[发明专利]燃烧材料方法以及相关设备

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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1000℃)。

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。

发明内容

本发明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，本发明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。

本发明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。

本发明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。

本发明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。

本发明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。

本发明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。