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Verfahren und Einrichtung zum Entzünden und Verbrennen schwer entzündbaret, verschlackter, stark schlackender Brennstoffe.
Die Verbrennung von schwer entzündbaren, stark schlackenden, verschlackten Brennstoffen u. dgl., wie z. B. von Koks, mit allen bei Verkokung sich ergebenden Rückständen, dann der Kohlen der Waschberge, von Müll und allen ähnlichen an sich zur Verbrennung geeigneten Stoffen ist wirtschaftlich mit den jetzt bekannten Verfahren und Einrichtungen nicht durchzuführen. Der Entzündungsvorgang ist in der Regel so langwierig, dass bei den gebräuchlichen Einrichtungen ein grosser Teil des Rostes von gar nicht oder nur teilweise brennendem Gut bedeckt ist, also nicht voll zur Wärmeerzeugung in Wirkung treten kann.
Ist das Brennmaterial stark mit Schlacken vermischt oder bildet es stark Schlacke, so ergeben sich bei den jetzigen Verbrennungsarten umfangreiche Schlackenkuchen, die den nötigen Luftzutritt zu dem eigentlichen Brennstoff verhindern und an den nicht zweckentsprechend gekühlten Feuerungsteilen derart ansintern, dass sich feste Brücken von der einen Wand zur andern bilden. Die Verbrennung ist so nur eine ganz unvollkommene und lokal beschränkte. Die Ausscheidung dieser Schlackenkuchen und Brücken erfordert eine ganz unwirtschaftliche umfangreiche Arbeit.
Die bekannten Hilfsmittel zur Verringerung der Schlackenbildung, wie Niedrighalten der Temperatur oder reichliches Durchblasen. vom Dampf, um insbesondere das Zusammenbacken der Schlacken zu verhindern, vermögen die Verbrennung wirtschaftlich nicht günstiger zu gestalten, so dass in vielen Fällen von der Ausnutzung derartiger Brennstoffe wieder Abstand genommen wurde. Bei der ausserordentlichen Verbreitung derartiger brennbarer Stoffe mit teilweise sehr hohem Wärmegehalt ist aber die. Frage der wirtschaftlichen Durchführbarkeit ihrer Verbrennung von einschneidenster Bedeutung.
Die fortlaufende, vollständige Verbrennung solcher Brennstoffe erreicht die Erfindung dadurch, dass der Brennstoff vom Einfüllen in die Feuerung bis zum Ausfallen in den Schlackensammler kontinuierlich getrennt und'wieder gemischt wird und dass neben dieser mechanischen Beeinflussung des Brennstoffes eine stetige Wärmeumsetzung mit Hilfe der Verbrennungsluft durchgeführt wird, die einerseits die Schlackenwärme für Entzündung und Verbrennung nutzbar werden lässt und andrerseits durch weitgehende Abkühlung der Feuerungsteile die Ansinterung der Brennstoffmassen verhindert, so dass der Brennstoff zur fortlaufenden Trennung und Mischung wanderfähig bleibt.
Das gesamte Verbrennungsmaterial wird gemäss der Erfindung über einen Entzündungsrost 1m Heizbereich des Hauptrostes geführt und dort in leicht entzündbare Fein-und schwerer entzündbare Grobteile derart unterteilt, dass die Grobteile länger als die Feinteile der Heizwirkung des Hauptrostes aus- gesetzt bleiben und sich nach erfolgter Entzündung auf die Feinteile schichten, worauf dann die brennende Masse über einen Kaskadenrost wandert und an dessen Stufen durch Zu- sammenwirkung von freiem Fall und äusserem Schub bis zum Einfallen in einen Schlacken- sammler zerrissen wird.
Die Verbrennungsluft wird zur kontinuierlichen Erwärmung durch die heisse Schlacke des Schlackensammlers geleitet, dessen Inhalt in Abhängigkeit von seinem
Wärmegehalt geregelt wird, weiterhin zu einem Teil besonders hoch erhitzt, um unter den
E itzündungsrost geleitet zu werden, und zum andern Teil als Kühlmittel durch die hohlen-
Seitenwangen und Roststufen geführt und dann in die Brennstoffmasse gepresst.
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Die Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens besteht in der Verbindung eines Entzündungsrostes mit dem eigentlichen Verbrennungsrost, wobei ersterer der Heizwirkung des letzteren ausgesetzt ist. Die Entzündungseinrichtung ist als Sortierrost ausgebildet mit bewegten Roststäben, deren freitragende Länge veränderlich ist, um je nach Art und Entzündungsfähigkeit des Brennstoffes die Dauer der Erhitzung der Grobstücke regeln zu können. Der an die Entzündungseinrichtung anschliessende eigentliche Verbrennungsrost, vor dem gegebenenfalls noch eine Zuteilvorrichtung für Beimischungsbrennstoffe angeordnet ist, besteht aus sehr hohen, luftgekühlten Stufen (Kaskaden) mit ebenfalls luftgekühlten Seitenwangen und mit zwischen den Stufen liegenden Schürrosten, die nachbarlich gegenläufig bewegt werden.
