DE1451500A1

DE1451500A1 - Drehrohrofen zur Verbrennung von festen Brennstoffen und Rueckstaenden,insbesondere chemischen Abfaellen

Info

Publication number: DE1451500A1
Application number: DE19631451500
Authority: DE
Inventors: Heribert Muckenheim; Wilhelm Rueter
Original assignee: Von Roll AG
Current assignee: Von Roll AG
Priority date: 1963-09-19
Filing date: 1963-10-15
Publication date: 1968-12-19
Also published as: CH418508A

Description

PATENTANWALT
DIPl.-ING. HANS WIFMUTW
DOSSELDORF-OBERKASSEL
OoeiiRikoMntrae· 37 · Telefon 574022

3 0, Aug. 1968

Von Roll AG. °°

Drehrohrofen zur Verbrennung von festen Brennstoffen und Rückständen, insbesondere chemischen Abfällen

Die Erfindung bezieht sich auf einen Drehrohrofen zur Verbrennung von festen Brennstoffen und Rückständen, insbesondere chemischen Abfällen, der aus zwei hintereinander und mindestens annähernd koaxial angeordneten und vom zu verbrennenden Gut nacheinander durchwanderten Verbrennungsdrehtrommeln besteht, welche unabhängig voneinander mit verschiedenen Drehgeschwindigkeiten und/oder Drehrichtungen antreibbar sind, wobei die zweite Verbrennungsdrehtrommel zu ihrer Versorgung mit Verbrennungsluft mit einem durch ein ortsfestes Gehäuse gebildeten ringförmigen Luftkanal in Verbindung steht. (USA-Patentschrift Nr. 2 238 161).

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Neue Unterlagen iArt. /11 α»>·,2 Nr. 13«te 3 dee Änderung*··· v. 4.9.

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Bei einem bekannten Drehrohrofen dieser Bauart, bei der die erste Verbrennungsdrehtrommel mit der nachfolgenden zweiten gasdicht im stumpfen Stoss verbunden ist, mit dieser einen kontinuierlich verlaufenden Konus bildet und gegen sie mittels an der Stossstelle angeordneter Platten' und Federn abgedichtet ist, wird zur Versorgung der zweiten Drehtrommel mit Verbrennungsluft an deren hinterem Ende mittels eines das Trommelende umschliessenden ortsfesten zylindrischen Gehäuses ein ringförmiger Luftkanal gebildet, von dem die Verbrennungsluft über ein im Doppelmantel der zweiten Drehtrommel angeordnetes kompliziertes System von Durchtrittsfenstern und Luftdüsen radial ins Innere der zweiten Drehtrommel einströmt (USA-Patentschrift Nr. 2 238 Ιοί).

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, einen Drehrohrofen der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem auf einfache Weise und mit einfachen Mitteln ein einwandfreier und vollständiger Ausbrand des zu verbrennenden Gutes gewährleistet und es zudem ermöglicht werden soll, auch bei grosser Länge des Drehrohrofens den VerbrennungsVorgang zu regulieren und dem jeweiligen Brenn verhalt en des zu verbrennenden Gutes anzupassen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die an ihrer vorderen Stirnseite neben dem Brennstoffeintritt

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mit einem axial gerichteten Verbrennungslufteintritt versehene erste Verbrennungsdrehtrommel mit kleinerem Durchmesser in die an ihrem Mantel vollständig geschlossene zweite Verbrennungsdrehtrommel mit grösserem Durchmesser teleskopartig hineinragt, dass ferner der an der Uebergangsstelle der beiden Verbrennungsdrehtrommeln durch den gegenseitigen radialen Abstand ihrer Mantelwandungen gebildete ringförmige Zwischenraum zwischen den beiden Drehtrommeln der direkten, axial gerichteten Einführung der Verbrennungsluft in die zweite Verbrennungsdrehtrommel dient und mit dem gegen die Aussenmantel der beiden Drehtrommeln abgedichteten und mit eingebauten Dosierungsklappen versehenen, ringförmigen Luftkanal verbunden ist und dass durch die beiden, mittels Dosierungsklappen einzeln regelbaren Verbrennungslufteintritte für die beiden Verbrennungsdrehtrommeln eine Zonenunterteilung der Verbrennungsluftzuführune gebildet ist.

