BE1018137A3

BE1018137A3 - Liquid, pasty and solid organic residues processing device, has combustion chamber equipped with burner and air injection system, where injection lance provides necessary pressure drop for achieving processing of residues

Info

Publication number: BE1018137A3
Application number: BE2007/0127A
Authority: BE
Original assignee: Goemans Marcel Gerardus Edmond
Priority date: 2007-03-20
Filing date: 2007-03-20
Publication date: 2010-06-01

Abstract

The device has a combustion chamber (2) equipped with a burner (3) and an air injection system (28). The burner consists of an injection lance and an air duct with an air distribution plate. The injection lance provides necessary pressure drop for achieving processing of residues. An air distribution system (20) is constructed to continuously discharge a material from a fluidized bed. The combustion chamber is equipped with an ash removing system. Centrally located air units are located in a lower part of the combustion chamber. An independent claim is also included for a method for processing waste streams.

Description

Inrichting voor het verwerken van vloeibare, pasteuze en vaste reststromen en werkwijze daarbij toegepast.Device for processing liquid, pasty and solid residual streams and method applied thereby.

Deze uitvinding betreft een inrichting en werkwijze voor het verwerken van vloeibare, pasteuze en vaste reststromen afkomstig van de minerale, plantaardige en dierlijke olie- en vetindustrie, de produktie van biodiesel en andere aanverwante processen, meer bepaald een inrichting voor het thermisch oxideren en valoriseren van deze reststromen.This invention relates to a device and method for processing liquid, pasty and solid residual streams from the mineral, vegetable and animal oil and fat industries, the production of biodiesel and other related processes, in particular a device for thermal oxidation and valorization of these residual flows.

Er zijn reeds verschillende types inrichtingen gekend voor het thermisch oxideren of verbranden van organische reststromen waarbij ofwel in hoofdzaak gebruik wordt gemaakt een brander of waarbij in hoofdzaak gebruik wordt gemaakt van een wervelbedoven.Various types of devices are already known for thermally oxidizing or burning organic residual streams in which either mainly a burner is used or in which mainly a fluidised bed furnace is used.

Zulke bekende verbrandingsinstallaties die een brander omvatten bestaan in hoofdzaak uit een verbrandingsruimte voorzien van een brander. Deze verbrandingsruimte bestaat uit een metalen behuizing en is inwendig voorzien van een vuurvaste bekleding. De brander bestaat in hoofdzaak uit een aantal concentrische kanalen voor de toevoer van verbrandingslucht, brandstof, de reststroom of reststromen en een medium voor de verstuiving van de brandstof, reststroom en/of reststromen. De verstuiving wordt bekomen door een combinatie van snelheid en drukval over een kleine opening - een orifice - geplaatst in de branderkop. In sommige gevallen wordt gebruik gemaakt van een roterende kop om de verstuiving te bekomen.Such known combustion installations comprising a burner mainly consist of a combustion space provided with a burner. This combustion space consists of a metal housing and is internally provided with a refractory lining. The burner consists essentially of a number of concentric channels for the supply of combustion air, fuel, the residual stream or residual streams and a medium for atomizing the fuel, residual stream and / or residual streams. The atomization is achieved through a combination of speed and pressure drop over a small opening - an orifice - placed in the burner head. In some cases, a rotating head is used to achieve the spray.

De te verbranden reststromen worden verpompt naar de brander en worden vervolgens verneveld tot fijne druppels met behulp van perslucht, stoom of een combinatie van beiden. Rondom de vernevelde reststromen wordt de nodige verbrandingslucht geïnjecteerd. Indien de kalorische waarde van de reststroom onvoldoende is om een goede verbranding te bekomen wordt eveneens een brandstof toegevoegd.The residual streams to be burned are pumped to the burner and are subsequently sprayed into fine droplets using compressed air, steam or a combination of both. The necessary combustion air is injected around the atomized residual streams. If the calorific value of the residual flow is insufficient to achieve good combustion, a fuel is also added.

Anderzijds zijn er eveneens installaties bekend waarbij de organische reststromen - met name waterzuiveringsslib - wordt verbrand in een wervelbedoven. Zulke bekende installatie bestaat in hoofdzaak uit een metalen behuizing, inwendig voorzien van een vuurvaste bekleding en onderin voorzien van een systeem voor de injectie van een gas. Bovenop dit injectiesysteem is een laag inert materiaal - bvb rivierzand - aangebracht. Deze massa zand wordt gefluïdiseerd door injectie van het gas - bvb lucht -zodat een wervelbed wordt bekomen. Boven het wervelbed bevindt zich een verbrandingskamer dewelke hoofdzakelijk bestaat uit een metalen behuizing, inwendig voorzien van een vuurvaste bekleding.On the other hand, installations are also known in which the organic residual flows - in particular water treatment sludge - are incinerated in a fluidised bed furnace. Such a known installation consists essentially of a metal housing, internally provided with a refractory lining and provided with a gas injection system at the bottom. On top of this injection system a layer of inert material - for example river sand - has been applied. This mass of sand is fluidized by injection of the gas - for example air - so that a fluidized bed is obtained. Above the fluidized bed there is a combustion chamber, which mainly consists of a metal housing, internally provided with a refractory lining.

