專利名稱：處理具有熱值的廢物用的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用熱處理過程處理具有熱值而帶無論多少水分的廢物用的方法，在該方法中該廢物被放入溫度高于100℃的熱的耐熱的交換熱量的物料流中，由此該物料由于熱交換而冷卻，該廢物干燥而未蒸發(fā)的廢物成分受到加熱，該冷卻的熱交換的物料隨后與干燥的成分分離，至少一部分分離的干燥廢物成分與至少一部分分離的熱交換物料結(jié)合，這些廢物成分隨后受到熱解，這些熱交換物料在被用于干燥該廢物之前受到加熱。
本發(fā)明特別涉及處理含有機物質(zhì)的稍許粘性的固體和液體廢物，例如動物來源的廢物、屠宰場來的廢物、纖維素工業(yè)和造紙工業(yè)稀漿、酸敗的油等等，或含有可燃礦物成分的廢物。固體廢物顆粒的最大粒徑最好小于5mm。
US-A-4.248.164中描述了一種上述類型的方法。根據(jù)該方法，新鮮廢物利用熱砂子干燥。干燥的廢物和冷卻的砂子一起從干燥裝置排放并。分離分離的干燥廢物在燃燒室中通常利用燃燒管進行熱解，在燃燒室中提供分離后的砂子，這些砂子在受到熱解氣體加熱后被供給到干燥裝置。所有用于干燥的砂子被再循環(huán)，并以427至649℃(800-1200°F)的溫度重新供給到上述干燥裝置。
這些熱砂子與新鮮的冷廢物接觸，產(chǎn)生非常大的熱震。結(jié)果，砂粒會爆裂。因為使用砂子，所以熱交換是有限的。由于干燥裝置中的高溫，該干燥裝置的壽命是有限的，除非它用特殊材料制成，但特殊材料又使裝置費用昂貴。
本發(fā)明的目的是改正上述缺點并提供一種處理具有熱值的廢物的方法，這種方法具有高的熱效率并使廢物處理維持最大價值(maximumvalorization)，該法在生態(tài)學(xué)上是安全可靠的，并可以用壽命長的相當(dāng)廉價的裝置來實現(xiàn)。
該目的是根據(jù)本發(fā)明來達到的，本發(fā)明在于使用粒狀物料作為熱交換物料，與該粒狀物料分離的干燥的廢物成分與僅僅一部分分離的冷卻的粒狀物料混合而該混合物受到熱解，該分離的冷卻的粒狀物料的其余部分直接與通過熱解加熱的粒狀物料混合，這樣得到的混合物被用于干燥新鮮廢物。
GB-A-160、422描述一種干燥物料用的方法，該物料需要在旋轉(zhuǎn)鼓中研磨，由此從鼓來的該研磨元件(球)被收集，并通過一個管子被引回鼓中，在管中它們被爐子加熱。所述物料不是廢物，在干燥后并不受到熱解。
最好是，該干燥的廢物成分和冷卻的粒狀物料是通過在干燥后將它們分別大部分收集而分離的。
最好是，所有分離的干燥的廢物成分被加在一部分分離的粒狀物料上。
為了進一步成小粒狀物料的熱震，建議該廢物在被加入到粒狀物料之前受到預(yù)熱，例如通過與當(dāng)干燥新鮮廢物時釋放的蒸汽進行的熱交換。
本發(fā)明同時涉及一種裝置，該裝置特別適合于應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明所述的方法。
這樣，本發(fā)明涉及一種處理具有熱值的廢物用的裝置，該裝置包含一個具有至少一個干燥艙并有一條廢物用的供給線和一條熱粒狀物料用的供給線通向該干燥艙的干燥裝置，一個開口通入干燥裝置并且在其中粒狀物料受到加熱而干燥的廢物成分又受到熱解的粒狀物料加熱器，以及用于從該于燥艙收集粒狀物料和干燥的廢物成分并將至少一部分收集的干燥廢物成分和至少一部分收集的粒狀物料供給到粒狀物料加熱器的裝置，其特征在于，干燥裝置是一個水平裝置，而且收集粒狀物料和干燥廢物成分并將它們至少部分供給到粒狀物料加熱器的裝置是幾乎分開地從干燥艙收集粒狀物料和干燥廢物成分的裝置并包含一根管子，該管子用于直接再循環(huán)一部分被收集的粒狀物料并使其與粒狀物料加熱器經(jīng)過供應(yīng)管引入該干燥裝置的熱粒狀物料混合。
