CH434539A - Process for the joint incineration of waste and sewage sludge as well as an incinerator with grate firing for carrying out this process - Google Patents

Process for the joint incineration of waste and sewage sludge as well as an incinerator with grate firing for carrying out this process

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CH434539A
CH434539A CH1090464A CH1090464A CH434539A CH 434539 A CH434539 A CH 434539A CH 1090464 A CH1090464 A CH 1090464A CH 1090464 A CH1090464 A CH 1090464A CH 434539 A CH434539 A CH 434539A
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CH
Switzerland
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fire
sludge
grate
sewage sludge
furnace
Prior art date
Application number
CH1090464A
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German (de)
Inventor
Wuethrich Fritz
Original Assignee
Von Roll Ag
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/008Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor adapted for burning two or more kinds, e.g. liquid and solid, of waste being fed through separate inlets

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)

Description

  

  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.



  Process for the joint incineration of garbage and sewage sludge and an incinerator with grate firing for carrying out this process. The invention relates to a process for the joint incineration of waste and sewage sludge, with a moisture content of the latter up to 70%,

       in a shared incinerator with grate firing.



  The invention also relates to a combustion furnace with grate firing for performing this method.



       As is well known, the urban waste referred to as rubbish is mostly destroyed by incineration today. This is predominantly solid waste, which, depending on its origin, type of disposal and storage, has a more or less high moisture content. For this type of waste destruction, various types of incinerators are already known in which the waste is burned under hygienic conditions to ash or slag, d. H. to sterile residues, which are free of fermentable and bad-smelling substances and can therefore be safely deposited.



  Recently, however, in addition to garbage, there have also been residues from municipal sewage treatment plants, which are known as sewage sludge> and must also be destroyed for hygienic reasons.



  This sewage sludge is known to be thickened, decomposed and dewatered one after the other by using special treatment processes, which are known in many variants, so that finally a material is available which, when using the so-called cold process, usually has a water content of approx. 70 % with approx. 45 0, 'o organic,

          combustible parts in the dry matter. On the other hand, so-called hot or conditioning processes are also known, through the use of which the sewage sludge is even dewatered to a water content of approx. 40% with otherwise the same composition of dry matter.



  The idea was now obvious to also incinerate the sewage sludge produced, namely together with the waste produced in one and the same common incinerator, i.e. H. to incinerate the sewage sludge on the grate of a waste incineration furnace,

      whereas the specific accumulation of garbage currently averages 250 kg per inhabitant and year and that of sewage sludge with 100 kg per inhabitant and year with 70% water content or 50 kg per inhabitant and year <RTI

   ID = "0001.0085"> can be assumed if the water content is only 40%.



  However, it is obvious that with an average water content of 30% in the waste, a joint independent incineration of waste and sewage sludge with 70% water content is very difficult, because of the inadequately low calorific values of the waste and the sewage sludge. In addition there is the circumstance

          that sewage sludge with 70% water content is a sticky, plastic mass, which can only be mixed with the garbage poorly or even not at all in order to achieve such a homogeneous kiln material as is required for firing reasons.



  However, if the moisture content of the sewage sludge drops from 40%, the quality and the physical properties change:

  ehen properties of the sewage sludge, and it has practically already been shown that the simultaneous joint incineration of the amounts of such sewage sludge and municipal waste by means of a gem; insamen grate firing can be carried out properly.



  Accordingly, methods and systems are already known in which the sewage sludge with the aid of a heat transfer medium in. Suitable mechanical units, such as. B. drying drums, circulation dryers u. a., first pre-dried and only then added to the garbage for the purpose of common incineration. The like procedure or

   Systems are very expensive, both in terms of investment costs and operating costs, and they also make it difficult to operate and control the incineration system due to the complicated supply and return for the flue gases and the so-called vapors, which 'The latter result from drying the sewage sludge.



  The present invention is based on the object, based on the known type of incinerator with grate firing, a method for the joint incineration of garbage and sewage sludge in a common incinerator with Rostfeue tion, and an incinerator for carrying out this method, in which the previously mentioned disadvantages of the above-mentioned, already known methods or systems can be avoided in a simple and easily accessible manner.



