Verfahren und Vorrichtung zum Verbrennen von festen Abfallstoffen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbrennen von festen Abfallstoffen, bei dem die Abfallstoffe durch einen Erhitzungsraum bewegt und in diesem zunächst getrocknet und erhitzt und daraufhin einem Schmelz raum zugeführt werden, in welchem ihre verbrennbaren Bestandteile verbrannt und die unverbrennbaren Rück stände geschmolzen werden, und bei dem das so entstehende Schmelzgut aus dem Schmelzraum perio disch oder kontinuierlich flüssig abgelassen wird,
wobei in den Schmelzraum durch am Umfang der Schmelzraum- wand gleichmässig verteilte Düsen mit hoher Geschwin digkeit vorerhitzte Verbrennungsmittel eingeführt wer den, wodurch die brennbaren Bestandteile der Abfallstof fe im Schmelzraum unter hoher Turbulenz verbrannt und daraufhin die unverbrennbaren Bestandteile der Abfall stoffe in den schmelzflüssigen Zustand übergeführt wer den.
Es sind bereits Verfahren zum Verbrennen von festen Abfallstoffen bekannt, bei welchen die bei der Verbren nung der Abfallstoffe zurückbleibende Asche durch Verbrennen von Brennstoffen in den schmelzflüssigen Zustand übergeführt und dann flüssig abgezogen wird. Dies wird bekanntlich im wesentlichen dadurch erreicht, dass das Verbrennen der Abfallstoffe und das Einschmel zen der Schlacke voneinander örtlich getrennt vorgenom men wird.
Die für das Einschmelzen der Schlacke im Schmelzraum erforderliche hohe Temperatur im Schmelzraum wird hierbei dadurch aufrechterhalten, dass die bei der Verbrennung der Abfallstoffe entstandenen Rauchgase den bei der Verbrennung des Brennstoffes erzeugten Verbrennungsgasen erst dann beigemengt wer den, wenn die letzteren den Schmelzraum verlassen haben, wodurch vermieden wird, dass der Schmelzvor gang durch die einen hohen Anteil an Wasserdampf aufweisenden Rauchgase der Abfallverbrennung gestört wird.
Bei anderen bekannten Verfahren werden die Abfall stoffe zerkleinert und getrocknet, bevor sie verbrannt und ihre dabei entstehenden Rückstände mit Hilfe der Ver brennung hochwertiger Brennstoffe verflüssigt werden.
Die beiden zuvor erwähnten bereits bekannten Ver fahren haben den Vorteil, dass die in den schmelzflüssi- gen Zustand übergeführten Verbrennungsrückstände praktisch frei von organischen Stoffen sind, chemisch aggressive Stoffe bei der im Schmelzraum herrschenden hohen Temperatur zersetzt werden und das Schmelzpro dukt in granulierter oder vergossener Form vollkommen steril ist und keine wasserlöslichen Stoffe enthält, so dass es für verschiedene Zwecke, z.B. als Baustoff, verwen dungsfähig und deshalb wertvoll ist.
Ein erheblicher Nachteil dieser bekannten Verfahren besteht jedoch in dem recht hohen Brennstoffverbrauch, der wegen des meist relativ niedrigen Heizwertes der Abfallstoffe bisher in Kauf genommen werden musste. Bei dem zuvor erwähnten zweiten bereits bekannten Verfahren ist die Aufbereitung und Zerkleinerung der Abfallstoffe sehr umständlich, zeitraubend und kostspie lig, aber gleichwohl unvollkommen, da beispielsweise metallische Stoffe vorher ausgeschieden und separat behandelt werden müssen.
Die besonderen Schwierigkeiten bei der Verbrennung von Abfallstoffen sind hauptsächlich dadurch bedingt, dass sie gewöhnlich, namentlich bei Stadtmüll, aus einem Konglomerat von in chemischer und physikalischer Hin sicht sehr verschiedenartigen Stoffen bestehen, deren Heizwerte grosse Unterschiede aufweisen und deren Brenneigenschaften auch im getrockneten Zustand noch ausserordentlich stark voneinander abweichen.
Der Ab lauf der Verbrennung der brennbaren Bestandteile dieser Abfallstoffe wie auch der Vorgang des Schmelzens der unverbrennbaren Rückstände muss sich aber gleicher- massen vollständig auf staubförmige bis grobstückige und leicht bis schwer brennbare Anteile eines solchen uneinheitlichen Gemisches erstrecken. Ferner ist es erfor derlich, wirbelnde Schmelzprodukte in Tropfenform noch im Bereich hoher Temperatur von den Verbren nungsgasen abzutrennen. Diese Probleme sind bisher noch nicht in zufriedenstellender Weise gelöst worden.
Zweck der Erfindung ist, die vorgenannten Nachteile zu beheben, und es liegt ihr die Aufgabe zugrunde, ausgehend von dem eingangs genannten, bereits bekann ten Verfahren, verbrennliche feste Abfallstoffe jeglicher Art, wie z.B. Stadtmüll, Chemiemüll und sonstigen Indu strie- und Gewerbemüll, für sich allein oder zugleich, ohne umständliche, aufwendige und teure Zerkleinerung der Abfallstoffe und ohne Aufbereitung derselben durch Abscheidung von Eisen- und sonstigen Metallteilen,
sowie zudem auch weitestgehend ohne Einsatz hochwerti ger teurer Brennstoff unter restloser Verbrennung aller brennbaren Substanzen der Abfallstoffe bei vollständiger Verflüssigung der Verbrennungsrückstände und homoge ner Einbindung auch von hochschmelzenden Anteilen der Abfallstoffe zu einem chemisch neutralen, wasserun löslichen und sehr homogenen verwertbaren Schmelz produkt zu verarbeiten, wobei zudem dieses Verfahren ermöglichen soll, neben festen Abfallstoffen, auch flüssi ge, bildsame oder pastenartige Industrieabfälle unter optimaler Wärmeausnutzung und mit gleichem Erfolg verarbeiten zu können.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch ge kennzeichnet, dass die im Erhitzungsraum getrockneten und erhitzten Abfallstoffe kontinuierlich um den zylin- derförmigen Schmelzraum herumgeführt, rings über des sen ganzen Umfang gleichmässig verteilt in ihn eingetra Qen und entlang der Schmelzraumwand in Form eines Stromes von ringförmigem Querschnitt frei faltengelassen werden und dass in den Schmelzraum Strahlen der vorerhitzten Verbrennungsmittel mit hoher Geschwindig keit quer durch den ringförmigen Strom der frei herabfal lenden Abfallstoffe hindurch, jedoch von ihm vollständig separiert,
in den durch ihn im Schmelzraum gebildeten zylinderförmigen Hohlraum zu diesem tangential einge führt werden und die Verbrennungsgase aus dem Schmelzraum zum Trocknen und Vorerhitzen der Abfall stoffe sowie zu ihrer Abhitzeverwertung und Weiterbe handlung abgeführt werden.
Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Ausführung dieses Verfahrens, welche gekennzeichnet ist durch einen den zylinderförmigen Schmelzraum konzen trisch umschliessenden und um ihn um eine vertikale Achse drehbaren, mit einem regelbaren Antrieb versehe- nen Ringteller zur Aufnahme der im Erhitzungsraum getrockneten und erhitzten Abfallstoffe, eine an der Schmelzraumwand oben angeschlossene ringförmige Rut sche und Abstreifer zur gleichmässigen Eintragung der Abfallstoffe vom Ringteller rings um die und entlang der Schmelzraumwand in den Schmelzraum hinein,
auf dem ganzen Umfang der Schmelzraumwand gleichmässig ver teilte, schräg nach unten geneigte und tangential zum Schmelzraum (3) gerichtete Düsenrohre zur Einführung von Verbrennungsmitteln, staubförmigen Abfallstoffen und Brennstoffen, welche Düsenrohre in den Schmelz raum so weit hineinragen, dass sie den ringförmigen Strom der an und ringsum entlang der Schmelzraum wand herabfliessenden festen Abfallstoffe vollständig durchdringen und ihre Mündungen sich ausserhalb des Ringquerschnittes dieses Ringstromes innerhalb des durch ihn gebildeten zylindrischen Hohlraumes befinden,
Öffnungen im oberen Teil der Schmelzraumwand und einen zwischen dem Schmelzraum und dem Erhitzungs- raum angeordneten Verbindungskanal zur Abführung eines Teilstromes der Verbrennungsgase aus dem Schmelzraum in den Erhitzungsraum, sowie eine im Schmelzraum angeordnete Öffnung zur Abführung der restlichen Verbrennungsgase zu den Einrichtungen für die Abhitzeverwertung und Nachbehandlung der Abga se.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung nach der Erfindung, die zugleich auch das mit ihr ausgeführte erfindungsgemässe Verbrennungsver- fahren veranschaulicht, schematisch dargestellt. Es zei gen: Fig. 1 die Vorrichtung, in einem vertikalen Mittel schnitt durch deren Schmelzraum, und Fig.2 den Schmelzraum der Vorrichtung der Fig. 1, in einem horizontalen Querschnitt nach der Linie II-11 der Fig. 1.
Die zu verbrennenden Abfallstoffe werden aus einem Sammelbunker 34 mittels eines Förderbandes 35 konti nuierlich in einen im wesentlichen aus einem senkrechten Schacht bestehenden Erhitzungsraum 1 eingetragen, in welchem sie zu ihrer Trocknung und anschliessenden Erhitzung zunächst auf eine oberste Gruppe von mit Stacheln 17 versehenen Stachelwalzen 14 fallen. Die mit einem regelbaren Antrieb ausgerüsteten Stachelwalzen 14 rotieren in dem durch zwei Pfeile angedeuteten gleichen Drehsinn und führen das stückige und grobkörnige Gut über sich hinweg, während sie die feinkörnigen Anteile der Abfallstoffe zwischen sich durchfallen lassen.
Das grobe Gut fällt dann auf eine tiefer angeordnete Gruppe von Stachelwalzen 14, die gegenüber den oberen Stachel walzen versetzt sind und deren Drehsinn dem der oberen Walzen entgegengesetzt ist. Diese Bewegung der Abfall stoffe von Walzengruppe zu Walzengruppe kann sich entsprechend dem Feuchtigkeitsgehalt und der Beschaf fenheit der Abfallstoffe mehrmals wiederholen. In Fig. 1 sind drei Gruppen von Stachelwalzen 14 gegeneinander versetzt übereinander angeordnet.
Unter der untersten Walzengruppe ist noch eine einzige Stachelwalze vorgese hen, zwischen deren aus den Stacheln 17 gebildeten Kränzen feststehende, an einer Schachtwand 36 befestigte Stacheln 37 eingreifen und so das zwischen den Walzen- stacheln 17 festgehaltene Gut abstreifen. Die so durch den Erhitzungsraum 1 geführten Abfallstoffe werden durch eine Schurre 15 aus dem Schacht abgeführt, wobei ihnen warme Abgase, die von unten her in die Schurre 15 eintreten, entgegengeführt werden und dann unter Abga be ihrer fühlbaren Wärme an die Abfallstoffe, die dadurch zunächst getrocknet und darauf erhitzt werden, den Erhitzungsraum 1 von unten nach oben durchziehen.
Diese warmen Abgase, deren Herkunft und Zusammen setzung später näher erläutert werden soll, kommen auf ihrem Strömungswege sowohl mit den herabrieselnden als auch mit den auf den Stachelwalzen 14 liegenden Abfallstoffen in innige Berührung, und sie tragen ent sprechend ihrer Strömungsgeschwindigkeit im Erhit- zungsraum 1 staubförmige und mehr oder weniger fein körnige Stoffe mit und verlassen zusammen mit diesen und den bei der Erhitzung der Abfallstoffe entstehenden Dämpfen und gasförmigen Produkten den Erhitzungs- raum durch einen oberen Ausgang 16.
Die durch die Schurre 15 aus dem Erhitzungsraum 1 ausgetragenen Abfälle gelangen nunmehr auf einen Ringteller 2, der einen im wesentlichen zylinderförmigen Schmelzraum 3, koaxial zu diesem angeordnet, um- schliesst und drehbar um eine vertikale Achse gelagert ist. Oberhalb des Ringtellers 2 ist ein ringförmiger Kanal 9 angeordnet, der um den Schmelzraum 3 herumgeführt ist und in welchen die Schurre 15 von oben her einmündet. Ein nach aussen gasdichter äusserer Ringka nal 18 umschliesst den Ringkanal 9, wie auch den Ringteller 2 selbst.
Im Ringkanal 18 ist die Lagerung des Ringtellers 2 untergebracht, die aus Lagerböcken 19 und den Ringteller 2 tragenden Tragrollen 38, sowie Lager böcken 20 und Führungsrollen 39 besteht, wobei die letzteren an einer am Ringteller 2 vorgesehenen, senk recht nach unten ragenden, ringförmigen Führungsleiste 40 anliegen. Am Ringteller 2 ist unten am äusseren Rand ein Zahnkranz 41 befestigt, in den ein Ritzel 21 eingreift, welches von einem Motor 23 über ein Regelgetriebe 22 angetrieben wird. Der rotierende Ringteller 2 verteilt die Abfallstoffe gleichmässig über den ganzen Umfang des Schmelzraumes 3. In der mit 5 bezeichneten Wand des Schmelzraumes 3 sind längliche rechteckige Öffnungen 8 für die Einführung der Abfallstoffe in den Schmelzraum 3 vorgesehen.
In Fig.l nicht dargestellte Abstreifer dienen zur gleichmässigen Eintragung der Abfallstoffe über den gesamten Umfang des Schmelzraumes 3 und werfen die Abfallstoffe auf eine konische Rutsche 4 ab, von der sie rings um den ganzen Umfang des Schmelz raumes 3 entlang der Schmelzraumwand 5 in Form eines ringzylindrischen Stromes abfliessen.
Die Öffnungen 8 dienen zugleich zur Abführung eines Teiles der im Schmelzraum 3 erzeugten Verbrennungsga se über den inneren Ringkanal 9 zum Erhitzungsraum 1. Da diese Verbrennungsgase eines sehr hohe Temperatur aufweisen, werden sie im Ringkanal 9 mit kühlen und entstaubten Abgasen gemischt, die aus einer Leitung 42 hinter zwei der Abhitzeverwertung der Abgase dienenden Wärmeaustauschern 11 und 12 und einem Gasentstauber 13 entnommen und über eine Leitung 43, ein Gebläse 44 und eine Leitung 45 in den äusseren Ringkanal 18 geführt werden.
