CH648646A5 - Prozessofen mit wirbelbett. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Prozessofen mit einem Wirbelbett. Dieser Prozessofen einschliesslich des Wirbelbettes kann dazu verwendet werden, Haushaltabfälle, Kehricht und ähnliches zu verbrennen, beziehungsweise mittels Wärme zu zersetzen.

Das Vernichten von Kehricht wird zum ernsten Problem,

weil dieser Kehricht grosse Volumen einnimmt und von Jahr zu Jahr zunimmt.

Ein Verbrennen des Kehrichts und der Abfälle ist eines der vielen Wege, die dazu dienen, diese zu beseitigen.

Bei herkömmlichen Verbrennungsanlagen, beziehungsweise Kehrichtverbrennungsanlagen, die einen Feuerrost aufweisen, treten ernste Probleme und Schwierigkeiten auf, die nachfolgend zusammengefasst sind.

(1) Die im Haushaltkehricht vorhandenen Kunststoffe schmelzen und bewegen sich durch den Rost hindurch und werden in einem Bereich um den Rost oder unterhalb des Rostes verbrannt, wobei der Rost Flammen hoher Temperatur ausgesetzt ist und daher ist es möglich, dass der Rost schon frühzeitig beschädigt wird, welches hohe Unterhaltskosten zur Folge hat. Diese Schwierigkeit ist sehr ernst, weil der Anteil an Kunststoffen im Kehricht verhältnismässig hoch ist und mehr und mehr zunimmt.

(2) Haushaltkehricht enthält verschiedene Stoffarten, welche nicht gleichförmig untereinander vermischt sind und daher weisen jeweilige Anteile des Kehrichtes unterschiedliche Brenneigenschaften auf, welche während des Verbren-nens innerhalb der Kehrichtverbrennungsanlage örtliche Bereiche ausserordentlich hoher Temperatur erzeugen können und daher eine Beschädigung der Wand der Feuerungskammer hervorrufen können. Weiter kann eine derart hohe örtliche Temperatur ohne weiteres NOx erzeugen und damit ein Problem in bezug auf die Umweltverschmutzung hervorrufen.

(3) Beim Verbrennen von Feststoffen ist es allgemein so, dass beim Verbrennen eine Wärmezersetzung stattfindet, welche eine Wärmeaufnahme benötigt und die Geschwindigkeit der Wärmeübertragung ist verhältnismässig klein, derart, dass allgemein ein Feuerrost notwendig ist der ein grosses Oberflächenmass aufweist.

Aufgrund seiner zugehörigen Glieder, beziehungsweise Bauteile, beispielsweise Mittel um ein Bewegen desselben durchzuführen, ist ein Feuerrost allgemein kostenaufwendig und wird ein grosser Feuerrost verwendet muss folglich eine grosse Feuerungsanlage, beziehungsweise Brennkammer, vorhanden sein und dementsprechend werden die Ausgaben, die zum Erstellen der Kehrichtverbrennungsanlage notwendig sind höher sein.

Um nun die oben erwähnten Probleme zu beheben, ist ein Verbrennungsofen mit einem Wirbelbett verwendet worden, in welchem inerte, d.h. chemisch träge Feststoffteilchen dazu verwendet werden, ein Wirbelbett zu erzeugen. Die üblicherweise dazu verwendeten chemisch trägen Feststoffteilchen sind üblicherweise Sandkörner und daher wird im vorliegenden Text der Ausdruck «Sandkörner» und/oder «Sand» in dem Sinn verwendet, dass er nicht auf ausschliesslich «Sand» beschränkt ist, sondern auch jegliche Teilchen beziehungsweise Körner umfasst, welche zum Bilden des Wirbelbettes zweckdienlich sind. Die Verbrennungsanlage mit einem Wirbelbett ist in folgenden Punkten vorteilhaft.

a) Die verflüssigten Kunststoffe und ähnliche Stoffe werden im Wirbelbett wärmezersetzt und darin verbrannt, und daher ist die Möglichkeit, dass eine Gasverteilplatte, beziehungsweise Gasdiffusionsplatte, die dem Rost in der Vorrichtung entspricht, auf den weiteroben Bezug genommen wird, beschädigt wird, behoben, weil eine solche Platte nicht der Flamme der brennenden Kunststoffe ausgesetzt ist.

b) Weil die im Wirbelbett vorhandene Temperatur ungefähr immer denselben Wert aufweist, entstehen keine Schwierigkeiten aufgrund örtlich hoher, innerhalb des Brennofens vorhandenen Temperaturen.

c) Das Wärmeübertragungsmass zwischen den Sandkörnern und den zu verbrennenden Stoffen ist äusserst hoch, so

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dass es möglich ist, in der Verbrennungskammer eine Bodenplatte mit verhältnismässig kleinem Oberflächenmass zu verwenden, so dass es ermöglicht ist, einen Verbrennungsofen beschränkter Abmessungen zu verwenden, so dass die Erzeugungskosten der Anlage kleiner werden.

