DE1776258B2

DE1776258B2 - Process for the melt incineration of waste materials

Info

Publication number: DE1776258B2
Application number: DE19671776258
Authority: DE
Inventors: Gerhard 2000 Hamburg Steen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1967-02-24
Filing date: 1967-02-24
Publication date: 1975-08-21
Also published as: DE1776258A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Schmelzverbrennung von Abfallstoffen, bei welchem diese als seitliehe Böschung in einen unter einer feuerfesten Abdekkung liegenden Verbrennungsraum nachrutschen, darin mit von oben zugeführter Luft vollständig zu Rauchgas und flüssiger Schlacke verbrannt werden und aus dem Verbrennungsraum Abgas und flüssige Schlacke abgeführt werden.The invention relates to a method for the melt incineration of waste materials, in which these as a side Slide down the slope into a combustion chamber under a fire-proof cover, inside with air supplied from above are completely burned to flue gas and liquid slag and from the Combustion chamber exhaust gas and liquid slag are removed.

Bei dem aus der OE-PS 2 49 239 bekannten Verfahren dieser Art erfolgt die Verbrennung in einer Flammenkammer aus einem zylindrischen Metallbehälter mit einer im Boden zentrisch angeordneten Bodenöffnung sowie einem unter Bildung eines Ringschachtes in den Metallbehälter eingeführten Innenzvlinder mit an dessen Unterseite angeordnetem feuerfesten Deckengewölbe. Die Abfallstoffe werden mittels eines Brechzuteilers vorzerkleinert und so in den nach oben abgeschlossenen Ringschacht eingeführt, sinken darin unter Vortrocknung und Entgasung abwärts und bilden in der Flammenkammer eine trichterförmige Ringböschung, die nach außen durch die geschlossene Umfangswand und den Boden des Metallbehälters begrenzt ist und diesen gegen die Strahlungswärme schützt. In dem von der Ringböschung umschlossenen Verbrennungsraum wird durch Jen Innenzylinder und die Umfangswand des Metallbehälters vorgewärmte Luft eingeblasen. Die bei der Verbrennung der Abfallstoffe entstehende flüssige Schlacke strömt zusammen mit dem Rauchgas durch die zentrische Bodenöffnung ab. Das Ausbrennen des Rauchgases erfolgt in einer Nachverbrennungskammer. Diese vorbekannte Arbeitsweise erfordert jedoch eine Vorzerkleinerung der in den Ringschacht einzuführenden Abfallstoffe und hat den Nachteil, daß einerseits das Feuer aus der unter Überdruck stehenden Flammenkammer leicht in den Ringschacht vordringt und andererseits die Flamme in der in ihren Abmessungen durch den Böschungswinkel der Ringböschung und die Kapazität festgelegten Flammenkammer nicht ausbrennen kann, so daß ein erheblicher Teil der Verbrennungswärme erst hinter der Bodenöffnung außerhalb der Flammenkamme,- irei wird und in dieser wegen unzureichender Fließfähigkeit der Schlacke Verstopfungen eintreten.In the process of this type known from OE-PS 2 49 239, the combustion takes place in a flame chamber from a cylindrical metal container with a bottom opening arranged centrally in the bottom as well as an inner cylinder introduced into the metal container to form an annular shaft the underside of which has a fireproof vaulted ceiling. The waste materials are sorted by means of a breaker pre-shredded and thus introduced into the ring shaft closed at the top, sink below it Pre-drying and degassing downwards and form a funnel-shaped ring slope in the flame chamber, which is limited to the outside by the closed peripheral wall and the bottom of the metal container and protects it against radiant heat. In the combustion chamber enclosed by the ring slope preheated air is blown through the inner cylinder and the peripheral wall of the metal container. the The liquid slag produced when the waste is incinerated flows together with the flue gas through the central opening in the bottom. The flue gas is burned out in a post-combustion chamber. However, this previously known mode of operation requires a pre-crushing of the in the ring shaft to be introduced waste materials and has the disadvantage that on the one hand the fire from the pressurized Flame chamber easily penetrates into the ring shaft and on the other hand the flame in its dimensions Flame chamber determined by the angle of approach of the ring slope and the capacity cannot burn out, so that a considerable part of the heat of combustion is only behind the floor opening outside the flame, - irei becomes and in this blockages occur due to insufficient flowability of the slag.

