BE1028929B1

BE1028929B1 - PROCEDURE AND DEVICE FOR THE COMBUSTION OF SOLID FLAMMABLE MATERIALS AND OBTAINED COMBUSTION PRODUCTS

Info

Publication number: BE1028929B1
Application number: BE20205961A
Authority: BE
Inventors: Wim Ooms; Nick Alderweireldt
Original assignee: Indaver Nv
Priority date: 2020-12-22
Filing date: 2020-12-22
Publication date: 2022-07-19
Also published as: BE1028929A1

Abstract

De uitvinding betreft een werkwijze voor het verbranden van vast brandbaar materiaal (2), bijvoorbeeld van vast afvalmateriaal. In de werkwijze wordt een verbrandingsroostersysteem (7) aangewend dat eerste (19, 20) en tweede verbrandingsroosterelementen (21, 22) omvat, de eerste verbrandingsroosterelementen (19, 20) elk uitgerust om in een heen-en-weer-richting te schuiven en de tweede verbrandingsroosterelementen (21, 22) in een onbeweeglijke opstelling, waarbij de eerste (19, 20) en tweede verbrandingsroosterelementen (21, 22) elkaar afwisselend opgesteld zijn binnen het verbrandingsroostersysteem (7), en waarbij het vast brandbaar materiaal (2) over genoemde eerste (19, 20) en tweede verbrandingsroosterelementen (21, 22) voortbewogen en gemengd wordt door het heen-en-weer schuiven van de eerste verbrandingsroosterelementen (19, 20). Verder betreft de uitvinding een inrichting voor het verbranden van vast brandbaar materiaal (2), bijvoorbeeld van vast afvalmateriaal, en betreft de uitvinding verkregen verbrandingsproducten.The invention relates to a method for burning solid combustible material (2), for example solid waste material. The method employs a combustion grate system (7) comprising first (19, 20) and second combustion grate elements (21, 22), the first combustion grate elements (19, 20) each arranged to slide in a back-and-forth direction and the second combustion grate elements (21, 22) in an immovable arrangement, wherein the first (19, 20) and second combustion grate elements (21, 22) are arranged alternately within the combustion grate system (7), and wherein the solid combustible material (2) over said first (19, 20) and second combustion grate elements (21, 22) are advanced and mixed by sliding the first combustion grate elements (19, 20) back and forth. Furthermore, the invention relates to a device for burning solid combustible material (2), for example solid waste material, and the invention relates to combustion products obtained.

Description

METHOD AND DEVICE FOR BURNING SOLID FLAMMABLE MATERIALS AND OBTAINED COMBUSTION PRODUCTS

TECHNISCH DOMEIN De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze en een inrichting voor het verbranden van vast brandbaar materiaal en op verkregen verbrandingsproducten op zich.TECHNICAL FIELD The invention relates to a method and an apparatus for burning solid combustible material and to combustion products obtained per se.

STAND DER TECHNIEK In het algemeen is een verbrandingsproces waarbij de verbranding van vast brandbaar materiaal, bijvoorbeeld van vast afvalmateriaal, permanent gecontroleerd kan worden hoogst wenselijk om een aantal redenen. Ten eerste vergemakkelijkt een stabiele verbranding de naleving van de emissienormen die opgelegd zijn door de wet voor uitlaatgassen, vliegas en assen. Bovendien kunnen de energiekosten voor het behoud van de optimale verbrandingsvoorwaarden, welke optimale verbrandingsvoorwaarden proces-technische voorwaarden zijn zoals bijvoorbeeld oventemperatuur en de energie nodig om een gewenste oventemperatuur te bereiken en te behouden, of een minimumtemperatuur waaraan gevormde rookgassen tijdens een bepaalde tijd dienen te voldoen, geminimaliseerd worden door temperatuursschommelingen binnenin een verbrandingsoven te beperken. Ten slotte kunnen ook de schommelingen in de thermische en mechanische ladingen waaraan de verbrandingsoven blootgesteld wordt, geminimaliseerd worden door de temperatuursschommelingen binnenin de verbrandingsoven te beperken, hetgeen op zijn beurt zal leiden tot een langere levensduur van de verbrandingsoven, in het bijzonder van het voedings- en verbrandingsrooster. De werking van een verbrandingsoven voor verbranding van vast brandbaar materiaal kan echter bemoeilijkt worden door verschillen die voorkomen inBACKGROUND ART In general, a combustion process in which the combustion of solid combustible material, for example solid waste material, can be permanently controlled is highly desirable for a number of reasons. Firstly, stable combustion facilitates compliance with the emission standards imposed by the law for exhaust gases, fly ash and ashes. In addition, the energy costs for maintaining the optimum combustion conditions, which optimal combustion conditions are process-technical conditions such as, for example, furnace temperature and the energy required to reach and maintain a desired furnace temperature, or a minimum temperature that formed flue gases must meet during a certain time. , are minimized by limiting temperature fluctuations inside an incinerator. Finally, the fluctuations in the thermal and mechanical loads to which the incinerator is exposed can also be minimized by limiting the temperature fluctuations inside the incinerator, which in turn will lead to a longer life of the incinerator, in particular of the feedstock. and combustion grate. However, the operation of an incinerator for burning solid combustible material can be complicated by differences occurring in

0.a. de grootte en de dichtheid van het vast brandbaar materiaal dat meestal in min of meer samengepakte massa's aangevoerd wordt, en verschillen in de samenstelling van het afval, bijvoorbeeld het watergehalte, hetgeen leidt tot verschillen in de calorische waarde van het afval. Verschillen in deze parameters kunnen het proces en het bedieningssysteem in hoge mate bemoeilijken, in het bijzonder in het geval dat het bedieningssysteem een constante stoomproductie nastreeft, waarbij een stoomregelaar de verbrandingsnelheid controleert.0.a. the size and density of the solid combustible material, which is usually supplied in more or less packed masses, and differences in the composition of the waste, for example the water content, leading to differences in the calorific value of the waste. Differences in these parameters can greatly complicate the process and the control system, especially in the case where the control system strives for a constant steam production, where a steam controller controls the combustion rate.

