FI92435B - Menetelmä ja sovitelma pyörivän jätteenpolttorummun poistopään jäähdyttämiseksi ja tiivistämiseksi - Google Patents

Description

92435

Menetelmä ja sovitelma pyörivän jätteenpolttorummun poisto-pään jäähdyttämiseksi ja tiivistämiseksi

Keksinnön kohteena on menetelmä pyörivän jätteen-5 polttorummun poistopään jäähdyttämiseksi ja tiivistämiseksi, jossa menetelmässä poistopäätä jäähdytetään sen läheisyyteen syötettävän jäähdytysväliaineen avulla. Keksinnön kohteena on lisäksi sovitelma pyörivän j ätteenpolttorummun poistopään jäähdyttämiseksi ja tiivistämiseksi, joka käsit-10 tää välineet jäähdytysväliaineen syöttämiseksi poistopään jäähdyttämistä varten.

Ongelmajätteiden polttouuneina käytetään usein rum-putyyppisiä pyöriviä polttouuneja. Kaikki ongelmajätteiden polttouunit ovat ns. alipainepolttouuneja, jolloin uuni py-15 ritään pitämään normaalissa käyttötilanteessa n. 10-40 mmVp:n alipaineessa. Tällöin mahdolliset vuodot voivat muodostaa merkittävän osan uuniin joutuvasta ilmasta. Ongelma-jätteenpoltto tapahtuu aina, jopa jatkossakin enemmän tai vähemmän panossyöttönä. Em. panossyötöstä ja jätteen vaih-20 televasta polttoherkkyydestä johtuen käy jätteenpolttouuni usein ns. ylipaineessa aivan normaalissa käyttötilanteessa.

Ongelmaksi em. uunien yhteydessä on muodostunut poistopään rakenne. Ongelmat johtuvat mm. siitä, että poistopään tiivistys on ns. suunnittelurajalla, joten kukaan ei . . 25 oikein ole ottanut sitä omakseen. Lähes kaikki eurooppalai set uunit ovat yhden valmistajan tuotteita ja laitevalmistaja ei ole pitänyt tarpeellisena kehittää ratkaisujaan tässä suhteessa. Polttouunien tiiveydestä ja rakenteesta puuttuvat lisäksi selkeät normit. Ongelmajätteiden hävittä-30 minen polttamalla on vielä nykyäänkin nuorta tekniikkaa, joten erilaiset osa-alueet ovat teknisesti vielä suhteellisen alhaisella tasolla.

Aiemmin käytetyissä pyörivissä polttouuneissa käytetään poistopään jäähdytyksessä ilmajäähdytystä. Tilanne on 35 käytännössä nykyisten polttouunien yhteydessä se, että mi- 92435 2 käli poistopää halutaan saada jäähtymään, tulee sen vuotaa n. 2 000 - 10 000 Nm3/h Ilmaa uuniin päin. Vuoto aikaansaadaan uunin normaalilla alipaineella sekä runsaasti reikiä sisältävällä uunin poistopäällä, ts. nykyisellään pois-5 topää ei jäähdy, ellei se vuoda. Nykyään käytetyissä ratkaisuissa ilmaa johdetaan sopivan puhallin järjestelyn avulla rummun poistopään ulkopinnalle. Käytännössä ilma johdetaan rummun ulkopinnan ja sen ympärille sovitetun vaipan väliin muodostuvaan tilaan. Em. tila on jälkipolttokammion 10 puolelta suljettu osittain tulenkestävästä valusta muodostetuilla valukappaleilla. Valukappaleet on sijoitettu niin, että niiden väliin jää sopivia rakoja, joiden kautta ilma pääsee virtaamaan jälkipolttokammioon. Em. tavalla aikaansaadaan siis em. vuoto, joka on ensiarvoisen tärkeätä jääh-15 dytykselle. Rummun poistopään ja jälkipolttokammion seinämän välinen rakenne ei aiemmin tunnetuissa ratkaisuissa ole myöskään tiivis, sillä ko. rakenteen kautta pääsee jälkipolttokammioon huomattava määrä ilmaa, esimerkkinä näistä ilmamääristä voidaan mainita alue 50 - 200 Nm3/h.

