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Verfahren zum Verbrennen von Abfallstoffen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbrennen von Abfallstoffen, bei dem diese einer Destillation unterworfen und die Destillationsgase anschliessend verbrannt werden sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens. Mittels dieses Verfahrens wird die restlose Vernichtung von Abfällen aller Art, u. zw. solchen aus Küchen, Spitälern, aus der Industrie u. dgl. auf hygienische Art und Weise er- möglicht.
Die Einrichtung ist für die Verwendung an allen Orten, wo eine Vernichtung von Materialien zweckmässig, wünschenswert oder notwendig erscheint, bestimmt, sei es in Spitälern, Sanatorien, Wohnungen, Werkstätten u. dgl.
Um Abfallstoffe zu vernichten ist es bekannt, diese zusammen mit festen Brennstoffen zu verbrennen.
Weiters ist bekannt, Abfallstoffe zu destillieren und die dabei entstehenden Gase dem zur Heizung des Destillationsbehälters dienenden festen Brennstoff zuzumischen. Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, dass dabei keine vollständige Verbrennung der Destillationsgase erfolgt, so dass störende Geruchsbildungen auftreten.
Weiters haben auch die bekannten, zur Müllverbrennung verwendeten Einrichtungen verschiedene Nachteile. Es treten sowohl beim Einbringen der Abfälle in den Ofen, wie auch beim Nachbeschicken und beim Anlaufen des Ofens im kalten Zustand vielfach Schwierigkeiten auf. Es kommt vor, dass flüssige oder durch die Erhitzung flüssig werdende Stoffe durch den Rost durchtreten, dass die Zufuhr der Verbrennungsluft behindert wird und dass schwer- oder unverbrennbare Stoffe den Rost blockieren. Die haufenweise Beschickung des Ofens behindert manchmal den Zutritt der Verbrennungsluft und verzögert die Verbrennung, wodurch mit unverbrannten Teilchen erfüllte Abgase entstehen, die zu unangenehmer Geruchsbildung führen. Auch hat das Einblasen von Verbrennungsluft häufig zur Folge, dass Asche und nicht verbrannte Bestandteile geringen Gewichtes durch den Kamin austreten.
Weiters ist das Umladen der Abfälle aus den sie aufnehmenden Behältern in den Fülltrichter des Verbrennungsofens wenig hygienisch und gibt zur Verschmutzung Anlass.
Durch das erfindungsgemässe Verfahren und die Einrichtung dazu werden diese Nachteile der bekannten Verfahren und Verbrennungsanlagen beseitigt. Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass die Abfallstoffe vorzugsweise in ihren Sammelbehältern, die entweder aus brennbarem Stoff oder hitzebeständigem Metall bestehen, dem Destillationsbehälter zugeführt werden und dass die aus dem Destillationbehälter austretenden Gase in einer gesonderten Brennkammer unter Zumischung von vorerwärmter Luft mit oder ohne Verwendung einer Zündungsflamme vollständig verbrannt werden, wobei die Abgase aus der Gemisch-Brennkammer abgesaugt und die vorerwärmte Verbrennungsluft angesaugt werden, so dass in der Gemisch-Brennkammer und aurh im Inneren des Destillationsbehälters Unterdruck herrscht.
Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens besteht vorzugsweise aus einer Brennkammer für Zuschussbrennstoff, mindestens einem darüber angeordneten Destillationsbehälter mit seitlicher Beschickungs- öffnung und oben befindlichem Abzug, einer zweiten im Abstand darüber angeordneten Brennkammer für das Destillationsgas-Luftgemisch, einem darüber befindlichen Sauggebläse und Doppelwänden an denbeiden Brennkammern, durch welche die Verbrennungsluft zum Zwecke der Vorwärmung in die zweite Brenn-
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kammer gesaugt wird, wobei sich die Luft im Raume zwischen dem Destillationsbehälter und der zweiten
Brennkammer mit den Destillationsgasen mischt. Über der Abzugsöffnung des Destillationsbehälters und bzw. oder vor der Abzugsöffnung der Gemisch-Brennkammer können weiters Prallplatten angeordnet sein.
