用于焚化来自对工业或农业废料或废水的处理的有机物质、例如污泥的方法和炉子与流程

用于焚化来自对工业或农业废料或废水的处理的有机物质、例如污泥的方法和炉子
1.本发明涉及一种用于焚化来自对工业或农业废料或废水的处理的有机物质、例如污泥的炉子，更具体地说，涉及一种流化沙床炉子，以及一种用于焚化例如污泥的有机物质的方法。
2.流化床焚化炉子包括外壳，在该外壳的下部部分中存在优选地为沙床的颗粒床，其构成流化区域，污泥作为燃料被注入流化区域中。在流化床之下是风箱，所述风箱通过径向入口接收优选地被加热的流化空气。风箱的上部部分支撑流化穹顶。该流化穹顶是炉子的一个重要零件，这是因为通过设置为通过穹顶的例如设有吹气喷嘴的通道，通过该穹顶分布流化空气。
3.流化床炉子的工作原理是通过可以预热或不可以预热的流体来悬浮优选地为沙子的颗粒的预校准的颗粒。流化床的物理和热动力学在例如daizo kunni和octave levenspiel的《fluidisation engineering》、max leva或nichols的《fluidisation》之类的参考书中已经广泛地说明。流化穹顶分离流体歧管和流化颗粒。它允许通过构成向流化区域的通道的吹气喷嘴或流化风口的流体的良好分布。
4.流化沙床被加热到焚化温度(750-850℃)并构成极度湍动的介质，其中，热交换达到非常高的传递系数。通过沙子的湍动，一般在一个或更多个点处供给到该床的基部中的通常为脱水污泥的有机物质非常快速地分解，蒸发瞬时发生，并且有机物质的部分燃烧与作为氧化剂的流化空气一起发生。
5.一般使用具有或不具有床溢流的密集流化床，其具有稳定的膨胀的床高度(考虑到由于磨损造成的沙子的损失)。这是因为污泥的矿物物质与床中的沙子的颗粒相比具有非常小的粒度，使得所有矿物灰都被气动地驱动到炉子的上部区域中、然后到用于烟尘(粉煤灰)的排放管道中。
6.在该类型的炉子中实施的焚化方法因此允许破坏在矿物和/或液体基质中捕获的有机物质，例如来自污水处理厂的污泥或来自对工业或农业废料或废水的处理的污泥。这是对于实现该破坏同时满足与法规相关的标准的最为广泛使用的方法。
7.在该类型炉子中燃烧的污泥一般是糊状的，并在传统脱水系统的出口处仍包括很多的水，污泥中的水含量一般为原料产品的55％至85％。在炉子中，通过使得作为燃料的有机物质与作为氧化剂的膨胀流体(在大多数情况中是空气)起反应，实施氧化还原反应。
8.由于被处理的污泥一般仍包括很多的水，这高度冷却床和炉子，仅具有高热量值的污泥的有机物质可能会不足以将炉子维持在850℃，这是其最低运作温度。
9.由此，根据污泥的质量，炉子可能会要求注入辅助燃料(天然气、沼气或燃油或炭或具有高于15000kj/kg的有机物质的热量值的任何类型的有机残余物)，以维持法规要求的温度，该温度在法国是850℃。
10.然而，当有机物质的含水量较低，通过污泥的有机物质的唯一输入热量，可以避免在焚化期间使用该辅助燃料。
11.本技术人还提出一种改善的方法，以用于通过对烟尘回收能量，以通过水部分的
部分蒸发获得更加脱水的污泥并实现水与有机物质之间的最小化辅助燃料的需求的平衡。
12.然而，为了启动炉子，一般总是使用辅助燃料，一般例如气体或燃油。该燃料注入在床中实现，优选地在床的位于床的下部部分处、在流化栅之上、位于穹顶之上、分离流体和床的前三分之一中实现。
13.然而，目前不可以完全消除对辅助燃料的消耗的需求。该缺陷的原因之一在于，要通过焚化待处理的例如污泥的有机物质的量经常地非常小于用于设置炉子尺寸的标称值。
14.实际上，焚化车间修建项目必须满足一般要求焚化在运作开始时具有给定产量并在未来(例如10或20年)具有非常高于开始时的产量的污泥以预计增长的技术规格书。在这两个情况之间，污泥流率可能翻倍，而焚化炉子对于其所选择的范围尺寸，最多具有1至1.6的灵活性。