       Accordingly, the invention relates to a method for the joint incineration of waste and sewage sludge, with a moisture content of the latter up to 70 / o, in a joint incineration furnace with grate fire, which is characterized in that the finely comminuted sludge within an upwardly directed hot gas:

  tromes is dropped, whereby the height of fall for the sludge particles is measured in such a way that some of the sludge particles are completely dry during the fall time and the remaining part is pre-dried, and that the pre-dried sludge particles are almost evenly scattered on the garbage-fire bed on the grate and are burned there together with the garbage, while the completely dried sludge particles are mostly burned in suspension in the rising hot gas stream.



  A preferred implementation of this process can consist in that only a branched off part of the fire gases arising from the fire bed on the grate is used as an upwardly directed hot gas flow and this partial flow after cooling, mixed with the vapors from the sewage sludge the main mass of the fire gases is combined and mixed again and that the vapors are heated to a temperature sufficient to destroy the organic odorous substances.



  The invention further relates to an incineration furnace with grate firing for carrying out the above-mentioned method, which is characterized in that a feed device for the finely comminuted sewage sludge in the area of the upper end of an at least approximately vertical from bottom to top in countercurrent to the falling sludge Particle-guided partial flow that flows into the furnace interior from the fire bed on the grate.



  A preferred embodiment of this incineration furnace can consist in the fact that an at least approximately vertical chute for the free fall of the sludge particles is formed in the furnace interior above the grates by means of an intermediate wall and at least part of the front furnace wall and this at the same time as a flue gas duct for guiding the fire gas. Partial flow is used from bottom to top.



  The proposed method or incinerator for the joint incineration of garbage and sewage sludge is based on the principle that a sufficient drying of finely comminuted sewage sludge for incineration could be achieved in a simple manner in the incinerator itself by free fall of the sludge particles within an ascending heating gas stream,

   where the fine sludge particles come into contact in countercurrent with the rising hot gases, and intensive pre-drying takes place on the fall path of the sludge particles and the finest particles are completely dried out and burned while they are in suspension, while another part of sludge particles in a well pre-dried state, evenly sprinkled on the fire bed of the garbage on the grate and is completely burned there with the garbage.



  An example of the implementation of the process according to the invention will be described in more detail below with reference to an embodiment of the furnace according to the invention for performing this process, shown schematically in the drawing in a longitudinal section. In the drawing, an incinerator for the joint incineration of garbage and sewage sludge is shown in a longitudinal section.



  Here is a funnel for the garbage in which the garbage. by a suitable device, e.g. B. a grab crane is being charged, denoted by 1. The furnace has three grids arranged one behind the other, namely a preliminary grate 2, a main grate 3 and a fire grate 4, these three grids being designed as mechanical advancing grids in the known inclined and offset arrangement and subjected to cold or hot under wind.

    As is well known, the length of the pre-grate 2 fulfills the three successive functions of allocation, pre-drying and ignition of the refuse placed on the pre-grate 2 through the filling funnel 1, so that it is already located between the pre-grate 2 and the main grate 3 before the first one Paragraph a fire bed is created. This fire bed continues to develop on the main grate 3 and the adjacent external fire grate 4.



  In the interior of the furnace, a vertical chute 8 is formed above the grates 2 and 3 by means of a return vault 5 and a vertical partition 6 adjoining this vault between the latter and the front furnace wall 7, which also serves as a rising furnace pass and in which a part of the fire gases below from the fire bed of the front combustion zone, which comprises the last part of the preliminary grate 2 as well as the entire main grate 3 or only its front part, is introduced and in which these fire gases are then guided essentially vertically from bottom to top,

   as indicated in the drawing m * t thinly drawn directional arrows.



  In contrast, the fire gases flow from the fire bed of the rear combustion zone, which includes the burnout grate 4 and possibly a rear part of the main grate 3, into the actual, designated 9 main combustion chamber, as indicated in the drawing with dotted line arrows.