Die erhaltenen Gase werden dabei auf ideale Temperaturbedingungen gebracht und mit der Verbrennungs- luft, die ebenfalls vorerhitzt wird, gemischt. Die Temperatur in der Gemisch-Brennkammer kann so hoch sein, dass sie eine Selbstentzündung des Gasgemisches ermöglicht. Wenn es nötig oder nützlich erscheint, kann die Entzündung der Gase auch durch Zündung herbeigeführt werden, wobei ein Gasbrenner, ein elek- trischer Heizdraht oder eine andere bekannte Einrichtung verwendet werden kann, die an einer vom Ge- misch des Gases und der Verbrennungsluft überströmten Stelle angeordnet sein kann. Dies kann z. B. bei
Produkten mit geringem Gehalt an brennbaren Gasen zweckmässig sein, da bei diesen eine Selbstentzün- dung nur schwer möglich ist.
Eine Zündung kann aber auch dann zweckmässig sein, wenn dadurch eine wirtschaftlichere Ausnutzung des Zuschuss-Brennstoffes ermöglicht wird.
Im einzelnen weist das Verfahren nach der Erfindung folgende Schritte auf : Die Abfälle, die vernich- tet werden sollen, werden in einem Behälter rasch auf hohe Temperatur gebracht, wobei sie austrocknen und dann ausglühen. Die dabei austretenden Gase werden mit auf hohe Temperatur vorerhitzte Luft ge- mischt, wodurch das Gemisch von Gas und Luft Selbstentzündungstemperatur annimmt. Die daraufhin entflammen Gase verbrennen vollständig in einer zu diesem Zwecke vorgesehenen Verbrennungskammer.
Die Temperatur und die Zufuhr der Verbrennungsluft werden derart geregelt, dass eine möglichst rasche und gründliche Verbrennung erzielt wird und keine unverbrannten Teilchen in den Abzug gelangen.
In gleicher Weise wird auch Müll vernichtet, der sich in den Behältern befindet, die zur Müllabfuhr gedient haben. Diese Behälter sind dazu aus hitzebeständigem Metall angefertigt, wodurch sie wiederholt verwendet werden können.
Das Verfahren gemäss der Erfindung ermöglicht eine völlig hygienische Vorgangsweise, bei der jede Geruchsbildung vollständig vermieden wird. Die Müllbehälter stellen somit keine Infektionsgefahr für die Aufstellungsräume und keine ständige Geruchsquelle dar. Werden anderseits brennbare Müllbehälter verwendet, so werden diese ebenfalls in den Austrocknungsraum gebracht, wo sie dann samt ihrem Inhalt verbrennen.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, dass die Anlage ausschliesslich mit Unterdruck arbeitet, was ein Eindringen von Abgasen in den Aufstellungsraum verhindert. Dies wird durch einen Saugzug erreicht, wobei gleichzeitig die Rauchgase vorteilhafterweise auch abgekühlt werden, bevor sie in den Kamin eintreten, da dort auftretende hohe Temperaturen häufig Ursache eines schlechten Wirkungsgrades der Verbrennung, eines Brandes oder anderer Nachteile sind.
Durch das Ansaugen von Luft wird auch eine Luftverbesserung im Aufstellungsraum, dessen Atmo- sphäredurchden herbeigeführten Müll verunreinigt ist, erzielt.
Der Saugzug durch die ganze Einrichtung bewirkt am Ausgang des Gebläses einen Druck, der die Zugwirkung des Kamines verbessern kann, wenn dieser beispielsweise unterdimensioniert ist oder aus andern Gründen ein für den Verbrennungsvorgang nur ungenügender Zug vorhanden ist. Dies wird dadurch erreicht, dass das Sauggebläse am Ausgang der Verbrennungsanlage angeordnet ist und nicht am oberen Ende des Kamines, wie dies in ähnlichen Anlagen mit künstlichem Zug der Fall ist.