De te verbranden reststromen worden verpompt naar het wervelbed. Dit wervelbed wordt meestal gecontroleerd op een temperatuur van 400°C tot 850°C. De restromen worden verdeeld over het wervelbed via een voedingssysteem - bvb. een werper, een vijzel of een injectielans. De reststroom ontsteeks in het wervelbed en de werveling van het bed zorgt voor een goede verbranding van de reststromen. In sommige bekende inrichtingen wordt er boven het wervelbed - in de verbrandingskamer -bijkomende lucht geïnjecteerd om een volledige oxidatie van het restproduct en de verbrandingsgassen te bekomen. Andere bekende systemen zijn eveneens uitgerust met een brander geplaatst nabij het wervelbed om de minimale temperatuur van het wervelbed te garanderen. Deze branders zijn typisch enkel geschikt voor lichte stookolie, aardgas of biogas.The residual streams to be burned are pumped to the fluidised bed. This fluidised bed is usually checked at a temperature of 400 ° C to 850 ° C. The residual dreams are distributed over the fluid bed via a feeding system - e.g. a pitcher, a jack or an injection lance. The residual flow ignites in the fluidized bed and the swirling of the bed ensures proper combustion of the residual flows. In some known devices, additional air is injected above the fluidized bed - in the combustion chamber - to achieve complete oxidation of the residual product and the combustion gases. Other known systems are also equipped with a burner placed near the fluid bed to guarantee the minimum temperature of the fluid bed. These burners are typically only suitable for light fuel oil, natural gas or biogas.

Een nadeel van hogervermelde gekende inrichtingen is dat zij niet geschikt zijn om een breed spectrum aan reststromen te aanvaarden.A disadvantage of the above-mentioned known devices is that they are not suitable for accepting a broad spectrum of residual flows.

Inderdaad, de systemen die in hoofdzaak bestaan uit een brander geplaatst in een verbrandingskamer zijn enkel geschikt voor vloeistoffen met een relatief hoge kalorische waarde. Bovendien mogen deze vloeistoffen slechts een kleine hoeveelheid vaste deeltjes en zouten bevatten vermits deze vaste deeltjes en zouten aanleiding geven tot slijtage aan de kritische onderdelen van de brander. Hierdoor wordt het vemevelingspatroon verstoord met als gevolg dat het verbrandingsproces onvolledig is en/of minder efficient.Indeed, the systems consisting essentially of a burner placed in a combustion chamber are only suitable for liquids with a relatively high calorific value. Moreover, these liquids may only contain a small amount of solid particles and salts since these solid particles and salts give rise to wear on the critical parts of the burner. As a result, the atomization pattern is disturbed, with the result that the combustion process is incomplete and / or less efficient.

Daarentegen zijn de systemen die in hoofdzaak bestaan uit een wervelbedoven zijn minder geschikt voor vloeistoffen maar vooral geschikt voor pasteuse reststromen - zoals slib - die relatief weinig zouten bevatten doch die wel een lage kalorische waarde kunnen hebben bvb door de aanwezigheid van een belangrijke hoeveelheid water. In deze uitvoeringsvorm zorgt het warme zand voor de nodige energie voor het verdampen van het water zodat de kalorische waarde van de reststroom stijgt waardoor het verbrandingsproces van deze reststroom wordt mogelijk gemaakt.On the other hand, the systems consisting essentially of a fluidised bed furnace are less suitable for liquids but especially suitable for pasty residual streams - such as sludge - which contain relatively few salts but which can have a low calorific value, for example due to the presence of an important amount of water. In this embodiment, the warm sand provides the necessary energy for evaporating the water so that the calorific value of the residual flow rises, thereby enabling the combustion process of this residual flow.

Een ander gekend nadeel van gekende wervelbedsystemen is dat er problemen onstaan indien de te verwerken restsromen een hoge concentratie aan zouten bevat die smelten bij een relatief lage temperatuur ofwel een hoge concentratie bevat aan grof inert materiaal ofwel gekenmerkt is door de aanwezigheid van vreemde voorwerpen zoal bvb stenen en metalen onderdelen.Another known disadvantage of known fluidized bed systems is that problems arise if the residual flows to be processed contain a high concentration of salts that melt at a relatively low temperature or contain a high concentration of coarse inert material or are characterized by the presence of foreign objects such as e.g. stones and metal parts.

De aanwezigheid van dergelijke kenmerken kan immers aanleiding geven tot de-fluïdisatie van het wervelbed door verstoring van het wervelpatroon door de aanwezigheid van de vreemde voorweren, ofwel door de vorming van eutectica van de laagsmeltende zouten in combinatie met het bedmateriaal, ofwel door verglazing van het bed - dit is het smelten van het bedmateriaal door een lokaal hoge temperatuur in het bed, ofwel vorming van preferentiële stromingen in bed, ofwel een combinatie van deze factoren.The presence of such characteristics can indeed give rise to the fluidization of the fluidized bed by disturbing the fluidized pattern due to the presence of the foreign bodies, either by the formation of eutectics of the low-melting salts in combination with the bed material, or by glazing of the bed material. bed - this is the melting of the bed material by a locally high temperature in the bed, either formation of preferential flows in bed, or a combination of these factors.

