CH405578A - Verfahren zur Verbrennung von Brennstoffen mit niedrigem Heizwert und hohem Anteil an Feuchtigkeit und an unbrennbaren Bestandteilen, z.B. vorentwässerter Klärschlamm, sowie Einrichtung zur Ausführung dieses Verfahrens - Google Patents

Description

  Verfahren zur Verbrennung von     Brennstoffen        mit    niedrigem Heizwert und hohem     Anteil     an Feuchtigkeit und an unbrennbaren Bestandteilen, z. B.     vorentwässerter        Klärschlamm,     sowie     Einrichtung    zur     Ausführung    dieses Verfahrens    Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ver  brennung von Brennstoffen mit niedrigem Heizwert  und hohem Anteil an Feuchtigkeit und an     unbrenn-          baren    Bestandteilen, z. B.     vorentwässerter    Klär  schlamm, sowie eine Einrichtung zur Ausführung  dieses Verfahrens.  



  Die Verbrennungsvernichtung von Abfallstoffen,  welche     einBrenngut    mit minderwertigem Heizwert dar  stellen und zudem in der Zusammensetzung - ausser  beträchtlicher Feuchtigkeit - noch einen grossen An  teil unbrennbares Material aufweisen, ist bereits be  kannt.  



  Ein solches Brenngut ist z. B.     Klärschlamm,    wie  er aus     Kläranlagen    von städtischen Abwässern an  fällt und welcher durch Verbrennung vernichtet bzw.  in eine sterile Masse übergeführt werden muss, wel  che, ohne Gefahr der     Grundwasserverseuchung,    ab  gelagert werden kann.  



  Der     Klärschlamm    fällt bekanntlich mit einem  Wassergehalt von 9597     %    an. Die Trockensubstanz  besteht aus feinen Partikeln faseriger, organischer  Substanzen, durchsetzt mit einem - hohen - Anteil  (meistens über die     Hälfte)    unbrennbarer, minerali  scher, amorpher Substanzen.  



  Es sind Verfahren     bekannt,    mit deren Hilfe der  Klärschlamm bis auf     40-50%    entwässert werden kann.  Aber selbst in diesem Zustand und nach weiterer nach  träglicher Trocknung ist die Verbrennung der Trocken  substanz unter Flammenentwicklung nicht möglich,  infolge des Einflusses der mineralischen,     unbrenn-          baren    Bestandteile.

   Das     Brenngut    glimmt und der       Ausbrand    ist unvollständig, weil die Zündung in  der Masse des Brenngutes von jedem der fein ver  teilten brennbaren Partikeln zum nächsten durch    die umgehende     inerte    Masse erschwert und sogar  behindert wird, wobei diese auch den Zutritt des  erforderlichen Sauerstoffes an die brennbaren Par  tikeln verwehrt.  



  Aus diesem Grunde hat sich in der Praxis eine  Verbrennung auf dem Rost im geläufigen     Sinne,     d. h. mit     Zulieferung    der Verbrennungsluft von unten  bzw.     Einblasung    von Unterwind und mit Erzielung  eines Flammenbettes, als nicht möglich erwiesen.  Selbst bei höchster     Unterwindpressung    und     Vor-          wärmung    ist kein richtiges Flammenbett und be  friedigender     Ausbrand    zu erzielen, wobei ausserdem  der Anfall an mitgerissenem Brenngut und Asche  untragbar ist.  



  Ferner ist versucht worden, den     Klärschlamm     als Zusatz zu einem anderen Brennstoff, z. B. Stadt  müll, in Müllverbrennungsanlagen zu verbrennen.  Auch diese Lösung ist unbefriedigend, nachdem bei  einem Zusatz von über     15%    besonders aufbereitetem  und bis auf 20% Feuchtigkeit vorgetrocknetem     Klär-          schlamm    die Feuerführung im Müllverbrennungsofen  bereits labil wird.  