Alle diese Vorteile werden mit Hilfe eines einzigen Sauggebläses erreicht, dessen Dimensionierung von der Zusammensetzung und Menge des Mülls sowie von der Ableitung der Abgase abhängt.
Die Verbrennungsanlage besteht im wesentlichen aus einem Gehäuse zylindrischer oder anderer Form, in dessen unterem Teil die zusätzliche Heizquelle angeordnet ist, welche durch einen Gasbrenner, durch einen elektrischen Heizdraht, durch Kohlen-oder Ölfeuerung, durch Infrarotstrahlung oder auch Dampf bzw. vorerhitzte Luft gebildet sein kann.
Unmittelbarüberdieser Heizquelle ist ein Behälter oder an dessen Stelle ein Aufnehmer für die Transportbehälter angeordnet. Für die Beschickung der Anlage ist mindestens eine Öffnung vorgesehen. Neben der oder den Beschickungsöffnungen kann auch eine Öffnung für die Aschenentnahme vorgesehen sein, wobei diese relativ zueinander so angeordnet sein können, dass die Abfallstoffe auf der einen Seite der Anlage eingebracht werden und die Asche auf der andern Seite entnommen wird.
Die Gase werden zweckmässigerweise umgeleitet, wobei sie vor ihrem Abströmen zum Absaugkanal Behälter im Verbrennungsraum erhitzen, wodurch die Vortrocknung der zu behandelnden Stoffe bewirkt wird. Man kann auch eine oder mehrere Absaugleitungen für den Wasserdampf des Vortrocknungsteiles vorsehen, welche den Dampf zur Gemisch-Brennkammer führen, da diese Dämpfe die Selbstentzündung nicht behindern. Dadurch wird eine wirtschaftliche Ausnutzung der vorhandenen Wärme erreicht.
Die Verbrennungsanlage kann eine rechteckige, L- oder U-förmige Grundform oder jede andere ge-
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eignete Form, welche den Verbrennungsvorgang günstig gestaltet oder die richtige Anpassung des Verbrennungsofens an die Wandungen der Müllbehälter gestatten, aufweisen.
Werden mehrere Behälter verwendet, so müssen die Beschickungsöffnungen derart ausgebildet sein, dass die Einführung und das Herausnehmen dieser leicht möglich ist. In diesem Falle werden Platten vor- gesehen, die als Tragplatten für die Behälter dienen und die so angeordnet sind, dass die erhitzten Gase aus der Brennkammer ständig alle Wandungen der Behälter umströmen und dass auch dann günstige Saug- verhältnisse vorliegen, wenn nicht alle Platten mit Behältern besetzt sind.
Nach Herausnahme der Behälter aus dem Verbrennungsofen werden diese unter einer Haube abgekühlt.
Unter Einwirkung des Kühlluftstromes werden gleichzeitig eventuell vorhandene Ausdünstungen abgesaugt.
Die in den Behältern behandelten Abfallstoffe geben unter dem Einfluss der Wärme Dämpfe und Gase ab. Diese Ausdünstungen treten durch eine Prallplatte und gelangen in die Strömungsbahn der erhitzten, zu ihrer Verbrennung bestimmten Luft. Diese Prallplatte befindet sich unterhalb einer Öffnung im Boden der Misch-Brennkammer und bewirkt, dass beim Durchströmen dieser Öffnung sich die Luft und die Gase durch Wirbelung vermischen. Die Prallplatte kann beliebig viele Öffnungen aufweisen, die auch beliebig über die Fläche verteilt angeordnet sein können. Die besondere Ausgestaltung dieser Prallplatte hängt von den Eigenschaften der der Destillation unterworfenen Materialien und von der Ausbildung des Verbrennungsofens ab.