  A per se known, continuously metering feed device 10 for the sewage sludge is arranged at the top of the front furnace wall 7 and opens above the upper end of the chute 8 and so with in the area of the upper end of the hot, gas flow guided upwards in the shaft 8 into the furnace interior one.



  Due to the sticky nature of the sewage sludge, which has a water content of approx. 70%, special mechanical precautions are necessary in order to largely crush the sludge so that it can then be introduced into the furnace in the form of small, finely divided sludge particles, platelets or sausages . This mechanical comminution device (not shown in the drawing) must therefore be connected upstream of the metering feed device 10 for the sewage sludge; however, it can be combined with this feed device.



  In the chute 8, the sewage sludge particles now fall in countercurrent to the hot gases rising vertically from the bottom to the top in the chute 8, as indicated in the drawing by the dashed directional arrows.



  Here, as a result of the intimate contact of the fine sludge particles in countercurrent with the approx. 800-1000 C hot gases, an intensive pre-drying of the sludge particles given up via the feed device 10 takes place on their fall path, with the finest particles of the sewage sludge already in suspension The rising hot gas stream can be completely dried out and also burned in suspension, because the temperature of the hot gases removed from the combustion zone in front of the combustion zone is far above the ignition temperature of the combustible components of the sewage sludge.



  As a result, part of the sewage sludge, namely the finest sludge particles, is already burned in suspension and carried up as fly ash in the shaft 8 by the hot gas stream flowing upwards in this, while another part of the sewage sludge is in a well predried state, i.e. H.

   with a water content of up to about 40%, and evenly spread through the chute 8 onto the garbage bed on the main grate 3 or the last part of the preliminary grate 2 and burned there completely.



  Because the portion of the sewage sludge passed through the chute 8 onto the grate 3 is evenly spread over the garbage fire, it is possible on the one hand not to disturb this fire, and on the other hand to ensure the ignition and combustion of the sewage sludge safely.



  The upper end of the chute 8 is connected to the main combustion chamber 9 of the furnace because the partition 6 leaves a through opening 11 free at the top. The gas stream escaping at the upper end of the chute 8 consists of the cooled hot gases mixed with the vaporous vapors which are created as a result of the drying of the sewage sludge by evaporation of the moist components of the sludge.

   These vapors are passed with the gas stream escaping from the top of the shaft via the Durchgangsöff voltage 11 into the main combustion chamber 9, where they are brought to such a high temperature as a result of the combination and mixing with the main mass of the approx. 800-1000 C hot fire gases rising there that the complete destruction of the organic odorous substances is guaranteed.



  The fly ash of the finest sludge particles already burnt in suspension in the chute 8 is carried by the gas stream escaping at the upper end of the chute 8 via the passage opening 11 into the main combustion chamber 9, where it is carried on to the flue gas outlet 12 by the main flow of flue gases rising there.



  It is possible, by introducing secondary air in a manner known per se, to bring about any necessary post-combustion of suspended, not yet completely burned-out particles.



  The residues of the joint incineration of garbage and sewage sludge on the grids 3 and 4 are discharged from the furnace at the lower, rear end of the burnout grate 4 in the usual way by a suitable device not shown in the drawing,

   while the exhaust gases emerging from the furnace through the flue gas outlet 12 are expelled in a known manner via gas dedusting and suction devices (not shown in the drawing) and a chimney into the open atmosphere, while they are still on their way heating surfaces of heat exchangers, for example of steam or Hot water boilers,

      Spei sewwater preheater and / or air preheater, can brush surfaces in order to still give off their remaining usable heat to these heating surfaces.



  An oil burner can also be provided in the furnace and arranged in such a way that: the flue gases arising from the oil flame are practically completely combined with the rising partial flow, the fire gases arising from the fire bed on the grate in the area of the lower part of this fire gas partial flow.



  Such an oil burner is shown in the drawing and is given the reference number 13. The flue gases developed from the flame of this oil burner, together with the garbage flue gases from the grids 2 and 3, are fed into the chute 8 below, which is also used as a furnace, and support or

   thereby replace the drying effect of the hot gas partial flow rising in shaft 8 from the waste incineration. Of course, a gas or coal dust burner can also be selected instead of an oil burner.



