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PATENTANSPRÜCHE
1. Kombinierter Verbrennungs- und Schmelzofen für feste, teigige und flüssige Abfallstoffe, mit einer als Auflage für das Brenngut dienenden, mit feuerfestem Material ausgekleideten Trommel, die mit horizontaler oder geneigter Längsachse auf Rollen drehbar gelagert und um diese Achse zur Umwälzung des Brenngutes durch einen Antrieb in eine hin- und herschwenkende Bewegung versetzbar ist, wobei eine Beschickungsvorrichtung für die festen Abfallstoffe an einer Stirnseite der Trommel angeordnet ist und die Trommel im Bereich ihres hinteren Endes mit einer stehend angeordneten, ortsfesten Nachbrennkammer in Verbindung steht, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
a) eine ausserhalb der mit einer Beschickungsöffnung (12) versehenen hinteren Stirnwand (2c) der Trommel (2) angeordnete, nach vorne kippbare Beschickungsvorrichtung (4) zur chargenweisen Beschickung des Ofens (1) mit den festen sowie in Fässer (14) gefüllten Abfallstoffen; b) einen Brenner (3) für die flüssigen Abfallstoffe, der koaxial zur Trommelachse (A2) an einem am vorderen Ende der Trommel (2) fest angebrachten Brennerstutzen (8) angeordnet ist; c) eine Nachbrennkammer (5), deren Fuss (5a) mit einem Gaseintrittsstutzen (23) versehen ist, dessen Eintrittsöffnung (22) während der Schaukelbewegung der Trommel (2) mit einer an deren oberem Teil (2a) vorgesehenen Gasaustrittsöffnung (24) in ständiger Verbindung steht; d) eine feuerfeste Ausmauerung (9) und Isolierung des oberen Teiles (2a) der Trommel (2) und des unter b) erwähnten Brennerstutzens (8);
e) eine Auskleidung (10) des unteren Teiles (2b) der Trommel (2) mit einem feuerfesten keramischen Material und ausserhalb von diesem angeordnete, gegen den Umfang der Trommel (2) gerichtete stationäre Wassersprühdüse (11), und f) ein mit Wasser gefülltes Granulierbecken (6), über das zur diskontinuierlichen Abführung der geschmolzenen Verbrennungsrückstände aus der Trommel (2) die unter c) erwähnte Gasaustrittsöffnung (24) durch eine 1800-Drehung der Trommel (2) aus ihrer Mittelstellung schwenkbar ist.
2. Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die im wesentlichen zylindrisch ausgebildete Trommel (2) an ihrem äusseren Umfang (P2) durch eine in Richtung der Trommelachse (A2) verlaufende Stufung (2s) abgesetzt ist und die Auskleidung (10) des unteren Trommelteils (2b) eine entsprechend der Stu fungstiefe geringere Stärke aufweist als die Mauerstärke der feuerfesten Ausmauerung (9) des oberen Trommelteils (2a), wobei die Trommel (2) einen zur Trommelachse (A2) koaxialen zylindrischen Feuerraum (F2) besitzt.
3. Ofen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stufung (2s) der Trommel (2) in deren horizontaler Achsenebene (H2) angeordnet ist und der obere und untere Tommelteil (2a, 2b) mit verschiedenen Aussendurchmessern halbzylindrisch ausgebildet sind.
4. Ofen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der untere Trommelteil (2b) mit einer ringsektorförmigen Stütz- und Laufunterlage (2e) für die Trag- und Laufrollen (7a) der Trommel (2) versehen ist, wobei der Aussendurchmesser (2f) der Unterlage (2e) dem Aussendurchmesser des oberen Trommelteiles (2a) entspricht.
5. Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Brenner (3) für die flüssigen Abfallstoffe axial verstellbar ist.
6. Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die um eine horizontale Achse (13) schwenkbare, behälterartig ausgebildete Beschickungsvorrichtung (4) einen kolbenartig verschiebbaren Aufnahmeteller (15) aufweist, der mit einer Stossstange (16) versehen ist, die in einer am Boden (4a) der Vorrichtung angebrachten Führungshülse (17) axial verschiebbar geführt ist, und dass das hintere Ende der Trommel (2) durch ein ortsfestes Gehäuse (19) abgeschlossen ist, das auch die Beschikkungsvorrichtung (4) umschliesst und in dessen Rückwand (19a) eine Betätigungsstange (18) für die Beschickungsvorrichtung (4) axial verschiebbar geführt ist.
7. Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gaseintrittsstutzen (23) der Nachbrennkammer (5) durch zwei die Trommel (2) von oben her umfassende Wangen (25) erweitert ist, wobei die beiden Wangen (25) entsprechend dem Trommelumfang (P2) zylindrisch gestaltet und in Richtung derTrommelachse (A2) entsprechend der lichten Weite (W) der Gasein trittsöffnung (22) der Nachbrennkammer (5) voneinander distanziert sind, und dass der obere Teil einer dem Granulierbecken (6) zugeordneten Tauchschurre (29) sich von unten her an die beiden Wangen (25) anschliesst.
8. Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Fuss (5a) der Nachbrennkammer (5) mit Verbrennungsluftdüsen (26) und einem Brenner (28) für Heizöl, Gas oder flüssige Abfallbrennstoffe versehen ist.
Die Erfindung bezieht sich auf einen kombinierten Verbrennungs- und Schmelzofen für feste, teigige und flüssige Abfallstoffe, mit einer als Auflage für das Brenngut dienenden, mit feuerfestem Material ausgekleideten Trommel, die mit horizontaler oder geneigter Längsachse auf Rollen drehbar gelagert und um diese Achse zur Umwälzung des Brenngutes durch einen Antrieb in eine hin- und herschwenkende Bewegung versetzbar ist, wobei eine Beschickungsvorrichtung für die festen Abfallstoffe an einer Stirnseite der Trommel angeordnet ist und die Trommel im Bereich ihres hinteren Endes mit einer stehend angeordneten, ortsfesten Nachbrennkammer in Verbindung steht.
Bei einem bereits bekannten Ofen dieser Art, der ausschliesslich zur Verbrennung der Abfallstoffe dient, ist zur kontinuierlichen Beschickung des Ofens mit den Abfallstoffen eine Beschik kungsvorrichtung an der mit einer Beschickungsöffnung versehenen vorderen, höher gelegenen Stirnwand der eine Schaukelbewegung ausführenden Trommel angeordnet, während das hintere, offene Ende der mit feuerfestem Material ausgekleideten Trommel in die stehend angeordnete, aus feuerfestem Material gemauerte ortsfeste Nachbrennkammer mündet,
wobei an der oberen Mantelpartie der in der Mittellage ihrer Schaukelbewegung stehenden Ofentrommel im Bereich ihrer vertikalen Mittelebene auf mindestens einem Teil der Mantellänge eine oder mehrere Reihen von Düsen zur Einführung der Verbrennungsluft angeordnet sind (Schweizer Patentschrift Nr.
