PL231303B1

PL231303B1 - Device for burning alternative fuels and flammable solid wastes and method for burning alternative fuels and flammable solid wastes

Info

Publication number: PL231303B1
Application number: PL420796A
Authority: PL
Inventors: Wojciech Rychlicki
Original assignee: Fund Zielona Planeta
Priority date: 2017-03-09
Filing date: 2017-03-09
Publication date: 2019-02-28
Also published as: PL420796A1

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do spalania paliw alternatywnych i stałych odpadów palnych oraz sposób spalania paliw alternatywnych i stałych odpadów palnych, polegający na obniżeniu emisji pyłów oraz ograniczeniu przepływu powietrza nieuczestniczącego w procesie spalania. Urządzenie może znaleźć zastosowanie w przemyśle energetycznym - kotłowniach przemysłowych czy ciepłowniach miejskich.The subject of the invention is a device for combustion of alternative fuels and solid combustible waste and a method of combustion of alternative fuels and solid combustible waste, consisting in reducing dust emissions and limiting the air flow not participating in the combustion process. The device can be used in the energy industry - industrial boiler houses or municipal heating plants.

Z polskiego opisu zgłoszenia wynalazku P-383341 pt. „Kocioł rusztowy, sposób modernizacji kotła rusztowego oraz sposób likwidowania szkodliwych przedmuchów powietrza, niebiorącego udziału w procesie spalania w kotle rusztowym”, znany jest kocioł rusztowy, który zawiera dodatkowy kanał powietrzny z wbudowanym wentylatorem o regulowanej wydajności, przy czym pierwszy koniec dodatkowego kanału powietrznego połączony jest z przestrzenią pod rusztową znajdującą się na zewnątrz stref podmuchowych skrzyni pod rusztowej, zaś drugi koniec dodatkowego kanału powietrznego połączony jest albo z przestrzenią kanału, doprowadzającego zewnętrzne powietrze do stref podmuchowych, albo z atmosferą, albo z kanałem powietrza wtórnego komory spalania.From the Polish description of the invention application P-383341 entitled "A grate boiler, a method of modernizing a grate boiler and a method of eliminating harmful air blows that do not take part in the combustion process in a grate boiler", a grate boiler is known, which includes an additional air duct with a built-in fan with adjustable capacity, with the first end of the additional air duct connected is with the space under the grate outside the blast zones of the grate box, and the other end of the additional air duct is connected either with the space of the duct supplying external air to the blast zones, or with the atmosphere or with the secondary air duct of the combustion chamber.

Także z polskiego opisu patentowego PL 209948 znana jest komora, która charakteryzuje się tym, że utworzona jest z trzech, występujących po sobie w następującej kolejności komór przelotowych: pierwszej komory, o przekroju prostokąta wyposażonej u wylotu w zwisającą przegrodę, korzystnie zakrzywioną w jej dolnej części, drugiej komory przelotowej o przekroju owalnym, wyposażonej w płyty ułożone na dnie komory, w której następuje wstępne zgazowanie paliwa oraz trzeciej komory o przekroju zbliżonym do owalu z podwójnymi ścianami, w której następuje zżarzanie paliwa, przy czym komora ta jest otwarta od góry a jej wylot przysłonięty jest ruchomo osadzoną bezwładnościowo klapą połączoną z urządzeniem sterującym podawanie paliwa.Also from the Polish patent specification PL 209948 a chamber is known, which is characterized by the fact that it is made of three passage chambers occurring in the following sequence: the first chamber with a rectangular cross-section, equipped at the outlet with a hanging partition, preferably curved in its lower part , a second passage chamber with an oval cross-section, equipped with plates arranged at the bottom of the chamber, in which the fuel is initially gasified, and a third chamber with a cross-section similar to an oval with double walls, in which the fuel is heated, the chamber open at the top and its the outlet is covered by a movably mounted inertia flap connected to the fuel supply control device.

