燃烧材料方法以及相关设备技术

本发明专利技术涉及一种用于材料（Ｘ）燃烧的方法（１），所述方法包括以下步骤：（ａ）将优选压紧的材料（Ｘ）插入反应室（３）中并且关闭所述室（３）；（ｂ）以彼此正确的化学计量比将可燃气体流和相对应的助燃气体流注射到反应室（３）中，以便激活材料（Ｘ）的燃烧；（ｃ）在没有再引入气体的情况下，继续诸如碳的可氧化元素与存在的氧的热化学反应；（ｄ）注射助燃气体，以给材料（Ｘ）中存在的可氧化元素的热化学反应供料，直到温度停止升高为止；（ｅ）打开节流阀（５）以排出气体，而同时继续在基本恒定的压力下引入助燃气体，直到全部剩余的碳已经氧化、强结合的氧化物已经受到热解并且所存在的金属已经氧化为止。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种尤其适用于垃圾发电厂的、用于材料燃烧的方法以及相关设备。
技术介绍
在许多部门中，通过燃烧来破坏材料很长时间以来仅被认为是用于除去不需要的 大量材料的方法。最近几十年来，模式已经扩展，所述模式建议使用在这些材料燃烧期间所 产生的能量。遵循可以延伸到任何类型的材料的考虑因素首先涉及垃圾，所述垃圾因为其 尺寸、数量和环境风险而提供以上所指出的显著示例。今天，城市固体垃圾尤其在意大利是一个大问题，在意大利，所产生的垃圾的大约 75%仍然最终填埋在垃圾填埋场中这导致分布广范的地域污染以及较高的处置和清洁成 本。因此，由于当前情形的无法维持的本质，必须开发可替代的垃圾管理模式。毫无疑 问，由垃圾发电(在能量回收的情况下焚烧)所代表的这方面的进步可以有助于发电，借助 所述垃圾发电，垃圾应当理解为可再生能源。垃圾发电是一种现代的高效系统，其从欧洲扩展到世界其它地方。由于垃圾发电， 可以使用垃圾的热值，并且由垃圾燃烧所释放的热可以转化成电(或者热能，所述热能可 以用于区域供热)，减少了对环境的总体影响。垃圾发电厂是一种垃圾焚烧炉，所述垃圾焚烧炉能够使用垃圾的热含量来产生 热，以便加热水(或者其它流体)，并且最终产生电或者将已加热的水传送到待加热的环境 和区域。因此，所述垃圾焚烧炉与现有的焚烧炉不同，所述现有的焚烧炉仅进行垃圾的热破 坏，而没有产生能量。垃圾发电厂的使用看来带表了解决过满的垃圾填埋场问题的一种方 式。焚烧炉是主要通过高温燃烧方法(焚烧)而用于垃圾处置的设备，所述高温燃烧 方法(焚烧)的最终产物是气态排出物、灰粉和灰尘。主要种类和主要量的可以焚烧垃圾是城市固体垃圾(MSW)和特定垃圾。特定种类可以增加到诸如污泥、医疗垃圾或者化学工业垃圾的那些垃圾。在垃圾焚烧之前，可以使用设计成排除不可燃烧的材料(玻璃、金属、惰性物件) 和湿组分(诸如食物垃圾、农业垃圾等的有机材料)的方法来处理垃圾。以该方式处理的 垃圾被定义为垃圾衍生燃料或者更普通的环保包(eco-bales)。焚烧炉的操作可以分成一系列步骤。首先，垃圾来自遍布地区的选择设备(但是， 也直接来自垃圾收集)，生产可燃组分(RDF-垃圾衍生燃料)，并且垃圾生物脱水，然后从所 述可燃组分分离惰性物件(金属、矿物质等)，在此之后所述可燃组分被焚烧。进行燃烧，在所述燃烧期间，在炉子中传送强制空气流以引入必需量的氧气，所述 氧气允许最佳燃烧，保持温度较高(通常接近KKKTC )。现有技术的焚烧炉具有相当大量的残余物(相对于最初的总质量通常在从25% 至35%的范围内)。该大量的残余物是严重的问题，这是由于所述大量的残余物必须被适当地存储。所述操作引入较高的成本，所述较高的成本减少了整个发电厂的生产率(从经 济学观点)。还应当注意到，现有技术发电厂的最大比能生产是大约200/300kWh/t。这些值是 较低的并且不足以保证发电厂经济性的成功管理。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提供一种适于使残余物最少的、用于材料燃烧的方法。在技术目的的范围内，本专利技术的另一个目的是提供一种用于材料燃烧的方法，所 述方法具有较高的效率和较低的操作成本。