440526)
Es ist auch schon ein kombinierter Verbrennungs- und Schmelzofen zur Verbrennung von Abfällen aller Art, insbesondere Müll, bekannt geworden, bei dem eine mit einer Überlaufkante zur Abführung der schmelzflüssigen Schlacke versehene muldenförmige Unterlage für das Brenngut in einer in den vorderen Teil des Ofens eingebauten Wanne mit horizontaler oder geneigter Längsachse angeordnet und diese Wanne um ihre Längsachse schwenkbar gelagert ist, wobei mit Sauerstoff angereicherte, vorerhitzte Verbrennungsluft durch in der oberen Wandpartie des vorderen Ofenteils eingebaute, von oben gegen die Mulde gerichtete Düsen in den Feuerraum des Ofens eingeblasen wird (Schweizer Patentschrift Nr. 411198).
Bei diesen bekannten Öfen zur ausschliesslichen Verbrennung bzw. kombinierten Verbrennung und Schmelzung von Abfallstoffen besteht jedoch der Nachteil, dass, vor allem wegen der unterschiedlichen Verbrennungsgeschwindigkit der verschiedenartigen Abfallstoffe, die dem Ofen nachgeschalteten Aggregate.
wie Abhitzekessel, Rauchgasreinigerund Saugzuganlage, mit einer stark schwankenden, d. h. ungleichmässigen Rauchgasmenge beaufschlagt werden, was sich namentlich bei der für eine bestimmte, möglichst konstant bleibende Durchsatz- und Wärmeleistung ausgelegten Wärmeverwertung (Abhitzekessel) recht
ungünstig auswirkt, aber auch bei den anderen, dem Ofen nachgeschalteten Aggregate im Hinblick auf deren entsprechend dem maximalen Gasdurchsatz zu bemessenden Grösse unerwünscht ist.
Zweck der Erfindung ist, diesen Nachteil zu beseitigen, und es liegt ihr daher die Aufgabe zugrunde, einen kombinierten Verbrennungs- und Schmelzofen der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem trotz der aus dem verschiedenartigen Brennverhalten und der unterschiedlichen Beschaffenheit der verschiedenen Abfallstoffe, wie z. B. deren Heizwerte, Feuchtigkeitsgehalte und Anteile an unverbrennlichen Ballaststoffen, resultierenden unterschiedlichen Verbrennungsgeschwindigkeit eine im Ofenbetrieb praktisch gleichbleibende Rauchgasmenge erreicht und dadurch auch eine gleichmässige Belastung der dem Ofen nachgeschalteten Aggregate, wie Kessel, Wäscher und Saugzuganlage, erzielt werden soll.
Demgemäss betrifft die Erfindung einen kombinierten Verbrennungs- und Schmelzofen der eingangs genannten Art, der erfindungsgemäss gekennzeichnet ist durch folgende Merkmale: a) eine ausserhalb der mit einer Beschickungsöffnung versehenenhinteren Stirnwand derTrommel angeordnete, nach vorne kippbaren Beschickungsvorrichtung zur chargenweisen B eschik- kung des Ofens mit den festen sowie in Fässer gefüllten Abfallstoffen; b) einen Brenner für die flüssigen Abfallstoffe, der koaxial zur Trommelachse an einem am vorderen Ende der Trommel fest angebrachten Brennerstutzen angeordnet ist; c) eine Nachbrennkammer, deren Fuss mit einem Gaseintrittsstutzen versehen ist, dessen Eintrittsöffnung während der Schaukelbewegung der Trommel mit einer an deren oberem Teil vorgesehenen Gasaustrittsöffnung in ständiger Verbindung steht;
d) eine feuerfeste Ausmauerung und Isolierung des oberen Teiles der Trommel und des unter b) erwähnten Brennerstutzens; e) eine Auskleidung des unteren Teiles der Trommel mit einem feuerfesten keramischen Material und ausserhalb von diesem angeordnete, gegen den Umfang der Trommel gerichtete stationäre Wassersprühdüsen, und f) ein mit Wasser gefülltes Granulierbecken, über das zur diskontinuierlichen Abführung der geschmolzenen Verbrennungsrückstände aus der Trommel die unter c) erwähnte Gasaustrittsöffnung durch eine 1800-Drehung der Trommel aus ihrer Mittelstellung schwenkbar ist.
Dadurch wird erreicht, dass die dem Ofen nachgeschalteten Aggregate nunmehr mit einem im Gasvolumen gleichbleibenden Rauchgasstrom beaufschlagt werden, was im Vergleich zu den konventionellen Öfen kleinere und daher auch weniger kostenaufwendige Nachschaltaggregate ermöglicht, wobei namentlich für den Abhitzekessel auch wesentlich günstiger Betriebsbedingungen erreicht werden.
Weitere Merkmale des Ofens nach der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen hervor, in denen ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Ofens, das auch seine Wirkungsweise veranschaulicht, schematisch dargestellt sind. Es zeigen:
Fig. 1 einen kombinierten Verbrennungs- und Schmelzofen für feste, teigige und flüssige Abfallstoffe, in einem vertikalen Längsschnitt nach der Linie I-I der Fig. 2, und
Fig. 2 den Ofen der Fig. 1, in einem vertikalen Querschnitt nach der Linie II-II der Fig. 1.
In Fig. 1 besteht ein allgemein mit 1 bezeichneter kombinierter Verbrennungs- und Schmelzofen für feste, teigige und flüssige Abfallstoffe im wesentlichen aus einer während des Betriebes eine Schaukelbewegung ausführenden Trommel 2, die vorne mit einem Brenner 3 für flüssige und hinten mit einer kippbaren Beschickungsvorrichtung 4 für feste sowie in Fässer gefüllte teigige Abfallstoffe versehen ist, und die im Bereich ihres hinteren Endes mit einer stehend angeordneten, stationären Nachbrennkammer 5 in Verbindung steht und durch eine 1800.
Drehung aus ihrer Mittellage zur diskontinuierlichen Abführung der geschmolzenen Verbrennungsrückstände über ein mit Wasser gefülltes Granulierbecken 6 schwenkbar ist. Dabei bilden die Trommel 2 und die Nachbrennkammer 5 die Hauptteile des kombinierten Verbrennungs- und Schmelzofens 1.
Die Trommel 2 ist hier z. B. mit einer zur Horizontalen nach hinten abfallend geneigten Längsachse A2 auf Rollen 7, 7a drehbar gelagert und um diese Achse A2 zur Umwälzung des in der Trommel befindlichen Brenngutes durch einen in Fig. 1 der grösseren Deutlichkeit wegen nicht dargestellten Antrieb in eine hin- und herschwenkende Bewegung versetzbar. Der Schwenkwinkel ader Schaukelbewegung der Trommel 2 beträgt hier z. B.
90 , wobei also die Trommel 2 aus ihrer in Fig. 1 dargestellten Mittelstellung um je einen Winkel ,13 von 45" nach beiden Seiten hin- undherschwenkt (vgl. Fig. 2). Der Trommelantrieb, der möglichst einfach sein soll, erfolgt vorzugsweise durch einen Seilzug, der nach bekannter Art durch einen hydraulischen oder pneumatischen Antrieb bewegt werden kann.
