分级燃烧的制作方法

本发明涉及用于燃烧湿的原料的分级燃烧，包括被设计成流化床燃烧的预燃烧且包括后燃烧，其中，通过换热器把原料的所需要的热值减小到最小值。

背景技术：

有机含量高的湿的物质是在工业过程中经常出现的产物或副产品。所提出的目标始终都是在能量上利用这些物质，或者至少减少待消纳处理的物质的量。这些物质大多被事先干燥。这一点要求特别高，如果所述干燥是必需的处理步骤，以便在后续步骤中在能量上利用于是干燥的物料，并且如果湿的物料在未经事先的干燥时若无外界加热就没有足够的自身能量来维持燃烧。此外，如果设备的功率范围变小，要求就会提高。在这种要求下，现有技术往往没有提供解决方案或令人满意的解决方案，特别是如果这些解决方案若无外界辅助能量就无法再足以应付。

特别是对于泥浆、这里尤其对于淤泥、进一步地对于发酵残留物来说就是这种情况。

在淤泥情况下产生了如下问题：机械地脱水能进行到最多大约25％的固体含量。为了燃烧，通常需要固体含量至少为40％。这里所使用的燃烧设备无法提供用来使得泥浆从25％的干燥物质干燥到40％的干燥物质的热量，因而始终都需要外部的热量，或者更普遍地说，需要通过燃烧昂贵的初级燃料来产生外部能量，以便维持过程。

湿的原料的绝热燃烧温度应比较低，以便达到用于顺利燃烧的足够的温度。

作为辅助，可能需要在高温燃烧之后使得废气的废热在进入到燃烧室中之前传递至燃烧空气，以便提高燃烧的温度水平。但这是不可能的，因为燃烧后的废气通常具备腐蚀性，会侵蚀换热器的金属表面。这种换热器无法长久地工作。

燃烧固体通常需要相当多的过量空气，过量空气进一步减少了供干燥所用的热量。可用的热量即使采用补偿技术也无法再足以提供干燥热量。为了干燥淤泥，需要附加的能量。

出于这个原因，使用小型分散设备的技术目前是未知的。当今的现有技术是，把充其量机械地脱水的淤泥从多个污水净化设备汇集到一个大型的、中央的且固定的作为流化床燃烧的应用设备，作为单一燃烧机构-其功率通常大于20mw，或者作为在燃煤发电站中的联合燃烧机构-其燃烧功率通常为500-2000mw。这种设备把多个地区的全部污水净化设备都汇总起来。

这种设备通常设计成固定的流化床。这种燃烧机构是已知的，比如在维基百科中以关键词“流化床燃烧”加以描述。它们广泛地、大规模地应用于超过10mw的功率范围内，特别是应用在用于发电的发电厂中，或者应用在垃圾焚烧中，或者用于燃烧热学地干燥的淤泥。在这种设备中，废气清洁在冷却过程结束时进行，或者在利用废气中含有的热量情况下在大约150-200℃的温度下进行，通常使用布袋除尘器，很少使用电除尘器。这种燃烧的原理基于在由热的底料比如石英砂构成的流化床中燃烧碎化的燃料，石英砂或者还有其他底料的通常的粒度约为0.8-1mm的等效直径。为了有益于或者避免与其他材料发生各种反应，可以对底料掺杂。燃料和底料共同地通过添加流化介质比如空气或蒸汽而保持悬浮，并由此流化。碎化的燃料颗粒具有大的表面积，从而能够实现充分的燃尽。底料流化导致非常充分的冲流物交换和热交换，从而在流化床中产生基本上均匀的温度。底料为加入的燃料物质流赋予了该温度，作为反应温度。底料温度可通过设备控制来确定。在此，可以使得有害气体特别是氧化氮的形成保持较少。对于根据现有技术的大型设备，预燃烧区(流化床)和后燃烧区(顶燃)直接彼此邻接。燃料的燃烧一次性地进行，也就是说，并不在任何位置从外界再次给废气供应热量或者在非化学反应区域中吸取热量。灰尘分离在燃烧结束之后进行。