實際上，該干燥裝置在相對于干燥艙的粒狀物料供給側(cè)包含一個灰粉分離艙，以便從通過鼓壁中開口的熱粒狀物料分離在粒狀物料加熱器中熱解廢物成分期間產(chǎn)生的灰粉。
該粒狀物料加熱器可以包括兩個同軸的立式圓筒，它們設(shè)有開口并豎立在一個室中，由此將部分粒狀物料和干燥廢物成分的混合物供給到粒狀物料加熱器的裝置將該混合物引入圓筒之間的空間，而且上述室一方面連接鍛燒室，另一方面連接熱交換器。
為了更好地說明本發(fā)明的特征，給出下面處理具有熱值的廢物用的方法和裝置的優(yōu)選實施例，僅作為在任何方面都不受限制的例子，本發(fā)明的描述參照示意地表示這樣一種裝置的附圖
。
附圖表示一種用于處理例如具有10％干燥成分的具有數(shù)MJ/kg(例如15MJ/kg)熱值的工業(yè)稀漿的裝置。
圖中所示裝置包括一個貯存待處理稀漿用的水池1、與水池1連接的干燥裝置2、與干燥裝置2連接的用于加熱粒狀物料4的粒狀物料加熱器3，以及與粒狀物料加熱器3連接的煅燒爐5。該粒狀物料4包括耐熱顆粒，它們耐廢物熱解所需溫度，最好高于850℃，并易于吸收和放出熱量。
這種粒狀物料最好由陶瓷物料組成。合適的物料例如是燒成粘土或帶鋁合金的鋁酸鈣，它們?nèi)Q于溫度。此類物料的輻射容量通常大約為201J/m2·°k·h、顆粒粒徑例如是它們被具有9×9mm網(wǎng)孔的篩子阻留而能通過具有11×11mm網(wǎng)孔的篩子。
顆粒的比表面(Specific Surface)必須盡可能大。對于上述物料制成的而且具有上述粒徑的顆粒，該比表面大約為750m2/m3。
干燥裝置2具有水平的稍許傾斜的鼓式干燥器的形狀，它包含一個實際的鼓6，鼓6可以圍繞其軸線旋轉(zhuǎn)地安裝在一個絕熱隔音的套7內(nèi)，并由安裝在其內(nèi)部的環(huán)狀隔板8、9、10、11分隔成五個艙。從最高端觀看，這五個艙順序構(gòu)成均勻化艙12、灰粉分離艙13、實際干燥艙14、分離干燥廢物成分用的分離艙15和粒狀物料排放艙16。
水池1通過由管子17和軸向供給管18組成的供給管線連接干燥艙14。鼓6的壁在灰粉分離艙13的高度處設(shè)有開孔，使得它形成一個篩子，灰粉可以通過該篩子掉下，但粒狀物料4不能。為了收集灰粉，在鼓的這部分下面安裝了一個由漏斗19組成的接受裝置。
鼓6的壁在分離艙15的高度處以同樣方式設(shè)有開孔，使得相應(yīng)的壁部分形成一個篩子，干燥的固體廢物成分可以通過該篩子掉下，但粒狀物料4不能。為了收集這些廢物成分，在上述壁部分的下面安裝了一個接受裝置即漏斗20。
位于最低端的粒狀物料排放艙16設(shè)有粒狀物料4用的開孔，在其下面安裝了另一個接受裝置，即漏斗22。
多個空氣供給管線23開口通入套7，而套在其最高點的頂部設(shè)有一個蒸汽排放管24，后者通過管子25連接一個位于水池1用的形成熱交換器26的蛇形曲線管道。
在鼓6的最高端連接一個粒狀物料用的供給源，由供給管27形成，管27中安裝一個螺旋推進器28。
漏斗22通過第一管子29連接到垂直安裝的粒狀物料加熱器3的頂部，該第一管子29中安裝了一個圖中沒有示出的提升機構(gòu)，同時漏斗22通過第二管子30連接到上述供給管27，第二管子30中也安裝了這樣一個提升機構(gòu)和篩子31。上述漏斗20開口通入管子29，而篩子31的端部也連接在該管子上。與鼓6的隔板11和形成篩子的壁部分一起，漏斗20和22形成分別收集粒狀物料和干燥廢物成分的機構(gòu)。
