Die Erfindung betrifft eine Beschickungsvorrichtung an einer Feuerungsanlage, wobei die Feuerungsanlage einen Ver brennungsraum umfasst und die Beschickungsvorrichtung eine ihr zugeordnete Einfülleinrichtung aufweist. Die Erfin dung betrifft auch ein Verfahren zum Betrieb der Beschik kungsvorrichtung.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung zum Beschicken und das erfindungsgemässe Verfahren zum Betrieb der Vorrich tung sind insbesondere für Feuerungsanlagen anwendbar, in welchen flüssige und feste Abfallstoffe verbrennbar sind, wobei zu verstehen ist, dass die festen Stoffe mit flüssigen
Stoffen getränkt sein können, wie beispielsweise mit Öl getränkte Erde.
Für eine einwandfreie Verbrennung und einen sicheren
Betrieb einer Feuerungsanlage sollte die Verbrennung im Verbrennungsraum gesteuert erfolgen, das heisst, es darf keine Falschluft in den Verbrennungsraum eintreten und die sich in der Einfülleinrichtung befindlichen, zu verbrennenden Stoffe sollten nicht der Gefahr eines vorzeitigen Entzündens ausgesetzt sein. Mit anderen Worten, die Einfülleinrichtung und der Verbrennungsraum sollten voneinander zu jeder Zeit luftseitig und brennstoffseitig getrennt sein, um Flammenrückschläge, Verpuffungen und Falschlufteintritt zu vermeiden.
Dies sind aber bei Feuerungsanlagen zur Verbrennung von Abfallstoffen, welche gemäss dem Stand der Technik ausgebildet sind, unvermeidbare Erscheinungen, so dass sie nicht einwandfrei betrieben werden können.
Obwohl feste Abfallstoffe mittels geeigneter Vorrichtungen, beispielsweise Walzenbrechern, vor ihrem Zuführen in die Einfüllvorrichtungen zerkleinert werden, sind sie, verglichen mit flüssigen Brennstoffen, wie beispielsweise Öl oder festen Brennstoffen, wie beispielsweise Kohlenstaub, verhältnismässig sperrig, weisen unterschiedliche räumliche Formen auf und sind bezüglich der Zusammendrückbarkeit der Charge sehr unterschiedlich. Dies hat zur Folge, dass die herkömmlichen entsprechenden Beschickungsvorrichtungen nicht derart ausgebildet sind, dass eine luft- und brennstoffseitige Trennung zwischen dem Verbrennungsraum und der Einfülleinrichtung gebildet ist.
Zusätzlich erfordern viele Abfallstoffe eine hohe Zündtemperatur, und die Verbrennung sollte unter derartig hohen Temperaturen erfolgen, dass auch Geruchstoffe zersetzt werden.
Aus diesem Grund ist das Auftreten der vorgenannten unerwünschten Erscheinungen, Flammenrückschläge, Verpuffungen, Falschlufteintritt noch verstärkt.
Zweck der Erfindung ist, die angeführten Nachteile zu beheben.
Die erfindungsgemässe Beschickungsvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel zum luft- und brennstoffseitigem Trennen des Verbrennungsraumes von der Einfülleinrichtung aufweist
Das Verfahren zum Betrieb der Beschickungsvorrichtung ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass das Füllgut in einer Einfülleinrichtung gebracht wird, dass ein Durchtritt von der Einfülleinrichtung zu einem ersten Bereich der Beschickungsvorrichtung, welcher vom Verbrennungsraum getrennt ist und in welchen das Füllgut hineinbewegt wird, geöffnet wird, dass der Durchtritt von der Einfülleinrichtung zum ersten Bereich der Beschickungsvorrichtung geschlossen wird, wobei dieser vom Verbrennungsraum abgetrennt verbleibt, dass das Füllgut in einen zweiten Bereich der Beschickungsvorrichtung bewegt wird,
welcher von der Einfülleinrichtung getrennt ist und mit dem Verbrennungsraum in unmittelbarer Verbindung steht, und dass das Füllgut in den Verbrennungsraum bewegt wird.
Die Mittel zum luft- und brennstoffseitigen Trennen des Verbrennungsraumes von der Einfülleinrichtung können zwei zusammenwirkende Einstosseinrichtungen aufweisen.
Diese können je eine Kolben-Zylindereinheit umfassen. Die eine Kolben-Zylindereinheit kann unmittelbar mit der Einfülleinrichtung und mittelbar mit dem Verbrennungsraum verbunden sein, und die andere Kolben-Zylindereinheit unmittelbar mit dem Verbrennungsraum und mittelbar mit der Einfülleinrichtung verbunden sein. Weiter kann die eine Einstosseinrichtung in die andere Einstosseinrichtung mündend angeordnet sein.