在de10143427a1中记载了一种用于热学地回收利用生物质的装置，其中，各种不同的生物材料联合成具有规定的热值的混合物，并在固定的流化床中气化。该装置可以利用燃烧的废热对燃料进行预先干燥。该发明的主要关注点是，通过利用有机洗涤液(油)洗涤来使得长分子链的碳氢化合物(焦油)清除掉在气化时产生的可燃气体，以及使用带焦油的油作为在引燃喷射式发动机中的引燃油，在该引燃喷射式发动机中可燃的气体也要燃烧。该设备用于产生炉煤气，而非主要用于干燥潮湿的物料。该说明书绝对没有关于把可能的预先干燥与汽化器整合的论述。

由de102006053337a1已知另一种燃烧设计方案。在该文献中记载了一种用于在煤尘燃烧中使得生物质与有机废料联合燃烧以便产生蒸汽的装置。为了使得用于被潮湿地供应的二次燃料的相关的干燥器工作，把燃烧废气流的一部分输出，并供应给与干燥器连接的换热器。由于采用了多种不同的燃料，在de102006053337a1中记载的设备繁琐，尤其是该设备用于产生蒸汽，而并非专门设计用于干燥生物质或淤泥。

该设备的主要特征是，燃烧中的热平衡由初级燃料决定。二次燃料的水含量、进而蒸汽量-与二次燃料的能量含量有关-并不关键。热力学上的整合的任务在该方法中并未提出，因而当然也未得以完成。

在de102014106901a1中描述了一种汽化器和一种用于由含碳的原料产生可燃的气体的方法。该发明详细地介绍了汽化器中的可行的方法流程。在气体净化(除尘)之前对来自汽化器的废气进行冷却，这仅仅是为了在气体净化中产生通常低于汽化器工作温度的材料工艺的温度。燃烧气体可以混合有水蒸汽。未规定混合循环的废气。

技术实现要素：

本发明的目的在于，提出开篇所述类型的带有固定的流化床燃烧的分级燃烧，其中，可以采用潮湿的物料，该燃烧具有根据本发明的如下重要特征：相比于目前可行的现有技术，原料还可用于水含量明显较高并且热值明显较低的情况，而该设备却能量自给自足。

该目的通过根据权利要求1的分级燃烧得以实现。本发明的分级燃烧的优选改进可由从属权利要求得到。

本发明的介绍主要针对原料“淤泥”进行，因为这里的经验和现有技术最清楚，以便介绍本发明。但本发明也可被考虑用于全部其他的下述原料，比如发酵残留物、落叶、草切料、水藻、水葫芦、食品工业废料，即使这在个别情况下在下面未分别单独地提及。

本发明的主题是一种方法，其能实现使得湿的原料在经过机械的脱水之后借助于移动的、分散的、形成气泡的流化床燃烧在能量上得到回收利用，从而为了维持过程无需外界热量或外界能量。在本发明的方法中，设备规格取决于湿的原料的分散的产生量的需求，即例如取决于各个污水净化设备的规格。300kw功率的设备例如适合于机械地脱水的泥浆年产生量约为3000t的污水净化设备，这相当于约有4000住户的社区。根据现有技术，这种规格的污水净化设备不能回收利用淤积的淤泥本身，而是必须繁琐地将所述淤泥-在经过可能的暂存之后-带到中央的回收利用设备，并且还要为了验收而付钱。使用本发明的设备不仅节省了暂存、运输和消纳处理的费用，而且还产生了磷含量高的矿物肥料，这种肥料产生了积极的经济意义。相比于中央的大型设备，分散的、小规模的材料回收再利用在居民中享有很高的接受度，从而首次通过分散地产生肥料也能在有用的农业中产生接受度。