15.经常地，在启用阶段，污泥流率非常小于炉子设计所需的目标量。由此，为了开始运作，会需要使用其维度对应于启用流率的炉子。然后，随着运作朝向目标污泥流率的演变，则最好用其维度适于处理目标污泥流率的炉子替换该启用炉子。考虑到所涉及的成本，排除该解决方案。
16.由此，炉子通常设计为按照未来运作，它则能够在启用运作时，在两种模式中运作：
[0017]-要么在数天期间处理给定时期(一般为一周)的污泥产量，以达到炉子的运作条件。
[0018]-要么例如在一星期期间分布污泥产量以连续处理污泥，这意味着以较低的小时速率且一般小于炉子为了具有最佳效率和/或保持自热而接受的最小流率来运作。
[0019]
在这两种情况中，使用辅助燃料作为补充：
[0020]-要么为了在非焚化阶段(称作维持阶段)期间维持炉子是热的。在沙床中的800℃ /-50℃附近实现维持炉子是热的，这还允许维持炉子的下游设备是热的，并限制能够损坏设备的热循环的幅度。
[0021]-要么在焚化期间，以填补由于污泥的和由此固有能量源的有机物质的流率降低造成的以及还由于烟尘中的更大的热损失造成的能量缺失。实际上，所存在的空气的流率则更高于污泥燃烧的化学计量比。
[0022]
该化学计量比对应于为了确保燃料的完全燃烧(或氧化)所严格必需的空气流率。实际上，任何过量空气产生能量损失，因为它是要加热的附加质量。
[0023]
一种解决方案可在于降低空气的量，以对于污泥的量是足够的并达到接近1的化学计量比。
[0024]
然而，存在允许颗粒(在此尤其是沙子)流化的空气的量的下限。该空气在沙床的基部处被注入炉子中。在该最小流率以下，沙子流化不良，对于使得以直径为50mm至250mm(尤其是大约100mm)的以柱体的形式注入的污泥破成小块不再运作。在炉子的给定维度中，在最大值与最小值之间的空气流率的变化是60％，这对应于污泥流率的变化是60％(通过变化过量空气，误差为百分之几)，换句话说，污泥流率能够在1至1.6变化。具有与标称污泥产量(记为x)的炉子的运作能力相对应的最大运作维度的该炉子设计范围允许以直至60％的减小的能力，即以直至比炉子的标称能力小到直至60％的污泥流率运作，同时保持有利于良好的燃烧和良好的流化的空气-污泥比值。
[0025]
如果流率过低，也不能确保挥发性物质在沙床中的燃烧。沙子的温度降低，不再是均匀的，这可能会产生死区，具有导致床的整个流化停止的沙子的聚集风险。
[0026]
例如通过改变流化床的基质还可考虑减小颗粒的粒度，并由此允许减小流化所需的空气流率。现有这样的解决方案，但它仍难以实施并可能会是不足的：即使在相同炉子维度中，能力范围可能会潜在地从1至1.6增加到1至2.0。
[0027]
当极端生产速率(启用和未来)不能够扩展到单个炉子维度，这样的解决方案的主要限制显现。
[0028]
为了克服这些缺陷，本发明因此提出能够根据待处理的污泥体积来改变流化空气流率，而不影响沙床的流化质量，并且如有需要这是临时性的。换句话说，本发明在于提供一种炉子，其维度根据未来生产目标(一般在其维度的低速率下运作)在例如2.93m的流化穹顶处限定，所述维度能够暂时地改变为更小尺寸的炉子维度，例如对于该炉子的启用，直径减小到2.34m。
[0029]
由此通过将炉子的具有其减小体积和空气流率的最小运作速率与炉子的具有其初始体积和流率的最大速率组合，将1至1.6的给定维度的炉子的最大能力范围扩展到对于污泥流率的1至3(对于小维度的炉子)和1至2(对于大维度的炉子)的范围。
[0030]
为此，本发明的一个目的在于一种用于在流化床焚化炉子中焚化有机物质的方法，该有机物质由在矿物和/或液体基质中捕获的有机物质构成，尤其是来自对废水、工业或农业废料的处理，例如污泥、尤其污水处理厂污泥，
[0031]
所述炉子包括外壳，在该外壳的下部部分中存在优选地为沙床的颗粒床，其构成流化区域zf，
[0032]
所述有机物质作为燃料被引入所述流化区域zf中，而空气作为氧化剂从风箱通过位于所述箱顶部的流化穹顶被注入所述沙床中，
[0033]
空气穿过设置于所述流化穹顶中的通道，
[0034]