Nach Mischung der unter Selbstentzündungstemperatur stehenden Destillationsgase und der Luft und Eintritt in die Verbrennungskammer entzünden sich diese und verbrennen auf Grund der hiefür günstigsten Voraussetzungen rasches. Infolge einer vor dem Abzugskanal liegenden zweiten Prallplatte strömen die entspannten Abgase gegen die Wände der Kammer und geben ihre Wärme an die dieAussenfläche der Kammer umspülende Zusatzluft ab. Dadurch wird zwischen den abzusaugenden Gasen und der Verbrennungsluft der gewünschte Wärmeaustausch erzielt.
Das Sauggebläse, das am oberen Ende der Verbrennungskammer angeordnet ist, saugt durch einen Mantelraum, der die Verbrennungskammern umgibt, Verbrennungsluft ein. Die Einströmöffnung für die Verbrennungsluft erstreckt sich rings des Abzugskanals oder sonst auf der Oberseite der Verbrennungseinrichtung. Die Luft strömt dann längs eines Gehäuses der Verbrennungskammern zu einer Regeleinrichtung, durch welche sie in das Innere der Anlage eintritt. Es ist sinnvoll, die Luft zu regeln und über die grösstmögliche Oberfläche zu leiten, da infolge letzterem das Gehäuse gekühlt, wie auch die Luft, die als Verbrennungsluft dient, erhitzt wird.
Die durch die regelbaren Öffnungen eintretende Luft vermischt sich dann mit den Brenngasen des Zuschussbrennstoffes, streicht längs der Wände des oder der Veraschungsbehälter und gelangt im Augenblick seiner Höchsttemperatur zur Prallplatte, wo sie mit den aus dem Veraschungsbehälter austretenden Gasen gemischt wird und in die Verbrennungskammer eintritt.
Im Falle der Verwendung von Gas, Heizöl, Kohle oder andern Zuschussbrennstoffen kann ein gesonderter Verbrennungsraum vorgesehen sein, in welchem, um die höchstmögliche Temperatur der Brenngase zu erzielen, eine genaue Einregelung der Verbrennungsluft möglich ist. Die Vorwärmung der Luft kann darüber hinaus auch unabhängig von der Einrichtung durchgeführt werden.
Zwischen der Verbrennungskammer und dem Sauggebläse ist ein Zugregler vorgesehen, dessen Zweck es ist, den Saugzug in der Anlage und damit die Menge der Verbrennungsluft für die Destillaticnsgase des Mülls zu regeln. Ausserdem führt der Regler den Abgasen in ausreichender Menge Frischluft zu, um die Temperatur dieser soweit zu erniedrigen, dass sich beim Absaugen oder für die Aufstellungsräume keinerlei Schwierigkeiten ergeben.
Um die Wärme der Abgase nutzbar zu machen, kann diese auch mittels eines Wärmetauschers abgeführt werden, wodurch sich die Frischluftzufuhr durch den Regler erübrigt.
Für die Aschenabfuhr dient ein Behälter, der unterhalb des Einfülltrichters oder der Aschentüre angeordnet sein kann. Es ist dabei zweckmässig, auch einen Abzug der Rauchgase des Aschenbehälters durch das Absaugsystem vorzusehen, damit auch dessen Ausdünstungen nicht in den Aufstellungsraum gelangen können. Dies kann z. B. durch einen Anschluss an den Saugluftkanal an der Oberseite des Aschenbehälters erreicht werden.
Das Verfahren gemäss der Erfindung und die Einrichtung dazu sind nachstehend an Hand einer Zeichnung erläutert, in welcher drei Ausführungsformen von Verbrennungsanlagen schematisch dargestellt sind.
Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch einen Verbrennungsofen nach der Erfindung, bei dem die Veraschung des Mülls in einem eingebauten Behälter durchgeführt wird ; Fig. 2 zeigt im Schnitt einen ähnli-
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chen Verbrennungsofen, in den aus hitzebeständigem Material gefertigte, mit Abfällen gefüllte Einzelbe- hälter eingebracht werden können ; die Fig. 3, 4 und 5 zeigen eine andere Ausführungsform eines erfin- dungsgemässen Verbrennungsofens in perspektivischer Ansicht bzw. in je einem Schnitt nach der Linie a-a bzw. b-b in Fig. 3.
In Fig. 1 ist mit 1 ein Brennerraum bezeichnet, welcher als Heizquelle in seinem unteren Teil einen
Brenner 2 aufweist, der vorzugsweise für beliebige Brennstoffe, wie Öl, Gas oder Kohle verwendet werden kann. Es kann darin auch eine elektrische Heizung vorgesehen sein. Der Brennerraum 1 befindet sich im
Inneren eines Gehäuses 3 mit Doppelwandung 4, 5, dessen doppelte Wandung einen von der Verbrennungs- luft durchströmten Raum 6 bildet. Oberhalb des Brennerraumes 1 ist ein Behälter 7 für die zu veraschen- den Produkte fest angeordnet. In diesen Behälter 7 wird der Müll durch die Beschickungsöffnung 8 einge- führt. Über einer oberen Öffnung im Behälter 7 ist eine Prallplatte 9 vorgesehen, die die darüberliegend befindliche Kammer 10 für die Verbrennung der Destillationsgase nach unten begrenzt.
Oberhalb dieser Kammer 10 befindetsich ein Absaugkanal 11, der ein Sauggebläse 12 für die Abgase enthält und weiters mit einem Zugregler 13 versehen ist. Der unteren Eintrittsöffnung des Kanals 11 ist ei- ne Stauscheibe 14 vorgelagert. Der Mantel 3 besitzt an seiner oberen Abschlusswand Öffnungen 15, durch welche Luft in den Raum zwischen den beiden Wänden 4 und 5 einströmen kann. Die innere Wand 5 be- sitzt an ihrem unteren Ende regelbare Einströmöffnungen 16, durch welche die Luft längs des Brennerrau- mes 1 in das Innere der Anlage strömt.
Wird nun durch die Öffnung 8 des Behälters 7 Müll eingeführt, so umströmen die Brenngase des Brennraumes 1 den Behälter 7, wodurch der Müll erhitzt wird. Wasserdampf und Gas abgibt und dann verglüht.
Das Absauggebläse 12 erzeugt in allen Teilen der Anlage, u. zw. in der Kammer 10, im Brennerraum 1 sowie in allen Kanälen einen Unterdruck. Dadurch strömt Luft durch die Öffnungen 15 von aussen in den Raum 6 ein. Die Luft erwärmt sich beim Durchströmen des Raumes 6, tritt zu den aus dem Brennraum 1 ausströmenden Gasen und vermischt sich nahe der Prallplatte 9 mit den aus dem Behälter 7 durch dessen Erhitzung entweichenden Gasen. Da der Behälter 7, abgesehen von der Öffnung an seiner oberen Seite, völlig abgeschlossen ist, kann keine Luft in diesen eintreten, wodurch die bei der Austrocknung entstehenden Gase innerhalb des Behälters 7 keinen Sauerstoff erhalten, welcher ihnen dort ein Verbrennen ermöglichen würde. Aus diesem Grunde ist auch die Beschickungsöffnung mit abgedichteten Fugen versehen.
Somit ist keinerlei Zug vorhanden, der feste Teilchen mittragen könnte. Beim Prallblech 9 mischen sich die sauerstoffreiche Luft und die dem Destillationsbehälter 7 entweichenden brennbaren Gase. Beide befinden sich aufhoherTemperÅatur. Dies ergibt ideale Bedingungen für eine rasche und vollständige Verbrennung in der Kammer 10. Die Abgase der Verbrennung strömen darauf durch den Kanal 11 ab. Die Zirkulation der durch die Ansaugöffnungen 15 eintretenden und im Raum 6 erhitzten Luft verbessert ausserdem die Wärmeisolation der Brennkammern.