有时该设备还产生可用的余热。

该移动的设备的最大规格局限于约3mw。

如果需要在流化床燃烧之外对湿的原料进行预先干燥，则根据本发明，这利用在流化床燃烧的废气中含有的废热进行，而无需从外界供应热量。

整个设备的主要特征是，在生物质或泥浆经过机械式的脱水之后，如前所述，无需在流化床燃烧和必要时整合的干燥器之外进行热学的干燥。

本发明当然也可以扩展至大型设备，所述大型设备于是当然无法再移动。

根据本发明，为此首先把湿的原料单独地或者与干燥的原料混合地覆设到由热砂构成的流化床(固定的或形成气泡的流化床)上。热砂床被施加以数百度、优选超过200℃、最好超过400℃的热的燃烧空气。根据本发明，这也在低于3mw燃烧功率-确切地说低于1mw燃烧功率-的功率范围内进行。根据本发明，这也在移动的分散的设备中进行。空气量-通过与来自燃烧的废气混合-恰好含有需要用来通过部分地燃烧湿的原料来维持砂床温度的氧气量。流化床的工作温度可以在宽广的范围内任意调节。在使用灰熔点较低的燃料比如秸秆时，工作温度可以选取得较低，从而可靠地避免灰尘流化。在从流化床出来之后，必要时把另一部分热空气流以及必要时把来自干燥的蒸汽吹入废气中。湿的固体燃料在此转变为低热值的气态燃料。流化床和随后的燃烧室包括预燃烧。在经过预燃烧之后的废气中，除了有空气的氮气外，还有可燃的成分即一氧化碳(co)、氢气(h2)、各种碳氢化合物(cmhn)以及燃烧产物即二氧化碳(co2)和水蒸汽(h2o)。在从反应器出来时，废气温度约为700℃。这是由于co-h2o与co2-h2之间的变换反应而产生的平衡温度。在流化床中使用热的燃烧空气提高了其能量输入量，并且相应地减少了燃料侧的需要用来维持在预燃烧的流化床中的能量平衡的所需能量输入量。由此可以有利地降低燃料的所需最小热值。在流化床温度为700℃时，必须将200℃的燃烧空气加热总共500k，而在燃烧空气为500℃时，加热200k、进而约为所需热量的40％就足够了。燃料中最大允许的水含量可以从62％提高到75％，最小所需的热值相应地从4000kj/kg下降到1500kj/kg。根据现有技术，淤泥可以机械地脱水至大约27％的固体含量或73％的水含量，但不能脱水至38％的固体含量或62％的水含量。因此，只有在本发明的设备中才能直接使用机械地脱水的淤泥。相同的情况类似地适用于所有潮湿地淤积的生物质或泥浆等。

通过调节供给到预燃烧中的空气，可以有针对性地调节灰烬的剩余碳含量。该方法因而也适用于产生含碳的肥料，这种肥料在土壤保护和腐殖质维护的讨论中日益获得重要性。同样，灰烬于是可以在工业设备中用作活性炭。

为了在小功率范围内介绍该方法，修改流化床燃烧的一些典型特征。于是，代替平均直径约为1mm的床材料，而使用不到0.5mm的材料，这减小了所需要的结构高度，并且首次实现了设备的机动性。

对于本发明的移动的、分散的、形成气泡的流化床(小于3mw的功率范围)而言，流化床保留在燃烧室中。灰烬和床碎屑可以借助床抽取件通过从燃烧室向下抽取而获得。但通常，在它们已被磨碎并且随废气被带走之后，利用后续的分离器进行分离。根据本发明，灰尘与废气的分离是在燃烧完成之前且在从废气吸取热量之后进行的，其中，吸取的热量被供应给用于预燃烧的燃烧空气并且加热该燃烧空气。特别有利地，根据本发明，在把供应给预燃烧的燃烧空气加热到至少200℃、但优选加热到至少400℃的同时，对废气进行冷却。对用于预燃烧的燃烧空气的加热减少了从燃料的化学键合能量到废气中的明显热量的所需要的转换：灰烬干燥的燃料在化学计量的燃烧中几乎具有将废气加热大约1700k的趋势。如果利用过量空气燃烧工作，加热趋势就相应地下降。1.4倍的过量空气例如将裕度减小至大约1300k。如果燃料也含有水，则该值进一步减小，因为燃料中含有的水在燃烧时也蒸发，并且释放出来的水蒸汽也必须继续加热。此外很难使得水蒸汽直至具有双倍于废气的热容量，从而相比于纯粹地增加过量空气，可能的加热度很快地下降。在燃料中的水含量例如为60％时，加热裕度下降到850k。在水含量为75％时，该值下降到530k。在如下低的加热裕度情况下，在现有技术中无法再正常地操控燃烧。

