Verfahren zur Ausscheidung von Papierflugasche aus den Rauchgasen insbesondere von Müllverbrennungsanlagen sowie Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Ausscheidung von Papierflugasche aus den Rauchgasen insbesondere von Müllverbrennungsanlagen sowie auf eine Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens.
Es ist bei Müllverbrennungsanlagen bis heute nicht gelungen, die sehr leichte und flugfähige Papierasche mit den bekannten Rauchgas-Reinigungsvorrichtungen wirkungsvoll abzuscheiden. Müll enthält bekanntlich sehr viel Papier, z. B. in Form von Verpackungsmaterial, Zeitschriften, Zeitungen, Büchern und dergleichen, von welchen Materialien in der Feuerung oft in sehr erheblichem Masse Papierflugasche anfällt, und zwar tritt dieses Phänomen auch bei modernen Müllfeuerungsanlagen, die den Brennstoff erstaunlich gut auszubrennen vermögen, auf.
Die Flugaschebildung ist auf die folgende Ursache zurückzuführen: Müll besitzt einen ziemlich hohen Feuchtigkeitsgehalt, der bis zu 40, ja oft bis zu 50 /o ansteigen kann. Müllfeuerungsanlagen sind daher mit wirksamen Vortrocknungseinrichtungen oder Rosten ausgerüstet, in denen der grosse Feuchtigkeitsgehalt auf ein für die Zündung des Mülls erforderliches Mass herabgesetzt werden kann. Die Vortrocknung erfolgt vorzugsweise in der Feuerung selbst, beispielsweise durch Ausnützung der Strahlung des Feuerraumes oder durch Rückführung eines Teiles der Heissgase, beispielsweise gemischt mit angesaugter Aussenluft und Einführung dieses Gemisches mit Hilfe eines Gebläses oder Gasinjektors unter die Vortrocknungsroste.
Es ist verständlich, dass sowohl bei der Strahlungsvortrocknung wie auch bei der Heissgastrocknung trockenes, im Müll auf dem Rost enthaltenes Papier vorzeitig zu brennen beginnt, jedoch in diesem Feuerungsteil nicht die idealen Bedingungen für den vollständigen Ausbrand findet. Papier, Karton und besonders Zeitschriften und Bücher oder gebündelte Akten verursachen aber eine starke Bildung von Papierflugasche, da diese Müllbestandteile mehr verkohlt als verbrannt werden. Begünstigt wird die Entstehung der Papierflugasche, wenn unter den Vortrocknungsrosten mit Heissgasunterwind gearbeitet wird.
Die sehr leichte und flugfähige Papierasche gelangt mit den Heissgasen der Müllfeuerung in eventuell eingebaute Abhitzekessel, bleiben zum grössten Teil in den Feuergasen suspendiert, passieren die Flugascheabscheider und treten mit den Kamin abgas en ins Freie, wobei die Anwohnerschaft der Müllverbrennungsanlage durch die mitgerissenen, verkohlten, schwärzenden Papierascheschnitzel belästigt wird.
Es gelingt auch nicht, die Papierflugasche in Rauchgas-Zyklonabscheidern abzutrennen. Zwar wird ein gewisser Teil der Papierasche an den Zyklonwänden feingerieben und abgetrennt, die übrigen im Rauchgas suspendierten Teile der Papierflugasche, die mengenmässig bis zu 2 /o des Müllgewichtes ausmachen können, passieren jedoch den Zyklonabscheider, gelangen in den Kamin und führen, wie erwähnt, zu Belästigungen der Anwohnerschaft.
Weiter ist es auch mit elektrostatischen Filtern nicht möglich, die Papierflugasche einwandfrei abzutrennen. Die Papierasche wandert wohl an die Kathode, vermischt sich beim Abklopfen aber wieder mit den Rauchgasen und wandert in den Kamin.