Daher ist die herkömmliche Verbrennungsanlage, die ein Wirbelbett aufweist zum Verbrennen vom Haushaltkehricht und ähnlichem gut verwendbar. Jedoch ist es bei solchen Anlagen notwendig, beziehungsweise wichtig, dass die Stoffe, die verbrannt werden sollen, nicht zum Boden des Wirbelbettes hinunter wandern. Der Grund dazu ist, dass falls die Stoffe, die verbrannt werden sollen, zum Boden des Wirbelbettes hinwandern, die Durchlöcherungen in der Lochplatte (Diffusionsplatte) verstopft werden, so dass die Wirbel, d.h. das In-der-Schwebe-Halten oberhalb des verschlossenen Abschnittes unterbunden würden und die Sandkörner in diesen Abschnitten zu einer Masse zusammenbacken würden mit dem Ergebnis, dass das In-der-Schwebe-Halten ungenügend ist oder sogar die Bildung des Wirbelbettes unmöglich ist.

Folglich ist es notwendig, die Stoffe, welche in einer Verbrennungsanlage mit Wirbelbett verbrannt werden sollten, zu pulverisieren, so dass eine bestimmte grösste Korngrösse gebildet wird, üblicherweise im Bereich von 50 mm bis 70 mm. Jedoch weist der Kehricht und entsprechende Haushaltabfälle verschiedene Arten Stoffe auf, wovon jede dem Zermahlen einen unterschiedlichen Widerstand entgegensetzt. Beispielsweise können brüchige, spröde Stoffe, beispielsweise Glas, Steingut, Tonwaren, keramische Stoffe und Beton sehr einfach zermahlen oder zerbrochen werden,

wobei hingegen zähfeste Stoffe, beispielsweise Gummi und Kunststoffe nicht einfach in eine Pulverform übergeführt werden können falls sie nicht durch eine Verwendung von scharfen Schneidekanten oder ähnliches einer Abscherwirkung ausgesetzt werden. Es ist folglich erwünscht, Haushaltabfälle, beziehungsweise Kehricht, welcher ein Gemisch von verschiedenen Arten Abfall ist, zu Körnern zu zermahlen, deren Abmessungen unterhalb eines vorbestimmten, bevorzugten Wertes ist, indem nur eine einzelne Vorrichtung dazu verwendet wird, wobei die zu diesem Zweck verwendbare Vorrichtung im Stande sein muss sowohl zu mahlen als auch abzuscheren. Jedoch werden die Schneidekanten, die zum Abscheren notwendig sind, durch die brüchigen, beziehungsweise spröden Stoffe, wie Glas, Steingut, Tonwaren, Keramik, Beton etc. oder Stoffe wie beispielsweise Metalle, die der Abscherwirkung einen grossen Widerstand entgegensetzen sehr einfach und schnell abgenützt oder beschädigt. Entsprechend ist es schwierig, Haushaltkehricht mittels einer einzigen Vorrichtung zu einem Ausmass zu pulverisieren, beziehungsweise zu zermahlen, so dass es zum Verbrennen in einem herkömmlcihen Kehrichtverbrennungsofen mit einem Wirbelbett geeignet ist.

Daher wird aufgrund der oben erwähnten Zustände, beziehungsweise bei den oben erwähnten Zuständen in der Praxis der Kehricht zuerst zermahlen indem eine Vorrichtung verwendet wird, die hauptsächlich zum Zermahlen ausgebildet ist. Dann werden die zermahlenen, beziehungsweise spröden Stoffe mittels eines Siebes, etc. aussortiert und die Eisen enthaltenden Stoffe magnetisch entfernt. Darauf wird der verbleibende Anteil des Kehrichtes mittels einer weiteren Vorrichtung, welche scharfe Kanten aufweist und vor allem dazu ausgebildet ist, eine Abscher- und/oder Reisswirkung auszuüben, zerrissen. Dementsprechend sind die Verfahrensstufen, die vor dem eigentlichen Verbrennen durchgeführt werden müssen mehr oder weniger aufwendig.

Wie dies schon oben erklärt worden ist, bildet der Verfahrensschritt, der das Vermindern der Abmessungen, beziehungsweise Steuern der Abmessungen betrifft, bis jetzt eine der ernstesten Schwierigkeiten, die betrachtet wurden, welche gelöst werden müssen, falls das Verbrennen des Kehrichts in einem herkömmlichen Kehrichtverbrennungsofen mit einem Wirbelbett durchgeführt werden soll.

Daher ist es erwünscht, das aufwendige Vorbereiten, beziehungsweise Aufbereiten, welches zum Verbrennen der verbrennbaren Anteile des Kehrichts notwendig ist, zu vereinfachen oder ganz aufzuheben.

Entsprechend ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung einen Prozessofen zu schaffen, welcher die oben erwähnten Nachteile nicht aufweist.

Es ist ebenfalls ein Ziel der vorliegenden Erfindung einen Prozessofen mit einem Wirbelbett zu schaffen, in welchem verhindert ist, dass Stoffe den Boden des Wirbelbettes erreichen können.

Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung einen Prozessofen mit einem Wirbelbett zu schaffen, in welchem nicht brennbare Reststoffe wirksam vom Brennofen nach aussen gefördert werden.

Der erfindungsgemässe Prozessofen ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gekennzeichnet.