Een verbrandingsroostersysteem voor het dragen en verplaatsen van het vast brandbaar materiaal tijdens verbranding is een belangrijk hulpmiddel om continu optimale verbrandingsvoorwaarden na te streven.A combustion grate system for carrying and moving the solid combustible material during combustion is an important tool to continuously strive for optimal combustion conditions.

Zo beschrijft EP1274961A1 een methode voor het verbranden van vast brandbaar materiaal in een verbrandingszone in een verbrandingsreactor. De werkwijze van EP1274961A1 omvat de stappen van het aanpassen van ten minste één van de toevoer naar of de toevoer van brandbaar materiaal door de verbrandingszone om de hoeveelheid materiaal in de verbrandingszone nagenoeg constant te houden, omvattende de stappen van (1) het meten van een algemene gasdruk Pi in de verbrandingszone, (2) het meten van een primaire gasdruk onder de drager voor het brandbare materiaal Pg, (3) het bepalen van APr = Pi - Pg (4), het bepalen van APro welke het drukverschil over de drager is dat overeenkomt met de optimale hoeveelheid materiaal in de verbrandingszone, (5) het berekenen van het verschil AP tussen APro en APr, (6) het minimaliseren van AP door de snelheid van het laden of de toevoer van het brandbare materiaal aan te passen naar of via de verbrandingszone. EP1274961A1 vertoont het probleem dat genoemde drager voor het brandbaar materiaal niet voldoende aangepast is om voortbeweging van brandbaar materiaal op een veilige manier afdoend te kunnen afstemmen op fluctuaties van materiaaleigenschappen, bvb. vochtgehalte, van het brandbaar materiaal. Een afdoende aanpassing van de voortbeweging op een veilige manier zoals hier aangehaald zou kunnen toegepast worden voor het nastreven van optimale verbrandingsvoorwaarden doorheen de tijd. De huidige uitvinding beoogt een oplossing te vinden voor ten minste enkele van bovenvermelde problemen.Thus, EP1274961A1 describes a method for burning solid combustible material in a combustion zone in a combustion reactor. The method of EP1274961A1 comprises the steps of adjusting at least one of the supply to or supply of combustible material through the combustion zone to maintain the amount of material in the combustion zone substantially constant, comprising the steps of (1) measuring a general gas pressure Pi in the combustion zone, (2) measuring a primary gas pressure under the carrier for the combustible material Pg, (3) determining APr = Pi - Pg (4), determining APro which is the pressure difference across the carrier is corresponding to the optimum amount of material in the combustion zone, (5) calculating the difference AP between APro and APr, (6) minimizing AP by adjusting the rate of charging or feeding of the combustible material to or through the combustion zone. EP1274961A1 presents the problem that said carrier for the combustible material is not sufficiently adapted to be able to safely tune propulsion of combustible material to fluctuations in material properties, e.g. moisture content of the combustible material. Adequate adjustment of propulsion in a safe manner as cited herein could be used to pursue optimum combustion conditions over time. The present invention aims to find a solution to at least some of the above-mentioned problems.

SAMENVATTING VAN DE UITVINDING In een eerste aspect betreft de uitvinding een werkwijze voor het verbranden van vast brandbaar materiaal volgens, conclusie 1. Voorkeursvormen van de werkwijze worden weergegeven in de conclusies 2 tot en met 6.SUMMARY OF THE INVENTION In a first aspect, the invention relates to a method for burning solid combustible material according to claim 1. Preferred forms of the method are shown in claims 2 to 6.

In een tweede aspect betreft de uitvinding een inrichting voor het verbranden van vast brandbaar materiaal volgens, conclusie 7. Voorkeursvormen van de inrichting worden weergegeven in de conclusies 8 tot en met 11. In een derde aspect betreft de uitvinding verbrandingsproducten, omvattende rookgassen en assen, gevormd vanuit vast brandbaar materiaal volgens een werkwijze volgens het eerste aspect van de uitvinding, volgens conclusie 12.In a second aspect, the invention relates to a device for burning solid combustible material according to claim 7. Preferred forms of the device are shown in claims 8 to 11. In a third aspect, the invention relates to combustion products, comprising flue gases and ashes, formed from solid combustible material according to a method according to the first aspect of the invention, according to claim 12.

In een vierde aspect betreft de uitvinding verbrandingsproducten, omvattende rookgassen en assen, gevormd vanuit vast brandbaar materiaal volgens een inrichting volgens het tweede aspect van de uitvinding, volgens conclusie 13.In a fourth aspect, the invention relates to combustion products, comprising flue gases and ashes, formed from solid combustible material according to a device according to the second aspect of the invention, according to claim 13.

BESCHRIJVING VAN DE FI GUREN Fig. 1 toont een dwarsdoorsnede van een inrichting voor het verbranden van vast brandbaar materiaal, volgens uitvoeringsvormen van de uitvinding.DESCRIPTION OF THE FIGURES FIG. 1 is a cross-sectional view of an apparatus for burning solid combustible material, according to embodiments of the invention.

Fig. 2 toont een detail van een verbrandingsroostersysteem voor gebruik in een verbrandingsoven, volgens de stand der techniek.fig. 2 shows a detail of a combustion grate system for use in an incinerator, according to the prior art.

