專利名稱：用于低發(fā)熱值的有機物質(zhì)的熱處理的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于低發(fā)熱值的有機物質(zhì)的熱處理的方法，在該方法中，利用 進給裝置將要被處理的物質(zhì)送至傳送器裝置，該傳送器裝置連接到基本為湯姆遜轉(zhuǎn)化爐 (Thompson Converter)類型的處理空間。利用相對于該處理空間封閉的傳送器裝置使要被 處理的物質(zhì)在該處理空間中沿其縱向移動。將通過從處理空間到傳送器系統(tǒng)中包含的要被 處理的物質(zhì)的熱傳遞形成的熱解氣體傳送到設在該處理空間中的燃燒空間中，以便燃燒該 氣體，利用排放裝置將由此形成的煙氣從處理空間排放出，并且從傳送器裝置排放出被熱 處理的物質(zhì)以便進行進一步的處理。
背景技術：
用于上述目的的常規(guī)湯姆遜轉(zhuǎn)化爐類型的設備的使用是基于要被處理的物質(zhì)向 設在該設備的處理空間中的一個或多個螺旋傳送器的進給，利用該螺旋傳送器，要被處理 的物質(zhì)在該處理空間的縱向方向上被傳遞，同時被間接加熱。利用從螺旋傳送器向要被處 理的物質(zhì)傳遞的熱在螺旋傳送器中被炭化(碳化/carbonized)的物質(zhì)被從傳送器的一端 排放至收集傳送器，該收集傳送器將被炭化的物質(zhì)傳遞出處理空間。在這樣的方案中，在螺 旋傳送器中產(chǎn)生的熱解氣體通常在要被處理的物質(zhì)中沿其行進方向從螺旋傳送器的排放 端被攜帶到收集室，并且進一步到連接導管以到達在螺旋傳送器空間下方的燃燒爐，在該 燃燒爐中該熱解氣體被燃燒。燃料氣體離開該燃燒爐，進入螺旋傳送器空間，其中燃料氣體 中包含的熱在經(jīng)排放組件從處理空間被排出之前，通過對流換熱被傳遞至螺旋傳送器中。這種設備的啟動需要在開始實際的炭化處理之前，例如利用在燃燒爐中燃燒的固 體燃料將燃燒爐整個加熱到足夠高的溫度，以使得熱解氣體能夠燃燒，并且使該系統(tǒng)然后 以被稱為自持方式的方式工作。由于此原因，該方案繁瑣并且尤其在初始啟動方面很慢。當前還存在一些上述類型的方案，其中燃燒爐具有煤油燃燒器以保持輔助火焰， 從而提供了另外的實施方式，在該實施方式中，在與螺旋傳送器裝置的傳遞方向相反的方 向上傳送的熱解氣體被攜帶至燃燒爐以便在燃燒器火焰中燃燒。尤其利用諸如上述方法對低發(fā)熱值的有機物質(zhì)的處理在經(jīng)濟上是不合理的，這是 因為，首先，要被處理的物質(zhì)的發(fā)熱值對于要從燃燒過程獲得的正的熱平衡是不足的。例 如，在潮濕物質(zhì)的處理中，干燥物質(zhì)含量的下限通常為28-30%。目前，上述類型的設備的 最大不便在于，由于為加熱螺旋傳送器所施加的間接或?qū)α鱾鳠崴鶎е碌乃鼈兊挠邢蕖绑w 積效率[W/m3]”。一方面，這顯著延長了在能夠開始實際的連續(xù)炭化處理之前的設備的冷啟 動。另一方面，一個本質(zhì)缺陷在于爐空間的預熱需要在相對長的時間段中使用固體燃料，或 者連續(xù)使用由單獨的燃料產(chǎn)生的輔助火焰，以允許熱解氣體燃燒。因此，當前的技術尤其不 能以合理投資和運作成本使具有低發(fā)熱值的有機物質(zhì)通過熱處理被利用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目標是對于上述問題提供決定性的改進，從而能夠顯著提高本領域的技術水平。