Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reduzierung des Wassergehaltes von Verbrennungsrückständen, welche aus einem Ofen in eine Wanne eines Nassentschlackers gelangen und von dort mittels mechanischer Fördermittel ausgetragen werden, gemäss dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie eine Vorrichtung zum Reduzieren des Wassergehalts von aus einem Ofen in einen Nassentschlacker gelangten Verbrennungsrückständen gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 10.
Um Verbrennungsrückstände beispielsweise aus Müllverbrennungsanlagen nach dem Verbrennungsprozess abzukühlen und die Staubbelastung für nachfolgende Arbeitsschritte, wie Zwischenlagerung und Weitertransport, zu minimieren, werden die Verbrennungsrückstände aus dem Ofen in einen Nassentschlacker gefördert. Der Nassentschlacker weist eine Wanne mit einem Wasserbad auf, welches die Verbrennungsrückstände aufnimmt und in dem sie abgekühlt werden. Dabei nehmen die Verbrennungsrückstände sehr viel Wasser auf. Beim Austragen der Verbrennungsrückstände aus dem Nassentschlacker mit mechanischen Fördermitteln, wie z.B. beim Austragen mit einem in der DE-A 3 731 140 beschriebenen Kettenentschlacker, wird dieses Wasser mitausgetragen. Dies ist unter anderem wegen des höheren Gewichtes der wasserhaltigen Verbrennungsrückstände unerwünscht.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, auf kostengünstige und wirtschaftliche Weise den Wassergehalt von mit mechanischen Fördermitteln aus einem Nassentschlacker ausgetragenen Verbrennungsrückständen zu reduzieren.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäss den Merkmalen des Anspruches 1 und mit einer Vorrichtung gemäss den Merkmalen des Anspruches 10.
Erfindungsgemäss wird den Verbrennungsrückständen, während sie mittels eines mechanischen Fördermittels über eine Austragstrecke aus einer ein Wasserbad enthaltenden Wanne eines Nassentschlackers ausgetragenen werden, mithilfe einer Unterdruckvorrichtung Wasser entzogen. Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass das Entziehen des Wassers auf relativ kleinem Raum, kontinuierlich erfolgen kann und im Gegensatz z.B. zu einem schwerkraftbedingtem Wasserentzug schnell geht.
Vorteilhafterweise werden die Verbrennungsrückstände auf einen Filterrost der Unterdruckvorrichtung gefördert, der einen Abschnitt der Austragstrecke bildet. Durch einen Unterdruck von 0,1 bar bis 0,9 bar wird durch den Filterrost hindurch den Verbrennungsrückständen Wasser entzogen. Durch den Unterdruck werden auch Luft oder Brüden abgesaugt, welche dann Wasser aus den Verbrennungsrückständen mitreissen. Luftströme von 10 bis 100 Nm<3>/t Verbrennungsrückstand haben sich dabei als besonders wirksam erwiesen, wobei die Luftmenge nach Art und Zusammensetzung der Verbrennungsrückstände variiert. Das Absaugen von Brüden bringt zudem den Vorteil, dass die Temperatur der Verbrennungsrückstände durch die heissen Brüden während des Wasserentzugs auf einem hohen Niveau gehalten wird.
Ein Teil der auf den Filterrost geförderten Verbrennungsrückstände verbleibt vorteilhafterweise als permanentes Schlackebett auf dem Filterrost. Das Schlackebett er leichtert das Aufrechterhalten des Unterdruckes und dient als zusätzlicher Filter.
Durch regelmässiges Reinigen des Filterrostes mit Druckluft und/oder Druckwasser lässt sich ein Verstopfen des Filterrostes verhindern. Das Reinigen geschieht mit Vorteil von der dem Schlackebett gegenüberliegenden Unterseite des Filterrostes her, da so das permanente Schlackebett nicht zerstört wird. Ein besonderer Vorteil beim Verwenden von Druckluft von der Unterseite des Filterrostes her ergibt sich, da durch die Druckluft nicht nur der Filterrost gereinigt, sondern auch das Schlackebett aufgelockert wird.
Werden die Verbrennungsrückstände mit einer Temperatur von 60 DEG C bis 95 DEG C auf den Filterrost der Unterdruckvorrichtung gebracht, kann man beim Wasserentzug von der bei diesen Temperaturen geringeren mechanische Bindung des Wassers in den Verbrennungsrückständen profitieren. Das Wasser lässt sich leichter entfernen. Als besonders günstig hat sich eine Temperatur von 70 DEG C bis 80 DEG C herausgestellt.
Verfahrensschritte, die zu einer Temperatur von 60 DEG C bis 95 DEG C der Verbrennungsrückstände im Bereich des Filterrostes führen, sind z.B. ein Vermeiden des Kaltblasens der Verbrennungsrückstände während der Endphase des Verbrennungsprozesses im Ofen. Dies kann entweder durch Vorwärmen der Primärluft oder durch Drosselung derselben im letzten Abschnitt des Ofens erreicht werden. Zusätzlich kann der Wärmeverlust im Nassentschlacker minimiert werden, indem die Wände zumindest der Wanne des Nassentschlackers wärmeisoliert werden und das Wasserbad in der Wanne mit wärmeisolierenden Schwimmkörpern, die auch die Verdunstung des Wassers verhindern, abgedeckt wird.
