專利名稱：用于處理灰分的方法以及灰分處理裝置的制作方法
用于處理灰分的方法以及灰分處理裝置根據(jù)權(quán)利要求I的前序部分，本發(fā)明涉及一種用于處理灰分的方法。根據(jù)權(quán)利要求6的前序部分，本發(fā)明還涉及灰分處理裝置。生產(chǎn)燃料的一種方式為使碳質(zhì)原料氣化，其中碳質(zhì)原料變?yōu)榭扇紵臍怏w。特別流行的原料包括廢料，其通常為有機(jī)材料，比如不同類型的木材廢料和包裝廢料(例如，紙板和紙)。這些材料也稱為回收的燃料。氣化通常在空氣不足的條件下，在高溫下于流化床工藝中發(fā)生。所得到的產(chǎn)品氣體適宜在例如常規(guī)動(dòng)力裝置的鍋爐中燃燒。在其燃燒之前，在氣化中產(chǎn)生的產(chǎn)品氣體必須通過(guò)除去不同的固體和其他雜質(zhì)而被純化。從產(chǎn)品氣體分離的所謂的飛灰含有原料的重金屬、氯和堿金屬中的大多數(shù)?；曳值慕M成取決于氣化的原料。灰分含有使其成為危險(xiǎn)廢料的可溶性組分。提供用于被分類為危險(xiǎn)廢料的灰分級(jí)分的處理場(chǎng)所。然而，在純化由氣化器產(chǎn)生的氣體中得到的灰分具有高含量的煙灰(10-40% )，由于碳含量超過(guò)容許的限度，煙灰使得灰分的最終處理變復(fù)雜。這種灰分可在危險(xiǎn)廢料處理裝置中經(jīng)受專門的處理，但是這相對(duì)昂貴。芬蘭專利FI 110266公開了一種用于處理已經(jīng)在氣化裝置中的來(lái)自氣化的產(chǎn)品氣體的含有煙灰的固體的方法。在該方法中，將具有高煙灰含量并且從產(chǎn)品氣流中分離的灰分引入到流化床反應(yīng)器，流化床反應(yīng)器用作氧化器，在這里該灰分在800-900°C的溫度下燃燒，以將碳氧化為二氧化碳。燃燒煙道氣作為二次氣化氣體被改向至氣化器。在這之前，將灰分從煙道氣中分離。然而，再循環(huán)煙道氣的這樣的解決方案存在問(wèn)題，因?yàn)閬?lái)自氧化的另外的氣流富含氧，這使得氣化過(guò)程的控制更加困難。另外，由于部分容量被煙道氣流占據(jù)，容量降低，這增加了通過(guò)氣化器的惰性氣流。本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)是呈現(xiàn)一種用于處理富含煙灰的灰分但是同時(shí)用于最終處理通過(guò)脫煙灰(除去碳?xì)堅(jiān)?產(chǎn)生的煙道氣的方法。為了實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)，本發(fā)明的方法主要的特征在于呈現(xiàn)在所附權(quán)利要求I的特征部分。在本發(fā)明中，從氣化的產(chǎn)品氣體分離的飛灰在不高于800°C的溫度下被流化床燃燒氧化，在第二步，通過(guò)流化床燃燒產(chǎn)生的氣體在獨(dú)立的燃燒過(guò)程中例如在單獨(dú)的燃燒室中在至少850°C的溫度下燃燒。通過(guò)本發(fā)明，氣化灰分中的煙灰含量可降低至容許的水平，而無(wú)需分解灰分中的氯化合物，并且在分離灰分之后，剩余的氣體可在廢料指令所需的條件下在高溫下燃燒。氯化物在流化床燃燒的相對(duì)低的溫度下不蒸發(fā)，但是與灰分一起被除去?；曳挚瑟?dú)立于氣化過(guò)程例如當(dāng)不運(yùn)行氣化過(guò)程時(shí)被處理。此外，可不考慮彼此調(diào)節(jié)氣化過(guò)程和灰分處理過(guò)程。以下，結(jié)合附圖