Również z polskiego opisu patentowego PL 206503 znany jest sposób, który polega na tym, że wprowadzane do retorty reaktora (stałe paliwo poddaje się przy ciągłym mieszaniu z przemieszczaniem się wzdłuż retorty (suszeniu i ogrzewaniu bez dostępu tlenu i procesowi karbonizacji do temperatury nie wyższej niż 800°C, a otrzymane uwęglone paliwo poddaje się wewnątrz reaktora rozdrabnianiu i spalaniu, po czym z reaktora wyprowadza się króćcem wylotowym gorące spaliny z cząstkami niedopalonego uwęglonego paliwa. Wyprowadzane gorące spaliny z cząstkami niedopalonego paliwa wprowadza się do komory paleniskowej kotła odzyskowego lub do urządzeń odzyskujących ciepło ze spalin lub korzystnie wprowadza się do urządzenia do autotermicznej waloryzacji stałych paliw, w tym odpadow ych, biomasy, w miejsce palnika rozpałkowego przejmując jego funkcję. Według odmiany sposobu do komory reaktora wprowadza się otrzymywane z innych procesów gorące spaliny lub gorącą parę lub gorące powietrze, a wprowadzane do retorty stałe paliwo poddaje się procesowi ogrzewania i suszenia. Na wyjściu z reaktora uzyskuje się wysuszone stałe paliwo, w tym odpadowe, biomasę. Urządzenie zawiera pionowy reaktor z pionową retortą posiadającą na całym obwodzie i na całej długości wzdłuż komory spalania otwory skierowane w stronę komory spalania, z przenośnikiem śrubowym przemieszczającym mieszankę w stronę dolnej części reaktora, z wentylatorem powietrza stycznie zabudowanym w ścianie dolnej części komory spalania, z króćcem wylotowym spalin lub gazów, z dolnym zamknięciem retorty. Dolne zamknięcie retorty jest poza reaktorem i zawiera dolne wyprowadzenie zwaloryzowanego paliwa.Also, from the Polish patent specification PL 206503, a method is known, which consists in the fact that the solid fuel is fed into the reactor retort (solid fuel is subjected to continuous stirring while moving along the retort (drying and heating without oxygen access and the carbonization process to a temperature not higher than 800 ° C, and the resulting carbonized fuel is subjected to grinding and combustion inside the reactor, then hot flue gases with unburnt fuel particles are led out of the reactor through the outlet stub pipe. from flue gas or preferably it is introduced into the device for autothermal valorization of solid fuels, including waste, biomass, in place of the kindling burner, taking over its function. According to a method variant, hot exhaust gases or hot steam or hot air obtained from other processes are introduced into the reactor chamber, a entered into solid fuel retorts are subjected to the process of heating and drying. At the outlet of the reactor, dried solid fuel, including waste biomass, is obtained. The device includes a vertical reactor with a vertical retort with openings all around the circumference and along the entire length along the combustion chamber, directed towards the combustion chamber, with a screw conveyor moving the mixture towards the bottom of the reactor, with an air fan tangentially built into the wall of the lower part of the combustion chamber, with a stub pipe exhaust or gas outlet, with the lower retort closure. The lower closure of the retort is outside the reactor and includes the lower outlet of the valorized fuel.

Natomiast z rosyjskich opisów patentowych RU 2559103 i RU 2552009 znane są kotły rusztowe do spalania pelletu i odpadów drewna z wirową komorą spalania z dyszami powietrza wtórnego z dyszami powietrza pierwotnego, gdzie w komorze spalania znajduje się powyżej rusztu rozprowadzanie powietrza, które chłodzi ruszt i popiół. Zespół wyładunku popiołu jest połączony z silosem.On the other hand, from Russian patents RU 2559103 and RU 2552009, grate boilers for pellet and wood waste combustion are known, with a swirl combustion chamber with secondary air nozzles with primary air nozzles, where in the combustion chamber there is an air distribution above the grate, which cools the grate and ash. The ash unloading unit is connected to the silo.

Z kolei niemiecki opis patentowy DE 102011107845 ukazuje sposób przesuwania paliwa, który polega na umieszczeniu płyty pośredniej wykonanej z blachy stalowej konstrukcyjnej między wieloma płytami bocznymi i płytki przyciskowej, która jest ruchoma w kierunku płyty bocznej i płyty pośredniej. Płytki wypychania spalanego paliwa stałego są popychane w kierunku z jednego etapu do następnego głębiej przez względny ruch do sąsiednich płytek pośrednich. Paliwo stałe spala się na płytkach do pchania i jest przenoszone do następnej głębszej płytki przyciskowej w trakcie okresu spalania. Ogólnie problemem dużych spalarni jest to, że przepływ powietrza wewnątrz komory spalania oraz komory dopalania jest często odpowiednio szybki do porwania i niesienia dużej ilości popiołów lotnych i pyłów, które ze względu na kształt typowej komory dopalania dużej spalarni są w całości unoszone bez możliwości ich częściowego grawitacyjnego opadania. Prowadzi to do wysokiej zawartości lotnych popiołówIn turn, the German patent specification DE 102011107845 shows a method of moving fuel, which consists in arranging an intermediate plate made of structural steel sheet between a number of side plates and a push plate which is movable towards the side plate and the intermediate plate. The burnt solid fuel ejector plates are pushed deeper from one stage to the next by relative movement to adjacent intermediate plates. The solid fuel burns on the push plates and is transferred to the next deeper push plate during the burn period. A general problem with large incinerators is that the air flow inside the combustion chamber and the afterburner chamber is often fast enough to entrain and carry a large amount of fly ash and dust, which due to the shape of a typical large incineration chamber are entirely lifted without the possibility of partial gravity. descent. This leads to a high content of fly ash

PL 231 303 B1 i pyłu w gazach spalinowych i sprawia konieczność zainstalowania wysokosprawnego sprzętu do oczyszczania na wylocie spalin.And dust in the flue gas and necessitates the installation of high-efficiency cleaning equipment at the flue gas outlet.