Das aus den Verbrennungsrückständen über die Unterdruckvorrichtung abgesaugte Wasser wird mittels einer Pumpe in die Wanne des Nassentschlackers zurückgepumpt. Auf diese Weise lässt sich der Wasserverbrauch im Nassentschlacker reduzieren.
Die Vorrichtung zum Entziehen von Wasser aus mechanisch aus einem Nassentschlacker ausgetragenen Verbrennungsrückständen weist eine Unterdruckvorrichtung gemäss Anspruch 10 auf. Mit dem Filterrost als einem Abschnitt der Austragstrecke kann die Unterdruckvorrichtung mit Verbrennungsrückständen beschickt werden, egal ob z.B. ein Kettenentschlacker oder ein Plattenentschlacker oder ein anderes mechanisches Fördermittel zum Austragen der Verbrennungsrückstände vorgesehen ist. Es sind keine zusätzlichen Förderstrecken nötig, was z.B. wichtig ist, wenn bestehende Anlagen nachträglich mit der Unterdruckvorrichtung ausgerüstet werden sollen.
Vorteilhafter Weise wird das Wasser in einer auf der Unterseite des Filterrostes angeordneten wannen- oder trichterförmigen Absaugkammer aufgefangen, die über eine Pumpe mit dem Nassentschlacker verbunden ist.
Der Filterrost liegt vorteilhafterweise gegenüber einer durch das mechanische Fördermittel definierten Austragebene der Austragstrecke zurückversetzt. Ein Teil der auf den Filterrost geförderten Verbrennungsrückstände kann so auf dem Filterrost ein permanentes Schlackebett bilden, über das weitere Verbrennungsrückstände zum Reduzieren ihres Wassergehaltes hinweggefördert werden können.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Filterrost \ffnungen von einem Durchmesser bis zu 10 mm, vorzugsweise von 5 mm, auf, die sich vorzugsweise gegen die Unterseite des Filterrostes hin konisch erweitern. So ausgestaltete \ffnungen verhindern weitgehend ein Verstopfen der \ffnungen.
In einer weiteren Ausführungsform sind gegen die Unterseite des Filterrostes ausgerichtete Düsen vorgesehen, mittels derer der Filterrost von der Unterseite her mit Druckluft und/oder Druckwasser gereinigt werden kann. Die Zufuhr der Druckluft kann aber auch über einen Auslass der Absaugkammer erfolgen. Dafür wird in einer den Auslass mit einer Unterdruckpumpe verbindenden Leitung ein Ventil zur Steuerung der Druckluftzufuhr geöffnet und ein zweites Ventil zur Steuerung des Unterdruckes geschlossen.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand weiterer, abhängiger Ansprüche.
Anhand der Zeichnungen wird im Folgenden die Vorrichtung an einem Beispiel genauer erklärt. Dabei zeigen:
Fig. 1 eine Prinzipskizze der Vorrichtung zum Entziehen von Wasser aus Verbrennungsrückständen mit Nassentschlacker und Unterdruckvorrichtung;
Fig. 2 eine Draufsicht auf zwei Absaugkammern der Unterdruckvorrichtung, wobei eine Absaugkammer ohne Filterrost, die andere dagegen mit montiertem Filterrost dargestellt ist; und
Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III in Fig. 2 durch die fertig montierte Absaugkammer mit Filterrost.
In Fig. 1 ist schematisch eine Vorrichtung 10 zum Reduzieren des Wassergehaltes von Verbrennungsrückständen 11 gezeigt, welche aus einem Nassentschlacker 12 ausgetragen werden. In einer Wanne 14 des Nassentschlackers 12, deren Wände 13, 13 min , 13 min min mit einer Wärmeisolation 15 versehen sind, befindet sich ein Wasserbad 16, das mit wärmeisolierenden Schwimmkörpern 17, z.B. mit Schaumglaskugeln, abgedeckt ist. In die Wanne 14 und das Wasserbad 16 ragt ein Schlackeschacht 18, durch welchen die Verbrennungsrückstände 11 aus einem Ofen 19 in den Nassentschlacker 12 gelangen. Die Wärmeisolation 15 und die Schwimmkörper 17 verhindern ein Abkühlen des Wasserbades 16 und damit einen allzu grossen Wärmeverlust der Verbrennungsrückstände 11, sodass Letztere schliesslich mit einer idealen Temperatur von 60 DEG C bis 95 DEG C zur Entwässerung gelangen.
Durch Vorwärmen oder Drosseln von Primärluft 1, die in einem Endbereich 19 min des Ofens 19 zugeführt wird, können die Verbrennungsrückstände 11 mit einer gegenüber Verbrennungsrückständen 11 aus normal geführten Verbrennungsprozessen erhöhten Temperatur in den Nassentschlacker 12 eingebracht werden, wodurch die bevorzugte Temperatur von 60 DEG C bis 95 DEG C zur Entwässerung leichter erreicht werden kann.
