Verfahren zur gemeinsamen Verbrennung von Müll und Klärschlamm sowie Verbrennungsofen mit Rostfeuerung zur Durchführung dieses Verfahrens Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur gemeinsamen Verbrennung von Müll und Klärschlamm, mit einem Feuchtigkeitsgehalt .des letzteren bis zu 70 %,
in einem gemeinsamen Verbrennungsofen mit Rostfeue rung.
Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf einen Ver brennungsofen mit Rostfeuerung zur Durchführung die ses Verfahrens.
Bekanntlich werden heute die als Müll oder Kehricht bezeichneten städtischen Abfälle meistens durch Ver brennung vernichtet. Hierbei handelt es sich um vorwie gend feste Abfälle, welche, je nach ihrer Herkunft, Ab fuhr- und Lagerungsart, einen mehr oder weniger hohen Feuchtigkeitsgehalt aufweisen. Für diese Art der Müll vernichtung sind bereits verschiedene Bauarten von Verbrennungsöfen bekannt, in welchen die Abfälle un ter hygienischen Bedingungen zu Asche bzw. Schlacke verbrannt werden, d. h. zu sterilen Rückständen, welche frei von vergärbaren und schlecht riechenden Substan zen sind und daher unbedenklich abgelagert werden können.
Nun fallen aber in letzter Zeit, ausser Müll, auch noch die Rückstände aus den städtischen Abwasserklär anlagen an, welche unter der Bezeichnung Klär- schlamms> bekannt sind und aus hygienischen Gründen ebenfalls vernichtet werden müssen.
Dieser Klärschlamm wird bekanntlich durch An wendung spezieller Behandlungsverfahren, welche in vielen Varianten bekannt sind., nacheinander eingedickt, ausgefault und entwässert, so dass schliesslich ein Mate rial vorhanden ist, welches, bei Anwendung der soge nannten Kaltverfahren, meistens einen Wassergehalt von ca. 70 % aufweist mit ca. 45 0,'o organischer,
brenn- barer Anteile in der Trockensubstanz. Andererseits sind aber auch sogenannte Heiss- oder Konditionierverfah- ren bekannt, durch deren Anwendung der Klärschlamm sogar bis auf ca. 40 % Wassergehalt entwässert wird bei sonst gleicher Zusammensetzung der Trockensubstanz.
Der Gedanke war nun naheli gend, auch d.en anfall enden Klärschlamm zu verbrennen, und zwar zusammen mit dem anfallenden Müll in ein und derselben komm unalen Verbrennungsanlage, d. h. den Klärschlamm auf der Rostfeuerung eines Müllverbrennungsofens mitzu- verbrennen,
wobei der spezifische Anfall von Müll zur Zeit im Durchschnitt mit 250 kg pro Einwohner und Jahr und derjenige von Klärschlamm mit 100 kg pro Ein- wohner und Jahr bei 70 % Wassergehalt bzw. mit 50 kg pro Einwohner und Jahr <RTI
ID="0001.0085"> bei nur 40 % Wassergehalt an- genemen werden kann.
Es ist aber einleuchtend, dass bei einem mittleren Wassergehalt des Mülls von 30 o,'o eine gemeinsame selbständige Verbrennung von Müll und Klärschlamm mit 70 % Wassergehalt sehr schwierig ist, und zwar wegen der unzureichend niedrigen Heizwerte des Mülls und des Klärschlammes. Hinzu kommt noch der Um- stand,
dass Klärschlamm mit 70 % Wassergehalt eine klebrige, plastische Masse darstellt, welche sich mit dem Müll nur schlecht oder sogar überhaupt nicht vermi schen lässt, um ein derart homogenes Brenngut zu erzie len, wie es aus feuerungstechnischen Gründen erforder lich ist.
Wenn aber der Feuchtigkeitsgehalt des Klärschlam- mes von 40 % absinkt, dann ändern sich .die Beschaf- fenheit und die phySikalls:
ehen Eigenschaften des Klär- schlammes, und es hat sich praktisch bereits erwiesen, dass die gleichzeitige gsmeinsame Verbrennung der an fallenden Mengen von derartigen Klärschlamm und Stadtmüll mittels einer gem; insamen Rostfeuerung ein wandfrei durchgeführt werden kann.