Die Trommel 2 ist an ihrem vorderen, höher gelegenen Ende mit einem koaxial zur Trommelachse A2 angeordneten Brennerstutzen 8 versehen, an dessen vorderer Stirnwand 8a, dieser gegenüber abgedichtet, der stationäre Brenner 3 für die flüssigen Abfallstoffe, wie z. B. Lösemittel, Altöle oder Wasser/Öl Gemische, gleichfalls koaxial zur Trommelachse A2 angeordnet ist. Durch den Brenner 3 wird auch die Verbrennungsluft in die Trommel 2 eingeblasen. Das Gehäuse des Brenners 3, der hier mittels Rollen 3a auf einer Geradführung3b verschiebbar gelagert ist, kann zur axialen Verstellung des Brenners 3 in eine in Fig. 1 mit strichpunktiert gezeichneten Linien angedeutete hintere Grenzlage gebracht werden.
Der obere Teil 2a der Trommel 2 sowie der bei ihrer Schaukelbewegung mitbewegte Brennerstutzen 8 sind mit feuerfestem Material 9 ausgemauert und isoliert, während der halbzylindrische untere Trommelteil 2b mit einer feuerfesten Auskleidung 10, deren Dicke erheblich geringer ist als die Wandstärke der Ausmauerung 9, versehen ist (vgl. auch Fig. 2) und an seiner Aussenseite mittels Wasser aus Sprühdüsen 11 gekühlt wird.
Durch die wassergekühlte Auskleidung 10 wird gewährleistet, dass sich im Betrieb des Ofens 1 während der Schmelzphase ein Schlackenfilm aus erstarrter Schlacke an der Bestampfungsoberfläche bildet, der verhindert, dass die Auskleidung 10 durch flüssige Schlacke zerstört wird. Ein Stahlblechmantel 2d umschliesst die Trommel 2 samt ihrem Brennerstutzen 8.
Der Übergang von der feuerfesten Ausmauerung 9 der Trommel 2 zu deren in der Dicke erheblich schwächeren Auskleidung 10 wird durch eine aussen am Trommelumfang vorgesehene Stufung (2s in Fig. 2) des zylindrischen Trommelmantels 2d gebildet, wobei der halbzylindrische untere Trommelteil 2b einen wesentlich kleineren Aussendurchmesser aufweist als der gleichfalls halbzylindrische obere Trommelteil 2a, was aus Fig. 2 besonders deutlich hervorgeht. Dadurch, dass diese Durchmesser-Stufung nicht im Innern der Trommel 2, sondern aussen an deren äusserem Mantel 2d angeordnet ist, wird trotz der oben und unten unterschiedlichen Wandstärken der Trommel 2 ein stufenloser, in bezug auf die Tommelachse A2 vollständig symmetrischer zylindrischer Feuerraum F2 für die Trommel 2 ermöglicht (vgl. auch Fig. 2).
Damit nun die Trommel 2, wie später anhand von Fig. 2 mehr im einzelnen erläutert werden soll, ausser ihrer hin- und herschwenkenden Schaukelbewegung mit der Schwenkamplitude von 90" auch noch eine nur von Zeit zu Zeit erfolgende Schwenkung um 1800 zwecks diskontinuierlicher Entleerung der geschmolzenen Verbrennungsrückstände ins Granulierbecken 6 ausführen kann, ist an ihrem halbzylindrischen unteren Teil 2b eine gleichfalls halbzylindrische, ringsektorförmige Stütz- und Laufunterlage 2e vorgesehen, deren Aussendurchmesser 2f ge nauso gross ist wie der Aussendurchmesser des oberen Trommelteils 2a, was insbesondere aus Fig. 2 deutlich hevorgeht.
Daher läuft die Trommel 2 bei ihrer 180oEntleerungsschwenkung zunächst mit dem Aussendurchmesser 2f der fest, aber vorzugsweise lösbar an der Trommel angebrachten Stütz- und Laufunterlage 2e und dann anschliessend auf dem Aussendurchmesser ihres halbzylindrischen oberen Trommelteils 2a auf den Tragrollen 7a, was Fig. 2 ebenfalls deutlich erkennen lässt.
Die kippbare Beschickungsvorrichtung 4 ist ausserhalb der mit einer zentralen Beschickungsöffnung 12 versehenen hinteren Stirnwand 2c der Trommel 2 auf horizontal angeordneten Lagerzapfen 13 schwenkbar gelagert und durch die Öffnung 12 hindurch um 90 in Richtung des Pfeiles R4 nach vorne in die Trommel 2 einkippbar, wie dies in Fig. 1 durch die mit strichpunktiert gezeichneten Linien angedeutete Einkipplage 4' der Beschickungsvorrichtung 4 veranschaulicht ist. Die behälterartig ausgebildete Beschickungsvorrichtung 4 dient zur Aufnahme von und zur chargenweisen Beschickung der Trommel 2 mit festen sowie in Fässer 14 gefüllten Abfallstoffen, und sie ist dazu mit einem kolbenartig verschiebbaren Aufnahmeteller 15 versehen.
Dieser Teller 15 besitzt eine nach unten ragende Stossstange 16, die in einer am Boden 4a der Beschickungsvorrichtung 4 angebrachten Führungshülse 17 axial verschiebbar geführt ist. Wenn die Beschickungsvorrichtung 4 in die Trommel 2 eingekippt wird, so schwenkt das freie untere Ende der Stossstange 16 auf einem Kreise in Richtung der Pfeillinie R16 in die in Fig. 1 mit strichpunktiert gezeichneten Linien angedeutete Beschickungslage 16' nach oben, in der sie samt dem Teller 15 mittels einer axial nach vorne bewegbaren Betätigungsstange 18 nach vorne gestossen werden kann, wodurch. B. das nunmehr vor dem Teller 15 liegende Fass 14 bzw. der in der Beschickungsvorrichtung 4 befindliche Abfallstoff nach vorne ins Innere der Trommel 2 gestossenwerden kann.
Das hintere Ende der Trommel 2 ist durch ein ortsfestes Abschlussgehäuse 19, das auch die kippbare Beschickungsvorrichtung 4 umschliesst, gegen das Eindringen von Falschluft abgedichtet, wobei die Betätigungsstange 18 in einer in der Gehäuserückwand 19a dicht eingesetzten Führungshülse 20 axial verschiebbar geführt ist.
Die stationäre Nachbrennkammer 5, die ebenfalls mit einer feuerfesten Ausmauerung 9 versehen und mit ihrem Fuss 5a auf einem aus Stahlbauprofilen errichteten Gerüst 21 stehend aufgesetzt ist, steht über die Öffnung 22 eines unteren Gaseintrittsstutzens 23 der Nachbrennkammer während der Schaukelbewegung der Trommel 2 mit einer im oberen Teil 2a der Trommel 2 angeordneten Gasaustrittsöffnun g 24 ständig in einer nach aussen hin gasdichten Verbindung.
Dazu ist der Gaseintrittsstutzen 23 der Nachbrennkammer 5 nach unten hin mittels zweier, die Trommel 2 von oben her umfassender taschenartiger Wangen 25 haubenartig erweitert, wobei diese beiden Wangen 25 entsprechend dem Umfang der Trommel 2 zylindrisch ausgebildet sind, in Richtung der Trommelachse A2 hintereinander liegen und entsprechend der lichten Weite W der Gaseintrittsöffnung 22 der Nachbrennkammer 5 voneinander distanziert sind (vgl. auch Fig.