Zur Erläuterung der Einzelheiten der Einrichtung ist in der Zeichnung in Fig. i ein Längsschnitt einer beispielsweisen Ausführungsform in Verbindung mit einem Dampfkessel dargestellt ; Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt durch den eigentlichen Verbrennungsrost in
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mit einer Beschickungsvorrichtung für Beimischungen, dem eigentlichen Veibrennungsrost vorgelagert, wieder und Fig. 4 zeigt einen Querschnitt durch eine Stufe des Verbrennungsrostes. a ist der Beschicktrichter, der mit einer Zuteileinrichtung, z. B. einem Schieber b oder einer Beschickschnecke c (Fig. 3) oder einer Zuteilwalze u. dgl. in die Entzündungseinrichtung d übergeht.
Diese besteht aus einem Rost mit in den Feuerraum frei hineinragenden Stäben e, die in ihrer Längsrichtung verschiebbar sind, um die im Ofen liegenden freitragenden Längen verändern zu können. Durch eine Rüttelvorrichtung f werden die Stäbe e dauernd in Schwingungen versetzt. An diese Entzündungseinrichtung schliesst sich, wie Fig. i zeigt, entweder unmittelbar der Hauptverbrennungsrost an, oder es ist noch vor diesem eine Beschickungseinrichtung g (Fig. 3) irgendwelcher Art für beizumischende Stoffe angeordnet. Der Hauptrost besteht aus einer Reihe schräg übereinanderliegender, sehr hoher' Hohlstufen li mit seitlichen hohlen Wangen i und mit zwischen den einzelnen Stufen liegenden Schürrosten k, 1.
Diese Schürroste sind in wagrechter Richtung auf den Roststufen h beweglich, sie sind zu Gruppen hunt 1 (Fig. 2) zusammengefasst, mit mechanisch bewegten Schwingen mund n derart verbunden, dass sich bei der Vorwärtsbewegung der Schürroste k die benachbarten Roste I rückwärts bewegen und umgekehrt, dass also ihre Bewegungen gegenläufig sind. An die letzte Roststufe schliesst sich unter Zwischenschaltung einer Fallklappe usw. der Schlackensammler o an ; dieser steht mit einem Gebläse p in Verbindung, das Luft durch die noch heiss vom Rost fallende Schlacke fördert und durch die hinter den Wangen i Iiegenden-Windkasten q (Fig. 4), von diesen durch die Wangen i selbst, dann in die Hohlstufen it und durch deren Düsen r (Fig. 2 und 4) in die brennende Masse drückt.
Von der Hauptgebläseleitung kann eine Nebenleitung s abgezweigt sein, die einen Teil des Windes zu erhöhter Erhitzung nach einem zwischen Kessel und Speisewasservorwärmer angeordneten besonderen Windvorwärmer l leitet und dann unter den Entzündungsrost und in die obersten drei oder vier Stufen des Verbrennungsrostes führt. Um die Windzuführung entsprechend dem Bedarf an den einzelnen Stellen des Rostes regeln zu können, sind die einzelnen Stufen Ir in mehreren Abteilungen zusammengefasst, deren Luftzuführung durch Drosseleinrichtungen Mi, U2, us für sich geregelt werden kann.
Damit sich die Vorwärmung der Verbrennungsluft im Schlackensammler o mit Stetigkeit vollzieht und die Sehlackenwärme aufs wirtschaftlichste ausgenutzt wird, kann der Sammler o mit einer Auswurfvorrichtung v ausgestattet sein, die eine Bedienungs-oder selbsttätige Aussonderung der abgekühlten Schlacke nur in Abhängigkeit von der Menge der anfallenden Frischschlacke oder dem Füllungsgrad und damit dem Wärmegehalt des Sammlers zulässt.
Der Sammler wird dadurch zu einem Wärmespeicher von gleichmässigem Wärmegehalt, der nicht nur durch übermässige Entleerung geschwächt oder erschöpft werden kann. Entsprechend der Querschnittsdarstellung der Fig. 4 sind die einzelnen Hohlstufen h mit Hilfe der hohlen Seitenwangen i an den beiden Zuführungsrohren q aufgehängt, wodurch eine den Temperaturschwankungen Rechnung tragende Beweglichkeit der Rostteile erzielt wird. Der Verbindungsstellen. können dabei starr ausgeführt werden, was wegen der erforderlichen Dichtheit für die Luftzuführung besonders vorteilhaft ist.
Die Wirkungsweise der neuen Einrichtung ist unter der Voraussetzung, dass die Feuerung im vollem Betriebe ist bzw. noch genügend Entzündungsrest enthält, folgende :
Durch die Zuteilvorrichtung b bzw. c wird aus dem Beschicktrichter a der zu verbrennende Stoff auf die Stäbe e des Entzündungsrostes geworfen. Infolge der ständigen Bewegung dieser Stäbe werden die feinen Teile des Brennstoffes ausgesiebt und fallen auf den Verbrennungsrost durch, wobei sie sich unter Einfluss der vom Hauptrost aufsteigenden Hitze sofort entzünden.