本专利技术的又一个目的是提供一种用于材料燃烧的方法，所述方法适用于在非常高 的温度下操作。本专利技术的又一个目的是提供一种适于根据所述方法燃烧材料的设备，所述设备具 有简单的结构和基本紧凑的尺寸。本专利技术的又一个目的是提供一种用于材料燃烧的方法，所述方法具有最大的比能 生产值，所述最大的比能生产值与现有技术的发电厂相比是非常高的。本专利技术的又一个目的是提供一种尤其用于垃圾发电厂的用于材料燃烧的方法以 及相关设备，所述垃圾发电厂对于执行/生产是便宜的、简单的并且对于应用是安全的。本专利技术借助所述用于材料燃烧的方法实现所述目的和目标，所述方法包括将适 当紧凑的材料插入反应室中并且关闭所述室；将可燃气体流和相对应的助燃气体流注射到 反应室中，以便激活材料的燃烧，所述可燃气体流和相对应的助燃气体流处于彼此正确的 化学计量比中；在没有再引入气体的情况下，继续可氧化元素与材料中存在的氧的热化学 反应；再次注射助燃气体，以给剩余的可氧化元素的热化学反应供料，至少直到温度升高停 止为止；以及，打开节流阀以排出气体，而同时继续在基本恒定的压力下引入助燃气体，直 到可氧化元素的热化学反应完成为止，强结合的氧化物受到热解并且氧化所存在的金属。所述目的和目标也通过适于执行上述方法的本专利技术的设备来实现，所述设备尤其 用于垃圾发电厂，所述设备包括反应室，所述反应室具有用于插入材料的入口和气体可以 流出的出口 ；和用于引入试剂气体的适当的回路，其特征在于，用百分数表示的助燃气体 富氧组分(F)，用bar表示的设备最大操作压力(P)，用立方米表示的反应室自由内部容积 (V)，用吨表示的插入反应器中的材料的质量(M)，以及用K表示的达到反应室的至少一个 部分中的最大温度(T)，联合成以下方程式FPV/M 彡 5. 24 X IO-2X (Τ2_314· 73 X Τ)附图说明其它的细节从详细的说明更加明显，所述详细的说明遵循尤其适用于垃圾发电厂 的、用于材料燃烧的方法以及相关设备的优选的非限制性的实施例，所述实施例在附图中 以示例示出，但是没有限制本专利技术的范围，其中图1是根据本专利技术的用于材料燃烧的方法的框图；图2是根据本专利技术尤其用于垃圾发电厂的材料燃烧的设备的沿着纵向轴向平面 所得到的横截面的侧视图3是图2的细节的放大图；图4是根据本专利技术尤其用于垃圾发电厂的设备的沿着横向平面所得到的横截面 的剖视图。具体实施例方式尤其参照附图，附图标记1总体上表示用于材料X燃烧的方法，并且附图标记2表 示尤其用于垃圾发电厂的相关设备。用于材料X燃烧的方法1包括一系列的五个步骤，前面三个步骤是基本步骤。在第一步骤(a)期间，与在标准的现有技术的焚烧炉中所同样执行的第一步骤类 似，在没有特殊的预处理的情况下，优选地压紧的材料X必须插入反应室3中，并且反应室 3必须关闭。在现有技术的焚烧炉中，插入反应室3中的材料X必须通常被适当地预处理，排除 潮湿和全部不可燃烧的材料或会在燃烧期间生产有害排放物的材料(例如氯化聚合物)。 根据本专利技术的方法1以及相关设备2允许用于还没有被预处理的材料X，具有减小或者限制 复杂且昂贵的操作的某些经济优点。如以下将说明，由于操作循环尤其是有效的，所以根据 本专利技术的方法1也可以应用于材料X，所述材料X包括不可燃烧的材料和其它材料的组分。在第二步骤(b)期间，可燃气体流和相对应的助燃气体流必须注射到反应室3中， 所述两种气体处于彼此正确的化学计量比中。诸如甲烷的可燃气体流与其特定化学计量的氧一起触发包含在反应室3中的材 料x(例如，垃圾)的自燃，在燃烧反应期间产生二氧化碳和水蒸气。当燃烧开始时，依据正 处理的材料X的类型，可以在从大约100°C至150°C到大致600°C至650°C变化的温度下，停 止助燃气体的引入。在第三步骤(C)期间，必须在没有再引入气体的情况下，通过材料X中所存在的氧 继续可氧化元素的热化学反应(例如，碳的氧化)。这样意味着氧化将继续，专门通过使用 碳和其它可氧化元素与反应室3中的材料中所含有的松结合的氧一起维持。