  By means of such an auxiliary burner, just before the lower end of the chute 8, the sufficiently high temperature of the fire gases diverted into the chute 8 can be guaranteed, even if, in deviation from the drawing, the return vault 5 would be dispensed with or if the Grate firing would only consist of a preliminary grate 2 and a main grate 3, which occurs in particular with small furnace units,

   In this case, the chute 8 could only be arranged above the grate 2 and a return vault would have to be provided to return the hot combustion gases to the chute.



  There is also the possibility of predominating the upward flow of hot gas required for drying or even exclusively the combustion of high-quality additional fuels, such as. B. to use heating oil, gas, coal dust, extracted hot gases, which of course would increase the operating costs.



  Furthermore, deviating from the embodiment shown in the undersigned voltage, the inter mediate wall 6 can be dispensed with entirely, and then by suitable means such. B. a suction device that generates a very local, upwardly directed hot gas flow along the front furnace wall,

   which flow is independent of the main mass of the fire gases in the main combustion chamber and the finely ground sewage sludge is introduced from above into this upwardly directed hot gas flow and is dropped inside the same in countercurrent.



  The induced draft fan would then have to be arranged outside the furnace for generating the local, upwardly directed hot gas flow. Since the vapors produced during drying always have to be passed to a point of higher temperature for the purpose of disinfection and deodorization, the cooled hot gas stream, e.g.

   B. in the main firebox, zurückge leads. The features of the various embodiments of the proposed incinerator should also be combinable individually or in groups, as long as they do not contradict one another.



  The proposed method for the joint incineration of garbage and sewage sludge or the incineration furnace for carrying out this method are by no means bound to the embodiment illustrated in the drawing and only shown as an example, but the details, as well as their combinations, can be within within the scope of the invention.

 

Claims (1)

