DE1451501A1 - Verfahren zur Verbrennung von vorentwaessertem Klaerschlamm sowie Ofen mit Rostfeuerung zur Durchfuehrung dieses Verfahrens - Google Patents
Verfahren zur Verbrennung von vorentwaessertem Klaerschlamm sowie Ofen mit Rostfeuerung zur Durchfuehrung dieses VerfahrensInfo
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Description
BE 8849
Von Roll A.G.% Gerlaiingen / SO
(Schweiz)
Verfahren zur Verbrennung von vormtw&sserte» KlSrschlaap. sowie
Ofen mit Rostfeuerung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Die vorliegende Erfindung bezieht eich auf ein Verfahren
zur Verbrennung von vorentwäasertem Schlamm alt niedrigem
Heizwert und hohem Anteil an unbrennbaren Bestandteilen, insbesondere zur Vernichtung von Abfallstoffen, wie z.B.
Klärschlamm, sowie auf einen Verbrennungsofen mit Rostfeuerung
zur Durchführung dieses Verfahrens.
V ■··. -i.wi
Durch die Verbrennung dee Schlammes wird die Sterilisierung
der Rückstände sowie die Desodorisierung bezweckt, derart, dass die Verbrennungsrückstande bei geringerem Volumen bedenkenlos
abgelagert werden können, ohne die Umgebung und das Grundwasser zu verseuchen·
Die bisher bekannten Verfahren bzw. Oefen der zuvor genannten
Art haben, wie die Praxis gezeigt hat, den wesentlichen Nachteil, dass der vorentwässerte Schlamm bei seiner Auetrocknung
im Verbrennungsofen unter der Einwirkung der Trocknungewärme an seiner Oberfläche verkrustet, was einen unbefriedigenden
Ausbrand und damit die Nichterreichung .der verfolgten
Endsiele bedingt, wobei noch Buaätzlich ein hoher Verbrauch
an hochwertigern Zusatzbrennstoff eintritt·
Die Gefahr der Verkrustung wird bei vorentwäuserten.Klärschlamm
noch insofern begünstigt, als der Klärschlamm, welcher als Press-Schlamm in form von Kuchen anfällt, in Zwischenbunkern
gelagert werden muss, well die sur Kläraoolaam-Verbrennung
erforderlichen, dem Verbrennungsofen vorgeschalteten Konditionier- und Fiitrieranlagen praktisch ununterbrochen
arbeiten, während der Verbrennungsofen selbst meiatene nur
schichtenweise und nur an Arbeitstagen gefahren wird, wobei noch eventuelle Betriebunterbreohungen vorkommen können·
Aus diesem Grunde muae der Pretf-Schlam» bis zn 14 tygen,
relativ lange Seit, la Zwiechenbunker verbleiben, eH»
BAD ORfGINAt
Verbrennungsofen zugeführt wird, wobei er aber bei den üblichen
La^ertiefen von 2,5 bis 3,0 m im Zwiachenbunker
infolge seines durch den immer noch relativ hohen Flüssigkeit 3^cUaIt bedingten, groaaen spezifischen Gewichts, unter
erheblicher Verdichtung seiner Masse, in sich einsackt. Pas Heraustragen dea Schlammes mit Greiferkranen aus dem
Zwischenbunker vor dem Einbringen in den Verbrennungsofen verursacht zusätzlich noch eine weitere Verdichtung der
Masse des Press-Schlammes.
Theoretioche Ueberlegungen und die praktische Erfahrung
haben bekanntlich gezeigt, dass vor der eigentlichen Verbrennung des Schlammes eine Auflookerung und Homogenisierung
den 3oklaiarakuchen3 unbedingt erforderlich iet, damit eine
vollständige Verbrennung der brennbaren Anteile sicher fiewährleistot ist. Hierfür geeignete Einrichtungen, bei
welchen auch die für die Verbrennung günstigste Körnung eingestellt werden kann, Bind ebenfalls schon bekannt geworden.
Auch für die Aufbereitung dee In Kläranlagen anfallenden
Reohengutes, welches etwa 10 bia 12 $ dee Preee-Sohlamraea
ausmacht, ist bereite eine Lösung vorgeschlagen worden, die
darin besteht, dass das anfallende Rechengut im nassen Zustand in einer hierfür geeigneten Zerkleinerungsmaschine sserhackt
wird, wonach daa zerhackte Rechengut dem im Zwischenbunker befindlichen Preeo- Schlamm zugegeben wird*
9OH1H/0S2C
U51501
'iltnn auch diese bekannten Maaanahnien zur Auflockerung bsw.
Zerkleinerung des,Brenngutea die Verbrennung von vorentvväasertein
Press-Schlamm in"erheblichem Masse begünstigen,
oo vvird durch sie der eingangs genannte Nachteil der bei der
Austrocknimg des vorentwässerten Schlammes an der Oberfläche
de α Schlammkuchens auftretenden Verkrustung mit ihren für den Ausbrand ungünstigen Polgen keineswegs völlig ausgeschaltet.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur
Verbrennung von vorentwässertem Schlamm der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welchem der Jiachteil der Verkrustung des
ochlärcraas vermieden und eine praktisch totale Verbrennung der
brennbaren"Bestandteile des Schlammes unter Vermeidung jeglicher
Goruchsbelästigung für die Umgebung gewährleistet wird, wobei der Verbrauch von hochwertigem Zusatzbrennstoff auf ein
iiiun reduziert wird.