Von der Bodenwand 13 min der Wanne 14 werden die Verbrennungsrückstände 11 über eine schräg aufwärts führende Wand 13 min min des Nassentschlackers 12 mithilfe eines mechanischen Fördermittels 20 aus dem Nassentschlacker 12 aus getragen. Im hier gezeigten Beispiel, vergleiche dazu auch Fig. 3, ist als Fördermittel 20 ein Kettenentschlacker 21 mit einer in Führungsprofilen 22 und über Kettenräder 24 geführten Kette 23 dargestellt. Die schräge Wand 13 min min bildet einen Teil einer Austragstrecke 26, in deren Endbereich 25 ein Filterrost 32 einer Unterdruckvorrichtung 34 einen Abschnitt 25 min der Austragstrecke 26 bildet.
Damit die wärmeisolierenden Schwimmkörper 17 nicht zusammen mit den Verbrennungsrückständen 11 mittels des mechanischen Fördermittels 20 aus dem Wasserbad 16 ausgetragen werden, befindet sich auf Höhe des Wasserspiegels, leicht ins Wasser eintauchend, eine Sperre 31, welche verhindert, dass die Schwimmkörper 17 zu der schrägen Wand 13 min min und damit in den Bereich der Austragstrecke 26 gelangen. Die Sperre 31 kann an den Seitenwänden oder der Decke des Nassentschlackers 12 befestigt und beispielsweise in Form eines Brettes oder einer Platte oder auch in Form eines stabilen Vorhanges ausgestaltet sein.
Zwischen dem Wasserbad 16 und dem Filterrost 32 dient ein sich entlang der schrägen Wand 13A des Nassentschlackers 12 erstreckender Streckenabschnitt 27 der Austragstrecke 26 als Abtropfstrecke. Wie weiter unten genauer erklärt wird, verlieren die Verbrennungsrückstände 11 auf diesem Streckenabschnitt 27 schwerkraftbedingt einen ersten Teil des aus dem Wasserbad 16 mitausgetragenen Wassers. Haben die Verbrennungsrückstände 11 die gesamte Austragstrecke 26 inklusive Filterrost 32 passiert, gelangen sie zur Zwischenlagerung über einen Schacht 28 in einen Bunker 29.
Der Filterrost 32 weist an seiner Unterseite 33 eine Absaugkammer 30 auf, die über eine Leitung 36 mit einem Unterdruckbehälter 38 und über diesen mit einer Unterdruckquelle 40 in Form einer Unterdruckpumpe verbunden ist. Der Unterdruckbehälter 38 ist ausserdem über eine als Schlauchquetschpumpe ausgestaltete Pumpe 42 mit der Wanne 14 des Nassentschlackers 12 verbunden. Mithilfe der Pumpe 42 wird das verschmutzte Wasser, das den Verbrennungsrückständen 11 entzogen wird, in die Wanne 14 des Nassentschlackers 12 zurückgepumpt. Über die Unterdruckvorrichtung 34 können auch Brüden 43, d.h. Wasserdampf, und evtl. Abgase aus dem Ofen 19 enthaltene heisse Luft, durch die Verbrennungsrückstände 11 hindurch abgesaugt werden, was ebenfalls dazu beiträgt, die zu entwässernden Verbrennungsrückstände 11 auf einer günstigen Temperatur von 60 DEG C bis 95 DEG C zu halten.
In dem in Fig. 2 gezeigten Beispiel sind zwei nebeneinander angeordnete Absaugkammern 30a, 30b der Unterdruckvorrichtung 34 abgebildet. Die zwei Absaugkammern 30a, 30b sind in Draufsicht dargestellt, wobei Absaugkammer 30a mit montiertem Filterrost 32 dargestellt ist, während Absaugkammer 30b ohne Filterrost 32 gezeigt ist. In Fig. 3 ist die Absaugkammer 30a mit dem montierten Filterrost 32 im Schnitt entlang der in Fig. 2 gezeigten Linie III-III dargestellt. Die Austragsrichtung A ist jeweils durch einen Pfeil gekennzeichnet.
Die Absaugkammern 30a, 30b sind als Wannen ausgebildet, welche durch Rahmenplatten 44, 44 min , Stirnwände 46, 46 min und je einer Bodenplatte 48 gebildet sind. Die unmittelbar aneinander grenzenden Seitenwände der Absaugkammern 30a, 30b sind von einer gemeinsamen Rahmenplatte 44 min gebildet. Über die Rahmenplatten 44, 44 min sind die Absaug kammern 30a, 30b an einer Tragkonstruktion 45 der Austragstrecke 26 befestigt. Am jeweils in etwa tiefsten Punkt 49 der als Wannen ausgebildeten Absaugkammern 30a, 30b ist ein Auslass 50 vorgesehen, der in ein Rohr 52 mit einem Rohrflansch 54 mündet. Mithilfe des Rohrflansches 54 kann das Rohr 52 mit einem zweiten Rohr 53 oder einem Schlauch 53 min verbunden werden, wie dies mit gestrichelten Linien in Fig. 3 angedeutet ist.
