EP0750731B1 - Procede de destruction, en particulier de combustion complete - Google Patents
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Classifications
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- F23G5/30—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor having a fluidised bed
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- F23G5/027—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment pyrolising or gasifying stage
Definitions
- the invention relates to a method for the complete combustion of carbon compounds, such as. B. plastics, hydrocarbons, uncoated or coated paper, sewage sludge and with halogen-containing material such as PVC, mixed wood waste, in a fluidized bed combustion chamber (1) according to the preamble of claims 1 or 2.
- carbon compounds such as. B. plastics, hydrocarbons, uncoated or coated paper, sewage sludge and with halogen-containing material such as PVC, mixed wood waste
- DE-A1 4026272 discloses the staged incineration of waste by degassing and incineration in two separate fluidized beds.
- the degassing takes place in a flue gas atmosphere by converting CO 2 into CO, which means that only a small amount of heat can be removed from the plastic gasification process by chemical setting, so that the plastic ultimately melts and encrusts.
- the resulting flammable exhaust gases are burned in a downstream combustion chamber without additional fuels at temperatures above 1200 ° C. In the gasification zone, when there is a lack of oxygen, the combustion is throttled, and when plastic waste is burned, the same melts, so that lumps form which give rise to disturbances in the fluidized bed.
- the invention has set itself the task of eliminating the disadvantages mentioned and simplifying the plant required for this, the combustion of the carbon compounds being controlled so that the formation of slag is avoided and the combustible part is completely converted into heat, with the volatile substances are first split off in a water vapor atmosphere at temperatures between 300 ° C and 850 ° C, whereby the calorific value of the substance is reduced before the actual combustion, so that the combustion temperature certainly remains below the softening of the sand and the fluidization property of the sand is not influenced by grain size.
- a preliminary stage (7) is provided in the form of a fluidized-bed fluidized fluid chamber in which the volatile substances are split off from the carbon compounds in a water vapor atmosphere, with an endothermic conversion of the water vapor into hydrogen and the volatile carbon into carbon monoxide .
- This measure reduces the calorific value of the carbon compounds, so that a lower combustion chamber temperature is reached during the actual combustion in the combustion chamber (1), at which slag formation is no longer possible.
- the conversion of plastics in a steam atmosphere does not take place quantitatively to CO, CO 2 and H 2 .
- Some of the hydrocarbons remain in the form of aliphatic C x H y compounds.
- the formation of aromatics is suppressed because they only form at very low oxygen partial pressures. At higher temperatures, aromatics already form at higher oxygen partial pressures and are therefore more difficult to suppress. The formation of soot and aromatics is undesirable and leads to the precursors of dioxins. So indirectly for the formation of dioxins.
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Abstract
Claims (10)
- Procédé pour la combustion complète de composés carbonés tels que par exemple des matières synthétiques, des hydrocarbures, du papier non couché ou couché, des boues de curage et des déchets de bois mélangés avec des matières halogénées telles que le PVC, dans une chambre de combustion (1) à lit fluidisé en présence d'un agent de fluidisation à l'état solide et gazeux, tel que par exemple du sable et de la vapeur d'eau, dans lequel les composés carbonés sont d'abord soumis à une décomposition partielle dans une étape préalable (7), ensuite on brûle les résidus encore combustibles et on brûle les produits réactionnels gazeux qui se sont formés dans l'étape préalable (7) avec les gaz d'échappement de la chambre de combustion (1) à lit fluidisé, caractérisé en ce que, pour éviter la formation de produits de condensation à poids moléculaire élevé, on procède à la transformation du carbone en deux étapes, dans lesquelles on introduit les composés carbonés devant être soumis à une combustion, avec au moins une quantité pondérale 30 fois supérieure de sable chaud provenant de la remise en circulation, à titre d'élément caloporteur, dans une atmosphère pauvre en oxygène, dans un lit turbulent de l'étape préalable (7) de la chambre de combustion (1) en lit fluidisé soumis à une fluidisation par apport de vapeur d'eau (13) et on sépare les composés carbonés dans une atmosphère de vapeur d'eau avec formation de gaz à l'eau, ainsi que les hydrocarbures aisément volatils à bas poids moléculaire, dans lesquelles les réactions de décomposition concernant les hydrocarbures à bas poids moléculaire aisément volatils qui se sont formés lors de la gazéification par mise en fusion, respectivement par scission des composés carbonés, se déroulent dans une atmosphère contenant de la vapeur d'eau à des températures supérieures à 400°C, et les produits réactionnels gazeux tels que le gaz à l'eau et les hydrocarbures à bas poids moléculaire aisément volatils sont séparés du sable et de la fraction résiduelle solide, respectivement faiblement volatile des composés carbonés, et en ce que, dans la chambre de combustion (1) en lit fluidisé, sous une atmosphère oxydante, on brûle la fraction résiduelle solide, respectivement faiblement volatile des composés carbonés tels que les hydrocarbures et le carbone qui s'est formé, avec d'autres combustibles tels que du charbon et/ou les produits réactionnels gazeux provenant de la réaction de gazéification, dans un excès d'air, en chauffant le sable.