Demgemäss sind auch bereits Verfahren und Anla gen bekannt, bei welchen der Klärschlamm mit Hilfe eines Wärmeträgers in. geeigneten mechanischen Aggre gaten, wie z. B. Trockentrommeln, Umlauftrocknern u. a., zunächst vorgetrocknet und erst dann dem Müll zwecks gemeinsamer Verbrennung zugesetzt wird. Der artige Verfahren bzw.
Anlagen sind aber sehr aufwen dig, und zwar sowohl im Hinblick auf die Investitions kosten als auch die Betriebskosten, und sie erschweren überdies die Bedienung und Regelung der Verbren nungsanlage infolge der komplizierten Zu- und Rück- führungen für die Rauchgase und die sogenannten Brüden , welch' letztere durch das Trocknen des Klär schlammes entstehen.
Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ausgehend von der bekannten Bauart des Verbrennungsofens mit Rostfeuerung, ein Verfahren zur gemeinsamen Verbrennung von Müll und Klärschlamm in einem gemeinsamen Verbrennungsofen mit Rostfeue rung, sowie einen Verbrennungsofen zur Durchführung dieses Verfahrens zu schaffen, bei welchen die zuvor genannten Nachteile der oben erwähnten, bereits be kannten Verfahren bzw. Anlagen auf einfache und leicht zu erreichende Weise vermieden werden.
Demgemäss betrifft die Erfindung ein Verfahren zur gemeinsamen Verbrennung von Müll und Klärschlamm, mit einem Feuchtigkeitsgehalt de letzteren bis zu 70 /o, in einem gemeinsamen Verbrennungsofen mit Rostfeue rung, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass der fein zerkleinerte Schlamm innerhalb eines aufwärts gerichte ten Heissgass:
tromes fallen gelassen wird, wobei die Fallhöhe für die Schlammteilchen derart bemessen wird, dass ein Teil dir Schlammteilchen während der Fallzeit ganz trocken und der restliche Teil vorgetrocknet wird, und dass die vorgetrockneten Schlammteilchen in annä hernd gleichmässiger Streuung auf -das Müllfeuerbett auf dem Rost geführt und dort zusammen mit dem Müll verbrannt werden, während die ganz getrockneten Schlammteilchen grösstenteils bereits in der Schwebe im aufsteigenden Heissgasstrom verbrannt werden.
Eine bevorzugte Durchführungsart dieses Verfah rens kann darin bestehen, dass lediglich ein abgezweig ter Teil der aus dem Feuerbett auf dem Rost entstehen den Feuergase als aufwärts gerichteter Heissgasstrom verwendet wird und dieser Teilstrom nach seiner Ab kühlung, vermischt mit den Brüden aus dem Klär schlamm, mit der Hauptmasse der Feuergase wieder vereinigt und gemischt wird und dass dadurch die Brü- den auf eine zur Zerstörung der organischen Geruch stoffe ausreichende Temperatur erhitzt werden.
Die Erfindung betrifft weiterhin einen Verbren nungsofen mit Rostfeuerung zur Durchführung des zu vor genannten Verfahrens, welcher dadurch gekenn zeichnet ist, dass eine Zuführungseinrichtung für den fein zerkleinerten Klärschlamm im Bereich des oberen Endes eines mindestens annähernd vertikal von unten nach oben im Gegenstrom zu den fallenden Schlamm teilchen geführten Teilstromes, der aus dem Feuerbett auf dem Rost entstehenden Feuergase in das Ofeninnere einmündet.
Eine bevorzugte Ausführungsform dieses Verbren nungsofens kann darin bestehen, dass im Ofeninnern oberhalb der Roste mittels einer Zwischenwand und mindestens eines Teiles der vorderen Ofenwand ein mindestens annähernd vertikaler Fallschacht für den freien Fall der Schlammteilchen gebildet ist und dieser zugleich als Rauchgaszug für die Führung des Feuergas- Teilstromes von unten nach oben dient.
Dem vorgeschlagenen Verfahren bzw. Verbren nungsofen zur gemeinsamen Verbrennung von Müll und Klärschlamm liegt die prinzipielle Überlegung zugrunde, dass eine zur Verbrennung ausreichende Trocknung fein zerkleinerten Klärschlammes auf einfache Weise im Verbrennungsofen selbst durch freien Fall der Schlammteilchen innerhalb eines aufsteigenden Heiz gasstromes erzielt werden könnte,
wobei durch die in nige Berührung der feinen Schlammteilchen im Gegen strom mit den aufsteigenden heissen Gasen eine inten- sive Vortrocknung auf dem Fallweg der Schlammteil chen stattfindet und die feinsten Teilchen bereits in der Schwebe vollständig ausgetrocknet und verbrannt wer den, während ein anderer Teil von Schlammteilchen in gut vorgetrocknetem Zustand gleichmässig gestreut auf das Feuerbett des Mülls auf dem Rost gelangt und dort restlos zusammen mit dem Müll verbrannt wird.