Diese kühlen Abgase, die vorteilhaft in tangen- tialer Richtung in den äusseren Ringkanal 18 eingeführt werden, strömen von diesem durch zwei Ringschlitze 25 und 26, die durch den äusseren Rand des Ringtellers 2 und einer seitlichen Begrenzungswand des inneren Ring kanals 9 einerseits und zwischen dem inneren Rand des Ringtellers 2 und dem oberen Rand der konischen Rutsche 4 andererseits gebildet werden, in den inneren Ringkanal 9, in welchem sie sich mit den aus dem Schmelzraum 3 abgeführten, heissen Verbrennungsgasen mischen. Durch diese kühlen Abgase wird der Ringteller 2 vor Überhitzung geschützt und sein Verklemmen durch Eindringen von Abfallstoffen in die beiden Schlitze 25 und 26 vermieden.
Ferner wird infolge der Beimischung der kühlen Abgase zu den heissen Verbrennungsgasen aus dem Schmelzraum 3 die Trocknung und Erhitzung der Abfallstoffe im Erhitzungsraum 1 durch die Menge und Temperatur der in den Erhitzungsraum 1 eingeführ ten Abgase geregelt. Eine weitere Beeinflussung des Erhitzungsvorganges ist dadurch möglich, dass die Ver brennung im Schmelzraum 3 mit Luftüberschuss erfolgt, wodurch am Ringteller 2 und zum Teil schon im Erhitzungsraum 1 ein entsprechender Abbrand, d.h. eine Teilverbrennung leicht brennbarer Anteile der Abfall stoffe unter Wärmeentbindung erzielt wird.
Dasselbe kann aber auch durch Luftzuführung in den inneren Ringkanal 9 oder äusseren Ringkanal 18 erreicht werden. In Fig. 1 ist hierfür eine Luftleitung 46 vorgesehen, die in die Abzweigleitung 45 der nachbehandelten kühlen Ab gase einmündet und somit über diese mit dem äusseren Ringkanal 18 verbunden ist.
Am Umfang der Schmelzraumwand 5 sind gleichmäs- sig verteilt Zweistoffdüsen 6 angeordnet, durch die als Verbrennungsmittel dienende vorerhitzte Luft, staubför- mige Abfälle aus Gasentstaubern 31 und 13/32, flüssige Abfallstoffe und/oder Brennstoffe sowie bildsame oder pastenartige Abfälle in den Schmelzraum 3 eingeführt werden. Diese Düsen 6, von denen in der Zeichnung der besseren Übersicht wegen nur vier dargestellt sind (vgl.
insbesondere Fig.2), werden durch ein Gebläse 47 mit vorerhitzter Luft versorgt, welches diese Luft zu ihrer Vorwärmung über eine Leitung 48 durch den Wärmeaus- tauscher 11 und über eine Leitung 49 in eine Ringleitung 50 führt, von der sie durch Leitungen 51 auf die Düsen 6 verteilt wird. Die im Gasentstauber 31 anfallenden staub- förmigen Abfälle werden von einer Staubpumpe 52 mittels eines Trägermittels pneumatisch. vorzugsweise mittels Luft, über eine Staubleitung 53 in die Düsen 6 gefördert.
In entsprechender Weise gelangen die staub- förmigen Abfälle vom Gasentstauber 13/32 über eine Staubpumpe 54 und eine Staubleitung 55 zu den Düsen 6, wo sie sich mit der vorerhitzten Verbrennungsluft verei nigen und zusammen mit dieser in den Schmelzraum 3 strömen. Brennbare flüssige Abfallstoffe oder gegebenen falls Brennstoffe werden anderen Düsen 6' über eine Leitung 56 zugeführt, die mit einer Düse 34 verbunden ist, die sich zentral innerhalb der Düse 6' befindet und derart ausgebildet ist, dass die genannten Stoffe unter eigenem Druck oder mittels Pressluft oder Dampf zer stäubt werden.
Für bildsame oder pastenartige Abfallstoffe wird eine ähnliche Düsenkombination verwendet, wie sie zuvor erläutert wurde. Durch ein in einer Winddüse zentral angeordnetes Rohr, welches sich vorzugsweise konisch erweitert und bis an das Ende der Winddüse erstreckt, werden diese Stoffe, z.B. mittels Pressschnecken oder Kolbenpressen, unter Druck in den Schmelzraum 3 eingeführt.
Ein Boden 57 des Schmelzraumes 3 ist wannenartig ausgebildet, um ein Schlackenbad 30 aufzunehmen, des sen Höhe, d.h. Schlackenbadspiegel, durch eine seitlich in der Schmelzraumwand 5 angeordnete Abzugöffnung 7 für die flüssige Schlacke aufrechterhalten wird.
Die Düsen 6, die in Richtung auf die Oberfläche des Schlackenbades 30 schräg nach unten geneigt sind, sind als relativ lange Düsenrohre ausgebildet und ragen so weit in den Schmelzraum 3 hinein, dass sie den ringzylindri schen Strom der an und ringsum entlang der zylindri schen Schmelzraumwand 5 herabfallenden festen Abfall stoffe gleichsam wie ein Tunnelstollen vollständig durch dringen und ihre Mündungen sich ausserhalb dieses Ringstromes innerhalb des durch ihn zentral im Schmelz raum 3 gebildeten zylindrischen Hohlraumes befinden, wie dies in Fig. 1 an der linken Seite der Schmelzraum wand 5 deutlich gezeigt ist.
Die Achsrichtungen der Düsen 6 berühren in ihrer Projektion auf die Oberfläche des Schlackenbades 30 als gleichsinnige Tangenten einen auf dieser Oberfläche gedachten Kreis 33 (vgl. Fig.2), dessen Umfang gleich oder kleiner ist als der halbe Umfang des Schlackenbades 30. Bei grossen Schmelzräumen 3 wird zur besseren Verteilung der Verbrennungsmittel und der mit diesen eingeführten Stoffe eine grössere Anzahl von Düsen 6 vorgesehen, deren Richtungsprojektion gruppenweise mehrere zum Umfang des Schlackenbades 30 konzentri sche Kreise mit verschiedenen Durchmessern gleichsinnig berühren.
Durch diese tangentiale Einführung der Verbren nungsmittel wird das Schlackenbad 30 in ständiger Umlaufbewegung gehalten, was den Schmelzprozess be günstigt und eine homogene Einschmelzung gewährlei stet. Auch wird durch die tangential eingeblasenen Ver brennungsmittel den im Schmelzraum 3 entstehenden heissen Verbrennungsgasen ein entsprechender Drall er teilt.
Die homogene flüssige Schlacke, die durch die Ab zugöffnung 7 in dem Masse abgeführt wird, wie sich neue bildet, wird über ein Fallrohr 60 in eine Schlackenwanne 58 geführt, dort mit Wasser granuliert und aus der Schlackenwanne 58 in bekannter Weise, z.B. durch ein in Fig. 1 nicht dargestelltes Kratzerband, ausgetragen und auf ein Förderband 59 abgeworfen, welches die granulier te Schlacke zu einem Bunker befördert.
Durch die abzugöffnung 7 werden ausser der flüssigen Schlacke durch Saugwirkung auch geringe Mengen heisser Ver brennungsgase aus dem Schmelzraum 3 abgezogen, .um die wassergekühlte Öffnung 7 ständig warmzuhalten, d.h. deren sogenanntes Einfrieren zu verhindern. Diese heissen Verbrennungsgase werden dann zusammen mit dem beim Granulieren der flüssigen Schlacke entstande nen Wasserdampf vom Fallrohr 60 über eine Leitung 61 in den Abgasstrom, z.B. in die Abgasleitung 42, zurück geleitet.
