Ofen zur Verbrennung von festen, teigigen und flüssigen Abfallstoffen Die Erfindung betrifft einen Ofen zur Verbrennung von festen, teigigen und flüssigen Abfallstoffen, mit einem mindestens annähernd zylindrisch ausgebildeten und als Auflage für das Brenngut dienenden, mit feuerfestem Material ausgekleideten Ofenkörper von ringförmigem Querschnitt, der mit geneigter Längsachse auf Rollen gelagert und durch einen Antrieb in eine Drehbewegung um diese Achse versetzbar ist, wobei der Ofenkörper an seinem vorderen,
höher gelegenen und der Beschickung mit dem Brenngut dienenden Ende durch eine mit feuerfestem Material ausgekleidete Stirnwand abge schlossen und gegen das Eindringen von Falschluft ins Innere des Ofenkörpers abgedichtet ist.
Bei bekannten Öfen dieser Bauart wird eine zylin drische, rohrförmig gestaltete Trommel durch den An trieb in eine kontinuierliche Rotation um ihre Längsachse versetzt, weswegen diese bekannten Öfen auch als Dreh(rohr)öfen oder Drehtrommelöfen bezeichnet werden.
Die Verbrennung von festen Abfallstoffen, welche un ter dem Einfluss der Wärme in einen teigigen Zustand übergehen, wie auch von Abfallstoffen, welche bereits im teigigen Zustand anfallen und unter dem Einfluss von Wärme nicht dünnflüssig werden, sowie auch von ge wissen flüssigen Abfallstoffen, welche sich nicht ver sprühen lassen, ist bekanntlich mit erheblichen Schwie rigkeiten verbunden.
Zur Verbrennung der zuvor genannten Abfallstoffe werden bekanntlich häufig die zuvor erwähnten Dreh rohröfen verwendet, wobei das Brenngut am oberen En de der Drehtrommel aufgegeben und auf irgendeine Weise, z.B. mittels eines Ölbrenners, gezündet wird. Durch die kontinuierliche Rotation der Trommel wird der Transport des Brenngutes durch die Trommel hin durch im Sinne des durch die Trommelneigung gege benen Gefälles bewirkt, wobei die zylindrische, innere Mantelfläche der Trommel als Unterlage für das Brenn- gut dient.
Nach der Zündung des Brenngutes erfolgt dessen Verbrennung innerhalb der Drehtrommel, und die daraus resultierenden festen Verbrennungsrückstände werden am unteren Ende der Trommel aus dieser aus getragen. Die erforderliche Verbrennungsluft wird un- gefähr axial am oberen Ende der Trommel in dieselbe eingeleitet, wonach sie die Trommel in Gleichstrom mit dem Brenngut durchströmt. Die durch den Verbren- nungsprozess entstandenen Rauchgase verlassen die Drehtrommel an ihrem unteren Ende.
Diese bekannten Drehtrommelöfen weisen jedoch einige Nachteile auf, die durch das Prinzip des Dreh trommelofens selbst bedingt sind. Da in Drehtrommel öfen nicht ein derart inniger Kontakt zwischen dem Sauerstoff der Verbrennnungsluft und dem Brenngut erreicht werden kann, wie dies bei Rostfeuerungen dank des Durchstreichens der Verbrennungsluft durch die auf dem Rost liegende Brennstoffschicht hindurch erzielt wird, müssen Drehtrommelöfen mit relativ hohem Luft- überschuss gefahren werden,
so dass auch beträchtliche Rauchgasmengen entstehen. Daher müssen die Ausmasse der Drehtrommel wegen ihrer Funktion als Verbren nungseinrichtung aufgrund der auftretenden, relativ gros sen Rauchgasvolumen reichlich bemessen werden, ob wohl für die Förderung und Umwälzung des Brenn- gutes nur relativ geringe Abmessungen, insbesondere ein relativ kleiner Durchmesser, genügen würden und vor teilhaft wären.