Deiagemäss betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Vernichtung
durch Verbrennung von vorentwässertem Schlamm mit niedrigem
Heizwert und hohem Anteil an unbrennbaren Beatandteilen, insbesondere
zur Vernichtung von Abfallstoffen, wie z.B. Klär- ,
schlamm, welches sich dadurch auszeichnet, dass der vorentwässerte
Schlamm in einem vom Peuerrauia mindestena annähernd
gasdicht abgetrennten Vortrocknungsraum mittels" eines in den
BAD ORIGINAL
US1S01
letzteren eingeführten Haismediuias in einer ersten Stufe
vorgetrocknet und anachliesaend in einer im Feuerraum
angeordneten Austrockiiungszone durch, die "bei der Verbrennung
in der Hauptbrennzone des Feuerraumes entstehende Wärmestrahlung ausgetrocknet wird, wobsi die hierdurch
gebildeten DanpfSchwaden als Moderator der Auatrocknung
wirken» bcsroz· sie sich mit den im Feuerraum entwickelten
Verbronnungagaaen vermischen, dasa daa Brenngut in einer
ll-iuptljröim- und einer anaGhliessenden Ausbrennzone zur
Verbrennung gelangt und dass ein Zusatzbrennstoff im Feuerraum
verfeuert wird ιχηύ dass die bei der Vortrocknung entstehenden
Briiden den Verbrennungsgas^ beigemischt werden, und
2v«ar an oiner Stelle, v/elche, bezogen auf die Flieasrlchtung
der Verbrennujigagase, mindestens abwärts der Feuerung liegt,
Hierbei kann die Vortrocknung äea Schlammen gemäas einer
bevorzugten Burchführungsform dieses Verfahrene mittels hinter
■Jem feuerraum entnommener und ruclrgefuhrti1!1 Rauohgaae erfolgen,
wobei aie Vortrocknungsbrtlden in einen hinter des Feuerraum
angsordnoten Ofenzug geleitet worden.
Gemäna einer anderen Durchführungaforra deα Verfahrens kann der
Ochlamra iaittels lieissluft vorgetrocknet werden, wobei die Vortx-ocknungstrüdon
ala Untorvvind in die Hauptbrennsone des
Jj'eusrx'aupiea geleitet werden, um dort ala Verbrennunösluft
verwendet su werden.
BAD ORIGINAL
de Erfindung betrifft weiterhin einen Verbrennungsofen
mit Rostfeuerung sur Durchführung dieses Verfahrens, welcher sich dadurch auszeichnet, dass die Austrocknungs-, Hauptbrenn-
und Ausbrennsonen in einem gemeinsamen Feuerraum angeordnet
sind und dieser durch eine Zwischenwand von einer im Ofen
angeordneten, separaten Vortrocknungokammer getrennt lot,
wobei die Vortrocknungskamiaer durch eine Rückfülirleitung für
die Brüden mit einem, bezogen auf die Vors-chubricirtuag dee
Brenngutea, raindeetons auf dar Höhe der Hauptferennsione liegenden
Teil des Ofeninnern verbunden JÜet.
Dieser Ofen kann in einer bevorzugten Aueführung so ausgebildet
sein, dass die Vortrocknungskammer durch eine Rauchgacrüc'cführleitung
mit einem hinter dem Feuerraum liegenden
Teil des Ofens verbunden und die Brüdenrückführleitung mit
einem hinter dem Feuerraum angeordneten Ofenaug verbunden ist.
Eine andere Ausführung des Ofens kann darin bestehen, dass
an die Vortrooknunsekamiaer eine Heiesluftleitung angeechloeeen
ist und dio Vor trocknungskammer über eine Brüdenrück/ührleitung
mit der Hauptbrenr.Eoiie des Pöuerraumss verbunden iat.
Dem erfindungngenäsoen Verfahren und den eeiner Durohl'ührung
dienenden Verbrennungsofen liegen folgende lieberlegungen
augrunde: · '
9W.J'St
copy
Per vorentwäseerte Press-Schlamm - sei eo Frisch- oder
Faulschlamm - zeigt aufgrund der Tatsache, dass er einen
organischen Brennstoff jüngsten Datums mit einem trossen
Feuchtigkeitsgehalt und überdies noch mit einem grossen
Anteil an inerten (unbrennbaren) Stoffen, d.h^ Asche, in
der Trockensubstanz darstellt, während seiner "Verbrennung ein recht eigenartiges, aber erklärliches Verhalten, wobei
noch der Umstand, äass die "brennbare Substanz einen erheblichen
Gewalt an flüchtigen Bestandteilen aufweist, von
wesentlicher Bedeutung ist.