Somit kann es nun möglich sein, mit dem Prozessofen mit einem Wirbelbett Stoffe zu verbrennen, insbesondere Haushaltkehricht und ähnliches, ohne dass es notwendig sein muss, die Schwierigkeiten erzeugende Vorbehandlungsstufe zum Steuern der Abmessungen zu verwenden, welche bisher bei herkömmlichen Prozessöfen mit einem Wirbelbett notwendig gewesen ist.

Der Verbrennungsvorgang in der Wirbelbettbrennkammer kann ein Veraschen, teilweise Oxydieren, Vergasen, Rösten, Kalzinieren oder Aufspalten (Katalysieren) einschliessen.

Der Prozessofen weist vorteilhaft eine Zufuhröffnung auf, die zu einem Mittel zum Erzeugen eines Wirbelbettes zum Fördern führt, welches unmittelbar oberhalb der Boden-fläche des Ofens angeordnet sein kann, wobei mehrere parallele hohlzylindrische Rotoren vorhanden sind, welche die Mittel zum Bilden des Wirbelbettes und zum Fördern bilden können, und die oberhalb der Bodenfläche angeordnet sein können, wobei zwischen dem jeweiligen Rotoren jeweils ein Abstand vorhanden ist, wobei diese Rotoren derart angeordnet sind, dass sie in derselben Richtung gehen, um damit Reststoffe abgeben zu können, wobei jeder Rotor mehrere zum Einbringen von Gas dienende Durchlöcherungen aufweist, wobei vorteilhaft Luft eingebracht wird, womit ein Wirbelbett erzeugt werden kann.

Der Grund des Abstandes, d.h. des Zwischenraums ist der, dass verhindert ist, dass Stoffe durch den zwischen den jeweiligen Rotoren vorhandenen Raum hindurchfallen können. Die Bodenplatte eines Prozessofens ist üblicherweise derart ausgebildet, dass sie eine Diffusionsplatte ist, d.h. eine Gaseinbringplatte, die eine Mehrzahl von Einbringlöchern, beziehungsweise Durchlöcherungen aufweist, welche Durchlöcherungen derart angeordnet sind, dass eine Gas- oder Luftströmung mit einer Vektorkomponente eingebracht werden, welche parallel zur Bodenplatte in einer Richtung gegen die Auslassöffnung weist, derart, dass die Reststoffe durch diese abgegeben werden können und welche Gasströme auch dazu beihelfen, das Bilden des Wirbelbettes zu unterstützen.

Bei einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ist in jedem der Räume zwischen benachbarten Rotoren eine Sperrleiste angeordnet, welche wirksam verhindert, dass Stoffe durch den Spalt, beziehungsweise Zwischenraum zwischen jeweils benachbarten Rotoren nach unten fällt. In einem solchen Fall können die Durchlöcherungen in der Bodenplatte weggelassen werden.

Nachfolgend wird der Erfindungsgegenstand anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert.

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Es zeigt

Fig. 1 eine vereinfachte Darstellung eines Querschnittes durch ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 ein Teil der in der Figur 1 gezeigten Vorrichtung, im vergrösserten Massstab gezeichnet, wobei die Ausbilding einer Ausführung von Rotoren gezeigt ist,

Fig. 3 eine Darstellung gleich derjenigen der Fig. 3 einer weiteren Ausführung der Bodenplatte in der Verbrennungskammer,

Fig. 4 ein Teil einer alternativ ausgebildeten Verbrennungskammer, bei welcher zwischen den Rotoren Sperrleisten angeordnet sind,

Fig. 5 eine weitere Alternative der in der Fig. 4 gezeigten Anordnung, und

Fig. 6 eine Aufsicht auf den in der Fig. 5 gezeigten Teil, wobei vereinfacht der Antrieb gezeigt ist, der für die in der Fig. 5 gezeigten Rotoren zweckdienlich ist.