Fig. 3 toont een detail van een verbrandingsroostersysteem volgens uitvoeringsvormen van de uitvinding voor gebruik in een werkwijze of in een inrichting volgens de uitvinding.fig. 3 shows a detail of a combustion grate system according to embodiments of the invention for use in a method or in an apparatus according to the invention.

GEDETAI LLEERDE BESCHRIJVING Het citeren van numerieke intervallen door de eindpunten omvat alle gehele getallen, breuken en/of reële getallen tussen de eindpunten, deze eindpunten inbegrepen.DETAILED DESCRIPTION Citing numerical intervals through the endpoints includes all integers, fractions and/or real numbers between the endpoints, including these endpoints.

In een eerste aspect betreft de uitvinding een werkwijze voor het verbranden van vast brandbaar materiaal, volgens conclusie 1.In a first aspect, the invention relates to a method for burning solid combustible material, according to claim 1.

De opstelling van verbrandingsroosterelementen binnen een verbrandingsroostersysteem volgens het eerste aspect van de uitvinding biedt het voordeel dat voldoende beweging en menging van het vast brandbaar materiaal overheen het verbrandingsroostersysteem verkregen kan worden door het heen-en- weer bewegen van de eerste verbrandingsroosterelementen, door welke beweging en menging van het vast brandbaar materiaal korte-termijn- en lange- termijnschommelingen in samenstelling, bijvoorbeeld vochtgehalte, van het vast brandbaar materiaal verkleind worden, wat bijdraagt tot het, bij voorkeur continu, nastreven van optimale verbrandingsvoorwaarden bij verbranding van het vast brandbaar materiaal. Tegelijk kan dit op een veilige manier gebeuren in vergelijking met de stand der techniek. In de stand der techniek wordt immers tussen een eerste heen- en-weer schuifbaar of beweegbaar verbrandingsroosterelement en een tweede onbeweeglijk opgesteld verbrandingsroosterelement nog een derde kantelbaar verbrandingsroosterelement opgesteld. Aan het kantelen van dit derde element worden als eigenschappen toegeschreven dat het vast brandbaar materiaal losgemaakt en gelucht wordt. Tegelijk kan een te lang aanhouden van een derde element in gekantelde positie aanleiding geven tot noodsituaties, zoals een verhoogd risico op stofproductie. Voorheen werd volgens de stand der techniek de kantelende beweging automatisch stopgezet wanneer het losmaken en verluchten van vast brandbaar materiaal niet langer noodzakelijk was. Dit is echter moeilijk te regelen en het risico op een verhoogde en bijgevolg zelfs te hoge stofproductie is daardoor te groot.The arrangement of combustion grate elements within a combustion grate system according to the first aspect of the invention offers the advantage that sufficient movement and mixing of the solid combustible material over the combustion grate system can be obtained by reciprocating the first combustion grate elements, through which movement and mixing of the solid combustible material short-term and long-term variations in composition, e.g. moisture content, of the solid combustible material are reduced, which contributes to the pursuit, preferably continuously, of optimum combustion conditions when burning the solid combustible material. At the same time, this can be done in a safe manner compared to the state of the art. In the prior art, after all, a third tiltable combustion grate element is arranged between a first reciprocating or movable combustion grate element and a second stationary combustion grate element. The properties attributed to the tilting of this third element are that the solid combustible material is loosened and vented. At the same time, holding a third element in a tilted position for too long can give rise to emergency situations, such as an increased risk of dust production. Previously, according to the prior art, the tilting movement was automatically stopped when the loosening and ventilation of solid combustible material was no longer necessary. However, this is difficult to control and the risk of increased and consequently even too high dust production is therefore too great.

Volgens een uitvoeringsvorm is elk tweede verbrandingsroosterelement substantieel, bij voorkeur minstens 1,5 keer, langer vergeleken met een tweede verbrandingsroosterelement volgens bovenstaande geval van de stand der techniek. De in een heen-en-weer richting schuivende beweging van de eerste verbrandingsroosterelementen is bij voorkeur een trage, continue beweging, om stof te vermijden in de verbrandingsoven en om de levensduur van de verbrandingsoven te verhogen. Hoe trager de heen-en-weer beweging, hoe dikker een laag te verbranden vast brandbaar materiaal dat over het verbrandingsroostersysteem doorheen de ovenruimte voortbewogen en gemengd wordt. Een dikkere laag heeft ook een positief effect op de levensduur van de verbrandingsoven en ook van bijvoorbeeld het verbrandingsroostersysteem. Ook zorgt een dikkere laag voor een zogenaamde buffer in de ovenruimte, zodat er minder schommelingen zijn in temperatuur wat voordelig is voor het nastreven van optimale verbrandingsvoorwaarden. Een verbrandingsoven wordt vaak gekoppeld aan een rookgascondensator waarbij de warmte-energie in de gevormde rookgassen omgezet worden in stoom. Deze stoom kan op zijn beurt gebruikt worden voor het opwekken van elektriciteit, het voorverwarmen van verbrandingslucht, industriële processen, het toevoeren van warm water, enz. In een dergelijk geval kan bij een continue beweging van de eerste verbrandingsroosterelementen een bijna continue stoomproductie en bijgevolg een bijna continue elektriciteitsproductie verzekerd worden. Om de verbranding van vast brandbaar materiaal optimaal te regelen kan de ovenruimte van het verbrandingsroostersysteem opgedeeld worden in meerdere verbrandingszones waar de verbranding optreedt. De in een heen-en-weer richting schuivende beweging van de eerste verbrandingsroosterelementen bepalen de dikte van een laag te verbranden vast brandbaar materiaal dat over het verbrandingsroostersysteem doorheen de ovenruimte voortbewogen en gemengd wordt, het voortbewegen van het vast brandbaar materiaal van een vorige verbrandingszone naar een volgendeAccording to one embodiment, each second combustion grate element is substantially, preferably at least 1.5 times, longer compared to a second combustion grate element according to the above prior art case. The sliding movement of the first combustion grate elements in a reciprocating direction is preferably a slow, continuous movement, to avoid dust in the incinerator and to increase the life of the incinerator. The slower the back-and-forth movement, the thicker a layer of solid combustible material to be burned that is propelled and mixed over the combustion grate system through the oven cavity. A thicker layer also has a positive effect on the life of the incinerator and also of the combustion grate system, for example. A thicker layer also provides a so-called buffer in the oven space, so that there are fewer fluctuations in temperature, which is advantageous for the pursuit of optimal combustion conditions. An incinerator is often linked to a flue gas condenser, in which the heat energy in the flue gases formed is converted into steam. This steam can in turn be used for generating electricity, preheating combustion air, industrial processes, supplying hot water, etc. In such a case, continuous movement of the first combustion grate elements allows an almost continuous steam production and consequently a almost continuous electricity production. In order to optimally control the combustion of solid combustible material, the furnace space of the combustion grate system can be divided into several combustion zones where combustion occurs. The reciprocating movement of the first combustion grate elements determines the thickness of a layer of solid combustible material to be burned which is advanced and mixed over the combustion grate system through the furnace space, advancing the solid combustible material from a previous combustion zone to a subsequent