Een ander nadeel van de gekende brandersystemen en wervelbedsystemen is de ongecontroleerde vervuiling van apparaten die stroomafwaarts staan geplaatst van de brander, het wervelbed en/of de verbrandingskamer. Er treden met name problemen op met vervuiling van warmtewisselaars zoals stoomketels, thermische olieketels, warm waterketels, luchtverwarmers en dergelijke meer. Inderdaad, de aanwezigheid van laagsmeltende organische en anorganische zouten geeft aanleiding tot de aanwezigheid van kleverige asdeeltjes en zoutmoleculen in de verbrandingsgassen die de verbrandingskamer verlaten. Bij contact met het warmtewisselend oppervlak geven deze kleverige deeltjes aanleiding tot een glasachtige neerslag op het oppervlak. Deze neerslag is zeer moeilijk te verwijderen en verlaagt de warmteoverdracht waardoor het rendement van de warmtewisselaar daalt.Another disadvantage of the known burner systems and fluidized bed systems is the uncontrolled contamination of devices that are placed downstream of the burner, the fluidized bed and / or the combustion chamber. In particular, problems arise with contamination of heat exchangers such as steam boilers, thermal oil boilers, hot water boilers, air heaters and the like. Indeed, the presence of low-melting organic and inorganic salts gives rise to the presence of sticky ash particles and salt molecules in the combustion gases exiting the combustion chamber. Upon contact with the heat-exchanging surface, these sticky particles give rise to a glassy deposit on the surface. This precipitate is very difficult to remove and lowers the heat transfer, reducing the efficiency of the heat exchanger.

Een specifiek gekend nadeel van gekende brandersystemen doet zich voor indien de brander met bijhorende verbrandingskamer is geplaatst op een klassieke stoomketel. Deze configuratie geeft dit aanleiding tot de vorming van een glasachtige neerslag op het warmtewisselend oppervlak van de ketel. Deze neerslag is slechts zeer moeilijk te verwijderen. Bovendien zorgt deze glasachtige neerslag voor een daling in de warmteoverdracht van de verbrandingsgassen naar het warmtedragend medium, bvb warm water, stoom of thermische olie.A specific known disadvantage of known burner systems occurs if the burner with associated combustion chamber is placed on a traditional steam boiler. This configuration gives rise to the formation of a glassy precipitate on the heat-exchanging surface of the boiler. This precipitate is only very difficult to remove. Moreover, this glassy precipitate causes a decrease in the heat transfer from the combustion gases to the heat-transferring medium, for example hot water, steam or thermal oil.

Het doel van deze uitvinding is een oplossing te bieden aan één of meer van de voomoemde en andere nadelen.The object of this invention is to provide a solution to one or more of the aforementioned and other disadvantages.

Hiertoe betreft de uitvinding een inrichting voor het verwerken van organische reststromen die minsten bestaat uit één of meerdere verbrandingskamers vorozien van één of meer verbranders - zoals een brander en/of een wervelbed - daardoor gekenmerkt dat de verbrandingsgassen worden behandelend in een gasconditioneringskamer alvorens de gassen in contact komen met een warmtewisselend oppervlak van een warmtewisselaar - zoals een ketel of een luchtverwarmer.To this end the invention relates to a device for processing organic residual streams that consists at least of one or more combustion chambers provided with one or more burners - such as a burner and / or a fluidized bed - characterized in that the combustion gases are treated in a gas conditioning chamber before the gases are introduced into come into contact with a heat exchanging surface of a heat exchanger - such as a boiler or an air heater.

Een voorkeurhebbende uitvoeringsvorm van de verbrandingsinrichting bestaat uit één verbrandingskamer voorzien van een speciale brander, gevolgd door een tweede verbrandingskamer voorzien van een wervelbedbrander. De eerste kamer is daarenboven voorzien van een wervelbedsysteem voor de verzameling en afvoer van verbrandingsassen. De wervelbedbrander in de tweede kamer is daarenboven voorzien van een systeem dat een permanente extractie van inert materiaal van het wervelbed mogelijk maakt.A preferred embodiment of the combustion device consists of one combustion chamber provided with a special burner, followed by a second combustion chamber provided with a fluid bed burner. The first chamber is furthermore provided with a fluid bed system for the collection and removal of incineration ash. The fluidised bed burner in the second chamber is furthermore provided with a system that allows a permanent extraction of inert material from the fluidised bed.

Een voorkeurhebbende uitvoeringsvorm van de gasconditioneringskamer bestaat uit de injectie van gerecirculeerde afgekoelde verbrandingsgassen die na de warmtewisselaar - luchtverwarmer of ketel - worden afgezogen om vervolgens te worden gemengd met de hete verbrandingsgassen afkomstig van de verbrandingskamer. Hierdoor wordt de temperatuur van de verbrandingsgassen verlaagd tot een niveau waarbij de kleverige as- en zoutdeeltjes hun kleverigheid verleizen en de vorm aannemen van een inert poeder.A preferred embodiment of the gas conditioning chamber consists of the injection of recirculated cooled combustion gases which are extracted after the heat exchanger - air heater or boiler - and then mixed with the hot combustion gases from the combustion chamber. This lowers the temperature of the combustion gases to a level where the sticky ash and salt particles lose their stickiness and take the form of an inert powder.

De voorkeurhebbende uitvoeringsvorm van de speciale brander bestaat uit en injectielans voor de reststroom daardoor gekenmerkt dat deze injectielans geen drukval creërt over een orifice of vernauwing maar wel een drukval creërt buiten de lans, bij het uittreden van de vloeistof uit de mond van de lans dmv een hoge vloeistofsnelheid bij het uittreden.The preferred embodiment of the special burner consists of an injection lance for the residual flow, characterized in that this injection lance does not create a pressure drop over an orifice or narrowing, but does create a pressure drop outside the lance when the liquid exits from the mouth of the lance through a high liquid velocity upon exit.