Eine beispielsweise Durchführungsform des Verfah rens gemäss der Erfindung soll im folgenden anhand eines in der Zeichnung in einem Längsschnitt schema tisch dargestellten Ausführungsbeispiels des erfindungs gemässen Ofens zur Durchführung dieses Verfahrens im einzelnen näher beschrieben werden. In der Zeichnung ist ein Verbrennungsofen für die gemeinsame Verbren nung von Müll und Klärschlamm in einem Längsschnitt dargestellt.
Hier ist ein Einfülltrichter für den Müll, in welchen der Müll. durch eine geeignete Einrichtung, z. B. einen Greiferkran, chargiert wird, mit 1 bezeichnet. Der Ofen weist drei hintereinander angeordnete Roste auf, und zwar einen Vorrost 2, einen Hauptrost 3 und einen Aus brandrost 4, wobei diese drei Roste in der bekannten geneigten und gegeneinander abgesetzten Anordnung als mechanische Vorschubroste ausgebildet sind und mit kaltem oder heissem Unterwind beaufschlagt werden.
Der Vorrost 2 erfüllt bekanntlich auf seiner Länge die drei sukzessiven Funktionen der Zuteilung, Vortrock- nung und Zündung des durch den Einfülitrichter 1 auf den Vorrost 2 aufgegebenen Mülls, so dass bereits vor dem --ersten, zwischen dem Vorrost 2 und dem Hauptrost 3 befindlichen Absatz ein Feuerbett entsteht. Dieses Feuerbett entwickelt sich weiter auf dem Hauptrost 3 und dem sich an diesen anschliessenden Au.sbrandrost 4.
Im Ofeninnern ist über den Rosten 2 und 3 mittels eines Rückführungsgewölbes 5 und einer sich an dieses Gewölbe anschliessenden vertikalen Zwischenwand 6 zwischen letzterer und der vorderen Ofenwand 7 ein vertikaler Fallschacht 8 gebildet, welcher zugleich als aufgehender Ofenzug dient und in welchen unten ein Teil der Feuergase aus dem Feuerbett der vorderen Brennzone, welche den letzten Teil des Vorrostes 2 so wie den ganzen Hauptrost 3 oder nur dessen vorderen Teil umfasst, hineingeleitet wird und in welchem dann diese Feuergase im wesentlichen vertikal von unten nach oben geführt werden,
wie dies in der Zeichnung m *t dünn gezeichneten Richtungspfeilen angedeutet ist.
Demgegenüber strömen die Feuergase aus dem Feu erbett der hinteren Brennzone, welche den Ausbrandrost 4 sowie eventuell einen hinteren Teil des Hauptrostes 3 umfasst, in den eigentlichen, mit 9 bezeichneten Haupt feuerraum hinein, wie dies in der Zeichnung mit punk tiert gezeichneten Richtungspfeilen angedeutet ist.
Eine an sich bekannte, kontinuierlich dosierende Zuführungseinrichtung 10 für den Klärschlamm ist oben an der vorderen Ofenwand 7 angeordnet und mündet oberhalb des oberen Endes des Fallschachtes 8 und so mit im Bereich des oberen Endes des im Schacht 8 auf wärts geführten Heiss,gasstromes in das Ofeninnere ein.
Wegen der klebrigen Beschaffenheit des mit ca. 70 ()/o Wassergehalt anfallenden Klärschlammes sind besondere mechanische Vorkehrungen notwendig, um den Schlamm weitgehend zu zerkleinern, um ihn dann in Form von kleinen, fein verteilten Schlammpartikeln, Plättchen oder Würstchen in den Ofen einführen zu können. Diese in der Zeichnung nicht dargestellte, mechanische Zerkleinerungseinrichtung muss somit der dosierenden Zuführungseinrichtung 10 für den Klär- schlamm vorgeschaltet sein; sie kann aber mit dieser Zuführungseinrichtung kombiniert sein.