> BE2020/5961 verbrandingszone en dus de verblijftijd van het vast brandbaar materiaal in elke verbrandingszone en de kwaliteit van de verbranding. Volgens voorkeur dragende uitvoeringsvormen wordt het vast brandbaar materiaal vanuit een afvalbunkerruimte aangevoerd via een vulschacht, bijvoorbeeld omvattende een vultrechter en een laadgoot, welke zo geplaatst is dat zo een quasi luchtdichte afsluiting tussen de ovenruimte en de afvalbunkerruimte verkregen wordt. Tijdens een normaal verbrandproces is de vulschacht bij voorkeur steeds volledig gevuld met vast brandbaar materiaal.> BE2020/5961 combustion zone and thus the residence time of the solid combustible material in each combustion zone and the quality of the combustion. According to preferred embodiments, the solid combustible material is supplied from a waste bunker space via a filling shaft, for instance comprising a filling funnel and a loading trough, which is placed in such a way that a quasi-airtight seal is thus obtained between the furnace space and the waste bunker space. During a normal combustion process, the filling shaft is preferably always completely filled with solid combustible material.

Bij voorkeur wordt aan de onderzijde van de vulschacht en boven het verbrandingsrooster een voedingsrooster voorzien, welk voedingsrooster volgens een geprefereerde uitvoeringsvorm een horizontale voedingstafel en naast elkaar gelegen duwschuiven omvat. Mits het voedingsrooster kan een gelijkmatige belading van het verbrandingsrooster met te verbranden vast brandbaar materiaal verkregen worden. Voor afvoer van gevormde assen kunnen de assen bijvoorbeeld opgevangen worden in een asopvangbak. Gevormde rookgassen kunnen via een ventilator uit de ovenruimte getrokken worden. Hiertoe omvat de ovenruimte bij voorkeur nog een schouw waarlangs de rookgassen kunnen ontsnappen.Preferably, a feed grid is provided on the underside of the filling shaft and above the combustion grid, which feed grid according to a preferred embodiment comprises a horizontal feed table and adjacent push slides. Provided the feed grid is provided, an even loading of the combustion grid with solid combustible material to be burned can be obtained. For the removal of formed ashes, the ashes can for instance be collected in an ash collecting container. Formed flue gases can be drawn out of the oven cavity via a fan. To this end, the oven space preferably further comprises a chimney along which the flue gases can escape.

Voorkeursvormen van de werkwijze worden weergegeven in de conclusies 2 tot en metPreferred forms of the method are presented in claims 2 to 2.

6.6.

De geprefereerde uitvoeringsvorm van de werkwijze zoals beschreven in conclusie 2 biedt het effect dat zo een bijkomende menging van het vast brandbaar materiaal verkregen kan worden, wat positief bijdraagt tot het continu nastreven van optimale verbrandingsvoorwaarden.The preferred embodiment of the method as described in claim 2 offers the effect that an additional mixing of the solid combustible material can thus be obtained, which contributes positively to the continuous pursuit of optimum combustion conditions.

De geprefereerde uitvoeringsvorm van de werkwijze zoals beschreven in conclusie 3 biedt het effect dat genoemde aflopende voortbeweging verstoppingen of ophopingen van vast brandbaar materiaal vermijdt en zorgt daarenboven ervoor dat door vallen en rollen het vast brandbaar materiaal op een optimale manier gemengd kan worden. In een meer voorkeur dragende uitvoeringsvorm van de werkwijze zoals beschreven in conclusie 3 wordt het vast brandbaar materiaal op het verbrandingsroostersysteem volgens een aflopende helling van 17° tot 25°, nog meer bij voorkeur van 18° tot 24°, zelfs nog meer van 19° tot 23° en het meest bij voorkeur van 20° tot 22° voortbewogen. Dit is bijvoorbeeld mogelijk via een trapsgewijze opstelling van opeenvolgende verbrandingsroosterelementen en/of waar aanwezig tweede verbrandingsroostersub- elementen.The preferred embodiment of the method as described in claim 3 offers the effect that said descending propulsion avoids clogging or accumulations of solid combustible material and moreover ensures that by falling and rolling the solid combustible material can be mixed in an optimal manner. In a more preferred embodiment of the method as set forth in claim 3, the solid combustible material is placed on the combustion grate system at a descending slope from 17° to 25°, more preferably from 18° to 24°, even more from 19° to 23° and most preferably from 20° to 22°. This is possible, for example, via a tiered arrangement of successive combustion grate elements and/or where present second combustion grate sub-elements.

