DE1526060C3

DE1526060C3 - Installation of an incinerator for sludge containing solid fuels

Info

Publication number: DE1526060C3
Application number: DE19661526060
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Charbonnages de France CDF
Current assignee: Charbonnages de France CDF
Priority date: 1965-06-16
Filing date: 1966-06-16
Publication date: 1976-12-30

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung einer Verbrennungsanlage für feste Brennstoffe enthaltenden Schlamm, bei der der Schlamm in ein Wirbelbett eines Schachtofens einführbar ist, das von einem von unten eingeführten sauerstoffhaltigen Gas durchströmt ist, dessen inertes Material eine gröbere Körnung als die festen Brennstoffe aufweist und dessen Temperatur durch Zugabe eines zusätzlichen Heiz- oder Kühlmittels auf einen Wert einstellbar ist, der zur Verbrennung des Schlammes im Schachtofen erforderlich ist.The invention relates to a device of a combustion plant for containing solid fuels Sludge in which the sludge can be introduced into a fluidized bed of a shaft furnace from below Introduced oxygen-containing gas flows through, the inert material of which has a coarser grain size than the Has solid fuel and its temperature by adding an additional heating or cooling agent can be set to a value that is required for incineration of the sludge in the shaft furnace.

Eine derartige Einrichtung ist aus der FR-PS 1 333 976 bekannt. Bei dieser bekannten Einrichtung wird der Schlamm durch eine Leitung unmittelbar in das Wirbelbett eingeführt, während bei Bedarf ein Zusatzbrennstoff in den Raum oberhalb des Rostes des Wirbelbettes zugeführt wird. Im Betrieb der bekannten Einrichtung erfolgt ein Teil der Verbrennung oberhalb des Wirbelbettes, wobei in Abhängigkeit von dem Anteil der Verbrennung, die in dem Raum oberhalb des Wirbelbettes auftritt, die Temperatur in diesem Raum gegenüber der Temperatur des Wirbelbettes mehr oder weniger stark ansteigt. Eine Verbrennung in dem Raum oberhalb des Wirbelbettes ist jedoch aus mehreren Gründen unerwünscht, wie beispielsweise bei der Steuerung der Reinheit der Abgase, die davon abhängt, wie weitgehend sowohl die festen Brennstoffe als auch der Zusatzbrennstoff selber verbrannt sind. Wenn jedoch die Bereiche, in denen eine Verbrennung stattfindet, nicht unter Kontrolle gehalten werden können, ist eine genaue Regelung des Verbrennungsablaufes nicht möglich.Such a device is known from FR-PS 1,333,976. In this known device the sludge is introduced through a pipe directly into the fluidized bed, while, if necessary, an additional fuel is fed into the space above the grate of the fluidized bed. In the operation of the well-known A part of the combustion takes place above the fluidized bed, depending on the proportion of the combustion that occurs in the space above the fluidized bed, the temperature in that space increases more or less strongly compared to the temperature of the fluidized bed. A burn in the room However, above the fluidized bed is undesirable for several reasons, such as the Control of the purity of the exhaust gases, which depends on how extensively both the solid fuels and the additional fuel has burned itself. However, if the areas where there is a burn cannot be kept under control, precise regulation of the combustion process is not possible possible.

Ein weiterer Nachteil im Betrieb der bekannten Einrichtung besteht darin, daß gleichzeitig auf den Durchsatz des das Wirbelbett aufrechterhaltenden Gases, den Durchsatz des eingeführten Schlammes und den Durchsatz des zusätzlichen Heiz- oder Kühlmittels eingewirkt werden muß. Dies führt zu einer sehr verwickelten Regelung, die sich den verschiedenartigen Eigenschäften der eingeführten Schlämme schlecht anpassen läßt.Another disadvantage in the operation of the known device is that at the same time on the throughput of the gas maintaining the fluidized bed, the flow rate of the introduced sludge and the flow rate the additional heating or cooling agent must be acted upon. This leads to a very tangled one Regulation that does not adapt well to the various properties of the imported sludge leaves.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Ein-¹ richtung einer Verbrennungsanlage, bei der es bei Veränderung möglichst weniger Parameter auf einfache Weise möglich ist, während eines stabilen Betriebsablaufes unabhängig von den unterschiedlichen Eigenschaften verschiedener Schlämme eine Verbrennung mit einem geringen Luftüberschuß, also eine wirtschaftliche Verbrennung zu erreichen.The object of the invention is to provide an input ^{1 in} the direction of an incinerator, it a minimum of parameters is in the at change in a simple manner possible, during a stable operating cycle regardless of the different characteristics of various sludges, combustion with low excess air, so an economical combustion to reach.