Celem wynalazku jest rozwiązanie, które umożliwi spalanie paliw alternatywnych i rozdrobnionych odpadów palnych przy obniżeniu emisji pyłów oraz ograniczenie przepływu powietrza nieuczestniczącego w procesie spalania, które może być zastosowane w małych ciepłowniach w sposób ciągły w zakresie wytwarzania energii cieplnej w zakresie od 1 MW do 5 MW, która może być wytwarzana w postaci gorącej wody i/lub oleju termalnego na niższym poziomie cenowym, aniżeli w dużych spalarniach o mocach powyżej 30 MW, które może wykorzystywać paliwa alternatywne i rozdrobnione palne odpady stałe o kaloryczności od 10 MJ/kg i zawartości wody do 35%.The aim of the invention is a solution that will enable the combustion of alternative fuels and fragmented combustible waste while reducing dust emissions and limiting the flow of air not involved in the combustion process, which can be used in small heat plants continuously in the range of heat energy production in the range from 1 MW to 5 MW. which can be produced in the form of hot water and / or thermal oil at a lower cost level than in large incinerators above 30 MW, which can use alternative fuels and comminuted combustible solid waste with a calorific value of 10 MJ / kg and a water content of up to 35%.

Urządzenie do spalania paliw alternatywnych i stałych odpadów palnych wyposażone w podajnik paliwa, lej zasypowy, ruchomy ruszt, czopuch z wyrzutnią awaryjną, komorę spalania i komorę dopalania oraz system przepustnic podawania powietrza do komory spalania, charakteryzuje się tym, że jego komorę spalania stanowi pionowy szyb o prostokątnym przekroju poprzecznym, w którego górnej części znajduje się palnik rozpałkowy, a poniżej tego palnika znajduje się ruchomy ruszt, a pierwsza komora dopalania jest połączona z komorą spalania jedną wspólną ścianą z co najmniej jednym otworem umożliwiającym przepływ do niej gazów spalinowych, gdzie kolejne komory dopalania są połączone ze sobą wspólną ścianą z co najmniej jednym otworem umożliwiającym przepływ gazów spalinowych pomiędzy nimi, przy czym komora spalania wyposażona jest w przynajmniej dwie przepustnice powietrza pierwotnego podawanego pod ruchomy ruszt oraz co najmniej jedną przepustnicę powietrza wtórnego podawanego nad ruchomy ruszt a także urządzenia do pomiaru temperatury i podciśnienia zainstalowane w komorze spalania oraz komorach dopalania, natomiast w komorze spalania pod ruchomym rusztem ma kanał wodny o stałym poziomie wody w którym umiejscowiony jest wygarniacz popiołu i żużla. Korzystnie urządzenie wyposażone jest w co najmniej dwie zasuwy odcinające dostęp powietrza do, dozownika paliwa zaopatrzonego w lej zasypowy i podajnika tłokowego podającego odpady na ruchomy ruszt w komorze spalania .W wariancie wykonania ostatnia komora dopalania jest połączona z kotłem odzysknicowym za pomocą czopucha wyposażonego w wyrzutnię awaryjną oraz czujnik podciśnienia i temperatury umiejscowiony przed wlotem do kotła odzysknicowego. Opcjonalnie ostatnia komora dopalania jest wyposażona w urządzenie do wtrysku do gazów spalinowych związków amoniaku.A device for combustion of alternative fuels and solid combustible waste, equipped with a fuel feeder, hopper, movable grate, a flue with an emergency launcher, a combustion chamber and an afterburning chamber, and a system of air supply dampers to the combustion chamber, characterized by the fact that its combustion chamber is a vertical shaft with a rectangular cross-section, in the upper part of which there is a kindling burner, and below this burner there is a movable grate, and the first afterburner chamber is connected to the combustion chamber by one common wall with at least one opening allowing the exhaust gases to flow into it, where subsequent chambers the afterburners are connected to each other by a common wall with at least one opening enabling the flow of exhaust gases between them, the combustion chamber equipped with at least two primary air throttles supplied under the movable grate and at least one secondary air throttle supplied above the movable grate There are also devices for measuring temperature and vacuum installed in the combustion chamber and after-combustion chambers, while in the combustion chamber under the movable grate there is a water channel with a constant water level in which an ash and slag scraper is located. Preferably, the device is equipped with at least two valves shutting off the access of air to a fuel dispenser equipped with a hopper and a piston feeder feeding waste onto a movable grate in the combustion chamber. and a vacuum and temperature sensor located upstream of the inlet to the heat recovery boiler. Optionally, the last post-combustion chamber is equipped with a device for injecting ammonia compounds into the flue gases.