De voorkeurhebbende uitvoeringsvorm van de wervelbedbrander bestaat uit een luchtdistributiesysteem dat toelaat om continue bedmateriaal toe te voegen en/of af te voeren zonder dat daarbij het fluidisatiepatroon van het wervelbed wordt verstoord. Hiertoe wordt er gebruik gemaakt van één of meerdere centraal opgestelde luchtkasten voorzien van openingen voor het uittreden van de lucht. Rondom elke luchtkast is er een zone voor de afvoer van materiaal uit het bed met behulp van zorgvuldig opgestelde luchtopeningen waardoor er een interne circulatie van materiaal in het wervelbed wordt bekomen. Vreemde voorwerpen, zouten en/of grof materiaal wordt hierdoor getransporteerd naar de laagste zone van het bed alwaar het kan worden verwijderd - afgetapt - uit het systeem.The preferred embodiment of the fluid bed burner consists of an air distribution system that allows continuous addition and / or removal of bed material without disturbing the fluidization pattern of the fluid bed. For this purpose, use is made of one or more centrally positioned air boxes with openings for the exit of the air. Around each air box there is a zone for the removal of material from the bed with the help of carefully arranged air openings, which leads to an internal circulation of material in the fluidised bed. Foreign objects, salts and / or coarse material are thus transported to the lowest zone of the bed where it can be removed - drained - from the system.

Een voordeel van deze inrichting volgens de uitvinding is dat de verbrandingsinrichting geschikt is om een breed gamma aan reststromen simultaan te verwerken. Deze reststromen kunnen zowel gasvormig, vloeibaar, pasteus of vast zijn. Bovendien mogen deze reststromen aanzienlijke hoeveelheden zouten en inerten bevatten, en mogen er vreemde voorwerpen aanwezig zijn in één of meerdere reststromen.An advantage of this device according to the invention is that the combustion device is suitable for processing a wide range of residual streams simultaneously. These residual streams can be gaseous, liquid, pasty or solid. In addition, these residual streams may contain significant amounts of salts and inert substances, and foreign objects may be present in one or more residual streams.

Een bijkomend voordeel van deze inrichting volgens de uitvinding is dat de verbrandingsgassen worden behandeld alvorens deze in contact komen met een warmtewisselend oppervlak. Bij deze behandeling wordt de temperatuur van de verbrandingsgassen verlaagd tot een niveau waarbij de kleverige asen zoutdeeltjes hun kleverigheid verleizen en de vorm aannemen van een inert poeder. Hierdoor is de installatie geschikt voor het behandelen van reststromen met een hoog gehalte aan laagsmeltende zouten ofwel precursoren voor de vorming van laagsmeltende zouten.An additional advantage of this device according to the invention is that the combustion gases are treated before they come into contact with a heat-exchanging surface. In this treatment, the temperature of the combustion gases is lowered to a level where the sticky ashes of salt particles lose their stickiness and take the form of an inert powder. This makes the installation suitable for treating residual flows with a high content of low-melting salts or precursors for the formation of low-melting salts.

Een voordeel van de uitvoeringsvorm van de injectielans van de brander is de afwezigheid van slijtageverschijnselen aan de mond van de lans. Vermits de drukval wordt gerealiseerd buiten de lans is de drukval over de mond van de lans gering. Hierdoor is er geen erosie van de mondopening waardoor de afmetingen en vorm van de mond van de lans onveranderd blijven tijdens het bedrijf van de brander. Bijgevolg blijft ook het vemevelingspatroon ongewijzigd zodat de efficiëntie van de brander en het rendement van de brander constant is over tijd.An advantage of the embodiment of the burner injection lance is the absence of signs of wear at the mouth of the lance. Since the pressure drop is realized outside the lance, the pressure drop over the mouth of the lance is small. As a result, there is no erosion of the mouth opening, as a result of which the dimensions and shape of the mouth of the lance remain unchanged during the operation of the burner. Consequently, the nebulizing pattern also remains unchanged so that the efficiency of the burner and the efficiency of the burner is constant over time.

Een voordeel van de uitvoeringsvorm van de wervelbedbrander is de mogelijkheid op continue vreemde voorwerpen en bedmateriaal te verwijderen uit het bed zonder dat daarbij de werking van de wervelbedbrander nadelig wordt beïnvloed. Hierdoor is het mogelijk om reststromen te verwerken die een hoog gehalte hebben aan laagsmeltende zouten ofwel grof materiaal ofwel vreemde voorwerpen ofwel een combinatie hiervan.An advantage of the embodiment of the fluid bed burner is the possibility of continuously removing foreign objects and bed material from the bed without thereby adversely affecting the operation of the fluid bed burner. This makes it possible to process residual streams that have a high content of low-melting salts or coarse material or foreign objects or a combination of these.