Die Einfülleinrichtung und die unmittelbar mit ihr verbundene Kolben-Zylindereinheit können zusammenwirkend als Abschereinrichtung ausgebildet sein. Der in den Verbrennungsraum der Feuerungsanlage hineinragende Zylinder der unmittelbar mit dem Verbrennungsraum verbundenen Kolben-Zylindereinheit kann von einem Raum umgeben sein, in welchen ein Kühlmittel einführbar ist, wobei dieses Kühlmittel Wasser sein kann. Weiter kann auch der Kolben der letztgenannten Kolben-Zylindereinheit Mittel aufweisen, um ihm ein Kühlmittel zuführen zu können, wobei dieses Kühlmittel ebenfalls Wasser sein kann.
Die Einstosseinrichtungen können miteinander wirkungsverbunden sein und hydraulisch betätigbar sein.
Die Feuerungsanlage kann einen Drehtrommelofen aufweisen, welcher zum Verbrennen von festen Abfallstoffen ausgebildet ist.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine Feuerungsanlage, welche die erfindungsgemässe Beschickungsvorrichtung aufweist,
Fig. 2 einen in senkrechter Richtung verlaufenden Schnitt durch die Beschickungsvorrichtung,
Fig. 3 einen in waagrechter Richtung verlaufenden Schnitt durch die Beschickungsvorrichtung.
Fig. 4-9 dieverschiedenen Verfahrensschritte des Beschickungsverfahrens.
Gemäss Fig. 1 weist die Feuerungsanlage einen Drehtrommelofen 1 mit einer Nachverbrennungseinrichtung 2 auf, welche mit einem Abgasreinigungsapparat 3 verbunden ist.
Dem Drehtrommelofen 1 ist eine Einfülleinrichtung 4 zugeordnet, welche mit einem Teil 5 der Beschickungsvorrichtung 5 fest verbunden ist. In den Verbrennungsraum 6 des Drehtrommelofens ragend, sind zur Erzeugung der notwendigen Wärme im Verbrennungsraum 6 zur Verbrennung der sich darin befindlichen Abfallstoffe Brennereinrichtungen 7 angeordnet. Ein weiterer Teil 5" der Beschickungsvorrichtung 5 ist zum Beschicken von Abfallstoffen flüssiger Form angeordnet
Der Drehtrommelofen 1 ist mit Antriebseinrichtungen, beispielsweise einem Motor 8, drehbeweglich antriebsverbunden und auf Drehrollen 9 drehbar gelagert. Das Füllgut wird in die trichterförmige Einfülleinrichtung 4 eingefüllt und mittels des Teiles 5' der Beschickungsvorrichtung 5, welche in einem Ofenkopf fest gelagert ist, in den Verbrennungsraum 6 des Drehtrommelofens 1 befördert.
Der Drehtrommelofen 1 ist auf einer schiefen Ebene gelagert, so dass nicht verbrennbare Feststoffe sich in Richtung der Nachverbrennungseinrichtung 2 bewegen und in dem darunter angeordneten Schlackenbehälter 11 gesammelt werden, von welchem sie dann zur Ablagerung entfernt werden.
Die Abgase strömen durch die Nachverbrennungseinrichtung 2 in den Abgasreinigungsapparat 3 und von dort durch einen Kamin 12 ins Freie.
In den Fig. 2 und 3 ist ein Ausführungsbeispiel der Beschickungsvorrichtung im einzelnen aufgezeigt.
Sie umfasst einen ersten Kolben 13, der in einem ersten Zylinder 14 hin- und herbeweglich angeordnet ist. Die Einfüll einrichtung 4, ein trichterförmiges Gefäss, ist mit dem ersten Zylinder 14 fest verbunden. Der erste Zylinder 14 weist in demjenigen Bereich, in welchem er mit der Einfülleinrichtung 4 verbunden ist, in seinem Mantel einen Durchtritt 15 auf, durch welchen das sich im Einfülltrichter 4 befindliche Füllgut 16 in den Innenraum des ersten Zylinders 14 eintreten kann. Der erste Kolben 13 weist einen zylinderförmigen Mantelteil 17 auf, mittels welchen der Durchtritt 15 absperrbar ist, so dass wenn der erste Kolben 13 sich in der in Fig.