Sposób spalania paliw alternatywnych i stałych odpadów palnych rozdrobnionych przed podaniem do spalania gdzie w komorze spalania następuje spalanie odpadów, zaś w komorach dopalania następuje proces dopalania gazów palnych a spalanie odpadów odbywa się warunkach podciśnienia, które powoduje przepływ gazów spalinowych w komorze spalania i komorach dopalania, charakteryzuje się tym, że przepływ tlenu do komory spalania kontroluje się poprzez podawanie powietrza pierwotnego przez co najmniej dwie przepustnice podające powietrze pod ruchomy ruszt oraz poprzez podawanie powietrza wtórnego przez co najmniej jedną przepustnicę nad ruchomy ruszt a gazy spalinowe z procesu spalania odpadów w komorze spalania opuszczające strefę spalania przechodzą przez otwory pomiędzy komorą spalania a komorami dopalania przynajmniej do dwóch komór dopalania, przy czym zanim gazy te po dopaleniu przejdą do kotła odzysknicowego są przetrzymywane w komorach dopalania przez dwie sekundy w temperaturze, 850°C, natomiast kanał wodny mokrego wygarniacza popiołu i żużla, dodatkowo reguluje dostęp powietrza do komory spalania, przy czym temperatury oraz podciśnienie w komorze spalania i komorach dopalania kontroluje się za pomocą czujników podciśnienia i temperatury a dodatek i ilość świeżego powietrza, które wprowadza się do komory spalania reguluje się do uzyskania średniego stężenia do 10% objętości tlenu i uzyskania temperatury gazów spalinowych opuszczających pierwszą komorę spalania w zakresie do 1000°C, oraz dopalanie gazów spalinowych w komorach dopalania odbywa się przy stężeniu do 10% objętości tlenu i temperaturze nieprzekraczającej 1200°C. Korzystnie w komorze dopalania czujnik do pomiaru temperatury i podciśnienia dokonuje pomiaru podciśnienia i temperatury gazów spalinowych przed ich wlotem do kotła odzysknicowego. W wariancie wykonania kocioł zawiera urządzenie, przez które w ostatniej komorze dopalania do gazów spalinowych wtryskiwany jest roztwór związków amoniaku umożliwiający obniżenie wtórnego poziomu NOx w gazach spalinowych.The method of combustion of alternative fuels and comminuted solid combustible waste before feeding it for combustion, where the waste is incinerated in the combustion chamber, and the combustion gases are burned in the afterburning chambers, and the waste is burned under negative pressure conditions, which causes the flow of exhaust gases in the combustion chamber and afterburning chambers, characterized by the fact that the flow of oxygen to the combustion chamber is controlled by supplying primary air through at least two throttles feeding air under the movable grate and by supplying secondary air through at least one throttle above the movable grate, and exhaust gases from the waste incineration process in the combustion chamber leaving the combustion zone passes through the openings between the combustion chamber and the after-combustion chambers into at least two after-combustion chambers, these gases being kept in the after-combustion chambers for two seconds at a temperature of 850 ° C before they pass into the waste heat boiler. while the water channel of the wet ash and slag scraper, additionally regulates the access of air to the combustion chamber, while the temperature and negative pressure in the combustion chamber and afterburning chambers are controlled by means of vacuum and temperature sensors, and the addition and amount of fresh air that is introduced into the combustion chamber are regulated to obtain an average concentration of up to 10% of the oxygen volume and to obtain the temperature of exhaust gases leaving the first combustion chamber in the range of up to 1000 ° C, and the combustion of exhaust gases in the afterburning chambers is carried out at a concentration of up to 10% of the oxygen volume and a temperature not exceeding 1200 ° C. Preferably, in the afterburning chamber, a temperature and vacuum sensor measures the vacuum and temperature of the flue gas before it enters the waste heat boiler. In an embodiment, the boiler comprises a device through which a solution of ammonia compounds is injected into the exhaust gas in the final post-combustion chamber to lower the secondary NOx level in the exhaust gas.

Przedmiot wynalazku został pokazany w przykładowym wykonaniu na rysunkach, na których fig. 1, pokazuje schemat blokowy urządzenia w widoku z góry, fig. 2 przedstawia schemat ogólny urządzenia w widoku perspektywicznym a fig. 3 przedstawia schemat blokowy kanału wodnego i komory spalania w widoku bocznym.The subject of the invention has been shown in an exemplary embodiment in the drawings, in which fig. 1 shows a block diagram of the device in top view, fig. 2 shows a general diagram of the device in perspective view and fig. 3 shows a block diagram of a water channel and a combustion chamber in a side view. .

Urządzenie do spalania paliw alternatywnych i stałych odpadów palnych wyposażone jest w podajnik taśmowy 1 paliwa z dozownikiem paliwa 2 wyposażonym w lej zasypowy 2A, komorę spalania 3,A device for burning alternative fuels and solid combustible waste is equipped with a belt feeder 1 for fuel with a fuel dispenser 2 equipped with a hopper 2A, a combustion chamber 3,