粒狀物料加熱器3由兩垂直的同軸多孔圓筒32和33組成，它們位于室34內(nèi)，室34圍繞外圓筒33分成三個艙35、36、37。內(nèi)圓筒32內(nèi)部的空間38在頂部和底部封閉，而圓筒32和33之間的環(huán)形內(nèi)部空間39在頂部開口通入一個共同開口，該開口連接上述管子29，環(huán)形內(nèi)部空間39在底部開口通入一個傳送管線40，其中安裝一個螺旋推進器41，傳送管線40連接到上述供給管27上。
頂艙35和底艙37通過一根共用管子42經(jīng)風(fēng)扇43連接到煅燒爐5中同時經(jīng)第二通風(fēng)機44連接到熱交換器45的第二部分。煅燒爐5本身連接在熱交換器45的第一部分上。該第一部分開口通入出口47。熱交換器45的第二部分經(jīng)管子48連接到粒狀物料加熱器3的最中間的艙36。
在連接煅燒爐5的管子42的端部上還連接一個開口燃燒器49。
上述裝置工作如下水池1內(nèi)貯存一種稀漿混合物，它具有不同的熱值，因而能夠保證本方法所需的熱量。稀漿所含的固體成分越多，其熱值就越高。在該水池1中，稀漿混合物利用與蒸汽的熱交換被加熱到約80℃，該蒸汽是在廢物干燥期間產(chǎn)生的并通過熱交換器26流動。
預(yù)熱的稀漿經(jīng)管子17和軸向供給管18被引入干燥裝置2的干燥艙14中，干燥裝置2的鼓6連續(xù)旋轉(zhuǎn)。這里，稀漿向鼓6中從最高端向最低端移動的熱粒狀物料4暴露。當(dāng)粒狀物料到達干燥艙14中的環(huán)形隔板9上面時，其溫度在200到300℃之間，例如約250℃。
由于熱交換稀漿受到干燥，由此非蒸發(fā)性的廢物成分被加熱到100℃或更高，而粒狀物料被冷卻到最好是同一溫度。被冷卻的粒狀物料和被干燥的廢物成分的混合物終止在分離艙15中的由隔板10形成的環(huán)形流出口上，被干燥的廢物物料當(dāng)它們通過鼓6的形成篩子的壁部分下落時從混合物中分離出來。這些廢物成分被收集在漏斗20中并隨后被供給到管子29中。
在由較小的環(huán)形隔板11形成的溢流口上，實際上只有粒狀物料落入粒狀物料排放艙16中，從該處粒狀物料通過開孔21落入漏斗22中。
粒狀物料4的大部分，通常為75-85重量％(例如80重量％)，在其于篩子31中與廢物成分分離后經(jīng)管子30直接供給到供給管27。利用螺旋推進器28，這部分粒狀物料與從粒狀物料加熱器3中來的溫度約750℃的粒狀物料和灰粉的混合物混合，并被送入均勻化艙12，在那里繼續(xù)混合。在這個均勻化艙12中，粒狀物料的顆粒的核心和外面的溫度差降到小于40°K，而整堆粒狀物料的平均溫度為200至300℃，例如約250℃。這些均勻的混合物在由隔板18形成的流出口上落入灰粉分離艙13，灰粉通過鼓壁部分中的開孔落下而從混合物中分離。這些灰粉被收集在漏斗19中。
在流出口9上實際上純的粒狀物料4落入干燥艙14，其平均溫度為約250℃。
在管子36中利用篩子31從粒狀物料中分離的廢物成分部分被加入管子29中的蒸汽內(nèi)。
在從漏斗20來的廢物成分加入到管子29中后，通過該管子29利用一個圖中未示出的螺旋推進器將15-25重量％(例如20％)的小量部分供給到粒狀物料加熱器3的內(nèi)部空間39中。在該內(nèi)部空間39中，粒狀物料和廢物成分的混合物由于重力而落下。
在內(nèi)部空間39的最中間區(qū)送入溫度約750℃的預(yù)熱空氣，從熱交換器45的第二部分經(jīng)管子48和艙36進入。從外部進入內(nèi)部的供給空氣流動通過圓筒33和32因而通過粒狀物料。此空氣能使與粒狀物料混合的廢物成分進行熱解和最終燃燒。