來(lái)更詳細(xì)地描述本發(fā)明，該附圖為灰分處理裝置的工藝流程圖。氣化過(guò)程同樣地已知，不再更詳細(xì)地描述。原料為通常所謂的回收的燃料，其包括不同類型的城市廢料和工業(yè)廢料，通常為適于能量產(chǎn)生的固體碳質(zhì)燃料。將從自燃料氣化得到的可燃產(chǎn)品氣流中分離的熱的飛灰，在圖中所示的裝置中處理。通常，這樣的裝置位于與氣化器本身和用于燃燒產(chǎn)品氣體的動(dòng)力裝置的主鍋爐相同的動(dòng)力裝置中，以產(chǎn)生能量。氣化過(guò)程以及從該過(guò)程分離并作為原料供應(yīng)至裝置的灰分用虛線表示。將具有高含量的呈源自氣化燃料的煙灰形式的未經(jīng)反應(yīng)的碳的該灰分，與另外的燃料一起引入到流化床反應(yīng)器1，在這里通過(guò)供應(yīng)到反應(yīng)器中的含氧空氣發(fā)生燃燒。另外的燃料不是必需的，但是燃燒所需的溫度可僅通過(guò)包含在灰分中的可燃碳來(lái)達(dá)到。流化床反應(yīng)器還含有固體床材料(沙子、石灰石,等)，如果需要,可加入這些固體床材料。流化床反應(yīng)器I為循環(huán)流化床反應(yīng)器，其具有由旋風(fēng)器2和返回管3形成的用于床材料的返回循環(huán)。在空氣不足下操作反應(yīng)器，以達(dá)到600-800°C之間的氧化溫度。有利地，氧化溫度為約720。。。反應(yīng)器I的熔爐為完全耐火材料襯里的(絕熱的)；換言之，其不含吸收燃燒熱量的傳熱表面。在床材料的返回循環(huán)中，可使用換熱器4來(lái)調(diào)節(jié)氧化溫度。在圖中的情況下，流化床反應(yīng)器為循環(huán)流化床(CFB)反應(yīng)器。如果可使得灰分足夠粗糙，則還可使用鼓泡流化床(BFB)。 將灰分的較粗糙的級(jí)分以底灰形式從反應(yīng)器I的下部除去，而在旋風(fēng)器2中不被分離至返回循環(huán)的較細(xì)級(jí)分被煙道氣攜帶沿著煙道氣管道5進(jìn)入灰分分離器6 (旋風(fēng)器)，在這里將其分離，并將煙道氣引向燃燒室7。在燃燒室中，氣體在于煙道氣處測(cè)得的短暫地(至少2秒)至少850°C的較高溫度下燃燒，以達(dá)到根據(jù)廢料焚燒指令(waste incinerationdirective,WID)的條件。如果需要，將維持燃料(其可為天然氣或油)沿著管線8引入到燃燒室7。在動(dòng)力裝置中，燃燒室7為與主鍋爐分離的獨(dú)立單元，并且由其產(chǎn)生的煙道氣在純化后被排放到空氣中。在燃燒室7的下游，將煙道氣引向煙道氣鍋爐9，在這里其通過(guò)傳熱介質(zhì)(例如，在管道中流動(dòng)的水或水蒸氣)被冷卻。煙道氣鍋爐9可在與燃燒室7相同的鍋爐中整合。將已冷卻的煙道氣沿著管道10引向最終的氣體過(guò)濾器11，該氣體過(guò)濾器可為袋式過(guò)濾器。最后，還可存在其他氣體純化裝置，比如催化劑(例如NOx催化劑)。將已純化的煙道氣引向煙囪12或動(dòng)力裝置的主鍋爐的煙囪，或引向主鍋爐的后部通路的適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)?；曳痔幚硌b置的煙道氣和動(dòng)力裝置主鍋爐的煙道氣還可具體共同的氣體純化器，其中將氣體沿著管道10引向主鍋爐的后部通路的適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)。另外，氣體過(guò)濾器11可用主鍋爐的過(guò)濾器代替。該圖還顯示將助劑供應(yīng)至灰分分離器6上游的煙道氣管道5 (箭頭A)和冷卻器下游、氣體過(guò)濾器11上游的管道(箭頭B)兩者中。這些助劑可由具有比待分離的灰分的粒度粗的粒度的固體組成，以促進(jìn)灰分的分離。
