Verfahren zur Verbrennung von Dünnschlämmen, bestehend aus wässrigen Suspensionen oder wässrigen Lösungen von Feststoffen, sowie Anlage zur Durchführung des Verfahrens Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Verbrennung von Dünnschlämmen, bestehend aus wäss- rigen Suspensionen oder wässrigen Lösungen von Fest stoffen.
Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf eine Ver- brennungsanlage zur Ausführung dieses Verfahrens.
In vielfachen Industrie- und Gewebebetrieben fallen Abfälle in der Form von wässrigen Suspensionen oder wässrigen Lösungen an, welche kurz als Dünnschlämme bezeichnet werden. Es handelt sich um verunreinigtes oder sogar verseuchtes Wasser, welches nicht in die Ka nalisation oder in Gewässer abgeleitet werden kann. Eine Abwasser-Klärung führt meistens auch nicht zum Zweck, nachdem hierdurch Gerüche und chemische (meistens gesundheitsschädliche) Beimengungen nicht beseitigt wer den können.
Es muss daher zur Vernichtung durch Ver brennung gegriffen werden, wobei das Wasser verdampft, die organischen Verunreinigungen zerstört oder zersetzt werden und die mineralischen Verunreinigungen als ste rile Schlacke bedenkenlos deponiert werden können.
Für die Verbrennung von Dünnschlämmen bzw. wässeri gen Lösungen und Suspensionen ist deren Eindüsen und Zerstäubung unter Druck .in einem mittels eines Hilfs- brennstoffes hoch erhitzten Verbrennungsraumes nahe liegend.
Im Kontakt mit den heissen Feuergasen des Hilfsbrennstoffes und unter dem Einfluss der stahlenden Wärme im Verbrennungsraum vollziehen sich dann bei ca. 800 bis 900 C die oben geschilderten physikalisch- chemischen Vorgänge.
Dieses herkömmliche Verfahren ist jedoch mit er heblichen Nachteilen verbunden.
Einerseits ist die Eindüsung und Versprühung unter Druck ein an sich anspruchsvolles Verfahren. Bei un- sachgemässer Betriebsführung oder bei (der sehr oft ein tretenden) Korrosion und/oder Erosion der Düsen ist die Versprühung mangelhaft und das eingeführte Wasser kann als Strahl die Wände der Verbrennungskammer treffen, wo dann gefährliche Abschreckungen entstehen können.
Ferner bedingt die sehr schwache Konzentration der zu verbrennenden Flüssigkeit einen überaus hohen Feuchtigkeitsgehalt in den Verbrennungsgasen von sol- chen Verbrennungsanlagen. Nachdem die Gase - mit Hinsicht auf deren Entstaubung - noch meistens vor Eintritt in die handelsübliche Entstaubungsanlage durch weitere Wassereindüsung auf eine der Entstaubungsan- lage erträgliche Temperatur gekühlt werden, tritt eine weitere Erhöhung des Feuchtigkeitsgehaltes ein,
welche zuletzt weit über 50 % erreichen kann.
Demzufolge können, obwohl die Abgase Tempera turen von 300 bis 350 C haben, bei niederer Aussen temperatur, insbesondere im Winter, lästige Nieder- schlagserscheinungen rings um die Kaminmündung ein treten, als auch Kondensationen und Korrosionen beim Kontakt mit kalten Metallbauteilen.
Zweck der Erfindung ist, die angeführten Nachteile zu beheben.
Das erfindungsgemässe Verfahren zeichnet sich da durch aus, dass in einer oder mehreren Muffeln ein hochwertiger Brennstoff mit reichlichem Luftüberschuss verbrannt wird und dass die hierdurch erzeugten, zu mindest 1200 C heissen Rauchgase in einem senkrechten, schlank gestalteten Verbrennungsraum im Gegenstrom mit den in Regenform eingeführten wässrigen Suspensio nen oder wässrigen Lösungen gebracht werden, wobei nach Verdampfung des Wassers die freigewordenen Fest stoffe in der Schwebe verbrennen,
wozu sie die erforder liche Verbrennungsluft in dem Luftüberschuss der aus der oder den Muffeln herausströmenden Rauchgasen finden.