Das Rohr 52 bildet zusammen mit dem Rohrflansch 54 und dem Schlauch 53 min oder dem zweiten Rohr 53 die in Fig. 1 dargestellte Leitung 36 zwischen der Absaugkammer 30 und dem Unterdruckbehälter 38.
Wie in den Fig. 2 und 3 gut zu erkennen ist, sind an den Stirnwänden 46, 46 min und an den Rahmenplatten 44, 44 min Tragleisten 56 mit einer Dichtung 58 angeordnet, auf der der Filterrost 32 in montiertem Zustand aufliegt. Als Befestigungseinheit für den Filterrost 32 ist in Austragsrichtung A der Absaugkammer 30 vorgelagert ein die zwei Rahmenplatten 44, 44 min verbindender Unterhakbalken 60 vorgesehen. In montiertem Zustand übernimmt der Unterhakbalken 60 im Zusammenwirken mit einer in etwa senkrecht nach oben vom Filterrost 32 abstehenden Unterhakleiste 61 die Funktion eines Widerlagers. In Austragsrichtung A der Absaugkammer 30 nachgelagert sind unterhalb der Stirnwand 46 zwei an den Rahmenplatten 44, 44 min angeordnete Befestigungsflansche 62 vorgesehen.
Die Befestigungsflansche 62 weisen Befestigungsöffnungen 64 auf, die gegen die Mittellängsachse 66 der Absaugkammer 30a, 30b hin offen sind. Mit dem Filterrost 32 sind über eine Frontplatte 68 und je eine Befestigungsplatte 70 Befestigungselemente 67, wie Schrauben, Stifte oder Bolzen verbunden. Die im hier gezeigten Beispiel als Befestigungselement 67 ver wendeten Schrauben können von der Mittellängsachse 66 der Absaugkammer 30a, 30b her seitlich in die Befestigungsöffnungen 64 eingeführt werden. Sie werden mit einer Mutter 72 gesichert und der Filterrost 32 so zwischen dem Unterhakbalken 61 und den Befestigungsflanschen 62 verspannt.
Dem Filterrost 32 ist in Austragsrichtung A ein Streckenabschnitt 27 der Austragstrecke 26 vorgelagert. Auf diesem Streckenabschnitt 27 werden die Verbrennungsrückstände 11 mithilfe des bereits erwähnten Kettenentschlackers 21 auf einer Transportfläche 73 entlang der schrägen Wand 13 min min des Nassentschlackers 12 aufwärts transportiert. An der Kette 23 des Kettenentschlackers 21 sind Mitnehmer 76 befestigt, die je eine sich quer über die Austragstrecke 26 erstreckende Traverse 78 aufweisen. Die Traversen 78 nehmen vom Boden 13 min der Wanne 14 des Nassentschlackers 12 jeweils Verbrennungsrückstände 11 mit und schieben diese vor sich her.
Im Bereich des Streckenabschnittes 27 und im Abschnitt 25 min der Austragstrecke 26 werden die Traversen 78 mit ihren Unterkanten 78 min entlang einer Austragsebene 74 geführt, die gegenüber der Transportfläche 73 ein wenig, d.h. beispielsweise 1 cm, beabstandet ist, wie dies in Fig. 3 erkennbar ist. Dadurch kann aus den Verbrennungsrückständen 11 austretendes Wasser schwerkraftbedingt den auch als Abtropfstrecke bezeichneten Streckenabschnitt 27 der Austragstrecke 26 hinab in die Wanne 14 des Nassentschlackers 12 zurücklaufen. Die Verbrennungsrückstände 11 verlieren also bereits auf diesem Streckenabschnitt 27 einen Teil des aus der Wanne 14 des Nassentschlackers 12 mitausgetragenen Wassers.
Wie aus Fig. 3 ersichtlich, ist der Filterrost 32 gegenüber der Austragebene 74 zurückversetzt angeordnet. Die Distanz zu den Unterkanten 78 min der sich über den Filterrost 32 hinweg bewegenden Traversen 78 beträgt zwischen 2 cm und 10 cm, vorzugsweise 4 cm bis 7 cm. Durch diese Distanz kann auf dem Filterrost 32 ein permanentes Schlackebett 80 aufgebaut werden, über welches die Mitnehmer 76 des Kettenentschlackers 21 mit ihren Traversen 78 weitere Verbrennungsrückstände 11 hinwegfördern können. Die oberste Schlackeschicht des Schlackebettes 80 kann dabei unter Umständen jeweils abgetragen und durch neu herangeführte Verbrennungsrückstände neu gebildet werden.
Das Schlackebett 80 auf dem Filterrost 32 erleichtert es, den von der Absaugkammer 30a, 30b her auf den Filterrost 32 einwirkenden Unterdruck aufrechtzuerhalten und wirkt ausserdem als zusätzlicher Filter.
Der Filterrost 32 weist in diesem Beispiel in einem Raster angeordnete \ffnungen 82 mit einem Radius von 5 mm auf, die sich gegen seine Unterseite 33 hin konisch erweitern. Der Rasterabstand 83 zwischen den Zentren der in etwa kreisförmigen \ffnungen 82 liegt zwischen 10 und 40 mm, vorzugsweise bei 25 mm.