De geprefereerde uitvoeringsvorm van de werkwijze zoals beschreven in conclusie 4 biedt het effect dat zo de primaire verbrandingslucht doorheen de laag vast brandbaar materiaal in de ovenruimte geblazen wordt. Zo wordt tegelijk de verbranding van het vast brandbaar materiaal gevoed en het vast brandbaar materiaal gelucht.The preferred embodiment of the method as described in claim 4 has the effect that the primary combustion air is thus blown through the layer of solid combustible material into the furnace space. In this way the combustion of the solid combustible material is simultaneously fed and the solid combustible material is vented.

Bij voorkeur wordt secundaire verbrandingslucht in een hoger gelegen gedeelte van de ovenruimte geïnjecteerd met een hoge snelheid om een goede menging en een volledige verbranding van de rookgassen en in de rookgassen aanwezige onverbrande deeltjes te verkrijgen.Preferably, secondary combustion air is injected into a higher part of the furnace space at a high velocity in order to obtain a good mixing and complete combustion of the flue gases and unburned particles present in the flue gases.

In de ovenruimte worden bij voorkeur één of meerdere opstartbranders voorzien die kunnen gebruikt worden bij volledig koude opstart en één of meerdere steunbranders bovenin de ovenruimte, om ten allen tijde een voldoende hoge oventemperatuur te kunnen garanderen. Door het gebruik van steunbranders is het bijvoorbeeld mogelijk om te allen tijde te voldoen aan de eis dat de temperatuur van de rookgassen minimaal 850 °C gedurende 2 seconden moet bedragen.Preferably, one or more start-up burners are provided in the oven space, which can be used during a completely cold start-up and one or more support burners at the top of the oven space, in order to be able to guarantee a sufficiently high oven temperature at all times. For example, by using support burners it is possible to comply at all times with the requirement that the temperature of the flue gases must be at least 850 °C for 2 seconds.

De geprefereerde uitvoeringsvorm van de werkwijze zoals beschreven in conclusie 5 heeft het effect dat zodoende meer vast brandbaar materiaal tegelijk op een gecontroleerde manier verbrand kan worden, hetgeen positief bijdraagt bij het continu nastreven van optimale verbrandingsvoorwaarden.The preferred embodiment of the method as described in claim 5 has the effect that thus more solid combustible material can be burned simultaneously in a controlled manner, which contributes positively to the continuous pursuit of optimal combustion conditions.

De geprefereerde uitvoeringsvorm van de werkwijze zoals beschreven in conclusie 6 heeft het effect dat een zo vlot mogelijke gecontroleerde verbranding van het vast brandbaar materiaal verkregen kan worden.The preferred embodiment of the method as described in claim 6 has the effect that a controlled combustion of the solid combustible material can be obtained as smoothly as possible.

In een tweede aspect betreft de uitvinding een inrichting voor het verbranden van vast brandbaar materiaal volgens conclusie 7. Voorkeursvormen van de inrichting worden weergegeven in de conclusies 8 tot en met 11.In a second aspect, the invention relates to a device for burning solid combustible material according to claim 7. Preferred forms of the device are shown in claims 8 to 11.

Voor de technische effecten en voordelen en/of geprefereerde uitvoeringen van de kenmerken van de inrichting volgens het tweede aspect van de uitvinding wordt verwezen naar de hierboven beschreven uitvoeringsvormen van de werkwijze volgens het eerste aspect van de uitvinding waarin overeenkomstige kenmerken zijn beschreven en die ook toepasbaar zijn op de inrichting volgens het tweede aspect van de uitvinding.For the technical effects and advantages and/or preferred embodiments of the features of the device according to the second aspect of the invention, reference is made to the above-described embodiments of the method according to the first aspect of the invention in which corresponding characteristics are described and which are also applicable are on the device according to the second aspect of the invention.

Bij de geprefereerde uitvoeringsvorm volgens conclusie 11 kan opgemerkt worden dat het toevoersysteem voor primaire verbrandingslucht bij voorkeur in gebruik primaire verbrandingslucht doorheen een laag van vast brandbaar materiaal kan blazen via en doorheen minstens enkele van elk verbrandingsrooster zijn elementen en waar aanwezig sub-elementen en meer bij voorkeur via en doorheen elk van deze elementen en waar aanwezig sub-elementen. In een derde aspect betreft de uitvinding verbrandingsproducten, omvattende rookgassen en assen, gevormd vanuit vast brandbaar materiaal volgens een werkwijze volgens het eerste aspect van de uitvinding, volgens conclusie 12. In een vierde aspect betreft de uitvinding verbrandingsproducten, omvattende rookgassen en assen, gevormd vanuit vast brandbaar materiaal volgens een inrichting volgens het tweede aspect van de uitvinding, volgens conclusie 13.In the preferred embodiment according to claim 11, it may be noted that the primary combustion air supply system may preferably in use blow primary combustion air through a layer of solid combustible material through and through at least some of each combustion grate its elements and where present sub-elements and more at preference through and through each of these elements and sub-elements where present. In a third aspect, the invention relates to combustion products comprising flue gases and ashes formed from solid combustible material according to a method according to the first aspect of the invention, according to claim 12. In a fourth aspect the invention relates to combustion products comprising flue gases and ashes formed from solid combustible material according to a device according to the second aspect of the invention, according to claim 13.