Eine bevorzugte Ausführung dieses Verfahrens kann darin bestehen, dass das aus dem Verbrennungsraum aus tretende Rauchgas-Wasserdampf-Gemisch eine Tempe ratur oberhalb einer Temperatur, bei der die Gerüche zerstört werden, aufweist, und dass danach das Gasge misch mit oder ohne Vorkühlung durch Wasserein- düsung, durch Wärmeentzug in einem Luftvorwärmer auf maximal 350 C abgekühlt wird, danach gereinigt und durch Saugzug weiterbefördert wird.
Hierbei kann ferner eine bevorzugte Ausführungs form darin bestehen, dass vor ihrem Austritt in die At mosphäre die Abgase durch Injektorwirkung mit einem im Luftvorwärmer auf mindestens 300 C vorgewärmten Luftstrom vermischt werden.
Die erfindungsgemässe Verbrennungsanlage zur Aus führung dieses Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass der zur Verbrennung der Feststoffe dienende Ver brennungsraum an seinem oberen Teil eine Einrichtung zur Verregnung der wässrigen Suspensionen oder wäss- rigen Lösungen und an seinem an den Gasaustritt der Muffel angeschlossenen unteren Teil eine Schlackenaus tragsöffnung aufweist und dass zwischen dein Verbren nungsraum und dem Abgaskamin
in Richtung der Ab gasströmung hintereinander ein zur mindestens einstu figen Abgaskühlung dienender Luftvorwärmer, ein Ab gasreiniger, ein Saugzugventilator sowie ein am Kamin fuss angeordneter Injektor zur Zumischung der im Luft vorwärmer erzeugten Warmluft zu den Abgasen vorge sehen sind.
Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel des Erfin- dungsgegenstandes anhand einer dasselbe im Schnitt schematisch darstellenden Zeichnung näher erläutert.
In einer oder mehreren aus feuerfestem Material ge bauten und gegen Wärmeverluste isolierten Muffeln - 1 wird mittels eines Brenners 2 ein hochwertiger Brenn stoff (öl, Gas oder Kohlenstaub) verbrannt. Die Ver brennung wird mit reichlichem Luftüberschuss durch geführt, derart, dass die bei 3 aus der Muffel austreten den Feuergase eine Temperatur tg = rd.1200 C sowie noch einen hohen Gehalt an unverbrauchter Luft auf weisen.
Diese Feuergase werden in. einen senkrechten (ge eignet profilierten und geeignet gebauten) Verbrennungs raum 4 geleitet. Im obersten Teil dieses Raumes wird über eine geeignete, an sich bekannte Einrichtung 5 bei 6 die zu verbrennenden wässerigen Abfälle eingeführt und fallen in Regenform dem Strom der heissen Feuer gase entgegen,
Durch die Berührung der einzelnen Trop fen mit dem heissen Rauchgasstrom erfolgt zunächst die Verdampfung des Wassers und darauffolgend (im oberen Teil) die Überhitzung des entstandenen Wasserdampfes und andererseits (im unteren Teil) die Verbrennung in der Schwebe der freigewordenen Feststoffe, welche die hierfür erforderliche Luft im Luftüberschuss der Feuer gase genügend vorfinden.
Die anfallenden festen Rück stände (Schlacke) werden bei 17 in bekannter Weise aus getragen- Nachdem die Menge der zu verbrennenden Feststoffe weitaus geringer als diejenige des zu verdampfenden Wassers ist, verlaufen die oben geschilderten Verbren nungsvorgänge endothermisch, so dass sich bei 7 ein Temperaturabfall gegenüber 3 einstellt. Um eine sichere Desodorierung der Gase zu gewährleisten (durch Zer störung der Geruchstoffe)
muss erfahrungsgemäss eine Temperatur t, = rd. 900 C eingehalten werden. Bei dieser Temperatur können aber die Rauchgase nicht weiter für deren Entstaubung behandelt werden, so dass eine Kühlung derselben erforderlich ist.
Dies wird in zwei Stufen erreicht, und zwar zunächst durch Wassereindüsung bei 8 .auf rund t9 = rd. 700 C und dann durch Wärmeabgabe im Luftvorwärmer 10, derart, dass eine Endtemperatur t11 = rd. 350 C er reicht wird.