Es lot einleuchtend, dass, selbet nach Vorentwässerung bis
auf 40 fo Wassergehalt mittels bereite .bekannter Verfahren,
zuerst der noch hohe Fluseigkeiteanteil v«rdampft werden
muss, ehe es überhaupt möglich ist, die brennbaren Bestandteile
des Prese-Schlammee auf ihre Sündtexperatur zu bringen,
und weiterhin-, dass, nach Entweichen und Verbrennen der im
Klärschlamm enthaltenen, flüchtigen Bestandteile, der. Auabranri
der restlichen, 1Vf ixen11 brennbaren Trocken sub stanz
sehr schwierig 1st wegen der -Anv/esenheit des grossen Anteilß
an mineralischen, unbrennbaren Beetandteilen. Dieser relativ hohe Anteil an UnverbrennUchem erschwert nämlich nicht nur
die Fortpflanzung der Zündung innerhalb der Maese des
Brenngutes· von jedem der fein verteilten brennbaren Partikel
zum nächsten brennbaren Partikel infolge der dieae Partikel
umgebenden, inerten Hasae, sondern auch weitgehend den Zutritt
deo erforderlichen Sauerstoffes· Aue diesen Gründen let eine Τ·γ-brennuiig
auf äeia Hont in der üblichen Weise Eumindest auenerorden
oh fcrsijiiv/ori,
' BAD ORIGINAL
COPY
Ea leuchtet, ein, dasα diese an sich schon ungünstigen9 bei
der Verbrennung von I'rcss-Gchlanm herrschenden Verhältnisse
νιο iterhi η noch dadurch erheblich verschlechtert werden, dass
duö Brenngut, wie eingangs, schon erwähnt, bis. seiner Aus—
trocknung auf dem Hoot zu einer oberflächigen Krustenbildung neigt, so dass die ala Unterwind durch den Rost geblasene
7erbrcrcnui!ß«luf-t dann auf dem weiteren Teil des Eostes den
■"ehlsT-.·-; :iv.r -unzureichend durchdringt, was einen unbefriedigende:!
/iV.;/brand sur Polge liat.
Dcia.£ufolgo ist ganz allgeiaein "bei der Verbrennung "von vorentv.c.3
3jL'tem Schlamm, insbesondere Klärschlanun, in einem mit
Rosten versehenen Ofen das Auftreten von drei relativ scharf
voneinander abgegrenzten Phasen in Feuerraum su erwartenι
D.) Eine Trocknun^sphase mit reichlicher Bildung von Darapfschwaden
aus dem nach der Vortroclcnung noch verbliebenen
V/assorcelialt des Schlammes, die durch Wärmestrahlung von
oben und/oder durch die Wärmewirkung eines durch die Brennstoffschicht
hindurch geführten Helamediums (Heissluft
oder Heissgaao) bewirkt wird. In dieser Phase findet überhaupt kaine Verbrennung statt* und es kann angenommen werden,
dana sich infolge der intensiven Dampfentwicklung - sumindest
innerhalb und unmittelbar oberhalb der Brennstoffschicht - relativ niedrige Temperaturen von knapp über
1000C einstellen λ werden„
^'■"■■*—"■■-■ BAD ORIGINAL
S0SÖ04/0S20 *
b) Eine Zünd- lind Hauptbrenn-Phase, innerhalb deren zunächst
die Zündung stattfindet, und zwar erst nach beendeter zumindestena
lokaler - Austrocknung, bei welch' letzterer durch die Wärmewirkung des von unten durch das Brenngut
hindurchstreichenden, heisaen Unterwindes die flüchtigen
Bestandteile des Brenngutee ausgetrieben, gezündet und
verbrannt werden, was, örtlich gesehen und bezogen auf
die Vorachubrichtung dee Brenngutee erst hinter der oben
erwähnten Masse der Dampfechwaden eintritt, wobei die
Dampf schwadenmaese der Trooknungepiuiaa gleichsam wie ein«
Wand von der Brennstoffschicht nach oben aufsteigt. Innerhalb
dieser Zone findet dann die intensive Verbrennung der. flüchtigen Bestandteile mit kräftiger Plaramenbildung otatt,
wodurch sich diese relativ aofrarf begrenzte, eigentliche
Hauptbrennphase abzeichnet. ' ■
c) Eine Auabrenn-Phase, welche βiah an die Hauptbrenn-Phase anschliesst«
Zu Btginn dieser BuIBe enthält aas Brenngut
nur noch das "fixe" brennbare Material, weiche« sit inertem
Material (Asche) vermischt ist» und iwar in θinem Verhaltnie,
welches progressiv absinkt. Unter diesen Umständen ist in
dieser letzten ?h$se nur noch eine praktisch flammenlos«
Verbrennung zn erwarten, welche durch eine lediglich glimmende
Brennstoffschicht auf dsm Rost gekannzeichnet ist,
BAtfÖFHGINÄL
U51501
•Xu— .
Beobachtungen der Vorgänge bei der Verbrennung von vorentwässertem
Klärschlamm in einem Verauchsofen haben die oben stehenden Betrachtungen über die Bildung von drei
relativ ßcharf voneinander abgegrenzten Phasen vollauf bestätigt· · <
Aufgrund dieser Erkenntnisse wurde .das bereits, erwähnte-neue
Verfahren zur Verbrennung von vorentwäasertera Schlamm,
inabesondere Klärachlamm, entwickelt und dar ebenfalls schon
genannte neue Ofen zur Durchführung dieses Verfahrens geschaffen.