20 Aiemmin tunnettujen ratkaisujen epäkohtana on mm.

se, että ne aiheuttavat hallitsemattomia päästöjä prosessi-tiloihin sekä ympäristöön. Ongelmana on edelleen se, että prosessiin pääsee hallitsemattomasti ilmaa, jota ei voida mitata eikä säätää. Jätteen poltto perustuu jätteen hävit-25 tämiseen polttamalla mahdollisimman täydellisesti. Palamisessa tarvitaan ilmaa ja happea. Jotta polttaminen olisi täydellistä ja hallittua tulee myös ilmansyötön olla hallittua ja mitattavissa. Nykyiset poistopään rakenteet ovat lisäksi monimutkaisia ja helposti vioittuvia ja lisäksi 30 kylmää ilmaa vuotava poistopää aiheuttaa hallitsematonta kuonanmuodostusta rummun poistopäähän. Runsaasti vuotava rummun poistopää on edelleen aiheuttanut sen, ettei pyörivän uunin ja kiinteän jälkipolttokammion väliseen tiivistykseen ole ollut aihetta, koska uunin ja jälkipolttokam-35 mion välistä tapahtuva vuoto on joka tapauksessa suuruus-

II

92435 3 luokaltaan pientä verrattuna poistopään kautta tapahtuvaan j äähdytys ilman vuotoon.

Keksinnön tarkoituksena on saada aikaan menetelmä ja sovitelma, joiden avulla aiemmin tunnettujen ratkaisujen 5 epäkohdat voidaan eliminoida. Tähän on päästy keksinnön avulla, jolloin menetelmä on tunnettu siitä, että poistopään ulkopinnan ympärille muodostetaan poistopään suuntaan nestetiivis tila, jonka avulla tiivistetään poistopään ja jälkipolttokammion välinen rako, että nestetiiviin tilan 10 kohdalla olevalle poistopään pinnalle ruiskutetaan nestettä ja että pinnalta pois valuva neste kootaan nestetiiviin tilan seinämien avulla yhteen ja ohjataan haluttuun paikkaan poistoa varten. Sovitelma on puolestaan tunnettu siitä, että sovitelma käsittää ohjauslieriön, joka on sovitet-15 tu muodostamaan poistopään suuntaan nestetiiviin tilan poistopään ympärille ja putkisto- ja suutinvälineet nesteen suihkuttamiseksi poistopään ulkopinnalle ohjauslieriön rajaaman alueen kohdalla, sekä ohjauslieriön ulkopinnalle sovitetut tiivisterakenteet poistopään ja jälkipolttokammi-20 on välisen raon tiivistämiseksi, jolloin ohjauslieriön seinämät on sovitettu johtamaan poistopään ulkopinnalta pois valuvan nesteen haluttuun paikkaan poistamista varten.

Keksinnön etuna on ennen kaikkea se, että hallitsemattomat päästöt prosessitiloihin sekä ympäristöön elimi-25 noituvat. Polttoreaktio tulee mahdollisimman täydelliseksi, koska haitallinen ja kontrolloimaton ilman syöttö prosessiin eliminoituu. Keksinnön avulla aikaansaadaan yksinkertainen ja kestävä poistopään rakenne. Keksinnön avulla eliminoituu myös aiemmin tunnettujen ratkaisujen ongelmana ol-30 lut kuonan muodostuminen rummun poistopäähän ja lisäksi ai-. kaansaadaan pyörivän rummun ja kiinteän jälkipolttokammion tiivis rakenne.

Keksintöä ryhdytään selvittämään seuraavassa oheisessa piirustuksessa esitettyjen edullisten sovellutusesi-35 merkkien avulla, jolloin kuvio 1 esittää periaatteellisena kuvantona osaa tyypillisestä jätteenpolttolaitoksesta, kuvio 2 esittää periaatteellisena sivukuvantona 4 92435 keksinnön mukaisen sovitelman ensimmäistä sovellutusmuotoa ja kuvio 3 esittää periaatteellisena sivukuvantona keksinnön mukaisen sovitelman toista sovellutusmuotoa.