Dabei muss allerdings bemerkt werden, dass auf die Wassereindüsung bei 8 verzichtet werden könnte, nur dass in einem solchen Fall der Lufterhitzer 10 (zumindest in der Eintrittsstelle der Gase) aus hochwertigem, hitze- beständigem Material gebaut werden müsste oder dass ein keramischer Rekuperator vorgesehen würde.
Die auf rd. 350 C gekühlten Abgase werden durch die Saugzugeinrichtung 13 (Ventilator) in bekannter Weise abgesaugt und passieren vorerst die Entstaubungs- einrichtung 12, so dass beim Austritt 14 die gereinigten Gase von rd. 350 C Temperatur ohne weiteres durch den Kamin<B>15</B> in die Atmosphäre befördert werden könn ten.
Dies ist aber nicht zulässig, denn durch die Ver dampfung des zu vernichtenden Wassers im Verbren nungsraum 4 als auch durch die zusätzliche Wasserein- düsung bei 8 steigt der Feuchtigkeitsgehalt der Gase sehr hoch, bis auf 50 %. Derartig feuchte Abgase können nicht in die Atmosphäre entweichen, denn sie würden dauernd eine Dampffahne am oberen Kaminende bilden, woraus bei kälterer Aussentemperatur lästige Niederschläge ent stehen können.
Demzufolge wird der im Luftvorwärmer 10 auf ca. 300 C erwärmte Luftstrom den Abgasen zugefügt und _ zwar geschieht dies vorzugsweise am Kaminfuss, durch Injektorwirkung. In der Skizze ist der Luftstrom durch eine strichpunktierte dicke Linie angedeutet, wobei mit 16 das für die Förderung der Luft erforderliche Druck gebläse angedeutet ist.
Durch die beschriebene Anordnung wird die Feuch tigkeit der Abgase verdünnt (erfahrungsgemäss auf rd. 20 bis 25 %) bzw. herabgesetzt, so dass obige Bedenken nicht mehr bestehen und die 250 bis 300 C heissen Ab gase in die Atmosphäre entweichen gelassen werden kön nen.
Die sämtlichen aufgezählten Funktionen der Anlage können temperaturabhängig von Hand oder selbsttätig gesteuert werden.
Process for the incineration of thin sludge, consisting of aqueous suspensions or aqueous solutions of solids, and an installation for carrying out the process. The invention relates to a process for the incineration of thin sludge, consisting of aqueous suspensions or aqueous solutions of solids.
The invention also relates to an incineration plant for carrying out this method.
In many industrial and textile companies, waste is produced in the form of aqueous suspensions or aqueous solutions, which are briefly referred to as thin sludge. It is contaminated or even contaminated water, which cannot be discharged into sewers or bodies of water. A wastewater treatment usually does not lead to the intended purpose, since odors and chemical (mostly harmful) admixtures cannot be removed as a result.
It must therefore be used for destruction by combustion, whereby the water evaporates, the organic impurities are destroyed or decomposed and the mineral impurities can be safely disposed of as sterile slag.
For the incineration of thin sludge or aqueous solutions and suspensions, their injection and atomization under pressure in a combustion chamber that is highly heated by means of an auxiliary fuel is obvious.
In contact with the hot fire gases of the auxiliary fuel and under the influence of the radiant heat in the combustion chamber, the physico-chemical processes described above take place at approx. 800 to 900 C.
However, this conventional method is associated with considerable disadvantages.
On the one hand, injection and spraying under pressure is a demanding process in itself. In the event of improper operation or (which very often occurs) corrosion and / or erosion of the nozzles, the spraying is inadequate and the introduced water can hit the walls of the combustion chamber as a jet, where dangerous deterrents can then arise.
Furthermore, the very weak concentration of the liquid to be burned causes an extremely high moisture content in the combustion gases from such incineration plants. After the gases - with regard to their dedusting - are usually cooled to a temperature tolerable for the dedusting system by further water injection before they enter the commercial dedusting system, the moisture content increases further,
which in the end can reach well over 50%.
As a result, even though the flue gases have temperatures of 300 to 350 C, annoying precipitation phenomena can occur around the chimney mouth when the outside temperature is low, especially in winter, as can condensation and corrosion when coming into contact with cold metal components.
The purpose of the invention is to remedy the disadvantages mentioned.