Am besten würde sich wohl eine Gaswaschanlage zur Eliminierung der Papierasche eignen; trotzdem aber empfiehlt sich die Verwendung derartiger Anlagen für Kehrichtabgase nicht, und zwar aus Gründen der zu erwartenden starken Korrosion. Die Verwendung korrosionsbeständiger Baustoffe muss aber aus wirtschaftlichen Gründen für Abfallverfeuerungsanlagen abgelehnt werden, da sie sowohl in der Anschaffung wie auch im Betrieb viel zu teuer zu stehen kommt. Nach den in sehr vielen Ländern bestehenden Vorschriften müsste das Waschwasser nämlich einer Reinigung und chemischen Behandlung unterzogen werden, bevor es in die Kanalisation oder in einen Vorfluter abgegeben werden dürfte.
Alle diese Nachteile sollen nun mit Hilfe des erfindungsgemässen Verfahrens beseitigt werden, und zwar dadurch, dass die Rauchgase durch ein bewegliches Filtersieb hindurchgeleitet werden und dass die sich auf dem Filtersieb absetzende Papierflugasche an einer ausserhalb des Rauchgasstromes befindlichen Stelle von der der Beaufschlagungsseite des Filtersiebes abgekehrten Seite her von diesem abgeblasen wird.
Zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens dient eine sowohl in apparativer wie auch in betrieblicher Hinsicht sehr einfache Vorrichtung, die gekennzeichnet ist durch ein den Rauchgasstrom durchsetzendes, bewegliches Filtersieb, ferner durch eine Einrichtung für die Führung und durch eine Antriebsvorrichtung für die Bewegung dieses Filtersiebes sowie durch wenigstens eine vom bewegten Filtersieb bestrichene, an eine Druckmediumquelle angeschlossene Düse zum Durchblasen des Siebes von dessen der Beaufschlagungsseite abgekehrten Seite her.
In der Zeichnung sind zwei beispielsweise Ausführungsformen der zur Ausübung des erfindungs genlässen Verfahrens dienenden Vorrichtung schematisch dargestellt, und zwar zeigt:
Fig. 1 einen Horizontalschnitt durch die Vorrichtung des ersten Ausführungsbeispieles,
Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch die Vorrichtung des nämlichen Ausführungsbeispieles,
Fig. 3 einen Vertikalschnitt durch die Vorrichtung des zweiten Ausführungsbeispieles und Fig. 4 eine Einzelheit der Fig. 3 in grösserem Massstabe.
In Fig. 1 und 2 bezeichnet 1 das Filtersieb in Form eines endlos geschlossenen flexiblen Bandes, das zweckmässig aus nichtrostendem Stahldraht hergestellt ist, wobei die Lochweite der Grösse der Flugascheschnitzel entsprechend gewählt wird und in der Regel etwa 2 mm lichte Maschenweite betragen soll, während die Drahtstärke möglichst gering gehalten ist und etwa 0,6 mm betragen kann. Zur Führung des Siebbandes, das mit angefalzten oder angenieteten Verstärkungsbändern aus dünnem, nichtrostendem Stahlblech oder Bandstahl versehen sein kann, dienen um Achsen 2 bzw. 3 drehbare Trommeln 4 und 5. Die Achse der Welle 3 der Trommel 5 steht über ein Winkelgetriebe 6 bzw. 7 mit einem Elektromotor in Antriebverbindung und dient zum Antrieb des Filtersiebes 1. Die Wellenzapfen 2 der gegenüberliegenden Trommel 4 sind in zwei Traversen 9 drehbar gelagert.
Diese Traversen sind in Richtung der in Fig. 2 eingezeichneten Pfeile A und B verschiebbar und stehen mit zwei Federn 10 in Wirkungsverbindung, die das Bestreben haben, die Traversen 9 in Richtung des Pfeiles A zu bewegen und dabei das Filtersiebband 1 unter Spannung zu halten. Die beiden Trommeln 4 und 5, um welche das Filtersiebband 1 herumläuft, sind in seitlichen Aussparungen 11 bzw. 12 des Rauchgaskanals 13 angeordnet, wobei das Filtersiebband 1 den Rauchgaskanal rechtwinklig durch- setzt. Die Strömungsrichtung der Rauchgase ist in Fig. 2 durch den Pfeil C angedeutet, während die Pfeile D und E die Umlaufrichtung des Filtersiebbandes bezeichnen. Mit 14 und 15 sind zwei Lamellenbürsten bezeichnet, die in den Aussparungen 11 und 12 angeordnet sind und einenends am Filtersiebband anliegen.