Deze uitvinding betreft eveneens een werkwijze voor het verwerken van organische reststromen, waarbij een inrichting volgens de uitvinding, kan worden toegepast, welke werkwijze hoofdzakelijk bestaat uit het achtereenvolgens thermisch oxideren van vloeibare reststromen in een eerste verbrandingskamer met behulp van een speciale brander; het thermisch oxideren van vaste en pasteuse reststromen in een tweede verbrandingskamer met behulp van een wervelbedbrander, het voorbehandelen van de verbrandingsgassen in een gasconditioneringskamer door middel van de injectie van gerecirculeerde afgekoelde verbrandingsgassen en/of omgevingslucht; het afkoelen van deze geconditioneerde verbrandingsgassen in een warmtewisselaar; en het verder zuiveren van de afgekoelde gassen in een filter met of zonder gebruik van reagentia.This invention also relates to a method for processing organic residual streams, wherein an apparatus according to the invention can be applied, which method mainly consists of successively thermally oxidizing liquid residual streams in a first combustion chamber with the aid of a special burner; thermally oxidizing solid and pasty residual streams in a second combustion chamber with the help of a fluidized bed burner, pre-treating the combustion gases in a gas conditioning chamber by means of the injection of recirculated cooled combustion gases and / or ambient air; cooling these conditioned combustion gases in a heat exchanger; and further purifying the cooled gases in a filter with or without the use of reagents.

Een voordeel van de inrichting volgens de uitvinding en de werkwijze voor het verwerken van de restromen volgens de uitvinding is dat deze uitermate geschikt is voor het verwerken van alle reststromen afkomstig uit de extractie van plantaardige oliën en vetten uit zaden, en/of de raffinage en modificatie van plantaardige oliën en vetten, en/of de produktie van biodiesel uit ruwe plantaardige of dierlijke oliën en vetten, en/of de verwerking van dierlijk slachtafval, en/of andere agro-industriële processen.An advantage of the device according to the invention and the method for processing the residual streams according to the invention is that it is extremely suitable for processing all residual streams from the extraction of vegetable oils and fats from seeds, and / or refining and modification of vegetable oils and fats, and / or the production of biodiesel from crude vegetable or animal oils and fats, and / or the processing of animal slaughter waste, and / or other agro-industrial processes.

Een bijkomend voordeel van de inrichting volgens de uitvinding en de werkwijze voor het verwerken van de restromen volgens de uitvinding is dat deze eveneens uitermate geschikt is voor het verwerken van alle reststromen afkomstig chemische en petrochemische nijverheid met inbegrip van de farmaceutische en meststoffen industrie.An additional advantage of the device according to the invention and the method for processing the residual flows according to the invention is that it is also extremely suitable for processing all residual flows from the chemical and petrochemical industry, including the pharmaceutical and fertilizer industries.

Met het doel de kenmerken van de uitvinding beter aan te tonen, zijn hierna, als voorbeeld zonder enig beperkend karakter, enkele voorkeurdragende utivoeringsvormen beschreven van de inrichting volgens de uitvinding en van de werkwijze voor het verwerken van de organsiche restromen volgens de uitvinding, met verwijzing naar bijgaande tekeningen, waarin:For the purpose of better demonstrating the features of the invention, a few preferred embodiments of the device according to the invention and of the method for processing the organic residual flows according to the invention are described below with reference to no limiting character. to the accompanying drawings, in which:

Figuur 1 schematisch een inrichting weergeeft volgens de uitvinding Figuur 2 een detail weergeeft van de inrichting, met name de verbrandingskamers en conditioneringskamer met toebehorenFigure 1 schematically represents a device according to the invention Figure 2 shows a detail of the device, in particular the combustion chambers and conditioning chamber with accessories

In figuur 1 is schematisch een inrichting 1 weergegeven, volgens de uitvinding, die hoofdzakelijk bestaat uit een eerste verbrandingskamer 2 met een brander 3 en voorzien van een ontassingssysteem 4 gevolgd door een verbindingskanaal 5 met de tweede verbrandingskamer 6 voorzien van een wervelbedbrander 7 met ontassingssysteem 8 gevolgd door een gasconditioneringskamer 9 met luchtinjectielansen 10 gevolgd door een warmtewisselaar 11, een gasrecirculatiekanaal 12, een filter 13, een zuigtrekventilator 14 en optioneel een reagensinjectiesysteem 15.Figure 1 schematically shows a device 1 according to the invention, which mainly consists of a first combustion chamber 2 with a burner 3 and provided with a degassing system 4 followed by a connecting channel 5 with the second combustion chamber 6 provided with a fluidised bed burner 7 with a degassing system 8 followed by a gas conditioning chamber 9 with air injection lances 10 followed by a heat exchanger 11, a gas recirculation channel 12, a filter 13, a suction draft fan 14 and optionally a reagent injection system 15.

De warmtewisselaar 11 is voorzien van openingen 11a voor reiniging van het warmtewisselend oppervlak 11b. Deze reiniging kan geschieden met een borstel, met kettingen, met roetblazers, met een kogelregen, door waterinjectie of door middel van vibratie kloppen van hamers. Op bepaalde plaatsen is er eveneens een afvoer systeem 11c voorzien voor de assen en zouten.The heat exchanger 11 is provided with openings 11a for cleaning the heat-exchanging surface 11b. This cleaning can be done with a brush, with chains, with soot blowers, with a bullet rain, by water injection or by vibrating hammers. At certain places there is also a drain system 11c provided for the shafts and salts.

De filter 13 is eveneens voorzien van een asafvoersysteem 13a bestaande uit transportvijzels en/of radsluizen. De filter is typisch een mouwenfilter met vertikale mouwen 13b en is voorzien van een reinigingssysteem 13c voor de mouwen.The filter 13 is also provided with an ash removal system 13a consisting of conveyor jacks and / or wheel locks. The filter is typically a sleeve filter with vertical sleeves 13b and is provided with a cleaning system 13c for the sleeves.