In wat volgt, wordt de uitvinding beschreven aan de hand van niet-limiterende figuren die de uitvinding illustreren, en die niet bedoeld zijn of geïnterpreteerd mogen worden om de omvang van de uitvinding te limiteren.In what follows, the invention is described with reference to non-limiting figures which illustrate the invention, and which are not intended or should be interpreted to limit the scope of the invention.

GEDETAILLEERDE FI GUURBESCHRIJVING Fig. 1 toont een dwarsdoorsnede van een inrichting voor het verbranden van vast brandbaar materiaal, volgens uitvoeringsvormen van de uitvinding. Fig. 2 toont een detail van een verbrandingsroostersysteem voor gebruik in een verbrandingsoven, volgens de stand der techniek. Fig. 3 toont een detail van een verbrandingsroostersysteem volgens uitvoeringsvormen van de uitvinding voor gebruik in een werkwijze of in een inrichting volgens de uitvinding. Voor voordelen en technische effecten van elementen hieronder beschreven in de gedetailleerde figuurbeschrijving wordt verwezen naar de voordelen en technische effecten van overeenkomende elementen hierboven beschreven in de gedetailleerde beschrijving. De inrichting voor het verbranden van vast brandbaar materiaal 2 getoond in Fig. 1 omvat loopkranen 1 voor de overdracht van vast brandbaar materiaal 2, bijvoorbeeld vast afvalmateriaal 2 naar een vultrechter 3 van de inrichting en een laadgoot 4. De laadgoot 4 werkt in feite als een luchtafsluiting voor de bovenkant van de inrichting zijn verbrandingsoven 5, maar is ook voorzien voor de verdeling van vast brandbaar materiaal 2 naar een voedingsrooster 6 waarmee het vast brandbaar materiaal naar een verbrandingsroostersysteem 7 aangevoerd wordt voor het voortbewegen en mengen van het vast brandbaar materiaal 2 door een verbrandingszone van de verbrandingsoven 5 zijn ovenruimte 9 waar het verbrand wordt.DETAILED FIGURE DESCRIPTION FIG. 1 is a cross-sectional view of an apparatus for burning solid combustible material, according to embodiments of the invention. fig. 2 shows a detail of a combustion grate system for use in an incinerator, according to the prior art. fig. 3 shows a detail of a combustion grate system according to embodiments of the invention for use in a method or in an apparatus according to the invention. For advantages and technical effects of elements described below in the detailed figure description, reference is made to the advantages and technical effects of corresponding elements described above in the detailed description. The solid combustible material burning device 2 shown in FIG. 1 comprises gantry cranes 1 for the transfer of solid combustible material 2, e.g. solid waste material 2 to a hopper 3 of the device and a loading trough 4. The loading trough 4 actually acts as an air barrier for the top of the device's incinerator 5, but is also provided for the distribution of solid combustible material 2 to a feed grate 6 by which the solid combustible material is fed to a combustion grate system 7 for advancing and mixing the solid combustible material 2 through a combustion zone of the incinerator 5 its furnace chamber 9 where it is burned .

Zo wordt het vast brandbaar materiaal 2 van de vultrechter 3 overheen het verbrandingsroostersysteem 7 voortbewogen en gemengd tot uiteindelijk enkel assen overblijven die opgevangen worden door een asopvangbak 10. Rookgassen gevormd tijdens het verbrandingsprocessen verlaten de ovenruimte 9 via een schouw 17 van de verbrandingsoven 5. Het verbrandingsroostersysteem 7 wordt verder voorzien voor het drogen van het vast brandbaar materiaal 2, en het ontbranden en verbranden ervan in de verbrandingszone.The solid combustible material 2 from the hopper 3 is thus advanced over the combustion grate system 7 and mixed until finally only ashes remain, which are collected by an ash collector 10. Flue gases formed during the combustion processes leave the furnace space 9 through a chimney 17 of the combustion furnace 5. The combustion grate system 7 is further provided for drying the solid combustible material 2, and igniting and burning it in the combustion zone.

Om de verbranding aan te wakkeren wordt primaire verbrandingslucht in de ovenruimte 9 ingeblazen door een toevoersysteem 8 voor primaire verbrandingslucht dat zich onder het verbrandingsroostersysteem 7 bevindt.In order to fan the combustion, primary combustion air is blown into the furnace space 9 through a primary combustion air supply system 8 located below the combustion grate system 7.

Het toevoersysteem 8 voor primaire verbrandingslucht kan bijvoorbeeld een luchtinlaatventilator of -klep omvatten of een ander toevoersysteem voor primaire verbrandingslucht bekend bij de gewone vakman.For example, the primary combustion air supply system 8 may comprise an air inlet fan or valve or other primary combustion air supply system known to those of ordinary skill in the art.

De verbrandingsoven 5 omvat verder bij voorkeur een uitbrandregelsysteem om ervoor te zorgen dat het vast brandbaar materiaal volledig uitgebrand is voordat het de verbrandingsoven 5 verlaat.The incinerator 5 preferably further includes a burnout control system to ensure that the solid combustible material is completely burned out before it exits the incinerator 5 .

Het verbrandingsroostersysteem 18 voor gebruik in een verbrandingsoven 5, volgens de stand der techniek, zoals getoond in Fig. 2, is opgebouwd uit verbrandingsroosterelementen 11-16. De verbrandingsroosterelementen omvatten eerste verbrandingsroosterelementen 11, 14 welke uitgerust zijn om in een heen-en- weer-richting te schuiven, tweede verbrandingsroosterelementen 13, 16 welke onbeweeglijk opgesteld zijn, en derde verbrandingsroosterelementen 12, 15 welke kantelbaar zijn.The prior art combustion grate system 18 for use in an incinerator 5, as shown in FIG. 2, is made up of combustion grate elements 11-16. The combustion grate elements include first combustion grate elements 11, 14 which are arranged to slide in a reciprocating direction, second combustion grate elements 13, 16 which are arranged immovably, and third combustion grate elements 12, 15 which are tiltable.