PL 231 303 B1 którą stanowi pionowy szyb o prostokątnym przekroju poprzecznym, w którego górnej części znajduje się palnik rozpałkowy 5 a pod nim ruchomy ruszt 4, zaś pod ruchomym rusztem 4 znajduje się kanał wodny 16 o stałym poziomie wody z wygarniaczem zgrzebłowym 6 popiołu i żużla. Urządzenie ma dwie komory dopalania 8 oraz czopuch 11 łączący je z kotłem odzysknicowym 12. Pierwsza komora dopalania 8 jest połączona z komorą spalania 3 jedną wspólną ścianą 7 z otworem umożliwiającym przepływ gazów spalinowych, gdzie kolejne komory dopalania 8 są połączone ze sobą jedną wspólną ścianą 9 z otworem umożliwiającym przepływ gazów spalinowych z jednej komory do drugiej, przy czym komora spalania 3 wyposażona jest w dwie przepustnice 14 powietrza pierwotnego podawanego pod ruchomy ruszt 4 i przepustnicę 15 powietrza wtórnego podawanego nad ruchomy ruszt 4 a także czujniki 13 do pomiaru temperatury i podciśnienia w komorze spalania 3 i komorach dopalania 8. Ostatnia komora dopalania 8 jest wyposażona w urządzenie 10, służące do wtrysku do gazów spalinowych związków amoniaku, w przypadku gdyby zaistniała konieczność obniżenia poziomu emisji NOx poniżej obowiązujących aktualnie norm emisyjnych. Urządzenie wyposażone jest w dwie zasuwy 2B i 2C odcinające dostęp powietrza do dozownika paliwa 2 wyposażonego w lej zasypowy 2A i podajnik tłokowy 2D podający odpady na ruchomy ruszt 4 w komorze spalania 3. Urządzenie jest wykonane z żaroodpornych elementów ceramicznych wykonanych z materiału ognioodpornego sprzedawanego pod nazwą handlową Mulcast, Bolcast lub Boal, pozwalającego na pracę w temperaturze do 1600°C. Wewnętrzne ściany komory spalania 3 oraz komór dopalania 8 są zbudowane z warstwy materiału ognioodpornego mocowanego do konstrukcji stalowej. W przykładowym wykonaniu urządzenie rozgrzewane jest za pomocą palnika olejowego 5, po czym proces spalania paliwa odbywa się w sposób auto-termiczny. Spalanie paliwa w komorze spalania 3 odbywa się na ruchomym ruszcie 4 z ograniczonym dostępem tlenu, którego podawanie jest kontrolowane za pomocą systemu przepustnic 14 oraz przepustnic 15.PL 231 303 B1, which is a vertical shaft with a rectangular cross-section, in the upper part of which there is a firing burner 5 and a movable grate 4 below it, and under the movable grate 4 there is a water channel 16 with a constant water level with a scraper 6 of ash and slag. . The device has two after-combustion chambers 8 and a flue 11 connecting them to the waste heat boiler 12. The first after-combustion chamber 8 is connected to the combustion chamber 3 by one common wall 7 with an opening allowing the passage of exhaust gases, where successive after-combustion chambers 8 are connected to each other by one common wall 9 with an opening allowing the flow of exhaust gases from one chamber to the other, the combustion chamber 3 being equipped with two primary air throttles 14 supplied under the movable grate 4 and a secondary air throttle 15 supplied over the movable grate 4, as well as sensors 13 for temperature and vacuum measurement in combustion chamber 3 and after-combustion chambers 8. The last after-combustion chamber 8 is equipped with a device 10 for injecting ammonia compounds into the flue gases in the event that it is necessary to reduce the NOx emission level below the current emission standards. The device is equipped with two gate valves 2B and 2C shutting off the access of air to the fuel dispenser 2 equipped with a hopper 2A and a 2D piston feeder that feeds waste onto a movable grate 4 in the combustion chamber 3. The device is made of heat-resistant ceramic elements made of fireproof material sold under the name commercial Mulcast, Bolcast or Boal, allowing operation at temperatures up to 1600 ° C. The internal walls of the combustion chamber 3 and the after-combustion chambers 8 are made of a layer of fireproof material fastened to the steel structure. In an exemplary embodiment, the device is heated by an oil burner 5, after which the fuel combustion process takes place in an auto-thermal manner. The combustion of fuel in the combustion chamber 3 takes place on a movable grate 4 with limited oxygen access, the supply of which is controlled by a system of dampers 14 and dampers 15.

