbares Gas Energie brennen, ein Engagement für Heizöl zu einem Lichtbogen.

Der Nachteil der Anlage ist es, die Nutzung der knappen und recht teuer Heizöl, für die Sie spezielle Speicherheizung haben wollen, und die Verwendung von Elektro-Lichtbogen Vergasung Heizöl erfordert die Organisation von hoch zuverlässigen Geräten, vor allem in Bezug auf die Sicherheit. In der realen Welt der modernen Kesseln diese Lösung zu implementieren, praktisch unmöglich.

Die nächste technische Lösung für den Prototyp angenommen ist "Der Ofen zur Verbrennung von Siedlungsabfällen mit Kohle" für SU, №2125206, 6 F 23 G 5/00, wobei das System umfasst Beschickungskohle und Abfall, Roste, Luftzufuhrsystem, den Mechanismus Schlacke, Kohle Zufuhr zu der Abfall feeder layer Östrus und einen Verschluss mit vorgeOfen Kohle unter Zufuhr von Abfallschicht zu entfernen, in Verbindung mit eine Zuführung für Abfallkohleschicht mit der Möglichkeit, deren Betrieb zuzuführen, und (oder) durch sequentielles an geeigneten Stellen installiert Ventile gesteuert Temperaturfühler am Ausgang des Ofens angeordnet und der Ascheentfernungsmechanismus.

Der Nachteil des Prototyps ist unvollständig Kohleverbrennung und Abwärme charakteristisch für jedes Gerät mit Schicht der Verbrennung von Kraftstoff, bei dem, wie die Praxis zeigt, die Schlacke Urlaub von 15 bis 30% organischer Substanz unverbrannter Kraftstoff in diesem Fall, Abfall und Kohle. Dies reduziert die Energieeffizienz des Ofens erhöht wird, und die Emission von Schadstoffen.

Das Ziel der vorgeschlagenen technischen Lösung ist es, die Vollständigkeit der Verbrennung von festen Siedlungsabfälle und andere organische Kohle zu erhöhen, eine höhere Energieeffizienz des Prozesses und seiner Umweltsicherheit.

Das Problem ist, dass die Vorrichtung für die Verbrennung von festen Haushalts und anderen organischen Abfällen aus der Kohle gelöst, eine Speiseabfälle und Kohle umfasst, Luftzufuhrsystem, den Mechanismus der Entfernung von Schlacke und Kohleversorgung weiter Zuführung ein Kohlefördersystem umfasst, und Luft, die in die Pyrolysekammer angebracht sind, was einen horizontalen Kanal, so daß sie zu einem Pulver Kohle zerkleinerte liefern Abfackeln und Abfallzufuhrsystem ist derart angebracht, daß sie einen throw Abfall in den Brennermechanismus Entschlackungs stellt am unteren Rand der vertikalen Zyklonkammer oxidative Nachverbrennung Pyrolysegas angeordnet ist - eine Mischung aus Kohleverbrennung und thermische Zersetzung von Abfall, mit Sekundärluftzufuhrsystem vorgesehen ist und mit der Kammer befindet sich in Reihe katalytischer Nachbrenner auf dem Prinzip eines flammlosen Brenner für eine vollständige Oxidation des Restkohlenstoffs und Aschenabscheidungskammer zur Abscheidung von feinen mineralisches Produkt aus dem Verbrennungsgas betrieben wird.

Anlagen zur Verbrennung von festen und anderen organischen Abfällen mit Kohle

1 zeigt einen Längsschnitt A-A der Anlage.

Figur 2 zeigt einen Schnitt B-B in dem Plan.

Anlage zur Verbrennung von festen Siedlungsabfälle und andere organische Kohlenstoff aus der Pyrolysekammer besteht aus 1, die die Wirbelkammer 2 oxidative Nachverbrennung katalytischen Nachverbrennung Kammer 3, 4 der Ascheablagerungskammer.

Durch Pyrolysekammer 1 ist ein horizontaler Kanal, Kanal montiert Strahlmaschine 6 mit einem Trichter 7 pulverisierte Kohle und Kohle Feeder 8. In Pyrolysekammer 1 Abfallbunker 9 montiert ist und Abfälle Zubringer 10.