Die groben, schwerer entzündbaren Teile verbleiben länger auf den Stäben e, werden also längere Zeit der Heizwirkung des Hauptrostes ausgesetzt, wandern
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während dieser Zeit allmählich den Stäben e entlang und fallen dann, bereits entzündet, auf den Hauptrost, und zwar auf die dort brennenden Feinteile, die dadurch bedeckt und vor einem Verwehen durch den Gasstrom bewahrt werden.
Je weiter die Stäbe e in den Entzündungsraum eingeschoben sind, desto länger ist der Weg, den die Grobteile auf ihnen zurücklegen müssen, d. h. desto länger verbleiben sie auf ihnen und sind desto länger der Heizwirkung von unten her ausgesetzt, Man hat es also in der Hand, die Entzündung dauer je nach der Entzündungsfähigkeit des zu verbrennenden Stoffes durch Verschiebung der Stäbe e zu regeln, bis nur entzündete Teile auf den Hauptrost fallen.
Zur Förderung dieser Entzündung dient die Zugführung besonders hoch erhitzter Luft aus der Einrichtung s, t durch den Entzündungsrost hindurch. In dieser Entzündungszone kann auch durch eine Beschickungseinrichtung g die Beimischung von Streckungs-oder Verbesserungsstoffen u. dgl. zum Hauptbrennstoff erfolgen, die sich dadurch zeitlich und örtlich mit ihm entzünden. Auf dem Hauptrost befindet sich demgemäss nur vollkommen brennendes Gut, so dass er aufs vollkommenste ausgenutzt ist. Durch die umfassende Luftkühlung der Stufen sowohl, als der Seitenwangen, kann der Brennstoff in verhältnismässig sehr hoher Schicht aufgelegt werden, ohne dass die sonst vorhandene Gefahr der Durchbrennung von Stufen und Seitenwangen und der Ansinterung der Brennstoffmassen und dadurch die Aufhebung ihrer Wanderfähigkeit zu befürchten wäre.
Das Wandern, Stürzen und Brechen der brennenden Massen über die Stufen h ist eine Folge der Stufenbauart (Kaskade) und der Betätigung der Schürroste k, l. Aus der in grösserem Massstab ausgeführten Fig. 2 ist dies deutlicher zu erkennen. Durch Vorschub der Schürroste k z. B. wird die Brennstoffmasse über den Rand der betreffenden Stufen vorgeschoben ; gehen die vorschiebenden Schürroste k wieder zurück, so liegt die Brennstoffmasse an diesen Vorschubstellen infolge der sehr grossen Stufenhöhe hohl. Unter ihrer eigenen Last bricht sie ab, was noch durch das jetzt sich vollziehende Vorgehen der tieferliegenden Nachbarschürroste 1 gefördert wird, die das Auswirken des Eigengewichtes der Brennstoffmasse durch Schub unterstützen.
Infolge der weitgehenden Kühlung aller Rostteile werden diese Brennstoffbewegungen durch Ansinterungen nicht behindert. Dieses Brechen und Zerreissen der Brennstoffmasse und Fallen von Stufe zu Stufe ergibt ein fortlaufendes Trennen und erneutes Mischen der Brennstoffteile unter ausgiebigster Zuführung erhitzter Luft, wodurch die fortlaufende vollkommene Verbrennung der Masse mit der Folge erzielt wird, dass die Schlacken bereits zertrümmert in den Sammler o fallen.
Die verschiedenen Einrichtungen bilden im Zusammenhang eine ununterbrochene Kette, deren Glieder in gegenseitiger Abhängigkeit und Förderung zu gleichmässigster und dadurch ergiebigster Wirkung kommen. Mit der Stetigkeit der Einrichtungsbetätigung wirkt die
Stetigkeit der Luftbehandlung zusammen zur Erzielung der kontinuierlichen vollkommenen Verbrennung. Die Luftbehandlung ist sine kontinuierliche Wärmeumsetzung unter Aufsaugung aller überschüssigen und zu nachteiliger Wirkung (Ansinterungsgefahr) fähigen Wärmemengen mit nachfolgender Freigabe an der günstigsten Stelle im Verbrennungsprozess.
PATENT-ANSPRÜCHE :
I. Verfahren zur Verheizung schwer entzündlicher, verschlackter oder stark schlackender Brennstoffe, dadurch gekennzeichnet, dass das gesamte Hauptverbrennungsmaterial auf einem im Heizbereich des Hauptrostes liegenden Entzündungsrost in die leichter entzündbaren Fein-und die schwerer entzündbaren Grobteile fortlaufend derart unterteilt wird, dass auf ihm die Grobteile länger als die Feinteile der Entzündungswirkung des Hauptrostes ausgesetzt bleiben und sich nach erfolgter Entzündung auf die dem Hauptrost voreilend zugeführten Feinteile schichten, worauf die brennende Masse über einen Kaskadenrost wandert und an dessen Stufen durch Zusammenwirkung von freiem Fall und äusserem
Schub bis zum Einfallen in einen Schlackensammler zerrissen wiry.