In der in Austragsrichtung A gesehen ersten Stirnwand 46 min der Absaugkammer 30 sind zwei gegen den Filterrost 32 gerichtete Düsen 84 vorgesehen, mittels derer der Filterrost 32 mit Druckwasser 85 und/oder Druckluft 85 min gereinigt werden kann. Die Düsen 84 können sowohl mit Druckluft 85 min als auch mit Druckwasser 85 betrieben werden. Es können aber auch verschiedene Düsen 84 vorgesehen sein, wobei die einen für Druckluft 85 min , die anderen für Druckwasser 85 vorgesehen sind. Die Düsen 84 können beweglich, steuerbar oder starr gelagert sein. Es ist auch denkbar solche Düsen 84 in der anderen Stirnwand 46 oder in einer der Rahmenplatten 44, 44 min oder der Bodenplatte 48 anzu ordnen. Druckluft 85 min kann auch über den Auslass 50 in der Bodenplatte 48 der Absaugkammer 30 gegen den Filterrost 32 gepresst werden.
Dazu muss die Leitung 36 aber über ein Ventil 86 mit einer Druckluftzufuhr 88 verbunden sein, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist. Über ein weiteres Ventil 86 min oder über ein Zweiwegeventil 86, 86 min muss die Leitung 36 von der Unterdruckpumpe und dem Unterdruckbehälter abkoppelbar sein. Bei der Beaufschlagung des Filterrostes mit einem entsprechend grossen Volumenstrom an Druckluft 85 min wird das Schlackebett 80 aufgelockert und kann seine Filterfunktion dadurch besser wahrnehmen. Durch das Druckwasser 85 wird neben der Unterseite 33 des Filterrostes 32 auch die Leitung 36 gespült und gereinigt. Ein Reinigungszyklus kann beispielsweise eine Reinigung mit Druckwasser 85 alle 10 min und eine Reinigung mit Druckluft 85 min alle 60 min vorsehen, wobei Druckluft 85 min und Druckwasser 85 jeweils für etwa 10 s angestellt werden.
Der Unterdruck fällt in dieser kurzen Zeit ab.
Sind in einer Austragstrecke 26 mehrere Filterroste 32 hintereinander und/oder nebeneinander angeordnet, kann die Reinigung der Roste seriell erfolgen, sodass nie alle Roste gleichzeitig einen abfallenden Unterdruck aufweisen.
Im gezeigten Beispiel sind zwei Filterroste 32 nebeneinander mit zwei Absaugkammern 30 als Abschnitt 25 min der Austragstrecke 26 vorgesehen. Es ist aber auch denkbar, dass die zwei Filterroste 32 an ihrer Unterseite von einer gemeinsamen Absaugkammer 30 umschlossen werden. Je nach Breite der Austragstrecke 26 und den Stabilitätsanforderungen können aber auch nur ein oder auch mehr als zwei Filterroste 32 und Absaugkammern 30 vorgesehen sein.
Falls nötig können, wie erwähnt, auch mehrere Filterroste 32 und Absaugkammern 30 in Austragsrichtung A hintereinander angeordnet sein. Die Absaugkammern 30 können statt als Wanne auch als Trichter ausgebildet sein. Der Abschnitt 25 min der Austragstrecke 26, der durch den Filterrost 32 gebildet ist, muss nicht zwingend im Endbereich 25 der Austragstrecke 26 angeordnet sein. Ebenso müssen sich die \ffnungen 82 nicht zwingend konisch gegen die Unterseite 33 des Filterrostes 32 erweitern.
Ist statt des Kettenentschlackers 21 z.B. ein Plattenentschlacker vorgesehen, so ist der Filterrost 32 gegenüber einer durch die Transportfläche 73 des Plattenentschlackers definierten Austragebene 74 zurückversetzt angeordnet. Um in einem solchen Fall den Transport der Verbrennungsrückstände 11 über den Filterrost 32 zu gewährleisten, kann dieser als Schüttelbett ausgebildet und beispielsweise auch in Austragrichtung A abwärts geneigt angeordnet sein.
Die Reduzierung des Wassergehaltes nach dem erfindungsgemässen Verfahren und der erfindungsgemässen Vorrichtung 10 lassen sich auch mit kalten oder lauwarmen Verbrennungsrückständen 11 durchführen. Dies spart die Kosten für die Wärmeisolation und die Veränderung des Verbrennungsprozesses, mindert aber die Effizienz.
The invention relates to a method for reducing the water content of combustion residues which get from a furnace into a tub of a wet slag remover and are discharged from there by means of mechanical conveying means, according to the preamble of claim 1 and a device for reducing the water content from a furnace into one Wet slag came combustion residues according to the preamble of claim 10.
In order to cool down combustion residues, for example from waste incineration plants after the incineration process and to minimize the dust pollution for subsequent work steps, such as intermediate storage and further transport, the combustion residues are conveyed out of the furnace into a wet slag remover. The wet slag remover has a tub with a water bath, which absorbs the combustion residues and in which they are cooled. The combustion residues absorb a lot of water. When discharging the combustion residues from the wet slag remover using mechanical conveyors, e.g. when discharged with a chain deslagger described in DE-A 3 731 140, this water is also discharged. Among other things, this is undesirable because of the higher weight of the water-containing combustion residues.
