DE1207538B

DE1207538B - Vorrichtung und Verfahren zur Verbrennung von Klaerschlamm

Info

Publication number: DE1207538B
Application number: DEM55192A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Heinz Eberhardt; Heinz Weiand
Original assignee: Maschinenfabrik Esslingen AG
Current assignee: Maschinenfabrik Esslingen AG
Priority date: 1962-12-19
Filing date: 1962-12-19
Publication date: 1965-12-23
Also published as: AT264700B

Description

Vorrichtung und Verfahren zur Verbrennung von Klärschlamm Die Erfindung geht aus von einem Klärschlamm-Verbrennungsverfahren, bei dem ein Wirbelschichtofen (Wirbelbett-Reaktor) als Verbrennungsofen dient. Hierbei wird der Klärschlamm zu einem gewissen Prozentsatz entwässert dem Bett zugegeben und dabei in der Schwebe verbrannt. Von unten in das Bett zugeführte Luft regelt den Verbrennungsablauf.
Die Menge der zugeführten Luft ist abhängig von mehreren Faktoren, so unter anderem dem Heizwert des Schlammes, seinem Feuchtigkeitsgehalt und dem Anteil an flüchtigen Stoffen. Auf Grund dieser Tatsache gibt es für eine bestimmte Schlammsorte mit feststehendem Heizwert nur einen Punkt, in welchem Luftinenge und Luftzufuhr im stöchiometrischen Bestwert übereinstimmen, d. h. in dem mit einem Minimum an Luft die besten Ausbrennwerte erreicht werden. Ändert sich die Schlammenge oder die Schlammzusammensetzung bzw. der Heizwert, so ist zur Erreichung des stöchiometrischen Bestwertes an sich eine Änderung der Luftmenge erforderlich. Dieses ist jedoch nicht erwünscht, da mit Änderung der Luftmenge zwangläufig eine Änderung der Fluidisierung d#s Bettes eintritt, d. h. es ändern sich die Ausbrennwerte zur ungünstigen Seite.
Zur Behebung dieser Schwierigkeiten wird gemäß der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen, die unterhalb des Wirbelbettes zum Eintritt der Luft in das Bett vorgesehenen Düsen in ihrem Austrittsquerschnitt unterschiedlich auszuführen, insbesondere dergestalt, daß der Austrittsqutrschnitt zu den Rändern des Bettes hin kleiner wird.
So können beispielsweise drei Stufen von Düsen jeweils etwa ringförmig im Wirbelbettboden verteilt sein, wobei der größte Austrittsquerschnitt jeder Düse in der Mitte oder am innersten Ring gegeben ist und der Querschnitt von Ring zu Ring nach außen abnimmt. Die Düsen selbst können als Lochdüsen oder Schlitzdüsen ausgeführt sein. Wird nun nur eine kleine Luftmenge im Reaktor benötigt, so strömt entsprechend der Düsenauslegung die Luft nur durch die Düse oder die Düsen mit dem großen Austrittsquerschnitt bzw. dem niedrigsten Eigendruckverlust. Hierdurch wird nur ein Teil des Bettes, d. h. nur der Bereich des Bettes über dieser Düse oder den Düsen fluidisiert, und Luft- und Schlammmenge können ins stöchiometrische Bestwertverhältnis gebracht werden. Wird mehr Schlamm aufgegeben oder steigt der Heizwert des Schlammes, so daß der Luftbedarf größer wird, so wird vom Gebläse für die Luftzufuhr mehr Luft gefördert, die sich entsprechend den Eigendruckverlusten der Düsen auf mehrere verteilt, d. h. durch die größere Luftmenge werden von innen nach außen immer mehr Düsen durchströmt. Wenn zuvor beispielsweise nur der innerste Düsenring durchströmt wurde, so wird bei einer entsprechenden Steigerung der Luftzufuhr auch noch der zweite Ring oder gegebenenfalls noch weitere zum Luftdurchtritt herangezogen. Entsprechend der Erweiterung des Luftdurchtritts vergrößert sich im Ofen auch die Größe des fluidisierenden Bettes. Fluidisiert das Bett bei einer Luftzufuhr allein durch den innersten Ring nur in diesem Bereich, so vergrößert sich diese Fläche um den entsprechenden Betrag, sofern zusammen mit dem innersten Ring infolge größerer Luftzufuhr auch noch der nächste durchströmt wird. Das Gebläse für den Luftzustrom zum Ofen kann in bekannter Weise durch eine CO.-oder OrSteuerung der Abgase geregelt werden.