從最中間區(qū)來的一部分氣體向上流入內(nèi)部空間38并通過頂區(qū)。
廢物成分的氣化和第一次熱解在該內(nèi)部空間39的頂區(qū)中發(fā)生，由此產(chǎn)生一種質(zhì)量相當(dāng)?shù)土拥臍怏w燃料。該氣體燃料利用風(fēng)扇43和44經(jīng)艙35除去，并經(jīng)過管子42部分送入煅燒爐5和部分送到熱交換器45的第二部分后面。
從最中間區(qū)來的另一部分氣體向下流入空間38并隨后通過內(nèi)部空間39的下區(qū)。在該下區(qū)中產(chǎn)生廢物成分內(nèi)所有可燃元素的完全燃燒。在該下區(qū)中同時減弱粒狀物料的溫度變化。從該下區(qū)來的氣體被收集在艙37中，從那里氣體經(jīng)過管子42和上述風(fēng)扇43、44主要供給煅燒爐5并在較小程度上供給熱交換器45的第二部分。
粒狀物料和灰粉的混合物利用螺旋推進器41從粒狀物料加熱器3的下端除去，并以約750℃的溫度通過傳送管40被帶到供給管27。
從艙35來的約300℃的氣體和帶有30％至40％的大量過量空氣的空氣的混合物經(jīng)艙37以約750℃排放并在煅燒爐5中燃燒，該空氣部分地受從內(nèi)部空間39中的下區(qū)來的燃燒氣體的污染。這些氣體的可能的多余部分在開放燃燒器49中燃燒。
煅燒爐5的溫度約850℃的燃燒氣體經(jīng)過管子46通過熱交換器45的第一部分傳送，使得它們將供給到最中間艙36的空氣加熱到約750℃。熱交換器45為作為整體的粒狀物料加熱器3/煅燒爐5/熱交換器45的工作提供必要的壓力和負壓。
為了起動該裝置，在煅燒爐5中燃燒一種從外面引入煅燒爐5的優(yōu)質(zhì)燃料。只要從干燥裝置2收集的粒狀物料的溫度高于100℃，就將廢物逐漸地供給到干燥裝置2。只要以200至250℃的溫度將熱的粒狀物料供給到干燥裝置2，就能夠供給正常的廢物流。同時，從外部向煅燒爐5供給的燃料已減少到零。這個起動步驟最多要求1小時。
在干燥裝置2中干燥期間產(chǎn)生而經(jīng)過蒸汽排放管24收集的蒸汽可以部分用于預(yù)熱稀漿?？赡芏嘤嗟恼羝梢杂行У赜糜陬A(yù)熱水以供家用。取決于其組成，該蒸汽的凝聚物可以與5體積％(5vel.％)的預(yù)熱空氣進行化學(xué)中和或混合，并在與粒狀物料一起不斷地工作的再生熱交換器中加熱到800℃。在例如來自粒狀物料加熱器3的頂區(qū)的氣體燃料流引入通過加熱器之后，加熱器的熱力劑是加熱劑本身。燃料在蒸汽團中分散的空氣處燃燒。在蒸汽具有高溫的時期中，空氣的氧化效果有助于蒸汽的解毒作用。
為了防止在管7內(nèi)部形成冷凝物，可以通過該套中的空氣供給管23吹入熱空氣。該空氣可以通過熱交換器45加熱。
根據(jù)上述方法和使用上述裝置可以完全處理被處理廢物中的全部有割物質(zhì)。廢物中貯存的潛能(potential energy)有效地被維持其價值。只有在廢物具有大量水分的情況下才必須從外部加入燃料。在廢物相當(dāng)干燥的情況下，例如廢物含25％的水和具有大于2MJ/kg的熱值，甚至不需要從外部加燃料。只有當(dāng)起動或重新起動裝置時才需要燃料，但消耗是相當(dāng)?shù)偷?。產(chǎn)生的水汽完全地被維持其價值?；曳劭梢越?jīng)過漏斗19直接收集，它們不會分散在氣體中。被收集的灰粉的溫度僅為200℃，這意味著這些灰粉的相當(dāng)大的熱量被完全用在該裝置中了。