炉子构造为处理待处理的有机物质的体积vmo的标称值vn，
[0035]
所述方法包括根据待处理的有机物质的体积vmo来调节流化区域zf的体积和有利地进入所述流化区域zf中的空气流率的步骤，在该步骤中，当待处理的有机物质的体积vmo小于标称值vn时，将流化区域的体积从初始体积vfi减小到减小体积vfr，并通过密封空气通道以仅使通向由此减小的流化区域zfr中的通道起作用来减小空气流率。
[0036]
有利地，根据本发明的方法通过减小流化区域zf的体积，并通过将流化穹顶的通道限制为在该减小的流化区域zfr中起作用的通道，使得可以限定减小的流化区域体积vfr，其允许相对于待处理的有机物质的体积vmo，尽可能优化的焚化处理，这适于具有小的有机物质流率的启用状况。
[0037]
由此，当待处理的污泥的体积小于待处理的污泥的体积的标称值并且以维度为x的炉子达到流化的下限时，减小体积，这对应于维度为x-1的炉子或流化区域的中间尺寸，并密封空气通道，以仅使通向该减小的流化区域中的通道起作用。
[0038]
而且，有利地，对流化区域的体积的该调节是优选临时的体积减小。由此，所述方法则包括补充体积调节步骤，在所述补充体积调节步骤中，一旦待处理的有机物质的体积vmo接近或达到标称值vn，则恢复适于处理待处理的有机物质的标称体积vn的流化区域的初始体积vfi，并有利地通过释放之前密封的流化穹顶的空气通道还恢复进入所述区域的
初始空气流率。这样，能够实施所述焚化方法，同时限制燃料的和因此辅助燃料的消耗。
[0039]
该方法有利地能够应用于现有的工作的炉子，并同样应用于未来项目(在构造或待构造炉子)。由此，则以套件的形式安装插件，所述插件具有与炉子的外壳的限定流化区域zf的部分互补的形状并且从流化穹顶抵着外壳的所述部分在小于或等于流化区域的高度的高度上延伸。
[0040]
由此，通过布置用于减小流化区域zf的体积的装置，至少减小流化区域的体积，所述装置由以套件的形式的插件构成，该套件具有与炉子的外壳的限定流化区域zf的部分互补的形状和高度、从流化穹顶抵着外壳的所述部分延伸，并且限定与减小的流化区域的体积相对应的内部体积。
[0041]
根据所述方法的一个替代方案，通过在炉子的整个高度上安装插件，还能够减小炉子的外壳在流化区域之上的体积。有利地，减小外壳在流化区域之上的体积能够允许改善灰排放并限制热损失。通过该替代方案，进一步改善能量和经济效益。
[0042]
对于本发明的目的，套件是圆柱形元件，其形状对应于流化区域的圆柱形形状。然而，炉子的流化区域通常具有截头圆锥形的形状，并且套件也是截头圆锥形的。
[0043]
根据该实施方式，套件的壁的厚度可以是恒定的或变化的、尤其是渐进的，其限定所述套件的内直径，该内直径对应于由该套件限定的新减小的流化区域zfr的减小的直径。
[0044]
套件有利地沿着炉子中的流化区域的壁安装，并且从流化穹顶延伸，在流化穹顶周边遮盖通过流化穹顶设置的空气通道，并终止于所述套件的厚度之下，这减小了到减小的流化区域的空气摄入量。该套件还构成密封装置。
[0045]
由此，有利地，能够根据以下公式表达减小的流化空气体积流率，该公式对应于用于标称情况的相同公式，并考虑到待处理的有机物质的流率：
[0046]
φv’＝φb
’ꢀ
x s x mv x coef1 x coef2，其中，
[0047]
φv’：单位为kg/h的流化空气流率
[0048]
φb’：单位为kg/h的原始污泥流率(原始污泥是水和干物质，干物质是矿物物质和有机物质)。
[0049]
s：单位为％的有机物质中的干物质的比例
[0050]
mv：单位为％的干比例中的有机物质的比例
[0051]
coef1：与用于燃烧1kg的有机物质的单位为kg/h的空气量相对应的化学计量比，所述化学计量比根据有机物质的类型为5至10
[0052]
coef2：对于确保完全燃烧有机物质所期望的过量空气，为1.01至1.4。
[0053]
