DE1270727B

DE1270727B - Mehrteiliger Drehrohrofen

Info

Publication number: DE1270727B
Application number: DEP1270A
Authority: DE
Inventors: Magnus Malmberg
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1963-08-31
Filing date: 1963-08-31
Publication date: 1968-06-20

Description

Mehrteiliger Drehrohrofen Es ist bekannt, zum Verbrennen von Abfällen öfen mit Rostfeuerungen zu verwenden. Für in der Wärme flüssige Stoffe, die gegebenenfalls auch aggressiv sind, eignen sich Rostfeuerungen jedoch nicht, weil die verflüssigten Stoffe durch die Rostflächen fließen, gegebenenfalls die Lufteinführungsöffnungen des Ofenmantels verstopfen und die Rostkonstruktion nach einer verhältnismäßig kurzen Betriebszeit unbrauchbar machen. Für derartige verflüssigbare Stoffe setzt man daher meist Drehrohröfen ein, denen gegebenenfalls noch ein kurzer feststehender Rost vorgeschaltet ist, über den die umzusetzenden Stoffe in noch festem Zustand hinweggeführt werden.
Die Intensität der bei Verbrennungsvorgängen ablaufenden thermischen Reaktionen ist abhängig von der Bereitstellung ausreichender Luft- bzw. Sauerstoffmengen in jedem Raumelement des Verbrennungsofens. Die richtige Dosierung der Verbrennungsluft und die Erzeugung einer möglichst hohen Turbulenz der eingeführten Luft für jeden Abschnitt des Verbrennungsraumes und jede Phase der Umsetzung der zu verbrennenden Stoffe ist daher für die Auslegung und die Ausnutzung der Ofenkapazität besonders wesentlich. Ganz allgemein ist man bei mit Luftüberschuß betriebenen Verbrennungsöfen - im Gegensatz zu sogenannten Vergasungsöfen - bestrebt, die Verbrennungsluft bei gewünscht guter Mischwirkung mit den brennbaren Gasen über die gesamte Brennstrecke hinweg gleichmäßig bereitzustellen. Diese Forderung kann jedoch nicht in jedem Fall vollständig erfüllt werden.
Im allgemeinen wird die für die gesamte Ofenlänge benötigte Verbrennungsluft als Primärluft am Aufgabekopf des Drehrohrs zugeführt. Es ist auch bereits bekannt, einen Drehrohrofen abschnittsweise mit mehreren Zuführungen für die Primär- und Sekundärluft zu versehen und dazu zwischen den einzelnen Rohrschüssen ringförmige, gegebenenfalls überlappte Spalte vorzusehen, die über einen Ringkanal an ein unter geringem Überdruck gehaltenes Luftzuführungssystem angeschlossen sind, - Es läßt sich aber selbst durch eine sehr starke Drallgebung der am Aufgabekopf des Drehrohrs zugeführten Verbrennungsluft und durch weitere Maßnahmen, die die Turbulenz der Verbrennungsluft fördern sollen, nicht vermeiden, daß über die verhältnismäßig große Länge des Drehrohrofens hinweg eine sogenannte Strähnenbildung auftritt. Diese Strähnenbildung hat eine mindestens örtlich unvollkommen ablaufende Verbrennung zur Folge. Auch bei mit erheblichem Überschuß am Aufgabeende des Drehrohrofens zugeführter Luft kann es auf Grund der Strähnenbildung nicht vermieden werden, daß an mehreren Stellen des Ofens ein örtlicher Luftmangel entsteht. Im übrigen verzögert die Zuführung von großen Luftmengen ausschließlich am Ofenende die Zündung des zu verbrennenden Gutes beim Anfahren des Ofens, insbesondere dann, wenn die Luft nicht ausreichend vorgewärmt werden kann. Ferner läßt sich mit den bekannten radial oder schräg angeordneten Luftzuführungsöffnungen oder -spalten für die Sekundärluft die gewünschte Turbulenz der Verbrennungsgase in bestimmten Ofenabschnitten nicht beeinflussen bzw. eine bestimmte Drallrichtung nicht herbeiführen.
Der Erfindung liegt demzufolge die Aufgabe zugrunde, an einem Drehrohrofen die Luft so auf die gesamte Brennstrecke regelbar zu verteilen, daß nicht nur ein örtlicher Luftmangel weitgehend vermieden wird, sondern zusätzlich die Luftzuführungen in Form von Ringspalten mit spitzem Winkel gegenüber der Ofenachse so ausgebildet sind, daß sie die Turbulenz der Verbrennungsgase in den einzelnen Ofenabschnitten unterstützen und gegebenenfalls eine bestimmte Drallrichtung bewirken. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der spitze Winkel über den Ringspaltenumfang hinweg unterschiedlich bemessen ist.
An Hand der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des verbesserten Drehrohrofens nachfolgend näher beschrieben.
