对垃圾焚烧厂的运行进行分析和优化的方法技术

本发明专利技术涉及一种对垃圾焚烧厂的运行进行分析和优化的方法，其特征在于，测量CO2废气中的含量并且视情况在回顾参考变量CO

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】对垃圾焚烧厂的运行进行分析和优化的方法
[0001]本专利技术涉及一种根据权利要求1的前序部分的对垃圾焚烧厂的运行进行分析和优化的方法。
[0002]根据EP 1 698 827可知，测定例如垃圾焚烧厂的废气中的CO2含量，以便由此推断“燃烧强度”，并且如果该燃烧强度超过一定水平时，以某种方式调节一次燃烧气体与二次燃烧气体的氧气质量流量比例，使得该燃烧强度降低至该水平以下。
[0003]由申请人的EP 1 715 339已知的是，为了测定垃圾焚烧厂中生物能源和化石能源的分量，需要校准选自八个平衡中的至少三个平衡。此方法非常精确，但需要一定的设备和工艺成本。
[0004]垃圾焚烧厂，顾名思义，在其中燃烧垃圾和燃料，这些燃料的组成成分非常不均匀，特别是生物垃圾成分与化石垃圾成分(包括各种塑料)的比例波动较大。每个垃圾焚烧厂均根据这两个分量的通过检查可预期的比例而设计，并且在存在这个比例时，具有最佳的运行结果。由于垃圾的供应完全不稳定，包括在对料仓进行装料时以及当垃圾在料仓(垃圾焚烧厂的燃烧室从这个料仓获得其燃料)中翻滚时，都希望基于经验尽可能地混合均匀，燃烧室中燃料组成的不良变化则会影响燃烧过程、所获得(转化)的能量以及废气特性，在此处这些变化最为明显。
[0005]为此，还要指出的是：作为垃圾焚烧厂的设计参数，实际上并不存在精确定义的生物碳与化石碳的比例。以恒定不变的生物燃料与化石燃料的比例来操作焚烧厂在操作技术上也毫无问题。问题在于燃料组成的短期变化。
[0006]就几乎所有类型的化石燃料而言，相对于化学计量的空气供应来说(因此，废气中的氧气含量为0VOL％(气体体积百分比))，在不考虑垃圾焚烧中几乎不会出现的天然气和甲烷(辅助燃料除外)的情况下，所获得的CO2分量在15至17.6VOL％之间。与此相比，如下表1所示，就典型的生物燃料而言，废气中的CO2分量(在采用化学计量的空气供应的情况下)介于19.1VOL％(厨余垃圾)至21VOL％(纤维素)之间。
[0007]因此，垃圾组成的差异以及因随机供应而产生的时间相关的波动是较为不便的，因为通常也将垃圾焚烧厂用于产生能量(实际上是转化)，为此，每小时应产生尽可能等量的蒸汽(在恒定的温度和压力下)。在现有技术中，这一点部分通过借助料仓起重机(见图3
‑
左图)在垃圾仓中自动或手动控制地混合所供应的垃圾而实现，在极端情况下则是通过提供燃油或天然气以维持足够的能量转化或者通过接受因部分利用焚烧厂而造成的损失来实现。
[0008]对不同工厂的现有测量和调查表明，由于特别是所供应的燃料组成的短期波动在200,000欧元至500,000欧元之间，年处理量为200,000吨的垃圾焚烧厂无法获利或者由于额外的燃料(通常是天然气或取暖油)必须耗费较多成本，这不仅对于每个工厂而言是一笔较大的款项，而且由于欧洲有大约400个这种规模的垃圾焚烧厂，因而具有相当大的经济规模。
[0009]因此，本专利技术的目标和目的是提供一种上述类型的方法，通过该方法可以减少运行中的变化。
[0010]本专利技术用以达成上述目的的解决方案在于具有在权利要求1特征部分中给出的特征的方法，换句话说，至少持续检查废气成分中的CO2含量并且根据测量结果得出需要改变燃料供应的成分(即更好地进行混合)并进行改变。在一种技术方案中，推断出料仓中的垃圾的成分组合，并且在将该成分组合考虑在内的情况下，改变燃料的装料或混合。
[0011]下面结合附图对本专利技术进行详细说明。其中：
[0012]图1示出了就生物或化石材料而言废气成分与燃料组成之间的关系，
[0013]图2示出了针对垃圾输入的组成的实时分析的示例，
[0014]图3为根据本专利技术有所优化的混合的效果的两个示意图，