Aus der deutschen Patentschrift 1 95 463 ist ferner ein gemauerter Doppelschachtofen zur VerbrennungThe German patent specification 1 95 463 also discloses a brick-built double-shaft furnace for combustion

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von Abfallstoffen bekannt, bei welchem diese in einer zwischen den beiden rostlosen Ofenschächten unter _eine_ £_urcj, die schrägen Schachtwände gebildeten, dachähnlichen Deckwand angeordneten Feuerkammer verbrannt werden, wobei das Rauchgas durch Rauchgasöffnungen abströmt, die seitlich zwischen den schrägen Schachtwänden angeordnet sind. Die Abfallstoffe werden über einen MeßbehäJter mit umschaltbaren Klappen in die Ofenschächte eingefüllt. Der Ofenboden ist seitlich nach außen geneigt ausgebildet, damit die etwa auftretende flüssige Schlacke durch Schlackenabstiche entfernt werden kann. Die Verbrennungsluft wird ohne Vorwärmung von außen in den Ofen eingeblasen und gelangt seitlich durch die aufgeschütteten Abfallstoffe hindurch in die Feuerkammer. Unter diesen Bedingungen können jedoch nicht die zu einer vollständigen Verbrennung zu Rauchgas und flüssiger Schlacke erforderlichen Temperaturen von 1300 bis 1600⁰C erreicht werden. Darüber hinaus ist auch hierbei eine Vorzerkleinerung der Abfallstoffe erforderlich.of waste materials known, in which these are burned in a roof-like top _{wall formed between the two rustless furnace shafts under a} _ £ _urc j, the sloping shaft walls, the flue gas flowing out through flue gas openings which are arranged laterally between the sloping shaft walls. The waste materials are poured into the furnace shafts via a measuring container with reversible flaps. The furnace floor is designed to be laterally inclined outwards so that any liquid slag that may occur can be removed by tapping off slag. The combustion air is blown into the furnace from the outside without being preheated and reaches the firebox from the side through the accumulated waste. ^{Under these conditions, however, the temperatures of 1300 to 1600 °} C. required for complete combustion to form flue gas and liquid slag cannot be achieved. In addition, the waste materials must also be pre-shredded.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, ein Verfahren zur Schmelzverbrennung der eingangs genannten Art zu schaffen, das auf besonders einfache, unaufwendige Weise ohne Vorzerkleinerung und unabhängig von Schwankungen des Heizwertes eine vollständige Schmelzverbrennung auch inhomogener Abfallstoffe, insbesondere Müll, zu Rauchgas und flüssiger Schlacke ermöglicht.The object of the invention is now to provide a method for melt combustion of the type mentioned at the beginning create that in a particularly simple, inexpensive way without pre-shredding and regardless of Fluctuations in the calorific value a complete melt incineration even of inhomogeneous waste materials, in particular rubbish, to flue gas and liquid slag.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist das Verfahren zur Schmelzvertrennung der eingangs genannten Art erfindungsgemaß dadurch gekennzeichnet, daß man die Abfallstoffe um den Verbrennungsraum ohne äußere Begrenzung frei anhäuft und den Druck im Verbrennungsraum unter dem Druck oberhalb der Anhäufung der Verbrennungsstoffe hält.To achieve this object, the process for melt separation of the type mentioned at the outset is according to the invention characterized in that the waste materials around the combustion chamber without external Boundary free piles and the pressure in the combustion chamber below the pressure above the piling that holds combustion materials.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird die vorgewärmte Luft seitlich in die Böschung der Verbrennungsstoffe hineingeblasen.According to a preferred embodiment, the preheated air is laterally into the embankment of the combustion materials blown into it.

Die Abfallstoffe werden an der Abdeckung um den Verbrennungsraum ohne äußere Begrenzung, d. h. ohne geschlossene äußere Ofenwand angehäuft, so daß die Abfallstoffe den alleinigen seitlichen Abschluß des Verbrennungsraumes zur Umgebung über den angehäuften Abfallstoffen bilden.The waste materials are attached to the cover around the Combustion chamber without external limitation, d. H. without a closed outer furnace wall, so that the Waste materials the sole lateral closure of the combustion chamber to the environment above the accumulated Form waste materials.

Da somit weder teure feuerfeste Seitenwände, noch ein allseitig geschlossener Ofen, noch eine Vorzerkleinerung erforderlich sind, wird eine hohe Verbrennungskapazität und eine sehr wirtschaftliche Schmelzverbrennung auch sehr inhomogener Abfallstoffe erreicht. Beim Anhäufen der Abfallstoffe bildet sich unter der Abdeckung von selbst einVerbrennungsraum, der seitlich nur durch die angehäuften Abfallstoffe selbst abgeschlossen ist. Im Verbrennungsraum werden die Abfallstoffe mit der von oben seitlich auswärts in die Böschungen hineingeblasenen, je nach den Anforderungen auf Temperaturen bis zu 900⁰C vorgewärmten Luft bei einem sehr geringen Luftüberschuß von η = 1,1 bis 1,2 verbrannt, wobei Temperaturen von etwa 1600⁰C oder darüber erreicht werden. In dem langgestreckten Verbrennungsraum kann die Flamme im wesentlichen vollständig ausbrennen, so daß die Verbrennungswärme im Verbrennungsraum selbst frei wird und eine hinreichende Verflüssigung der Schlacke sicherstellt.Since neither expensive refractory side walls, nor a furnace closed on all sides, nor pre-comminution are required, a high incineration capacity and very economical melt incineration of even very inhomogeneous waste materials is achieved. When the waste materials pile up, an incineration space forms under the cover, which is only closed off at the side by the pile-up waste material itself. In the combustion chamber, the waste materials are burned with the ^{air blown laterally outward into the embankments from above and preheated to temperatures of up to 900 °} C. with a very small excess of air of η = 1.1 to 1.2, with temperatures of about 1600 ⁰ C or above can be reached. In the elongated combustion space, the flame can burn out essentially completely, so that the heat of combustion in the combustion space itself is released and ensures adequate liquefaction of the slag.