Der Drehrohrofen 1 besteht in dieser Ausführungsform aus drei wärmefest ausgekleideten Rohrschüssen A, B und C unterschiedlichen Durchmessers. Die Rohrschüsse sind in der Transportrichtung des zu behandelnden Gutes mit jeweils größeren Durchmessern ausgeführt. Der Schuß A kleinsten Durchmessers wird vom Ende her über einen Aufgabekopf 2, eine Schurre od. dgl. mit den umzusetzenden bzw. zu verbrennenden Stoffen beschickt. Die für den ersten, dem Schuß A entsprechenden Ofenabschnitt benötigte Verbrennungshift wird -neben dem schräg bis axial eingeführten Gut eingeblasen. Zur Erzeugung eines Dralls, der zur vorteilhaften Verwirbelung der Luft und der Brenngase im ersten Ofenabschnitt fübrt, dient ein an der Stirnseite des Schusses A angeordnetes System von Leitschaufeln3. - Der Rohrschuß B ist im Durchmesser um so viel größer als der Schuß A, daß er sich unter Berücksichtigung der Wandstärke der wärmefesten Auskleidung 4 und unter gleichzeitiger Bildung eines Luftspaltes 5 über das Ende des Schusses A schieben läßt. In entsprechender Weise greift das linksseitige Ende des Rohrschusses C unter Bildung eines Luftspaltes 5' über den Schuß B. Die mit größerem Durchmesser ausgeführten Schüsse B und C sind vorzugsweise auch länger bemessen als der Schuß A an der Beschikkungsseite. Durch die in gewissen variablen Grenzen mögliche Abstufung der Schüsse A, B und C in Durchmesser und Länge ist es möglich, die Gasgeschwindigkeit und die Verweilzeit des zu behandelnden Gutes in dem mehrteiligen Drehrohrofen nach dem jeweiligen Einsatzzweck auszulegen.
Die kreisförmigen Luftspalte 5, 5' sind an der dem Brennraum zugewandten Austrittsseite zur Rohrachse hin so abgewinkelt, daß der in den jeweiligen Brennraumabschnitt eintretende Luftstrom mit der Rohrachse einen spitzen Winkel einschließt. Zur Bildung dieser abgewinkelten Luftspalte 5 und 5' werden für die Enden der Auskleidung 4 im Innern der Schüsse A, B und C Formsteine 6 und 7 mit ganz oder teilweise kegelförnligen Flächen verwendet, die die Luftspalte begrenzen. Zur gleichzeitigen Erzeugung eines intensiven Nfischeffektes für die durch die Spalte 5 geführte Brennluft bzw. gegebenenfalls zu-und 5' eing sätzliche gasförmige Medien mit den im Brennraum gebildeten Gasen können die mittels der Kegelflächen der Formsteine 6, 6' und 7, 7' erzwungenen Richtungen des Luftstromes über den gesamten Umfang eines ringförmigen Spaltes 5 bzw. 5' hinweg auch unterschiedlich sein. F i g. 2 zeigt eine Ausführungsform, bei der für eine Hälfte des Umfangs des Ringspaltes der Winkel al und unter Bildung einer kleinen Sprungstelle für die andere Hälfte der'etwas größere Winkel a, vorgesehen ist. - Eine intensive Drallbewegung, die im Drehrohrofen ebenfalls die Mischwirkung verbessert, erreicht man durch über den Umfang eines ringförinigen Spaltes hinweg sich nicht sprunghaft, sondern stetig ändernde Winkellagen a, bis ot 2. Vorzugsweise sind in zwei aufeinanderfolgenden Drehrohrabschnitten die unterschiedlichen Winkellagen cc, und % um 180' versetzt bzw. die durch sich stetig ändernde Winkellagen erzeugten Drallrichtungen gegenläufig vorgesehen. - Eine Verschmutzung bzw. Verstopfung der Spalte 5 und 5' läßt sich durch ein Vorziehen der äußersten Kante der Formsteine 7 bzw. 7' des Ofenabschnittes von jeweils kleinerem Durchmesser gegenüber der Kuppe der Formsteine 6 bzw. 6' des Ofenabschnittes größeren Durchmessers ausreichend vermeiden (F i g. 2).
Die einzelnen mit unterschiedlichen Winkeln der Ringspalte ausgeführten Schüsse A, B und C des Drehrohrofens können zur Vereinfachung des Antriebes miteinander kraftschlüssig i7erbunden sein. Es ist jedoch auch möglich, sie unabhängig voneinander zu lagern und sie einzeln oder gruppenweise unabhängig voneinander anzutreiben. Dazu sind auf die Mantelflächen der Rohrschüsse in an sich bekannter Weise Laufringe 12 aufgesetzt. Bei unabhängigem Antrieb können die Schüsse A, B oder C einzeln oder gruppenweise auch mit unterschiedlichen Winkelgeschwindigkeiten oder gegebenenfalls gegenläufig bewegt werden. Sie bilden insofern, wenn man von dem Transport des zu behandelnden Gutes durch sämtliche Rohrschüsse absieht, funktionsmäßig unabhängige Ofenabschnitte.
Der Drehrohrofen ist vorzugsweise bestimmt für die Verbrennung von Abfällen in Verbindung mit Anlagen zur Müllverwertung; er eignet sich indes auch als Reaktionsofen für die Ausführung von Umsetzungen von festen oder teilweise flüssigen Stoffen mit gas- oder dampfförmigen Stoffen.
C