2). Der untere, zylindrisch erweiterte Teil der Gaseintrittsöffnung 22 ist in seiner Grösse, Form und Lage der Grösse, Form und Schwenkamplitude der hin- und herschwenkenden Gasaus trittsöffnung 24 der die Schaukelbewegung ausführenden Trommel 2 angepasst (vgl. Fig. 2).
Verbrennungsluftdüsen 26 sind zwecks einer etwa notwendig werdenden Verlagerung der Verbrennung aus der Trommel 2 in die Nachbrennkammer 5 im unteren Teil der Nachbrennkammer angeordnet und an eine gemeinsame Ringleitung 27 für die einzuführende Verbrennungsluft angeschlossen. Der besondere Zweck dieser Düsen 26 soll später bei Erläuterung des Ofenbetriebes mehr im einzelnen dargelegt werden. Ein Brenner 28, der mit Heizöl oder Gas betrieben werden kann, ist gleichfalls im unteren Teil der Nachbrennkammer 5 vorgesehen und dient zur Aufrechterhaltung der Zündung der als Pyrolysegase aus der Trommel 2 in die Nachbrennkammer 5 einströmenden Rauchgase. Eine obere Gasaustrittsöffnung 5b der Nachbrennkammer 5 führt die Abgase aus dem Ofen 1 in das nachgeschaltete Aggregat, z. B. einen Strahlungskühler. Ein Blechmantel 5c umschliesst das Mauerwerk 9 der Nachbrennkammer 5.
Ein Tauchrohrstutzen 29, d. h. eine sogenannte Tauchschurre schliesst sich oben an den unteren Enden der beiden zylindrischen Wangen 25 des Brennkammer-Eintrittsstutzens 23 an (vgl.
auch Fig. 2) und taucht mit seinem freien unteren Ende 29a in das Wasserbad 6a des Granulierbeckens 6 etwas ein, wodurch ein unerwünschtes Eindringen kalter Falschluft von unten her in die Trommel 2 und/oder die Nachbrennkammer 5 vermieden wird.
In Fig. 2 ist die nach aussen hin praktisch dichte Verbindung zwischen der hin- und herschwenkenden Gasaustrittsöffnung 24 der schaukelnden Trommel 2 und der Gaseintrittsöffnung 22 der stationären Nachbrennkammer 5 in einem Vertikalschnitt durch den Ofen 1 dargestellt. Die vertikale Längsmittelebene des Ofens 1 ist in Fig. 2 mit El bezeichnet. Von den beiden in bezug auf die Trommelachse A2 hintereinanderliegenden zylindrischen Wangen 25 ist aus Fig. 2 nur die vordere Wange ersichtlich. Die Wangen 25 bilden eine untere Fortsetzung des mit feuerfestem Material 9 ausgemauerten Gaseintrittsstutzens 23 der Nachbrennkammer 5 und umfassen haubenartig von oben her den halbzylindrischen oberen Teil 2a der Trommel 2.
Die aus Stahlblech bestehende Tauchschurre 29 schliesst sich von unten her an die beiden Wangen 25 an, wobei zwei obere zylindrische Randpartien 29b der Tauchschurre 29 (aus Fig. 2 ist nur die vordere Randpartie 29b ersichtlich) in ihrer Form dem äusseren Umfang P2 des halbzylindrischen unteren Trommelteils 2b angepasst sind (vgl. auch Fig. 1). Gemäss Fig. 1 ist nämlich der halbzylindrische untere Trommelteil 2b an seinem Umfang mit zwei gleichfalls halbzylindrischen, ringsektorförmigen Ansätzen 2g versehen, die an ihrem Umfang P2 den gleichen Aussendurchmesser aufweisen, wie der halbzylindrische obere Trommelteil 2a und der Abdichtung des oberen Teils der Tauchschurre 29 gegen das Eindringen von Falschluft von aussen her dienen.
Gemäss Fig. 2 steht die Trommel 2 momentan gerade in der Mittelstellung ihrer Schwenkbewegung mit dem Schwenkwinkel a von hier z. B. 90", wobei die vertikale Achsebene E2 der Trommel 2 mit der vertikalen Längsmittelebene El des Ofens 1 zusammenfällt. Die Gasaustrittsöffnung 24 der Trommel 2 ist beiderseits durch zwei schräge ebene Flächen 30 und 31 begrenzt, die hier in einem Winkel y von 90 , dessen Spitze S in der vertikalen Achsebene E2 der Trommel 2 unterhalb der Trommelachse A2 liegt, zueinander angeordnet sind und innerhalb der Mauerstärke der feuerfesten Ausmauerung 9 im oberen Trommelteil 2a den erforderlichen Durchbruch für die Gasaustrittsöffnung 24 der Trommel 2 bilden.
Der halbzylindrische untere Trommelteil 2b, der mit dem halbzylindrischen oberen Trommelteil 2a zwei in der horizontalen Achsebene H2 der Trommel 2 liegende Stufen 2s bildet und, wie der obere Trommelteil 2a, einschliesslich der Stufen 2s von dem Stahlblechmantel 2d umschlossen ist, wird im wesentlichen von der mittels der Wassersprühdüsen (11 inFig. 1) gekühlten halbzylindrischen Schicht der feuerfesten Auskleidung 10 gebildet, wobei diese Schicht 10 erheblich dünner ist als die Wandstärke des mit dem feuerfesten Material 9 ausgemauerten oberen Trommelteils 2a und hier z. B.
nur etwa ein Drittel der Mauerwandstärke des letzteren beträgt.
Wenn die Trommel 2 während ihrer Schaukelbewegung mit dem Schwenkwinkel a von 90" aus der in Fig. 2 dargestellten Mittelstellung in der Ebene El um den mit ss bezeichneten halben Schwenkwinkel von 45" nach links in ihre linke Grenzlage schwenkt, so schwenkt gleichzeitig die in Fig. 2 rechts gelegene kurze schräge Durchbruchsfläche 30 der Gasaustrittsöffnung 24 in eine vertikale obere Grenzlage, wie dies in Fig.
2 mit einer strichpunktiert gezeichneten Linie 30a angedeutet ist, und wenn andererseits die Trommel 2 aus ihrer Mittelstellung in der Ebene El um den halben Schwenkwinkel ss von 45" nach rechts in ihre rechte Grenziage schwenkt, so schwenkt gleichzeitig die links gelegene schräge Durchbruchsfläche 31 nach oben in eine in Fig.
2 gleichfalls mit einer strichpunktierten Linie angedeutete vertikale obere Grenzlage 31a. Dabei fluchten die in ihren vertikalen Grenzlagen 30a bzw. 31a stehenden beiden Flächen 30 und 31 der Gasaustrittsöffnung 24 der Trommel 2 mit den die Gaseintritts öffnung 22 der Nachbrennkammer 5 begrenzenden inneren Wandflächen 22a bzw. 22b des Gaseintrittsstutzens 23 der Nachbrennkammer 5. Die Gaseintrittsöffnung 22 der Nachbrennkammer 5 hat nämlich einen rechteckigen Querschnitt, dessen Längserstreckung quer zur Längsmittelebene El des Ofens 1 gerichtet ist und der Breite der Gasaustrittsöffnung 24 der Trommel 2 sowie deren Schwenkwinkel a von 90" angepasst ist.