5 Kuviossa 1 on esitetty periaatteellisesti osa tyy pillisestä jätteenpolttolaitoksesta. Viitenumerolla 1 on esitetty pyörivä jätteenpolttorumpu ja viitenumerolla 2 vastaavasti kiinteä jälkipolttokammio. Kuvio 1 esittää aiemmin tunnettua laitosta, joten kuvioon 1 on viitenumeron 10 3 avulla merkitty välineet jäähdytysilman syöttämiseksi pyörivän jätteenpolttorummun 1 poistopäälle. Kuvioon 1 on lisäksi ympyrän A avulla merkitty jätteenpolttorummun 1 poistopään alue, johon keksintö liittyy. Kuviossa 1 esitetyn jätteenpolttolaitoksen muu tekniikka ja rakenne on alan 15 ammattimiehelle täysin tavanomaista ja tunnettua tekniikkaa, joten ko. seikkoja ei tässä yhteydessä selvitetä tarkemmin .

Kuviossa 2 on esitetty eräs keksinnön mukainen so-vellutusmuoto. Kuviossa 2 on käytetty vastaavista osista 20 samoja viitenumerotta kuin kuviossa 1, ts. jätteenpolttorumpu on merkitty viitenumerolla 1 ja jälkipolttokammio viitenumerolla 2. Keksinnön mukaisesti jätteenpolttorummun 1 poistopään ulkopinnalle ruiskutetaan jäähdytysväliaineena toimivaa nestettä ja pinnalta pois valuva neste kootaan yh-25 teen ja ohjataan haluttuun paikkaan poistoa varten. Em. ajatus on toteutettu kuvion 2 sovellutuksessa niin, että poistopään ympärille muodostetaan ohjauslieriön 5 avulla poistopään suuntaan nestetiivis tila ja poistopäätä jäähdyttävä neste ruiskutetaan putkisto- ja suutinvälineiden 4 30 avulla poistopään ulkopinnalle ohjauslieriön rajaaman alueen kohdalla. Poistopään ulkopinnalta pois valuva neste johdetaan lisäksi ohjauslieriön 5 seinämien avulla haluttuun paikkaan poistamista varten. Termillä "poistopään suuntaan" tarkoitetaan sitä, että ohjauslieriön 5 rajaama 35 tila on poistopään avautumissuuntaan tiivis niin, että

II

92435 5 neste ei pääse jälkipolttokammioon. Ohjauslieriö 5 voidaan edullisesti muodostaa jätteenpolttorummun 1 poistopään kiinteäksi osaksi. Jäähdytysnesteenä voidaan käyttää esimerkiksi vettä, jolloin putkisto ja suutinvälineet 4 voi-5 daan yhdistää laitoksen painevesiverkkoon. Jäähdytysveden lämpötila voi olla esimerkiksi noin 45°C.

Kuvion 2 sovitelma on esimerkki ratkaisusta, jota voidaan käyttää vanhoissa jo olemassa olevissa uuneissa, ts. kuvion 2 mukainen sovitelma asennetaan kuvion 1 mukai-10 sen ilmapuhallusjärjestelyn tilalle. Ohjauslieriö 5 voidaan valmistaa metallilevystä esimerkiksi hitsaamalla. On selvää, että kuviossa 2 on esitetty ainoastaan osa ohjauslie-riöstä, todellisuudessa ohjauslieriö 5 ympäröi uunin pois-topäätä kuten edellä on esitetty. Ohjauslieriön jälkipolt-15 tokammion puoleinen pää on tehty nestetiiviiksi, jolloin jäähdytysnesteen pääsy esimerkiksi jälkipolttokammioon 2 on estetty. Uunin poistopään pinnalta valunut neste virtaa ohjauslieriön ulointa sisäpintaa pitkin takaisin esimerkiksi sopivaan kouruun tai altaaseen 6, joista se voidaan joko 20 poistaa tai käyttää uudelleen. Takaisin virtaavan nesteen virtaus on esitetty kuviossa 1 nuolten avulla.

