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Verfahren zum Herabsetzen der Verbrennungstemperatur in einer Feuerungsanlage zum Verbrennen von Abfallstoffen und Feuerungsanlage zur Ausübung des Verfahrens
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herabsetzen der Verbrennungstemperatur in einer Feuerunganlage zum Verbrennen von Abfallstoffen und Feuerungsanlage zur Ausübung des Verfahrens.
Die Abfallstoffe, insbesondere Haushaltabfall oder Stadtmull liegen dabei in der Feuerungsanlage in bekannter
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des angeordneten Rost und die Verbrennungsluft durchzieht als Unterwind die Brennstoffschicht, wobei die
Abgase von der Feuerbüchse durch einen Wärmeaustauscher zum Rauchabzug geleitet werden, während in die Feuerbüchse oberhalb des Brennstoffbettes ein gasförmiges Medium, das abgekühlte, dem Rauchabzug abgezogene Rauchgase enthält, gegen die Oberfläche des Brennstoffbettes hin eingeblasen wird und dabei eine mit den vom Brennstoffbett abziehenden Abgasen parallele Strömungsrichtung besitzt.
Eine solche Rückführung von Abgasen zur Verbrennungszone ist bereits bekannt. Bezweckt wurde bisher damit, eine Rauchverbrennung zu erzielen, bei der noch brennbare, eventuell mit Frischluft versetzte Gase im Rauch in der Feuerungsanlage verbrennen und die Temperatur in dieser erhöhen. Mit der Erfindung wird jedoch die entgegengesetzte Wirkung : eine Herabsetzung der Verbrennungstemperatur in dem auf dem Rost befindlichen Brennmaterial bezweckt, u. zw. insbesondere, um den beim Verbrennen von Müll auftretenden Schwierigkeiten zu begegnen.
Diese Schwierigkeiten, die auf schmelzende oder sinternde Schlacken zurückzuführen sind und sich durch Verstopfung oder Beschädigung des Rostes oder durch Beschädigung des Mauerwerkes oder durch unzufriedenstellende Verbrennung äussern, machen sich zunehmend bemerkbar, nachdem sich die Zusammensetzung dieser Art Abfall im Laufe der Zeit geändert hat. Er enthält immer mehr Karton, Papier und sonstiges brennbares Verpackungsmaterial und immer weniger Küchenabfall, wodurch sich der Feuchtigkeitsgehalt verringert. Auch der Anfall an Asche und Schlacke aus Kachelöfen und Zentralheizungsanlagen nimmt immer mehr ab.
Eine zu hohe Feuerungstemperatur beim Verbrennen von festem Brennstoff bewirkt bekanntlich, dass die Schlacken schmelzen und den Rost verstopfen oder sich an der Ausmauerung der Anlage festsetzen, wie auch die Roststangen durch zu starkes Feuer und Schlacken Schaden nehmen können. Nachteile dieser Art haben sich schon früher beim Verbrennen von Abfall gezeigt. Mit der obengenannten Änderung der Zusammensetzung des Abfalls haben sich die Verhältnisse jedoch wesentlich verschlechtert, denn der Brennwert des Abfalls ist um zirka 50 o gestiegen, während der Schmelzpunkt der Asche gleichzeitig gesunken ist. Während man früher mit einer Feuerungstemperatur von zirka 1050 C arbeiten konnte, soll man heute aus den letztgenannten Gründen möglichst nicht höher als zirka 950 C gehen.
Dem wirkt aber der höhere Brennwert des Abfalls entgegen. Es ist deshalb erforderlich, besondere Massnahmen zur Herabsetzung der Verbrennungstemperatur in der auf dem Rost liegenden brennbaren Schicht des Brennstoffes zu ergreifen. Es ist bekannt, zu diesem Zweck beim Verbrennen stark kohlenhaitigen Abfalls eine gewisse Menge Rauch vom Abzug der Feuerungsanlage zurückzuführen und zusammen mit der gewöhnlichen Verbrennungsluft, die erforderlich ist, unter den Rost einzublasen. Beim Aufstieg durch die glühende Brennstoffschicht wird das im Rauch enthaltene Kohlendioxyd zu Kohlenoxyd reduziert und dabei Wärme gebunden, die dann weiter oben bei der erneuten Entwicklung von Kohlendioxyd wieder
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oder die Einstellung einer in die Saugleitung eingebauten verstellbaren Klappe steuert.
Schliesslich erstreckt sich die Erfindung noch darauf, dass zur Einblasung der Rauchgase in die Feuerbüchse gegen das auf dem Rost liegende Brennstoffbett in der oberen Wandung bzw. der Decke der Feuerbüchse eine Anzahl von Einblasöffnungen vorgesehen ist.
Die nähere Ausführung einer Feuerungsanlage zur Ausübung des erfindungsgemässen Verfahrenswird beispielsweise an Hand der Zeichnungen beschrieben, die zum Teil schematisch Ausführungsformen einer mit der erfindungsgemässen Vorrichtung ausgestatteten Feuerungsanlage darstellen. In den Zeich-
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eine andere Ausführungsform, bei der die Feuerungsanlage mit einem Ringofen versehen ist.