In der Fig. 1 ist vereinfacht und im Querschnitt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfmdungsgemäss ausgebildeten Prozessofens 10 gezeigt, welcher eine Feuerungskammer 11 aufweist. Der Innenraum der Feuerungskammer 11 ist allgemein in einen oberen Abschnitt und in einen unteren Abschnitt unterteilt, wobei der obere Abschnitt als freier Abschnitt 12 und der untere Abschnitt nachfolgend als Wirbelbett 13 bezeichnet ist. Das Wirbelbett 13 ist durch chemisch träge Feststoffteilchen, beziehungsweise Sandkörner gebildet, die durch nach oben eingebrachtes Gas, beziehungsweise nach oben eingebrachte Luft in der Schwebe gehalten werden. Um das Einbringen des Gases, beziehungsweise der Luft durchzuführen, so dass die Sandkörner in der Schwebe gehalten werden, ist eine Mehrzahl hohlzylindrischer Rotoren 14 parallel zueinander verlaufend oberhalb einer Bodenplatte 15 der Kammer 11 angeordnet, welche Bodenplatte 15 vorteilhaft geneigt verläuft und zu einer Auslassöffnung 16 führt. Jeder Rotor 14 weist einen Abstand von den jeweiligen benachbarten Rotoren auf, und ist derart ausgebildet, dass jeder Rotor in derselben Richtung dreht, wie dies mittels des Pfeiles angezeichnet ist, welches durch einen zweckdienlichen Antrieb durchgeführt wird, wobei jeder Rotor eine Mehrzahl Durchtrittslöcher 17 (Fig. 2) aufweist, die in seiner zylindrischen Wand ausgebildet sind, durch welche Durchtrittslöcher 17 hindurch Gas oder Luft in den Sand eingebracht wird, welches Gas, beziehungsweise welche Luft von einer Zufuhrquelle durch entsprechend gedichtete Verbindungsanordnungen den sich drehenden, hohlzylindrischen Rotoren 14 zugeführt werden. Das Einbringen des Gases, beziehungsweise der Luft, in den Sand erzeugt das Wirbelbett 13, währenddem das Drehen der Rotoren 14 eine Bewegung der Reststoffe gegen die Auslassöffnung 16 bewirkt, wobei die Rotoren die Mittel zum Erzeugen des Wirbelbettes und zum Transportieren innerhalb des Prozessofens 10 bilden. In der Bodenplatte 15 ist ebenfalls eine Mehrzahl Durchtrittslöcher 18 ausgebildet, durch welche hindurch Gas oder Luft nach oben gerichtet eingebracht wird, so dass das in der Schwebe Halten bzw. Wirbeln und die Verbrennung unterstützt ist.

Die Gruppe der Rotoren 14 endet neben der Auslassöffnung 16, wobei die Querschnittsfläche der Auslassöffnung 16 nach unten hin allmählich vermindert wird, und die mit einem Auslassrohr 19 verbunden ist, mit welchem Auslassrohr 19 ein Einblasrohr 20 verbunden ist.

Durch das Einblasrohr 20 wird Gas oder Luft in das Auslassrohr 19 mit einem Mengenfluss eingebracht, der einem in der Schwebe Halten der Sandkörner in der Auslassöffnung 16 und im Auslassrohr 19 zweckdienlich ist. Unterhalb der

Verbindungsstelle des Rohres 19 mit dem Rohr 20 ist im Auslassrohr 19 ein Doppel-Absperrschieber 21 angeordnet, so dass zwei Durchlässe 21a und 21b abwechslungsweise geöffnet, bzw. geschlossen werden können, so dass die unverkennbaren Reststoffe, welche durch die Auslassöffnung 16 und das Auslassrohr 19 gefördert worden sind, schliesslich weggeführt werden können. Der im Auslassrohr 19 vorhandene Sand kann zusammen mit den Reststoffen durch den Doppel-Absperrschieber 21 hinausgefördert werden und der Sand, der nachfolgend von den Reststoffen getrennt wird, kann wieder der Verbrennungskammer in der Feuerungskammer 11 eingebracht werden.

Eine Zuführvorrichtung 22, die dazu dient, die Stoffe, die verbrannt werden sollen, dem Prozessofen 10 zuzuführen, weist einen Einfülltrichter 23, einen Absperrschieber 24 und eine Stösseleinrichtung 25 auf, wobei die Zuführvorrichtung 22 mit dem freien Abschnitt 12 der Feuerungskammer 11 in Verbindung steht. Zusätzlich ist bei der obersten Stelle der Feuerungskammer 11 eine Entlüftungsöffnung 26 angeordnet, die dazu dient, das Brenngase nach aussen durch einen Staubsammler 27 hindurch abgegeben werden können, mittels welchem Staubsammler 27 Asche, welche im Abgas vorhanden sind, eingefangen werden.

Beim Prozessofen 10, der wie oben beschrieben worden ist, kann nun Haushaltkehricht bzw. Müll durch die Zuführvorrichtung 22 in den Prozessofen 10 in einem solchen Zustand eingeführt werden, wie er eingesammelt worden ist, ohne dass irgendwelche Vorbehandlung notwendig ist, oder wobei lediglich ein Öffnen oder Zerreissen der Kehrichtsäcke durchgeführt werden muss. Derjenige Teil des Kehrichts, der aus verhältnismässig leichten Stoffen und kleinen Abmessungen besteht, schwebt innerhalb des Wirbelbettes 13 und wird verbrannt und derjenige Anteil des Kehrichtes, der aus verhältnismässig schweren Stoffen besteht, sinkt zum Boden des Wirbelbettes 13 hin ab. Die brennbaren Stoffe, welche zum Boden hin absinken, werden ebenfalls der Wirbelwirkung des Sandes ausgesetzt, welcher mit verhältnismässig hoher Geschwindigkeit bewegt wird und werden somit wirksam verbrannt, so dass die Möglichkeit, dass die Durchtrittslöcher 17 durch zusammengebackene, zusammengeschmolzene oder geschmolzene Kunststoffe oder ähnliches verschlossen werden, weitgehend verunmöglicht ist, dies im Gegensatz zu demjenigen Fall, bei dem zum Verbrennen ein Rost verwendet wird, wobei das Oberflächenmass der Bodenplatte verhältnismässig klein ist im Vergleich mit demjenigen, das bei Prozessöfen mit Rost notwendig ist. Die schweren Stoffe, welche zum Boden des Wirbelbettes 13 absinken werden nachfolgend aufgrund der sich drehenden, zylindrischen Rotoren 14 gegen die Auslassöffnung 16 hin gefördert und während dieser langsamen Bewegung der Stoffe werden ihre brennbaren Anteile vollständig durch die Wirkung des Wirbelbettes 13 verbrannt und es werden ausschliesslich die unverbrennbaren Reststoffe nach aussen durch die Auslassöffnung 16, das Auslassrohr 19 und den Doppel-Absperrschieber 21 abgegeben.