In het bijzonder omvat het getoonde verbrandingsroostersysteem 18, volgens de stand der techniek, twee na elkaar opgestelde groepen van verbrandingsroosterelementen, waarbij in elk van de groepen achtereenvolgens een eerste verbrandingsroosterelement 11, 14, een derde verbrandingsroosterelement 12, 15, en een tweede verbrandingsroosterelement 13, 16 opgesteld staan.In particular, according to the prior art, the combustion grate system 18 shown comprises two groups of combustion grate elements arranged one after the other, wherein in each of the groups successively a first combustion grate element 11, 14, a third combustion grate element 12, 15, and a second combustion grate element 13, 16 are set up.

Met pijlen wordt het heen-en-weer schuiven of de heen-en-weer beweging uitvoerbaar middels de eerste verbrandingsroosterelementen 11, 14 getoond in Fig. 2A.With arrows the back-and-forth sliding or the back-and-forth movement is performed by means of the first combustion grate elements 11, 14 shown in FIG. 2A.

In Fig. 2B wordt middels pijlen de kantelende beweging van de derde verbrandingsroosterelementen 12, 15 getoond.In fig. 2B the tilting movement of the third combustion grate elements 12, 15 is shown by arrows.

Het verbrandingsroostersysteem 7 volgens uitvoeringsvormen van de uitvinding voor gebruik in een werkwijze of in een inrichting volgens de uitvinding, zoals getoond in Fig. 3, omvat eerste 19, 20 en tweede verbrandingsroosterelementen 21, 22 die elkaar afwisselend opgesteld zijn.The combustion grate system 7 according to embodiments of the invention for use in a method or in an apparatus according to the invention, as shown in fig. 3, comprises first 19, 20 and second combustion grate elements 21, 22 arranged alternately.

Elk tweede verbrandingsroosterelement 21, 22 is verder opgedeeld in twee onbeweeglijk opgestelde sub-elementen 23-24, 25-26. In het bijzonder omvat het in Fig. 3 getoonde verbrandingsroostersysteem 7, twee na elkaar opgestelde groepen van verbrandingsroosterelementen, waarbij in elk van de groepen achtereenvolgens een eerste verbrandingsroosterelement 19, 20 en twee tweede verbrandingsroostersub-elementen 23-24, 25-26 opgesteld staan. Met pijlen wordt het heen-en-weer schuiven of de heen-en-weer beweging uitvoerbaar middels de eerste verbrandingsroosterelementen 19, 20 getoond in Fig. 3, waarbij in Fig. 3A een niet- uitgeschoven onderlinge opstelling van de elementen getoond wordt en in Fig. 3B een uitgeschoven onderlinge opstelling van de elementen getoond wordt.Each second combustion grate element 21, 22 is further divided into two immobile sub-elements 23-24, 25-26. In particular, it comprises in FIG. 3, two groups of combustion grate elements arranged one after the other, wherein in each of the groups a first combustion grate element 19, 20 and two second combustion grate sub-elements 23-24, 25-26 are successively arranged. With arrows the back-and-forth sliding or the back-and-forth movement can be performed by means of the first combustion grate elements 19, 20 shown in FIG. 3, wherein in FIG. 3A shows an unextended arrangement of the elements and in FIG. 3B shows an extended mutual arrangement of the elements.

Mits het heen-en-weer schuiven of bewegen van de eerste verbrandingsroosterelementen 19, 20 wordt het vast brandbaar materiaal 2 in een laag overheen de verschillende elementen en sub-elementen van het verbrandingsroostersysteem 7 voortbewogen en gemengd.Provided that the first combustion grate elements 19, 20 are shifted back and forth, the solid combustible material 2 is advanced and mixed in a layer over the various elements and sub-elements of the combustion grate system 7 .

Door de afwezigheid van kantelbare derde verbrandingsroosterelementen worden noodsituaties, zoals onder andere een verhoogd risico op stofproductie, van het verbrandingsroostersysteem 7 vermeden. De aan kantelbare verbrandingsroosterelementen toegeschreven eigenschappen, zijnde het losmaken van vast brandbaar materiaal 2 en het luchten ervan, worden opgevangen door andere kenmerken van het verbrandingsroostersysteem 7 volgens de uitvinding. Het losmaken van vast brandbaar materiaal 2 en het luchten ervan is belangrijk voor het drogen en ontbranden van het vast brandbaar materiaal, voor het aanwakkeren van de verbranding waar en indien nodig en voor het volledig uitbranden van de assen. Door de plaatsing van het toevoersysteem 8 voor primaire verbrandingslucht onder het verbrandingsroostersysteem 7, wordt het luchten van vast brandbaar materiaal 2 bewerkstelligd. Voor het losmaken van het vast brandbaar materiaal 2 wordt gezorgd door de specifieke opstelling van de verschillende elementen en sub-elementen van het verbrandingsroostersysteem 7 volgens uitvoeringsvormen van de uitvinding getoond in Fig. 3. De op elkaar volgende elementen 19, 20 en sub-elementen 23-24, 25-26 zijn op een aflopende wijze gerangschikt, waarbij de elementen en sub-elementen weliswaar volgens eenzelfde richting georiënteerd zijn maar een hoogteverschil vertonen. Door een dergelijke trapsgewijze schikking zal het vast brandbaar materiaal 2 tijdens voortbeweging ervan over het verbrandingsroostersysteem 7 vallen en rollen, waardoor het vast brandbaar materiaal 2 losgemaakt wordt.Due to the absence of tiltable third combustion grate elements, emergency situations, such as inter alia an increased risk of dust production, of the combustion grate system 7 are avoided. The properties attributed to tiltable combustion grate elements, i.e. the loosening of solid combustible material 2 and the venting thereof, are accommodated by other features of the combustion grate system 7 according to the invention. Detaching solid combustible material 2 and venting it is important for drying and igniting the solid combustible material, for fueling combustion where and if necessary and for completely burning out the ashes. By placing the primary combustion air supply system 8 below the combustion grate system 7, the venting of solid combustible material 2 is effected. Detachment of the solid combustible material 2 is ensured by the specific arrangement of the various elements and sub-elements of the combustion grate system 7 according to embodiments of the invention shown in FIG. 3. The successive elements 19, 20 and sub-elements 23-24, 25-26 are arranged in a descending manner, while the elements and sub-elements are oriented in the same direction, but have a difference in height. By such a stepped arrangement, the solid combustible material 2 will fall and roll over the combustion grate system 7 during its advancement, thereby loosening the solid combustible material 2 .