Sposób spalania paliw alternatywnych i stałych odpadów palnych polega na tym, że paliwo za pomocą zamkniętego podajnika taśmowego 1 jest podawane do dozownika 2 paliwa, zaopatrzonego w lej zasypowy 2A, skąd za pomocą systemu zasuw 2B i 2C podawane jest na podajnik tłokowy 2D do komory spalania 3 po czym odpady spala się w komorze spalania 3 na ruchomym ruszcie 4, zaś w komorach dopalania 8 następuje proces dopalania gazów palnych a spalanie odpadów odbywa się warunkach podciśnienia, które powoduje przepływ gazów spalinowych w komorze spalania 3 i komorach dopalania 8. Przepływ tlenu do komory spalania 3 kontroluje się poprzez podawanie powietrza pierwotnego przez przepustnice 14 podającą powietrze pod ruchomy ruszt 4 oraz poprzez podawanie powietrza wtórnego przez dwie przepustnice 15 nad ruchomy ruszt 4 a gazy spalinowe z procesu spalania odpadów w komorze spalania 3, które opuszczają strefę spalania przedostają się przez otwór w ścianie 7 do komory dopalania 8 i przez otwór w ścianie 9 do drugiej komory dopalania 8 gdzie są przetrzymywane przez dwie sekundy w temperaturze 850°C, po czym przechodzą do kotła odzysknicowego 12. Pod ruchomym rusztem 4 w komorze spalania 3 znajduje się kanał wodny 16 o stałym poziomie wody z wygarniaczem 6 popiołu i żużla, który to kanał także reguluje dostęp powietrza do komory spalania 3. Temperatury oraz podciśnienie w komorze spalania 3 i w komorach dopalania 8 kontroluje się za pomocą czujników 13 podciśnienia i temperatury zamontowanych w tych komorach. Dodatek i ilość świeżego powietrza, które wprowadza się do komory spalania 3 reguluje się w celu uzyskania średniego stężenia do 10% objętości tlenu i uzyskania temperatury gazów spalinowych opuszczających pierwszą komorę spalania w zakresie do 1000°C, samo dopalanie gazów spalinowych w komorach dopalania 8 odbywa się przy stężeniu do 10% objętości tlenu i temperaturze nieprzekraczającej 1200°C.The method of burning alternative fuels and solid combustible waste is based on the fact that the fuel is fed to the fuel dispenser 2, equipped with a hopper 2A, by means of a closed belt feeder 1, from where it is fed to the piston feeder 2D to the combustion chamber by means of a gate system 2B and 2C. 3, then the waste is burned in the combustion chamber 3 on the movable grate 4, and in the afterburning chambers 8, the combustion of flammable gases takes place, and waste combustion takes place under negative pressure conditions, which causes the flow of exhaust gases in the combustion chamber 3 and after-combustion chambers 8. Oxygen flow to the combustion chambers 3 are controlled by supplying primary air through dampers 14 feeding air under the moving grate 4 and by supplying secondary air through two dampers 15 above the movable grate 4, and the exhaust gases from the waste incineration process in the combustion chamber 3, which leave the combustion zone, pass through an opening in the wall 7 into the afterburner chamber 8 and through the opening in the wall 9 to the second afterburning chamber 8 where they are kept for two seconds at the temperature of 850 ° C, then they are transferred to the waste heat boiler 12. Under the movable grate 4 in the combustion chamber 3 there is a water channel 16 with a constant water level with an ash and slag scraper 6, the channel also regulates the access of air to the combustion chamber 3. The temperatures and the negative pressure in the combustion chamber 3 and the afterburning chambers 8 are monitored by means of vacuum and temperature sensors 13 installed in these chambers. The addition and amount of fresh air that is introduced into the combustion chamber 3 is regulated in order to obtain an average concentration of up to 10% by volume of oxygen and to obtain the temperature of the exhaust gases leaving the first combustion chamber in the range of up to 1000 ° C, the combustion of exhaust gases in the after-combustion chambers 8 itself takes place up to 10% oxygen by volume and temperature not exceeding 1200 ° C.

Powietrze do przepustnic 14 komory spalania urządzenia podawane jest przez czerpnię powietrza zamontowaną w magazynie paliwa, co skutecznie eliminuje powstawanie odorów, ponieważ w magazynie paliwa panuje lekkie podciśnienie. W wyniku procesu spalania paliwa z ograniczonym dostępem tlenu powstaje mieszanina gazów palnych, których proces dopalania odbywa się w komorach dopalania 8. Przetrzymanie gazów spalinowych w komorach dopalania 8 pozwala na całkowite dopalenie lotnych związków organicznych i na dokonanie rozkładu węglowodorów pierścieniowych, które pod wpływem wysokiej temperatury i czasu retencji gazów rozkładają się na nieszkodliwe węglowodory proste ulegające procesowi dopalania. Żużel i popiół z procesu spalania spada z ruchomego rusztu 4 do kanału wodnego 16 skąd jest wygarniany za pomocą wygarniacza zgrzebłowego 6 do kontenera na zewnątrz. Gazy spalinowe po dopaleniu w komorach dopalania 8 są kierowane za pośrednictwem czopucha 11 do kotła odzysknicowego 12. Czopuch 11 łączący urządzenie z kotłem odzysknicowym 12 jest wyposażony w wyrzutnię awaryjną, która jest automatycznie otwierana w przypadku awarii systemu zasilania urządzenia lub w przypadku konieczności odcięcia dopływu spalin do kotła odzysknicowego 12. Kocioł odzysknicowy 12 może być kotłem wodnym lub kotłem na olej termalny, który składa sięThe air to the throttles 14 of the combustion chamber of the device is supplied through the air intake installed in the fuel store, which effectively eliminates odors, as there is a slight underpressure in the fuel store. As a result of the combustion process of fuel with limited oxygen access, a mixture of combustible gases is formed, the afterburning process of which takes place in the afterburning chambers 8. Holding the exhaust gases in the afterburning chambers 8 allows for complete combustion of volatile organic compounds and for the decomposition of annular hydrocarbons, which under the influence of high temperature and retention time of gases decompose into harmless simple hydrocarbons subject to the afterburning process. Slag and ash from the combustion process falls from the movable grate 4 into the water channel 16 from where it is shoveled by the scraper 6 into the container outside. After afterburning in the afterburning chambers 8, the flue gases are directed through the flue 11 to the waste heat boiler 12. The flue 11 connecting the device with the recovery boiler 12 is equipped with an emergency ejector, which is automatically opened in the event of a failure of the device power supply system or in the event of the need to cut off the exhaust gas supply to a waste heat boiler 12. The waste heat boiler 12 can be a water boiler or a thermal oil boiler, which consists of