也称作“湿污泥”的“原始污泥”指输入的干物质和水的混合物。这些原始污泥的干燥度优选地为18至35％，一般大约为22至26％。
[0054]
根据进一步更加优选的一个实施方式，外壳在流化区域处相对于竖直方向具有0
°
至45
°
的截头圆锥形的形状，插件或套件优选地具有截头圆锥形的形状：
[0055]-其外直径dext等于添加的锥体的高度上的外壳的截头圆锥体的直径：
[0056]
dext＝d1，其能够在高度h上变化，其中，
[0057]
d1：对于未来产量设计的外壳的流化区域的内直径；
[0058]
h：在其上颗粒流化动态发展的区域的高度
[0059]-其内直径dint等于添加的截头圆锥体的外直径减去套件的厚度a的两倍
[0060]
dint＝dext-a
×
2，其中，a：为了减小流化区域的直径而在流化区域周边添加的插件的厚度，所述厚度可以是恒定的或变化的、尤其是渐进的、并有利地为0.15至0.7m、优选地为0.25m至0.35m，
[0061]-截头圆锥体的高度h选择为使得：h＝b c，
[0062]
其中b对应于休止时的颗粒床的高度，b为0.3m至1.5m，优选地等于约1m，并且
[0063]
c对应于动力学，即0至2m、优选地0.3至0.5m的在沙床中期望的湍动(turbulence)。该湍动或动力学对应于颗粒的投射高度。
[0064]
通过密封位于流化穹顶周边并终止于用于减小体积的装置之下的空气通道，有利地实现空气流率的减小，用于减小体积的装置有利地用作用于密封空气通道的装置。
[0065]
由此，为了维持颗粒流化的目的，优选地通过流化区域的周边添加的能够抵抗温度和磨损的材料的环形体积，减小流化区域的体积vfr。例如抵着外壳的壁插入的壁的该环形体积构成插件或套件。
[0066]
还可考虑在流化穹顶之上但不沿着流化区域的壁的安装在所述流化区域中的插件，以减小该流化区域的体积和通过密封空气通道的一部分来减小空气流率。
[0067]
能够抵抗磨损和高温的材料的一个示例是耐火混凝土或耐火砖。
[0068]
根据以下公式，具有减小体积的流化区域的流化空气的体积流率фv’因此与初始空气流率фv和圆柱形元件的厚度成比例地减小：
[0069]
φv'＝φvx((d1-2a)/d1)2，其中，
[0070]
d1：对于未来产量设计的外壳的流化区域的基部处的内直径，单位为m
[0071]
a：为了减小流化区域的直径而在流化区域的周边添加的元件的厚度，所述厚度通常为0.2m至0.7m、优选地为0.25m至0.35m。
[0072]
本发明的一个目的还在于一种用于焚化有机物质的炉子，所述有机物质由在矿物和/或液体基质中捕获的有机物质构成，尤其是来自对废水、工业或农业的废料的处理，例如污泥、尤其污水处理厂污泥，所述炉子具有外壳，在该外壳的下部部分中存在优选地为沙子的流化颗粒床，该炉子至少从底部到顶部还包括：
[0073]
风箱，所述风箱的上部部分支撑流化穹顶，其具有通道，来自风箱的空气通过通道分布在对应于颗粒床的流化区域zf中，
[0074]
至少一个有机物质供给装置和至少补充燃料注射装置，设置为供给流化区域，
[0075]-在流化区域zf之上存在膨胀和后燃烧区域，外壳的顶拱位于所述膨胀和后燃烧区域的顶部上，在所述顶拱处存在用于燃烧产物的排放管道，
[0076]
所述炉子被构造为处理待处理的有机物质的体积vmo的标称值vn，并且
[0077]
所述炉子的特征在于，它包括用于将流化区域的体积从初始体积vfi减小到减小体积vfr的装置，和用于密封空气通道的装置，所述用于密封空气通道的装置被构造为在待处理的有机物质的体积vmo小于有机物质的体积的标称值vn时，通过仅使通向减小的流化区域zfr中的通道起作用来减小输入空气流率。
[0078]
由此，当待处理的有机物质的体积vmo小于标称值vn(通常为vn的30％至80％)时，炉子能够以优化的方式运作，这是因为流化区域的体积从初始体积vfi减小到减小体积vfr，并且通过密封空气通道的一部分以仅使通向由此减小的流化区域的通道起作用来减小注入的空气流率。根据本发明的炉子允许实施上述的焚化方法。