本发明的目标是，把在预燃烧中化学键合的能量的所需释放量减小到最小，以便利用于是过量的化学键合的能量允许在供应到预燃烧中时在燃料中的尽可能高的水含量。这一方面通过两级的燃烧设计来实现。在第一级中，以小于1的空气比进行燃烧；干燥燃料的理论上可能的加热裕度于是相应于化学计量的燃烧，因为化学键合的被释放出来的部分热量-几乎-相应于与化学计量的燃烧成比例地被供应的部分空气。加热裕度因而在亚化学计量的运行方式情况下几乎无关于亚化学计量度。第二，这通过在进入到预燃烧中之前将燃烧空气加热到尽可能高的温度来进行。预燃烧通常在700℃的温度下进行。如果现在可以把所供应的燃烧空气预热到700℃，则这-几乎-足以释放出需要用来使得燃料中的水蒸发并将水蒸汽加热到700℃的化学键合能量。本发明提出的目标是，将燃烧空气尽可能预热到预燃烧的工作温度。

流化床中的燃烧空气主要有两个任务。首先是提供氧气，所述氧气需要用来通过燃料氧化来提供使得床温度保持恒定的热量。第二个主要任务是，使得流化床流化。所述流化始终都需要最少量的吹入到流化床中的空气。根据本发明，燃烧空气与含有少量氧气的循环废气混合，以便能够独立于供应的空气量来调节氧气含量。

作为燃料，在本发明的流化床燃烧中可以采用多种燃料。多种不同的燃料可以同时采用，这使得燃烧方式很灵活。于是可任意混合地采用固态的、液态的和气态的燃料，其中，无需预先混合。所述混合通过流化床自动地进行，即使各种燃料在空间上分开地被供应。在本发明的干燥器的工作中，有利的是，可给燃烧机构供应由待干燥的或已干燥的物料构成的混合物，其中，该混合物无论对于潮湿的部分还是对于干燥的部分都包括“0”到“100”的百分比。

作为燃料，例如可考虑初级生物质，比如特别是草切料、落叶、灌木切料、木本的或草本的材料、来自淡水、海水和淡海水的藻类、水葫芦、麻疯树-坚果，其带有所有部分和副产品，比如谷物的秸秆和谷壳、由谷粒、稻壳碾磨而成的斯佩耳特小麦等等。然而恰恰可考虑在首次利用之后的生物质，比如发酵残留物、渣滓、食品生产废料或食品废料，仅仅为了提出一些例子；仔细考察领域，就会发现多样性：在制造番茄酱时尤其是产生西红柿茎叶作为废料，在制造婴儿食品时例如产生胡萝卜皮，在制造水果色拉时产生很多柑橘果皮，在压制橄榄油时产生橄榄压饼和橄榄仁，在由甘蔗制糖时产生甘蔗渣。此外可考虑所有作为生物排泄物而产生的物质。这例如来自于动物比如鸡或马、奶牛或猪或其他动物的带有或没有草荐的粪便的淤泥。此外存在有很多同样可采用的工业泥浆。这例如包括来自造纸厂的废纸加工和废水处理的泥浆、制革厂和其他工业部门的油泥、泥浆。

根据本发明所使用的流化床的一个主要优点是，燃料位于移动的床中。燃料和燃烧空气通过砂床均匀地分布。在流化床中有大约98-99％的砂子和仅仅大约1-2％的燃料。砂子在流化床中决定了反应温度；砂子负责用于激活反应的必需能量，并吸收在反应时释放出来的能量，而在此不会明显改变其温度。