Tn der Zeichnung aind zwei beispielsweise Durchführung sformeia
des erfindungegemässen Verfahrens anhand einer schematisohen
Darstellung von Ausführungsbeispielen des aur Durchführung dieses Verfahrens dienenden Verbrennungsofens näher veranschaulicht.
Es zeigen, und zwar 3«wells im Längsschnitt ι
Fig* 1 den Vortrooknungs- und Feuerraum eines Klärschlamm-Verbrennungsofens,
mit Vortrocknung durch rüokgeführte Rauchgase und Ueberflihrung der Vortrocknungsbrüden
in einen hinter dem Feuerraum liegenden Ofenzug, und
Fig. 2 den Vortrocknungs- und Feuerraum eines Klärschlamm^
Verbrennungsofens, mit Vortrocknung durch Heiesluft
und Ueberführung der VortrocknunfsbrÜden in die
Hauptbrennaone.
SADORIGrNAl-
-U-
In der Fig« 1 ist der Vortrocknunga- und Feuerraum eines
Verbrennungsofens zur Vernichtung von vorentwässertem Klärschlamm
^chematisch dargestellt, hei welchem rückgeführte
Hauchgase zur Vortrocknung des Brenngutes "benutzt werden.
In diesem Ofen ist ein zu seiner Beschickung mit Pressschlamm
vorgesehener Einfüllschaoht 1 durch eine Zwischenwand
2 von einer Vortrocknungskaramer 3 getrennt, die ihrerseits
durch eine Zwischenwand 4 von einem Feuerraum 5 getrennt ist·' In der Zwischenwand 4 ist ein vorzugsweise als Regulierechieber
ausgebildeter Schichtdickenregler 6 senkrecht verschiebbar gelagert, mit dessen Hilfe die Schichtdicke bzw· Menge
des üher eine geneigte, gasdurchlässige Unterlage 7 dem
Feuerraum 5 zugeführten Brenngutes 8 reguliert werde"» kann.
Die gasdurchlässige Unterlage 7 kann z.B. aus einem gegen die Horizontale stark geneigten Stabrost oder einem geneigten,
mechanischen Vorschubrost beetehen.
In der Vortrocknungskammer 3 wird das durch den Einfüllflohacfet
1 eingefüllte Brenngut 8 auf dem Host 7 vorgetrocknet» uad «war
mit Ra\ichgaoen, welche mit einer Temperatur von 250 - 30O0C
aua einem nicht gezeichneten hinteren Zug des Ofens entnommen
und über eine Leitung 9 von unten durch den Host 7 und dae Brenngut 8 hinduroh in die Vortrocknungskammer 3 geleitet
und damit in den Ofen zurückgeführt werden. Bei dlteer Vortrooknung,
velehe eine ©rate Trocknungsetufe darstellt,
ein Teil der Feuchtigkeit ausgetrieben.
Ono ,·/,; /t-^/r BAD ORIGINAL.
Die Brüden, welche hierbei durch Verdampfung eines ΐθίΐββ
des ,Wassergehaltes des Press-Schlammes entstehen und eine" Temperatur von kanpp 10O0C aufweisen, werden über eine
Leitung 10 in einen hinteren Zug 11 des Ofens zurückgeleitet,
der durch eine schräge Wand 12 vom Feuerraum 5 abgetrennt
ist» Im hinteren Zug 11 vermischen sich die relativ kalten Brüden mit den aua dem Feuerraum 5 stammenden Rauchgasen, wobei
das Gasgemisch eine Temperatur von 750 - 80O0C aufweist,
wodurch die Brüden wirksam desodoriert werden.
Der feuerraum 5 umfasst einen geeigneten, in drei funktionell
unterschiedliche Zonen unterteilten, Vorschubrost 13, welcher ·
je nach dem Brenngut, unter einem geeigneten Winkel gegen die
Iloriaontalegeneigt ist, wobei die Zone 14 die Austrocknungazone,
die Zone 15.die Hauptbrennzone und die Zone 16 die Ausbrennjsone
darstellt. Diese drei Zonen 14, 15 und 16 sind mit separaten, in der Zeichnung nicht wiedergegebenen Rostantrieben,
und die beiden Zonen 15 und 16 mit separaten Unterwindzuführungen
versehen, wobei als Unterwind Heissluft von 250 -
3000C dient, welche über Leitungen 17 und 18 den beiden Zonen
15 bzw. 16 zugeführt wird.
In der AuotrocknungazoneΊ4 findet keine Verbrennung, aonäern
lediglich die Austrocknung.des in der Vortrocknungskammer 3
bereits vorgetrockneten Brenngutes statt, d.h. der Abbau der im Brenngut noch enthaltenen Feuchtigkeit, und zwar durch die
BAD ORIGINAL
Wärmestrahlung, welche von den im Feuerraum 5 erzeugten
Verbrennungsgaaen ausgeht, Aus diesem Grunde ist in der Aii3~
trocknungszone 14 des Vorachubrostea 13 kein Unterwind erforderlich.