Man erkennt somit, dass die hin- und herschwenkende Gasaustrittsöffnung 24 der schaukelnden Trommel 2 auch dann ein ungehindertes Einströmen der Pyrolysegase aus der Trommel 2 in die Nachbrennkammer 5 gestattet, wenn die Trommel 2 und damit auch deren Gasaustrittsöffnung 24 in den beiden Grenzlagen ihrer Schaukelbewegung stehen. Die Eintrittsöffnung 22 der stationären Nachbrennkammer 5 steht also während der Schaukelbewegung der Trommel 2 mit deren Gasaustrittsöffnung 24 in ständiger Verbindung.
Zur diskontinuierlichen Abführung der schmelzflüssigen Verbrennungsrückstände in das mit Wasser gefüllte Granulierbekken 6 führt die Trommel 2 ab und zu eine einmalige Schwenkung bis um 1800 aus ihrer in Fig. 2 gezeigten Mittelstellung in der vertikalen Ebene El aus und anschliessend selbstredend eine Rückschwenkung. Da die Tauchschurre 29 hier gemäss Fig. 2 aus der vertikalen Längsmittelebene El des Ofens 1 nach links versetzt ist, erfolgt diese Entleerungsbewegung der Trommel 2 gleichfalls nach links in Richtung des Drehrichtungspfeiles R2, d. h. in Blickrichtung der Fig. 2 im Gegenuhrzeigersinn.
In Fig. 2 ist auch die Lage der beiden Begrenzungsflächen 30 bzw. 31 der dann nach unten ragenden Verbrennungsgasaustrittsöffnung 24 nach beendeter 180 -Entleerungsschwenkung der Trommel 2 mit zwei strichpunktiert gezeichneten Linien 30' und 31' angedeutet.
Dies lässt im Verein mit der versetzten Lage der Tauchschurre 29 und dem asymmetrischen Querschnitt ihres oberen Teiles gemäss Fig. 2 erkennen, dass dadurch eine einwandfreie, vollständige Entleerung der Trommel 2 von den flüssigen Verbrennungsrückständen gewährleistet wird.
Der Betrieb des kombinierten Verbrennungs- und Schmelzofens 1 soll nun durch eine Beschreibung der Verbrennungs- und der Schmelzphase mehr im einzelnen erläutert werden, wie folgt:
1. Verbrennungsphase:
In dieser Phase werden die festen Abfallstoffe sowie die in Fässer 14 gefüllten festen oder pastösen Abfallstoffe mittels der kippbaren Beschickungsvorrichtung4 chargenweise dem Ofen 1 zugegeben. Die Verbrennungsluft wird durch den Brenner 3 in den vorderen Brennerstutzen 8 der Trommel 2 eingeblasen.
Durch die 90 -Schaukelbewegung der Trommel 2 wird in dieser eine intensive Umwälzung der Abfallstoffe bewirkt.
Wenn dem Ofen 1 Abfallstoffe zugegeben werden, die eine sehr hohe Verbrennungsgeschwindigkeit besitzen, so wird die Verbrennungsluft nicht mehr nur durch den Brenner 3, sondern ganz oder teilweise durch die Düsen 26 in die Nachbrennkammer 5 eingeblasen. Die in der Trommel 2 befindlichen Abfallstoffe werden dadurch einer Pyrolyse, d. h. einer Zersetzung bei hoher Temperatur oder thermischen Spaltung ausgesetzt, die auch als Trockendestillation bezeichnet wird. Die dabei entstehenden Gase verlassen als Pyrolysegase die schaukelnde Trommel 2 durch deren obere Gasaustrittsöffnung 24 und strömen dann in die Nachbrennkammer 2, wo sie gezündet werden. Damit wird erreicht, dass sich der Verbrennungsprozess aus der Trommel 2 in die Nachbrennkammer 5 verlagert und somit auch erst dort die Wärme entbunden wird.
Infolgedessen sinkt die Temperatur in der Trommel 2, wodurch die Pyrolyse des Brenngutes verlangsamt wird. Durch diese Massnahme wird erreicht, dass die dem Ofen 1 nachgeschalteten Aggregate, wie Abhitzekessel, Rauchgaswäscher und Saugzuganlage, mit einer praktisch gleichbleibenden Rauchgasmenge beaufschlagt werden können. Wenn diese Massnahme nicht dazu ausreichen sollte, einen gleichbleibenden Rauchgasstrom zu erzeugen, so kann über den Trommelbrenner 3 zusätzlich Wasser als Kühlmedium in die Trommel 2 eingedüst werden. Der Brenner 28, durch den Heiz- bzw. Altöl oder Gas in die Nachbrennkammer 5 eingeführt wird, dient zur Aufrechterhaltung der Zündung der Pyrolysegase.
2. Schmelzphase:
Sobald der untere Teil 2a der Trommel 2 mit den Verbrennungsrückständen der vorangegangenen Verbrennungsphasen sowie ev. mti Fässern 14 so weit gefüllt ist, dass die Trommel nicht mehr weiter mit Abfallstoffen beschickt werden kann, werden durch den Trommelbrenner 3 Lösemittel oder andere flüssige Brennstoffe, wie Öle oder Wasser/Öl-Gemische, eingedüst und in der Trommel 2 verbrannt. Durch die dabei erzeugten hohen Temperaturen werden die festen Verbrennungsrückstände geschmolzen und anschliessend durch eine Entleerungsschwenkung der Trommel 2 bis 180 über deren dann nach unten ragende Verbrennungsgasaustrittsöffnung 24 in das mit Wasser gefüllte Granulierbecken 6 entleert.
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PATENT CLAIMS
1.Combined combustion and melting furnace for solid, doughy and liquid waste materials, with a drum serving as a support for the firing material, lined with fireproof material, which is rotatably mounted on rollers with a horizontal or inclined longitudinal axis and about this axis for circulation of the firing material by a Drive can be set in a back and forth swiveling movement, a loading device for the solid waste materials being arranged on an end face of the drum and the drum in the area of its rear end being connected to a standing, stationary afterburning chamber, characterized by the following features:
a) an outside of the rear end wall (2c) of the drum (2), which is provided with a loading opening (12), and which can be tilted forwardly, for feeding the furnace (1) in batches with the solid and filled with barrels (14) waste materials ; b) a burner (3) for the liquid waste materials, which is arranged coaxially to the drum axis (A2) on a burner socket (8) fixedly attached to the front end of the drum (2); c) an afterburner chamber (5), the foot (5a) of which is provided with a gas inlet connection (23), the inlet opening (22) of which during the rocking movement of the drum (2) has a gas outlet opening (24) provided on its upper part (2a) permanent connection; d) a refractory lining (9) and insulation of the upper part (2a) of the drum (2) and the burner socket (8) mentioned under b);
e) a lining (10) of the lower part (2b) of the drum (2) with a refractory ceramic material and outside of this, against the circumference of the drum (2) directed stationary water spray nozzle (11), and f) a with water filled granulating tank (6), via which the gas outlet opening (24) mentioned under c) can be pivoted from its central position by 1800 rotation of the drum (2) for discontinuous removal of the molten combustion residues from the drum (2).