PL 231 303 B1 z kilku sekcji orurowania, na powierzchni, którego odbywa się znany proces wymiany ciepła pomiędzy spalinami, a nośnikiem ciepła. Przepływ spalin od ich powstania w urządzeniu poprzez ich przejście przez kocioł odzysknicowy reguluje wentylator główny wytwarzający w urządzeniu podciśnienie. Wynalazek obejmuje kontrolę dostępu powietrza do komory spalania 3 poprzez zastosowanie szczelnego systemu podawania obejmującego system zasuw 2B i 2C w leju zasypowym 2A oraz podajnik tłokowy 2D podający odpady na ruchomy ruszt 4, jak również poprzez system przepustnic 14, 15 pozwalających na pełną kontrolę doprowadzania powietrza pierwotnego i powietrza wtórnego do komory spalania 3. Doprowadzanie powietrza do komory spalania odbywa się dwoma niezależnymi wlotami, które obejmują podawanie powietrza pierwotnego, przez co najmniej dwie przepustnice 14 bezpośrednio pod ruchomy ruszt 4 oraz powietrza wtórnego, przez co najmniej jedną przepustnicę 15 nad ruchomy ruszt 4. Ruchomy ruszt 4 jest umiejscowiony na dwóch betonowych fundamentach, które zapewniają szczelność komory spalania 3. Szczelność komory spalania 3 jest dodatkowo uzyskiwana poprzez umiejscowienie pod ruchomym rusztem 4 kanału wodnego 16 o stałym poziomie wody, w którym znajduje się zgrzebłowy wygarniacz 6 popiołu i który to kanał wodny zabezpiecza komorę spalania 3 przed zasysaniem niekontrolowanego powietrza do komory spalania 3. Korzystne warunki procesu spalania odpadów uzyskuje się, gdy ilość powietrza pierwotnego i wtórnego podanego do komory spalania nie przekracza 10%, a temperatura spalania na ruszcie w pierwszej komorze spalania nie przekracza 1000°C. Proces dopalania gazów spalinowych w komorach dopalania 8 odbywa się przy parametrach nieprzekraczających temperatury spalania na poziomie 1200°C, co zapewnia kontrolowanie procesu powstawania wtórnego poziomu NOx, uzależnionego od parametrów procesu spalania odpadów. Każda strefa podawania pod ruchomy ruszt 4 powietrza pierwotnego jest wyposażona w przepustnicę do regulacji i kontroli strumienia powietrza w zakresie od 0% do 100% przepływu powietrza. Korzystny proces spalania w komorze spalania 3 zapewnia ruchomy ruszt 4, który charakteryzuje się wyższym obciążeniem termicznym w przeliczeniu na 1 m2 rusztu od rusztów schodkowych stosowanych w dużych spalarniach. Efektywny sposób dopalania gazów spalinowych w komorach dopalania 8 zapewniają, co najmniej dwie komory dopalania 8 zapewniające odpowiedni czas retencji gazów oraz kształt otworów pomiędzy komorami spalania i dopalania. Podział urządzenia na komory dopalania zapewnia odpowiednią turbulencję gazów spalinowych przy przechodzeniu gazów spalinowych pomiędzy komorami dopalania 8, przez co uzyskuje się bardzo dobre efekty dopalania lotnych związków organicznych i części palnych odpadów zawartych w popiołach lotnych gazów spalinowych. Komory dopalania 8 urządzenia są zaopatrzone w dolnej części w leje pozwalające na grawitacyjne opadanie pyłów z gazów spalinowych przy przepływie gazów spalinowych pomiędzy komorami. Dodatkowo komory dopalania 8 są zaopatrzone w drzwiczki rewizyjne, pozwalające na dostęp do każdej z komór dopalania przy dokonywaniu przeglądów urządzenia.From several sections of piping, on the surface of which takes place the known process of heat exchange between the exhaust gas and the heat carrier. The flow of exhaust gases from their formation in the device through their passage through the waste heat boiler is regulated by the main fan generating a negative pressure in the device. The invention covers the control of air access to the combustion chamber 3 through the use of a sealed feed system including a damper system 2B and 2C in the hopper 2A and a piston feeder 2D feeding waste onto a moving grate 4, as well as through a system of dampers 14, 15 allowing for full control of the primary air supply. and secondary air to the combustion chamber 3. Air supply to the combustion chamber takes place through two independent inlets that include the supply of primary air through at least two dampers 14 directly under the movable grate 4 and secondary air through at least one throttle 15 above the movable grate 4 The movable grate 4 is located on two concrete foundations, which ensure the tightness of the combustion chamber 3. The tightness of the combustion chamber 3 is additionally obtained by placing under the movable grate 4 a water channel 16 with a constant water level, in which there is an ash scraper 6 and which is the water channel protects the combustion chamber 3 against sucking uncontrolled air into the combustion chamber 3. Favorable conditions for the waste incineration process are obtained when the amount of primary and secondary air supplied to the combustion chamber does not exceed 10%, and the combustion temperature on the grate in the first combustion chamber does not exceed 1000 ° C. The combustion gas afterburning process in the afterburning chambers 8 takes place at parameters not exceeding the combustion temperature at the level of 1200 ° C, which ensures that the process of generating the secondary NOx level is controlled, depending on the parameters of the waste combustion process. Each feed zone for the movable primary air grate 4 is equipped with a damper to regulate and control the air flow in the range from 0% to 100% of the air flow. A favorable combustion process in the combustion chamber 3 is provided by a movable grate 4, which is characterized by a higher thermal load per 1 m2 of grate than the stepped grates used in large incinerators. An efficient method of afterburning of exhaust gases in the afterburning chambers 8 is ensured by at least two afterburning chambers 8 ensuring a suitable gas retention time and the shape of the openings between the combustion and afterburning chambers. The division of the device into afterburning chambers ensures adequate turbulence of exhaust gases during the passage of exhaust gases between the afterburning chambers 8, thus obtaining very good effects of afterburning of volatile organic compounds and part of the combustible waste contained in the flue gas ash. The after-combustion chambers 8 of the device are provided in the lower part with funnels that allow the gravitational fall of dust from the flue gas as the flue gas flows between the chambers. Additionally, the afterburning chambers 8 are provided with an inspection door, allowing access to each of the afterburning chambers when inspecting the device.