The object of the present invention is therefore to reduce the water content of combustion residues discharged with mechanical conveying means from a wet slag remover in an economical and economical manner.
This object is achieved by a method according to the features of claim 1 and by a device according to the features of claim 10.
According to the invention, water is removed from the combustion residues by means of a vacuum device while they are being discharged by means of a mechanical conveying means over a discharge path from a tub of a wet purifier containing a water bath. This method has the advantage that the water can be extracted continuously in a relatively small space and, in contrast, e.g. to a gravity-induced water withdrawal quickly.
The combustion residues are advantageously conveyed onto a filter grate of the vacuum device, which forms a section of the discharge path. With a negative pressure of 0.1 bar to 0.9 bar, water is removed from the combustion residues through the filter grate. Air or vapors are also sucked out by the negative pressure, which then entrains water from the combustion residues. Air flows of 10 to 100 Nm <3> / t combustion residue have proven to be particularly effective, the amount of air varying according to the type and composition of the combustion residue. The extraction of vapors also has the advantage that the temperature of the combustion residues is kept at a high level by the hot vapors during the water removal.
Part of the combustion residues conveyed onto the filter grate advantageously remains on the filter grate as a permanent slag bed. The slag bed makes it easier to maintain negative pressure and serves as an additional filter.
Clogging of the filter grate can be prevented by regularly cleaning the filter grate with compressed air and / or pressurized water. The cleaning is advantageously carried out from the underside of the filter grate opposite the slag bed, since this way the permanent slag bed is not destroyed. A particular advantage when using compressed air from the underside of the filter grate arises because the compressed air not only cleans the filter grate, but also loosens the slag bed.
If the combustion residues are brought to the filter grate of the vacuum device at a temperature of 60 ° C to 95 ° C, you can benefit from the lower mechanical binding of the water in the combustion residues at these temperatures. The water is easier to remove. A temperature of 70 ° C. to 80 ° C. has proven to be particularly favorable.
Process steps which lead to a temperature of 60 ° C. to 95 ° C. of the combustion residues in the area of the filter grate are e.g. avoiding cold blowing of the combustion residues during the final phase of the combustion process in the furnace. This can be achieved either by preheating the primary air or by throttling it in the last section of the oven. In addition, the heat loss in the wet deslagger can be minimized by heat-insulating the walls of at least the tub of the wet deslagger and by covering the water bath in the tub with heat-insulating floats that also prevent the water from evaporating.
The water extracted from the combustion residues via the vacuum device is pumped back into the tub of the wet slag remover by means of a pump. In this way, the water consumption in the wet purifier can be reduced.
The device for extracting water from combustion residues mechanically discharged from a wet deslagger has a vacuum device according to claim 10. With the filter grate as a section of the discharge section, the vacuum device can be charged with combustion residues, regardless of whether e.g. a chain deslagger or a plate deslagger or other mechanical conveying means is provided for discharging the combustion residues. No additional conveyor lines are required, which e.g. It is important if existing systems are to be retrofitted with the vacuum device.
The water is advantageously collected in a trough-shaped or funnel-shaped suction chamber arranged on the underside of the filter grate, which is connected to the wet purifier by a pump.
The filter grate is advantageously set back from a discharge level of the discharge section defined by the mechanical conveying means. Some of the combustion residues conveyed onto the filter grate can thus form a permanent slag bed on the filter grate, via which further combustion residues can be conveyed to reduce their water content.
In a preferred embodiment, the filter grate has openings of up to 10 mm in diameter, preferably 5 mm, which preferably expand conically towards the underside of the filter grate. Openings designed in this way largely prevent the openings from becoming blocked.
In a further embodiment, nozzles aligned against the underside of the filter grate are provided, by means of which the filter grate can be cleaned from the underside with compressed air and / or pressurized water. The compressed air can also be supplied via an outlet of the suction chamber. For this purpose, a valve for controlling the compressed air supply is opened in a line connecting the outlet with a vacuum pump and a second valve for controlling the vacuum is closed.
Further preferred embodiments are the subject of further, dependent claims.
The device is explained in more detail below using an example using the drawings. Show:
Figure 1 is a schematic diagram of the device for extracting water from combustion residues with wet slag and vacuum device.
2 shows a plan view of two suction chambers of the vacuum device, one suction chamber without filter grate, the other being shown with the filter grate mounted; and
Fig. 3 shows a section along the line III-III in Fig. 2 through the assembled suction chamber with filter grate.
1 schematically shows a device 10 for reducing the water content of combustion residues 11 which are discharged from a wet deslagger 12. In a tub 14 of the wet deslagger 12, the walls 13, 13 min, 13 min min of which are provided with thermal insulation 15, there is a water bath 16 which is provided with heat-insulating floats 17, e.g. is covered with foam glass balls. A slag shaft 18 protrudes into the tub 14 and the water bath 16, through which the combustion residues 11 pass from a furnace 19 into the wet deslagger 12. The heat insulation 15 and the floating bodies 17 prevent the water bath 16 from cooling and thus excessive loss of heat from the combustion residues 11, so that the latter finally reach an ideal temperature of 60 ° C. to 95 ° C. for dewatering.