2. Oven according to claim 1, characterized in that the substantially cylindrical drum (2) is offset on its outer circumference (P2) by a step (2s) running in the direction of the drum axis (A2) and the lining (10) of the the lower drum part (2b) has a thickness that is lower than that of the stepping depth than the wall thickness of the refractory lining (9) of the upper drum part (2a), the drum (2) having a cylindrical combustion chamber (F2) coaxial with the drum axis (A2).
3. Furnace according to claim 2, characterized in that the step (2s) of the drum (2) is arranged in its horizontal axis plane (H2) and the upper and lower drum parts (2a, 2b) are of semi-cylindrical design with different outside diameters.
4. Oven according to claim 2, characterized in that the lower drum part (2b) is provided with an annular sector-shaped support and running support (2e) for the supporting and running rollers (7a) of the drum (2), the outer diameter (2f) the pad (2e) corresponds to the outside diameter of the upper drum part (2a).
5. Furnace according to claim 1, characterized in that the burner (3) for the liquid waste materials is axially adjustable.
6. Oven according to claim 1, characterized in that the about a horizontal axis (13) pivotable, container-shaped charging device (4) has a piston-like displaceable receiving plate (15) which is provided with a bumper (16) which in a Bottom (4a) of the guide sleeve (17) attached to the device is guided axially displaceably, and that the rear end of the drum (2) is closed off by a stationary housing (19) which also encloses the charging device (4) and in the rear wall (19a ) an actuating rod (18) for the loading device (4) is guided axially displaceably.
7. Oven according to claim 1, characterized in that the gas inlet connection (23) of the afterburning chamber (5) is expanded by two cheeks (25) comprising the drum (2) from above, the two cheeks (25) corresponding to the drum circumference ( P2) are cylindrical and are spaced from each other in the direction of the drum axis (A2) corresponding to the clear width (W) of the gas inlet opening (22) of the afterburning chamber (5), and that the upper part of a diving chute (29) assigned to the granulating basin (6) connects to the two cheeks (25) from below.
8. Furnace according to claim 1, characterized in that the foot (5a) of the afterburning chamber (5) is provided with combustion air nozzles (26) and a burner (28) for heating oil, gas or liquid waste fuels.
The invention relates to a combined combustion and melting furnace for solid, doughy and liquid waste materials, with a serving as a support for the firing material, lined with refractory material, the drum with horizontal or inclined longitudinal axis rotatably mounted on rollers and about this axis for circulation of the combustible material can be set into a swiveling movement by a drive, a loading device for the solid waste materials being arranged on an end face of the drum and the drum in the area of its rear end being connected to a stationary, arranged afterburning chamber.
In an already known furnace of this type, which is used exclusively for the combustion of the waste materials, a charging device is arranged on the front, higher end wall of the drum carrying out a rocking movement, provided with a loading opening, for the continuous loading of the waste materials, while the rear, open ends of the drum lined with refractory material open into the upright, arranged afterburning chamber made of refractory material,
whereby one or more rows of nozzles for introducing the combustion air are arranged on the upper part of the casing of the furnace drum, which is in the middle position of its rocking movement, in the region of its vertical central plane on at least part of the length of the casing (Swiss patent no.
440526)
A combined incinerator and smelting furnace for the combustion of all types of waste, in particular garbage, has also become known, in which a trough-shaped support for the firing material provided with an overflow edge for discharging the molten slag in a pan built into the front part of the furnace arranged with a horizontal or inclined longitudinal axis and this trough is pivotally mounted about its longitudinal axis, with oxygen-enriched, preheated combustion air being blown into the furnace combustion chamber through nozzles installed in the upper wall section of the front part of the furnace and directed upwards against the trough (Swiss patent specification No. 411198).
In these known furnaces for the exclusive combustion or combined combustion and melting of waste materials, however, there is the disadvantage that, mainly because of the different combustion speed of the different types of waste materials, the aggregates downstream of the furnace.
such as waste heat boilers, flue gas cleaners and suction systems, with a strongly fluctuating, i.e. H. uneven amount of flue gas is applied, which is particularly true for the heat recovery (waste heat boiler) designed for a certain throughput and heat output that remains as constant as possible
has an unfavorable effect, but is also undesirable in the case of the other units connected downstream of the furnace with regard to their size to be dimensioned in accordance with the maximum gas throughput.
The purpose of the invention is to eliminate this disadvantage, and it is therefore based on the object to provide a combined combustion and melting furnace of the type mentioned, with which despite the different combustion behavior and the different nature of the different waste materials, such as . B. their calorific values, moisture content and proportions of incombustible fiber, resulting different combustion speed a practically constant amount of flue gas is achieved in the furnace operation and thereby also a uniform load of the units downstream of the furnace, such as boiler, washer and suction system, is to be achieved.
Accordingly, the invention relates to a combined combustion and melting furnace of the type mentioned at the outset, which is characterized according to the invention by the following features: a) a charging device which is arranged outside the rear end wall of the drum and is tiltable to the front, for batchwise charging of the furnace with the solid and barrel-filled waste materials; b) a burner for the liquid waste materials, which is arranged coaxially to the drum axis on a burner socket fixedly attached to the front end of the drum; c) an afterburning chamber, the foot of which is provided with a gas inlet connection, the inlet opening of which is in constant communication with a gas outlet opening provided on the upper part thereof during the rocking movement of the drum;
d) fireproof brickwork and insulation of the upper part of the drum and the burner socket mentioned under b); e) lining the lower part of the drum with a refractory ceramic material and stationary water spray nozzles arranged outside of it and directed towards the circumference of the drum, and f) a pelletizing tank filled with water, via which the discontinuous discharge of the molten combustion residues from the drum c) mentioned gas outlet opening can be pivoted from its central position by a 1800 rotation of the drum.
It is thereby achieved that the aggregates downstream of the furnace are now subjected to a flue gas flow which remains constant in the gas volume, which enables smaller and therefore less expensive downstream units in comparison to the conventional furnaces, whereby considerably more favorable operating conditions are achieved for the waste heat boiler.
Further features of the furnace according to the invention will become apparent from the following description in conjunction with the drawings, in which an exemplary embodiment of the furnace according to the invention, which also illustrates its mode of operation, is shown schematically. Show it:
Fig. 1 shows a combined combustion and melting furnace for solid, doughy and liquid waste materials, in a vertical longitudinal section along the line I-I of Fig. 2, and
2, the furnace of FIG. 1, in a vertical cross section along the line II-II of FIG. 1st
In Fig. 1, a combined combustion and melting furnace for solid, doughy and liquid waste materials, generally designated 1, essentially consists of a drum 2 which performs a rocking movement during operation, the front with a burner 3 for liquid and the rear with a tiltable loading device 4 is provided for solid and pasty waste filled in barrels, and which is connected in the region of its rear end with a standing, stationary afterburning chamber 5 and by a 1800.