3 aufgezeigten Lage befindet, kein Füllgut 16 aus dem Einfülltrichter 4 durch den Durchtritt 15 in den Innenraum des ersten Zylinders 14 eintreten kann. Weiterhin ist auf Grund des kleinen Spiels zwischen dem ersten Kolben 13 und dem ersten Zylinder 14 ein Durchströmen von Luft vom Einfülltrichter 4 zum Verbrennungsraum 6 verhindert. Der erste Kolben 13 ist mit einer bei 18 aufgeführten Betätigungseinrichtung steuerbar verbunden.
Gemäss Fig. 3 mündet der erste Zylinder 14 in einen zweiten Zylinder 19, der im Mündungsbereich des ersten Zylinders 14 in seinem Mantel einen Durchtritt 20 aufweist. Im zweiten Zylinder 19 ist ein zweiter Kolben 21 hin- und herbeweglich angeordnet. Dieser zweite Kolben 21 weist ebenfalls einen zylinderförmigen Mantelteil 22 auf, mittels welchen der Durchtritt 20 im Mündungsbereich des ersten Zylinders 14 absperrbar ist. Der zweite Zylinder 19 ist mittels einer schematisch aufgezeigten Einrichtung 23 betätigbar, welche von einer nicht aufgezeigten Steuereinrichtung gesteuert werden kann. Der zweite Kolben 21 ist hohl ausgebildet, so dass er mittels Wasser, welches durch die Leitungen 24, 25 zu- beziehungsweise wegströmt, gekühlt werden kann.
Der zweite Zylinder 19 mündet in den Verbrennungsraum 6 des Drehofens 7 und ist mit dem Ofenkopf 10 fest verbunden. Der zweite Zylinder 19 ist dort, wo er durch den Ofenkopf 10 und in den Verbrennungsraum 6 des Drehofens 7 ragt, von einem gleichachsig angeordneten, einen grösseren Durchmesser aufweisenden Kühlzylinder 26 umgeben.
Kühlwasser, welches durch den somit gebildeten zylindrischen Bereich 27 fliesst, dient zum Kühlen dieses Bereiches des zweiten Zylinders 19.
Die erfindungsgemässe Arbeitsweise der Beschickungsvorrichtung ist in den Fig. 4-9 aufgezeigt, in welchen die in der Fig. 3 dargestellte Zylinder-Kolben-Anordnung schematisch aufgezeigt ist.
In Fig. 4 ist die Ruhestellung der zwei Kolben 13 und 21 aufgezeigt. Der erste Kolben 13 befindet sich in seiner vorgeschobenen Lage V und der zweite Kolben 21 in seiner mittleren Lage M. Im Einfülltrichter 4 befindet sich das Füllgut 16, welches, weil der zylinderförmige Mantelteil 17 des ersten Kolbens 13 die Durchtrittsöffnung 15 absperrt, nicht in den Innenbereich des ersten Zylinders 14 eintreten kann.
Der nächste Arbeitsschritt ist in der Fig. 5 aufgezeigt.
Der zweite Kolben 21 ist in seiner Mittellage M geblieben.
Der Innenraum des ersten Zylinders 14 ist also vom Innenraum des zweiten Zylinders 19 mittels des zylinderförmigen Mantelteils 22 des zweiten Kolbens 21 getrennt. der bekanntlich mit dem Verbrennungsraum 6 des Drehofens 1 dauernd in Verbindung steht. Der erste Kolben 13 ist in seine zurückgezogene Lage A zurückgezogen, so dass der Durchtritt vom Einfülltrichter 4 in den Innenraum des ersten Zylinders 14 freigegeben ist und das Füllgut 16 in diesen Raum eintreten kann.
Gemäss Fig. 6 bewegt sich der erste Kolben 13 in seine Zwischenlage B, und der zweite Kolben 21 verbleibt weiter in seiner Zwischenlage M. Dadurch ist das Füllgut 16 sowohl vom Bereich des Einfülltrichters 4 als auch vom Bereich des Verbrennungsraumes 6 getrennt.
Der nächste Schritt ist in Fig. 7 aufgezeigt. Der zweite Kolben 21 hat sich in seine zurückgezogene Lage Z bewegt.
Der erste Kolben 13 hat sich in seine vorgeschobene Lage V bewegt und daher ist das Füllgut 16 in den Innenbereich des zweiten Zylinders 19 bewegt worden.
In Fig. 8 ist aufgezeigt, wie das Füllgut 16 durch Bewegen des zweiten Kolbens 21 in seine vorgeschobene Lage C in den Verbrennungsraum 6 geschoben wird.
Gemäss Fig. 9 hat sich der zweite Kolben 21 wieder in seine Mittellage M zurückgezogen.