粒狀物料的強烈熱傳遞導(dǎo)致一種廉價、緊湊而高效的裝置。
本發(fā)明決不限于附圖中表示的上述實施例；相反，可以將這樣一種處理廢物的方法和裝置做成各種各樣的變化方案而仍然保持在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
特別是，該廢物并非必須是稀漿。它也可以是其它的固體或液體廢物。但是，有利的是，通過可能的混合不同種類的廢物，可以肯定，被供給到干燥裝置的廢物具有足夠的熱值，一旦裝置進行工作，廢物具有的熱值就能供給保持本方法所需的熱量而不需要再從外部供給所需要的燃料。
權(quán)利要求
1.利用熱處理過程處理具有熱值而帶無論多少水分的廢物用的方法，由此該廢物被放入溫度高于100℃的熱的耐熱的交換熱量的物料流中，該物料由于熱交換而冷卻，該廢物干燥而未蒸發(fā)的廢物成分受到加熱，由此該冷卻的熱交換的物料隨后與干燥的成分分離，至少一部分分離的干燥廢物成分與至少一部分分離的熱交換物料結(jié)合，由此這些廢物成分隨后受到熱解，這些熱交換物料在被用于干燥該廢物之前受到加熱，其特征在于，一種粒狀物料被用作熱交換物料，與該粒狀物料分離的干燥的廢物成分與僅僅一部分分離的冷卻的粒狀物料混合而該混合物受到熱解，該分離的冷卻的粒狀物料的其余部分直接與通過熱解加熱的粒狀物料混合，這樣得到的混合物被用于干燥新鮮廢物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該干燥的廢物成分和冷卻的粒狀物料是通過在干燥后將它們分別大部分收集而分離的。
3.根據(jù)上述權(quán)利要求中任何一項所述的方法，其特征在于，在熱解期間被釋放的氣體被燃燒，而由燃燒產(chǎn)生的熱量被再循環(huán)并通過與用于熱解的空氣進行熱交換而用于熱解。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中任何一項所述的方法，其特征在于，所有分離的干燥的廢物成分被加在一部分分離的粒狀物料上。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任何一項所述的方法，其特征在于，廢物在被加入到粒狀物料之前受到預(yù)熱，例如利用與當(dāng)干燥新鮮廢物時釋放的蒸汽進行的熱交換。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求中任何一項所述的方法，其特征在于，該粒狀物料通過廢物成分的熱解被加熱到大于250至300℃，而這樣一部分被冷卻分離的粒狀物料與該受熱的粒狀物料混合，使用于干燥新鮮廢物的混合物的溫度介于200至300℃之間。
7.處理具有熱值的廢物用的裝置，該裝置包含一個干燥裝置(2)、一個粒狀物料加熱器(3)和裝置(20-22-29-30)，該干燥裝置(2)具有至少一個干燥艙(14)，有一條廢物用的供給管線(17-18)和一條熱粒狀物料用的供給管(27)通向該干燥艙(14)，該粒狀物料加熱器(3)開口通入干燥裝置(2)，在加熱器(3)中粒狀物料(4)受到加熱而干燥的廢物成分又受到熱解，裝置(20-22-29-30)從該干燥艙(14)收集粒狀物料和干燥的廢物成分并將至少一部分收集的干燥廢物成分和至少一部分收集的粒狀物料供給到粒狀物料加熱器(3)，其特征在于，干燥裝置(2)是一個水平裝置，而且收集粒狀物料和干燥廢物成分并將它們至少部分供給到粒狀物料加熱器(3)的裝置(20-22-29-30)是幾乎分開地從干燥艙收集粒狀物料和干燥廢物成分的裝置并包含一根管子(30)，該管子(30)用于直接再循環(huán)一部分被收集的粒狀物料并使其與從粒狀物料加熱器(3)經(jīng)過供給管(27)引入干燥裝置(2)的熱粒狀物料混合。