Het recirculatiekanaal is voorzien van een recirculatieventilator 12a en externe isolatie 12b. Een ringleiding 12c verdeeld de gassen over de verschillende injectielansen 10.The recirculation channel is provided with a recirculation fan 12a and external insulation 12b. A ring line 12c distributes the gases over the different injection lances 10.

Het optioneel reagensinjectiesysteem 15 bestaat uit een bigbag 15a - of alternatief een silo - een uitdraagysteem 15b, een doseersysteem 15c een blower 15d, een venturi 15e en een injectieleiding 15f die uitmondt in een injectielans 15g.The optional reagent injection system 15 consists of a big bag 15a - or alternatively a silo - a discharge system 15b, a dosing system 15c, a blower 15d, a venturi 15e and an injection line 15f that flows into an injection lance 15g.

De behandelde en afgekoelde verbrandingsgassen worden via de zuigtrekventilator 14 gestuurd naar de schouw 14a.The treated and cooled combustion gases are sent via the suction draft fan 14 to the chimney 14a.

De vloeibare reststromen worden gepompt naar de brander 3 waar ze samen met lucht worden geïnjecteerd in de eerste verbrandingskamer 2. De brander 3 is voorzien van een vlamdetecite 3a en een ontsteking 3b en een pilootbrander 3c. Deze pilootbrander werkt op aardgas of propaan of biogas of lichte stookolie. De vloeibare reststromen worden aldus verbrand in de eerste verbrandingskamer 3. De daarbij vrijkomende assen worden deels opgevangen in het ontassingssysteem 4 en deels worden ze overgedragen via verbindingskanaal 5 naar de tweede verbrandingskamer 6.The liquid residual flows are pumped to the burner 3 where they are injected together with air into the first combustion chamber 2. The burner 3 is provided with a flame detection 3a and an ignition 3b and a pilot burner 3c. This pilot burner works on natural gas or propane or biogas or light fuel oil. The liquid residual streams are thus burned in the first combustion chamber 3. The ashes released thereby are partly collected in the degassing system 4 and partly they are transferred via connecting channel 5 to the second combustion chamber 6.

De pasteuze en vaste reststromen en reststromen met een hoog watergehalte worden verbrand met behulp van de wervelbedbrander 7. Deze wervelbedbrander 7 bestaat uit een luchtdistributiesysteem 20 welke is ondergedompeld in een massa inert materiaal 29. Boven of in de massa inert materiaal zijn één of meerdere injectiesystemen 28 aangebracht langswaar de reststromen in het wervelbed worden geïnjecteerd. De massa inert materiaal 29 bevindt zich op een voldoende hoge temperatuur door warmteoverdracht met gassen in de tweede verbrandingskamer 6 zodat reststromen worden verbrand in de wervelbedbrander.The pasty and solid residual streams and residual streams with a high water content are burned with the aid of the fluidised bed burner 7. This fluidized bed burner 7 consists of an air distribution system 20 which is immersed in a mass of inert material 29. Above or in the mass of inert material are one or more injection systems 28 along which the residual streams are injected into the fluidized bed. The mass of inert material 29 is at a sufficiently high temperature by heat transfer with gases in the second combustion chamber 6 so that residual streams are burned in the fluid bed burner.

De verbrandingsgassen van de eerste verbrandingskamer 2 en de wervelbedbrander 7 worden volledig thermisch geoxideerd in de tweede verbrandingskamer 6, eventueel met behulp van extra verbrandingslucht die wordt geïnjecteerd via injectielansen 31 geplaatst boven of in de vernauwing 27.The combustion gases from the first combustion chamber 2 and the fluidized bed burner 7 are completely thermally oxidized in the second combustion chamber 6, optionally with the help of additional combustion air that is injected via injection lances 31 placed above or in the restriction 27.

De hete verbrandingsgassen worden vervolgens gedeeltelijk gekoeld in de gasconditioneringskamer 9 door bijmenging van koudere omgevingslucht of gerecirculeerde roogassen. De temperatuur uit de uitgang van de gasconditioneringskamer 9 wordt gecontroleerd (set point) zodat de assen niet klevering zijn als deze de warmtewisselaar 11 binnenstromen.The hot combustion gases are then partially cooled in the gas conditioning chamber 9 by admixing colder ambient air or recirculated blast ash. The temperature from the exit of the gas conditioning chamber 9 is controlled (set point) so that the shafts are not sticky when they enter the heat exchanger 11.

In de warmtewisselaar 11 worden de verbrandingsgassen gekoeld door uitwisseling - over een warmtewisselend oppervlak 11b - met een warmteoverdrachtsmedium (stoom, warm water, thermische olie, lucht, inert gas, enz...).In the heat exchanger 11, the combustion gases are cooled by exchange - over a heat exchanging surface 11b - with a heat transfer medium (steam, hot water, thermal oil, air, inert gas, etc.).

Eventueel wordt een deel van de afgekoelde verbrandingsgassen gerecirculeerd naar de gasconditoneringskamer 9 via het recirculatiekanaal 12 en ventilator 12a.Optionally, a portion of the cooled combustion gases is recycled to the gas conduit chamber 9 via the recirculation channel 12 and fan 12a.