Kuten kuviosta 2 voidaan nähdä, pyörivän uunin 1 ja jälkipolttokammion 2 välinen rako on tiivistetty sopivien tiivisterakenteiden 7 avulla. Edellä mainittu tiivistys a 25 voidaan toteuttaa yksinkertaisella tavalla. On huomattava, että keksinnön mukaisen tiiviin poistopäärakenteen avulla pystytään eliminoimaan aiempien ratkaisujen haitalliset päästöt, sillä jäähdytysväliaine ei vuoda keksinnössä prosessiin.

30 Kuvioon 2 on merkitty selvyyden vuoksi uunin sisällä • vallitseva lämpötila 1300°C, jälkipolttokammion sisällä vallitseva lämpötila 1050°C ja paine 4-40 mmVp, sekä jäähdytysnesteen lämpötila 45°C.

Kuvion 3 sovellutusmuoto vastaa olennaisesti kuvion 35 2 sovellutusmuotoa. Erona on ainoastaan se, että kuvion 3 6 92435 sovellutusmuoto on tarkoitettu uusien polttouunien yhteyteen. Kuviossa 3 on käytetty vastaavissa yksityiskohdissa samoja viitenumeroita kuin kuviossa 2. Toiminnaltaan kuvion 3 sovellutus vastaa kuvion 2 sovellutusta, erot ovat lähin-5 nä konstruktiivisia.

Edellä esitettyjä sovellutusesimerkkejä ei ole mitenkään tarkoitettu rajoittamaan keksintöä, vaan keksintöä voidaan muunnella patenttivaatimusten puitteissa täysin vapaasti. Näin ollen on selvää, että keksinnön mukaisen sovi-10 telman tai sen osien ei välttämättä tarvitse olla juuri sellaisia kuin kuvioissa on esitetty, vaan toisenlaisetkin ratkaisut ovat mahdollisia. On esimerkiksi selvää, että jätteenpolttorummun poistopään ulkopinta voidaan muodostaa millaisesta teräsrakenteesta tahansa, kuvioiden ratkaisut 15 eivät ole ainoita mahdollisia. Olennaista on ainoastaan se, että jäähdytysneste ruiskutetaan poistopäähän niin, että se jäähdyttää poistopäätä. Ruiskutus voi tapahtua esimerkiksi poistopään teräsrakenteen pinnalle jne. Jäähdytysnesteen ei myöskään välttämättä tarvitse olla vettä, vaan muidenkin 20 sopivien aineiden käyttö yksinään tai vesiseoksina on mahdollista.

• > .

(

< I

( *

II

Claims (3)

92435

1. Menetelmä pyörivän jätteenpolttorummun (1) pois-topään jäähdyttämiseksi ja tiivistämiseksi, jossa menetel- 5 mässä poistopäätä jäähdytetään sen läheisyyteen syötettävän jäähdytysväliaineen avulla, tunnettu siitä, että poistopään ulkopinnan ympärille muodostetaan poistopään suuntaan nestetiivis tila, jonka avulla tiivistetään poistopään ja jälkipolttokanunion välinen rako, että nestetii-10 viin tilan kohdalla olevalle poistopään pinnalle ruiskutetaan (4) nestettä ja että pinnalta pois valuva neste kootaan nestetiiviin tilan seinämien avulla yhteen ja ohjataan haluttuun paikkaan poistoa varten.

2. Sovitelma pyörivän jätteenpolttorummun (1) pois-15 topään jäähdyttämiseksi ja tiivistämiseksi, joka käsittää välineet jäähdytysväliaineen syöttämiseksi poistopään jäähdyttämistä varten, tunnettu siitä, että sovitelma käsittää ohjauslieriön (5), joka on sovitettu muodostamaan poistopään suuntaan nestetiiviin tilan poistopään ympärille 20 ja putkisto- ja suutinvälineet (4) nesteen suihkuttamiseksi poistopään ulkopinnalle ohjauslieriön rajaaman alueen kohdalla, sekä ohjauslieriön (5) ulkopinnalle sovitetut tiivis terakenteet (7) poistopään ja jälkipolttokammion (2) välisen raon tiivistämiseksi, jolloin ohjauslieriön (5) 25 seinämät on sovitettu johtamaan poistopään ulkopinnalta • pois valuvan nesteen haluttuun paikkaan poistamista varten.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että ohjauslieriö (5) on jätteenpolttorummun poistopään kiinteä osa. 92435