為此，本發(fā)明的方法的主要特征在于，為了提高要被處理的物質(zhì)的發(fā)熱值，通 過傳送器裝置將具有低發(fā)熱值的物質(zhì)與至少一種具有較好發(fā)熱值的有機物質(zhì)一起進給到 處理空間。將描述的本發(fā)明的方法的最重要的優(yōu)點包括本發(fā)明的方法的操作原理、適合于該 方法的設備及該方法的使用的簡單性和有效性。本發(fā)明的方法使得能夠通過首先使用具有 相對于環(huán)境基本氣密的進給和排放部件的連續(xù)傳送器裝置，以技術上非常簡單和高效的方 式實現(xiàn)具有低發(fā)熱值的有機物質(zhì)的熱處理。這使得可防止在傳送器裝置中向熱解氣體供給 氧，其中根據(jù)逆流原理朝傳送器裝置的進給端行進的氣體由于其中包含的熱被傳遞到在相 反方向上行進的要被處理的物質(zhì)并且在該物質(zhì)被進給到處理空間的同時對其加熱/干燥， 而被有效地冷卻，因而使得熱解氣體在理想的溫度下被傳送至氣體燃燒器以便燃燒。由于 本發(fā)明的方法利用了大的燃燒空間，大的內(nèi)部體積首先使得燃料氣體能夠如EU垃圾焚化 指導中所要求的在超過850°C的溫度下燃燒兩秒鐘的延遲時間。另外，對于SNCR氮還原(選 擇性非催化還原)有利的條件，即800到1100°C的溫度和氧化氣氛在燃燒空間的后部獲得。當向傳送器裝置的熱傳遞通過來自一個或多個氣體燃燒器的火焰和燃燒空間的 壁的直接輻射熱(該輻射熱傳遞與溫度的四階成比例)在處理空間中進行，從而由于來自 氣體火焰的直接輻射比對流熱傳遞更快地顯著升高了傳送器系統(tǒng)的表面溫度而加速炭分 離過程的啟動時，根據(jù)本發(fā)明實現(xiàn)的設備的體積效率是最優(yōu)的。因此，本發(fā)明的方法使得能 夠組裝緊湊的、比對應的當前可用的設備小得多的、當然在投資、服務和維護成本方面比現(xiàn) 有技術也便宜得多的設備。本發(fā)明的方法的其它優(yōu)選實施例在關于該方法的從屬權(quán)利要求中被公開。


下文，將參照附圖詳細說明本發(fā)明，在附圖中圖1作為示例示出其操作基于本發(fā)明的方法的設備的透視圖；圖2示出說明類似設備的操作原理的縱向截面圖；以及圖3a和3b示出其中應用本發(fā)明的方法的設備的兩個可選PI圖表的示例。
具體實施例方式本發(fā)明涉及一種通過熱處理分離炭的方法，在該方法中，利用進給裝置1將要被 處理的物質(zhì)X送至傳送器裝置3，該傳送器裝置3連接到基本為湯姆遜轉(zhuǎn)化爐類型的處理空 間2。利用相對于該處理空間2封閉的傳送器裝置3使要被處理的物質(zhì)χ在該處理空間2 中沿其縱向移動，其中將通過從處理空間到傳送器系統(tǒng)中包含的要被處理的物質(zhì)χ的熱傳 遞形成的熱解氣體y傳送到設在該處理空間中的燃燒空間4中，以便燃燒該氣體。利用排 放裝置5將由此形成的煙氣y’從處理空間排放出，并且從傳送器裝置排放出熱處理后的物 質(zhì)χ’，以便進一步處理。為了提高要被處理的物質(zhì)的發(fā)熱值，通過傳送器裝置3將具有低發(fā) 熱值的物質(zhì)χ與至少一種具有較好發(fā)熱值的有機物質(zhì)w —起進給到處理空間2。作為本發(fā)明的方法的一個優(yōu)選實施例，在傳送器裝置3中通過逆流朝傳送器裝置 的進給端I傳送熱解氣體y，以便將熱解氣體中包含的熱傳遞到在相反方向s上移動的要被 處理的物質(zhì)χ，并且將冷卻的熱解氣體y直接進給到氣體燃燒器裝置7以便進一步處理，例如圖3a的示例性PI圖表所示，或者如3b中所示進給到熱交換器13和/或小的分離裝置 6，以便在熱解氣體燃燒之前分離其中包含的焦油。