Im Boden 57 des Schmelzraumes 3 ist eine Abstichöffnung 62 vorgesehen, um bei Stillsetzung der Anlage das Schlackenbad 30 abzulassen bzw. flüssige Metalle, die sich unterhalb der flüssigen Schlacke am Boden 57 sammeln, periodisch abzuziehen.
Die bei der Verbrennung der Abfallstoffe gebildeten Verbrennungsgase werden vom Schmelzraum 3 zum Teil zur Trocknung und Erhitzung der Abfallstoffe über die Öffnungen 8 der Schmelzraumwand 5 abgezogen. Der Rest der Verbrennungsgase zeiht durch eine Öffnung 10 aus dem Schmelzraum 3 ab und wird in einen zylindri schen Mischraum 27 geführt. Die Öffnung 10 hat einen erheblich engeren Querschnitt als der Schmelzraum 3, um den Drall der Verbrennungsgase bei ihrem Austritt aus dem Schmelzraum 3 zu verstärken.
Hierdurch wer den im Gasstrom noch schwebende Schlackenteilchen infolge der Fliehkraftwirkung ausgeschleudert und dann entlang der Wand in den Schmelzraum 3 zurückge führt.
Die aus dem Erhitzungsraum 1 durch den oberen Ausgang 16 abgeführten Abgase strömen durch eine Leitung 63 zum Gasentstauber 31, in welchem die von den Abgasen mitgetragenen staubförmigen Abfälle abge schieden werden. Die so gereinigten Abgase werden über eine Leitung 64 mittels eines Gebläses 65 abgezogen und über eine Leitung 66 in eine Ringleitung 67 gefördert,
aus der sie über Leitungen 68 durch in der Wand des zylindrischen Mischraumes 27 auf dessen Umfang gleich- mässig verteilte Öffnungen 28 tangential in den Misch raum 27 eintreten. Zur Regelung der Temperatur im Mischraum 27 kann diesem noch ein Teil kühler Abgase aus der Abgasleitung 42 zugeführt werden, indem ein Gebläse 70 diesen Teil der kühlen Abgase über eine Abzweigleitung 69 der Abgasleitung 42 ansaugt und ihn über eine Leitung 71 ebenfalls in die Ringleitung 67 drückt.
Im Mischraum 27 werden die über die Öffnungen 28 tangential eingeblasenen Abgase mit den heissen Verbrennungsgasen aus dem Schmelzraum 3 intensiv vermischt und dann durch eine Leitung 72 zur Abhitze- verwertung abgeführt.
Die Vermischung der kühlen Abgase mit den heissen Verbrennungsgasen erfolgt auf besonders kurzem Wege, wenn der Drehsinn der tangential in den Mischraum 27 eingeführten Abgase dem durch die tangentiale Einfüh rung der Verbrennungsmittel über die Düsen 6 in den Schmelzraum 3 bedingten Drall der aus dem Schmelz raum 3 austretenden Verbrennungsgase entgegengesetzt ist.
Die Abhitzeverwertung der Abgase erfolgt im Wärme- austauscher 11 zur Luftvorwärmung und im als Abhitze- kessel ausgebildeten Wärmeaustauscher 12 zur Dampfer zeugung. Hierzu wird aus der Leitung 72 ein Teil strom der Abgase über eine Abzweigleitung 73 dem Wärmeaustauscher 11 zugeführt, in dessen Abgasaus trittsleitung 74 eine Drosselklappe 75 als Regelorgan vorgesehen ist.
Der andere, restliche Teilstrom der Abga se wird über eine Leitung 76 in den Abhitzekessel 12 geführt, der aus einem Dampfüberhitzer, Verdampfer und Speisewasservorwärmer besteht. Aus dem Abhitze- kessel 12 treten die Abgase über eine Leitung 77 aus, in der sich ebenfalls eine Drosselklappe 78 befindet.
Die Abgase aus den beiden der Abhitzeverwertung dienenden Wärmeaustauschern <B>11</B> und 12 werden zu ihrer Entstaubung über die beiden Leitungen 74 u. 77 in den gemeinsamen, als Fliehkraftabscheider ausgebildeten Gasentstauber 13/32 und von diesem über die Leitung 42 mittels eines in Fig. 1 nicht dargestellten Saugzuggebläses über einen Schornstein ins Freie geführt.
Die Wand 5 des Schmelzraumes 3 und gegebenenfalls auch die zylindrische Wand des Mischraumes 27 werden von einem in Fig. 1 nicht dargestellten, Rohr an Rohr verlegten Röhrensystem eines Dampfkessels gebildet, in welchem Wasser im Naturumlauf oder Zwangsdurchlauf verdampft wird.
Dieses Röhrensystem, welches mit einem gasdichten Mantel umgeben ist, besitzt vorzugsweise mit dem Abhitzekessel 12 eine gemeinsame Dampftrommel, von welcher der in beiden, d.h. im Wandrohrensystem (5/27) und Abhitzekessel 12, erzeugte Sattdampf zum Überhitzer geleitet wird.
Beispiel In einer Vorrichtung, die der in der Zeichnung dargestellten, zuvor beschriebenen entspricht, soll ein Stadtmüll mit einem unteren Heizwert von ca. 1200 kcal/kg verbrannt werden, wobei dieser Stadt müll eine durchschnittliche Zusammensetzung von 4500 Feuchtigkeit, 25% brennbaren Bestandteilen und 30/0 anorganischen Bestandteilen (Asche) aufweist.
Bei einem täglichen Durchsatz von ca. 100 t Stadtmüll werden im Durchschnitt stündlich 4,17 t Müll durch das Förderband 35 in den Erhitzungsraum 1 eingeführt. Diesem Müll strömen 3 600 Nm3/h warme Abgase entgegen, die beladen mit dem Wasserdampf aus der Feuchtigkeit und ca. 2-0 kg/h Staub aus dem Müll den Erhitzungsraum 1 mit einer Temperatur von 200 C verlassen. In der Entstaubungseinrichtung 31 wird der Staub von diesen Abgasen abgetrennt, wonach die so gereinigten Abgase in den Mischraum 27 geführt wer den.
Im Schmelzraum 3 wird der getrocknete und erhitzte Müll mit 7 700 Nm3/h Luft verbrannt, die im Wärme- austauscher 11 auf 700 C vorgewärmt und durch die Düsen 6 in dem Schmelzraum 3 eingeblasen wurde. Auch der Staub aus den beiden Gasentstaubern 31 und 32, zusammen ca. 250 kg/h, wird durch die Düsen 6 in den Schmelzraum 3 eingeführt. In der Schmelzzone herrscht dann eine Temperatur von ca. 1800 C. Im Schlackenbad 30 werden die anorganischen Bestandteile des Mülls homogen eingeschmolzen.
Durch die Abzug öffnung 7 fliesst stündlich 1,2 t Schlacke ab, die aus der mit Wasser gefüllten Schlackenwanne 58 granuliert aus getragen wird.
Der lichte Durchmesser des Schmelzraumes 3 beträgt <B>1</B>400 mm, die Höhe des Schlackenbades 30 beträgt 400 mm.