Die Strömung des Gases bzw. der Luft, welche durch die Durchtrittslöcher 17 der Rotoren 14 hindurch während deren Drehung nach unten gerichtet ist, trifft auf die Bodenplatte auf und bewirkt, dass derjenige Sand in der Schweber gehalten wird, bzw. wieder verwirbelt wird, der zwischen den Rotoren hindurch nach unten gefallen ist, und fördert diesen Sand nach oben, wenn das Gas oder die Luft durch den Raum, der zwischen den Rotoren 14 vorherrscht, nach oben geblasen wird. Diese Gas- oder Luftströmung verhindert auch wirksam, dass der Sand des Wirbelbettes 13 nach unten fällt und sich auf der Bodenplatte 15 anhäuft.

Aus der Fig. 2 ist ersichtlich, dass die Bodenplatte 15 eine Mehrzahl Durchtrittslöcher 18 aufweist, wie dies vorgehend

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erklärt worden ist, durch welche Durchtrittslöcher 18 Gas oder Luft von einem Schacht 28 her nach oben eingebracht wird, um das Verwirbeln bzw. das in der Schwebe Halten zu unterstützen und fördert den Sand, der unter die Rotoren 14 gefallen ist nach oben und in das Bett 13.

Jede Achse, d.h. Längsachse, der Durchtrittslöcher 18 ist derart geneigt angeordnet, dass die durch die Durchtrittslöcher 18 eingebrachte Luft eine Vektorkomponente aufweist, die parallel zur Bodenplatte gegen die Auslassöffnung 16 gerichtet ist, so dass das Überführen des Sandes und der unverbrennbaren Reststoffe auf der Bodenplatte in Richtung gegen die Auslassöffnung 16 unterstützt und sichergestellt ist.

Der Abstand «a» zwischen den jeweiligen benachbarten Rotoren 14 und der Abstand «b» zwischen den Rotoren 14 und der Bodenplatte 15 sind vorzugsweise derart gewählt, dass «b» grösser als «a» ist, so dass die Möglichkeit, dass der Raum «b» durch Stoffe, welche durch den Raum «a» hindurchgetreten sind verstopft wird, vermindert oder ganz vermieden ist.

In der Fig. 3 ist ein Teil eines weiteren Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Bodenplatte 15a aus einer Mehrzahl flacher Streifen 29 hergestellt, die einander teilweise überlappen, derart, dass zwischen jeweils benachbarten Streifen 29 Durchtritte 18a gebildet sind, welche Durchtritte 18a dieselbe Wirkung erzeugen, wie dies der Fall der Durchtritte 18 ist, die in der Fig. 2 gezeigt sind.

Obwohl die Bodenplatten 15 oder 15a, die in den Fig. 1,2 und 3 gezeigt sind, als geneigt verlaufend gezeichnet sind, können sie auch horizontal verlaufend angeordnet sein, vorausgesetzt, dass die Bewegung der nicht brennbaren Reststoffe und des Sandes gegen die Auslassöffnung bewirkt wird.

Die Prozessöfen, die in den Fig. 1,2 und 3 gezeigt sind, arbeiten zufriedenstellend; jedoch können einige weitere Ausführungen bzw. Modifikationen vorzuziehen sein, um die Eigenschaften der Prozessöfen zu verbessern, dieses aus folgenden Gründen.

i) Unbrennbare Reststoffe, welche zu einer Masse zusammengebacken sein können oder auch nicht, und welche Reststoffe über die Rotoren hin bewegt werden, können in den Spalten gefangen werden, die zwischen den jeweiligen Rotoren vorhanden sind, so dass Schwierigkeiten auftreten, beispielsweise grosse Laständerungen, die auf die Antriebsmittel einwirken, welche dazu dienen, die Rotoren zu drehen, oder dass die Antriebsmittel überlastet werden. Bei solchen Zuständen kann ein zusätzlicher Verfahrensschritt um den Kehricht zu pulverisieren, d.h., zu mahlen, solche Schwierigkeiten beheben, jedoch ist ein solcher zusätzlicher Verfahrensschritt offensichtlich im Lichte der Ziele der vorliegenden Erfindung nicht zu bevorzugen.

ii) Das eingebrachte Gas bzw. die eingebrachte Luft kann bewirken, dass Sand auf die zylindrische Mantelfläche der sich drehenden Rotoren auftrifft und dieses kann eine Erro-sion des Rotors und/oder eine weitere Verfeinerung des Sandes zur Folge haben, so dass eine Zunahme des Verbrauches des Sandes erfolgt und auch mehr Staub erzeugt wird, der aus dem Prozessofen austritt, so dass die Betriebskosten erhöht werden und ein Umweltverschmutzungsproblem entsteht.