PATENTANSPRÜCHE I. Verfahren zur gemeinsamen Verbrennung von Müll und Klärschlamm, mit einem Feuchtigkeitsgehalt des letzteren bis zu 70 %, in einem gemeinsamen Ver- brennungsofen mit Rostfeuerung, dadurch gekennzeich net, PATENT CLAIMS I. Process for the joint incineration of waste and sewage sludge, with a moisture content of the latter of up to 70%, in a joint incinerator with grate firing, characterized by dass der fein zerkleinerte Schlamm innerhalb eines aufwärts gerichteten Heissgasstromes fallen gelassen wird, wobei die Fallhöhe für die Schlammteilchen derart bemessen wird, dass ein Teil der Schlammteilchen wäh rend der Fallzeit ganz trocken und der restliche Teil vorgetrocknet wird, und dass die vorgetrockneten Schlammteilchen in annähernd gleichmässiger Streuung auf das Müllfeuerbett auf dem Rost geführt und dort zusammen mit dem Müll verbrannt werden, that the finely comminuted sludge is allowed to fall within an upwardly directed hot gas stream, the height of fall for the sludge particles being such that part of the sludge particles is completely dry during the fall time and the remaining part is pre-dried, and that the pre-dried sludge particles are more evenly distributed Scattering on the garbage fire bed on the grate and burned there together with the garbage, während die ganz getrockneten Schlammteilchen grösstenteils bereits in der Schwebe im aufsteigenden Heissgasstrom ver brannt werden. IL Verbrennungsofen mit Rostfeuerung zur Durch führung des Verfahrens nach Patentanspruch I, dadurch gskennzeichnet, 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 Schlammteilchen geführten Teilstromes der aus dem Feuerbett auf dem Rost entstehenden Feuergase in das Ofeninnere einmündet. UNTERANSPRÜCHE 1. while most of the completely dried sludge particles are already being burned in suspension in the ascending stream of hot gas. IL incinerator with grate firing to carry out the process according to claim I, characterized in that a feed device for the finely comminuted sewage sludge in the area of the upper end of an at least approximately vertically from bottom to top in countercurrent to the falling sludge particles of the flow from the fire bed The fire gases generated by the grate flow into the interior of the furnace. SUBCLAIMS 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass lediglich ein abgezweigter Teil der aus dem Feuerbett auf dem Rost entstehenden Feuer gase als aufwärts gerichteter Heiss.gasstrom verwendet wird und dieser Teilstrom nach seiner Abkühlung, ver mischt mit den Brüden aus dem Klärschlamm, mit der Hauptmasse der Feuergase wieder vereinigt und ge mischt wird und dass dadurch die Brüden auf eine zur Zerstörung der organischen Geruchstoffe ausreichende Temperatur erhitzt werden. 2. A method according to claim I, characterized in that only a branched off part of the fire gases arising from the fire bed on the grate is used as an upwardly directed hot gas flow and this partial flow, after it has cooled, is mixed with the vapors from the sewage sludge with the The main mass of the fire gases is combined and mixed again and that the vapors are heated to a temperature sufficient to destroy the organic odorous substances. 2. Ofen nach Patentanspruch 1I, dadurch gekenn zeichnet, dass im Ofeninnern oberhalb der Roste mittels einer Zwischenwand und mindestens eines Teiles der vorderen Ofenwand ein mindestens annähernd vertika ler Fallschacht für den freien Fall der Schlammteilchen gebildet ist und dieser zugleich als Rauchgaszu,g für die Führung des Feuergasteilstromes von unten nach oben dient. 3. Oven according to patent claim 1I, characterized in that an at least approximately vertical chute for the free fall of the sludge particles is formed in the oven interior above the grates by means of an intermediate wall and at least part of the front oven wall, and this at the same time as flue gas to guide the Fire gas partial flow serves from bottom to top. 3. Ofen nach Unteranspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, dass das obere Ende des Fallschachtes mit dem Hauptfeuerraum des Ofens in Verbindung steht. 4. Ofen nach Patentanspruch 1I, dadurch gekenn zeichnet, dass die Zuführungseinrichtung für den Schlamm als Dosiervorrichtung ausgebildet und mit einer vorgeschalteten Zerkleinerungseinrichtung kombi niert ist. 5. Oven according to dependent claim 2, characterized in that the upper end of the chute is connected to the main combustion chamber of the oven. 4. Oven according to claim 1I, characterized in that the feed device for the sludge is designed as a metering device and is combined with an upstream crushing device. 5. Ofen nach Patentanspruch II, dadurch gekenn zeichnet, dass zusätzlich ein Ölbrenner vorgesehen und dieser derart angeordnet ist, dass .die aus der Ölbrenner flamme entstehenden Heissgase mindestens annähernd vollständig mit dem g-znannten Feuergasteilstrom an dessen unteren Ende vereinigt werden. 6. Oven according to patent claim II, characterized in that an oil burner is additionally provided and this is arranged in such a way that the hot gases arising from the oil burner flame are at least almost completely combined with the gas partial flow at its lower end. 6th Ofen nach Patentanspruch II, dadurch gekenn zeichnet, dass der genannte Feuergasteilstrom durch Mittel, vorzugsweise einen Saugzugventilator, als örtlich begrenzter Heissgasstrom entlang der vorderen Ofen wand von unten nach oben geführt wird, unabhängig von der Hauptmasse der Feuergase im Feuerraum. Furnace according to claim II, characterized in that said partial flow of fire gas is guided by means, preferably an induced draft fan, as a localized hot gas flow along the front furnace wall from bottom to top, regardless of the main mass of the fire gases in the furnace.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2353796A1 (en) * 1976-06-03 1977-12-30 Martin Feuerungsbau METHOD AND APPARATUS FOR COMBUSTION OF A SECONDARY FUEL, IN ASSOCIATION WITH A BED OF COMBUSTIBLE MATERIALS, IN LARGE-SIZE FIREPLACES

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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FR2353796A1 (en) * 1976-06-03 1977-12-30 Martin Feuerungsbau METHOD AND APPARATUS FOR COMBUSTION OF A SECONDARY FUEL, IN ASSOCIATION WITH A BED OF COMBUSTIBLE MATERIALS, IN LARGE-SIZE FIREPLACES

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