Die Feuerungsanlage ist in der Hauptsache wie ein gewöhnlicher Verbrennungsofen für Abfall ausgeführt und besteht aus einer mit einem Rauchabzug 1 versehenen Feuerbüchse 2, die unten mit einem Treppenrost 3 mit schrägen Stufen abschliesst und mit einem Aschenraum 4 verbunden ist, der ansonsten nach aussen hin abgeschlossen ist. Die Feuerbüchse ist oben mit einem mit einer Schiebetür 5 versehenen senkrechtstehenden Beschickungsschacht 6 für den Brennstoff oder Abfall 7, der sich von der unter dem Schacht liegenden obersten Stufe des Treppenrosts schichtartig über die andern Stufen ausbreitet, ausgerüstet. Der Rost ist zweckmässigerweise als Förderrost mit vor-und zurückgehenden Roststangen oder auf sonstige bekannte Weise ausgeführt. In dem unter dem Rost befindlichen Raum ist ein Gebläse 8 zum Einblasen von Verbrennungsluft durch den Rost angebracht.
Im Rauchabzug 1 ist ein bei 9 angedeuteter Wärmetauscher, z. B. ein Kessel, eingebaut, durch den der aus der Feuerbüchse kommende Rauch auf seinem Weg zum Schornstein zieht und dabei Wärme abgibt. Der sich auf dem Rost nach unten bewegende Abfall, der normalerweise in einem verhältnismässig feuchten Zustand zugeführt wird, wird zu Anfang einem weitgehenden Trocknungsprozess unterworfen, so dass die eigentliche Verbrennung in der Hauptsache erst auf dem unteren Teil des Rostes erfolgt.
In dieser auf bekannte Weise ausgeführten Feuerungsanlage ist bei der in Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsform in der vor dem unteren Ende des Rostes 3 befindlichen Wand 10 der Feuerbüchse eine Anzahl über die ganze Breite der Wand verteilter Öffnungen 11 vorgesehen, die zu einen an der Aussenseite der Wand 10 entlanglaufenden Kanal 12 führen. Dieser Kanal ist durch eine Druckleitung 13 mit der Druckseite eines elektrisch angetriebenen Gebläses oder Ventilators 14 verbunden, dessen Saugseite durch eine Saugleitung 15 an einer hinter dem Wärmetauscher 9 liegenden Stelle 16 mit dem Rauchabzug verbunden ist.
Vor dem Wärmetauscher 9 ist ein Temperaturfühler 17 im Rauchabzug angebracht, der über eine Fühlerleitung 18 mit einer auf die vom Fühler registrierten Temperatur reagierenden Regelungsvorrichtung 19 in Verbindung steht, die die Geschwindigkeit des Gebläses in Abhängigkeit von der der Temperatur des den Fühler 17 umgebenden Rauches entsprechenden mittleren Temperatur der Feuerbüchse regelt.
In dieser Feuerungsanlage verbrennt der Brennstoff 7 ausschliesslich mit Hilfe der von unten her durch den Rost zugeführten Verbrennungsluft und die dabei entstehenden Abgase werden, da die Schiebetür 5 nach jeder Beschickung geschlossen gehalten wird, durch den Rauchabzug l abgeführt. Zuvor erfolgt jedoch, wie durch die Pfeile A in Fig. 1 angedeutet, eine Zirkulation dieser Gase, bei der ein Strom der Gase über die Oberfläche der Brennstoffschicht streicht.
Die nach dem Durchzug durch den Wärmetauscher 9 abgekühlte und durch die Öffnungen 11 eingeblasenen zurückgeführten Abgase vermischen sich, wie durch den Pfeil B in Fig. 1 angedeutet, mit dem über die Brennstoffoberfläche streichenden Abgasstrom und bewirken dadurch eine Abkühlung dieser Oberfläche, wobei gegebenenfalls gleichzeitig ein Teil des im Abgas enthaltenen Kohlendioxyds reduziert wird, was die Abkühlung fördert. Das erzeugte Kohlenoxyd verbrennt, jedenfalls teilweise, weiter oben in der Feuerbüchse und ist somit von Nutzen, indem die durch den oberen Teil des Rostes strömende Luft, die im wesentlichen lediglich zum Trocknen des Abfalls beiträgt, genügend Sauerstoff zu dieser Verbrennung zuführt.
Trotz der niedrigeren Verbrennungstemperatur der Brennstoffschicht wird, verglichen mit einer Betriebsform, bei der man die mit dem höheren Brennwert und veränderten Zusammensetzung des Abfalls verbundene höhere Verbrennungstemperatur und die daraus sich ergebenden Nachteile zulässt, die Wärmeabgabe an den Wärmetauscher 9 nicht wesentlich'herabgesetzt, u. zw. dank der durch die Rückführung der Abgase bewirkten beschleunigten Durchzugsgeschwindigkeit durch den Wärmetauscher.