Mit 16 ist ein an eine Druck medium- bzw. Druckluftquelle angeschlossenes Düsenrohr bezeichnet, das in der Aussparung 12 auf der der Beaufschlagungsseite des Filtersiebbandes 1 abgekehrten Seite angeordnet und mit einem dem benachbarten Trum des Filtersiebbandes zugekehrten, als Düse wirkenden Längsschlitz oder mit nebeneinanderliegenden Bohrungen oder einer Anzahl kürzeren Längsschlitzen für den Austritt des Druckmediums versehen ist.
Während des Betriebes der Müllverbrennungsanlage steht der Elektromotor 8 unter Strom, wobei Welle 3 und Trommel 5 über das Winkelgetriebe 6, 7 angetrieben werden und wobei das Filtersiebband 1 in Richtung der in Fig. 2 eingezeichneten Pfeile D und E dauernd umläuft. Während die Rauchgase das Filtersiebband ohne nennenswerten Widerstand durchströmen, setzt sich die Papierflugasche an der Beaufschlagungsseite des Filtersiebbandes ab und wird von dem ständig umlaufenden Filtersiebband vor das Düsenrohr 16 getragen, wo die Papierflugasche von der Innenseite bzw. von der Beaufschlagungsseite des Siebes abgekehrten Seite her in den Raum 12 ausgeblasen und von hier durch nicht gezeichnete Kanäle abgesaugt wird.
Der Durchmesser der Trommeln 4, 5 wird so gewählt, dass-Adhäsion und Umschlingungsweg den kontinuierlichen Transport des Filtersiebbandes gewährleisten. Nötigenfalls können die Trommeln 4, 5 auch bombiert ausgeführt werden oder mit in das Filtersiebband eingreifenden Spurkränzen versehen sein.
Von grösster Wichtigkeit ist die beschriebene Gegenstrom-Luftreinigung des umlaufenden Filtersiebes, da andere Mittel, z. B. Bürsten allein, versagen, indem die Papierschnitzel die Maschenöffnungen des Filtersiebbandes zuschmieren, wodurch die Gasdurch- lässigkeit des Filtersiebbandes beeinträchtigt wird.
Durch die Bürste 15 wird verhindert, dass die vom Filtersiebband abgeblasene Papierasche um die Antriebstrommel 5 herum in den Abgasstrom zurückgelangt.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 und 4 bezeichnen wieder : 1 das als endlos geschlossenes Band ausgebildete Filtersieb, 2 und 3 die Achsen bzw. Wellen der Trommeln 4 und 5, 11 und 12 die im Rauchgaskanal vorgesehenen Aus sparungen für die Aufnahme der Trommeln 4 und
5 sowie der Bürsten 14 und 15. 16 ist das ausser halb des Rauchgaskanals 13 hinter dem Beaufschlagungstrum des Filtersiebbandes angeordnete Düsen rohr mit Anschluss an eine Druckmedium-beispiels- weise eine Druckluftquelle und der Pfeil C bezeichnet auch hier die Strömungsrichtung der Rauchgase, während die Pfeile D und E die Umlaufrichtung des Filtersiebbandes angeben.
Im Gegensatz zum vorher beschriebenen Beispiel wird bei demjenigen nach Fig. 3 und 4 der Rauchgaskanal 13 vom Filtersiebband 1 nicht rechtwinklig, sondern schräg durchsetzt. Diese Anordnung gewährleistet eine Verminderung des rauchgasseitigen Druckverlustes durch entsprechende Vergrösserung des Durchgangsquerschnittes des Filtersiebbandes.
Für das Filtersiebband könnte an Stelle eines Drahtgewebes auch ein gelochtes bzw. gestanztes dünnes, flexibles Stahlband verwendet werden. Auch könnte das Filtersiebband durch ein Gewebe aus Glasfasern gebildet sein. Weiter können Mittel vorgesehen sein, um die Umlaufgeschwindigkeiten des Filtersiebes variieren zu können. Die für die Durch- strömung der Rauchgase freie Querschnittsfläche des Filtersiebes wird zweckmässig so bemessen, dass der örtliche Widerstand nur einige Millimeter Wassersäule beträgt.