Rotation from its central position for discontinuous removal of the molten combustion residues over a pelletizing tank 6 filled with water is pivotable. The drum 2 and the afterburning chamber 5 form the main parts of the combined combustion and melting furnace 1.
The drum 2 is here, for. B. rotatably mounted with a longitudinal axis A2 sloping towards the rear on rollers 7, 7a and about this axis A2 for circulation of the firing material in the drum by a in Fig. 1 of greater clarity because of a drive not shown in a back and forth swiveling movement displaceable. The pivot angle or rocking movement of the drum 2 is z. B.
90, so that the drum 2 swings back and forth from its central position shown in FIG. 1 by an angle, 13 of 45 "(see FIG. 2). The drum drive, which should be as simple as possible, is preferably carried out by a cable that can be moved in a known manner by a hydraulic or pneumatic drive.
The drum 2 is provided at its front, higher end with a coaxial to the drum axis A2 arranged burner nozzle 8, on the front end wall 8a, sealed against this, the stationary burner 3 for the liquid waste, such as. B. solvents, waste oils or water / oil mixtures, is also arranged coaxially to the drum axis A2. The combustion air is also blown into the drum 2 through the burner 3. The housing of the burner 3, which is displaceably mounted here on a straight guide 3b by means of rollers 3a, can be brought into a rear limit position indicated by dash-dotted lines in FIG. 1 for the axial adjustment of the burner 3.
The upper part 2a of the drum 2 and the burner nozzle 8 which moves with it during its rocking movement are lined and insulated with refractory material 9, while the semi-cylindrical lower drum part 2b is provided with a refractory lining 10, the thickness of which is considerably less than the wall thickness of the lining 9 (see also FIG. 2) and is cooled on the outside by means of water from spray nozzles 11.
The water-cooled lining 10 ensures that, during operation of the furnace 1, a slag film of solidified slag forms on the spraying surface during the melting phase, which prevents the lining 10 from being destroyed by liquid slag. A steel sheet jacket 2d encloses the drum 2 together with its burner nozzle 8.
The transition from the refractory lining 9 of the drum 2 to its lining 10, which is considerably weaker in thickness, is formed by a step (2s in FIG. 2) of the cylindrical drum casing 2d provided on the outside of the drum, the semi-cylindrical lower drum part 2b having a substantially smaller outside diameter has as the also semi-cylindrical upper drum part 2a, which is particularly clear from Fig. 2. The fact that this diameter gradation is arranged not on the inside of the drum 2, but on the outside of its outer casing 2d, makes a stepless, completely symmetrical with respect to the drum axis A2 cylindrical combustion chamber F2 despite the different wall thicknesses of the drum 2 above and below the drum 2 enables (see also Fig. 2).
So that the drum 2, as will be explained in more detail later with reference to FIG. 2, in addition to its rocking rocking movement with the rocking amplitude of 90 "and also a swiveling from 1800 around from time to time for the discontinuous emptying of the melted Can carry out combustion residues in the granulating basin 6, a semi-cylindrical, ring-sector-shaped support and running support 2e is also provided on its semi-cylindrical lower part 2b, the outer diameter 2f of which is just as large as the outer diameter of the upper drum part 2a, which is particularly evident from FIG. 2.
Therefore, the drum 2 runs at its 180o emptying swivel first with the outer diameter 2f of the support and running pad 2e fixedly but preferably detachably attached to the drum and then subsequently with the outer diameter of its semi-cylindrical upper drum part 2a on the support rollers 7a, which is also clearly shown in FIG. 2 reveals.
The tiltable loading device 4 is pivotably mounted outside the rear end wall 2c of the drum 2, which is provided with a central loading opening 12, on horizontally arranged bearing journals 13 and can be tipped forwards into the drum 2 through 90 in the direction of arrow R4, as shown in FIG Fig. 1 is illustrated by the tipping position 4 'of the loading device 4 indicated by dash-dotted lines. The container-like loading device 4 is used to receive and to charge the drum 2 with solid waste as well as filled in drums 14, and it is provided with a piston-like movable receiving plate 15.
This plate 15 has a downwardly projecting bumper 16 which is axially displaceably guided in a guide sleeve 17 attached to the bottom 4a of the loading device 4. When the loading device 4 is tipped into the drum 2, the free lower end of the bumper 16 swings upwards in a circle in the direction of the arrow line R16 into the loading position 16 ', indicated by dash-dotted lines in FIG. 1, in which it, together with the Plate 15 can be pushed forward by means of an actuating rod 18 which can be moved axially forward, thereby. B. the barrel 14 now lying in front of the plate 15 or the waste material in the loading device 4 can be pushed forward into the interior of the drum 2.
The rear end of the drum 2 is sealed against the ingress of false air by a stationary end housing 19, which also encloses the tiltable loading device 4, the actuating rod 18 being guided axially displaceably in a guide sleeve 20 inserted tightly in the rear wall 19a of the housing.
The stationary afterburning chamber 5, which is also provided with a refractory lining 9 and is placed with its foot 5a standing on a frame 21 made of steel construction profiles, stands above the opening 22 of a lower gas inlet connection 23 of the afterburning chamber during the rocking movement of the drum 2 with one in the top Part 2a of the drum 2 arranged Gasausgangsöffnun g 24 constantly in a gas-tight connection to the outside.
For this purpose, the gas inlet connection 23 of the afterburning chamber 5 is expanded downwards by means of two pocket-like cheeks 25 which surround the drum 2 from above, these two cheeks 25 being cylindrical in accordance with the circumference of the drum 2, lying one behind the other in the direction of the drum axis A2 and are spaced apart from one another in accordance with the clear width W of the gas inlet opening 22 of the afterburning chamber 5 (cf. also FIG.
2). The lower, cylindrically widened part of the gas inlet opening 22 is adapted in its size, shape and position to the size, shape and swivel amplitude of the back and forth swiveling gas outlet opening 24 of the drum 2 performing the rocking movement (cf. FIG. 2).
Combustion air nozzles 26 are arranged in the lower part of the afterburning chamber in order to shift the combustion from the drum 2 into the afterburning chamber 5 and are connected to a common ring line 27 for the combustion air to be introduced. The special purpose of these nozzles 26 will be explained in more detail later when the furnace operation is explained. A burner 28, which can be operated with heating oil or gas, is also provided in the lower part of the afterburning chamber 5 and serves to maintain the ignition of the flue gases flowing into the afterburning chamber 5 from the drum 2 as pyrolysis gases. An upper gas outlet opening 5b of the afterburning chamber 5 leads the exhaust gases from the furnace 1 into the downstream unit, e.g. B. a radiation cooler. A sheet metal jacket 5c encloses the masonry 9 of the afterburning chamber 5.
An immersion pipe socket 29, d. H. a so-called diving chute connects at the top to the lower ends of the two cylindrical cheeks 25 of the combustion chamber inlet connection 23 (cf.
also Fig. 2) and dips with its free lower end 29a into the water bath 6a of the granulating basin 6, whereby an undesired penetration of cold false air from below into the drum 2 and / or the afterburner chamber 5 is avoided.