Im Bereich der Austroeknimgazone 14 ist der Rost gegen
Wärmeeinwirkung von oben durch die hier noch feuchte Brennstoffschicht
geschützt. Ea könnte jedoch auch hier als Sioherheita-'
raassnahme zur Kühlung kalter Unterwind zugegeben werden.
Durch die Auatrocknung in der Zone 14 bilden eich Dampf*
Schwaden, welche als kompakte Masse langsam aufsteigen und in den eigentlichen Verbrennungsteil dea Feuerraumes 5 übergehen,
v/o sie sich mit den ?euergasen der Brennzonen 15 und
16 vermischen. Dabei wird der Brüdendampf ausgehend von ca*
10O0C - die Endtemperatur im Feuerraum 5 allmählich annehmen»
Entlang der Trennwand 4» gegen die relativ "kalte" Vortrocknungskammer
3 hin, werden jedoch äie Temperaturen geringer sein.
Somit ist die Trennwand 4 ebenfalle noch VörhftltniemäBelg
"kühl", so dass der in ihr vorgesehene Schichtdickenregler
6 sich in einer relativ "kalten1* Umgebung befindet und deshalb
betriebssicher arbeitot. - ·
Infolge ihrer Undurchlässigkeit gegen Wärmestrahlung wirkt
die Masse der in der Austrocknungazone 14 aufsteigenden Dampfschwaden alu Moderator der Austrocknung. Somit geht diese
Austrocfettung langsam vor sieh, ohne dass die Gefahr besteht,
dass die im Feuerraum 5 befindliche brennstoffschicht 8' an ihrtr
Oberfläche verkrustet. Hierbei trägt auch die bereite erwäbatt
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JIt
H51501
Zerkleinerung und Auflockerung des Brenngutea vor seiner
Aufgabe in den Ofen zur Verhinderung der Kruatenbildung "bei.
In der Hauptbrennzone 15 findet zunächst in deren an die
Au3trocknungs3one 14 angrenzendem Teil die Zündung und daraufhin die intensive Verbrennung insbesondere der flüchtigen Beatandteile
des Brennmaterials statt. Diese Verbrennung geht unter lebhafter Flammenbildung vor sich, Man kann unter Berücksichtigung
einer gewissen Marge nach oben und unten annehmen, daas hier
ca ο 80 bia 90 0Jo des Brennbaren verbrannt werden o Als Verbrennungsluft
für die in der Hauptbrsnnzone 15 stattfladende Verbrennung' dient, v/ie bereits erwähnt, Heiasluft von
250 - JOO0G, die als Unterwind zugeführt wirdj ea wird aber unter
Umständen noch zusätzliche Heissluft oberhalb -des.-Rostes ala
'Sekundärluft--.eingeblasen, wae jedoch in der Zeichnung nicht
dargestellt isto
Für die Zündung beim Anfahren des kalten Ofens bzw. als
. Zuaatzfeuer während des Betriebes ist ein an geeigneter Stelle
des Feuerraumes 5 angeordneter Brenner 19 vorgesehen, der
im Falle von Faulschlamm vorzugsweise mit dem bei der Aufbereitung
des Klärschlammes anfallenden Faulgas betrieben wird. Anstelle von Faulgas könnte natürlich auch ein anderer Brennstoff,
a.B. Heizöl, als Zuaatzbrennotoff verwendet werden.„ Bei
der Verbrennung von vorentwäaserteni Frischachlamm erübrigt sich
das Zusatzfeuer infolge des höheren Heizwertes deβ Brenngutee»
so dass der Brenner 19 in diesem Fall lediglich für das Anfahren
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Unter dieeeii Voraussetzungen läaat sich im Feuerraum 5, wie
Berechnungen und praktische "Versuche gezeigt haben, im
Beiiarrungßi'-ustand in der Hauptbfennzone 15 ein dauerndes Feuer
aufrecht erhalten.
Ira Hinblick auf die wechselnde Zusammensetzung und die
schwankende Zündwilligkeit der leichtflüchtigen, organischen
Bestandteile im Brennbaren empfiehlt es sich, bei grösseren
Ofeneinheiten die Hauptbrennzone 15 in swei tüeilsonen
zu. unterteilen (in I'ig» 1 nicht dargestellt) und dioae Teilzonen
so'vohl mit separaten, individuell in ihrer Vorachubgeschwindig*
keit einstellbaren Hoatantrieben als auch mit separaten, individuell
regulierbaren Unterwindzuführungen auszurüsten, um dadurch eine elaatiache Feuerführ trag au ermöglichen, bzw. ta?ötz wechselnder
Beschaffenheit des anfallende» Brenngutes ©in® -ausrslohftadft
Stabilität der Peuerführung. zu gewährleisten.
In der Auebrennzone 16 erfolgt der Ausbranä dea noch vorhandenen
"fixen" Brennbaren des Brenngutee, vioisei ebenfalls, wie bereite
erwähnt, mit heissem Unterwind von 250 ~ 3000G gefahren wird.