By preheating or throttling primary air 1, which is supplied in an end region 19 min of the furnace 19, the combustion residues 11 can be introduced into the wet slag remover 12 at a temperature which is higher than that of combustion residues 11 from normal combustion processes, as a result of which the preferred temperature of 60 ° C. up to 95 ° C for drainage can be achieved more easily.
The combustion residues 11 are carried out from the bottom wall 13 min of the tub 14 via a sloping wall 13 min min of the wet deslagger 12 using a mechanical conveying means 20 from the wet deslagger 12. In the example shown here, see also FIG. 3, a chain deslagger 21 with a chain 23 guided in guide profiles 22 and via chain wheels 24 is shown as the conveying means 20. The sloping wall 13 minutes forms part of a discharge section 26, in the end region 25 of which a filter grate 32 of a vacuum device 34 forms a section 25 minutes of the discharge section 26.
So that the heat-insulating floating bodies 17 are not discharged from the water bath 16 together with the combustion residues 11 by means of the mechanical conveying means 20, there is a lock 31 at the level of the water, slightly submerged in water, which prevents the floating bodies 17 from reaching the inclined wall 13 min min and thus reach the area of the discharge section 26. The lock 31 can be attached to the side walls or the ceiling of the wet purifier 12 and can be designed, for example, in the form of a board or a plate or also in the form of a stable curtain.
Between the water bath 16 and the filter grate 32, a section 27 of the discharge section 26, which extends along the inclined wall 13A of the wet deslagger 12, serves as a drip section. As will be explained in more detail below, the combustion residues 11 on this route section 27 lose a first part of the water also discharged from the water bath 16 due to gravity. Once the combustion residues 11 have passed the entire discharge section 26, including the filter grate 32, they arrive in a bunker 29 via a shaft 28 for intermediate storage.
The filter grate 32 has on its underside 33 a suction chamber 30 which is connected via a line 36 to a vacuum container 38 and via this to a vacuum source 40 in the form of a vacuum pump. The vacuum container 38 is also connected to the tub 14 of the wet deslagger 12 via a pump 42 designed as a peristaltic pump. With the help of the pump 42, the contaminated water, which is extracted from the combustion residues 11, is pumped back into the tub 14 of the wet deslagger 12. Vapors 43, i.e. Water vapor, and possibly hot gases contained in the furnace 19, through which combustion residues 11 are drawn off, which also helps to keep the combustion residues 11 to be dewatered at a favorable temperature of 60 ° C. to 95 ° C.
In the example shown in FIG. 2, two suction chambers 30a, 30b of the vacuum device 34 arranged side by side are shown. The two suction chambers 30a, 30b are shown in a top view, wherein suction chamber 30a is shown with the filter grate 32 installed, while suction chamber 30b is shown without the filter grate 32. FIG. 3 shows the suction chamber 30a with the installed filter grate 32 in a section along the line III-III shown in FIG. 2. The discharge direction A is indicated by an arrow.
The suction chambers 30a, 30b are designed as troughs which are formed by frame plates 44, 44 min, end walls 46, 46 min and a base plate 48 each. The directly adjacent side walls of the suction chambers 30a, 30b are formed by a common frame plate 44 min. About the frame plates 44, 44 min, the suction chambers 30a, 30b are attached to a support structure 45 of the discharge path 26. At the respectively lowest point 49 of the suction chambers 30a, 30b designed as troughs, an outlet 50 is provided, which opens into a tube 52 with a tube flange 54. With the help of the pipe flange 54, the pipe 52 can be connected to a second pipe 53 or a hose 53 min, as indicated by broken lines in FIG. 3.
The tube 52 together with the tube flange 54 and the tube 53 min or the second tube 53 forms the line 36 shown in FIG. 1 between the suction chamber 30 and the vacuum container 38.
As can be clearly seen in FIGS. 2 and 3, support strips 56 with a seal 58 are arranged on the end walls 46, 46 min and on the frame plates 44, 44 min, on which the filter grate 32 rests in the assembled state. A lower hook beam 60 connecting the two frame plates 44, 44 min is provided as a fastening unit for the filter grate 32 in the discharge direction A of the suction chamber 30. In the assembled state, the lower hook beam 60, in cooperation with a lower hook bar 61 projecting approximately vertically upward from the filter grate 32, acts as an abutment. Downstream of the suction chamber 30 in the discharge direction A, two fastening flanges 62 arranged on the frame plates 44, 44 min are provided below the end wall 46.
The fastening flanges 62 have fastening openings 64 which are open towards the central longitudinal axis 66 of the suction chamber 30a, 30b. Fastening elements 67, such as screws, pins or bolts, are connected to the filter grate 32 via a front plate 68 and one fastening plate 70 each. The screws used in the example shown here as fastening element 67 can be inserted laterally into the fastening openings 64 from the central longitudinal axis 66 of the suction chamber 30a, 30b. They are secured with a nut 72 and the filter grate 32 is thus clamped between the lower hook beam 61 and the mounting flanges 62.
