DE1751001A1

DE1751001A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Verbrennen von fluessigen Rueckstaenden

Info

Publication number: DE1751001A1
Application number: DE19681751001
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Klaus Leikert
Original assignee: L&C Steinmueller GmbH
Current assignee: Hitachi Zosen Inova Steinmueller GmbH
Priority date: 1968-03-20
Filing date: 1968-03-20
Publication date: 1970-08-13
Also published as: DE1751001B2; NL6904170A; BE728349A; FR2004263A1

Description

■■ι.-'!/- Ου-η π er.^b r ν. ■:■, den. 1^-.3-1968

Pa 6819 Kl/Bl.

L. ω C. Steinmüller GmbH Patentanmeldung

"Verfahren und Vorrichtung zum Verbrennen von flüssigen Rückständen"

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verbrennen von flüssigen Rückständen, vorzugsweise hoch wasserhaltigen Rückständen in einer Kammer.

Sie bezieht sich ferner auf Vorrichtungen zur Durchführung des erfindungsgemäüen Verfahrens.

In der chemischen Industrie fallen flüssige Rückstände an, die aus Gründen der Abwasserreinhaltung bzw. Reinhaltung der Luft in eine unschädliche Form überführt werden müssen. Eine Unschädlichmachung der Rückstände ist in der Regel in einem geschlossenen chemischen Prozeß nicht oder nur mit einem beachtlichen Aufwand möglich. Ls ist daher anzustreben, derartige Rückstände im Rahmen einer Verbrennung unschädlich zu machen, wobei es wirtschaftlich sinnvoll ist, beispielsweise die dabei entstehende Wärme zur Dampferzeugung heranzuziehen.

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In der chemischen Industrie lassen sich die flüssigen Rückstände im wesentlichen in drei Gruppen aufteilen. Die erste Gruppe umfaßt Rückstände mit Heizwerten über 2000 kcal/kg, die sich ohne Schwierigkeit in einer gekühlten Brenn—kammer verbrennen lassen. Die zv/eite Gruppe umfaßt Rückstände mit Heizwerten von ca. 1000 bis 2000 kcal/kg, die nur unter Einhaltung besonderer Bedingungen in einer eigenen, zumeist ungekühlten Brennkammer selbstgängig verbrennen und in eine dritte Gruppe mit Heizwerten unter 1000 kcal/kg, die nur unter Zuhilfenahme eines Hilfsbrennstoffes in einer hierfür geeigneten Brennkammer verbrennen*

Es ist möglich, Rückstände, die der dritten Gruppe zuzuordnen sind und wegen ihres hohen Wassergehaltes niedrige Heizwerte besitzen, durch Verdampfen des enthaltenen Wassers auf einen höheren Heizwert zu bringen, so daß eine sich selbst unterhaltend Verbrennung möglich ist. Die Verdampfung des Wassers kann zweckmäßigerweise sowohl in offenen als auch in geschlossenen Wärmetauschern erfolgen. Bei der Verdampfung in offenen wärmetauschern besteht jedoch die Gefahr, daß sich geruchsbelästigende Stoffe bilden, die ihrerseits wieder vernichtet werden müssen· Bei der Verdampfung des Wassers

in geschlossenen Wärmetauschern besteht u. a., 009833/0689

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die Ge.fahr einer Krusteab: !dung <:.u -.^λ wärmetauscher hei.^f Liehen, die ·.. Ft: ti :.·.."..·.<;,: l-vr" efigkeiten fühlt .

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, Verfahren und Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, mit denen flüssige Rückstände verbrannt worden können, die eine sich selbst unterhaltet Verbrennung nicht gewährleisten.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß die zu verbrennenden flüssigen Rückstände von den Seitenvjänden oder Ecken einer Kammer tangential an die Plamnennülle eines zentralen, mit einem Hilfsbrennstoff betriebenen Deckenbrenners herengeführt werden, auf ihrem Weg zur FlammerihülIe einen Teil des ihnen innewohnenden Wassers durch Verdampfen aogebcn, die Rückstände nach Eintritt in die Flammenhülle in einer schraubenförmigen Bewegung nach unten fortgeführt werden, auf diesem Weg weiter Wasser durch Verdampfen abgeben, bis schließlich die Verbrennung der brennbaren Substanzen der Rückstände einsetzt, vyobei die während der Verbrennung entstehenden Ascherückstände infolge der durch die Drehbewegung aufgezwungenenFliehkraft nach außen zu den Kammerwänden hin ausgetragen v/erden.