De afgekoelde gassen worden verder behandeld in een filter 13 voor de afscheiding van stof - assen en zouten - en eventueel de reactieproducten van de injectie van reagentia - zoals aktief kool, natrium bicarbonaat, kalk, zeolieten - afkomstig van het reagensinjectiesysteem 15. Deze reagentia zijn enkel noodzakelijk indien er teveel zure componenten zouden worden gevormd in het verbrandingsprocess of voor de verwijdering van vluchtige zware metalen of aromatische gehalogeneerde koolwaterstoffen.The cooled gases are further treated in a filter 13 for the separation of dust - ash and salts - and optionally the reaction products from the injection of reagents - such as activated carbon, sodium bicarbonate, lime, zeolites - from the reagent injection system 15. These reagents are only necessary if too many acidic components would be formed in the combustion process or for the removal of volatile heavy metals or aromatic halogenated hydrocarbons.

Assen, zouten, vreemde voorwerpen en inert materiaal wordt uit het systeem verwijderd onderaan de eerste verbrandingskamer 2, onderaan de wervelbedbrander 7, in de warmtewisselaar 11 en in de filter 13.Ash, salts, foreign objects and inert material are removed from the system at the bottom of the first combustion chamber 2, at the bottom of the fluidised bed burner 7, in the heat exchanger 11 and in the filter 13.

In figuur 2 wordt een uitvoeringsvorm weergegevens van de eerste verbrandingskamer 2 met een brander 3 en voorzien van een ontassingssysteem 4 gevolgd door een verbindingskanaal 5 met de tweede verbrandingskamer 6 voorzien van een wervelbedbrander 7 met ontassingssysteem 8 gevolgd door een gasconditioneringskamer 9 met luchtinjectielansen 10.Figure 2 shows an embodiment of the first combustion chamber 2 with a burner 3 and provided with a degassing system 4 followed by a connecting channel 5 with the second combustion chamber 6 provided with a fluidised bed burner 7 with degassing system 8 followed by a gas conditioning chamber 9 with air injection lances 10.

De verbrandingskamers 2 en 6 met verbindingskanaal 5 en gasconditioneringskamer 9 bestaan in hoofdzaak uit een metalen behuizing 16 met interne vuurvaste bekleding 17. In de onderste sectie van verbrandingskamer 2 is een asafvoersysteem 4 voorzien bestaande uit een luchtverdeelsysteem 18 met onderaan een asafvoerbuis met luchtslot 19.The combustion chambers 2 and 6 with connecting channel 5 and gas conditioning chamber 9 consist essentially of a metal housing 16 with internal refractory lining 17. In the lower section of combustion chamber 2, an ash discharge system 4 is provided consisting of an air distribution system 18 with at the bottom an ash discharge pipe with air lock 19.

De tweede verbrandingskamer 6 is voorzien van een wervelbedbrander 7 bestaande uit een luchtdistributiesysteem 20 met onderaan een afvoerbuis met luchtslot 21. Optioneel is een vernauwing 27 voorzien in de tweede verbrandingskamer 6 en dit tussen de wervelbedbrander 7 en de aansluiting met het verbindingskanaal 5.The second combustion chamber 6 is provided with a fluidised bed burner 7 consisting of an air distribution system 20 with a discharge pipe with air lock at the bottom 21. Optionally, a narrowing 27 is provided in the second combustion chamber 6 and this between the fluidised bed burner 7 and the connection to the connecting channel 5.

De gasconditioneringskamer 9 is voorzien van één of meerdere luchtinjectielansen 10 waarlangs omgevingslucht en/of gerecirculeerde verbrandingsgassen worden geïnjecteerd en gemengd met de hete verbrandingsgassen afkomstig van de tweede verbrandingskamer 6.The gas conditioning chamber 9 is provided with one or more air injection lances 10 along which ambient air and / or recycled combustion gases are injected and mixed with the hot combustion gases from the second combustion chamber 6.

In de verbrandingskamers 2 en 6 zijn één of meerdere toegangsluiken 22 voorzien.One or more access hatches 22 are provided in the combustion chambers 2 and 6.

De brander 3 bestaat uit een hoge snelheids injectielans 23 en een luchtkanaal 24 met luchtverdeelplaat 25. Optioneel is ook een mengkamer 26 voorzien waar verschillende reststromen kunnen worden gemengd alvorens via de lans 23 te worden geïnjecteerd in de verbrandingskamer 2.The burner 3 consists of a high-speed injection lance 23 and an air duct 24 with air distribution plate 25. Optionally, a mixing chamber 26 is also provided where different residual flows can be mixed before being injected into the combustion chamber 2 via the lance 23.

Een variante voor figuur 2 heeft als kenmerken dat de eerste verbrandingskamer 2 en de tweede verbrandingskamer 6 boven elkaar staan zonder gebruik te maken van het verbindingskanaal 5. Er is eveneens optioneel een vernauwing 27 voorzien boven de wervelbedbrander 7. De gasconditioneringskamer 9 staat horizontaal opgesteld en sluit aan op de verbrandingskamers 2 en 6 boven de vernauwing 27.A variant for figure 2 has the characteristics that the first combustion chamber 2 and the second combustion chamber 6 are superimposed without using the connecting channel 5. There is also optionally a narrowing 27 provided above the fluid bed burner 7. The gas conditioning chamber 9 is arranged horizontally and connects to the combustion chambers 2 and 6 above the restriction 27.