[0079]
非常有利地，减小装置和密封装置还能够被拆卸，以使得当待处理的有机物质的体积vmo接近或等于标称值vn，能够移除所述减小装置和密封装置并且能够恢复初始体积vfi和流化区域中的空气通道的数量。
[0080]
由此，可以减小流化区域的体积和吹到其中的空气体积，以便以优化的方式处理小于标称值vn的有机物质的体积vmo，同时保持炉子的维度以用于未来使用。
[0081]
有利地，用于减小流化区域的体积的装置和用于密封空气通道的装置是相同的。
[0082]
根据一个优选实施方式，所述减小和密封装置由以套件的形式安装在炉子的流化区域中的插件构成，所述套件具有与外壳的限定流化区域的部分互补的形状，并且从流化穹顶抵着外壳的所述部分延伸、形成使流化区域的壁加倍的附加壁，并且密封在穹顶周边设置于穹顶中的空气通道。
[0083]
当外壳的区域是圆柱形时，该套件因此可以是圆柱形的。优选地，当流化区域具有截头圆锥形的形状，减小和密封装置由能够抵抗磨损和温度的截头圆锥形的套件构成。它嵌在现有的截头圆锥体区域中，直至流化栅基部。由此，在流化栅处的横截面积被减小，并且在同等速度下，流化空气流率有利地被减小。
[0084]
例如圆柱形或截头圆锥形套件的插件的厚度与对于燃烧污泥或其它废料所期望的空气流率的减小成比例。优选地，其厚度对应于位于流化穹顶周边的流化喷嘴环的厚度。实际上，穹顶能够由分别承载例如流化喷嘴、吹射器的空气通道的同心环的序列构成。插件的厚度因此选择为限定减小的流化区域的体积vfr和流化穹顶的减小的横截面积。
[0085]
可以恒定或变化、优选地渐进的套件的厚度由此有利地选择为限定减小的流化区域的体积zfr和流化穹顶的减小的横截面积，该套件的厚度与对于燃烧污泥或其它废料所期望的空气流率的减小成比例。
[0086]
由此，优选地通过添加在流化区域周边的能够抵抗磨损和温度的材料的环形体积来减小流化区域的体积vfr，例如抵着外壳的壁插入的壁的该环形体积构成插件或套件。
[0087]
根据一个根据本发明的炉子的实施例，用于减小体积的装置在炉子的整个高度上延伸到流化区域之外。由此还限制炉子的外壳的体积。外壳在流化区域之上的体积的该减小可以允许改善能量和经济效益，尤其是通过改善灰排放和限制热损失。
[0088]
根据一个实施方式，减小和密封装置被插入到现有炉子中，相对于还不能够达到的待处理的有机物质的标称量，优化该现有炉子的运作。
[0089]
替代地，在构造炉子期间设置减小和密封装置，以允许启用运作。
[0090]
有利地，减小和密封装置沿着流化区域的壁延伸，并通过其厚度，减小所述区域的直径，同时密封设置于流化穹顶中并且位于在所述流化穹顶之上的通道。这些减小和密封装置能够放置在现有炉子上，但还能够部署在在构造炉子上以优化自启用的燃料消耗。
[0091]
它们容易地通过在最终构造之后或在初始构造期间构造基础零件(添加到流化区域zf中的附加壁)来添加。它们因此能够同样容易地拆卸，以恢复炉子对于为其设计的有机物质(尤其是污泥)的标称流率所需的其整体体积。
[0092]
用于实现该壁的材料可以具有与炉子的耐火内壁相似的质量。这例如是通常包括至少20％的氧化铝(优选地42至45％的氧化铝)以抵抗运动中的沙子施加的磨损的耐火砖。它们通常以填缝水泥来连接。
[0093]
替代地，可以将耐火混凝土、尤其是包括基于混凝土的总重量的30至35重量％的
氧化铝的耐火混凝土，用于实现该附加壁。在该情况中，混凝土能够抵着流化区域的内壁投射或模制。这样的材料允许在炉子的运作状况中使用减小装置大约1至2年，但强度一般比构成炉子本身的材料更小，这有助于在要恢复初始体积vfi时，破坏这些减小装置。优选地，强度比构成炉子本身的材料更小的用于减小和密封装置的材料因此能够是耐火混凝土，其氧化铝含量为基于混凝土的总重量的30％至35％重量，而用于实现炉子本身的混凝土优选地具有40至42％的氧化铝。形成壁的插件能够由此以成本更低的材料来实现。