In Fig. 2 the outwardly practically tight connection between the back and forth swiveling gas outlet opening 24 of the rocking drum 2 and the gas inlet opening 22 of the stationary afterburning chamber 5 is shown in a vertical section through the furnace 1. The vertical longitudinal center plane of the furnace 1 is designated by E1 in FIG. Of the two cylindrical cheeks 25 lying one behind the other with respect to the drum axis A2, only the front cheek can be seen from FIG. The cheeks 25 form a lower continuation of the gas inlet nozzle 23 of the afterburning chamber 5, which is lined with refractory material 9, and enclose the semi-cylindrical upper part 2a of the drum 2 from above like a hood.
The immersion chute 29, which is made of sheet steel, adjoins the two cheeks 25 from below, two upper cylindrical edge parts 29b of the immersion chute 29 (only the front edge part 29b can be seen from FIG. 2) in their shape, the outer circumference P2 of the semi-cylindrical lower one Drum part 2b are adapted (see also Fig. 1). According to FIG. 1, the semi-cylindrical lower drum part 2b is provided on its circumference with two likewise semi-cylindrical, ring sector-shaped projections 2g, which have the same outer diameter on their circumference P2 as the semi-cylindrical upper drum part 2a and the sealing of the upper part of the immersion chute 29 against serve the penetration of false air from the outside.
2, the drum 2 is currently in the middle position of its pivoting movement with the pivoting angle a from here z. B. 90 ", the vertical axis plane E2 of the drum 2 coinciding with the vertical longitudinal center plane El of the furnace 1. The gas outlet opening 24 of the drum 2 is delimited on both sides by two inclined flat surfaces 30 and 31, which here at an angle y of 90, the tip S of which lies in the vertical axis plane E2 of the drum 2 below the drum axis A2, are arranged with respect to one another and form the required opening for the gas outlet opening 24 of the drum 2 within the wall thickness of the refractory lining 9 in the upper drum part 2a.
The semi-cylindrical lower drum part 2b, which forms with the semi-cylindrical upper drum part 2a two steps 2s lying in the horizontal axis plane H2 of the drum 2 and, like the upper drum part 2a, including the steps 2s, is enclosed by the steel sheet jacket 2d, is essentially surrounded by the by means of the water spray nozzles (11 in Fig. 1) cooled semi-cylindrical layer of the refractory lining 10 is formed, this layer 10 being considerably thinner than the wall thickness of the upper drum part 2a lined with the refractory material 9 and here z. B.
is only about a third of the wall thickness of the latter.
If the drum 2 swivels to its left limit position during its rocking movement with the swivel angle a of 90 "from the central position shown in FIG. 2 in the plane El by the half swivel angle of 45" denoted by ss, the swivel in FIG 2. Short oblique breakthrough surface 30 on the right of the gas outlet opening 24 into a vertical upper limit position, as shown in FIG.
2 is indicated by a dash-dotted line 30a, and if, on the other hand, the drum 2 swivels from its central position in the plane El by half the swivel angle ss from 45 "to the right into its right boundary, the inclined breakthrough surface 31 on the left swings upward at the same time into one in Fig.
2 vertical upper limit position 31a likewise indicated by a dash-dotted line. The two surfaces 30 and 31 of the gas outlet opening 24 of the drum 2, which are in their vertical limit positions 30a and 31a, are aligned with the inner wall surfaces 22a and 22b of the gas inlet connection piece 23 of the afterburning chamber 5, which delimit the gas inlet opening 22 of the afterburning chamber 5. The gas inlet opening 22 of the Afterburning chamber 5 has a rectangular cross section, the longitudinal extent of which is directed transversely to the longitudinal center plane E1 of the furnace 1 and is adapted to the width of the gas outlet opening 24 of the drum 2 and its pivoting angle a of 90 ".
It can thus be seen that the back and forth swiveling gas outlet opening 24 of the rocking drum 2 also allows the pyrolysis gases to flow freely from the drum 2 into the afterburning chamber 5 when the drum 2 and thus also its gas outlet opening 24 are in the two limit positions of their rocking movement . The inlet opening 22 of the stationary afterburning chamber 5 is thus in constant communication with the gas outlet opening 24 during the rocking movement of the drum 2.
For the discontinuous discharge of the molten combustion residues into the granulation basin 6 filled with water, the drum 2 occasionally performs a one-time pivoting up to around 1800 from its central position shown in FIG. 2 in the vertical plane E1 and then, of course, a pivoting back. Since the immersion chute 29 here is offset to the left from the vertical longitudinal center plane El of the furnace 1 according to FIG. 2, this emptying movement of the drum 2 also takes place to the left in the direction of the arrow R2, ie. H. in the viewing direction of FIG. 2 in the counterclockwise direction.
In FIG. 2, the position of the two boundary surfaces 30 and 31 of the combustion gas outlet opening 24, which then projects downward, after the 180-emptying pivoting of the drum 2 has ended, is indicated by two dash-dotted lines 30 'and 31'.
In conjunction with the offset position of the immersion chute 29 and the asymmetrical cross section of its upper part according to FIG. 2, this shows that a perfect, complete emptying of the drum 2 from the liquid combustion residues is ensured.
The operation of the combined combustion and melting furnace 1 will now be explained in more detail by describing the combustion and melting phases, as follows:
1st combustion phase:
In this phase, the solid waste materials and the solid or pasty waste materials filled in barrels 14 are added to the furnace 1 in batches by means of the tiltable loading device 4. The combustion air is blown through the burner 3 into the front burner neck 8 of the drum 2.
The 90-rocking movement of the drum 2 causes an intensive circulation of the waste materials in it.
If waste materials that have a very high combustion rate are added to the furnace 1, the combustion air is no longer blown into the afterburning chamber 5 only through the burner 3, but in whole or in part through the nozzles 26. The waste materials in the drum 2 are thereby subjected to pyrolysis, i.e. H. subject to decomposition at high temperature or thermal cracking, also known as dry distillation. The resulting gases leave the rocking drum 2 as pyrolysis gases through the upper gas outlet opening 24 and then flow into the afterburning chamber 2, where they are ignited. This ensures that the combustion process is shifted from the drum 2 into the afterburning chamber 5 and thus the heat is only released there.
As a result, the temperature in the drum 2 drops, which slows down the pyrolysis of the firing material. This measure ensures that the units downstream of the furnace 1, such as waste heat boilers, flue gas scrubbers and induced draft systems, can be supplied with a practically constant amount of flue gas. If this measure is not sufficient to generate a constant flue gas flow, water can also be injected into the drum 2 as a cooling medium via the drum burner 3. The burner 28, through which heating or waste oil or gas is introduced into the afterburning chamber 5, serves to maintain the ignition of the pyrolysis gases.
2nd melting phase:
As soon as the lower part 2a of the drum 2 is filled with the combustion residues from the previous combustion phases and possibly with drums 14 to such an extent that the drum can no longer be loaded with waste materials, the drum burner 3 releases solvents or other liquid fuels, such as oils or water / oil mixtures, injected and burned in the drum 2. Due to the high temperatures generated, the solid combustion residues are melted and then emptied into the water-filled pelletizing tank 6 by swiveling the drum 2 to 180 through the combustion gas outlet opening 24, which then projects downward.