Durch die Absaugung der Abgase kann im Inneren des Verbrennungsofens niemals ein Überdruck entstehen. Damit wird jede Gefahr eines Austretens von Gasen in den Raum und damit einer Geruchsbildung beseitigt. Das Sauggebläse 12 ist derart ausgelegt, dass durch den Zugregler 13 zusätzliche Frischluft angesaugt werden kann, wodurch die Temperatur der in den Kamin einströmenden Abgase heruntergesetzt wird.
Die Rückstände der veraschten Produkte werden durch die Aschentilre 18 in den Aschenraum 17 gebracht. Die Aschentüre 18 ist derart ausgebildet, dass zwarAusdünstungender sich irhaschenraum befindlichen Rückstände in den Behälter 7 entweichen können, dass jedoch keine Falschluft in den Behälter 7 dringen kann, die den zur Verbrennung benötigten Sauerstoff bringen oder durch ihre Zugwirkung feste Teilchen mitreissen könnte.
Bei einer Ausführungsform nach Fig. 2 können mehrere Behälter 19 in den Verbrennungsofen eingebracht und oberhalb des Brennraumes 1 angeordnet werden. Diese Behälter 19 werden von Konsolen 20 getragen. Im übrigen ist die Wirkungsweise der Anlage genau die gleiche wie im Beispiel der Fig. 1 beschrieben.
Bei der in den Fig. 3,4 und 5 dargestellten Ausführungsform eines Verbrennungsofens ist der Destilla - tionsraum L-förmig ausgebildet. An einem Ende des Raumes ist die Beschickungstüre 8 und am andern Ende die Entaschungsöffnung 18 vorgesehen. Letztere ist durch eine Türe 21 zugänglich. Die durch die Beschickungstüre 8 eingeführten Abfälle verlieren allmählich ihr Volumen und sind, bis sie bei der Entaschungsöffnung 18 bzw. 21 anlangen, vollständig verglüht. Im Destillationsraum 7 werden sie durch die Beschickung vorwärtsbewegt. Sie werden im Raum 22 unter Wirkung der Abgase im Zugkanal 23, welcher den Raum 22 ummantelt, vorgetrocknet. Zur Absaugung der Wasserdämpfe, die im Zuge der Vortrocknung entstehen, verbindet ein Kanal 24 den Raum 22 mit der Brennkammer 10.
Das Absauggebläse 12 ist
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hier nach dem Ende des Zugkanals 23 angeordnet. Im übrigen ist die Wirkungsweise die gleiche wie bei den in den Fig. l und 2 beschriebenen Anlagen. An Stelle eines L-förmigen kann auch ein U-förmiger
Destillationsraum vorgesehen werden, ohne vom Gedanken der Erfindung abzuweichen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Verbrennen von Abfallstoffen, bei dem diese einer Destillation unterworfen und die Destillationsgase anschliessend verbrannt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Abfallstoffe vor- zugsweise in ihren Sammelbehältern, die entweder aus brennbarem Stoff oder hitzebeständigem Metall bestehen, dem Destillationsbehälter zugeführt werden und dass die aus dem Destillationsbehälter austre- tenden Gase in einer gesonderten Brennkammer unter Zumischung von vorerwärmter Luft mit oder ohne
Verwendung einer Zündungsflamme vollständig verbrannt werden, wobei die Abgase aus der GemischBrennkammer (10) abgesaugt und die vorerwärmte Verbrennungsluft angesaugt werden, so dass in der Ge- misch-Brennkammer (10) und auch im Inneren des Destillationsbehälters (7) Unterdruck herrscht.