CH691507A5 - Verfahren und Vorrichtung zum Verbrennen von festem und/oder pastösem Material in Rost-Feuerungsanlagen. - Google Patents

Description

  
 



  Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. 



  Rost-Feuerungsanlagen eignen sich insbesondere für feste und/oder pastöse Brennstoffe, wie beispielsweise Hausmüll, Industriemüll, Kohle etc. Diese Brennstoffe werden auf einem Rost verbrannt. Dabei gelangen die Rauchgase in die Nachbrennkammer resp. den Rauchgasabzug. Die unverbrannten Verbrennungsrückstände in Form von Schlacke gelangen vom Rost in einen Schlackenbehälter. Die im Rauchgas enthaltenen Schadstoffe werden in hinter dem Feuerungsraum geschalteten Apparaturen vom Rauchgas getrennt und fallen schliesslich in fester Form an. 



  Herkömmlicherweise müssen diese Rückstände, d.h. die von der Verbrennung anfallende Schlacke sowie die aus den Apparaturen herrührenden Schadstoffe zusammen als Sonderabfall entsorgt werden, d.h. sie werden beispielsweise einer Drehrohr-Schmelzanlage zugeführt oder müssen auf Deponien gelagert werden. Insbesondere die Lagerung solcher Rückstände ist nicht unbedenklich und die langfristigen Kosten einer solchen Entsorgung sind sehr hoch. 



  Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand nun darin, bei einer Rost-Feuerungsanlage einen möglichst hohen Verbrennungsgrad des Brennstoffes bei möglichst geringem Restabfall zu erreichen, welcher einen möglichst kleinen Anteil an noch brennbarem Material resp. Schadstoffen aufweist. 



  Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die Kennzeichen nach Anspruch 1 gelöst. 



  Der grosse Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens liegt darin, dass durch das Schmelzen der anfallenden Schadstoffrückstände im selben Verfahren und der nachfolgenden Granulierung der Schmelze im Schlackenbad die Schadstoffe zerstört oder immobilisiert werden. Ein separater Transport der Schadstoffrückstände beispielsweise zu einer separaten Schmelzvorrichtung entfällt. Die in Granulatform übrigbleibenden Schlackenrückstände lassen sich aufgrund ihrer beschränkten Reaktionsfähigkeit auf einfache Weise entsorgen, beispielsweise lassen sie sich auf einer normalen Deponie ablagern oder als Werkstoff, z.B. im Strassen- oder Wegbau, verwenden. 



  Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen 2 bis 11. 



  Es ist selbstverständlich denkbar, auch weitere als die in den Ansprüchen genannte Rauchgas-Reinigungsapparaturen vorzusehen und deren anfallenden Schadstoffe ebenfalls auf den Verbrennungsrost zurückzuführen. 



  Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand von Zeichnungen noch näher erläutert. Es zeigen: 
 
   Fig. 1 das Schema einer erfindungsgemässen Verbrennungsanlage; und 
   Fig. 2 das Schema einer weiteren erfindungsgemässen Verbrennungsanlage. 
 



  In Fig. 1 ist das Schema einer erfindungsgemässen Rost-Feuerungsanlage dargestellt. Dem Verbrennungsofen 1 wird der zu verbrennende Müll auf den Rost 2 zugeführt. Darauf findet bei hohen Temperaturen die Verbrennung des Mülls statt. Auf etwa den ersten zwei Dritteln des Rostes 2 findet vorwiegend die eigentliche Verbrennung des Mülls statt, während auf dem letzten Drittel des Rostes 2 das Material geschmolzen wird. Die hierfür benötigte sehr hohe Temperatur wird durch eine entsprechend geeignete Geometrie des Feuerraumes, beispielsweise wie in der Fig. 1 dargestellt, erreicht. Die geschmolzene Schlacke gelangt schliesslich in einen vorteilhafterweise mit Wasser gefüllten Entschlacker 3. Dieser Entschlacker 3 dient vorwiegend als Austragsvorrichtung für die vom Rost 2 fallende Schlacke.

   Die Wasserfüllung gewährleistet die Abdichtung des Feuerraumes 4 gegenüber dem Innern der Feuerungsanlage und dient der Granulierung der geschmolzenen Schlacke. Ferner werden die sich an der Oberfläche des Granulats befindlichen Schwermetalle ausgewaschen. Die Schlacke erreicht damit die eingangs erwähnte deponiefähige Qualität, d.h. sie weist eine nur beschränkte Reaktionsfähigkeit auf. 



  Das Entschlackerwasser wird über die Leitungen 5 und 5 min ständig umgewälzt. Die im Sammelbehälter 6 ausgefällten Schwermetalle können ebenfalls einer Deponie zugeführt werden. 