在其他燃烧系统中基本上存在如下问题：燃烧空气优选流过很少有或者没有燃料的地方；因而存在一些其燃料与空气的比例相差较大的区域。这于是导致很不均匀的反应，其质量和废气均匀度低下，尤其是在空气和燃料以近乎化学计量的比例存在之处，导致很高的局部的燃烧温度，且明显趋于形成残渣。原则上，现有技术中的其他燃烧系统因此需要大量的过量空气，以便在空气和燃料分布不利之处也仍能提供充足的氧气。这降低了效率，并且也不利于避免烟气中的有害气体成分。要么由于氧气太少而留下了大量的一氧化碳(co)和有机碳(toc)，要么由于氧气过量和局部过高的温度峰值而产生代理氧化氮。特别不利的是，这两种情况也会并行地在这种燃烧的不同地点出现。根据本发明的固定的流化床燃烧在流化床的任何部位都确保燃料与空气之间的最佳比例，并且由此避免现有技术的其他燃烧系统的系统固有的在排放方面的缺点。能实现过度的空气预热，因为燃烧温度由砂床温度决定，且无论向下的还是向上的温度峰值都不会出现。

本发明的流化床燃烧的重要特征是，燃烧空气被预热到至少200℃，优选至少400℃。这种加热优选至少分两级进行。在这种情况下，第一级是利用在烟囱前的废气中含有的废热进行加热，第二级直接处于含有来自预燃烧的废气的逆流中。如果需要或有利，也可以再补充第三级作为中间步骤，来自废气的热量在外界利用之前应用于该中间步骤。无流化床的燃烧系统大多无法进行空气预热，因为需要冷却的燃烧空气，以便充分地冷却一些构件，燃烧机构的固定的燃烧床位于这些构件上。恰恰能否高程度地预热空气对设备效率有决定性的影响。

来自预燃烧的废气形成了现在气态的燃料。根据本发明，所述废气在热传递中利用用于预燃烧的燃烧空气被冷却。根据本发明，在热交换器中对含有灰尘的气体的引导倾斜地或者竖直地从上向下进行，从而气体中含有的全部灰尘都单独因为重力经过热交换器，而气体没有保证灰尘的输送的任务。这种热交换器在现有技术中并未应用在大型设备中，因为该热交换器在构造上无法描述，或者废气被完全氧化，进而会腐蚀热交换器。本发明的构造方式带有用于载有灰尘的废气的竖直向下引导的管路，该构造方式仅适用于小的功率范围。对于大型设备，在现有技术中供应低于200℃的燃烧空气，这在热学技术上对于整个过程极为不利。

根据本发明，冷却到大约450℃的可热气体直接进入到另一反应器中，在该另一反应器中截留住灰尘(过滤单元)。在流化床燃烧的根据本发明的设计中，在燃料的固态组分-除了剩下的灰烬外-转变为气态之后，对灰尘进行分离；只把需要用来维持流化床的温度的氧气量供应到流化床中就足够了。固态燃料转变为气态在流化层温度下自动地进行。最佳地，废气在其于至少450℃的温度下进入到灰尘分离器中之前，仅在热交换器中与流至流化床的新鲜空气相逆地(第二个预热级)冷却。根据本发明，灰尘分离器由陶瓷材料或烧结金属构成。各个部件火花塞形地构造。这些火花塞竖直地安装，在底部锁紧，并且仅在上端设有开口。载有灰尘的气体从外向内流经火花塞，并且经由其顶侧开口离开火花塞。灰尘附着在火花塞的外侧面上。利用无灰尘的惰性气体，通过短暂的逆流从火花塞清除掉灰尘。现在从内向外流经火花塞的惰性气体，优选氮气、二氧化碳、一氧化碳或水蒸汽，把附着在外侧面上的灰尘颗粒带走。灰尘颗粒于是落入到位于火花塞下方的收集漏斗中。可燃气体由此被除尘，并且在技术上无灰尘地离开反应器。灰尘经由闸门排出。该闸门经过设计，从而可靠地避免含有氧气的空气侵入。

过滤器有利地被设计成带再现清洁功能的多腔室系统，对于该多腔室系统，为了清洁目的，在工作期间要么切断各个腔室，要么甚至通过施加逆流在不切断各个腔室情况下进行清洁。根据本发明，由此也可以在低于3mw的小功率范围内实现一些设备，这些设备既可连续地工作，又保持了大型设备的排放质量。