[0015]图4a和4b示出了对两个垃圾焚烧厂的燃料组成的变化性的分析，
[0016]图5a和5b示出了根据燃料组成的变化性，附加燃料(以燃油为例)的平均消耗量以及垃圾焚烧厂的平均蒸汽产量，
[0017]图6a和6b示出了根据燃料组成的变化性，垃圾焚烧厂的平均垃圾吞吐量和废气中的平均O2浓度。
[0018]在对附图中的各个图示进行详细说明之前，应对本专利技术的理论原理进行阐述：
[0019]不同燃料的燃烧与特性废气成分相关(可以根据湿润废气中所测得的含量回推计算出的干燥废气中的O2和CO2含量，但与此相反，它们是直接具有可比性和较高的意义性)，其中除了燃料的化学成分(水、C、H、O、N、S、F、Cl等的含量)之外，不同燃料的燃烧还与燃烧用空气的量有关。例如，就特定燃料而言，燃烧用空气的量越大，废气中的O2浓度就越高，CO2浓度就越低。
[0020]通过根据废气中的恒定氧含量以计算的方式对废气成分进行归一化(例如，在化学计量的空气需求或恒定的空气比值下，剩余氧含量为0％)，废气成分的变化仅与燃料或其化学成分有关。
[0021]通过以下总所周知的方程式对废气成分进行归一化(根据废气中的任一氧含量O
2参考值
)，该方程式允许近似计算废气中恒定氧含量的干燥废气成分。
[0022][0023]CO
2参考值
在恒定(任意规定)的空气比值下或者在O
2参考值
下，干燥废气中的CO2浓度[VOL％][0024]CO
2测量值
焚烧厂的干燥废气中所测得的CO2浓度[VOL％][0025]O
2测量值
焚烧厂的干燥废气中所测得的O2浓度[VOL％][0026]O
2参考值
焚烧厂的干燥废气中任意规定(恒定)的氧含量(优选选定0VOL％的值)[VOL％][0027]21表示大气中的氧含量O
2大气
[VOL％][0028]为了在恒定(任意规定)的空气比值下或者在O
2参考值
下精确计算(在考虑到燃烧用空气或大气中现有的CO2含量的情况下)干燥废气中的归一化的CO2浓度CO
2参考值
，可以使用以下公式使用，其中仅在空气比值较大的情况下，近似公式的结果与精确公式的结果之间才会存在显著差异。
[0029][0030]O
2大气
燃烧用空气或大气中的O2浓度[VOL％]，通常约为20.94VOL％
[0031]CO
2大气
燃烧用空气或大气中的CO2浓度[VOL％]，通常约为0.04VOL％
[0032]如上所述，根据废气中的恒定氧含量而归一化的干燥废气成分CO
2参考值
和O
2参考值
仅与燃料或其化学成分有关。
[0033]因此，相对于恒定氧含量O
2参考值
而言的(根据该恒定氧含量而归一化的)干燥废气成分(CO
2参考值
含量)的时间相关的变化是燃料组成(时间相关的)变化的结果。
[0034]因此，在垃圾焚烧厂中，根据CO
2参考值
随时间的变化可以推断出垃圾输入的均匀性或混合性。C本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种对垃圾焚烧厂的运行进行分析的方法，其特征在于，测量废气中CO2的含量，视情况在回顾参考变量CO
2参考值
之后，将所述CO2含量用于测定焚烧的垃圾中的生物碳与化石碳的比例，根据大小和持续时间测定并记录CO
2参考值
或所述焚烧的垃圾中的生物碳与化石碳的比例的变化性。2.一种优化垃圾焚烧厂的运行的方法，其特征在于，测量废气中CO2的含量，视情况在回顾参考所述变量CO
2参考值
之后，将所述CO2含量用于测定焚烧的垃圾中的生物碳与化石碳的比例，根据大小和持续时间测定CO
2参考值
或所述焚烧的垃圾中的生物碳与化石碳的比例的变化性，并将其用于选择待供应于燃烧的垃圾。3.一种优化垃圾焚烧厂的运行的方法，其特征在于，测量废气中CO2的含量，视情况在回顾参考所述变量CO
2参考值
之后，将所述CO2含量用于测定焚烧的垃圾中的生物碳与化石碳的比例，根据大小和持续时间测定CO
2参考值
或所述焚烧的垃圾...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：维也纳工业大学，
类型：发明
国别省市：