In wärmewirtschaftlicher Hinsicht ist das erfindungsgemässe Verfahren deshalb in der Praxis ebenso vorteilhaft wie die bisherigen Verfahren zum Verbrennen von Abfall.
Statt die Geschwindigkeit des Gebläses 14 zu regeln, kann die Regelungsvorrichtung 19 mit einer in die Saugleitung 15 eingebauten Drehklappe verbunden sein, deren Einstellung somit von der
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vom Fühler 17 registrierten Temperatur unabhängig wird, indem die freie Durchströmungsfläche in der Leitung 15 entsprechend variiert.
Es können innerhalb des Rahmens der Erfindung andere Abweichungen von der beschriebenen Aus- ftthrungsform vorgenommen werden. So kann beispielsweise das Einblasen von zurückgeführtem Abgas in die Feuerbüchse durch Öffnungen in mehreren der Feuerbüchsenwände und überhaupt an jeder geeigneten Stelle des über der Brennstoffschicht auf dem Rost befindlichen Raums der Feuerbüchse erfolgen.
Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform ist in der Verlängerung des Rostes 3 zwischen diesem und dem Rauchabzug 1 ein Ringofen 20 eingebaut, den der vom Treppenrost 3 kommende Abfall oder Brennstoff unter Vervollständigung der Verbrennung durchzieht, und der an seiner Mündung in den Rauchabzug l die nicht verbrannten Teile den unterhalb der Mündung befindlichen Aschenraum 4 abführt.
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unten durch einen Ringofen mit dem Abzug l verbundene Feuerbüchse kann zusätzlich nochpenrostes befindliche Wand 10 ist, wie bei der bereits beschriebenen Ausführungsform.
mit Einblasöff- nungen zum Aussenkanal 12 versehen, der durch die Druckleitung 13 mit Luft aus dem Gebläse 14, das wieder an einer hinter dem Kessel 9 befindlichen Stelle 16 durch die Saugleitung 15 mit dem Abzug 1 verbunden ist, versorgt wird. Auch bei dieser Ausführungsform wird die Geschwindigkeit des Gebläses 14 von der in dem vor dem Kessel 9 befindlichen Teil des Rauchabzuges herrschenden Temperatur durch einen hier angebrachten und durch die Fühlerleitung 18 mit der Gebläseregelung 19 verbundenen Fühler 17 gesteuert.
Bei dieser Ausführungsform zieht der Hauptteil des durch die Öffnungen 11 eingeblasenen Abgases, wie durch die Pfeile C angedeutet, im Mitstrom über die Oberfläche des auf der unteren Stufe des Treppenrostes ruhenden Brennstoffes und weiter durch den Ringofen 20 zum Rauchabzug zurück, während ein kleinerer Teil des eingeblasenen Abgases, wie durch den Pfeil D angedeutet, mit dem oberen Teil der Feuerbüchse 2 vorhandenen und zum Teil in Verbrennung befindlichen Luftgemisch zusammen durch den Umlaufkanal 21 und zurück zum Rauchabzug strömt.
Man erzielt hiedurch, teils, dass das über den brennenden Brennstoff auf der unteren Roststufe streichende und in den Ringofen strömende zurückgeführte Abgas die Verbrennungstemperatur herabsetzt, teils, dass das mit den brennbaren Gasen im oberen Teil der Verbrennungskammer vermischte Abgas zur Erwärmung dieser verhältnismässig kalten Gase beiträgt und dadurch deren Verbrennung fördert, und beim Abführen der hiebei entstehenden Verbrennungsprodukte durch denUmlaufkanal kommt ihrWärmegehalt dem Kessel 9 unmittelbar zugute, ohne die Abkühlung des brennenden Brennstoffes zu beeinträchtigen.
Durch diese Ausführungsform kann innerhalb des Rahmens der Erfindung diese verschiedene Änderungen, z. B. die im Zusammenhang mit der erstgenannten Ausführungsform erwähnten, erfahren.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Herabsetzen der Verbrennungstemperatur in einer Feuerungsanlage zum Verbrennen von Abfallstoffen, insbesondere Haushaltabfall oder Stadtmüll, in der der Brennstoff als ein verhältnismässig dünnes Brennstoffbett auf einem am Boden einer Feuerbüchse oder eines Herdes angeordneten Rost liegt und die Verbrennungsluft als Unterwind die Brennstoffschicht durchzieht, wobei die Abgase von der Feuerbüchse durch einen Wärmeaustauscher zum Rauchabzug geleitet werden, während in die Feuerbüchse oberhalb des Brennstoffbettes ein gasförmiges Medium, das abgekühlte, dem Rauchabzug abgezogene Rauchgase enthält, gegen die Oberfläche des Brennstoffbettes hin eingeblasen wird und dabei eine mit den vom Brennstoffbett abziehenden Abgasen parallele Strömungsrichtung besitzt,
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abgezogenen abgekühlten Rauchgasen besteht und die gesamte in Verbrennung befindliche Oberflächenschicht des Brennstoffbettes bestreichend eingeblasen und zusammen mit den Abgasen aus der Feuerbüchse abgeführt wird.
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