Durch die Öffnungen 8 werden 1700 Nm3/h Ver brennungsgase aus dem Schmelzraum 3 abgezogen, die sich im Ringkanal 9 mit<B>1900</B> Nm3/h kühlen Abgasen aus der Leitung 42 mischen und dann in den Erhitzungs- raum 1 geführt werden. Durch die Austrittöffnung 10 des Schmelzraumes 3 werden 6 700 Nm3/h Verbrennungs gase abgeführt, die mit einer Temperatur von ca. 1 450 C in den Mischraum 27 eintreten. Diese Verbrennungsgase mischen sich im Mischraum 27 mit 5 800 Nm3/h Abga sen aus dem Erhitzungsraume 1 und aus der Abgaslei tung 42.
Somit verlassen 12 500 Nm3/h Mischgase den Mischraum 27 mit einer Temperatur von 900 C durch den oberen Ausgang 29, von welchem ein Teilstrom von 6 900 Nm3/h in den Wärmeaustauscher 11 zur Vorwär- mung der Verbrennungsluft und der Rest in den Abhitze- kessel 12 geführt wird.
Diese Abgase werden dann im nachgeschalteten, beiden gemeinsamen Gasentstauber 13/32 entstaubt und verlassen diesen mit einer Tempera tur von 200 C durch die Leitung 42, aus der 10 550 Nm3/h durch das Saugzuggebläse über den Schornstein ins Freie gefördert werden.
Der Schmelzraum 3 und die Abführung der Verbren nungsgase bis zum Mischraum 27 sind als Dampfkessel ausgebildet und mit dem Abhitzekessel 12, in welchem sich der Dampfüberhitzer. Verdampfer und Speisewas- servorwärmer befinden, zu einem einzigen, in sich ge schlossenen Kesselsystem vereinigt. Diesem Dampfkes- selsystem werden ca. 5,5 m3/h Kesselspeisewasser zuge führt, und es werden in ihm ca. 5 t/h Dampf mit einem Druck von 100 ata und einer Temperatur von 450 C erzeugt.
Die Anlage wird mit Heizöl oder, falls verfügbar, mit Abfallöl angefahren, welches durch die Leitung 56 den Düsen 6 zugeführt und im Schmelzraum 3 zunächst mit noch kalter Verbrennungsluft verbrannt wird. Im glei chen Masse, wie die Teile der Anlage hierdurch erwärmt werden, wird Müll in den Erhitzungsraum 1 eingetragen. Sobald die erforderlichen Betriebstemperaturen erreicht sind, wird die Heizölzufuhr abgeschaltet. Wenn der Heizwert des Stadtmülls vorübergehend wesentlich unter <B>1</B>200 kcal/kg absinkt, werden die Ölbrenner wieder in Betrieb genommen, um die Temperatur und den Schmelzvorgang im Schmelzraum 3 aufrechtzuerhal ten.
Nachdem zuvor anhand der Zeichnung namentlich die Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens, wie auch das letztere selbst beschrieben worden sind, werden im folgenden zum besseren Verständnis insbesondere des Verfahrens dessen wesentliche Aspekte in allgemeiner Darstellung, wie auch seine Vorteile erläutert.
Dadurch, dass die im Erhitzungsra.um getrockneten und vorerhitzten Abfallstoffe kontinuierlich um den Schmelzraum herumgeführt und rings über dessen gan zen Umfang gleichmässig verteilt in ihn eingetragen und entlang der zylindrischen Schmelzraumwand frei fallen gelassen werden, bildet sich im Schmelzraum ein Strom der Abfallstoffe von ringförmigem Querschnitt.
Dadurch wird erreicht, dass die Abfallstoffe im Schmelzraum den Verbrennungsmitteln eine grosse Angriffsfläche bieten, wobei durch ihren Fluss an und entlang der Schmelz raumwand der Verbrennungsablauf im Innern des Schmelzraumes, d.h. also innerhalb dieses aus Abfallstof fen bestehenden Ringes, nicht gestört wird, so dass dort eine hohe Temperatur aufrechterhalten und daher auch eine optimale Wärmeübertragung durch Strahlung auf die Abfallstoffe erreicht wird. Somit wird bereits wäh rend ihres Herabfliessens an der Schmelzraumwand die Reaktionsbereitschaft der Abfallstoffe ganz erheblich gesteigert.
Die quer durch den ringförmigen Strom der Abfall stoffe hindurchgeführten, jedoch von diesem Abfallstrom dank der ihn tunnelstollenartig vollständig durchdringen- den Düsenröhre vollständig separierten Verbrennungs- mittelstrahlen haben in mehrfacher Hinsicht eine beson ders vorteilhafte Wirkung, was im folgenden mehr im einzelnen erläutert werden soll.
Einerseits wird der Fluss der Abfallstoffe durch die Strahlen der Verbrennungsmittel nicht gestört und an dererseits üben die Strahlen der erst ausserhalb der Abfallstoffe, d.h. erst innerhalb des vom ringförmigen Abfallstrom begrenzten zylinderförmigen Hohlraumes mit hoher Geschwindigkeit aus den Düsenrohren austreten den Verbrennungsmittel unter Bildung von Wirbeln aus den heissen Verbrennungsgasen eine Saugwirkung auf die an der Schmelzraumwand herabfliessenden Abfallstoffe aus, wodurch deren feinkörnige Bestandteile aus dem Fluss der Abfallstoffe herausgerissen und ins Innere des Schmelzraumes, d.h. in den von dem Ringstrom der Abfallstoffe gebildeten Hohlraum getragen werden,
wo sie schwebend unter hoher Turbulenz verbrennen. Auch flüchtige Bestandteile der organischen Abfallstoffe, die durch die starke, vom Innern des Schmelzraumes ausge hende Wärmestrahlung ausgetrieben werden, werden auf diese Weise in den Hohlraum hinein abgesaugt und dort verbrannt. Hingegen fallen die grobkörnigen und stücki- gen Abfallstoffe auf den Boden des Schmelzraumes und brennen dort aus, da die Düsenrohre und damit Verbren nungsmittelstrahlen schräg nach unten in den Schmelz raum gerichtet sind bzw. in ihn eingeführt werden.
Aus diesen Gründen kann die Massnahme, die Ver brennungsmittel durch Düsenrohre, welche die im Schmelzraum in Form eines Ringstromes herabfliessen den Abfallstoffe tunnelstollenartig durchqueren, mit praktisch unverminderter Geschwindigkeit in einen von diesem Ringstrom begrenzten zentralen Hohlraum einzu blasen, dem konventionellen Einblasen von Verbren nungsmitteln in oder auf die flüssige Schlacke eines Schlackenbades nicht gleichgestellt werden.
Zwar kann bei einer Ausführungsform des vorge schlagenen Verfahrens, wie sie zuvor anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles der Vor richtung erläutert wurde, ebenfalls ein Schlackenbad vorgesehen sein, wobei ebenfalls ein Teil der Strömungs energie der Verbrennungsmittel auf dieses Schlackenbad zu dessen Umlaufbewegung übertragen wird, jedoch ist auch bei dieser Ausführung des Verfahrens die zuvor erläuterte, auf die an der Schmelzraumwand herabflies- senden Abfallstoffe ausgeübte Saugwirkung von primärer Bedeutung.
Durch diese Saugwirkung wird auf neuartige Weise eine vorteilhafte selektive Verbrennung der Abfallstoffe erreicht, indem nunmehr die Entgasungsprodukte und die staubförmigen bzw. feinkörnigen Substanzen im Schmelz raume schwebend unter hoher Turbulenz verbrannt wer den, während die grobkörnigen und stückigen Stoffe am Boden des Schmelzraumes bzw. im Schlackenbad aus brennen und dort deren Rückstände in den schmelzflüssi gen Zustand übergeführt werden.