[0094]
根据本发明的炉子有利地以与用于构造炉子内部相同的材料和加工工具来实现。
[0095]
这些材料一般是耐火砖和/或耐火混凝土，或这两种的组合。减小和密封装置可以在安装到炉子之前，在工厂预先制造，或者它们可以通过在炉子中组装砖、投射或模制混凝土以形成构成套件的附加壁，在原地、即在炉子中制造。
[0096]
套件由插入在流化区域的壁上的附加壁构成并可由耐火砖或混凝土制成，用于制造和移除该附加临时壁的用于安置和去除耐火材料的技术与用于实现维护工作或拆卸耐火墙的技术是相同的，即通过松动砖或将砖切割小的、易于运输的块用于排放。
[0097]
现在将参照附图，更详细地说明本发明，附图示出：
[0098]
图1：根据本发明的焚化炉子在标称运作模式时的纵向剖视图；
[0099]
图2：图1的炉子在启用运作模式时的纵向剖视图。
[0100]
如在图1中能够看见，用于焚化来自对工业、农业废料或废水的处理的有机物质(例如污泥)的炉子1具有通常由耐火混凝土制成的外壳11，在该外壳的下部部分中存在流化颗粒床、优选地沙床2。
[0101]
该炉子还包括通过径向入口31接收优选地已经被加热的流化空气的风箱3。风箱3的上部部分支撑构成炉子1的一个重要零件的流化穹顶4。实际上，正是通过该穹顶4，借助于设置于穹顶4中的通道分布来自风箱3的流化空气，并且通过该穹顶，来自风箱3的空气分布在与沙床2的位置相对应的外壳的称作流化区域zf 5的部分中。
[0102]
在该流化区域zf 5中存在至少一个污泥供给装置6和至少一个补充燃料注射装置7。在某些炉子中，该污泥供给装置在流化区域之上实现。还设置供给装置10以将沙子引入炉子中。在流化区域5之上存在膨胀和后燃烧区域8，外壳11的顶拱位于所述膨胀和后燃烧区域的顶部上，在顶拱处存在用于燃烧产物的排放管道(未示出)。
[0103]
该炉子1被构造为处理待处理的污泥的体积vmo的标称值vn。
[0104]
在流化区域zf 5处，炉子1的壁具有截头圆锥体的形状，其最大的上基部位于外壳11的侧部上，并且其最小的下基部位于流化穹顶4的侧部上。
[0105]
流化区域5由此限定位于流化穹顶4之上的体积，沙床2存在该体积中，该流化区域设有吹射器51。
[0106]
由此，在来自风箱3且穿过流化穹顶4的被加热的空气的作用下，实现仅能够向炉子1的顶部移动的沙床2的移位。上升速度与注入的空气流率和截头圆锥体的下部横截面积相关。
[0107]
对于标称处理值确定的上升速度通常为0.75m/s以用于良好地流化沙子，和为1.2m/s以避免过大地使得沙子飞扬，优选地速度为0.9m/s。
[0108]
炉子1因此对于污泥处理标称值vn设置维度。然而，经常地，在该类型炉子1的生产启用阶段，污泥体积通常远远小于期望的目标标称值，炉子1的构造设计用于该期望的目标
标称值设计。
[0109]
为了使得即使在生产启用阶段期间，即当待处理的污泥体积vmo小于待处理的污泥体积的标称值vn时，炉子1仍以优化的方式运作，将流化区域zf 5的体积从初始体积vfi减小到减小体积vfr，并密封空气通道，以仅使通向减小的流化区域5’的通道起作用。
[0110]
为了这样的实施，在流化区域zf 5中放置被构造为仅使通向减小的流化区域5’的通道起作用的用于减小所述区域5的体积的装置和用于密封空气通道的装置。
[0111]
如在图2中能够看见，外壳11的限定流化区域zf 5的部分具有通过其支撑的插件，该插件的形式是截头圆锥形的套件9。所述套件从流化穹顶4延伸到小于或等于外壳11的截头圆锥形部分的高度h1的高度h2。
[0112]
该套件9具有与流化区域5的内直径d1相对应的根据插件9的高度h2变化的外直径dext，和与直径dext减去插件9的厚度a的值的两倍相对应的更小的内直径dint。由此，由此产生的流化区域zfr 5’的体积被减小。
[0113]
