DE1451501A1

DE1451501A1 - Verfahren zur Verbrennung von vorentwaessertem Klaerschlamm sowie Ofen mit Rostfeuerung zur Durchfuehrung dieses Verfahrens

Info

Publication number: DE1451501A1
Application number: DE19641451501
Authority: DE
Inventors: Theodor Jacobovici
Original assignee: Von Roll AG
Current assignee: Von Roll AG
Priority date: 1963-11-11
Filing date: 1964-02-13
Publication date: 1969-01-23
Also published as: BE655463A; FI43907B; GB1080318A; NL6412873A; SE312190B; AT254376B; CH417833A; US3333556A

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*

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'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

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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.

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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

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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,

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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„

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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

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•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

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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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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 ist_o

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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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 ^iH_g wl© ©@ ils"Fig_e 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).

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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»

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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.

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Claims

.22-Patentansprüche

I.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 Verbrennungegate_t 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 Vortrooknungakaaaer

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getrennt 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^

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7. 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 9_f 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

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