Aus der somit aufgezeigten Arbeitsfolge ist es ersichtlich, dass während des Beschickens des Verbrennungsraumes 6 dieser brennstoffseitig und luftseitig zu keiner Zeit mit der Einfüllvorrichtung 4 in Verbindung steht und daher Flammenrückschläge, Verpuffungen und Falschlufteintritt wirkungsvoll verhindert sind.
Es ist zu bemerken, dass die Einrichtungen zum Steuern der Betätigungseinrichtung beider Kolben miteinander betrieblich verbunden und verriegelt sind, so dass es nicht möglich ist, dass eine gemäss dem Betrieb bezüglich einander falsche Lage der Kolben auftreten kann.
The invention relates to a charging device on a combustion system, the combustion system comprising a combustion chamber and the charging device having a filling device assigned to it. The inven tion also relates to a method of operating the loading device.
The inventive device for charging and the inventive method for operating the Vorrich device can be used in particular for firing systems in which liquid and solid waste materials are combustible, it being understood that the solid materials with liquid
Substances can be soaked, such as earth soaked with oil.
For perfect combustion and a safe one
In the operation of a combustion system, the combustion in the combustion chamber should be controlled, i.e. no false air may enter the combustion chamber and the substances to be burned in the filling device should not be exposed to the risk of premature ignition. In other words, the filling device and the combustion chamber should be separated from each other on the air side and fuel side at all times in order to avoid flashbacks, deflagrations and the entry of false air.
However, these are unavoidable phenomena in combustion systems for incinerating waste materials, which are designed according to the state of the art, so that they cannot be operated properly.
Although solid waste materials are crushed by means of suitable devices, for example roller crushers, before they are fed into the filling devices, they are relatively bulky compared to liquid fuels such as oil or solid fuels such as coal dust, have different spatial shapes and are in relation to the Compressibility of the batch varies widely. This has the consequence that the conventional corresponding charging devices are not designed in such a way that an air-side and fuel-side separation is formed between the combustion chamber and the filling device.
In addition, many waste materials require a high ignition temperature, and the incineration should take place at such high temperatures that odorous substances are also decomposed.
For this reason, the occurrence of the aforementioned undesirable phenomena, flashbacks, deflagrations and the entry of false air is even more pronounced.
The purpose of the invention is to remedy the disadvantages mentioned.
The charging device according to the invention is characterized in that it has means for separating the combustion chamber from the filling device on the air and fuel side
The method for operating the charging device is characterized according to the invention in that the filling material is brought into a filling device, that a passage from the filling device to a first area of the charging device, which is separated from the combustion chamber and into which the filling material is moved, is opened, that the passage from the filling device to the first area of the charging device is closed, this remaining separated from the combustion chamber so that the filling material is moved into a second area of the charging device,
which is separated from the filling device and is in direct connection with the combustion chamber, and that the filling material is moved into the combustion chamber.
The means for separating the combustion chamber from the filling device on the air and fuel side can have two interacting pushing devices.
These can each include a piston-cylinder unit. One piston-cylinder unit can be connected directly to the filling device and indirectly to the combustion chamber, and the other piston-cylinder unit can be connected directly to the combustion chamber and indirectly to the filling device. Furthermore, the one pushing device can be arranged so that it opens into the other pushing device.
The filling device and the piston-cylinder unit directly connected to it can be designed interactively as a shearing device. The cylinder of the piston-cylinder unit which is directly connected to the combustion chamber and protrudes into the combustion chamber of the combustion system can be surrounded by a space into which a coolant can be introduced, this coolant being water. Furthermore, the piston of the last-mentioned piston-cylinder unit can also have means in order to be able to supply it with a coolant, wherein this coolant can also be water.
The push-in devices can be functionally connected to one another and can be actuated hydraulically.
The combustion system can have a rotary drum furnace, which is designed for burning solid waste materials.
The invention is explained in more detail below using the drawings, for example. Show it:
1 shows a schematic longitudinal section through a furnace system which has the charging device according to the invention,
2 shows a section through the loading device running in the vertical direction,
3 shows a section through the loading device running in the horizontal direction.
Figures 4-9 show the various steps of the loading process.
According to FIG. 1, the furnace has a rotary drum furnace 1 with an afterburning device 2, which is connected to an exhaust gas cleaning apparatus 3.
The rotary drum furnace 1 is assigned a filling device 4 which is firmly connected to a part 5 of the charging device 5. Projecting into the combustion chamber 6 of the rotary drum furnace, burner devices 7 are arranged to generate the necessary heat in the combustion chamber 6 for the combustion of the waste materials located therein. Another part 5 ″ of the loading device 5 is arranged for loading waste materials in liquid form
The rotary drum furnace 1 is drive-connected to drive devices, for example a motor 8, in a rotatable manner and is rotatably mounted on rotating rollers 9. The filling material is filled into the funnel-shaped filling device 4 and conveyed into the combustion chamber 6 of the rotary drum furnace 1 by means of the part 5 ′ of the charging device 5, which is fixedly mounted in a furnace head.