由于该体积vfr被减小，沙子的体积也被减小。空气体积流率则通过由部分地位于流化穹顶4上的插件9密封空气通道而被限制。截头圆锥形效应还通过外壳的截头圆锥形部分，允许恢复截头圆锥形元件的荷载。在流化穹顶4处的横截面积被减小，并且在同等空气速度下，流化空气流率被减小。
[0114]
截头圆锥形插件9的厚度a与对于燃烧待处理的有机物质(污泥和/或其它废料)所期望的空气流率的减小成比例。
[0115]
具有减小体积vfr的流化区域5’的流化空气体积流率因此根据以下公式与初始流率成比例地减小：
[0116]
φv’＝φv x ((d1-2a)/d1)2，其中，
[0117]
d1：对于未来产量设计的外壳的流化区域的基部处的平均内直径
[0118]
a：为了减小流化区域的直径而在流化区域的周边添加的元件的厚度，所述厚度通常为0.2至0.7、优选地为0.25m至0.350m。
[0119]
为了确定待处理的污泥体积小于标称值时所需的空气流率，公式为：
[0120]
φv’＝φb
’ꢀ
x s x mv x coef1 x coef2，其中，
[0121]
φv’：单位为kg/h的流化空气流率
[0122]
φb’：单位为kg/h的原始污泥流率
[0123]
s：单位为％的污泥(原始)中的干物质的比例
[0124]
mv：单位为％的干比例中的有机物质的比例
[0125]
coef1：与用于燃烧1kg的有机物质的单位为kg/h的空气量相对应的化学计量比，所述化学计量比根据有机物质的类型为5至10
[0126]
coef2：对于确保完全燃烧有机物质所期望的过量空气，为1.01至1.4。
[0127]
由此，根据所述方法的一个实施例，实现炉子，其流化区域的直径为2.83m(尺寸x)，并被构造为处理至少963kgms/h。这样的炉子以与例如963kgms/h的污泥干物质流率相对应的6700nm3/h(对于流化的最小吹送空气速度～0.75m/s)至与1550kgms/h的流率相对应的10750nm3/h(最大流化速度～1.2m/s)的例如550℃的预热流化空气流率工作。这两个情况中的氧含量是相同的。
[0128]
炉子的启用的特征在于，对于远远小于600kgms/h的最低流率的流率，4250nm3/h
的流化空气流率会是足够的，因此，会要求尺寸更小(尺寸x-1)的炉子。如果该流率分布在一周七天，并施加在原始尺寸(x)的炉子上，对于该类型的已构造炉子的流化速度则会是0.47m/s，它因此在床中的湍动方面过低。
[0129]
两种解决方案是可行的。在第一情况中，以炉子为其构造的最小流率(963kgms/h)，每周处理污泥3至4天，在污泥焚化期间所需气体消耗为19kg/h。另一方面，然后会在该星期的剩余期间维持炉子温度，这对应于约为40kg/h的大的天然气消耗。
[0130]
在第二情况中，以6700nm3/h的高空气流率，一周七天都处理污泥，以满足0.75m/s的最小流化空气速度，以具有沙床中所需的湍动。过量空气造成损失并高度增大辅助燃料的消耗，使得消耗从19kg/h(如在前一情况中，在3至4天的焚化中)变成7天的46kg/h的天然气，以补偿损失。操作者选择该解决方案以保护炉子下游的设备。
[0131]
则实施本发明的方法，通过在例如1.3m的高度上添加300mm厚度的插件，减小流化区域的维度到2.23m的直径。空气量则适于污泥量，同时保持炉子中良好的湍动。流率能够减小到4200nm3/h，以满足该新的减小的流化区域中的0.75m/s的最小湍动速度。减少过量空气，以及有利地将天然气消耗从46kg/h减小到18kg/h。
[0132]
本发明的方法不仅允许约为每年100000欧元的运作节省，而且还有利地限制co2排放(每年616t的co2不再释放到大气中)。
[0133]
在某些已经就位的废料处理厂中，对于3万至7万欧元的估计投资，实施根据本发明的焚化炉子允许用作燃料的天然气方面的每年5万至20万欧元节省。本发明因此提供有意义的经济优点，同时易于实施，无论是在现有设施还是新设施中。