Die Zyklonkammer und die Oxidations Nachverbrennung repräsentiert einen vertikalen Zylinder aus Pyrolysegas Lanze und die Lanze 11 für die Sekundärluft 12, durch die Luft zugeführt wird, die Maschine 13. Der untere Teil des Oxidations zu blasen 2 Nachverbrennung ist eine hydraulische Zyklonkammer 14. shlakosbornik katalytische Nachverbrennungskammer 3 ist als vertikaler Schlitz ausgebildet Abgasleitungen werden die Wände aus feuerfesten Alumosilikat hergestellt. Aschenabscheidungskammer 4 weist an der Unterseite der Ansammlung fester Partikel und Entaschung Mechanismus 5.

Arbeitseinheit WIE FOLGT

Vorzerkleinerte Abfall wird in den Trichter eingespeist 9. Die zerkleinerte Kohle in den Trichter 7 Blasmaschine eingespeist wird 6 Luft in die Pyrolysekammer 1. Aus dem Vorratsbehälter 7, 8 dosiert Kohle gelangt der Luftstrahl vermischt mit der Luft und Kraftstoffgemisch in der Flamme Pyrolysekammer verbrannt wird 15 1 einspritzt . aus dem Trichter 9 der Zuführer 10 in 16 Abfall geworfen werden und Brenner 15 während der Bewegung des Gasstroms durch die Pyrolysekammer 1 ist intensiven thermischen Beanspruchung unterzogen, die in der Pyrolyse entsteht, d.h. Zersetzung von organischen Substanzen in den flüchtigen Produkten (einschließlich des verdampften Abwasser) und dem festen Rückstand - eine Mischung aus Kohlenstoff und Mineral Schlacke. Das Gemisch aus Kohleverbrennung und der thermischen Zersetzungsprodukten von Abfällen - Pyrolysegas konventionell - 17 tangential durch die Kammer 2 Nachverbrennung oxidative 11 in den Zyklon Lanze injiziert, wo sie mit Sekundärluft von der Blasmaschine 13 über den 12. Lanze zugeführt gemischt wird 18 Als Ergebnis der oxidativen Verbrennungsprodukte gebildet Nachbrenner bestehend aus Stickstoff, CO 2, H 2 O, SO 2, mit einer geringen Beimengung von nichtoxidierten Kohlenwasserstoffe. Schließen Schlacke sammelt sich im Boden des Oxidations Nachverbrennung Zyklonkammer 2 und durch den Hydraulik shlakosbornik entfernt 14. Die Verbrennungsprodukte 18 unterzogen katalytische Nachbrennkammer 3, bei dem die irreversible Oxidation von Restkohlenwasserstoffen einschließlich Polychlordibenzodioxinen. Ferner fällt die Asche gelangt durch die Abscheidungskammer 4, was zu starken Abfall in der Strömungsgeschwindigkeit der Verbrennungsasche 19 aus, welcher Mechanismus periodisch Entaschung erscheint 5. Aschenabscheidungskammer 4 werden die Verbrennungsprodukte werden in den Wärmetauscher, wie beispielsweise Abhitzekessel geleitet.

Beispiele für die praktische Anwendung der vorgeschlagenen technischen Lösungen auf der Grundlage von experimentellen Arbeiten gebaut

Beispiel 1

Es ist ein Betrieb Kesselleistung von 50 Gcal pro Stunde. Kesselsystem von Braunkohle mit einem Heizwert von 3740 kcal / kg pro Stunde betrieben und verbringt 16 Tonnen Kohle.

50% zu erwarten Kohle festen Abfall mit einem mittleren Feuchtigkeitsgehalt von 40% und eine durchschnittliche Heizwert Berechnung 2.500 kcal / kg ersetzen.

Unter den Bedingungen des Beispiels von 50 Gcal / h Kesselausgangsleistung wird sich fortsetzen. Diese Bedingung ist erfüllt, wenn das Verhältnis der Komponenten: Abfall - 12 t / h Kohle - 8 t / h.

Die Pyrolyse Abfall zersetzen: auf volatile - 80,9%; -15% Kohlenstoff; Mineralrest - 4,1%.

Flüchtige bestehen: Harz - 8,4%; Wasser - 64,3%; CO 2-7,5%;

CO - 5,9%; leichte Kohlenwasserstoffe - 9%; Sonstiges - 4,9%.

Für die Verbrennung von 1 kg Braunkohle 6,28 kg erforderlich ist (5,2 m 3) der Luft, und die Zusammensetzung der Verbrennungsprodukte ist wie folgt: CO von 2 bis 20,5%; H 2 O - 8,1%; SO 2-0,04%; O 2 bis 4,1%; N 2-67,26%; Asche - 0,1 kg.