Diese Aufgabe wird bei einer Einrichtung der eingangs genannten Gattung erfindungsgemäß durch folgende Merkmale gelöst:In a device of the type mentioned at the outset, this object is achieved according to the invention by the following Features solved:

a) der Durchsatz des sauerstoffhaltigen Gases ist φ während des gesamten Betriebes konstant, wobei das Heiz- oder Kühlmittel direkt dem Wirbelbett im Bereich des Rostes über seinen ganzen Querschnitt zuführbar ist;a) the throughput of the oxygen-containing gas φ is constant during the entire operation, whereby the heating or cooling medium can be fed directly to the fluidized bed in the area of the grate over its entire cross section;

b) der Schlamm ist in den Schacht oberhalb des Wirbelbettes fein verteilt im freien Fall derart aufgebbar, daß die Schlammzugabemenge über die Temperatur im Schacht oberhalb des Wirbelbettes regelbar ist.b) the sludge can be fed into the shaft above the fluidized bed, finely distributed in free fall, in such a way that that the amount of sludge added can be regulated via the temperature in the shaft above the fluidized bed is.

Es ist zwar aus der FR-PS 1 100 221 bekannt, die Schlammzugabemenge über die Temperatur zu regeln, jedoch wird in diesem Fall die im Wirbelbett selber herrschende Temperatur zur Regelung herangezogen und der Schlamm auf das Wirbelbett unmittelbar an dessen Oberfläche von einer Seite her aufgegeben.Although it is known from FR-PS 1 100 221 to regulate the amount of sludge added via the temperature, however, in this case the temperature in the fluidized bed itself is used for regulation and the sludge is placed on the fluidized bed from one side directly on its surface.

Auch ist aus der US-PS 2 650 084 ein zur Verbrennung von Schlamm dienender Schachtofen bekannt, bei dem das zu verbrennende Material oberhalb einer Wirbelschicht aufgegeben wird, jedoch ist bei diesem bekannten Schachtofen oberhalb dieses Wirbelbettes ein zweites Wirbelbett vorgesehen, in das das zu verbrennende Material unmittelbar eingeführt und in dem es ' getrocknet wird.Also known from US Pat. No. 2,650,084 is a shaft furnace which is used to incinerate sludge to which the material to be burned is placed above a fluidized bed, but this is known Shaft furnace provided a second fluidized bed above this fluidized bed, in which the to be burned Material introduced immediately and in which it is' dried.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß für einen stabilen Betrieb der Einrichtung lediglich die Veränderung eines einzigen Parameters, nämlich des Durchsatzes des zugeführten Schlammes erforderlich ist.A major advantage of the invention is that for stable operation of the device only the change of a single parameter, namely the throughput of the supplied sludge, is required is.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß der Zustand des Wirbelbettes konstant gehalten werden kann, da der Durchsatz des das Wirbelbett aufrechterhaltenden Gases konstant bleibt und die Verbrennung vollständig innerhalb des Wirbelbettes erfolgt. Dies führt vor allen Dingen zu einer gleichförmigen Temperatur in dem gesamten Wirbelbett und zu einem zeitlich konstanten Volumen der das Wirbelbett verlassenden Rauchgase, was zu einer konstanten Geschwindigkeit aller das Wirbelbett durchquerenden Gase führt. Daraus ergibt sich, daß die Verwirbelung des Wirbelbettes im Betrieb durch die Eigenschaften der eingeführten Schlämme nicht ungünstig beeinflußt wird.Another important advantage of the invention is that the state of the fluidized bed is constant can be maintained because the flow rate of the fluidized bed maintaining gas remains constant and the combustion takes place entirely within the fluidized bed. Above all, this leads to a uniform Temperature in the entire fluidized bed and at a time constant volume of the fluidized bed leaving flue gases, resulting in a constant velocity of all traversing the fluidized bed Gases. It follows that the turbulence of the fluidized bed during operation by the properties the imported sludge is not adversely affected.