Wenn nur noch zwecks Erreichung einer genügenden Verweilzeit für das Brenngut in der Dreh trommel die Länge der Trommel entsprechend bemes sen wird, dann kommt man schliesslich in der Praxis zu Drehtrommeln, welche nicht selten einen Durchmesser von mehr als 3000 mm und eine Länge im Bereich von 10'000 bis 15'000 mm aufweisen d.h. also in mehrfacher Hinsicht, zum Beispiel im Hinblick auf Materialaufwand, Platzbedarf, Gewicht, Lagerung und Antrieb, recht auf wendig sind. Auch ist hier nachteilig, dass bei einer sol chen,
einteilig ausgeführten Drehtrommel die Zufuhr der Verbrennungsluft dem Fortschritt des Verbren nungsprozesses in Längsrichtung der Trommel nicht in der wünschenswerten Weise angepasst werden kann.
Zweck der Erfindung ist, die angeführten Mängel zu beheben, d.h. einen Ofen mit kleinen Abmessungen zu schaffen, bei dem die Zufuhr der Verbrennungsluft örtlich und mengenmässig dem Fortschritt der Verbren nung in Richtung der Längsachse der Trommel besser angepasst ist und bei dem zugleich durch die innigere Berührung zwischen dem Brenngut und der Verbren nungsluft eine intensivere und raschere Verbrennung ge währleistet ist.
Die Erfindung besteht darin, dass der Ofenkörper durch den Antrieb in eine hin- und herschwenkende Be wegung versetzbar und die Schaukelbewegung des Ofen körpers nach Amplitude und Frequenz einstellbar ist und dass an einer oberen Partie des in der Mittellage seiner Schaukelbewegung stehenden Ofenmantels auf mindestens einem Teil der Mantellänge Düsen zur Ein führung der Verbrennungsluft angeordnet sind.
Eine bevorzugte Ausführungsform dieses Ofens kann darin bestehen, dass an der oberen Mantelpartie des Ofenkörpers beiderseits der vertikalen Mittelebene des in seiner Mittelstellung befindlichen Ofenkörpers min destens je eine Reihe von Düsen angeordnet ist.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der vor liegenden Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 den Ofen; in einem Längsschnitt, Fig. 2 den Ofen der Fig. 1, in der Mittelstellung seiner Schwenkbewegung, in einem Querschnitt, Fig. 3 den Ofen der Fig. 1, in der einen Grenzstellung seiner Schwenkbewegung, Fig. 4 den Ofen der Fig. 1, in der anderen Grenzstel- lung seiner Schwenkbewegung, und Fig. 5 den Ofen der Fig. 1,
jedoch mit anderer Anord nung der Düsen, in einem Querschnitt nach der Linie V-V der Fig. 1.
In Fig. 1 wird der Ofenkörper 1 von ringförmigem Querschnitt im wesentlichen von einem aus Stahlblech bestehenden zylindrischen Mantel la gebildet, der an seinem vorderen, höher gelegenen und der Beschickung dienenden Ende durch eine ortsfest angeordnete Stirn wand 2, die ebenfalls aus Stahlblech besteht, abgeschlos sen ist.
In der Stirnwand 2 ist eine öffnung 3 für eine Beschickungseinrichtung, hier eine mit 4 bezeichnete Gleitschurre, vorgesehen, welch' letztere der Beschickung des Ofens mit dem Brenngut dient und an ihrem hier beispielsweise in die Öffnung 3 der Stirnwand 2 hinein ragenden Ende gegenüber der Stirnwand 2 in geeigneter Weise abgedichtet ist, so dass hier keine Falschluft in das Innere des Ofenkörpers 1 eindringen kann.
Der rohr- förmige Ofenkörper 1 ist in seiner Längsachse geneigt auf Rollen 1b gelagert und wird durch einen als be kannt vorausgesetzten und daher in der Zeichnung nicht dargestellten Antrieb in eine hin- und herschwenkende, d.h. schaukelnde Bewegung versetzt, wobei sowohl die Amplitude als auch Frequenz dieser Schaukelbewegung je nach Bedarf einstellbar sind.