The method according to the invention is characterized by the fact that a high-quality fuel is burned with ample excess air in one or more muffles and that the at least 1200 C hot flue gases generated in this way in a vertical, slender combustion chamber in countercurrent with the watery ones introduced in rain form Suspensions or aqueous solutions are brought in, whereby after evaporation of the water the released solids burn in suspension,
for which they find the required combustion air in the excess air of the smoke gases flowing out of the muffle or muffles.
A preferred embodiment of this method can consist in the fact that the flue gas-water vapor mixture emerging from the combustion chamber has a temperature above a temperature at which the odors are destroyed, and that the gas mixture with or without precooling is then nozzle, is cooled to a maximum of 350 C by extracting heat in an air preheater, then cleaned and conveyed further by induced draft.
A preferred embodiment can also consist in that the exhaust gases are mixed by injector effect with an air stream preheated to at least 300 ° C. in the air preheater before they exit into the atmosphere.
The combustion system according to the invention for executing this method is characterized in that the combustion chamber used for burning the solids has a device for irrigation of the aqueous suspensions or aqueous solutions on its upper part and a lower part connected to the gas outlet of the muffle Has slag discharge opening and that between your combustion chamber and the exhaust chimney
in the direction of the exhaust gas flow one behind the other for at least one-stage exhaust gas cooling serving air preheater, an exhaust gas cleaner, an induced draft fan and an injector arranged at the chimney foot to mix the hot air generated in the air preheater with the exhaust gases are provided.
In the following, an exemplary embodiment of the subject matter of the invention is explained in more detail with reference to a drawing showing the same schematically in section.
In one or more muffles made of refractory material and insulated against heat loss - 1, a high-quality fuel (oil, gas or coal dust) is burned by means of a burner 2. The combustion is carried out with an abundant excess of air, in such a way that the fire gases emerging from the muffle at 3 have a temperature of tg = around 1200 C and a high content of unused air.
These fire gases are passed into a vertical (suitably profiled and suitably constructed) combustion chamber 4. In the uppermost part of this room, the aqueous waste to be burned is introduced via a suitable, per se known device 5 at 6 and falls in the form of rain towards the flow of hot fire gases,
When the individual drops come into contact with the hot flue gas flow, the water is first evaporated and then (in the upper part) the resulting water vapor is overheated and, on the other hand (in the lower part), the solid matter that has been released is burnt in suspension, which provides the necessary air find enough gases in the excess air in the fire.
The resulting solid residues (slag) are carried out in a known manner at 17- After the amount of solids to be burned is far less than that of the water to be evaporated, the combustion processes described above are endothermic, so that at 7 there is a drop in temperature 3 sets. To ensure safe deodorization of the gases (by destroying the odorous substances)
experience has shown that a temperature t, = approx. 900 C are maintained. At this temperature, however, the flue gases can no longer be treated for their dedusting, so that cooling is necessary for them.
This is achieved in two stages, initially by injecting water at 8. To around t9 = approx. 700 C and then through the release of heat in the air preheater 10, such that a final temperature t11 = approx. 350 C is reached.
It must be noted, however, that the water injection at 8 could be dispensed with, only that in such a case the air heater 10 (at least in the entry point of the gases) would have to be made of high-quality, heat-resistant material or that a ceramic recuperator would be provided .
The on approx. 350 C cooled exhaust gases are sucked off in a known manner by the induced draft device 13 (fan) and first pass through the dedusting device 12, so that at outlet 14 the cleaned gases of approx. 350 C temperature could easily be transported through the chimney <B> 15 </B> into the atmosphere.
However, this is not permissible, because the evaporation of the water to be destroyed in the combustion chamber 4 and the additional water injection at 8 increases the moisture content of the gases very high, up to 50%. Such humid exhaust gases cannot escape into the atmosphere, because they would continuously form a plume of steam at the upper end of the chimney, which can result in annoying precipitation when the outside temperature is colder.
As a result, the air stream heated to approx. 300 C in the air preheater 10 is added to the exhaust gases, and this is preferably done at the chimney foot, by injector action. In the sketch, the air flow is indicated by a dash-dotted thick line, with the pressure blower required for conveying the air is indicated with 16.
With the arrangement described, the humidity of the exhaust gases is diluted (experience has shown to around 20 to 25%) or reduced, so that the above concerns no longer exist and the 250 to 300 C exhaust gases can escape into the atmosphere.
All of the listed functions of the system can be controlled manually or automatically, depending on the temperature.