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Es hat sich herausgestellt, daß die zur Verbrennung anstehenden flüssigen Rückstande an einer bestimmten Stelle in die Flammenhülle des Hilfsbrennstoffes eintreten müssen. In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird daher vorgeschlagen, die zur Verbrennung anstehenden flüssigen Rückstände an der Stelle in die Flammenhülle des Hilfsbrennstoffes eintreten zu lassen, wo bereits eine stabile Zündung der Flamme des Hilfsbrennstoffes herrscht.

In gleicher V/eise wie der Eintritt der flüssigen Rückstände in die Flammenhülle an einer bestimmten Stelle erfolgen muß, hat sich auch die einführung der Verbrennungsluft an eine/bestimmten Stelle als vorteilhaft erwiesen. Lrfindungsgemüß wird daher weiter vorgeschlagen, daß die

zur Verbrennung der brennbaren Bestandteile der flüssigen Rückstände benötigte Verbrennungsluft tangential zur Flammenhülle an einer Stelle zugegeben wird, an der die V/asserabgabe durch Verdampfen weitgehend abgeschlossen ist, und die Zündung der brennbaren Bestandteile bereits eingesetzt hat.

Im allgemeinen v/ird angestrebt, die bei der Verbrennung der flüssigen Rückstande anfallende Asche im trockenen oder im flüssigen Zustand abzuziehen. Die Wahl, ob flüssiger oder trockener

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Abzug erfolgt, hängt wesentlich von der Zusammensetzung der Ascherückstände ab. Für den Fall, daß ein flüssiger Ascheabzug erwünscht ist, wird im Kähnen des erfindungsgemüßen Verfahrens weiter vorgeschlagen, daß das Mengenverhältnis zwischen Hilfsbrennstoff und zu verbrennendem flüssigen I.ledium einer Kammertecrperatrur entspricht, die oberhalb des ochmelzpunktes der bei der Verbrennung anfallenden Asche liegt.

Ls ist dabei nicht unbedingt erforderlich, daß als Hilfsbrennstoff ein handelsüblicher Brennstoff, beispielsweise ül oder Gas eingesetzt wird. Vielmehr können als Hilfsbrennstoffc auch Rückstände herangezogen werden, deren Heizwerte so hoch sind, daß sich ein Mengenverhältnis einstellen läßt, mit dem die gewünschte Feuerraumtemperatur erzielt werden kann, die eine einwandfreie Verbrennung und Vernichtung geruchsbelästigender jtoffe sicherstellt. Die Feuerraumtemperatur laßt sich durch Vergrößerung des Anteils der Hilfsbrennstoffe soweit steigern, daß die anfallende Asche schmelzflüssig abgezogen v/erden kann.

Die Erfindung ist nicht auf das oben beschriebene Verfahren beschränkt. Sie bezieht sich vielmehr auch auf Vorrichtungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Gemäß nnofln /need

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einer möglichen Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindingsgemäßen Verfahrens wird eine Kammer vorgeschlagen, deren Seitenwände aus geschweißten Elossenrohren oder Rohr-Steg-Hohren bestehen, die zum Kammerinneren hin keramisch abgekleidet sind. Dabei münden die Seitenwände der Kammer erfindungsgeraäß in einen nach außen geneigten Kammerbcdsn. An der einen Seite der Kammer ist dabei vorzugsweise eine Ascheabzugsöffnung vorgesehen, während vorzugsweise an der dieser öffnung gegenüberliegenden Seite der Abzug für die Verbrennungsgase vorgesehen ist.

In weiterer Ausgestaltung der Vorrichtun zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ferner vorgeschlagen, daß in den Hauchgasabzug schräg gestellte Schlackenfangroste eingesetzt sind. Die Anordnung von Schlackenfangrosten dient dem Zweck, den Anteil der schmelzflüssig abgezogenen Schlacke zu steigern und ein im wesentlichen schlackenfreies Verbrennungsgas zu erhalten, dem unter Umständen in nachgeschalteten Heizflächen weitere Wärme entzogen werden kann.