Hier findet nur noch eine praktisch flaraaenloee Verbrennung
statt. Unter diesen Umständen wird in der Auebrennz'on« 16, mim
Berechnungen und praktiache Versuche ergeben haben, oberhalb des Hoste» eine Temperatur von ca., 10000C erreicht, und zwar ohne
Inanspruchnahme irgendeiner zusätzlichen Brennstoffzufuhr.
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.ie- 1451SOT
Da der Brennstoff in der Auabremisone 16 einen B&hF hohen
Aschegehalt aufweist, ist e'a 2weekmässig9 die Lunge übt
Ausbrennζone 16 reichlich zu bemessen und sie bei grÖBseren
Ofeneinheiten in zwei Untersonen zu unterteilen, wobei
dann entsprechend, wie dies zuvor bei der Beschreibung d<er Ausbrennzone 15 bereits erläutert wurde e getrennte und
individuell regulierbare Eoetantriebe uad/odör tTnterwindauführungen
vorgesehen sein können«
Mir den Ofen ergibt sich algo «ine Bauart mit einem Mek»
führungsgewölbe oberhalb der Ausbrennsone 16 alß letster Zone
des feuerraumes 3« Dieses Hückführungegewiflfe© wird bei der
in Fig. 1 veranschaulichten Bauweise duroii die als üialeakwand
wirkende, geneigte Zwischenwanö 12 gebildet^ welch® den hinteren
Ofenzug 11 vom Feuerraum 5 trennt· Selbstverständlich muss diese Umlsnkwand nioiät ©"ban ^iHg wl© ©@ ils"Fige 1
dargestellt ist, - «ändern eis k&mtf' ßmh*:'«tfN^. Ätoast^ig xan
die gewünschten Strömungsir®s?hältfiiee®, . gekrÜßät Bsin oSer/
und einen Absatz aufweisen0
Dank der Umlenkwand 12 verrat sohei? eioh di# an-s Ser Aue trocknung
ss one 14 entweichenden Dampf scJawäien alt ä«3i äs& der
Haupt brenn soiie 15 und der Ausbrennsbiae 16 and ä@m Brenner 19
erzeugten ¥erbrennungegas©n, so dass sioh ein« ^genflgend. höh®
Feurraumendtemperatur einstellt, während die relatif
"kalten" Brüden von ca» 10O0C aus der Yortrocknungskaüfflier 5 '
BADOHiGINAL
sich naoh ihrer Rückführung in den Ofen über die Leitung
IO in dessen hinteren Zug 11 mit den Rauchgasen vermischen, wodurch, trotz Absinken der Rauchgastemperatur, die Brüden
noch wirksam desodoriert werden.
Zweckmässigerweisö wird die Zuführleitung 17 für die heiase
Verbrennungsluft mit einem Regulierorgan 17a versehen» und
in entsprechender Weiee die Leitung 18 für die Zuführung der
Verbrennungsluft in die Ausbrennzone 16 mit einem Regulierorgan
13a. In entsprechender Weise kann natürlich auch in der Leitung 9 für die Rückführung der Rauchgase in die
Vortrocknungskammer 3 ein Regulierorgan 9a vorgesehen sein»
um die Anpassbarkeit der Feuerführung noch weiter zu steigern,
Auo der obigen Beschreibung dee Verbrennungsverfahrens ergibt
sich, dass die Verbrennung des Prtse-Sohlammee Im betrieblichen
Beharrungazustand aufrecht erhalten werden kann, und zwar bei eines Feuerraumendtemperatur, welche der förderung nach
völliger Geruchefreiheit der aus dem Ofen abgeführten Abgase
vollauf genügt«
Bei der Verbrennung von Klärschlamm wird dsm Feuerraum in
der Regel ein Abhitze-Dampfkessel nachgeschaltet, und zwar zur Erzeugung des für die Warm-Konditionierung dea noch flüssigen
Schlammes (mit über 90 # Wassergehalt) erforderlichen Koohdampfes,
vor der Vorentwäsaerung durch Pressfiltration nach
bekannten Verfahren (TgX* das Schweiaer Patent Mr· 355*697).
ν ■■■*
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Unter Beibehaltung der prinzipiellen Verfahrensweise könnte
im Ofen zur Vortrocknung dea vorentwässerten Schlammes anstelle
von rückgoführten Rauchgaaen, wie es zuvor anhand der i'ig. 1
beschrieben wurde, auch Ileiasluft verwendet werden ο Da in diesem
Falle die bei der Vortrockmmg anfallenden Brüden ausaer
Wasserdampf noch die durch die Wärmeabgabe abgekühlte Trocknungsluft enthalten, können sie in Ofen al8 Verbrennungsluft
weiter verwendet v/erden. Zwar hat aich dia Heiasluft durch die Wärmeabgabe an den Wasseranteil des Prosa-Schlammes, abgekühlt,
jedoch besitzt sie bei einer Temperatur von knapp über
1000O immer noch gegenüber Kaltluft einen relativ hohen Wärmeinhalt,
der- bei der Verbrenr -ng dos Press-Schlammes in vorteilhafter
Welse verwertet werden kannο
Die Eigenart dieses letzteren, aufgrund dieaer Ueberlegungen
als Variante entwickelten Verfahrene liegt nun darin, dass die
Menge der heissen, zur Vortrocknung benutzten Trocknungsluft
der ijur Verbrennung der flüchtigen Bestandteile erforderlichen
Verbrennungsluft angepasst wird, so dass also die bei der Vortrocknung entstandenen Brüden als Unterwind lediglich für die
eingangs.erwähnte Hauptbrennphase 0, (vgl. auch Zone 15 in Pig*
1), in welcher die flüchtigen Bestandteile des Brenngutes ■
verbrannt werden, benutzt werden* Hierdurch wird nicht nur das Entweichen der übel riechenden Brüden ins Freie vermieden,
sondern auch die Wärme Ökonomie der Verbrennung und damit der Ge-Xsamtwirkungsgrad
des Verbrennungsofens in günstiger Weise beeinflusst..