Im Fallschacht 8 fallen nun die Klärschlammteilchen im Gegenstrom zu den im Schacht 8 vertikal von unten nach oben aufsteigenden Heissgasen, wie dies in der Zeichnung mit gestrichelt gezeichneten Richtungspfeilen angedeutet ist.
Hierbei findet infolge der innigen Berührung der fei nen Schlammteilchen im Gegenstrom mit den ca. 800-1000 C heissen Gasen eine intensive Vor trocknung der über die Zuführungseinrichtung 10 aufge gebenen Schlammteilchen auf ihrem Fallwege statt, wobei die feinsten Teilchen des Klärschlammes bereits in der Schwebe im aufsteigenden Heissgasstrom voll ständig ausgetrocknet und auch in der Schwebe schon verbrannt werden, weil .die Temperatur der aus der vor deren Brennzone entnommenen Heissgase weit über der Zündtemperatur der brennbaren Bestandteile des Klär schlammes liegt.
Demzufolge wird ein Teil des Klärschlammes, und zwar sind dies die feinsten Schlammteilchen, bereits in der Schwebe verbrannt und als Flugasche im Schacht 8 durch den in diesem aufwärtsströmenden Heissgasstrom nach oben getragen, während ein anderer Teil des Klär schlammes in gut vorgetrocknetem Zustand, d. h.
mit einem Wassergehalt bis zu etwa 40 %, und in gleichmäs- siger Streuung durch den Fallschacht 8 auf das Müllfeu- erbett auf dem Hauptrost 3 bzw. dem letzten Teil des Vorrostes 2 geführt und dort restlos mitverbrannt wird.
Dadurch, dass der durch den Fallschacht 8 auf den Rost 3 geführte Anteil des Klärschlammes gleichmässig auf das Müllfeuer ausgestreut wird, gelingt es einerseits, dieses Feuer nicht zu stören, und andererseits, die Zün dung und Verbrennung des Klärschlammes sicher zu gzwährleisten.
Das obere Ende des Fallschachtes 8 steht mit dem Hauptfeuerraum 9 des Ofens in Verbindung, weil die Zwischenwand 6 oben eine Durchgangsöffnung 11 frei- lässt. Der am oberen Ende des Fallschachtes 8 entwei chende Gasstrom besteht aus den abgekühlten Heissga- sen, vermischt mit den dampfförmigen Brüden, welche infolge der Trocknung des Klärschlammes durch Ver dampfung der feuchten Bestandteile des Schlammes ent stehen.
Diese Brüden werden mit dem aus dem Schacht oben entweichenden Gasstrom über die Durchgangsöff nung 11 in den Hauptfeuerraum 9 geleitet, wo sie in folge der Vereinigung und Vermischung mit der Haupt masse der dort aufsteigenden ca. 800-1000 C heissen Feuergase auf eine derart hohe Temperatur gebracht werden, dass die restlose Zerstörung der organischen Geruchstoffe sicher gewährleistet wird.
Auch die Flugasche der bereits in der Schwebe im Fallschacht 8 verbrannten feinsten Schlammteilchen wird von dem am oberen Ende des Fallschachtes 8 ent weichenden Gasstrom über die Durchgangsöffnung 11 in den Hauptfeuerraum 9 hineingetragen, wo sie vom dort aufsteigenden Hauptstrom der Feuergase zum Rauchgasaustritt 12 weitergetragen wird.
Es besteht die Möglichkeit, durch Einführung von Sekundärluft in an sich bekannter Weise eine eventuell notwendige Nachverbrennung von schwebenden, noch nicht vollständig ausgebrannten Teilchen herbeizufüh ren.
Die Rückstände der gemeinsamen Verbrennung von Müll und Klärschlamm auf den Rosten 3 und 4 werden am unteren, hinteren Ende des Ausbrandsrostes 4 in der üblichen Weise durch eine geeignete, in der Zeichnung nicht dargestellte Einrichtung aus dem Ofen ausgetra gen,
während die durch den Rauchgasaustritt 12 aus dem Ofen austretenden Abgase in bekannter Weise über in der Zeichnung nicht dargestellte Gasentstaubungs- und Saugzugeinrichtungen und einen Kamin in die freie Atmosphäre ausgestossen werden, wobei sie noch auf ihrem Wege Heizflächen von Wärmeaustauschern, bei spielsweise von Dampf- oder Heisswasserkesseln,
Spei sewasservorwärmer und/oder Luftvorwärmer, bestrei chen können, um dadurch noch ihre restliche nutzbare Wärme an diese Heizflächen abzugeben.