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，它包括一個煅燒爐(5)和一個熱交換器(45)，該煅燒爐(5)用于燃燒在熱解期間從粒狀物料加熱器(3)釋放的氣體，而該熱交換器(45)將由煅燒爐(5)中燃燒產(chǎn)生的熱量用于粒狀物料加熱器(3)中的熱解和用于加熱粒狀物料(4)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，被粒狀物料加熱器(3)開口進入其端部的干燥裝置(2)包括一個均勻化艙(12)，用于使從粒狀物料加熱器(3)來的被加熱的粒狀物料與一部分收集的粒狀物料均勻地混合。
10.根據(jù)權(quán)利要求7至9中任何一項所述的裝置，其特征在于，該干燥裝置(2)在相對于干燥艙(14)的粒狀物料供給側(cè)包含一個灰粉分離艙(13)，以便從通過鼓壁中開口的熱粒狀物料分離在粒狀物料加熱器(3)中熱解廢物成分期間產(chǎn)生的灰粉。
11.根據(jù)權(quán)利要求7至9中任何一項所述的裝置，其特征在于，該干燥裝置(2)包括一個可以旋轉(zhuǎn)的水平鼓(6)和一個圍繞該鼓的套(7)，該鼓(6)由豎立在內(nèi)部的環(huán)形隔板(8-9-10-11)分隔成艙(12至16)，其中之一是干燥艙(14)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，該套(7)裝有蒸汽出口(24)，該蒸汽出口(24)還連接一個熱交換器(26)，用以預(yù)熱廢物。
13.根據(jù)權(quán)利要求8和9中任何一項所述的裝置，其特征在于，該粒狀物料加熱器(3)包括兩個同軸的立式圓筒(32和33)，它們設(shè)有開口并豎立設(shè)置在室(34)中，由此將部分粒狀物料和干燥廢物成分的混合物供給到粒狀物料加熱器(3)的裝置將該混合物引入圓筒之間的內(nèi)部空間(39)，而且上述室(34)一方面連接煅燒爐5，另一方面連接熱交換器(45)。
14.根據(jù)上述權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，該室(34)圍繞外圓筒(33)分成三個艙(35-36-37)，其頂艙(35)和底艙(37)至少開口通入煅燒爐(5)，而該煅燒爐(5)的出口連接到熱交換器(45)的第一部分，而后者的第二部分連接到最中間艙(36)上。
全文摘要
利用熱處理過程處理具有熱值而帶無論多少水分的廢物用的方法，由此該廢物被放入溫度高于100℃的耐熱換熱的熱物料流中，該物料由于熱交換而冷卻，廢物干燥而未蒸發(fā)的廢物成分被加熱，冷卻的熱交換物料隨后與干燥成分分離，至少一部分分離的干燥廢物成分與至少一部分分離的熱交換物料結(jié)合，這些廢物成分接著受到熱解，由此這些熱交換物料在被用于干燥該廢物之前受到加熱，其特征在于，一種粒狀物料被用作熱交換物料，與該粒狀物料分離的干燥的廢物成分與僅僅一部分分離的冷卻的粒狀物料混合而該混合物受到熱解，該分離的冷卻粒狀物料的其余部分直接與通過熱解加熱的粒狀物料混合，這樣得到的混合物被用于干燥新鮮廢物。
文檔編號F23G5/46GK1152931SQ9519412
公開日1997年6月25日 申請日期1995年6月20日 優(yōu)先權(quán)日1994年6月21日
發(fā)明者何塞·奧默·阿莫德·德穆彥克 申請人:Danis集團有限公司, 諾伯特·德魯威爾