Door de acties van het voortbewegen, mengen en losmaken van het vast brandbaar materiaal 2 door het verbrandingsroostersysteem 7 zoals getoond in Fig. 3, kunnen in de verbrandingsoven 5 korte-termijn- en lange-termĳnschommelingen in samenstelling, bijvoorbeeld vochtgehalte, van het vast brandbaar materiaal 2 verkleind worden, wat bijdraagt tot het, bij voorkeur continu, nastreven van optimale verbrandingsvoorwaarden bij verbranding van het vast brandbaar materiaal 2.By the actions of advancing, mixing and dislodging the solid combustible material 2 through the combustion grate system 7 as shown in FIG. 3, short-term and long-term variations in composition, e.g. moisture content, of the solid combustible material 2 can be reduced in the incinerator 5, which contributes to the pursuit, preferably continuously, of optimum combustion conditions when burning the solid combustible material 2.

Claims

CONCLUSIONS

A method for burning solid combustible material (2), for example solid waste material, wherein the solid combustible material (2) is supplied to an incinerator (5), the incinerator (5) comprising an at least partly enclosed furnace space (9 ) wherein a combustion grate system (7) is arranged, the latter comprising a plurality of separate combustion grate elements (19-22) as a means for advancing and mixing the solid combustible material (2), wherein the supplied solid combustible material (2) over the combustion grate system ( 7) is advanced and mixed through the furnace space (9) during which advancement and mixing the solid combustible material (2) is burned into combustion products comprising flue gases and ash, primary combustion air being provided in the furnace space (9) to assist combustion , and wherein the combustion products obtained are discharged, whereby in the combustion grate system em (7) the combustion grate elements (19-22) comprise first (19, 20) and second combustion grate elements (21, 22), the first combustion grate elements (19, 20) each adapted to slide in a reciprocating direction and the second combustion grate elements (21, 22) in an immovable arrangement, wherein the first (19, 20) and second combustion grate elements (21, 22) are arranged alternately within the combustion grate system (7), and wherein the solid combustible material (2) over said first (19, 20) and second combustion grate elements (21, 22) are advanced and mixed by sliding the first combustion grate elements (19, 20) back and forth, characterized in that each second combustion grate element (21, 22) is divided into at least two immobile sub-elements (23-24, 25-26).

A method according to claim 1, wherein the solid combustible material (2) is advanced on the combustion grate system (7) along a descending slope of 16° to 26°.

The method of claim 1 or 2, wherein the primary combustion air comes from below and through at least some of the combustion grate elements (19-22) and where present at least some of the second combustion grate sub-elements (23-24, 25-26) of the combustion grate system (7) is blown into the oven cavity (9).

A method according to any one of claims 1 to 3, wherein the solid combustible material (2) is moved and mixed simultaneously, separately or sequentially over two or more of said combustion grate systems (7) through the furnace space (9).

A method according to claim 4, wherein the solid combustible material (2) is simultaneously advanced and mixed over the two or more of said combustion grate systems (7) through the furnace space (9).

Device for burning solid combustible material (2), for example solid waste material (2), comprising one or more supply systems (8) for primary combustion air to support the combustion of the solid combustible material (2), discharge means for discharge of combustion products comprising flue gases and ashes, and an incinerator (5) comprising an at least partly enclosed furnace space (9) adapted to burn the solid combustible material (2), in which furnace space (9) is in operation a combustion grate system (7) arranged to include a plurality of separate combustion grate elements (19-22) as a means for advancing and mixing the solid combustible material (2), wherein in the combustion grate system (7) the combustion grate elements (19-22) first (19, 20) and second combustion grate elements (21, 22), the first combustion grate elements (19, 20) each arranged to slide in a reciprocating direction and and the second combustion grate elements (21, 22) in an immovable arrangement, the first (19, 20) and second combustion grate elements (21, 22) being arranged alternately within the combustion grate system (7), characterized in that each second combustion grate element ( 21, 22) is divided into at least two immobile sub-elements (23-24, 25-26).

An apparatus according to claim 6, wherein successive combustion elements (19-22) and/or where present sub-elements (23-24, 25-26) are arranged in descending order, wherein the elements (19-22) and/or where present sub-elements (23-24, 25-26) are oriented in the same direction, but show a difference in height.

Device according to claim 6 or 7, comprising two or more of said combustion grate systems (7).

Apparatus according to any one of claims 6 to 8, wherein a primary combustion air supply system (8) is provided below each combustion grate system (7).

Combustion products, comprising flue gases and ashes, formed from solid combustible material (2) according to a method according to any one of claims 1 to 5.

Combustion products, comprising flue gases and ashes, formed from solid combustible material (2) according to a device according to any one of claims 6 to 9.