  Endlich sei der Versuch erwähnt, durch Bei  mischung eines hochwertigen Brennstoffes in     billiger     Form     (Koksgries    oder Pulver, getrockneter Kohlen  schlamm u. a.) den Heizwert und die     Brennwillig-          keit    des Klärschlammes     zu    erhöhen, was sich aber  meist als wirtschaftlich nicht tragbar erweist.  



  Um die bei den oben angeführten Verbrennungs  möglichkeiten des vorgetrockneten Brenngutes     (Klär-          schlamm)    in     kompakter    Masse auftretenden Schwie  rigkeiten zu vermeiden, liegt es nahe, das     Brenn-          gut    aufgelockert, mit Verbrennungsluft     durchwirbelt,     zur Verbrennung zu bringen.      Zweck der Erfindung ist, die angeführten Nach  teile der bekannten Verbrennungsverfahren zu be  heben.  



  Das erfindungsgemässe     Verfahren    zeichnet sich da  durch aus, dass in einem von aussen durch die Feuer  gase beheizten runden Zündschacht das     vorzerklei-          nerte    Brenngut     mittels    heisser Trägerluft durch     tan-          gential    angeordnete     Beschickungsdüsen        eingeblasen     wird, an der     Schachtinnenwand    wirbelt, hierbei durch  Reibung     zerkleinert    und getrocknet wird und nach       Durchwirbelung    mit erhitzter,

   ebenfalls     tangential    un  ter den     Beschickungsdüsen    eingeblasener Sekundär  luft, eine     wirbelnde        Aufwärtsbewegung    im Schacht  erfährt, dabei zündet und in der Schwebe verbrennt.  



  Die Einrichtung zur Ausführung dieses Verfah  rens zeichnet sich gemäss der Erfindung dadurch aus,  dass innerhalb einer Kammer ein zylindrischer     Zünd-          schacht    in aufrechter Lage angeordnet ist, der an  seinem oberen Ende in die Kammer mündet, wobei  in der Nachbarschaft des unteren, einen     Auslass     bildenden Endes     tangential    angeordnete Düsen vor  gesehen sind, von denen die einen mit einer pneu  matischen Beschickungsvorrichtung und die andern  mit einer     Sekundärluftquelle    in Verbindung stehen.  



  Eine beispielsweise Ausführungsform des Ver  fahrens gemäss der Erfindung soll im folgenden an  hand eines in der Zeichnung schematisch darge  stellten     Ausführungsbeispieles    der erfindungsgemässen  Einrichtung im einzelnen näher beschrieben werden.  Es zeigen:       Fig.    1 die Einrichtung in einem Vertikalschnitt  nach der     Linie        I-I    der     Fig.    2 und       Fig.    2 die Einrichtung in einem Horizontal  schnitt nach der Linie     11-II    der     Fig.    1.  



  Das Brenngut wird bei 1 durch geeignete Ein  richtungen so weit     vorzerkleinert,    dass es durch heisse  Trägerluft 2 über     tangential    angeordnete Düsen 3  in den Zündschacht 4 geblasen wird. Die hierfür  benötigten     Einrichtungen    wie Gebläse, Leitungen,       Aufgabevorrichtung    und Düsen werden als bekannt  vorausgesetzt.  



  Unterhalb der Beschickungsdüsen 3 wird heisse       Sekundärluft    durch     tangential    angeordnete Düsen 5  in den Zündschacht 4 geblasen, wobei die Düsen  3 und 5 gleichlaufend einblasen. Hierdurch wird  im Zündschacht 4 eine ausgesprochene Wirbel- und       Aufwärtsbewegung    verursacht. Durch die hierbei  auftretende     Zentrifugalkraft    wird das Brenngut an die  Wand des Zündschachtes 4 gewirbelt, dabei durch  Abrieb weiter     zerkleinert    und gleichzeitig durch die  Steiggeschwindigkeit der Sekundärluft im     Zünd-          schacht    4 emporgehoben.  