如果要规定气体清洁在燃烧结束之后才进行，则优选规定在利用废气中含有的热量之后才进行气体清洁，以便在较低的温度范围内工作。

在高温下在过滤单元中分离的、灰尘式的灰烬含有很少量的重金属，因为这些重金属大部分仍以蒸汽态存在。根据本发明，所述灰烬尤其适合于利用所含有的矿物质，并且特别是在利用淤泥的情况下尤其适合于或者通过提取或者通过直接使用淤泥网孔进一步利用在淤泥中含有的磷。

根据本发明特别有利的是，灰烬在彻底氧化之前被分离。由此也把磷的氧化减小到最小程度，这明显提高了来自灰烬的磷用于生物肥料目的的直接可用性。在根据现有技术的大型设备中的单一燃烧情况下，灰尘分离始终都在彻底燃烧之后在低于200℃的温度范围内进行，从而本发明的设备的优点无法在这些设备中获取。

世界范围内对可用原料的预估表明了磷的短缺，因而从淤泥中回收再利用磷至关重要。本发明的设备可以通过有针对性地分离灰烬和利用所含有的磷而在广泛的材料回收再利用中为此做出贡献。

对于废气中仍含有的重金属，根据本发明必要时安装有针对性的冷凝阱。重金属沉积在该冷凝阱中，于是不再形成灰烬的污物，而是-与灰烬分开地-以浓缩的形式存在，并且可以再供应给可回收物质循环。

根据本发明，在灰尘分离器之后，在另一燃烧室中对废气进行彻底氧化(后燃烧)。所述氧化优选分级地以多次供应部分燃烧空气流的形式进行，优选在分成四级的空气供应中进行，但至少在分成两级的空气供应中进行。由此可以明显降低氧化氮的排放，因为在全部的区段中-最后一个除外-都发生氧气短缺，并且氮气在氧气短缺情况下优选反应成单分子氮气，而不是氧化氮。由于气体不再含有灰尘，所以该气体能以很少的过量空气燃烧，即，在利用天然气的条件下燃烧。在排放方面的燃烧质量因而同样相应于天然气的水平。在燃烧天然气时的排放量明显低于根据现有技术的固体燃烧。燃气的或最初使用的燃料的可用热量因而最多。

根据本发明，该设计允许由根据前述列举的固体燃料在通常950℃的温度下产生无灰尘的废气。不同于现有技术，无尘度是重要的质量特征，并且根据本发明允许按否则在采用天然气时所保留的方式设计后续的热量利用。利用本发明的设备因而能够例如给加热面设置肋管，而不存在污染的风险。同样，可以省去繁琐的用于给也无肋的加热面除尘的装置。另外，管束热交换器的结构高度不再局限于清洁机构的插入深度。同样可以允许较高的废气速度，而不会带来腐蚀管路的风险。

根据在不同国家适用的关于空气净化和垃圾焚烧的法律，燃烧质量允许在设备中在遵守全部分别适用的法规情况下也能采用垃圾作为燃料，比如在欧洲使用装载的旧木料便处于eu2000/76的规定之下。该设备在这种情况下会适当地运行，从而在控制技术上确保维持在上次空气供应之后的最低燃烧温度。根据本发明的技术首次允许在低于3mw的小型设备中使用所述垃圾。现有技术不允许这样，因为作为工作介质，仅仅采用了水蒸汽，并且为此在低于大约10mw的功率范围内无法实现经济的工作和运行。

根据本发明，在后燃烧之后，废气中含有的热量可以针对湿的燃料用于燃料干燥器的运行。通常，并非废气中含有的全部热量都需要用于干燥器的运行。余热可以-在干燥器加热之前或之后-以合适的热动力设计用于提供外界热量和/或用于产生电能。由于燃气没有灰尘，例如有利地适宜采用斯特林发动机，其在热动力方面具有最高的效率，但其热交换器-由于过程-在废气含有灰尘时很快就堵塞而无法清洁。根据本发明，这优选可以如下进行：废热首先用于有利地例如借助orc设备、蒸汽发动机或斯特林发动机产生电能。作为燃烧室，也可以首先直接使用作业机械的燃烧室，优选燃气涡轮机的燃烧室。于是相应地，剩余的废热用于干燥。如果不需要干燥热量，则对废气中含有的热量的利用也可以局限于产生电能，或者与对废热的其他方式的利用例如在远程供暖网中进行关联。