  Das durch den Rost 2 hindurchfallende Material wird im Auffangbehälter 7 aufgefangen und mittels der Leitung 8 wieder auf den Anfangsbereich des Rostes 2 zurückgeführt. 



  Die Rauchgase aus dem Feuerraum 4 werden in einen Dampfkessel 9 geführt. Diese mit Asche beladenen Rauchgase werden beim Durchströmen des Dampfkessels 9 abgekühlt, wobei  sich auf den Kesselrohren ein Aschenbelag bildet. Dieser Aschenbelag wird durch hierfür geeignete Reinigungsvorrichtungen, wie beispielsweise Klopfwerke, Russbläser etc., entfernt. Der entfernte Aschenbelag fällt durch Trichter 9 min  in eine darunter angeordnete Auffangvorrichtung 10. Von hier aus gelangt der Aschenbelag über Leitungen in den Hauptsammelbehälter 11. 



  Die Rauchgase werden nach dem Dampfkessel 9 in einen Mischer 12 geleitet. Dem Mischer werden über geeignete Zugabevorrichtungen über die Leitung 13 Kalk resp. Kalkmilch und über die Leitung 14 Aktivkohle zugeführt, welche sich dann mit dem Rauchgas vermischen. Die Aktivkohle, welche vorzugsweise eingesprüht wird, adsorbiert zumindest einen Teil der im Rauchgas befindlichen Schadstoffe Dioxin, Furan, Schwermetalle und NOx bereits hier im Mischer, resp. Sprühabsorber. Die Hauptreduzierung von NOx findet beispielsweise mittels SNCR-Verfahren (selectiv noncatalytic reduction) statt, durch Eindüsen von NH3 in zwei Ebenen 24 (Fig. 2). Im unteren trichterförmigen Bereich des Mischers 12 fallen Feststoffe wie Salze und in geringem Masse auch Aktivkohle an, welche über eine Leitung in den Hauptsammelbehälter 11 transportiert werden. 



  Das Rauchgas gelangt nun nach dem Mischer 12 vorzugsweise noch in einen Filter 15, beispielsweise einen Elektrofilter oder Tuchfilter. Hier wird nun das Rauchgas praktisch vollständig von seinen Festkörperpartikeln befreit, welche als Filterasche anfallen. Diese Filterasche wird nun über eine Leitung 16 ebenfalls in den Hauptsammelbehälter 11 transportiert. Von der Leitung 16 aus ist vorteilhafterweise eine Verzweigung in einen Zwischenbehälter 17 vorhanden, in welchem ein Teil der in der Filterasche vorhandenen  Aktivkohle ausgeschieden werden kann. Diese Aktivkohle wird danach vorteilhafterweise wieder dem Mischer 12 zugeführt. 



  Das im Hauptsammelbehälter 11 gesammelte Material wird nun über eine Leitung 18 auf den Schmelzbereich des Rostes 2 zuruckgeführt. Damit werden die an der Aktivkohle gebunden Restschadstoffe durch die hohen Schmelztemperaturen zerstört. Die ebenfalls an der Aktivkohle gebunden Schwermetalle bilden mit den übrigen Bestandteilen auf dem Rost eine gemeinsame Schmelze, welche wie bereits dargestellt zur Granulierung in den Entschlacker 3 fällt. 



  Damit fallen bei der in Fig. 1 dargestellten Verbrennungsanlage nur an den beiden Stellen A und B Rückstände an, welche entsorgt werden müssen. Die Rückstände an der Stelle A sind die beschriebenen Granulate, welche problemlos deponiert werden können. Die an der Stelle B anfallenden, ausgewaschenen Schwermetalle können ebenfalls behandelt und/oder deponiert werden. Das am Ende in den Kamin austretende Rauchgas ist praktisch frei von Schadstoffen. 



  In Fig. 2 ist das Schema einer weiteren erfindungsgemässen Feuerungsanlage dargestellt. Diese Anlage weist im Unterschied zur in Fig. 1 dargestellten Anlage zwischen dem Dampfkessel 9 und dem Mischer 12 einen zusätzlichen Filter 20, hier beispielsweise einen Elektrofilter, auf. In diesem Elektrofilter 20 werden die vom Dampfkessel 9 kommenden und mit Flugasche beladenen Rauchgase durch Ionisierung mittels Sprühelektroden entstaubt. Dabei setzen sich die Aschenpartikel an den plattenförmigen Niederschlagselektroden ab. Beispielsweise durch zyklische arbeitende Klopfvorrichtungen werden diese Staubpartikel von den Niederschlagselektroden entfernt und fallen in eine  darunterliegende Auffangvorrichtung 21. Von hier aus wird die Flugasche in den Hauptsammelbehälter 11 transportiert. 