Luft 8000 kg · 6,28 kg = 50.240 kg (42.000 m 3) der Strahlmaschine 6, 8 Tonnen Kohlenstaub aus dem Trichter 7 über den Zubringer 8. Das Ergebnis der Verbrennung: So 1 h muss Kesselbetrieb an die Pyrolysekammer 1 vorgelegt werden gebildet Brenner 15 und 57 440 kg Gas und 800 kg Asche Produkte mit einer Temperatur von etwa 1100 C. Während der gleichen Zeit in der Pyrolysekammer 1 direkt mit dem Brenner 15 wird von dem Trichter zugeführt 9, 10 Abfallzuführer 12 m, die durch Pyrolyse zu den Komponenten zersetzen oben beschrieben. Die Mischung aus Kohleverbrennung und Abfallprodukte Zerfall Gesamtgewicht besteht aus 70.240 kg bedingt 67.148 kg Pyrolyse Gas und Kohle und Mineralrest 3092 kg, bei dem der Kohlenstoffgehalt von 58,2% rein.

Die Zusammensetzung des Pyrolysegases herkömmlich brennbaren Materialien sind: Harze, Kohlenmonoxid und leichte Kohlenwasserstoffe, insgesamt 3,35% der Masse von Gas. Im Rahmen der Brennstoff Kohle und Mineralrückstand ist Kohlenstoff.

Aus der Pyrolysekammer 1 - Mischung von Gasen und Feststoffrückstand fällt durch die Lanze 11 in die Zyklonkammer oxidative Nachverbrennung 2, wo es mit 43.000 kg (35.800 m 3) der Luft vermischt wird , erforderlich , um die Komponenten des Pyrolysegases und Kohlenstoff Maschine zugeführt zu verbrennen 13 durch die 12 lance bläst.

Als Ergebnis der oxidativen Nachverbrennung erzeugt 111.948 kg Rauchgas mit einer Temperatur von ca. 1292 kg und 1050ºS Asche.

Etwa die Hälfte der Masse der Asche (die größten Partikel) abgeschieden in der Nachbrennkammer oxidativen Zyklon und 2 hydraulischen shlakosbornikom 14. Die andere Hälfte wird wird ausgewählt, mit dem Gasstrom durch einen katalytischen Nachbrenner Kammer 3 und rollte in Ascheablagerungskammer 4, wobei der Entfernungsmechanismus gehen feine Schlacke zusammen injiziert werden Asche 5.

Die gasförmigen Verbrennungsprodukte nach Substanz oxidative Nachverbrennung unverbrannter Reste bis 5% leichte Kohlenwasserstoffe und bis zu 10% Kohlenstoff (Ruß). Wenn Sie durch eine katalytische Nachbrennkammer, sind die Verbrennungsprodukte vollständig frei von unverbranntem Produkte und die Vermeidung von Ascheablagerungskammer 4, erhalten in den Wärmetauscher, in dem marktfähig Wärmeenergie von 50 Gcal / h erzeugen.

Technischen und wirtschaftlichen Vorteile der vorgeschlagenen technischen Lösungen ergeben sich aus einer einfachen Berechnung. Heizraum mit Kohle-Stunden-Durchflussrate von 16 Tonnen pro Jahr verbraucht mindestens 140.000 Tonnen mit einem durchschnittlichen Kohlepreis von 200 Rubel / Tonne Preis von Kohle gekauft -. 28 Millionen Rubel .. Im Jahr. Wenn die Hälfte der Kohle mit dem Abfall ersetzt, werden die Kosten für den Erwerb von Kohle um die Hälfte reduziert werden, das heißt, wird 14 Millionen machen. reiben. Im Jahr. Doch auf die Abfallwirtschaft nimmt, erhält das Unternehmen von den Abfallverursachern etwa 100 Rubel. für 1 Tonne (in verschiedenen Regionen der Russischen Föderation unterschiedlichen Kosten), so dass die Verarbeitung 105.000 Tonnen Abfall nimmt, wird Kessel 10,5 Millionen Rubel bekommen. Wenn das Geld für den Kauf von Kohle ausgegeben, werden die tatsächlichen Kosten für den Kesselraum für den Erwerb von 70.000 Tonnen Kohle auf 14 Millionen Rubel betragen. Und 14-10,5 = 3,5 Millionen. Im Jahr.

