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.