Um beim Einführen der flüssigen Rückstände in die Kammer günstige Voraussetzungen für den anschließenden Verbrennungsprozeß zu schaffen,

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werden er J uidungsgeiE■■ '·.■ düsen-i ?-tj k^ Einri chtungen vorgesehen, mit den«::: lie R u..^ jt;;iiidc . orsüίübt werden. Do.Lei werdexx ux-findungogciaä^ ^ar Auffindung der günstigsten Eintrittsstelle der zu zerstäubenden Rückstände diese in einer die Flammenhulle tangierenden Ebene winke!verstellbar ausgebildet. Durch diese Versteilmöglichkeit ist vorzugsweise auch eine Anpassung an gegebenenfalls wechselnde Zusammensetzung der flüssigen Rückstände möglich.

Jj¹Ur das Heranführen" der flüssigen Rückstände an die FlanimenhLille ist eine gerade Anzahl von düsenartigen Einrichtungen vorteilhaft. Diese werden voraugsweise in einer Horizontalebene angeordnet. Er; besteht aber auch im Rahmen der Erfindung die üöglichkeit, mehrere Horizontalebenen für die Anordnung der düsenartigen Einrichtungen vorzusehen, wobei dann zweckmäßig in jeder Ebene eine gerade Anzahl von Einrichtungen vorgesehen ist. Die Anordnung der düsenartigen Einrichtungen in mehreren Horizontalebenen dient dem Zweck, die zur Verbrennung kommenden Rückstände möglichst wasserfrei in die Flammenhülle eintreten zu lassen, um eine optimale Gesamtverbrennung zu erzielen.

Zur besseren Ausnutzun der dem Verbrennungsgas innenwohnendeßwärmeenergie ,vird in Verbindum;; mi!

dem erfindungsgemäJien Verfahren und der im vor- 0 0 9833/Ü689 ,

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hergehenden beschriebenen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens weiter vorgeschlagen, daß die Kammerberohrung an das Berohrungssystem eines Dampferzeugers angeschlossen ist, die seinerseits von den aus der Kammer über einen /Schlackenfangrost austretenden Verbrennungsgacen beheizt ist.

Anhand der in den Zeichnungen dargestellten Figuren ist das erfindungsgemüße Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in Verbindung mit einem Abhitzekessel näher erläutert:

Figur 1 stellt im Längsschnitt einen Abhitzekessel dar.

Figur 2 i-t ein Schnitt längs der Linie II - II der Figur 1.

Wie auü der Figur 1 ersehen werden kann, wird das erfindungsgemäße Verfahren in einer Kammer 1 abgewickelt. Dieser Kammer 1 nacngeschaltet ist ein Dampferzeuger 2. Die zur Verbrennung kommenden Rückstände werden über düsenartige Einrichtungen 3» die in dem Ausführungsbeispiel in verschiedenen Horizontalebenen angeordnet sind ,eingeführt, und zwar derart, da,3 sie in die Flammenhülle 4 dc:j zentralen Deckenbrenners '-}

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tangential einmünden. Die Anordnung der düsenartigen Einrichtungen'';? ist im Ausführungsbeispiel in den Ecken der Kammer 1 vorgesehen. Der Gedanke der Erfindung wird in keiner Weise dadurch verlassen, daß eine andere Anordnung gewählt wird. Entscheidend ist immer, daji die über die düsenartigen Einrichtungen in die Kammer 1 eingeführten Rückstände tangential zur Flammenhülle gerichtet sind.

Die Zuführung der Verbrennungsluft erfolgt über düsenartige Elemente 6, die unterhalb der düsenartigen Einrichtungen 3 liegen. Als Einführungsstelle für die Verbrennungsluft wird dabei vorzugsweise eine Stelle gewählt, an der die Zündung der brennbaren Bestandteile dep iiückstände bereits eingesetzt hat.