废气可以在利用之前通过与冷却的废气混合在利用之后冷却到任意的温度。对于在由申请人同一天提交的并行申请中记载的floradry-接触式干燥器，该温度例如是400℃的温度，该温度作为入口温度不得被超过。蒸汽发动机或orc-设备经常被设计到大约550℃的入口温度，因为这相当于bhkw(热电联产机组)的常见的废气温度。该温度可以利用本发明的设备略微调节。因而可以避免调整用来利用废气中含有的热量的机组，这节省了显著的代价和投资成本。该设计仅仅由于如下原因才可行：根据本发明，用于循环的废气直接在该机组之后被抽取，并且在通至烟囱的废气中还存在的热量可以用于燃烧空气的预热。循环空气总量至多可以为通至烟囱的废气量的10倍。

在燃料中的水含量大于75％时，可以有利的是，在后燃烧之后仍利用来自废气的能量加热燃烧空气。在此要考虑到的是，在后燃烧之后废气始终都含有剩余氧气。该氧气会腐蚀加热面，如果废气促使了这一点，比如当燃料中含有足够的氯时就是这种情况。因此，燃烧空气的可能的预热温度由于后燃烧的能量而大多局限于低于大约350℃的值。

如果燃料具有70％以上的水含量，则有利的是，废气的一部分可用热量用于燃料的预干燥。在本发明的设计中优选的是，干燥器具有在热交换器的用于干燥物料的出口与在负压下工作的燃烧机构之间的可流过的连接或耦接，通过所述连接或耦接，在干燥时产生的蒸汽被吸入到燃烧机构中。优选地，干燥器整合到设备中，该干燥器的蒸汽进入到燃烧机构中并在那里被清洁。通过这种方式，也可以使用水含量约为85％的燃料。

根据本发明，干燥器优选设有高效率，即所谓的接触式干燥器。对流式干燥器在蒸汽中需要很多稀薄的空气，从而避免使用蒸汽作为燃烧空气，因为所需要的燃烧功率远高于对流式干燥器的热量需求。对流式干燥器并不适合于与燃烧机构整合地组合。接触式干燥器、特别是floradry-接触式干燥器绝不需要空气，从而蒸汽-除了少量渗入空气外-并未利用空气而稀薄。使用接触式干燥器把带入到干燥器中的渗入空气减少到最小程度，并在潮湿的燃烧中的最大允许含水量方面使得设备的允差最大。根据本发明，在干燥时产生的蒸汽直接在燃烧机构中被回收利用。

根据本发明，接触式干燥器可以特别简单地实现，如果废气在进入到干燥器中之前通过废气循环被冷却到低于400℃。这明显简化了在可靠技术上对接触式干燥器的要求。根据本发明，当然也可考虑任何其他的温度作为进入用于利用废气中含有的热量的机组中的温度。

接触式干燥器确保热量有效地传递到待干燥的材料上，并且保证了干燥器的高的通过量。优选的是，接触式干燥器被设计成间接的干燥器，其利用蒸汽作为热传递介质。有利地在上部区域中设置干燥管，待干燥的物料借助输送机构比如无芯部的螺杆在所述干燥管中输送。在给干燥管加热时，蒸汽在管壁外侧面上冷凝，并且向下滴落。在下部区域中设置了加热管，在这些加热管中，废气把热量排至水，水由此蒸发；蒸汽向上升入到干燥管的区域中，由此使得带有整合的冷凝器的自然循环-蒸汽产生器的回路闭合。干燥和加热区域有利地被共同的柱形包套包围，该包套也吸收来自蒸汽压力的力。待干燥的物料在此与其周围的干燥管的内壁接触，并沿其纵向输送。对于加热区域也可以有利的是，废气不流经管，而是环绕管流动，并且这些管设有肋。加热管在这种情况下将布置在包套之外，并通过至少一个管与该包套连接；然而，对加热管的布置始终都在干燥管下方进行。