- Procédé pour la combustion complète de composés carbonés tels que par exemple des matières synthétiques, des hydrocarbures, du papier non couché ou couché, des boues de curage et des déchets de bois mélangés avec des matières halogénées telles que le PVC, dans une chambre de combustion (1) à lit fluidisé en présence d'un agent de fluidisation à l'état solide et gazeux, tel que par exemple du sable et de la vapeur d'eau, dans lequel les composés carbonés sont d'abord soumis à une décomposition partielle dans une étape préalable (7), ensuite on brûle les résidus encore combustibles et on brûle les produits réactionnels gazeux qui se sont formés dans l'étape préalable (7) avec les gaz d'échappement de la chambre de combustion (1) à lit fluidisé, caractérisé en ce que, pour éviter la formation de produits de condensation à poids moléculaire élevé, on procède à la transformation du carbone en deux étapes, dans lesquelles on introduit les composés carbonés devant être soumis à une combustion, avec au moins une quantité pondérale 30 fois supérieure de sable chaud provenant de la remise en circulation interne, à titre d'élément caloporteur, dans une atmosphère pauvre en oxygène, dans une zone marginale turbulente de la chambre de combustion (1) en lit fluidisé, soumise à une fluidisation par apport de vapeur d'eau (13) et on sépare les hydrocarbures aisément volatils à bas poids moléculaire, dans lesquelles les réactions de décomposition concernant les hydrocarbures à bas poids moléculaire aisément volatils qui se sont formés lors de la gazéification par mise en fusion, respectivement par scission des composés carbonés, se déroulent dans une atmosphère contenant de la vapeur d'eau à des températures supérieures à 400°C, et les produits réactionnels gazeux tels que le gaz à l'eau et les hydrocarbures à bas poids moléculaire aisément volatils sont séparés du sable et de la fraction résiduelle solide, respectivement faiblement volatile des composés carbonés, et en ce que, dans la zone centrale de la chambre de combustion (1) en lit fluidisé, sous une atmosphère oxydante, on brûle la fraction résiduelle solide, respectivement faiblement volatile des composés carbonés tels que les hydrocarbures et le carbone qui s'est formé, avec d'autres combustibles tels que du charbon et/ou les produits réactionnels gazeux provenant de la réaction de gazéification, dans un excès d'air, en chauffant le sable.
- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on règle la dégazéification en abaissant la température du sable et on fait réagir les constituants aisément volatils dans l'atmosphère de vapeur d'eau en consommant de l'énergie, de préférence en hydrogène et en monoxyde de carbone, et on brûle les substances solides encore combustibles, finement divisées, subsistant dans le sable conjointement avec le sable dans la chambre de combustion (1) en lit fluidisé montée à la suite avec apport d'oxygène (insufflation d'air 5, 6, 12).
- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, dans l'étape préalable (7), on alimente, en plus de l'apport de vapeur (13), également une quantité d'oxygène réglée, en particulier sous forme d'air ou de gaz de remise en circulation, si bien que la température du mélange substances-sable qui s'évacue, ayant subi une dégazéification partielle, est maintenue, seulement en l'abaissant légèrement, en dessous de la température du sable chaud que l'on introduit, en particulier entre 450°C et 700°C.
- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on introduit de l'eau, de la vapeur d'eau et de l'air ou de l'oxygène pour le réglage de la température dans l'étape préalable (7) et en ce qu'on maintient la pression au cours de la dégazéification dans l'étape antérieure (7) à une valeur de pression absolue inférieure à 1 bar.
- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on achemine les produits réactionnels gazeux obtenus lors de la gazéification après leur évacuation de l'étape antérieure (7) à une purification du gaz (14), dans laquelle on élimine l'acide chlorhydrique qui s'est formé, ainsi que d'autres composés halogénés, de même que, le cas échéant, également l'acide sulfhydrique (figure 1).
- Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la dispersion des produits réactionnels gazeux obtenus au cours de l'étape antérieure (7) dans la chambre de combustion (1) en lit fluidisé a lieu via des injecteurs qui utilisent, à titre de milieu de propulsion, du gaz de recirculation sous pression élevée ou encore de la vapeur d'eau, et de préférence, on récupère la vapeur d'eau requise pour l'étape antérieure à partir du refroidissement des eaux usées chaudes en générant un vide dans un dégazéificateur sous vide à l'aide d'appareils à jets de vapeur.
- Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'on effectue la gazéification et la combustion dans un lit fluidisé (20), en mélangeant au préalable le combustible (11) et la vapeur (13) sous une pression inférieure, de préférence sous vide, puis on insuffle le prémélange via un injecteur à l'aide de vapeur d'eau sous pression élevée dans les zones marginales (18) du lit fluidisé (20), on le mélange intimement avec du sable chaud et on le volatilise dans une atmosphère pauvre en oxygène, en ce qu'on évacue les produits réactionnels gazeux vers le haut hors de la zone de gazéification et on les brûle avec du gaz de recirculation et/ou de l'air primaire in situ au-dessus de la zone de gazéification et en ce qu'on guide les fractions de combustibles faiblement volatiles et les résidus solides avec le sable dans une zone de combustion (19) montée à la suite, à côté ou en dessous de la zone de dégazéification, et on les soumet à une combustion ultérieure avec de l'air (12) et/ou avec du gaz de recirculation (figure 2).
- Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'on mélange avec de la vapeur d'eau les substances qui doivent être soumises à une combustion avec du sable dont la température est supérieure à 600°C, prélevée du lit fluidisé de la chambre de combustion, dans une zone marginale (18), et on gazéifie le mélange au moins partiellement, le gaz chaud qui est introduit à titre de caloporteur dans la zone marginale (18) fournissant l'énergie requise pour l'hydrogénation (figure 2).
- Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que les substances solides évacuées de la zone marginale (8) sont réchauffées à une température supérieure à 600°C par apport d'oxygène (12) et sont ensuite ramenées dans une atmosphère contenant de la vapeur d'eau pour être soumises à une dégazéification ultérieure par scission (figure 2).
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