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Hierbei kann der eventuellen Gefahr einer Kondensation der Vortrocknungebrüden, welche mit einer temperatur von knapp
über 1000C die Vortrocknungskammer verlassen und daher,
relativ betrachtet, alu "kalt" bezeichnet werden dürfen, bei
ihrer Berührung mit dem "heissen", metallischen Roatunterbau
der Hauptbrennzone durch Beimischen einer gewissen Menge Heissluft wirkoam vorgebeugt werden.
Unter diesen Umständen lässt sich rechungemässig bei der
Vortrocknung eine Menge von nur ca· 20 $>
der ursprünglichen Feuchtigkeit des in den Ofen eingebrachten Press-Schlammes
abbauen, oo daag das Brenngut nach seiner Yortrocknung beim Eintritt in den eigentlichen Feuerraum noch einen- wesentlichen
Anteil an V/asser enthält, welohee in der nun folgenden Austrocknungsphaae
ausgetrieben wird. '
In der Fig. 2 ist ein solcher Verbrennungsofen sur Vernichtung
von vorentwäaaertem Klärachlamm schematiach dargestellt, bei
welchem Heiealuft eur Vortrocknung des Brenngutes benutzt
wird und die Vortrocknungsbrüden in die Hauptbrennaone geleitet
werden, im übrigen aber der konstruktive Aufbau des Ofens der
Pig. I beibehalten ist.
Bei diesem Ofen iat un die Vortrocknungskammer 3 eine Heissluftleitung
20 angeachlossen, durch welche von einem in Pig.
nicht gezeichneten Gebläse über einen ebenfalle nicht gezeich
neten Luftvorwärmer Heissluft mit einer Temperatur von ca«
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250 - 3000C*durch den Vortrocknungsrost 7 hindurch in die Vortrocknungskammer 3 geblasen wird. Die Vortrocknungskammer 1 ist
über eine BrUdenrUckführleitung 21 mit der Hauptbrennionβ 15
des Feuerräumes 5 verbunden·
Zur sicheren Vermeidung der Gefahr tiner etwaigen Kondensation der relativ kalten VortrooknungsbrUden on Host 13 in Bertich der
Hauptbrennzone 15 kann die Brüdenrückftihrleitung 21 an dae bereits vorhandene Heiesluft-Syetem 2*0, 18 für die Versorgung
der Vortrocknungskammer 3 bzw. der Auebrennzone 16 mit Heieeluft angeschlossen werden, was in Fig. 2 durch eine gestrichelt
gezeichnete Verbindungeleitung 22 veransohaulioht ist. Selbstverständlich ist ee im Hinblick auf eine ausreichend elastische
Feuerführung zweckmässig, in der Heiseluftleitung 22 ein Regulierorgan vorzusehen, wie ee in Fig. 2 durch tin eingeeeiohnetee
Regulierventil 22a veranechaulioht let*
Bas zuvor anhand der beiden in Fig. 1 und 2 veranschaulichten AußfUhrungsvarianten beschriebene Verfahren zur Verbrennung
von vorentwässertem Schlamm mit niedrigem Hei·wert und hohe«
Anteil an unbrennbaren Bestandteilen, insbesondere sur Verniohtunf
von Klärschlamm, hat, dank der moderierten ("gebremsten") Auetrocknung, den Vorteil einee praktieoh totalen Auebrande· und
einer wirksamen Desodorierung der bei der Verbrennung aofalleodeji
übelriechenden Brüden, und «war bei geringe« Verbrauoh an hochwertigem Zusatzbrennstoff im falle τοη fauleoM««·. Sieee
werden erzielt durch überreatnend einfaohe Ι^ϋ»ίΚ<ΐΊ1»
00HO4/O82A ' bad original
-21. H51501
einer eingehenden Beobachtung der bei der Verbrennung von vorentwäaaertem Klärschlamm auftretenden Einzelvorgänge beruhen und zu einer überraschend einfachen, wenig aufwändigen und
betriebssicheren Ausführung des für die Durchführung des neu vorgeechlagenen Verfahrens vorgesehenen Verbrennungsofens,
führen.