An Stelle des als endloses Band ausgebildeten Filterbandsiebes kann auch ein ebenes Sieb verwendet werden, welches durch eine Antriebsvorrichtung in hin und her gehenden Bewegungen versetzt wird.
Process for separating paper fly ash from the flue gases, in particular from waste incineration plants, as well as a device for carrying out the process
The present invention relates to a method for separating paper fly ash from the flue gases, in particular from waste incineration plants, and to a device for carrying out the method.
In waste incineration plants it has not yet been possible to effectively separate the very light and airworthy paper ash with the known flue gas cleaning devices. It is well known that rubbish contains a lot of paper, e.g. B. in the form of packaging material, magazines, newspapers, books and the like, of which materials in the furnace often accumulates in a very considerable amount of paper fly ash, and this phenomenon also occurs in modern waste incineration systems, which are able to burn out the fuel surprisingly well.
The formation of fly ash can be traced back to the following cause: Garbage has a fairly high moisture content, which can rise to 40, often up to 50 / o. Waste incineration systems are therefore equipped with effective pre-drying devices or grates in which the high moisture content can be reduced to the level required for igniting the waste. The pre-drying is preferably carried out in the furnace itself, for example by using the radiation from the furnace or by recirculating some of the hot gases, e.g. mixed with outside air and introducing this mixture under the pre-drying grates with the help of a fan or gas injector.
It is understandable that dry paper contained in the garbage on the grate begins to burn prematurely in both radiation predrying and hot gas drying, but does not find the ideal conditions for complete burnout in this part of the furnace. Paper, cardboard and especially magazines and books or bundled files, however, cause a high build-up of paper fly ash, as these waste components are more charred than burned. The formation of the paper fly ash is favored when working under the pre-drying grids with hot gas under the wind.
The very light and airworthy paper ash gets into any built-in waste heat boiler with the hot gases from the waste incineration system, remains for the most part suspended in the flue gases, passes through the fly ash separator and with the chimney exhaust gases enter the open air, whereby the residents of the waste incineration plant are entrained by the charred blackening paper ash chips are bothered.
It is also not possible to separate the paper fly ash in flue gas cyclone separators. Although a certain part of the paper ash is finely rubbed on the cyclone walls and separated, the remaining parts of the paper fly ash suspended in the flue gas, which can amount to up to 2 / o of the weight of the waste, pass the cyclone separator, get into the chimney and, as mentioned, lead to harass local residents.
Furthermore, it is not possible to properly separate the paper fly ash, even with electrostatic filters. The paper ash will probably move to the cathode, but when knocked it mixes again with the smoke gases and moves into the chimney.
A gas scrubber would probably work best to remove the paper ash; Nevertheless, the use of such systems for garbage exhaust is not recommended, for reasons of the expected severe corrosion. However, the use of corrosion-resistant building materials for waste incineration plants has to be rejected for economic reasons, as it is much too expensive both to purchase and to operate. According to the regulations that exist in many countries, the washing water would have to be subjected to cleaning and chemical treatment before it could be discharged into the sewer system or a receiving water.
All these disadvantages are now to be eliminated with the aid of the method according to the invention, namely that the flue gases are passed through a movable filter screen and that the paper fly ash settling on the filter screen is located outside the flue gas flow from the side facing away from the impact side of the filter screen is blown away from this.
To carry out the method according to the invention, a device which is very simple in terms of both apparatus and operation is used, which is characterized by a movable filter screen penetrating the flue gas flow, further by a device for guiding and by a drive device for moving this filter screen and by at least a nozzle which is coated by the moving filter screen and is connected to a pressure medium source for blowing through the screen from the side facing away from the application side.
In the drawing, two exemplary embodiments of the device used to carry out the method according to the invention are shown schematically, namely:
1 shows a horizontal section through the device of the first embodiment,
Fig. 2 is a vertical section through the device of the same embodiment,
FIG. 3 shows a vertical section through the device of the second exemplary embodiment and FIG. 4 shows a detail of FIG. 3 on a larger scale.