A section 27 of the discharge section 26 is arranged upstream of the filter grate 32 in the discharge direction A. On this route section 27, the combustion residues 11 are transported upwards by means of the chain deslagger 21 already mentioned on a transport surface 73 along the inclined wall 13 min min. Carriers 76 are fastened to the chain 23 of the chain deslagger 21, each of which has a traverse 78 which extends transversely over the discharge path 26. The traverses 78 take combustion residues 11 from the floor 13 min of the tub 14 of the wet deslagger 12 and push them in front of them.
In the area of the route section 27 and in the section 25 min of the discharge section 26, the traverses 78 are guided with their lower edges 78 min along a discharge plane 74 which is a little, i.e. for example 1 cm, as shown in Fig. 3. As a result, due to gravity, water escaping from the combustion residues 11 can run back down the section 27 of the discharge section 26, also called the drip section, back into the tub 14 of the wet slag remover 12. The combustion residues 11 thus already lose part of the water which is also discharged from the tub 14 of the wet deslagger 12 on this route section 27.
As can be seen from FIG. 3, the filter grate 32 is set back from the discharge plane 74. The distance to the lower edges 78 min of the traverses 78 moving over the filter grate 32 is between 2 cm and 10 cm, preferably 4 cm to 7 cm. As a result of this distance, a permanent bed of slag 80 can be built up on the filter grate 32, via which the drivers 76 of the chain deslagger 21 with their traverses 78 can convey further combustion residues 11 away. The uppermost slag layer of the slag bed 80 can, under certain circumstances, be removed in each case and newly formed by newly introduced combustion residues.
The slag bed 80 on the filter grate 32 makes it easier to maintain the negative pressure acting on the filter grate 32 from the suction chamber 30a, 30b and also acts as an additional filter.
In this example, the filter grate 32 has openings 82 with a radius of 5 mm which are arranged in a grid and widen conically towards its underside 33. The grid spacing 83 between the centers of the approximately circular openings 82 is between 10 and 40 mm, preferably 25 mm.
In the first end wall 46 min of the suction chamber 30, seen in the discharge direction A, two nozzles 84 are provided which are directed against the filter grate 32 and by means of which the filter grate 32 can be cleaned with pressurized water 85 and / or pressurized air 85 min. The nozzles 84 can be operated with compressed air 85 min as well as with pressurized water 85. However, various nozzles 84 can also be provided, one for compressed air 85 min, the other for pressurized water 85. The nozzles 84 can be movable, controllable or rigidly mounted. It is also conceivable to arrange such nozzles 84 in the other end wall 46 or in one of the frame plates 44, 44 min or the base plate 48. Compressed air 85 min can also be pressed against the filter grate 32 via the outlet 50 in the base plate 48 of the suction chamber 30.
For this purpose, however, the line 36 must be connected to a compressed air supply 88 via a valve 86, as is shown in FIG. 1. The line 36 must be able to be uncoupled from the vacuum pump and the vacuum container via a further valve 86 min or via a two-way valve 86, 86 min. When a correspondingly large volume flow of compressed air is applied to the filter grate for 85 minutes, the slag bed 80 is loosened and can therefore perform its filter function better. In addition to the underside 33 of the filter grate 32, the line 36 is also flushed and cleaned by the pressurized water 85. A cleaning cycle can, for example, provide cleaning with pressurized water 85 every 10 min and cleaning with pressurized air 85 min every 60 min, whereby pressurized air 85 min and pressurized water 85 are turned on for about 10 s each.
The vacuum drops in this short time.
If a plurality of filter gratings 32 are arranged one behind the other and / or next to one another in a discharge section 26, the gratings can be cleaned in series, so that all gratings never have a falling negative pressure at the same time.
In the example shown, two filter gratings 32 are provided side by side with two suction chambers 30 as a section 25 min of the discharge section 26. However, it is also conceivable for the two filter gratings 32 to be enclosed on their underside by a common suction chamber 30. Depending on the width of the discharge section 26 and the stability requirements, however, only one or more than two filter gratings 32 and suction chambers 30 can also be provided.
If necessary, a plurality of filter gratings 32 and suction chambers 30 can also be arranged one behind the other in the discharge direction A, as mentioned. The suction chambers 30 can also be designed as a funnel instead of a trough. The section 25 min of the discharge section 26, which is formed by the filter grate 32, does not necessarily have to be arranged in the end region 25 of the discharge section 26. Likewise, the openings 82 do not necessarily have to widen conically against the underside 33 of the filter grate 32.
Instead of the chain deslagger 21 e.g. If a plate deslagger is provided, the filter grate 32 is set back from a discharge plane 74 defined by the transport surface 73 of the plate deslagger. In order to ensure the transport of the combustion residues 11 via the filter grate 32 in such a case, the grate 32 can be designed as a shaking bed and, for example, can also be arranged inclined downwards in the discharge direction A.
The reduction of the water content according to the method and the device 10 according to the invention can also be carried out with cold or lukewarm combustion residues 11. This saves the cost of heat insulation and changing the combustion process, but reduces efficiency.