Der ringförmige Luftkanal kann zur örtlichen Verteilung der Verbrennungsluft auf dem Umfang der zweiten Verbrennungsdrehtrommel durch Zwischenwände in sektorförmige Kammern unterteilt sein. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind im ringförmigen Zwischenraum zwischen den beiden Verbrennungsdrehtrommeln zur Erzeugung einer zusätzlichen Drallbewegung der in die zweite Verbrennungsdrehtrommel axial eintretenden Verbrennungsluft 809813/0473

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vorzugsweise verstellbare, profilierte Leitschaufeln angeordnet und mit dem ortsfesten Gehäuse des ringförmigen Luftkanals verbunden.

Mit dem erfindungsgemässen Drehrohrofen, bei dem auf einfache Weise ähnlich wie bei einer Wanderrostfeuerung, eine Zonenunterteilung der Verbrennungsluftzuführung gegeben ist, wird ein vollständiger und einwandfreier Ausbrand des zu verbrennenden Gutes gewährleistet und zudem auch bei sehr grosser Länge des Drehrohrofens eine gute Kontrolle des VerbrennungsVorgangs und seine bequeme Anpassung an die jeweilige Beschaffenheit bzw. das jeweilige Brennverhalten des zu verbrennenden Gutes ermöglicht.

Es ist bereits ein Drehrohrofen zur Verbrennung von Müll bekannt, bei dem eine Drehtrommel in ihrer Mitte derart abgesetzt ausgebildet ist, dass ihr vorderer, mit dem Mülleinfülltrichter in Verbindung stehender Teil einen kleineren Durchmesser aufweist als der hintere, mit seinem freien Ende unter einem ringförmigen Gehäuse an eine ortsfeste Brennkammer angeschlossene Drehtrommelteil, jedoch ist bei diesem bekannten Ofen nur eine einzige geneigte Drehtrommel vorhanden, die zudem nur zur Trocknung des in ihr abwärtswandernden Mülls im Gegenstrom mit den aus der Verbrennungskammer mittels eines an der vorderen Stirnseite der Drehtrommel angeordneten Saugzuggebläses durch die Drehtrommel hindurchgesaugten Rauchgasen dient (USA-Patentschrift Nr.

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Ferner sind Drehrohröfen zum Brennen, Rösten, Kalzinieren oder Sintern von Gut, wie Zement. Kalk, Ton, Magnesit, Dolomit u.dgl. bekannt, die aber ebenfalls nur eine einzige, wenn auch zuweilen aus zwei aneinandergefügten rohrförmigen Teilen oder Schüssen zusammengesetzte Drehtrommel aufweisen. Abgesehen davon, dass diese Drehrohröfen nicht die erfindungswesantlichen Merkmale des hier vorgeschlagenen Drehrohrofens aufweisen, stellen sie hifiistens nur Brennöfen, d.h. nicht Verbrennungsöfen dar, was schon im Hinblick auf den dort unter Zufuhr fremder Wärme endotherm ablaufenden Zersetzungsprozess gegenüber dem beim "Verbrennen" eines Materials in Gegenwart von Sauerstoff unter Flammenentwicklung mit exothermer Wirkung erfolgenden Oxydationsprozess einen grundsätzlichen Unterschied darstellt (Deutsche Patentschriften Nr. 1*90 000, 910 517; französische Patentschrift Nr. 905 369; schweizerische Patentschrift Nr. 303 206).

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbexspiel des Drehrohrofens nach der Erfindung schematisch dargestellt, und zwar zeigt

Pig. 1 einen senkrechten Längsschnitt durch den Drehrohrofen,

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Pig. 2 einen Querschnitt durch den ringförmigen Luftkanal des Ofens der Fig. 1, nach der Linie II-II, und

Fig. 3 einen Ausschnitt des Luftkanals der Fig. 2, in grösserem Massstab.