Claims

Patent claims

1.A device for combustion of alternative fuels and solid combustible waste, equipped with a fuel feeder, hopper, movable grate, a flue with an emergency launcher, a combustion chamber and an afterburning chamber and a system of air supply dampers to the combustion chamber, characterized in that the combustion chamber (3) it is a vertical shaft with a rectangular cross-section, in the upper part of which there is a kindling burner (5), and below this burner there is a movable grate (4), with the combustion chamber (3) connected to the first afterburner chamber (8) with one common wall (7), with at least one opening allowing the passage of exhaust gases, where successive after-combustion chambers (8) are connected to each other by one common wall (9), with at least one opening allowing the passage of exhaust gases from one chamber to the other, while the combustion chamber (3) is equipped with at least two primary air throttles (14) fed under the movable grate (4) and not less than one pass secondary air (15) fed over the movable grate (4) as well as devices (13) for measuring temperature and negative pressure in the combustion chamber (3) and after-burning chambers (8), also under the movable grate (4) in the water channel (16) with a constant water level, there is an ash and slag scraper (6).

2. The device according to claim A fuel dispenser (2) provided with a hopper (2A) and a piston feeder (2D) feeding waste onto a movable grate (4) in the combustion chamber (2), according to claim 1, characterized by the fact that it has at least two shutters (2B and 2C) cutting off the air access to a fuel dispenser (2) provided with a hopper (2A) and a piston feeder (2D). 3).

PL 231 303 B1

3. The device according to claim The method of claim 1, characterized in that the last post-combustion chamber (8) is connected to the heat recovery boiler (12) by a flue (11) equipped with an emergency launcher and a vacuum and temperature sensor (13) located upstream of the inlet to the heat recovery boiler (12).

4. The device according to claim The method of claim 1, characterized in that the last afterburner chamber (8) is preferably provided with a device (10) for injecting ammonia compounds into the exhaust gas.

5. The method of burning alternative fuels and comminuted solid combustible waste before feeding it for combustion, where the waste is incinerated in the combustion chamber, and the combustion gases are burned in the afterburning chambers and the waste is incinerated under negative pressure, which causes the flow of exhaust gases in the combustion chamber and chambers afterburning, characterized in that the flow of oxygen to the combustion chamber (3) is controlled by supplying primary air through at least two dampers (14), supplying air to the movable grate (4) and by supplying secondary air through at least one throttle (15) over the movable grate (4) and the exhaust gases from the waste incineration process in the combustion chamber (3), leaving the combustion zone, pass through the openings between the chambers (3 and 8) to at least two afterburning chambers (8), and before the after-combustion gases go to the boiler the heat recovery unit (12) are held in the afterburner chambers (8) for two seconds at temperature , 850 degrees C, while under the movable grate (4), a water channel (16) with a constant water level with an ash and slag scraper (6), additionally regulates the access of air to the combustion chamber (3), while the temperature and negative pressure in the combustion chamber (3) ) and at least two afterburning chambers (8) are monitored by means of vacuum and temperature sensors (13), and the addition and amount of fresh air that is introduced into the combustion chamber (3) is regulated to obtain an average concentration of up to 10% of the oxygen volume and obtain the temperature exhaust gases leaving the combustion chamber in the range up to 1000 ° C, and the afterburning of exhaust gases in the afterburning chambers takes place at a concentration of up to 10% of the oxygen volume and a temperature not exceeding 1200 ° C.

6. The method according to p. The method of claim 5, characterized in that in the last afterburning chamber (8), a sensor (13) measures the vacuum and temperature of the exhaust gases before their inlet to the waste heat boiler (12).

7. The method according to p. A process as claimed in claim 5, characterized in that a solution of ammonia compounds is injected into the exhaust gas through the device (10) in the last after-burning chamber (8) to allow the reduction of a secondary NOx level in the exhaust gas.