分散的小型设备也能实现使得设备与在所在地已经存在的能量设备组合。例如，可以采用沼气设备的机械地预先脱水的发酵残余物作为流化床燃烧中的原料，废气在除尘之后与沼气混合，以便在活塞式发动机中使用。设备的安装地点在这种情况下是沼气设备的地点。如果安装地点是食品经营点，则可以使用生产的食品废料作为流化床燃烧的原料，废气在除尘之后在-通常位于那里的-蒸汽锅炉中随之燃烧。如果涉及到如前所述的生物质的消纳处理，则有利地也适宜的是，在相关的消纳处理区所在地安装设备，在这里可以直接利用热量或者也利用废气。这也包括在热交换器之后且在过滤单元之前就已经直接利用废气，例如喷入到比如用固体燃料例如煤燃烧的热电厂或热电站的较大的固体燃烧机构的燃烧室中。

特别有利地，流化床燃烧应用在用来将潮湿的生物质提供给燃料的方法中，其比如在ep1443096a1或ep1587899a1中公开。在该方法中，在把生物质进一步提供给燃料之前，有针对性地洗掉部分地附着在生物质上的污物，比如作为灰尘而附着的重金属和溶解的盐。该组合能实现至少对于如下部分省去前述方法的步骤“热干燥”和“粒化”：该部分通过产生热量和电流直接用于设备运行。

本发明当然也适用在其他应用领域，如果采用了已经干燥的材料，以便利用此时剩下的余热来干燥在设备之外使用的其他材料。本发明的主要特征是，这在小于1mw的小功率范围内在移动的设备中现在也是可行的。

附图说明

接下来，借助在唯一的附图中以示意图示出的实施例更详细地介绍本发明。图中的各箭头表示相应地输送的介质的输送方向；这些箭头代表用于燃料或气体的管路连接、通道或井道。

具体实施方式

燃烧空气1从外界吸取，并通过换热器2被预热，可选地也存在另一个预热级18。在预热之后，燃烧空气3的一部分在其进入到预燃烧6中之前与循环的废气4混合并在另一换热器5中被加热。在预燃烧6中，固定的、形成气泡的流化床7位于下面的区域内，在上面是完全反应区8(净空(freeboard))。从完全反应区吸出的、部分燃烧的废气9在换热器5中冷却，其中，燃烧空气4和循环的废气5被加热。冷却的废气被供应给滤尘器10。废气中含有的灰尘11在滤尘器中分离，从而无灰尘的废气12离开滤尘器到达后燃烧13。在该后燃烧13中，添加由燃烧空气14和循环的废气15构成的另一混合物，以便使得来自预燃烧的废气彻底燃尽。燃尽的废气16从后燃烧离开，并且必要时利用循环的废气17加以冷却。在另一可选的换热器18中，燃烧空气1被加热，其中，来自后燃烧的废气16被继续冷却。经过换热器18之后，废气进入到外部的耗热器或做功机械19(在本例中为干燥器)中，在该干燥器中使得湿的原料20干燥。干燥后的原料21在流化床7的区域中被供应给预燃烧6。在干燥时产生的蒸汽22同样供应给预燃烧6，但在完全反应区8的区域内被供应。从在干燥器19之后的废气23中分流出循环的废气(4、15、17)。经过分流后，废气被引导经过另一换热器2，在该另一换热器中对燃烧空气1进行第一级预热。在结束时，废气24离开设备。

如果外部的耗热器19不是干燥器，则湿的原料20直接作为物质流21进入到流化床中，于是取消了蒸汽22的物质流。

附图标记列表

1燃烧空气

2第一空气预热器

3用于预燃烧的燃烧空气

4用于预燃烧的循环气体

5第二空气预热器

6预燃烧

7流化床

8完全反应区

9部分燃烧的废气

10滤尘器

11在滤尘器中分离的灰尘(灰烬)

12无灰尘的、部分燃烧的废气

13后燃烧

14用于后燃烧的燃烧空气

15用于后燃烧的循环的废气

16燃尽的废气

17用于冷却废气的循环废气

18可选的换热器

19外部的耗热器(例如干燥器或做功机械)

20湿的原料

21干燥后的原料

22蒸汽

23外部的耗热器之后的废气

24通至烟囱的废气