  Zusätzlich wird bei dieser Ausführungsform das im Sammelbehälter 6 gesammelte Entschlackerwasser einerseits wieder in den Entschlacker 3 rückgeführt und andererseits über die Leitung 22, welche mit der Leitung 22 min  verbunden ist (in der Figur der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt), in den Mischer resp. Sprühabsorber 12 geführt. Damit gelangen letztlich alle durch den Entschlacker 3 ausgewaschenen Schwermetalle über den Mischer 12, in welchem sie an die Aktivkohle gebunden werden, resp. über den Filter 15 wieder auf den Rost 2 zurück. Damit fallen bei dieser Anlage lediglich an der Stelle A deponierfähige Rückstände an. Vorzugsweise kann vor dem Hauptsammelbehälter 11 ein Zwischenbehälter 23 vorgesehen werden, in welchem die Rückstände aus dem Mischer 12 und dem Filter 15 gesammelt werden.

   Hier kann nun ein Teil dieser Rückstände an der Stelle C abgezweigt werden, damit eine Aufkonzentration der Rauchgase mit Salzen und Schwermetallen vermieden wird. Diese Rückstände müssen dann separat behandelt werden. 



  Die hier vorgestellten erfindungsgemässen Vorrichtungen resp. das Verfahren für die Müllverbrennung erlauben nun vorteilhafterweise eine praktisch vollständige Verbrennung des Brennmaterials und praktisch vollständige Reinigung der Rauchgase, wobei einzig einfach deponiefähige reaktionsarme Rückstände anfallen. Insbesondere ist dieses Verfahren für die Verbrennung von Müll geeignet. 

Claims (11)

1. Verfahren für die Verbrennung von festem und/oder pastösem Material in einer Rost-Feuerungsanlage, bei welcher Brennmaterial auf den Rost (2) gebracht wird und verbrannt wird, wobei die heissen Rauchgase durch dem Rost (2) nachgeschaltete Apparaturen (9, 12, 15, 20) hindurchgeleitet werden, in welchen die im Rauchgas enthaltenen Schadstoffe wenigstens teilweise von diesem getrennt werden, und das unverbrannte Brennmaterial in Form von Schlacke in einen Entschlacker (3) geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Rauchgas ausgeschiedene Schadstoffrückstände gesammelt und anschliessend wieder auf den Rost (2) zurückgeführt werden.

2.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rauchgase zuerst durch einen Dampfkessel (9) geleitet werden und danach in einen Mischer (12) geleitet werden, wobei die aus diesen beiden Apparaturen (9, 12) ausgeschiedenen Schadstoffrückstände gesammelt und danach zum Rost (2) transportiert werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rauchgase zwischen dem Dampfkessel (9) und dem Mischer (12) zusätzlich durch einen Filter (20), vorzugsweise ein Elektrofilter, geleitet werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rauchgase nach dem Mischer (12) durch einen Filter (15), vorzugsweise einen Tuchfilter, geleitet werden und anschliessend in einen Kamin (19) geführt werden.

5.

Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass dem Mischer (12) Kalkmilch und/oder Aktivkohle und/oder Entschlackerflüssigkeit zugeführt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktivkohle in den Mischer eingesprüht wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schadstoffrückstände auf die Schmelzzone des Rostes (2) gebracht und dort geschmolzen werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der im Mischer (12) und allenfalls nachgeschalteten Apparaturen (15) anfallenden Schadstoffrückstände aus dem Kreislauf abgezweigt und separat aufbereitet werden.

9.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit des Entschlackers (3) durch einen Sammelbehälter (6) hindurch zurück in den Entschlacker geleitet wird, und die im Sammelbehälter ausgefällten Bestandteile ausgeschieden werden.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit des Entschlackers (3) durch einen Sammelbehälter (6) hindurch zurück in den Entschlacker geleitet wird, wobei ein Teil des Flüssigkeitsstromes abgezweigt und dem Mischer (12) zugeführt wird.

11.

Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10, welche einen Rost (2) mit geneigter Rostfläche und einer Feuerraumgeometrie (4) aufweist, welche derart ausgelegt ist, dass wenigstens auf einem Bereich des Rostes (2) eine Schmelzzone gebildet ist, sowie dem Rost (2) nachgeschaltete Apparaturen (9, 12, 15, 20) zur Rauchgasreinigung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass Sammel- und Transportmittel vorhanden sind, um die in den Apparaturen (9, 12, 15, 20) anfallenden Schadstoffrückstände zu sammeln und wenigstens teilweise auf den Rost (2) im Bereich der Schmelzzone zurückzuführen.