作為另一個優(yōu)選實施例，通過連接到處 理空間1外部的流動裝置8將熱解氣體y傳送至傳送器裝置3以便進一步處理。作為另一個優(yōu)選實施例，為了實現(xiàn)最好的加熱效果，利用與傳送器裝置平行地設 置到處理空間的進入壁2a上的一個或多個氣體燃燒器7 ；7a在傳送器系統(tǒng)3被引入處理空 間2之后馬上加熱該傳送器系統(tǒng)3。作為本發(fā)明的方法的另一個優(yōu)選實施例，利用具有相對于環(huán)境基本氣密的進給和 排放部件la、lb的連續(xù)傳送器裝置3結(jié)合處理空間2處理要被處理的物質(zhì)χ、w，該裝置例 如利用被電動機ο驅(qū)動并且被變頻器無級調(diào)節(jié)的一個或多個螺旋傳送器3a或類似裝置實 現(xiàn)。例如可通過使用芬蘭專利119125的進給裝置和方法將要被處理的物質(zhì)進給到傳 送器系統(tǒng)3，以便尤其首先以連續(xù)方式并且其次根據(jù)圖3a和3b的PI圖表的原理例如以如 下方式實現(xiàn)要被處理的物質(zhì)的過量供給，即，防止生產(chǎn)氣體(廢氣/process gas)從該傳送 器裝置或處理空間以不受控制的方式泄漏到環(huán)境中。仍如附圖中所示，當特別潮濕的物質(zhì)χ被處理時，優(yōu)選地利用例如圖1和2所示的 兩個連續(xù)進給器1 在傳送器裝置的縱向方向上將較干燥的物質(zhì)w混合到其中，則通過所 述進給器進給的物質(zhì)在被螺旋傳送器3a朝處理空間推動時混合。在此方面，當然還可使用 例如圖3b所示的PI圖表的方案，潮濕的和干燥的物質(zhì)x、w在單獨的混合空間中混合，并且 被一個傳送器傳送至傳送器裝置3。作為本發(fā)明的方法的另一個優(yōu)選實施例，通過在潮濕物質(zhì)χ中添加較干燥的物質(zhì) 和/或具有較好發(fā)熱值的物質(zhì)來提高要被處理的物質(zhì)的發(fā)熱值，所述物質(zhì)基本為流體，例 如油脂廢物、甘油和/或類似物。進一步參考圖2的實施方式，例如為一個或多個并行氣體燃燒器7a的氣體燃燒器 裝置7的空氣供給由單獨的助燃風機9實現(xiàn)。另一方面，噴射風機10也以優(yōu)選的方式與屬 于氣體燃燒器裝置7的一個或多個氣體燃燒器7a相結(jié)合地提供，以便通過噴嘴11將熱解 氣體y抽吸入氣體燃燒器。特別地參照被作為示例提供的圖3b的PI圖表，根據(jù)一個優(yōu)選實施例，利用靜電沉 淀器(electrostatic precipitator/ESP)分離熱解氣體y中包含的焦油ρ。進一步參考圖3b的優(yōu)選實施方式，熱處理后的炭化物質(zhì)x’、w’被從處理空間2中 去除，然后在步驟A中被研磨，并且從小的分離裝置6獲得的焦油ρ被混合在其中。作為另 一個優(yōu)選實施例，被研磨的、炭化的物質(zhì)χ’、《’和混合在一起的焦油P在步驟B中被一個或 多個壓塊機壓成團塊。作為另一個優(yōu)選實施例并且參照圖2和3的原理，通過利用附加的噴嘴裝置ζ將 含氨的介質(zhì)例如尿素噴霧、氨水溶液等進給到燃燒空間4，以在處理空間中執(zhí)行氮還原。通 過將上述噴嘴裝置放置在氣體火焰的燃燒區(qū)所到達處以外，使得通過噴嘴裝置噴射出的介 質(zhì)蒸發(fā)，從而剩余的氨被混合并且具有足夠的時間作用在煙氣上，以便實現(xiàn)顯著的氮還原。 此外，本發(fā)明的方法還優(yōu)選地利用例如lambda傳感器確保在燃燒時保持連續(xù)的過量空氣。作為又一個優(yōu)選實施例，在將熱解氣體y供給小的分離裝置6之前，將熱解氣體冷 卻到大約30°C。相應地，優(yōu)選地在450°C的溫度下從處理空間2去除熱處理后的炭化物質(zhì)