Nach Fig. 1 besteht der geneigt angeordnete Drehrohrofen aus zwei gleichachsig hintereinander angeordneten, hier zylinderförmig gestalteten Drehtrommeln 1 und 2, wobei die vordere Drehtrommel 1 einen kleineren Durchmesser aufweist als die nachfolgende zweite Drehtrommel 2 und ein gewisses Stück teleskopartig in die letztere hineinragt .DjjLe Drehtrommeln 1 und 2, die an ihren Mänteln vollständig geschlossen sind, dienen beide zur Verbrennung fester Brennstoffe bzw. brennbarer Rückstände. Die kleinere Drehtrommel 1 ist an den beiden mit 3 bezeichneten Stellen drehbar gelagert, während die grössere Drehtrommel 2 an den mit 4 bezeichneten Stellen in entsprechender Weise drehbar gelagert ist. Die beiden Drehtrommeln 1 und 2 erhalten an ihren Lagerstellen 3 bzw. 4 ihren Antrieb von in Fig. 1 nicht dargestellten, voneinander unabhängigen Antrxebsmxtteln, z.B. Elektromotoren, so dass sie unabhängig voneinander mit verschiedenen Drehzahlen und/oder sogar in verschiedenen Drehrichtungen angetrieben werden können, wozu die Elektromotore beispielsweise mit angeflanschten, stufenlos regelbaren Untersetzungsgetrieben ausgerüstet sein können. Die Mäntel der beiden Drehtromraeln 1 und 2 sind mit einem Futter 5 bzw. 6 aus feuerfestem

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Material versehen. An der freien, höher liegenden Stirnseite der vorderen Drehtrommel 1 wird durch eine Beschickungsvorrichtung 7 das Brenngutj in den Drehrohrofen eingeführt. Ferner wird an dieser Stirnseite der Drehtrommel 1 seitlich neben dem Brennstoffeintritt ein Teil der benötigten Verbrennungsluft,mittels nicht dargestellter Regelorgane dosiert, in den Drehrohrofen eingeführt, wie dies in Fig. 1 an Stellen 8 durch Strömungspfeile veranschaulicht ist.

Der durch die Vorrichtung 7 dem Drehrohrofen zugeführte Brennstoff bzw. verbrennbare Rückstand durchwandert zuerst die kleinere geneigte Drehtrommel 1 und anschliessend die grössere, in der gleichen Richtung geneigte Drehtrommel 2, wonach die unverbrennlichen Rückstände über die hintere freie Stirnseite der letzteren aus dem Ofen ausgetragen werden.

Die Durchmesser der beiden Drehtrommeln 1 und 2 sind so bemessen, dass zwischen dem in die grössere Drehtrommel 2 teleskopartig hineinragende Ende der Drehtrommel id I und der Drehtrommel 2 ein durch den gegenseitigen radialen Abstand ihrer Mäntel gebildeter ringförmiger Zwischenraum frei bleibt. An der Uebergangsstelle der beiden Drehtrommeln 1 und 2 ist ein ortsfestes Gehäuse angeordnet, welches gegen die Aussenmäntel der beiden Drehtrommeln abgedichtet ist und einen ringförmigen Luftkanal 9 bildet,

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der mit dem zwischen den beiden Drehtrommeln 1 und 2 frei gelassenen ringförmigen Zwischenraum in Verbindung steht. Der ortsfeste Luftkanal 9» der, wie insbesondere Fig. 2 zeigt j mit eingebauten, nach aussen schwenkbaren Dosierungsklappen 14 versehen ist, dient zur direkten, axial gerichteten Einführung des Restteiles der benötigten Verbrennungsluft in die grössere Drehtrommel 2, wobei diese Verbrennungsluft aus dem Rigkanal 9 auf dem in Pig. I durch Strömungspfeile veranschaulichten Weg über den ringförmigen Zwischenraum zwischen den beiden Drehtrommeln 1 und 2 in die. zweite Drehtrommel 2 eindringt und jSdie in ihr stattfindende Verbrennung fördert bzw. ermöglicht. Da zugleich ein erster Teil der erforderlichen Verbrennungsluftmenge an der Stelle 8 in die erste Drehtrommel 1 eingeführt wird, ist somit beim Drehrohrofen eine Zonenunterteilung der benötigten Verbrennungsluft gegeben, wie sie bei Rostfeuerungen, namentlich bei Wanderrosten üblich ist und erhebliche Vorteile bietet. Durch geeignete Dosierung und Temperierung der Luftmengen, die bei 8 und über den Luftkanal 9 inflen Drehrohrofen eingeführt werden, lässt sich der Verbrennungsvorgang im Ofen weitestgehend regulieren und dem Brennverhalten des jeweiligen Brenngutes bequem anpassen, so dass ein einwandfreier und vollständiger Ausbrand des Gutes gewährleistet ist und auch bei grosser Länge des Drehrohrofens eine gute Kontrolle des VerbrennungsVorgangs unter Anpassung an das jeweilige 809813/0479