所述元素将产 生二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于材料（Ｘ）燃烧的方法，所述方法包括至少以下步骤：　　－将所述材料（Ｘ）插入反应室（３）中并且关闭所述室（３）；　　－以相应的化学计量比将可燃气体流和相对应的助燃气体流注射到所述室（３）中，直到激活所述材料的燃烧为止；　　其特征在于，所述方法（１）包括至少以下步骤：　　－使所述材料（Ｘ）中存在的可氧化元素与所述材料（Ｘ）中含有的氧的热化学反应继续进行，至少直到温度停止升高为止。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】ITBO2008A0002922008年5月14日1.一种用于材料(X)燃烧的方法，所述方法包括至少以下步骤-将所述材料⑴插入反应室⑶中并且关闭所述室⑶；-以相应的化学计量比将可燃气体流和相对应的助燃气体流注射到所述室(3)中，直 到激活所述材料的燃烧为止；其特征在于，所述方法(1)包括至少以下步骤-使所述材料(X)中存在的可氧化元素与所述材料(X)中含有的氧的热化学反应继续 进行，至少直到温度停止升高为止。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在没有从外部引入气体的情况下，所述热 化学反应继续进行。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法包括又一个步骤-再次注射助燃气体，以给所述材料(X)中存在的可氧化元素的热化学反应供料，至少 直到温度停止升高为止。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法包括又一个步骤-打开节流阀( 以从所述室C3)排出气体，同时继续注射助燃气体以完成所述可氧化 元素的热化学反应。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，打开所述节流阀(5)和继续注射所述助燃 气体是在基本恒定的压力下进行的。6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，打开所述节流阀(5)的步骤继续进行，直 到所述反应室(3)内部的压力等于大气压力为止。7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法包括又一个步骤-将所述气体排出到外部环境中。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述气体通过存储在容器(6)中的第一阶 段和穿过烟气洗涤器件0 的第二阶段而排出到外部环境中。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述烟气洗涤器件0 包括铜基催化器 (23)，所述铜基催化器设计成与烟气互相作用，以便避免将氢和一氧化碳分子引入到环境中。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，没有卤化化合物的二氧化碳从所述烟气 洗涤器件0 流出。11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，从所述容器(6)中的存储，逐渐的冷却在 相对应的收集隔间(7)处导致粉末状形式的氧化金属的组分沉积。12.一种用于材料(X)燃烧的设备，所述设备包括反应室(3)，所述反应室C3)具有用 于插入所述材料(X)的入口(8)和使气体能够流出的出口(4)；和用于引入反应气体的回 路(9)，其特征在于，用百分数表示的助燃气体富氧组分(F)，用bar表示的设备( 最大操 作压力(P)，...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·阿马德西，
申请(专利权)人：莱昂工程股份公司，
类型：发明
国别省市：SM