Die Neigung des Schwenk rohres 1 ist derart gewählt, dass, in Verbindung mit dem Verstellb2reich der Amplitude, wie auch gegebenenfalls dem Einstellbereich der Frequenz der Schwenkbewegung, bei gegebenem Brenngut ein wirksamer Transport des selben in Richtung der Längsachse des Schwenkrohres 1 auch bei wechselnder Beschaffenheit des Brenngutes er möglicht, sowie auch eine Anpassung der Vorschub geschwindigkeit des Brenngutes an dessen Brennverhal- ten,
d.h. die für den vollständigen Ausbrand erforder liche Verweilzeit des Brenngutes im Schwenkrohrofen 1 gewährleistet wird. Der Schwenkrohrofen 1 und die ihn vorn abschliessende Stirnwand 2 sind mit feuerfestem Material 5 ausgekleidet, wobei die unter Berücksichtigung der Wärmeübertragung und der auftretenden Wärme dehnungen zu treffenden konstruktiven Massnahmen für die Halterung dieser feuerfesten Ausfütterung als bekannt vorausgesetzt und deshalb hier nicht im einzel nen erläutert werden.
Der Schwenkrohrofen 1 mündet mit seinem hinteren, tiefer gelegenen Ende in eine aus feuerfestem Material gemauerte Ausbrennkammer 6, in welcher einerseits die Verbrennungsrückstände in Rich tung des Pfeiles 7 nach unten ausgetragen und anderer seits die gasförmigen Verbrennungsprodukte in Richtung des Pfeiles 8 nach, oben geleitet werden.
Zweck u. Funktion der Ausbrennkammer 6, wie auch die Abdichtung des Schwenkrohrofens 1 gegenüber dieser Kammer und der vorderen Stirnwand 2 werden als be kannt vorausgesetzt und deshalb hier nicht im einzelnen näher erläutert.
In Fig. 2 ist der Schwenkrohrofen 1 in Querschnitt dargestellt, und zwar in der Mittelstellung seiner Hin und hergehenden Schwenkbewegung. Ein angenommener Querschnitt der Schicht des Brenngutes ist für die sich in der Mittellage des Schwenkrohrofens 1 einstellende Lage dieser Schicht schraffiert angeordnet und mit S bezeichnet. Die Grösse des Querschnittes der Brennstoff schicht richtet sich bekanntlich nach der Beschaffenheit des Brenngutes, sowie nach dem Fortschritt des Aus brandes, so dass die Grösse des Querschnittes S der Schicht auch von seiner jeweiligen Lage, bezogen auf die Länge des Schwenkrohrofens 1, abhängt.
An der oberen Partie des Mantels la des Schwenk rohrofens 1 ist ein zentraler Luftzuführungskanal 9 vor gesehen (vgl. auch Fig. 1), welcher vorzugsweise mit dem Mantel la fest verbunden ist und daher zusammen mit diesem eine hin- und hergehende Schwenkbewegung ausführt.
Selbstverständlich muss die Verbindung zwi schen dem mit 9' bezeichneten Anschlusstutzen des hin- und herschwenkenden Kanals 9 und dem in Fig. 2 nicht gezeigten ortsfesten Luftgebläse in geeigneter Weise, z.B. durch flexible Verbindungsleitungen, hergestellt sein, um der relativen Bewegung zwischen dem Kanal 9 und dem Luftgebläse ohne Behinderung des dem Ofen zugeführ ten Verbrennungsluftstromes Rechnung zu tragen.
Es besteht aber auch die Möglichkeit, den Luftkanal 9 ortsfest anzuordnen und beispielsweise flexible An schlüsse für jede Düse des Schwenkrohres 1 oder für Gruppen solcher Düsen vorzusehen oder auch; auf an dere geeignete Bauweisen zurückzugreifen, auf die hier nicht mehr eingegangen wird, da sie gegenüber der hier prinzipiell vorgeschlagenen Ausführung des Ofens nur unwesentliche konstruktive Details darstellen.