Der durch das zuvor beschriebene Verfahren erzielte technische Fortschritt besteht im wesentlichen darin, dass feste Abfallstoffe jeglicher Art, wie z.B. Stadtmüll, Che miemüll und sonstiger Industrie- oder Gewerbemüll, für sich allein oder zusammen, gleich günstig bei sehr hoher Temperatur im Schmelzraum verbrannt werden können, wobei sie aufgrund ihrer gleichmässigen Verteilung und Führung rings auf dem gesamten Umfang der Schmelz raumwand durch optimale Wärmeübertragung der Wär mestrahlung aus dem Innern des Schmelzraumes in hohe Reaktionsbereitschaft versetzt werden und durch die se- lektive Verbrennung der Abfallstoffe (schwebendes Fein korn und Entgasungsprodukte bei hoher Turbulenz im Innern des Schmelzraumes)
die höchste Temperaturkon zentration im Innern des Schmelzraumes erreicht wird. Dabei ist der Wärmeentzug durch die Schmelzraumwand infolge ihrer Abschirmung durch die an ihr in Form eines Ringstromes herabfliessenden Abfallstoffe denkbar ge ring, so dass die im Schmelzraum entbundene Wärme in höchster Temperaturlage direkt und praktisch vollkom men dem Schmelzprozess zugute kommt.
Deshalb können mittels dieses neuen Verfahrens auch Abfallstoffe mit relativ niedrigem Heizwert, wie z.B. Stadtmüll, ohne Zugabe teurer hochwertiger Brennstoffe unter vollständiger Einschmelzung der Schlacke ver brannt und dadurch dank der trotz der namentlich im Stadtmüll bunt durcheinandergewürfelten Bestandteile sehr homogenen Schlacke in ein für mannigfaltige Zwek- ke, namentlich Bauzwecke, sehr gut verwendbares Misch schmelzprodukt von überaus gleichmässiger Beschaffen heit verwandelt werden.
Zudem ist das Verfahren universal anwendbar, d.h. es können mit ihm neben allen festen verbrennbaren auch flüssige, bildsame oder pastenartige Abfallstoffe, wie sie namentlich z.B. in der chemischen Industrie und in Gewerbebetrieben anfallen, gleichzeitig im Schmelzraum bei höchstem Durchsatz verarbeitet werden, wobei gegen über den entsprechenden herkömmlichen Verfahren noch der weitere, ganz erhebliche Vorteil hinzukommt, dass die Abfallstoffe direkt, d.h. so wie sie ankommen, ohne Zerkleinerung und Aufbereitung,
sowie ohne Ausschei dung von Eisen- und sonstigen Metallteilen verarbeitet werden können und dass teurer hochwertiger Brennstoff nicht oder höchstens nur in geringer Menge bzw. nur bei Inbetriebsetzung der Vorrichtung zugesetzt zu werden braucht.
Als Verbrennungsmittel wird beim zuvor beschriebe nen Verfahren vorzugsweise vorerhitzte Luft verwendet. In Sonderfällen kann aber auch die Verwendung von mit Sauerstoff angereicherter Luft oder Sauerstoff ange bracht sein.
Die Turbulenz der Verbrennungsmittel und der bei der Verbrennung der Abfallstoffe entstehenden Verbren nungsgase wird durch die Wahl der Geschwindigkeit der Verbrennungsmittel bei ihrem Eintritt in den Schmelz raum dem jeweiligen Brennverhalten der Abfallstoffe angepasst. Im allgemeinen liegt diese Geschwindigkeit zwischen 50 und 300 m/sec und in Sonderfällen noch höher.
Wenn die Abfallstoffe einen für die Erreichung der erforderlichen hohen Temperatur im Schmelzraum zu geringen Gehalt an brennbaren Bestandteilen aufweisen, dann werden Brennstoffein den Schmelzraum eingeführt, die fest, flüssig odergasförmig sein können. Die Einrich tung dazu wird zweckmässig in jedem Falle an der Vorrichtung vorgesehen, um die letztere unter Verbren nung von Brennstoffen rasch in Betrieb setzen bzw. solche dem Schmelzraum dann zuführen zu können, wenn der Heizr=rert der Abfallstoffe vorübergehend zu weit absinken sollte. Es liegt auf der Hand, dass indu strielle bzw. chemische Abfallstoffe von hohem Heizwert und gleichbleibender Beschaffenheit die genannten Funk tionen der eigentlichen Brennstoffe mit übernehmen können.
Für die Trocknung und Erhitzung der festen Abfall stoffe kann anstelle des zuvor anhand der Fig. 1 erläuter ten. mit Stachelwalzen versehenen vertikalen Schachtes jeder andere hierfür geeignete Trockner, z.B. ein Trom- meltrockner, Tellertrockner u.a. verwendet werden.
In dessen ist für solche Abfallstoffe, die im Hinblick auf Grösse und Beschaffenheit ihrer einzelnen Bestandteile besonders uneinheitlich sind, namentlich Stadtmüll, wel cher Bestandteile aus feinstem Staub bis zu groben Stücken enthält, deren Eigenschaften zwischen spröde und weich, sowie plastisch und faserig beliebig wechseln, die Verwendung des senkrechten Schachtes mit Stachel walzen als Erhitzungsraum besonders vorteilhaft, und zwar deshalb, weil damit eine Trocknung und Erhitzung selektiver Art erzielt wird.
Die groben Stücke, die zu ihrer Trocknung und Erhitzung die längste Zeit benöti gen, bleiben auf den Stachelwalzen liegen und werden langsam entsprechend der Drehgeschwindigkeit der Sta chelwalzen durch den Schacht bewegt, indem sie jeweils von einer Gruppe der Stachelwalzen auf die nächstuntere Walzengruppe fallen.
Körnige Stoffe hingegen prallen durch ihren Fall zunächst auf die groben Stücke, rieseln dann infolge deren Bewegung zwischen den Stacheln der Walzen hindurch und gelangen so im Gegenstrom zu den warmen Abgasen schneller durch den Schacht als die groben Stücke. Faserige Stoffe hingegen, z.B. Lumpen oder Papier, oder plastische Stoffe, die sich zwischen den Stacheln verfangen, werden durch die zwischengreifenden Stachelkränze nebeneinanderliegender Walzen durch de ren Rotationsbewegung zerrissen oder abgestreift.
Die staubförmigen Anteile der Abfallstoffe schliesslich, deren Trocknung spontan erfolgt, werden hingegen im Gleich strom von und mit den warmen Abgasen oben aus dem Schacht herausgetragen.
Die Stachelkränze der nebeneinander liegenden Sta chelwalzen sind gegeneinander versetzt angeordnet, und der Achsabstand der Stachelwalzen ist so gering gewählt, dass sich die Stachelkränze der einen Stachelwalze zwi schen denen der anderen bewegen und sich hierbei fortwährend von sich verfangenden Abfällen selbst be freien. Bei einzelnen Stachelwalzen greifen feststehende, an der Schachtwand befestigte Stacheln zwischen die Stachelkränze der rotierenden Stachelwalzen und halten diese frei.