Somit wurde die Kesselleistung von 50 Gcal / h, die vorgeschlagene technische Lösung umgesetzt wird, sparen:

28 Millionen Rubel. - 3,5 Millionen Rubel. = 24,5 Millionen Rubel. jährlich.

Beispiel 2

Es ist ein Betrieb Kesselleistung von 50 Gcal pro Stunde. Kesselsystem angetrieben durch Braunkohle (Q = 3740 kcal / kg) und verbringt eine Stunde 16 Tonnen Kohle.

Es wird angenommen, 50% der Kohle in dem Lignin zu ersetzen - Abfall Unternehmen biochemische Verarbeitung von Holz - mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 65% und die geschätzte durchschnittliche Heizwert von 1650 kcal / kg.

Unter den Bedingungen eines Beispiels der Kesselleistung von 50 Gcal / h beibehalten werden sollte. Diese Bedingung ist erfüllt, wenn das Verhältnis der Komponenten: Lignin - 19 t / h Kohle - 8 t / h.

Die Pyrolyse von Lignin Pausen: auf flying - 80%; Kohlenstoff - 20%; Mineralrest ist fast nahe Null. Flüchtige bestehen: Harz - 3,1%; Wasser - 68,5%; CO 2-5,5%; CO - 2,8%; leichte Kohlenwasserstoffe - 7,7%; Andere - 12,4%.

Luftströmungsrate für die Verbrennung von Kohle ist ähnlich Beispiel 1.

Somit wird die Arbeit für 1 h in der Pyrolysekammer der Kessel 1 50240 kg (42.000 m 3) Luft, 8 Tonnen Kohle und 19 Tonnen Lignin zugeführt. Von der Pyrolysekammer 1 durch die Lanze 11 in die Wirbelkammer 2 tritt in die Oxidations Nachverbrennung konventionell 72.640 kg Pyrolysegas und 4600 kg Kohle und Schlacke Rückstand.

Für Nachverbrennung von brennbaren Kohlenstoff und flüchtigen oxidativen Nachbrennkammer 2 62000 kg (51700 m 3) Luft zugeführt. Als Ergebnis der oxidativen Nachverbrennung erzeugt 138.440 kg Rauchgas mit einer Temperatur von ca. 800 kg und 950ºS Asche.

Ferner treten die Verbrennungsprodukte 1 für verkäuflich h / Gcal -50 Wärme katalytischen Nachverbrennung Kammer 3, Ascheablagerungskammer 4 und geben Sie den Wärmetauscher analog Beispiel aus.

Technische und wirtschaftliche Nutzen der vorgeschlagenen technischen Lösung, berechnet wie in Beispiel 1 werden Einsparungen in der Position "Kauf von Treibstoff" machen - 30,6 Mio. Rubel, dh. 2,6 Millionen. mehr als die ursprünglichen Kosten von Kohle. Dies ist aufgrund der Tatsache, dass die Menge an Lignin und seine Bearbeitungsgebühr pro Jahr 16,6 Millionen Rubel.

FORDERUNGEN

Anlage zur Verbrennung von festen und anderen organischen Abfällen aus Kohle, umfassend ein Abfallzuführungssystem und Kohle, Luftversorgungssystem, wobei der Mechanismus das Entfernen Schlacke, Kohle Versorgungszuführung, dadurch gekennzeichnet, daß die Kohlezufuhr und Luft zu der Pyrolysekammer montiert sind, die einen horizontalen Kanal, so dass sie bieten Abfackeln zu einem Pulver Kohle zerkleinert und System Abfallzufuhr wird auf solche Weise montiert, dass es einen throw Abfall in den Brennermechanismus Entschlackungs stellt am unteren Rand der vertikalen Zyklonkammer oxidative Nachverbrennung Pyrolysegas angeordnet ist - eine Mischung aus Kohleverbrennung und der thermischen Zersetzung von Abfall mit einem System zur Sekundärluft ausgestattet ist und mit aufeinanderfolgenden katalytischen Nachbrennkammer, auf dem Prinzip der flammenlosen Brenner arbeitet für eine vollständige Oxidation von Restkohlenwasserstoffen und Ascheablagerungskammer für die Abtrennung von feinen mineralischen Produkte der Verbrennung des Gases.

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Erscheinungsdatum 21.02.2007gg