iii) Wenn die Zufuhr des Gases bzw. der Luft, welches bzw. welche dazu dient, den Sand in der Schwebe zu halten und das Wirbelbett aufrechtzuerhalten unterbunden wird, kann Sand in den hohlen zylindrischen Rotor eindringen und sich darin anhäufen oder die Durchtrittslöcher, die in den Rotoren ausgebildet sind, verstopfen, so dass Unterschiede der Gasströmung bzw. der Luftströmung, die eingebracht wird, erzeugt werden. Entsprechend wird das Erzeugen einer zufriedenstellenden Schwebe bzw. eines zufriedenstellenden Wirbelbettes behindert, so dass die Arbeitsfähigkeit des Prozessofens vermindert wird, und dass es möglich ist, dass Klinker, d.h. Schlacke erzeugt wird.

Diese Nachteile bzw. Schwierigkeiten werden in den weiteren Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung behoben.

Die Fig. 4 zeigt eine Seitenansicht eines Abschnittes eines weiteren Ausführungsbeispiels des Prozessofens, der gemäss der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist eine Sperrleiste 30 parallel zu den Achsen der Rotoren 14 angeordnet und oberhalb jeder der Zwischenräume bzw. Leerstellen (a) zwischen jeweils benachbarten Rotoren 14. Die Leiste 30 ist derart ausgebildet, dass sie eine Querschnittsform aufweist, die der Form des oberen Abschnittes des Zwischenraumes entspricht, beispielsweise ungefähr gleich eines auf dem Scheitel stehenden Trapez-oides und verläuft parallel zu den Rotorachsen und erstreckt sich entlang des Rotors 14 und weist ungefähr dieselbe Länge auf. Die Sperrleiste 30 kann lediglich im Spalt zwischen benachbarten Rotoren angeordnet sein oder kann bei ihren beiden entgegengesetzten Enden mit der Wand der Kammer 11 verbunden sein. Alternativ kann die Sperrleiste 30 durch Bolzen (nicht gezeigt) getragen sein, die mit der Bodenplatte 15 verbunden sind. Diese Sperrleisten 30 verhindern wirksam, dass nicht brennbare Reststoffe (welche zu einer Masse zusammengebackt sein können) in die Spalten zwischen den Rotoren 14 eintreten. Das Gas bzw. die Luft, das bzw. die zum Bilden des Wirbelbettes dient, und da in den Raum unterhalb der Sperrleisten 30 um den Rotoren 14 eingebracht wird, strömt durch die Spalten zwischen den Rotoren 14 und den Sperrleisten 30 nach oben. Weil die Spalte bzw. Zwischenräume durch diese Sperrleisten 30 enger geworden sind oder sogar vollständig verschlossen sind, in demjenigen Falle, wenn die Sperrleisten 30 nicht bei den Wänden getragen sind und lediglich auf die Rotoren aufgelegt werden, kann die Strömungsgeschwindigkeit des Gases bzw. der Luft, welches bzw. welche durch diese Spalten strömt zu gross werden.

Indem nun eine zweckdienliche Anzahl Durchlöcherungen 30a angeordnet werden, die ungefähr senkrecht durch die Leisten 30 hindurchverlaufen, kann dieser schwierige Zustand durch die Strömung, die durch diese Spalten nach oben erfolgt, behoben werden. Auch können die Durchtrittslöcher 18 oder 18a in der Bodenplatte 15 bzw. 15a (Fig. 2 und 3) fortgelassen werden, wenn die Durchtrittslöcher 30a vorhanden sind, weil das Vorhandensein der Durchtrittslöcher 18 oder 18a in der Bodenplatte 15 oder 15a nicht unbedingt notwendig ist.

Die oben beschriebenen Sperrleisten 30 verhindern wirksam, dass unbrennbare Rückstände (welche zu einer Masse zusammengebacken sein können oder nicht) in den zwischen den Rotoren 14 vorhandenen Spalten gefangen bzw. geklemmt werden.

In der Fig. 5 ist eine weitere modifizierte Ausbildungsform der Rotoren 14a dargestellt. Bei diesem Rotor 14a ist ebenfalls eine Mehrzahl Durchtrittslöcher 17a vorhanden, welche im zylindrischen Mantel des Rotors ausgebildet sind, so dass das Gas bzw. die Luft vom Innenraum des Rotors nach aussen geblasen werden kann, so dass das Wirbelbett gebildet wird. Jedoch sind nun die Durchtrittslöcher 17a auf der zylindrischen Mantelfläche jedes Rotors 14a derart angeordnet, dass sie auf einen vorbestimmten Bereich begrenzt sind, welcher Bereich zwischen zwei auf dieser Mantelfläche verlaufenden zur Achse parallel verlaufenden Linien begrenzt ist. In anderen Worten begrenzen diese zwei in axialer Richtung verlaufenden Linien einen rechteckför-migen Bereich in Blickrichtung quer zu den zwei in axialer