權(quán)利要求
1.一種處理灰分的方法，其中將飛灰從由燃料氣化得到的產(chǎn)品氣流中分離，將該飛灰在流化床燃燒中燃燒，以降低灰分中的碳含量，隨后處理來(lái)自燃燒的煙道氣，其特征在于 在第一步，在不高于800°C的溫度下將灰分在流化床燃燒中燃燒，以降低碳含量，和 在第二步，將煙道氣在獨(dú)立的燃燒過(guò)程中燃燒，燃燒條件達(dá)到至少850°C的溫度。
2.權(quán)利要求I的方法，其特征在于在燃燒過(guò)程之前，將在流化床燃燒的煙道氣中夾帶的細(xì)灰分材料從其中分離。
3.權(quán)利要求I或2的方法，其特征在于所述流化床燃燒在循環(huán)流化床(CFB)中發(fā)生。
4.前述權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)的方法，其特征在于在流化床燃燒之后，碳?xì)堅(jiān)挤蛛x的總灰分量的小于5%重量。
5.前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其特征在于在將煙道氣燃燒之后得到的氣體與來(lái)自動(dòng)力裝置的主鍋爐的煙道氣一起在一個(gè)或多個(gè)純化步驟中純化。
6.一種灰分處理裝置，所述裝置具有流化床反應(yīng)器(I)，所述流化床反應(yīng)器(I)被配置以燃燒從由燃料氣化得到的產(chǎn)品氣流分離的飛灰，其特征在于將流化床反應(yīng)器(I)的煙道氣管道(5)引向單獨(dú)的燃燒室(7)，用于在獨(dú)立的燃燒過(guò)程中燃燒煙道氣，并且燃燒室(7)的燃燒溫度可調(diào)節(jié)至比流化床反應(yīng)器(I)的燃燒溫度高的溫度。
7.權(quán)利要求6的灰分處理裝置，其特征在于所述煙道氣管道(5)包含灰分分離器(6)，用于分離被煙道氣攜帶的灰分級(jí)分。
8.權(quán)利要求6或7的灰分處理裝置，其特征在于所述流化床反應(yīng)器(I)為循環(huán)流化床(CFB)反應(yīng)器。
9.權(quán)利要求6或8的灰分處理裝置，其特征在于所述流化床反應(yīng)器(I)的熔爐完全絕熱。
10.權(quán)利要求6-8中任一項(xiàng)的灰分處理裝置，其特征在于在燃燒室(7)的下游提供煙道氣鍋爐(9)，通過(guò)該煙道氣鍋爐弓I導(dǎo)傳熱介質(zhì)的流動(dòng)，用于冷卻煙道氣。
全文摘要
在處理灰分的方法中，將飛灰從由燃料氣化得到的產(chǎn)品氣流中分離，將該飛灰在流化床燃燒中燃燒，以降低灰分的碳含量。隨后，處理來(lái)自燃燒的煙道氣。在第一步，在不高于800℃的溫度下將灰分在流化床燃燒(流化床反應(yīng)器1)中燃燒，以降低碳含量，在第二步，將煙道氣在獨(dú)立的燃燒過(guò)程(燃燒室7)中燃燒，燃燒條件達(dá)到至少850℃的溫度。
文檔編號(hào)C10J3/54GK102676231SQ20121007891
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月14日
發(fā)明者J·伊薩克森 申請(qǐng)人:美特索電力公司