  Bei Dauerbetrieb und im Beharrungszustand ist  die Wand des Zündschachtes 4, wie weiter unten       erklärt,    stark erhitzt, so dass die aufsteigenden brenn  baren     Partikeln    des Brenngutes durch intensive Be  rührung und auch Bestrahlung getrocknet und ge  zündet werden. Es wird sich zum oberen Ende des  Zündschachtes 4 hin     allmählich    eine volle Flamme  bilden, die aus dem Zündschacht 4 herausschlägt,    in den von aussen wärmeisolierten     Ausbrennschacht     6 umgelenkt wird, dort selbst ausbrennt und dabei  den     Zündschachtmantel    4 von aussen beheizt.  



  Schwere bzw. nicht ausgebrannte     Brenngutteile     werden noch vor der Umlenkung in den Aus  brennschacht 6 in den Zündschacht 4 zurückfallen.  Die zurückfallenden     Brenngutteile    werden erneut und  nun, bereits vorgetrocknet, in den Zündschacht, wie  mit 7 angedeutet,     rezirkuliert.    Das     rezirkulierte     Brenngut wird die Trocknung und Zündung im     Zünd-          schacht    4 günstig beeinflussen.  



  Die aus dem     Ausbrennschacht    6 herausfallende  Asche wird bei 8 am unteren Ende des Schachtes  abgezogen.  



  Die Verbrennungsgase werden bei 9 abgezogen  und dienen auch zur Erhitzung der Träger und der  Sekundärluft, die über die Düsen 3 und 5 eingeblasen  wird.  



  Bei den zu erwartenden Betriebstemperaturen  von rund 900  C wird für den Zündschacht 4 ein  entsprechendes wärmebeständiges Blechmaterial ver  wendet.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE I. Verfahren zur Verbrennung von Brennstoffen mit niedrigem Heizwert und hohem Anteil an Feuch tigkeit und an unbrennbaren Bestandteilen, z. B. vor entwässerter Klärschlamm, dadurch gekennzeichnet, dass in einem von aussen durch die Feuergase be heizten runden Zündschacht das vorzerkleinerte Brenngut mittels heisser Trägerluft durch tangential angeordnete Beschickungsdüsen eingeblasen wird, an der Schachtinnenwand wirbelt, hierbei durch Reibung zerkleinert und getrocknet wird und nach Durchwirbe- lung mit erhitzter, ebenfalls tangential unter den Be schickungsdüsen eingeblasener Sekundärluft,

   eine wir belnde Aufwärtsbewegung im Schacht erfährt, dabei zündet und in der Schwebe verbrennt. II. Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass in nerhalb einer Kammer (6) ein zylindrischer Zünd- schacht (4) in aufrechter Lage angeordnet ist, der an seinem oberen Ende in die Kammer mündet, wobei in der Nachbarschaft des unteren, einen Aus lass bildenden Endes tangential angeordnete Düsen (3, 5) vorgesehen sind,

   von denen die einen mit einer pneumatischen Beschickungsvorrichtung und die andern mit einer Sekundärluftquelle in Verbin dung stehen. UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass in einem vertikal angeordneten runden Ausbrennschacht ein runder Zündschacht mittig angeordnet ist, dass bei Dauerbetrieb die Feuer gase des Brenngutes aus dem Zündschacht in den Ausbrennschacht geleitet werden, wobei sie, abwärts ziehend, die Wände des Zündschachtes bestreichen und unmittelbar beheizen. 2.

   Verfahren nach Patentanspruch I und Unter anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass solche im Zündschacht nicht zur Zündung gelangten Brenn gutteile oder solche, welche sich infolge ihrer Schwere nicht in der Schwebe halten oder nur teilweise aus gebrannt sind, getrennt von Verbrennungsrückstän den am unteren Ende des Zündschachtes ausge tragen werden und dann in vorgetrocknetem und da her zündwilligem Zustand erneut in den Zündschacht rezirkuliert werden. 3. Verfahren nach Patentanspruch und Unter ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die im Ausbrennungsschacht anfallenden Verbren nungsrückstände, z. B. Asche, nach unten kon tinuierlich oder periodisch ausgetragen werden. 4.

   Einrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslass (9) der Kammer (6) am unteren Ende derselben angeordnet ist und der Zündschacht (4) allseitig von den Wänden der selben distanziert ist.