Der in diesem Ofen angeordnete Sohiohtetärkenregler für das
Brenngut arbeitet betriebssicher bei grosser Lebensdauer, da er in einer relativ "kalten" Umgebung angeordnet ist.
Durch einfache Regulierorgane im Leitungssystem ist die
Feueriührung des Ofens elastisch, bew. an die wechselnd· Eigenschaft de« aufgegebenen Brenngute· gut anpasebar.
•09804/05*
Claims (1)
- .22-PatentansprücheI.JVerfahren zur Vernichtung durch Verbrennung von vorentwä33ertera Schlamm mit niedrigem Heizwert und hohem Anteil an unbrennbaren Beatandteilen, inabeaondere zur Vernichtung von Abfallstoffen, wie z.B. Klärschlamm, dadurch gekennzeiohnet, dass der vorentwässerte Schlamm in einem vom Feuerraum mindestens annähernd gasdicht abgetrennten Vortrooknungeraum mittels eineu in den letzteren eigeführten Heizmediums in einer ersten Stufe vorgetrocknet und anoohlieesend in einer im Feuerraum angeordneten Austrocknungseone durch die bei der Verbrennung in der Kauptbrennzone dee Feuerrausee entstehende Wärmestrahlung ausgetrocknet wird, wobei die hierduroh gebildeten Dampfachwaden als Moderator der Austrocknung wirken, bevor sie sich mit den im Feuerrau» entwickelten Verbrennungagaaen vermischen, dass das Brenngut in einer Hauptbrenn· und einer ansohliessenden Ausbrenncone «ur Verbrennung gelangt und dass ein Zusatzbrennstoff im Feuerrau« verfeuert wird, und da·« die bei der Vortrocknung entstehenden Brüden den Verbrennunge- gasen beigemischt werden, an einer Stell· welohe, beeogen auf die Flieaerichtung der Verbrennungegatet aindeeten· abwarte der Feuerung liegt.2. Verbrennungsofen mit Rostfeuerung tür Durchführung dee Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daea die Auetrooknungs-, Haüptbrenn- und Auebrennsonen in eines gemeinsamen Feuerraum angeordnet sind und dieser durch eine Zwischenwand von einer im Ofen angeordneten, separaten VortrooknungakaaaerBAD OBIGlNALH51501getrennt ist, wobei die Vortrooknungekammer duroh eine RuokfUhrleitung für die Brüden mit einem bezogen auf die Voreohubriohtung des Brenngutes, mindestens auf der Höhe der Hauptbrennsone liegenden Teil dee Ofeninnern verbunden iet.3· Verfahren naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlamm mittels hinter dem Feuerraum entnommener und rUokgeführter Rauchgase vorgetrooknet wird und dit Vortrooknungtbrttden in einen hinter dem Feuerraum angeordneten Ofentug geleitet werden.4. Verfahren naoh Anspruch 1, dadurch gekennteiohnet, daet der Schlamm mittels Heiseluft vorgetrooknet wird und 4ie Vortrocknungebrüden als Unterwind in die Hauptbrenntone dee feuerräumeβ geleitet werden.5. Verfahren tür Verbrennung von Klärschlamm naoh Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennseiohnet, daee die auf ca. 3000C abgekühlten Rauchgase einer hinter einem, dem Feuerraum naohgeaohalte.ten Abhitzekessel gelegenen Stelle entnommen und- in dta Ofen rüokgeführt werden·6. Verfahren naoh Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennseiohnet, data tür Vermeidung von Kondensation den VortrocknungsbrUdtn vor ihrer Einführung alt Unterwind in die Hauptbrennton· Htietluft beifemiecht wird, wobei diete alt Teilmenge der erfotd·*« \: lieh·* ?w%rttuijfe|tluf% dient. ·-" N^BAD ORIGINAL ·'·-909IO4/0S20 ?-24- H515017. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Austrocknungszone zur Kühlung des Rostes kalter Unterwind zugeführt wird.8. Verbrennungsofen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vortrocknungskammer durch eine Rauchgaarückführleitung mit einem hinter dem Feuerraum liegenden Teil des Ofens verbunden und die Brüdenr'ickführleitung mit einem hinter dem Feuerraum angeordneten Ofenzug verbunden sind.9» Verbrennungsofen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daaa an die Vortrooknungakammer eine Heiseluftleitung angeschlossen ist und die Vortroeknungskammer über eine Brüdenrüokführleitung mit der Hauptbrennzone des Feuerraumes verbunden ist.,10. Verbrennungsofen nach Ansprüchen 2 und 9f dadurch gekennzeichnet, dasa an die Brüdenrtickführleitung eine Heiesluftleitung an-Ceschlosoen ist.11. Verbrennungsofen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, das« zur Regulierung der Brennetoffschicht im Feuerraum an der Zwischenwand ein Schichtdickenregler angeordnet iet.12. Verbrennungsofen nach Ansprüchen 2 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Schichtdickenregler als Regulierschieber auegebildet und verschiebbar in der Zwischenwand gelagert ist,13. Verbrennungsofen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,dasa u* -ie Auetrocknungszone eine Unterwindleitung angeschlossen ist. Jr./ah 3.2.64 909804/0520• »n /f <■·
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