Die Seitenwände 7 der Kammer 1 bestehen aus einer Flossenrohr- bzw. Röhr-Steg-Ii.ohr-Konstruktion. Dabei sind die Seitenwände 7 zum Kammerinneren hin mit einer keramischen !.lasse 8 abgekleidet. Die Seitenwände 7 münden in einen nach außen geneigten Kammerboden 9, der in eine Schlackenabflußöffnung 10 ausläuft. Die Rauch« gase verlassen die Kammer 1 über die öffnung 11, in der ein Schlackenfangrost 12 eingesetzt ist. Die aus dem Schlackenfangrost 12 austretenden Verbrennungsgaoe gelangen in die Heizflächen

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eines Dampferzeugers 2, wo ihnen weitere Wärme entzogen wird.

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JAMIc)IHC UAS

Claims

14.3.1-368 Pa 6Γ/Ι9 Kl/Bl.

Patentansprüche

1y) Verfahren und Vorrichtung zum Verbrennen von flüssigen Rückständen, vorzugsweise hoch wasserhaltigen Rückständen in einer Kammer, dadurch gekennzei chnet ,

daß die zu verbrennenden flüssigen Rückstände von den Seitenv/änden (7) oder Ecken einer Kammer (1) tangential an die Flamme eines zentralen, mit einen Hilfsbrennstoff betriebenen Deckenbrenners (5) herangeführt werden, auf ihrem Weg zur Flaimaenhülle (4) einen Teil des ihnen innewohnenden wassers durch Verdampfen abgeben, die Rückstände nach Eintritt in die Flanmenhülle (4) in einer schraubenförmigen Bewegung nach unten fortgefüirrt werden, auf diesem Weg weiter Wasser durch Verdampfen abgeben, bis schließlich die Verbrennung der brennbaren Substanzen der Kiiekstände einsetzt, wobei die während der Verbrennung entstellenden Ascherückstände infolge Surch die Drehbewegung aufgezwungenen Fliehkraft nach außen zu den Kanmerwünden hin ausgetragen v/erden.

2.) Verfuhren nach Anspruch 1, dadurch 009833/0689

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gekennzei chnet , daß die zur Verbrennung gelangendn flüssigem Rückstände in die Flammenhülle (4) im Bereich einer bereits stabil brennenden Flamme des Hilfsbrennstoffes eingeführt v/erden.

3.) Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Verbrennung der brennbaren Bestandteile der flüssigen !Rückstände benötigte Verbrennung»- luft tangential zur Flammenhülle (4) an einer Stelle zugegeben wird, wo die Wasserabgabe durch Verdampfen weitgehend abgeschlossen ist und wo die Zündung der brennbaren Bestandteile bereits eingesetzt hat.

4.) Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß das Mengenverhältnis zwischen Hilfsbrennstoff und zu verbrennendem flüssigen Iiedium einer Kammertemperatur entspricht, die oberhalb des Schmelzpunktes der bei der Verbrennung anfallenden Asche liegt.

5.) Kammer zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprachen 1 bis 4, dadurch gekennzei chnet , daß die Seitenwände (7) der Kammer (1) aus geschweißten Flossenoder Rohr-Steg-Rohren bestehen, die in einen

nach außen geneigten Kammerboden münden, der an 009833/0689 ♦/.

der einen Seite einen Schlackenabzug unc vorzugsweise auf der gegenüberliegenden Seite einen Rauchgasabzug aufweist.

6.) Kammer nach Anspruch 5> dadurch gekennzei chnet , daß in den Rauchgasabzug schräg gestellte Schlackenfangroste (12) eingesetzt sind.

7.) Kammer nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die flüssigen Rückstände über düsenartige Einrichtungen (6) in die Kammer (1) eingeführt werden, wobei die Einrichtungen (6) ihrerseits in die Flammenhalle (4) tangierenden Ebenen winkelverstellbar sind.

8.) Kammer nach den Ansprüchen 5 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß die düsenartigen Einrichtungen (3) in mindestens einer Iiorizontalebene angeordnet sind.

9·) Kammer nach Anspruch 8, dadurch gekennzei chnet , daß in einer Ebene stets eine gerade Anzahl von düsenartigen Einrichtungen (6) vorgesehen ist.

10.) Kammer nach den Ansprüchen 5 bis 91 dadurch gekennzeichnet, daß

die Kamraerberonrung an das Berohrungasystem ei- «Afteoi /η e β o

nes Dampferzeugers (2) angeschlossen ist, da 8 seinerseits von den aus der Kammer (1) über einen Schlackenfangrost (12) austretenden Verbrennungsgasen befeei-st ist.

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