作為又一個優(yōu)選實施例并且特別地參考圖2中公開的原理，例如為一個或多個螺 旋傳送器3a的傳送器裝置3的傳輸功率在處理空間的縱向方向s上改變，以便特別地從該 傳送器裝置3的進給端I朝其排放端II減小要被處理的物質(zhì)χ的層厚度。在此情況下，傳 送器裝置3優(yōu)選地通過在其前端具有一個或多個較小螺距并且在其后端具有一個或多個 較大螺距的螺旋傳送器3a實現(xiàn)。很明顯，本發(fā)明并不局限于上文提出的或說明的實施例，而是可在基本發(fā)明思想 范圍內(nèi)根據(jù)每個使用目的和應用進行修改。因此，很明顯，首先，在本發(fā)明的方法中，例如可 在燃燒處理中利用本身已知的常規(guī)控制技術和自動化，例如熱解氣體的燃燒中所需的氧分 析儀和溫度傳感器和/或如圖3a和3b的示例性PI圖表中的預熱燃燒器。類似地，例如在 要被處理的物質(zhì)的處理中可使用這樣的螺旋傳送器裝置，即，該螺旋傳送器裝置具有使得 能夠通過螺旋傳送器裝置的無級操作調(diào)節(jié)實現(xiàn)最優(yōu)的炭化和最終溫度的必要控制裝置。當 然，優(yōu)選地為應用本發(fā)明的方法的設備提供例如光學火焰監(jiān)測分析儀以及如附圖中的連接 到傳送器裝置的“噴管(torch tube)” 12，以允許在必要時通過如圖3a和3b的PI圖表中 所示的單獨燃燒器中的燃燒釋放熱解氣體，因此該噴管用作使得能夠?qū)崿F(xiàn)設備的快速應急 切斷的安全閥。
權(quán)利要求
一種用于具有低發(fā)熱值的有機物質(zhì)(x)的熱處理的方法，在所述方法中，利用進給裝置(1)將要被處理的物質(zhì)送至傳送器裝置(3)，該傳送器裝置(3)連接到基本為湯姆遜轉(zhuǎn)化爐類型的處理空間(2)，利用相對于處理空間(2)封閉的傳送器裝置(3)使要被處理的物質(zhì)在所述處理空間中沿所述處理空間的縱向移動，其中將通過從所述處理空間到所述傳送器系統(tǒng)中包含的要被處理的物質(zhì)的熱傳遞形成的熱解氣體(y)傳送到設在所述處理空間中的燃燒空間(4)中，以便燃燒該熱解氣體，利用排放裝置(5)將由此形成的煙氣(y’)從所述處理空間排放出，并且從所述傳送器裝置排放出經(jīng)過熱處理的物質(zhì)(x’)以便進行進一步處理，其特征在于，為了提高要被處理的物質(zhì)的發(fā)熱值，通過傳送器裝置(3)將具有低發(fā)熱值的物質(zhì)(x)與至少一種具有較好發(fā)熱值的有機物質(zhì)(w)一起進給到處理空間(2)中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，在傳送器裝置(3)中作為逆流朝所述傳送器 裝置的進給端(I)傳送熱解氣體(y)，以便將熱解氣體中包含的熱傳遞給在相反方向(s)上 行進的要被處理的物質(zhì)(x，w)，并且將冷卻的熱解氣體(y)例如進給到氣體燃燒器裝置(7) 或者熱交換器(13)和/或小的分離裝置(6)，以便進一步處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于，通過連接到處理空間(2)外部的流動裝 置(8)將熱解氣體(y)傳送至傳送器裝置(3)以便進一步處理，和/或為了實現(xiàn)最有效的 加熱效果，利用與傳送器裝置平行地設置在處理空間的進入壁(2a)上的一個或多個氣體 燃燒器(7 ；7a)在傳送器系統(tǒng)(3)被引入處理空間(2)之后馬上加熱該傳送器系統(tǒng)(3)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項的方法，其特征在于，通過具有相對于環(huán)境基本氣密的 進給和排放部件(la，lb)的連續(xù)的傳送器裝置(3)并結(jié)合處理空間(2)來處理要被處理的 物質(zhì)(x，w)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其特征在于，傳送器裝置(3)由被電動機(0)驅(qū)動的并且例 如被變頻器無級調(diào)節(jié)的一個或多個螺旋傳送器(3a)或類似裝置實現(xiàn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項的方法，其特征在于，利用在傳送器裝置(3)的縱向方向 (s)上連續(xù)的兩個進給器將要被處理的物質(zhì)(X，w)送至傳送器裝置(3)，這樣被傳送的物質(zhì) 當在傳送器系統(tǒng)(3)中朝處理空間行進時被混合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項的方法，其特征在于，要被處理的物質(zhì)(x，w)在單獨的 混合空間中被混合，然后在一個進給器上被傳送至傳送器裝置(3)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項的方法，其特征在于，通過在例如為潮濕物質(zhì)的具有低 發(fā)熱值的物質(zhì)(x)中添加較干燥的物質(zhì)和/或基本為液態(tài)物質(zhì)例如油脂廢物、甘油和/或 類似物的具有較好發(fā)熱值的物質(zhì)，來提高要被處理的物質(zhì)的發(fā)熱值。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項的方法，其特征在于，例如為一個或多個并行氣體燃燒 器(7a)的氣體燃燒器裝置(7)的空氣供給由助燃風機(9)實現(xiàn)，和/或噴射風機(10)與 屬于氣體燃燒器裝置(7)的一個或多個氣體燃燒器(7a)結(jié)合使用，以便通過噴嘴將熱解氣 體(y)抽吸入氣體燃燒器。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項的方法，其特征在于，利用附加的噴嘴裝置(z)將含氨 介質(zhì)，例如尿素噴霧、氨水溶液等進給到燃燒空間(4)，以在處理空間中執(zhí)行氮還原。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于低發(fā)熱值的有機物質(zhì)(x)的熱處理的方法，在所述方法中，利用進給裝置(1)將要被處理的物質(zhì)送至傳送器裝置(3)，該傳送器裝置(3)連接到基本為湯姆遜轉(zhuǎn)化爐類型的處理空間(2)。為了提高要被處理的物質(zhì)的發(fā)熱值，通過傳送器裝置(3)將具有低發(fā)熱值的物質(zhì)(x)與至少一種具有較好發(fā)熱值的有機物質(zhì)(w)一起進給到處理空間(2)。
文檔編號F23G5/08GK101943411SQ200910174239
公開日2011年1月12日 申請日期2009年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月8日
發(fā)明者S·圖基艾寧 申請人:普雷塞科有限責任公司