Um das grobe Korn der festen Abfallstoffe länger im Erhitzungsraum verweilen zu lassen als das Feinkorn, ist es zweckmässig, die gegenseitige Entfernung (Teilung) der einzelnen Stacheln untereinander bei den oberen Stachelwalzen am grössten zu wählen und sie zu den unteren Stachelwalzen hin abnehmen zu lassen. Hier durch wird erreicht, dass das grobe Korn zwar durch die oberen Stachelwalzen hindurchfällt, jedoch von den .unte ren Stachelwalzen zurückgehalten wird und im Erhit- zungsraum länger verweilt als feines Korn.
Abgesehen von der Temperierung der im Schacht nach oben ziehen den warmen Abgase ist eine weitere Möglichkeit zur Regulierung des Trocknungs- und Erhitzungsvorganges im Erhitzungsraum dadurch gegeben, dass man die einzelnen Stachelwalzen oder Walzengruppen mit ver schiedener Drehzahl und damit verschieden hoher Um fangsgeschwindigkeit rotieren lässt.
Die beschriebene Trocknung und Erhitzung der fe sten Abfallstoffe kombiniert auf sinnvolle Art Schicht- und Schwebetrocknung bzw. Erhitzung bei gleichzeitiger Sichtung und Abführung der staubförmigen Anteile der Abfallstoffe durch die bzw. mit den abziehenden Abga- se(n). Das auf den Stachelwalzen befindliche Haufwerk liegt daher nicht dicht und wird unter intensiver Trock nung und Erhitzung von den Abgasen durch- und umströmt. Es ist möglich, bei dieser Einrichtung den Abfallstoffen auch Schlämme, z. B. von Klärteichen, zu zusetzen.
Zum Trocknen und anschliessenden Erhitzen der Abfallstoffe wird nur ein Teil der im Schmelzraum erzeugten, sehr heissen Verbrennungsgase benutzt, wobei diesem Teil zur Absenkung der Gastemperatur kühle und entstaubte Abgase zugemischt werden. Der restliche Teil der Verbrennungsgase wird in den Mischraum geleitet, in weichem sie mit den aus dem Erhitzungsraum kommen den, kühleren entstaubten Abgasen zur Temperaturrege lung vermischt werden, worauf das so entstandene Gas gemisch mit praktisch konstanter Temperatur der Abhit- zeverwertung,
d.h. dem Wärmeaustauscher für dic Luft- vorwärmung und dem Abhitzekessel für die Dampferzeu gung, zugeführt wird.
Die Massnahme, die aus dem Erhitzungsraum abge führten kühlen Abgase einem Gasmischraum zuzuführen und sie dort mit heissen Verbrennungsgasen zu vermi schen, verfolgt aber auch den Zweck, die bei der Trocknung und Erhitzung der Abfallstoffe entstehenden übelriechenden Gase und Dämpfe, d.h. die sogenannten Brüden , auf eine Temperatur von über 700 C zu erhitzen, um sie dadurch zu zersetzen und geruchlos zu machen.
Eine besonders gleichmässige Schlacke mit vollstän dig homogener Einbindung auch von hochschmelzenden Anteilen der Abfallstoffe, wie z.B. Porzellan, hochfeuer feste Stoffe, wird dadurch erreicht, dass über dem Boden des Schmelzraumes ein Schlackenbad aus den vorher geschmolzenen anorganischen Bestandteilen der Abfall stoffe dauernd aufrechterhalten wird. Diese hochschmel zenden Anteile werden im Schlackenbad aufgelöst, indem sie mit der flüssigen Schlacke niedrigschmelzende Kom plexverbindungen bilden.
Hierbei ist vorteilhaft, das Schlackenbad durch die Strömungsenergie der in den Schmelzraum eingeblasenen Verbrennungsmittel in lebhafter Bewegung zu halten, um den Auflösungsvorgang zu beschleunigen und eine innige Vermischung der geschmolzenen Stoffe zu bewirken. Daher werden die Verbrennungsmittel, zum gleichen Zweck aber auch der bei der Abgasentstaubung anfallen de Staub, wie auch die gegebenenfalls in den Schmelz raum einzuführenden Brennstoffe schräg nach unten in Richtung auf das Schlackenbad eingeführt. Der Auflö- sungs- und Mischvorgang wird durch ein um seine vertikale Achse rotierendes, turbulent bewegtes Schlak- kenbad sehr gesteigert.
Deshalb werden die Verbren nungsmittel derart auf das Schlackenbad geführt, dass die Projektion der Mittellinien ihrer Düsenstrahlen auf die Schlackenbadoberfläche gleichsinnig tangential einen oder mehrere gedachte, zum Umfang des Schlackenbades konzentrische Kreise auf der Badoberfläche berühren.
Da die am Umfang des Schlackenbades einfallenden grob- stückigen Stoffe eine längere Schmelzzeit benötigen, wird der Antrieb des Schlackenbades durch die Verbrennungs- mittelstrahlen mehr in das Zentrum des Schlackenbades verlegt, wodurch der Badantrieb durch die aussen am Badumfang befindlichen festen Stoffe nicht behindert und eine heftige Bewegung des Schlackenbades gewähr leistet wird. Dies wird dadurch erreicht, dass der Umfang bzw. die Umfänge des bzw. der erwähnten, auf der Badoberfläche gedachten Kreise gleich oder/und kleiner als der halbe Umfang des Schlackenbades gewählt wird bzw. werden.
Die spezifisch leichteren brennbaren Antei le der Abfallstoffe schwimmen oben auf dem Schmelzbad und sammeln sich im Zentrum des Schlackenwirbels, wo sie von den Verbrennungsmitteln erfasst und ausgebrannt werden.
Die vom Schlackenbad aufgewirbelten sowie die beim Verbrennen und Schmelzen der schwebenden feinkörni gen Stoffe im Schmelzraum gebildeten Schlackentropfen werden durch den Drall der Verbrennungsgase im Schmelzraum infolge der Fliehkraftwirkung ausgeschleu- dert und fliessen dann an der Schmelzraumwand zum Boden oder in das Schlackenbad.
Die Wirkung der auf die festen und flüssigen Schwebeteilchen ausgeübten Fliehkraft wird dadurch noch wesentlich gesteigert, dass die Verbrennungsgase unter Erhöhung ihres schon durch die tangentiale Einführung der Verbrennungsmittel er zeugten Dralls durch einen sich allmählich verjüngenden Ausgang aus dem Schmelzraum nach Art einer Wirbel senke abgeführt werden, wodurch sich nach dem physi kalischen Gesetz der gleichbleibenden Drallenergie (u X r = konstant) die Umfangsgeschwindigkeit u in demjenigen Masse erhöht, wie sich der Radius r verringert.
Die im Schmelzraum gebildete flüssige Schlacke wird über eine entweder im Boden oder in der Seitenwand des Schmelzraumes angeordnete Öffnung abgeführt, je nach dem, ob ohne oder mit Schlackenbad gearbeitet wird. Aber auch im letzteren Falle wird zweckmässig eine verschlossene Öffnung im Schmelzraumboden vorgese hen, um bei Ausserbetriebnahme der Vorrichtung die Schlacke ganz ablassen bzw. während des Betriebes dort angesammelte verflüssigte Metalle periodisch abführen zu können.
Bei kontinuierlichem Abzug der Schlacke werden in vorteilhafter Weise mit dieser zugleich geringe Mengen heisser Verbrennungsgase aus dem Schmelzraum abgesaugt, wodurch die Abflussöffnung dauernd warm gehalten, d.h. ihr Einfrieren vermieden wird. Diese Verbrennungsgase werden dann gegebenenfalls in den Abgasstrom zurückgeführt.