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Richtung verlaufenden Linien gesehen. Die zwei Linien schliessen einen Winkel «a» relativ zur Mittelachse des Rotors 14a gemäss der in der Fig. 5 gezeigten Ansicht ein. Weiter ist eine Antriebsvorrichtung (DM), die zum Drehen der Rotoren 14a dient, und die vorhin schon erwähnt worden ist, in der Fig. 6 vereinfacht dargestellt. Falls die Rotoren 14a nach Fig. 5 verwendet werden, ist es zu bevorzugen, die begrenzten Bereiche, bei denen die Durchtrittslöcher 17a angeordnet sind, in jeweils derselben Winkelstellung zu haben, dies aus den nachfolgend angeführten Erläuterungen. Wie vereinfacht in der Fig. 6 dargestellt ist, ist in diesem Fall die Antriebsvorrichtung (DM) mit allen Rotoren 14a derart gekuppelt, dass die jeweiligen Rotoren dieselbe Drehzahl aufweisen und die Durchtrittslöcher in jedem Zeitpunkt dieselbe Winkelstellung aufweisen. Eine solche Antriebsvorrichtung weist üblicherweise eine endlose Kette auf, die über Ket-tenzahlränder verläuft, die mit den jeweiligen Wellen 14b der Rotoren 14a verbunden sind, obwohl andere Ausführungen von Antriebsvorrichtung anwendbar sind, und daher ist die Antriebsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung nicht auf eine solche Kombination bestehend aus endloser Kette und Kettenzahnrädern begrenzt. Auch ist die Antriebsvorrichtung bei anderen Prozessöfen anwendbar, wie diese die in den Fig. 1 bis 4 gezeigt sind.

Bei derjenigen Anordnung, bei der die Durchtrittslöcher 17a in den begrenzten Bereichen der jeweiligen Zylinderwände der hohlen Rotoren 14a angeordnet sind und die Winkelstellung jedes dieser begrenzten Bereiche gesteuert wird, ist es möglich, die Nachteile zu beheben bzw. zu vermindern, welche dadurch erzeugt werden, dass Sand in die hohlen Rotoren eintritt, dass Sand auf die Rotoren auftritt, dass der Sand noch mehr verfeinert wird, etc. Falls beispielsweise das Antreiben der Rotoren schrittweise erfolgt, ist die Möglichkeit, dass die Oberflächen der Rotoren erodiert werden, vermindert. In diesem Falle sind die begrenzten Bereiche der jeweiligen Rotoren derart angeordnet, dass sie während derjenigen Zeitspanne nach oben weisen, während welcher die Rotoren zeitweilig ausser Betrieb gesetzt sind, so dass das Gas bzw. die Luft, das bzw. die eingebracht wird ohne Unterbrechung weiter eingebracht wird und die Strömungsrichtung derart ist, dass das Wirbelbett aufrechterhalten wird. Auch vermindert ein solches schrittweises Anhalten der Rotoren, dass es möglich ist, dass der Sand, der durch das eingebrachte Gas bzw. die eingebrachte Luft von einem Rotor her in die Schwebe gebracht wird, auf den benachbarten Rotor auftrifft, so dass ein Erodieren und/oder Abnützen der Rotoroberflächen und ein feineres Zerkleinern des Sandes verhindert ist, so dass die Betriebskosten vermindert werden.

Andererseits, wenn der Prozessofen nicht im Betrieb ist, d.h., kein Einbringen von Gas oder Luft stattfindet, sind die begrenzten Bereiche derart angeordnet, dass sie nach unten weisen, so dass folglich ein Eintreten des Sandes in die hohlen Rotoren nicht möglich ist.

Obwohl in der Fig. 5 eine Sperrleiste 30 dargestellt ist,

kann sie weggelassen sein, wie dies der Fall der in den Fig. 1 bis 3 gezeichneten Ausführungsbeispielen ist.

Der Winkel «a» der Fig. 4 beträgt vorzugsweise 120°,

jedoch ist ein solcher Winkel zweckdienlich zu wählen, abhängig von den Faktoren, die auftreten, beispielsweise die zu verbrennenden Stoffe, die Art der Vernichtung (Veraschung, Verbrennen, teilweise Oxydation, Vergasung, Zer-brennung, Rösten (Kalzinieren), Aufspalten (Katalyse),) von den zwischen den Rotoren vorhandenen Spalten und auch von den verwendeten Sandkörnern.

Mit einem Prozessofen, der gemäss der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist und gemäss der oben erwähnten Ausführungen hergestellt ist, ist eine Vorbehandlung des Kehrichts weitgehend nicht mehr nötig, im Falle, dass Haushaltkehricht oder ähnliches mittels Verbrennung beseitigt werden soll.