An der oberen Partie des Mantels la des Schwenk rohrofens 1 ist beiderseits der mit 10 bezeichneten ver tikalen Mittelebene des sich in seiner Mittellage befin denden Schwenkrohres 1 und unter gleichen Winkeln (i zu dieser Ebene 10 je eine Reihe von sich fast über die ganze Länge des Schwenkrohres 1 verteilenden Düsen 11' bzw. 11" angeordnet, welche, wie Fig. 2 deutlich: zeigt, an den Luftzuführungskanal 9 angeschlossen sind und somit über dessen Einlassstutzen 9' mit Luft versorgt werden. Die Winkel ss sind so gewählt, dass die Brenngutschicht die Düsen 11' und 11" nicht erreichen und verstopfen kann.
Statt beiderseits der Mittelebene 10 nur je eine ein zige Reihe von Luftdüsen anzuordnen, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist, könnten auch beiderseits der Ebene 10 je mehrere Düsenreihen vorgesehen sein; Fig. 2 lässt deut lich erkennen, dass dies im Rahmen der konstruktiven Möglichkeit liegt.
In Fig. 3 ist der Schwenkrohrofen 1 für eine beispiels weise Einstellung der Schwenkamplitude mit einem Amplitudenwinkel a, bezogen auf die vertikale Mittelebe ne 10, in der einen Grenzlage seiner hin- und hergehenden Schwenkbewegung gezeigt.
In dieser Grenzstellung des Schwenkrohrofens 1 haben die nunmehr rechts von der vertikalen Mittelebene 10 des Ofens 1 stehenden Düsen 11, 11' der beiden Düsenreihen in bezug auf die Ober fläche der Brenngutschicht des einer anderen Richtung als bei der in Fig. 2 gezeigten Mittelstellung des Ofens 1, weil die Brennstoffschicht während des Schwenkens des Ofens 1 nur bis zu einem gewissen Grade in der Schwenk richtung mitgenommen wird und sich dadurch schräg stellt, da ihr Gewicht dieser Schrägstellung entgegen wirkt.
Das entsprechende gilt auch für die in Fig. 4 dar gestellte andere Grenzstellung des Ofens 1, bei welcher die Düsen 11' und 11" nunmehr links von der ver tikalen Mittelebene 10 des Ofens 1 stehen (vgl. hierzu Winkel a in Fig. 3).
Es leuchtet ein und geht auch aus den Fig. 2 - 4 deutlich hervor, dass die zusammen mit dem schaukeln den Ofenmantel la hin- und herschwenkenden Düsen 11' und 11" nach Massgabe dieser Schaukelbewegung wechselnde Stellungen zur Oberfläche der Brenngut- schicht S einnehmen und infolgedessen auch verschiedene Partien der Oberfläche der Brenngutschicht S bestreichen, wobei auch die Winkel, welche die aus den Düsen 11' bzw.
11" austretenden Verbrennungsluftstrahlen mit der Oberfläche der Brennstoffschicht S bilden, sich ständig verändern, was beim bekannten Drehrohrofen nicht zu trifft.
In Fig. 5 ist eine Ausführung gezeigt, bei der an der oberen Partie des Schwenkrohrofens 1 nur eine einzige Reihe von hier mit 11 bezeichneten Düsen vorgesehen und diese in der vertikalen Mittelebene 10 des in seiner Mittellage befindlichen Schwenkrohres 1 angeordnet ist. Dieser Sonderfall wurde, der Einfachheit der Zeichnung wegen, auch in Fig. 1 dargestellt, wobei die Luftdüsen 11 in Fig. 1 deutlich erkennbar sind.
In einer Kombination der beiden in den Fig. 2 - 4 und in Fig. 5 gezeigten Ausführungsformen könnten so wohl in der Mittelebene 10 eine Düsenreihe als auch beiderseits dieser Ebene je eine oder mehrere Düsen reihen angeordnet sein.