Die aus der Verbrennung, Trocknung und Erhitzung der Abfallstoffe resultierenden Abgase werden einer Ab- hitzverwertung zugeführt, die gewöhnlich aus einem Wärmeaustauscher für die Vorwärmung der Verbren nungsmittel, z.B. Luft, und einem Abhitzekessel zur Dampferzeugung besteht. Wenn Luft als Verbrennungs mittel benutzt wird, ist es vorteilhaft, ihre Erhitzung möglichst hoch zu treiben, um eine im Verhältnis zur Verbrennungswärme der Abfallstoffe möglichst hohe Wärmemenge für den Schmelzprozess zur Verfügung zu haben. Im allgemeinen wird man die Verbrennungsluft auf eine Temperatur von etwa 450 bis 700 C erhitzen, in Sonderfällen aber auch höher.
Der Abhitzekessel besteht gewöhnlich aus einem Speisewasservorwärmer, Verdamp fer und überhitzer. Da im Doppelmantel oder Röhren system des Schmelzraumes vorteilhafterweise ebenfalls Dampf erzeugt wird, können beide, d.h. der Abhitzekes- sel und der Schmelzraum, zu einer in sich geschlossenen Dampferzeugungseinheit zusammengefasst und dann an eine gemeinsame Dampftrommel angeschlossen wer den.
Entsprechend den unvermeidlichen Schwankungen im Heizwert und Wassergehalt der Abfallstoffe ändert sich auch die Temperatur der Abgase vor ihrem Eintritt in die Abhitzeverwertung. Diese Schwankungen würden sich auf die Vorwärmung der Verbrennungsmittel und na mentlich die Dampfüberhitzung übertragen. Um den dadurch bedingten unsteten Betrieb zu vermeiden, wird in vorteilhafter Weise ein Teil kühler Abgase hinter deren Abhitzeverwertung und Nachbehandlung dem Abgas strom entnommen und dem Mischraum oder den aus dem Schmelzraum abziehenden Verbrennungsgasen zu geführt.
Hierdurch kann die Temperatur der im Misch raum gebildeten Mischgase vor deren Abhitzeverwer- tung auf konstanter Höhe gehalten werden, indem die Menge der zurückgeführten kühlen Abgase entsprechend geregelt wird.
Die aus der Abhitzeverwertung abgeführten Abgase werden in einer Gasentstaubungseinrichtung, z.B. Elek trofilter oder Multizyklon. in welcher der von den Abgasen mitgeführte Staub abgeschieden wird, weiterbe handelt. Hierbei wird der abgeschiedene Staub zweck- mässig dem Schmelzraum zugeführt, wo er geschmolzen und mit der Schlacke flüssig abgezogen wird. Bei Abfall stoffen wie z.B. Stadtmüll oder dgl. ist damit die Behandlung der Abgase abgeschlossen, so dass diese entweder direkt oder über einen Saugzugventilator in den Kamin zur Ableitung ins Freie geführt werden können.
Industrieabfälle, insbesondere aus der chemischen Indu strie, können hingegen Stoffe enthalten, die sich beim Verbrennen und Schmelzen unter hohen Temperaturen zersetzen und hierbei gasförmige Produkte abspalten oder bilden, die aggressiv, gesundheitsschädlich und/ oder übelriechend sind. Hierunter fallen hauptsächlich Schwefel-, Chlor- und Stickstoffverbindungen, die in der üblichen Weise durch Waschen, Absorption oder Ad- sorbtion aus den Abgasen entfernt werden.
Neben festen Abfällen, wie namentlich Stadtmüll, sind vielfach zugleich auch flüssige Abfallstoffe, wie z.B. Altöl, Teer, Lösungsmittel u. a., zu verarbeiten. Diese Abfallstoffe werden, sofern sie brennbar sind, di rekt und vorteilhafter-weise unter Zerstäubung mittels Dampf oder Pressluft in den Schmelzraum eingeführt und dort verbrannt.
Brennbare bildsame und/oder pastenartige Indu strieabfälle, die durch Erwärmung nicht verflüssigt und auch nicht durch die Trocknungs- und Erhitzungszone geführt werden können, weil sie sich dort mit den festen Abfallstoffen zu Klumpen vereinigen würden, werden ebenfalls direkt in den Schmelzraum eingeführt, wo sie sich bei der dort herrschenden hohen Temperatur sofort zersetzen und verbrennen.
Diese Abfälle werden regelbar durch Pressschnecken oder Kolbenpressen über Düsen eingeführt, die, zweckmässig, wie die Verbrennungsmit- teldüsen, so weit in den Schmelzraum hineinragen, dass sie den Ringstrom der an der Schmelzraumwand herab fallenden festen Abfallstoffe vollständig durchdringen. In entsprechender Weise können auch die vorerwähnten flüssigen Abfallstoffe in den Schmelzraum eingeführt werden.
Die Düsen für die Einführung der Verbrennungsmit tel, der staubförmigen Abfallstoffe von den Gasentstau- bern, der flüssigen und bildsamen oder pastenartigen Abfallstoffe sowie der Brennstoffe können jede für sich allein ausgeführt oder als kombinierte Zwei- oder Mehr stoffdüsen ausgebildet sein und in den Schmelzraum münden.
Zur kontinuierlichen und gleichmässigen Verteilung und Eintragung der Abfallstoffe rings um den Umfang der Schmelzraumwand muss nicht ein Ringteller der zuvor anhand der Zeichnung beschriebenen Art verwen det werden. Anstelle dieses Ringtellers könnten als Förder- und Verteileinrichtung auch Kratz- oder Vor schubelemente um den Schmelzraum herum angeordnet und entsprechenden Eintrittsöffnungen im oberen Teil der Schmelzraumwand zugeordnet werden. Der rotieren de Ringteller stellt indessen eine überaus einfache, gleich- wohl aber zur Erfüllung dieser wichtigen Förder- und Verteilfunktion besonders geeignete Lösung dar.
Anstatt den Ringteller, wie in der Zeichnung darge stellt und zuvor beschrieben, nach aussen hin mit einem Ringkanal (18) gasdicht zu umschliessen, in welchem die Lagerung und der Antrieb des Ringtellers untergebracht sind, könnte die erforderliche äussere. Abdichtung zwi schen dem ortsfesten Kanal 9 für die zugeführten Abfall stoffe und dem ihn unten begrenzenden rotierenden Ringteller auch durch sogenannte (Wassertassen er reicht werden, in welche am Ringteller angeordnete vertikale zylindrische Wandpartien eintauchen und auf diese Weise einen gasdichten Abschluss herstellen, wobei die Kühlwirkung des Wassers zugleich den Ringteller bis zu einem gewissen Grade vor Überhitzung schützen würde.
Indessen ist die in der Zeichnung dargestellte Tellerabdichtung mittels des Ringkanals 18 insofern besonders günstig, als auf die Wassertassen, d.h. nament lich das zusätzliche Medium Wasser, ganz verzichtet und die im System ohnehin vorhandenen kühlen Abgase durch ihr Vorbeistreichen unterhalb des gesamten Ring tellers zum vollwirksamen Schutz des letzteren vor übermässiger Erhitzung verwendet werden können.
Die Gestaltung der Vorrichtung ist also keineswegs an die in der Zeichnung dargestellte Ausführungsform ge bunden, sondern die Einzelheiten der Ausführung kön nen im Rahmen der Erfindung variiert werden.