In Fig. 1 and 2, 1 denotes the filter screen in the form of an endlessly closed flexible belt, which is expediently made of stainless steel wire, the hole size being selected according to the size of the fly ash chips and usually about 2 mm mesh size, while the Wire thickness is kept as small as possible and can be about 0.6 mm. Drums 4 and 5, rotatable about axes 2 or 3, serve to guide the sieve belt, which can be provided with folded or riveted reinforcement belts made of thin, stainless steel sheet or strip steel. The axis of the shaft 3 of the drum 5 is via an angular gear 6 or 7 with an electric motor in drive connection and is used to drive the filter screen 1. The shaft journals 2 of the drum 4 opposite are rotatably mounted in two cross members 9.
These traverses can be displaced in the direction of arrows A and B shown in FIG. 2 and are in operative connection with two springs 10, which tend to move the traverses 9 in the direction of arrow A while keeping the filter belt 1 under tension. The two drums 4 and 5, around which the filter belt 1 runs, are arranged in lateral recesses 11 and 12 of the flue gas duct 13, the filter belt 1 passing through the flue gas duct at right angles. The direction of flow of the flue gases is indicated in Fig. 2 by the arrow C, while the arrows D and E indicate the direction of rotation of the filter belt. With 14 and 15, two lamellar brushes are referred to, which are arranged in the recesses 11 and 12 and bear at one end on the filter belt.
With 16 a nozzle tube connected to a pressure medium or compressed air source is referred to, which is arranged in the recess 12 on the side facing away from the impact side of the filter screen belt 1 and with a longitudinal slot that faces the adjacent strand of the filter screen belt and acts as a nozzle or with adjacent bores or a number of shorter longitudinal slots is provided for the exit of the pressure medium.
During the operation of the waste incineration plant, the electric motor 8 is energized, the shaft 3 and drum 5 being driven via the angular gear 6, 7 and the filter screen belt 1 rotating continuously in the direction of the arrows D and E shown in FIG. While the flue gases flow through the filter belt without significant resistance, the paper fly ash settles on the impact side of the filter belt and is carried by the continuously rotating filter belt in front of the nozzle pipe 16, where the paper fly ash enters from the inside or from the impact side of the screen the space 12 is blown out and sucked off from here through channels not shown.
The diameter of the drums 4, 5 is selected in such a way that the adhesion and looping path ensure the continuous transport of the filter belt. If necessary, the drums 4, 5 can also have a cambered design or be provided with flanges which engage in the filter belt.
The described countercurrent air cleaning of the rotating filter sieve is of the greatest importance, since other means, e.g. B. brushes alone fail because the paper shreds smear the mesh openings of the filter belt, which impairs the gas permeability of the filter belt.
The brush 15 prevents the paper ash blown off the filter belt from getting back around the drive drum 5 into the exhaust gas flow.
In the second embodiment according to FIGS. 3 and 4 again denote: 1 the filter screen designed as an endlessly closed band, 2 and 3 the axes or shafts of the drums 4 and 5, 11 and 12 the recesses provided in the flue gas duct for receiving the drums 4 and
5 as well as the brushes 14 and 15. 16 is the nozzle pipe arranged outside the flue gas duct 13 behind the admission strand of the filter mesh belt with connection to a pressure medium - for example a compressed air source and the arrow C here also indicates the flow direction of the flue gases, while the arrows D and E indicate the direction of rotation of the filter belt.
In contrast to the example described above, in the case of the one according to FIGS. 3 and 4, the flue gas channel 13 is not penetrated by the filter belt 1 at right angles, but at an angle. This arrangement ensures a reduction in the pressure loss on the flue gas side by correspondingly increasing the passage cross-section of the filter belt.
Instead of a wire mesh, a perforated or punched thin, flexible steel belt could also be used for the filter mesh belt. The filter screen belt could also be formed by a fabric made of glass fibers. Means can also be provided in order to be able to vary the rotational speeds of the filter screen. The cross-sectional area of the filter sieve free for the flue gases to flow through is expediently dimensioned so that the local resistance is only a few millimeters of water.
Instead of the filter belt screen designed as an endless belt, a flat screen can also be used, which is set in reciprocating movements by a drive device.