An Stelle der selbsttätigen Steuerung des Luftdurchtritts durch die Düsen infolge ihrer Eigenwiderstände . kann natürlich auch eine Klappensteuerung vorgesehen werden, die von außen automatisch oder von Hand zu bedienen ist. Am besten reRelbar ist iedoch die vorher beschriebene, selbsttAge Steuer'ung durch die Eigenwiderstände der Düsen in Verbindung mit einer Klappensteuerung. Damit wird die notwendige Verbrennungsluft dem Wirbelbett in einer feinen Abstufung entsprechend den Erfordernissen zugeteilt und gleichzeitig auch die Fluidisierungszone entsprechend geregelt.
Ein Ausführungsbeispiel eines derartigen Wirbelschichtofens ist in der Zeichnung schematisch dargestellt.
Der als einfacher runder Zylinder dargestellte Ofen 1 besitzt an seinem unteren Ende eine Luftkammer 2, der regelbar Verbrennungsluft von einem Gebläse oder einer Druckleitung 3 zuströmt. Nach oben hin ist die Kammer 2 durch eine Düsenplatte 4 abgeschlossen, die den Boden des Wirbelbettes 5 darstellt. Die Schlammzufuhr erfolgt durch ein Rohr 6. In diesem Boden 4 sind unterschiedlich große Düsen A, B und C angeordnet. Die Düse A sitzt zentrisch in der Mitte, während die Düsen B einen Ring in einem kleineren Abstand und die Düsen C einen solchen in einem größeren Abstand von der Düse A bilden. Mit größerem Abstand von der Düse A nimmt der Durchmesser ab und der Eigenwiderstand der Düsen zu.
Bei einem Luftzustrom nur durch die Düse A erfolgt eine Fluidisierung des Bettes nur in dem Bereich 5 a. Steigt der Luftzustrom zur Kammer 2, so erfolgt ein Luftdurchtritt sowohl durch die Düse A als auch durch die Düsen B. Die Fluidisierung erfaßt dann auch den Bereich 5 b. Die Steigerung des Luftzustromes kann dabei entsprechend der geforderten Leistung des Ofens so groß werden, bis auch ein Durchtritt durch die Düsen C eintritt und dann das Bett in seinem ganzen Bereich 5 a, 5 b und 5 c fluidisiert ist.

Claims

Patentansprüche: 1. Vorrichtung zur Verbrennung von Klärschlamm, bestehend aus einem Wirbelschichtofen, dem der Klärschlamm teilentwässert zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die unterhalb des Wirbelbettes (5) zur Zuführung der Verbrennungsluft vorgesehenen Luftdüsen (A, B und C) in ihrem Austrittsquerschnitt unterschiedlich ausgeführt sind, insbesondere dergestalt, daß der Austrittsquerschnitt zu den Rändern des Bettes (5) hin kleiner wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (A, B und C) ringförmig angeordnet sind. 3. Verfahren zur Verbrennung von Klärschlamm unter Verwendung der Vorrichtung nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß die flächenmäßige Größe der Fluidisierungszone des Wirbelbettes durch im Wirbelbettboden angeordnete und im Austrittsquerschnitt unterschiedlich ausgeführte Düsen beeinflußt wird. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftzustrom zu den Dü- sen in Abhängigkeit von der Menge des eingegebenen Klärschlammes und/oder seines Heizwertes geregelt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 945 503.