The rotary drum furnace 1 is mounted on an inclined plane so that non-combustible solids move in the direction of the afterburning device 2 and are collected in the slag container 11 arranged below, from which they are then removed for deposition.
The exhaust gases flow through the afterburning device 2 into the exhaust gas purification apparatus 3 and from there through a chimney 12 to the outside.
In FIGS. 2 and 3, an exemplary embodiment of the loading device is shown in detail.
It comprises a first piston 13 which is arranged to be movable to and fro in a first cylinder 14. The filling device 4, a funnel-shaped vessel, is firmly connected to the first cylinder 14. In the area in which it is connected to the filling device 4, the first cylinder 14 has a passage 15 in its jacket, through which the filling material 16 located in the filling funnel 4 can enter the interior of the first cylinder 14. The first piston 13 has a cylindrical jacket part 17, by means of which the passage 15 can be shut off, so that when the first piston 13 is in the position shown in FIG.
3 is located, no filling material 16 can enter the filling funnel 4 through the passage 15 into the interior of the first cylinder 14. Furthermore, due to the small play between the first piston 13 and the first cylinder 14, a flow of air from the filling funnel 4 to the combustion chamber 6 is prevented. The first piston 13 is controllably connected to an actuating device listed at 18.
According to FIG. 3, the first cylinder 14 opens into a second cylinder 19 which has a passage 20 in its jacket in the area of the opening of the first cylinder 14. In the second cylinder 19, a second piston 21 is arranged to be movable to and fro. This second piston 21 also has a cylindrical jacket part 22, by means of which the passage 20 in the mouth area of the first cylinder 14 can be shut off. The second cylinder 19 can be actuated by means of a device 23 shown schematically, which can be controlled by a control device not shown. The second piston 21 is hollow, so that it can be cooled by means of water which flows in and out through the lines 24, 25.
The second cylinder 19 opens into the combustion chamber 6 of the rotary kiln 7 and is firmly connected to the furnace head 10. The second cylinder 19, where it protrudes through the furnace head 10 and into the combustion chamber 6 of the rotary kiln 7, is surrounded by a coaxially arranged, larger diameter cooling cylinder 26.
Cooling water which flows through the cylindrical area 27 thus formed is used to cool this area of the second cylinder 19.
The method of operation of the charging device according to the invention is shown in FIGS. 4-9, in which the cylinder-piston arrangement shown in FIG. 3 is shown schematically.
In Fig. 4, the rest position of the two pistons 13 and 21 is shown. The first piston 13 is in its advanced position V and the second piston 21 in its middle position M. The filling material 16 is located in the filling funnel 4, which, because the cylindrical casing part 17 of the first piston 13 closes the passage opening 15, does not enter the Inside the first cylinder 14 can enter.
The next working step is shown in FIG.
The second piston 21 has remained in its central position M.
The interior of the first cylinder 14 is therefore separated from the interior of the second cylinder 19 by means of the cylindrical casing part 22 of the second piston 21. which is known to be permanently connected to the combustion chamber 6 of the rotary kiln 1. The first piston 13 is withdrawn into its retracted position A, so that the passage from the filling funnel 4 into the interior of the first cylinder 14 is released and the filling material 16 can enter this space.
According to FIG. 6, the first piston 13 moves into its intermediate position B, and the second piston 21 remains in its intermediate position M. As a result, the filling material 16 is separated from both the area of the filling funnel 4 and the area of the combustion chamber 6.
The next step is shown in FIG. The second piston 21 has moved into its retracted position Z.
The first piston 13 has moved into its advanced position V and therefore the filling material 16 has been moved into the interior of the second cylinder 19.
8 shows how the filling material 16 is pushed into the combustion chamber 6 by moving the second piston 21 into its advanced position C.
According to FIG. 9, the second piston 21 has withdrawn into its central position M again.
From the sequence of operations thus shown, it can be seen that while the combustion chamber 6 is being charged, it is at no time in contact with the filling device 4 on the fuel side or on the air side and therefore flashbacks, deflagrations and the entry of false air are effectively prevented.
It should be noted that the devices for controlling the actuation device of both pistons are operatively connected to one another and locked so that it is not possible for the pistons to be incorrectly positioned with respect to one another in accordance with the operation.