Claims

Patentansprüche: 1. Mehrteiliger, aus mehreren gleichachsig hintereinander angeordneten Schüssen unterschiedlichen Durchmessers bestehender Drehrohrofen für die Umsetzuncy von im Normalzustand festen Stoffen, insbesondere zur Verbrennung von Ab- fällen, bei dem über die gesamte Rohrlänge hinweg mehrere Luftzuführungen angeordnet sind und bei dem die einzelnen Schüsse unter Bildung von Ringspalten für abschnittsweise Luftzuführungen übereinandergreifen, wobei die zwischen den Schüssen gebildeten Ring alte an der dem ZISP Brennerraum zugewandten Austrittsseite von kegelähnlichen Flächen begrenzt sind, die mit der Achse des Drehrohrofens einen spitzen Winkel einschließen, dadurch gekennzeichnet, daß dieser spitze Winkel über den Ringspaltenumfang hinweg unterschiedlich bemessen ist.
2. Drehrohrofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der spitze Winkel über den Ringspaltenumfang hinweg stetig veränderte Winkelmaße aufweist. 3. Drehrohrofen nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Ringspalte begrenzenden Flächen etwa über den halben Umfang hinweg einen zur Drehrohrachse spitzen Winkel oc, und über den restlichen Umfang hinweg einen davon unterschiedlichen Winkel oc, einschließen. 4. Drebrohrofen nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schüsse (A, B, C) einzeln oder gruppenweise mit unterschiedlichen Winkelgeschwindigkeiten drehbar sind. 5. Drehrohrofen nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schüsse (A, B, C) einzeln oder gruppenweise gegenläufig drehbar sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 481089, 490 000, 910 517, 973 814, 61279, 499 721; schweizerische Patentschrift Nr. 303 206; britische Patentschriften Nr. 202 940, 185 492; französische Patentschrift Nr. 382 491; VSA.-Patentschrift Nr. 1008 974.