Bevorzugt ist die Temperatur im Schacht oberhalb des Wirbelbettes während des gesamten Betriebes auf einen im wesentlichen konstanten Wert einstellbar, derThe temperature in the shaft above the fluidized bed is preferably on during the entire operation a substantially constant value adjustable, which

wenigstens gleich dem des Wirbelbettes ist.
Weiterhin ist vorteilhafterweise die Zugabe des zusätzlichen Heiz- oder Kühlmittels durch eine Temperaturmeßeinrichtung in der Wirbelschicht steuerbar.is at least equal to that of the fluidized bed.
Furthermore, the addition of the additional heating or cooling agent can advantageously be controlled by a temperature measuring device in the fluidized bed.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an Hand der schematischen Zeichnung beschrieben; die einzige Figur der Zeichnung zeigt im Querschnitt eine Verbrennungsanlage für feste Brennstoffe enthaltenden Schlamm.An embodiment of the invention is described below described with reference to the schematic drawing; the only figure in the drawing shows im Cross section of an incinerator for sludge containing solid fuels.

Nach der Zeichnung umfaßt die Verbrennungsanlage ■ einen Schachtofen 1 mit einem Wirbelbett 2, das oberhalb eines Rostes 4 gebildet ist und mit einem unter dem Rost 4 gelegenen Windkasten 3 in Verbindung steht.According to the drawing, the incinerator ■ comprises a shaft furnace 1 with a fluidized bed 2, which is above a grate 4 is formed and with a wind box 3 located under the grate 4 in connection stands.

Der Schachtofen 1 weist oberhalb des Wirbelbettes 2 einen Schacht 5 auf, der in seinem oberen Teil mit einer Abzugsleitung 6 verbunden ist.The shaft furnace 1 has a shaft 5 above the fluidized bed 2, which in its upper part with a Discharge line 6 is connected.

Eine Leitung 7 führt durch die Wand des Schachtofens 1 in den Bereich des Wirbelbettes 2, während am oberen Bereich des Wirbelbettes 2 eine Abführungsleitung 8 angeordnet ist. Durch die Leitung 7 wird ein inertes Material eingeführt, das eine gröbere Körnung _B als der feste Brennstoff aufweist. Das inerte Material "' kann entweder auf einmal oder diskontinuierlich oder, bei gleichzeitiger Abführung durch die Abführleitung 8, kontinuierlich eingeführt werden.A line 7 leads through the wall of the shaft furnace 1 into the area of the fluidized bed 2, while a discharge line 8 is arranged in the upper area of the fluidized bed 2. An inert material, which has a coarser grain size _B than the solid fuel, is introduced through the line 7. The inert material "'can be introduced either all at once or discontinuously or, with simultaneous discharge through the discharge line 8, continuously.

Der feste Brennstoff, der als Suspension in einer Flüssigkeit oder in der Form eines Breies vorliegen kann, ist in einem Beschickungstrichter 9 gespeichert und wird mittels einer Förderschnecke 10 zu einem drehbaren Käfig 11 gefördert, der oberhalb des Schachtes 5 in der oberen Abdeckung des Schachtes 5 angeordnet ist. Der gesamte Schlamm geht vor seinem Eintritt in den Schacht 5 durch den drehbaren Käfig 11 hindurch, wird von diesem fein verteilt und dann in das inerte Material 12 des Wirbelbettes 2 eingeführt.The solid fuel that exists as a suspension in a liquid or in the form of a pulp can, is stored in a feed hopper 9 and becomes a by means of a screw conveyor 10 rotatable cage 11 promoted above the shaft 5 in the upper cover of the shaft 5 is arranged. All of the sludge passes through the rotatable cage 11 before it enters the shaft 5 through, is finely divided by this and then introduced into the inert material 12 of the fluidized bed 2.

Das inerte Material 12 des Wirbelbettes 2 wird auf einer Temperatur gehalten, die die Verbrennung des Schlammes gewährleistet.The inert material 12 of the fluidized bed 2 is kept at a temperature that the combustion of the Guaranteed mud.

Das inerte Material 12 des Wirbelbettes 2 wird durch kalte oder vorgewärmte, gegebenenfalls mit Sauerstoff angereicherte oder mit Verbrennungsgasen vermischte Luft im Wirbelzustand gehalten.The inert material 12 of the fluidized bed 2 is cold or preheated, optionally with oxygen enriched air or air mixed with combustion gases is kept in a vortex.