Im Ofen kann zusätzlich ein Ölbrenner vorgesehen und derart angeordnet sein, dass :die aus der Ölflamme entstehenden Rauchgase praktisch ganz mit dem aufstei genden Teilstrom ,der aus dem Feuerbett auf dem Rost entstehenden Feuergase im Bereich des unteren Teiles dieses Feuergas-Teilstromes vereinigt werden.
In der Zeichnung ist ein derartiger Ölbrenner einge zeichnet und mit dem Bezugszeichen 13 versehen. Die aus der Flamme dieses Ölbrenners entwickelten Rauch gase werden zusammen mit den von den Rosten 2 und 3 stammenden Müllrauchgasen in den zugleich als Ofen zug dienenden Fallschacht 8 unten hineingeleitet und unterstützen bzw.
ersetzen dadurch die Trocknungswir- kung des im Schacht 8 aufsteigenden, aus der Müllver brennung stammenden Heissgas-Teilstromes. Natürlich kann statt eines Ölbrenners auch ein Gas- oder Kohlen staubbrenner gewählt werden.
Mittels eines derartigen Hilfsbrenners kann knapp vor dem unteren Ende des Fallschachtes 8 die genügend hohe Temperatur der in den Fallschacht 8 abgeleiteten Feuergase gewährleistet werden, und zwar dies auch dann, wenn, abweichend von der Zeichnung, auf das Rückführungsgewölbe 5 verzichtet werden würde oder wenn die Rostfeuerung lediglich aus einem Vorrost 2 und einem Hauptrost 3 bestehen würde, was insbeson dere bei kleinen Ofeneinheiten vorkommt,
wobei dann der Fallschacht 8 nur über dem Vorrost 2 angeordnet werden könnte und zur Rückführung der heissen Ver brennungsgase zum Fallschacht hin ein Rückführungs- gewölbe vorgesehen sein müsste.
Es besteht auch die Möglichkeit, zur Ausbildung des zur Trocknung erforderlichen, aufwärts gerichteten Heissgasstromes vorwiegen oder sogar ausschliesslich die durch Verbrennung hochwertiger Zusatzbrennstoffe, wie z. B. Heizöl, Gas, Kohlenstaub, gewonnenen Heiss- gase zu verwenden, was natürlich die Betriebskosten erhöhen würde.
Ferner könnte, abweichend von dem in der Zeich nung dargestellten Ausführungsbeispiel, auf die Zwi schenwand 6 ganz verzichtet werden, wobei man dann durch geeignete Mittel, z. B. eine Saugzu,geinrichtung, eine ausgesprochen lokale, aufwärtsgerichtete Heissgas- Strömung entlang der vorderen Ofenwand erzeugt,
wel che Strömung unabhängig von der Hauptmasse der Feu ergase im Hauptfeuerraum vorhanden ist und wobei der fein zerkleinerte Klärschlamm von oben in diesen auf wärts gerichteten Heissgasstrom eingeführt und inner halb desselben im Gegenstrom fallen gelassen wird.
Hierbei wäre dann .der Saugzugventilator für die Er zeugung des lokalen, aufwärts gerichteten Heissgass.tro- mes ausserhalb des Ofens .anzuordnen. Da die bei der Trocknung entstehenden Brüden zwecks Entkeimung und Desodorisierung immer an eine Stelle höherer Tem peratur geleitet werden müssen, könnte .der abgekühlte Heissgasstrom, z.
B. in den Hauptfeuerraum, zurückge führt werden. Die Merkmale der verschiedenen Ausführungsformen des vorgeschlagenen Verbren nungsofens sollen auch einzeln oder gruppenweise kom binierbar sein, soweit sie sich nicht gegenseitig wider sprechen.
Das vorgeschlagene Verfahren zur gemeinsamen Verbrennung von Müll und Klärschlamm bzw. der Ver brennungsofen zur Durchführung dieses Verfahrens sind also keineswegs an die in .der Zeichnung veranschau lichte und nur beispielsweise dargestellte Ausführungs- form gebunden, sondern die Einzelheiten, wie auch deren Kombinationen, können innerhalb des Rahmens der Erfindung variiert werden.