Jedoch kann vor dem Verbrennen ein Mahlen und Sortieren des Kehrichts durchgeführt werden, um wiederverwendbare Teile des Kehrichts wieder zu gewinnen. Eine solche Vorbehandlung wird vorteilhaft mittels zweckdienlicher Pulverisiert- bzw. Mahlvorrichtungen durchgeführt, wie in den US-PS 3 941 089; 3 973 735 und 4 076 177 offenbart ist. Während einer solchen Vorbehandlung in einer solchen Pulverisiervorrichtung wie oben angedeutet wurde, wird Papier von Abfallbehältern oder in Kehricht vorhandenem Papier und Essabfälle etc. aussortiert, wobei dann der verbleibende Anteil üblicherweise Kunststoffe, Metalle, Gewebe, Textilien enthält, wobei der Volumenanteil von dünnen Kunststoffolien verhältnismässig hoch ist. Auch werden Metalle üblicherweise in Betrieb der durch die Pulverisiervorrichtung durchgeführt wird, auf welche oben Bezug genommen wurde, abgetrennt. Ës ist gemäss Versuchen, die durchgeführt wurden, erkannt worden, dass die leichten Stoffe nicht unbedingt zermahlen werden müssen, weil Stoffe, wie beispielsweise dünne Kunststoffolien, Papier und Stoffgewebe innerhalb des Wirbelbettes schweben und einfach verbrannt werden, ohne dass sie zum Boden des Wirbelbettes absinken. Weiter hängt die Verbrennungsgeschwindigkeit in bezug auf die oben erwähnten leichten Stoffe hauptsächlich von der Dicke der zu verbrennenden leichten Stoffe ab, und somit muss ein Mahlen dieser oben erwähnten leichten Stoffe nicht notwendigerweise ein Vergrössern der Verbrennungsgeschwindigkeit dieser Stoffe zur Folge haben. Falls es erwünscht ist, die Abfälle bzw. Esswaren und das Papier nach dem Mahlen mittels der obenerwähnten Zermahlvorrichtung zu verbrennen, werden sie im Prozessofen gemäss der vorliegenden Erfindung auch sehr einfach verbrannt, weil ihre Abmessungen bereits vermindert worden sind. Daher wird nach einer solchen Vorbehandlung die Wirksamkeit des Prozessofens verbessert, weil das Verhältnis der schweren Stoffe, die zum Boden des Wirbelbettes absinken verhältnismäsig oder spürbar vermindert ist.

Währenddem nun die vorliegende Erfindung oben im einzelnen erklärt worden ist und verschiedene Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt, und Änderungen und Modifikationen der vorliegenden Erfindung sind dem Fachmann ohne weiteres erkennbar. Änderungen im Geiste und Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung sind innerhalb der vorgängigen Ansprüche möglich.

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3 Blatt Zeichnungen

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648 646 PATENTANSPRÜCHE

1. Prozessofen mit Wirbelbett, gekennzeichnet durch eine Wirbelbett-Brennkammer (11), einschliesslich einer Bodenplatte (15,15a) mit einer Auslassöffnung (16); durch mehrere hohlzylindrische Rotoren (14,14a), die oberhalb der Bodenplatte angeordnet sind und parallel dazu verlaufen, wobei zwischen den Rotoren jeweils ein Abstand vorhanden ist, jeder Rotor mehrere zum Einbringen von Gas dienende Durchlöcherungen (17,17a) aufweist, die in seiner zylindrischen Wand angeordnet sind und der Innenraum jedes Rotors mit einer Gasquelle verbunden ist, und wobei alle Rotoren derart angeordnet sind, dass sie in derselben Richtung drehbar sind; und durch eine Zuführvorrichtung (22), die dazu dient, Stoffe in die Wirbelbett-Brennkammer einzubringen.

2. Prozessofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenplatte mehrere zum Einbringen von Gas bestimmte Durchlöcherungen (18,18a) aufweist.

3. Prozessofen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Bodenplatte vorhandenen Durchlöcherungen derart angeordnet sind, dass die Strömung des damit eingebrachten Gases eine parallel zur Bodenplatte (15,15a) gegen die Auslassöffnung gerichtete Vektorkomponente aufweist.

4. Prozessofen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenplatte nach unten gegen die Auslassöffnung hin geneigt ist.

5. Prozessofen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zwischen der Bodenplatte und den Rotoren jeweils vorhandene Abstand (b) grösser ist als der jeweils zwischen den Rotoren vorhandene Abstand (a).

6. Prozessofen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine Sperrleiste (30), die jeweils im durch den Rotoren-Abstand und die Rotoren begrenzenden oberen Zwischenraum angeordnet ist.

7. Prozessofen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchlöcherungen in der zylindrischen Wand jedes Rotors bei einer Stelle angeordnet sind, die einem Bereich entspricht, der durch zwei auf dem zylindrischen Aussen-mantel in axialer Richtung verlaufenden Linien begrenzt ist, wobei alle Rotoren derart angeordnet sind, dass die jeweiligen Bereiche sowohl während des Drehens als auch während des Stillstandes der Rotoren dieselbe Winkelstellung aufweisen.

8. Prozessofen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotoren schrittweise drehbar sind, wobei während derjenigen Zeitspanne, während welcher die Rotoren zeitweilig in Stillstand sind, die begrenzten Bereiche nach oben weisen.

9. Prozessofen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die begrenzten Bereiche derart angeordnet sind, dass falls kein Eindringen von Gas durch die Durchlöcherungen hindurch bewirkt wird, diese nach unten weisen.

10. Prozessofen nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in den Sperrleisten eine zweckdienliche Anzahl Durchlöcherungen ausgebildet ist, welche Durchlöcherungen ungefähr senkrecht durch die Leisten verlaufen.