Die gesamte, zur Verbrennung des Schlammes erfor- V derliche Luft wird durch den Windkasten 3 unter dem Rost 4 eingeblasen. Der Durchsatz der Luft wird konstant gehalten, so daß die gewählten Wirbelbedingungen immer aufrechterhalten werden, wenn die Temperatur des inerten Materials 12 des Wirbelbettes 2 selbst konstant gehalten wird.The total derliche for combustion of the sludge require V air is blown by the wind box 3 below the grate. 4 The throughput of the air is kept constant, so that the selected fluidizing conditions are always maintained if the temperature of the inert material 12 of the fluidized bed 2 itself is kept constant.

Ein zusätzliches Heiz- oder Kühlmittel wird im Bereich des Rostes 4 dem Wi.Lelbett 2 zugeführt, um die Temperatur der Verbrennung ohne aufwendige Regelungsmaßnahmen konstant halten zu können. Gemäß der Darstellung in der Zeichnung wird das zusätzliche Heiz- oder Kühlmittel über den gesamten Querschnitt des Wirbelbettes 2 unmittelbar unter dem Wirbelbett 2 eingeführt, so daß eine homogene Verteilung des Heizoder Kühlmittels in dem Wirbelbett und über dessen gesamten Querschnitt gewährleistet ist.An additional heating or cooling agent is supplied to the Wi.Lelbett 2 in the area of the grate 4 in order to prevent the To be able to keep the temperature of the combustion constant without complex control measures. According to The illustration in the drawing shows the additional heating or cooling medium over the entire cross-section of the fluidized bed 2 introduced immediately below the fluidized bed 2, so that a homogeneous distribution of the Heizoder Coolant is guaranteed in the fluidized bed and over its entire cross section.

. Nach der Zeichnung ist der Rost 4 in der Form einer dicken, hitzebeständigen Platte ausgeführt, die öffnungen 4/4 aufweist, die im Querschnitt die Form von umgekehrten Kegelstümpfen haben und in ihrem unteren Teil in einem zylindrischen Abschnitt enden. Das zusätzliche Heiz- oder Kühlmittel wird durch eine Leitung 13 in alle oder einen Teil der öffnungen AA entweder in deren zylindrischen Abschnitt oder in dem unteren Teil des kegelstumpfförmigen Querschnittes eingeführt.. According to the drawing, the grate 4 is designed in the form of a thick, heat-resistant plate which has openings 4/4 which, in cross section, have the shape of inverted truncated cones and end in their lower part in a cylindrical section. The additional heating or cooling medium is introduced through a line 13 into all or part of the openings AA either in their cylindrical section or in the lower part of the frustoconical cross section.

Die Temperatur des Wirbelbettes 2 wird mittels einer Temperaturmeßeinrichtung 14 überwacht. Wenn die Temperatur einen vorbestimmten Wert überschreitet, wird als Kühlmittel Wasser über eine Leitung 131 eingeführt, die über einen Schieber 130 mit zwei Zuführkanälen mit der Leitung 13 verbunden ist. Wenn andererseits die Temperatur des Wirbelbettes 2 einen vorbestimmten Wert unterschreitet, wird als Heizmittel Zusatzbrennstoff über eine Leitung 132 zugeführt, die mit dem anderen Zuführkanal des Schiebers 130 verbunden ist.The temperature of the fluidized bed 2 is monitored by means of a temperature measuring device 14. When the temperature exceeds a predetermined value, water is used as the coolant via a line 131 introduced, which is connected to the line 13 via a slide 130 with two feed channels. When on the other hand, the temperature of the fluidized bed 2 falls below a predetermined value, is used as a heating means Additional fuel is supplied via a line 132 which is connected to the other supply channel of the slide 130 is.

Die Umschaltung zwischen dem Heizmittel und dem Kühlmittel kann mittels des von der Temperaturmeßeinrichtung 14 abgegebenen Signals erfolgen.The switchover between the heating medium and the coolant can be carried out by means of the temperature measuring device 14 output signal take place.

Da der Zusatzbrennstoff in dem Rost 4 zugeführt wird, wird er beinahe völlig verbrannt, bevor er das inerte Material 12 der Wirbelschicht 2 erreicht. Auf diese Weise wird vermieden, daß die Verbrennung des Zusatzbrennstoffes teilweise erst oberhalb des Wirbelbettes 2 erfolgt.Since the additional fuel is fed in the grate 4, it is almost completely burned before it inert material 12 of the fluidized bed 2 reached. In this way it is avoided that the combustion of the additional fuel partly only takes place above the fluidized bed 2.