Een mogelijke tweede variante voor figuur 2 heeft als kenmerk dat enkel de eerste verbrandingskamer 2 met brander 3 en gasconditioneringskamer 9 is voorzien met toebehoren.A possible second variant for figure 2 has the feature that only the first combustion chamber 2 with burner 3 and gas conditioning chamber 9 is provided with accessories.

Een mogelijke derde variante voor figuur 2 heeft als kenmerk dat enkel de tweede verbrandingskamer 6 met wervelbedbrander 7 en gasconditioneringskamer 9 is voorzien met optioneel een brander 3 geplaatst boven de wervelbedbrander 7.A possible third variant for figure 2 is characterized in that only the second combustion chamber 6 with fluidized bed burner 7 and gas conditioning chamber 9 is provided with optionally a burner 3 placed above the fluidised bed burner 7.

De huidige uitvinding is geenszins beperkt tot de als voorbeeld weergegeven uitvoeringsvormen en varianten van een inrichting voor het verwerken van organische reststromen en de als voorbeeld beschreven werkwijze daarbij toegepast, doch dergelijke inrichting en werkwijze kunnen volgens verschillende varianten worden verwezenlijkt zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.The present invention is by no means limited to the exemplary embodiments and variants of a device for processing organic residual streams and the method described as an example being used thereby, but such a device and method can be realized according to different variants without departing from the scope of the invention to enter.

Claims

An apparatus for processing organic residual streams, comprising at least a first combustion chamber which is provided with a burner and a second combustion chamber which is provided with a fluid bed burner and a gas conditioning chamber which is provided with an air injection system.

Device according to claim 1, characterized in that the burner comprises at least one injection lance and an air duct with air distribution plate around the injection lance, characterized in that the injection lance is constructed in such a way that the pressure drop necessary for atomizing the residual flow is realized outside the lance on the mouth of the lance and this at the exit of the liquid from the lance at high speed which approximates the sound speed of the medium.

Device according to claim 1, characterized in that the fluidised bed burner consists of an air distribution system that is constructed in such a way that the continuous discharge of material from the fluidised bed is possible and this without affecting the fluidization pattern of the fluidised bed.

Device according to claim 1, characterized in that the burner is according to claim 2 and the fluidised bed burner according to claim 3.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the first combustion chamber is provided with a system for the removal of ash.

Device as claimed in claim 5, characterized in that this system consists of one or more centrally arranged air boxes, placed in the lower part of the first combustion chamber, and wherein the air boxes are provided with blow openings for injection of air into the lower section of the first combustion chamber, and wherein the bottom of the first combustion chamber is provided with an opening, whether or not provided with an air lock, for discharging material.

Device according to claim 6, characterized in that the air box is arranged in a mass of inert material.

Device according to claim 1, 2, 3 or 4, characterized in that the fluid bed burner is according to claim 6.

Device according to claim 1, 2, 3 or 4, characterized in that the fluid bed burner is according to claim 7.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the second combustion chamber is provided with additional combustion air injection points placed above the fluidised bed burner.

Device as claimed in any of the foregoing claims, characterized in that the second combustion chamber is provided with a restriction placed above the fluid bed burner but between the fluid bed burner and the connection to the first combustion chamber.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the gas conditioning chamber consists of a space provided with one or more injection lances for the injection of ambient air.

Device as claimed in any of the foregoing claims, characterized in that the gas conditioning chamber consists of a space provided with one or more injection lances for the injection of recirculated cooled combustion gases.

Device according to claim 12 or 13, characterized in that the injection lances are mutually connected to a ring line.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the combustion chambers consist of a metal housing provided with an internal refractory lining.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the combustion gases are cooled in a heat exchanger.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that cooled combustion gases are treated in a downstream treatment system for the removal of dust and other contaminants.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the installation only embraces one combustion chamber with both a burner and a fluid bed burner.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the installation only embraces one combustion chamber with either a burner or a fluid bed burner.

A method for processing residual streams, wherein a device according to any of the aforementioned claims can be applied, which method consists essentially of successively thermally oxidizing the residual streams, conditioning the combustion gases, cooling the combustion gases in a heat exchanger and treating of the cooled combustion gases in a gas treatment installation.

Method according to claim 20, characterized in that the hot combustion gases are conditioned by mixing in recirculated cooled combustion gases, and such that the ashes are not sticky before they enter the heat exchanger.

Method according to claim 20, characterized in that the hot combustion gases are conditioned by admixing ambient air, and such that the shafts are not sticky before they enter the heat exchanger.

Method according to claim 20, characterized in that the hot combustion gases are conditioned by admixing a liquid in such a way that the shafts are not sticky before they enter the heat exchanger.

Method according to claim 20, characterized in that the thermal oxidation takes place at a temperature between 650 ° C and 1250 ° C in the combustion chambers, and wherein the temperature in the fluidised bed of the fluidised bed burner is between 400 ° C and 850 ° C and wherein the combustion gases leave the gas conditioning chamber at a temperature between 600 ° C and 850 ° C.

Device as claimed in any of the foregoing claims, characterized in that the installation is used for processing by means of thermal oxidation of residual streams from the vegetable and animal oils and fats-producing and processing industry, including biodiesel production.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the installation is used for processing by means of thermal oxidation of residual flows from the chemical and petrochemical industry, including the pharmaceutical and fertilizer industries.