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Brennverhalten des Gutes ermöglicht wird.

Wenn die beiden Drehtrommeln 1 und 2 mit verschiedenen Drehzahlen oder sogar in entgegengesetzter Drehrichtung und gegebenenfalls auch im letzteren Fall mit unterschiedlicher Drehgeschwindigkeit angetrieben werden, so wird an der in Fig. 1 mit 10 und 11 bezeichneten Uebergangsstelle für den Brennstoff eine intensive Schürung bzw. Auflockerung und Durchmischung des Brenngutes erreicht, was den Ausbrand in der zweiten Drehtrommel 2 in erheblichem Masse begünstigt.

Nach Fig. 2 kann der ringförmige Luftkanal 9 durch Zwischenwände 9a in sektorförmige Kammern 12 unterteilt sein, wodurch eine gleichmässige örtliche Verteilung der in die Drehtrommel 2 eingeführten Verbrennungsluft auf den Umfang dieser Dreh- , trommel bewirkt wird. Mittels der ausschwenkbaren Dosierungsklappen lH lässt sich eine Regulierung der den einzelnen Kammern 12 zugeführten Teilmengen der Verbrennungsluft gut ermöglichen.

Nach Fig. 3 sind im ringförmigen Zwischenraum zwischen den beiden Verbrennungsdrehtrommeln 1 und 2 profilierte Leitschaufeln 13 auf dem Umfang dieses Ringspaltes gleichmässig verteilt angeordnet und am ortsfesten Gehäuse des ringförmigen Luftkanals 9 angebracht. Durch entsprechende Schräg-3tellung und/oder Krümmung der Leitschaufeln 13 wird der in

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die zweite Drehtrommel 2 axial eintretenden Verbrennungsluft eine zusätzliche Drallbewegung erteilt, die ebenfalls auf die Nachverbrennung in der Drehtrommel 2 eine günstige Wirkung ausübt.

Anstatt die beiden Drehtrommeln 1 und 2 zylindrisch auszubilden, wie dies in Pig. 1 gezeigt ist, könnten sie auch konisch gestaltet sein, und zwar dies gegebenenfalls sogar mit verschiedenen Neigungswinkeln der beiden Konen. Ferner ist es nicht notwendig, dass die beiden Drehtrommeln koaxial zueinander angeordnet sind, vielmehr besteht durchaus die Möglichkeit, ihnen verschiedene Achsneigungen zu geben. So könnte z.B. die zweite Drehtrommel 2, um bei ihr einen sicheren Brennstoffdurchgang zu gewährleisten, eine etwas grössere Achsneigung aufweisen als die vordere Drehtrommel 1. Umgekehrt könnte aber auch unter Anpassung an die Eigenschaften und das Brennverhalten des zu verbrennenden Gutes die vordere Drehtrommel 1 stärker geneigt sein als die nachfolgende Drehtrommel 2. Es besteht auch die Möglichkeit, zur Anpassung an das Brennverhalten des Brenngutes in die erste Drehtrommel kalte und in die zweite vorgewärmte Verbrennungsluft einzuführen. Weiterhin ist es möglich, anstatt zwei Drehtrommeln drei oder mehr Drehtrommeln vorzusehen und in der zuvor beschriebenen Wese miteinander zu verbinden und auch hier jeweils an den Übergangsstellen zwischen benachbarten Drehtromraeln regulierbare Luftkanäle in der beschriebenen Weise anzuordnen