Abgesehen von der durch die Schaukelbewegung des Schwenkrohres erzielten Umwälzung der Brenngutschicht und der sich ständig verändernden Stellung der Ver- brennnungsluftdüsen gegenüber der Oberfläche der Brenngutschicht, wodurch eine innige Berührung zwi schen den Brenngut und der Verbrennungsluft und damit eine intensive und rasche Verbrennung gewährleistet wird, besteht ein wesentlicher Vorteil des vorgeschlage nen Ofens darin, dass die Zufuhr des Verbrennungsluft zum Ofen durch geeignete Regulierorgane, z.B. Regel klappen oder Regulierventile, mengenmässig reguliert werden kann,
und zwar sowohl für jede einzelne Düse als auch für Gruppen von Düsen, je nach deren Lage in bezug auf die Längsachse des Ofens, so dass die Zufuhr der Verbrennungsluft nach Menge und Lage dem ge wünschten Fortschritt der Verbrennung in Längsrichtung des Ofens angepasst wird. Somit bietet die hier vor geschlagene Ofenausführung, abgesehen vom Vorteil der besseren Verwendung der eingeführten Verbrennungs luft, auch noch die Möglichkeit, die bei Rostfeuerungen bekannte und bewährte Zonenunterteilung der Luft zuführung nun auch, bei Rohröfen anzuwenden. Insbe sondere aber ist vorteilhaft, dass dank der vorgeschla genen Ausführung und der dadurch erzielten, zuvor er wähnten Vorteile die Trommel des Ofens nunmehr wesentlich geringere Abmessungen aufweisen, kann, als dies bisher der Fall war.
Die Düsen 11 einer Düsenreihe müssen nicht über die ganze Länge des Schwenkrohrofens 1 verteilt sein, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist, sondern sie könnten auch nur auf einem, meist allerdings überwiegenden Teil der Ofenlänge vorgesehen sein. Wenn, entsprechend Fig. 2 - 4, beiderseits der Mittelebene 10 des Schwenk rohres 1 nicht nur je eine einzige Düsenreihe, sondern je mehrere Reihen von Düsen angeordnet sind, dann können auf jeder Seite die Düsenreihen in Längsrichtung des Schwenkrohres 1 gegeneinander versetzt und/oder verschieden lang sein.
Jede Düse bzw. Düsengruppe oder zumindest ein Teil der vorhandenen Düsen bzw. Düsengruppen kann an eine separate eigene, mit einem Regulierorgan ver sehene, Luftzuführungsleitung angeschlossen sein. Es können aber auch mehrere Düsen bzw. Düsengruppen an eine gemeinsame, mit einem Regulierorgan versehene Luftleitung angeschlossen sein. Verschiedene Düsengrup pen können sowohl in ein- und derselben Düsenreihe als auch von Düsenreihe zu Düsenreihe vorgesehen sein.
Der Schwenkrohrofen 1 muss nicht genau zylinder- förmig ausgebildet sein, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist, sondern er könnte auch eine schwach konische Form aufweisen, wobei sich der Querschnitt dieses konischen Schwenkrohres z.B. in Richtung zu dessen hinterem, tiefer gelegenem Ende hin stetig vergrössert, unter Be rücksichtigung des mit dem Verbrennungsfortschritt grös- ser werdenden Rauchgasvolumens.
Auch muss die vordere Stirnwand 2 nicht ortsfest angeordnet sein, wie dies zuvor anhand des in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiels beschrieben wurde, sondern sie könnte auch mit dem Schwenkrohr 1 fest verbunden und gegenüber der ortsfesten Beschickungs vorrichtung 4, beispielsweise einer Einlaufschurre, ent sprechend abgedichtet sein.
Der vorgeschlagene Ofen ist also nicht auf die in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen beschränkt, sondern die Einzelheiten der Ausführung können im Rahmen der Erfindung variiert werden.