Es wird im allgemeinen erforderlich sein, im Wirbelbett eine Temperatur von etwa 800°C zu erhalten, um die Verbrennung in der Wirbelschicht 2 aufrechterhalten zu können.It will generally be necessary to maintain a temperature of about 800 ° C. in the fluidized bed in order to to be able to maintain the combustion in the fluidized bed 2.

Die Temperatur im Schacht 5 des Schachtofens 1 oberhalb des Wirbelbettes 2 wird auf einem konstanten Wert gehalten, der wenigstens gleich dem des Wirbelbettes ist.The temperature in the shaft 5 of the shaft furnace 1 above the fluidized bed 2 is at a constant Maintained value that is at least equal to that of the fluidized bed.

Die Temperatur im Schacht 5 oberhalb des Wirbelbettes 2 wird etwa in der Nähe von 900⁰C gehalten.The temperature in the chute 5 above the fluidized bed 2 is about maintained in the vicinity of 900 ⁰ C.

Wenn die Temperatur im Schacht 5 ansteigt, so deutet das darauf hin, daß nicht die gesamte Menge des eingeführten Schlammes im Wirbelbett vollständig verbrannt wurde und die Verbrennung im Schacht 5 weitergeht. Es wird deshalb die zugeführte Schlamm-Menge verringert.If the temperature in the shaft 5 rises, this indicates that not the entire amount of introduced sludge was completely burned in the fluidized bed and the combustion in shaft 5 goes on. The amount of sludge supplied is therefore reduced.

Wenn die Temperatur im Schacht 5 sinkt, wird die zugeführte Schlamm-Menge erhöht.When the temperature in the shaft 5 drops, the amount of sludge supplied is increased.

Zur Überwachung der Temperatur im Schacht 5 ist ein Thermoelement 15 vorgesehen, das über einen Steuerkreis 16 mit dem Antriebsmotor 17 der Förderschnecke 10 verbunden ist. Das von dem Thermoelement 15 in Abhängigkeit von der im Schacht 5 herrschenden Temperatur gelieferte elektrische Signal wird dazu benutzt, die Drehzahl des Antriebsmotors 17 so zu regeln, daß sich die Förderschnecke 10 weniger schnell dreht, wenn die Temperatur einen bestimmten, voreingestellten Schwellenwert überschreitet, und schneller dreht, wenn dieser Schwellenwert unterschritten wird.To monitor the temperature in the shaft 5, a thermocouple 15 is provided, which has a Control circuit 16 is connected to the drive motor 17 of the screw conveyor 10. The one from the thermocouple 15 is supplied as a function of the temperature prevailing in the shaft 5 electrical signal used to regulate the speed of the drive motor 17 so that the screw conveyor 10 is less rotates quickly when the temperature exceeds a certain preset threshold, and turns faster if this threshold value is undershot.

Die Regelung der Verbrennung im Schachtofen 1 erfolgt somit in Abhängigkeit von nur einem der Parameter. The regulation of the combustion in the shaft furnace 1 thus takes place as a function of only one of the parameters.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Establishment of an incineration plant for sludge containing solid fuels, in which the Sludge can be introduced into a fluidized bed of a shaft furnace, from one introduced from below Oxygen-containing gas flows through it, the inert material of which has a coarser grain size than the solid Has fuels and its temperature by adding an additional heating or cooling agent can be set to a value that is required for incineration of the sludge in the shaft furnace, characterized by the features:

a) the throughput of the oxygen-containing gas is constant during the entire operation, with the heating or cooling medium directly to the fluidized bed (2) in the area of the grate (4) via his entire cross-section can be fed;

b) the sludge is finely distributed in free fall in the shaft (5) above the fluidized bed (2) can be applied in such a way that the amount of sludge added is above the temperature in the shaft (5) of the fluidized bed (2) is adjustable.

2. Device according to claim 1, characterized in that the temperature in the shaft (5) is above of the fluidized bed (2) at an essentially constant level during the entire operation Value is adjustable, which is at least equal to that of the fluidized bed (2).

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the addition of the additional The heating or cooling means can be controlled by a temperature measuring device (14) in the fluidized bed (2) is.