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und so eine Zonenunterteilung der Verbrennungsluftzuführung zu verwirklichen. Es besteht auch die Möglichkeit, die
benachbarten Drehtrommeln derart zu lagern, dass der ringförmige Zwischenraum zwischen ihnen nicht kreisringförmig, sondern mehr sichelartig ausgebildet ist, wobei der
radiale Abstand zwischen der Aussenmantelfläche der vorderen Drehtrommel und der Innenmantelfläche der hinteren Drehtrommel beiderseits auf dem Umfang des Ringspaltes von
einem Grösstwert allmählich auf einen ihm diametral gegenüberliegenden Kleinstwert abnimmt. Die Leitschaufeln 13 des ringförmigen Luftkanals 9 könnten auch schwenkbar gelagert und über einen ihnen gemeinsamen Verstellmechanismus einstell" bar sein, wie dies z.B. bei Wasserturbinen bereits bekannt ist.

Die Erfindung ist also keineswegs an die in der Zeichnung
dargestellte Ausführungsform gebunden, sondern die Einzelheiten der Ausführung können im Rahmen der Erfindung in
mannigQfaltiger Weise variiert werden.

Jr/lb 29.8.1968

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Claims

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1. Drehrohrofen zur Verbrennung von festen Brennstoffen und Rückständen, insbesondere chemischen Abfällen, der aus zwei hintereinander und mindestens annähernd koaxial angeordneten und vom zu verbrennenden Gut nacheinander durchwanderten Verbrennungsdrehtrommeln besteht, welche unabhängig voneinander mit verschiedenen Drehgeschwndigkeiten und/oder Drehrichtungen antreibbar sind, wobei die zweite Verbrennungsdrehtrommel zu ihrer Versorgung mit Verbrennungsluft mit einem durch ein ortsfestes Gehäuse gebildeten ringförmigen Luftkanal in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass die an ihrer vorderen Stirnseite neben dem Brennstoffeintritt (7) mit einem axial gerichteten Verbrennungslufteintritt (8) versehene erste Verbrennungsdrehtrommel (1) mit kleinerem Durchmesser in die an ihrem Mantel (2, 6) vollständig geschlossene zweite Verbrennungstrommel (2) mit grösserem Durchmesser teleskopartig hineinragt, dass ferner der an der Uebergangsstelle der beiden Verbrennungsdrehtrommeln (I₉ 2) durch den gegenseitigen radialen Abstand ihrer Mantelwandungen (1, 5 bzw. 2, 6) gebildete ringförmige Zwischenraum zwischen den beiden Drehtrommeln der direkten, axial gerichteten Einführung der Verbrennungsluft in die zweite Verbrennungsdrehtrommel (2)

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dient und mit dem gegen die Aussenmäntel der beiden Drehtrommeln (1, 2) abgedichteten und mit eingebauten Dosierungsklappen (14) versehenen, ringförmigen Luftkanal (9) verbunden ist und dass durch die beiden, mittels Dosierungsklappen (14) einzeln regelbaren Verbrennungslufteintritte (8, 9) für die beiden Verbrennungsdrehtrommeln (1, 2) eine Zonenunterteilung der Verbrennungsluft zuführung gebildet ist.

2. Drehrohrofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da3S der ringförmige Luftkanal (9) zur örtlichen Verteilung der Verbrennungsluft auf den Umfang der zweiten Verbrennungsdrehtrommel (2) durch Zwischenwände (9a) in sektorförmige Kammern (12) unterteilt ist.

3· Drehrohrofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im ringförmigen Zwischenraum zwischen den beidenf Verbrennungsdrehtrommeln (1, 2) zur Erzeugung einer zosätzlichen Drallbewegung der in die zweite Verbrennungsdrehtrommel (2) axial eintretenden Verbrennungsluft vorzugsweise verstellbare, profilierte Leitschaufeln (13) angeordnet und mit dem ortsfesten Gehäuse des ringförmigen Luftkanales (9) verbunden sind.

Jr/Ib 29.8.1968

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