[发明专利]使用热解和气化的废物淤浆焚化装置和相关方法

说明书

本发明落入设备例如精炼厂和石化厂的废物处置领域。

具体的，本发明涉及用于处理废物的反应设备，其能够使用来自于精炼厂或者石化厂的废物的热和能量，优选有机和/或无机废物和相关处理方法。本发明还涉及处理所述废物产物的设备，所述的设备优选使用所述的反应设备。

在本专利申请中，上下文中所示的全部运行条件应当认为是优选的条件，即使没有明确宣布。

对于本发明目的，术语“包含”或者“包括”还包含术语“组成为”或者“基本组成为”。

对于本发明目的，范围的定义总是包括端值，除非另有规定。

根据2003第36号法律法令规定(执行指令1999/31/EC，涉及到在官方公报12-3-2003第59号–第40号一般补充所公开的废物填埋场)，在精炼厂和石化厂中所产生的，具有高于13000kJ/kg的低热卡值(LCV)(或者低加热值(LHV)，(PCI)，意大利)的废物产物不能排入填埋场。实际上，所述法令第6条要求使用废物的高残留能量含量来产生热和/或电能。此外，如果所产生的废物没有通过随后执行的2005年8月3日的法令规定的严格特性(填埋场中废物材料的允许标准的定义，2005年8月30日公布的官方公报第201条，2005年8月3日执行法令第8条，表6)，这种废物必须在丢弃之前，“使用能够利用的最佳可能技术”进行处理，可能获得该处理的能量自效率。

这些废物产物与占优的有机基质(可能含有许多惰性材料)的总量目前是大约几千吨/年。所以需要开发一种方法，其能够以热和能量的方式使用工厂废物产物例如精炼厂的那些，例如油状和生物淤浆，具有有限量的最终残留物，其在任何情况中变成惰性的。

已经开发了不同的技术来处理具有高含碳量(含有有机物质，并且 LHV>13MJ/kg的废物)或者危险的有机废物，因为它在需要定义它们的目的浸出测试中具有高DOC(洗脱液中溶解的有机碳)值。

机械处理是最广泛使用的技术之一，例如研磨和均化，化学处理，通过加入合适的试剂(氧化钙和其他具体类型的具有高吸收能力的材料)来稳定化和生物处理。

但是，用添加剂稳定化和全部上述处理通常需要复杂的操作次序，其在处理结束时经常产生大量已经变成惰性的废物，高于初始量。

它们因此是极其昂贵的技术(它们成本至少500千欧元/吨(keuro/t))，并且与使得最终废物最小化(零废物)的政策相反。

一种技术(其另一方面确实降低了入口处废物的量)是共燃烧。在这种情况中，废物的处置是在预先存在的废物焚化设备(例如市政焚化装置)中进行的，其必须根据2005年5月11日法律法令第133号的规定(“执行指令2007/76/EC，涉及废物焚化”，在2005年7月15日第163号–一般补充第122号官方公报中公开)，经批准用于处理特定类型的危险废物。

用于共燃烧的焚化设备必须具有一定处理能力，其例如对设备的投资和管理成本是有利的。具体的，焚化设备(其具有来自于危险材料处理(共焚化)的明显经济收益)必须具有成百上千吨/年量级的处理能力，即，使得所引入的“危险废物”相对于设备入口处的常规基质是小的百分比，所以其量例如不干扰焚化装置的正常功能。

目前在意大利有50个焚化设备，其中45个是可运行和能够回收能量的，并且仅仅8个还可以处理特定的废物材料。目前和根据官方来源，还不存在类似于精炼厂淤浆的特定危险废物产物的共焚化设备：根据官方数据，小于500吨/年的危险废物产物可以在墨西拿的共焚化装置中处理。

这是因为，即使理论上是可能的，但是意大利的精炼厂淤浆的共焚化(在所生产的量中)是如下技术，其尚未以工业规模开发，并且在具有高技术发展的焚化装置的情况中，例如诸如高压焚化装置(高到10bar)，其在反应器中具有“无火焰氧燃料”燃烧器(在其中可以达到甚至高于 2000℃的温度)。

具有“无火焰氧燃料”燃烧器的焚化装置的革新存在于在反应器内产生无火焰燃烧状态中，其是通过与燃烧烟气(其在反应器外再循环)混合来稀释燃烧性试剂(氧气)来获得的。

这种技术具有与加工前处理废物以及加工本身二者有关的技术难题，因为这种废物是非均相材料(元素化学组成的湿度可变性，高热卡值(PCS，)的可变性，物理性能例如粘度的可变性)。

如果与焚化装置的成本相比，这些困难需要甚至更高的投资，管理和维护成本。