Im folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Bezugnahme auf die Zeichnung weiter erläutert, die einen schematischen Querschnitt durch den unter einer feuerfesten Abdeckung gebildeten Verbrennungsraum zeigt.A preferred embodiment of the method according to the invention is referred to below further explained on the drawing, which shows a schematic cross section through the under a refractory Cover formed combustion chamber shows.

Die Abdeckung besteht aus einem langgestreckten Träger 2 aus Stahlbeton, an welchem die Abfallstoffe frei aufgeschüttet werden, wobei sich unter diesem ein seitlich nur durch die Abfallstoffe selbst abgeschlossener langgestreckter Verbrennungsraum bildet. Der Träger 2 besitzt einen im wesentlichen dreieckigen Querschnitt und ist zum Schutz gegen Überhitzung mit eingebetteten Kühlrohren 5 versehen, die gleichzeitig zur Aufnahme von Zugspannungen dienen. Im Inneren des Trägers 2 ist eine durchgehende Luftverteilungskammer 3 angeordnet, die durch eine den Träger 2 unterseitig abschlieüende Trennwand 6 vom Verbrennungsraum getrennt ist In der Trennwand 6 sind ebenfalls Kühlrohre 5 vorgesehen. Der unter dem Träger 2 zwischen den Böschungen der Abfallstoffe gebildete langgestreckte Verbrennungsraum besitzt an einem Ende eine Rauchgasöffnung 8. Die Verbrennungsluft wird nach Wärmetausch mit den heißen Rauchgasen in die Luftverteilungskammer 3 eingeführt und von dort durch seitlich gegen die Böschung der Abfallstoffe gerichtete Düsen 4 seitlich in den Böschungswinkel des Mülls hineingeblasen. Bei der im Verbrennungsraum herrschenden hohen Temperatur von etwa 1600⁰C schmelzen die Verbrennungsrückstände und die feuerflüssige Schlacke fließt zur Mitte zusammen und über eine Abflußöffnung 9 ab. Der Boden 1 besteht aus eine.· Schicht aus feuerfestem Material oder einfach aus hitzebeständigem Schüttgut. Zur Unterbindung eines Durchschlagens des Feuers nach oben ist es erforderlich, daß immer eine genügend starke Müllschicht (mindestens 4 m) über dem Verbrennungsraum liegt. Da die Abfallstoffe beim Aufhäufen immer nur auf die vorher angehäuften Abfallstoffe fallen, werden Beschädigungen des Trägers 2 vermieden.The cover consists of an elongated support 2 made of reinforced concrete, on which the waste materials are freely poured, whereby an elongated combustion chamber is formed below this, laterally only closed off by the waste materials themselves. The carrier 2 has an essentially triangular cross-section and is provided with embedded cooling tubes 5 to protect against overheating, which at the same time serve to absorb tensile stresses. In the interior of the carrier 2, a continuous air distribution chamber 3 is arranged, which is separated from the combustion chamber by a partition 6 closing off the carrier 2 on the underside. Cooling tubes 5 are also provided in the partition 6. The elongated combustion chamber formed under the support 2 between the embankments of the waste materials has a flue gas opening 8 at one end blown in the slope angle of the garbage. In the ruling in the combustion chamber high temperature of about 1600 ⁰ C, the combustion residues melt and the fire liquid slag flows along the middle and a discharge opening 9 from. The bottom 1 consists of a layer of refractory material or simply of heat-resistant bulk material. To prevent the fire from spreading upwards, it is necessary that there is always a sufficiently thick layer of garbage (at least 4 m) above the combustion chamber. Since the waste materials only ever fall onto the previously collected waste materials when they are piled up, damage to the carrier 2 is avoided.

Um rasch auf die zum Schmelzen der Schlacke erforderliche hohe Verbrennungstemperatur zu kommen, kann zusätzlich Sauerstoff oder mit Sauerstoff angereicherte Luft über die Luftverteilungsk.immer 3 in den Verbrennungsraum eingeblasen werden. Wenn im Verbrennungsraum die Betriebstemperatur von etwa 1600⁰C erreicht ist, wird die weitere Verbrennung möglichst mit einem geringen LuftüberschuB von π = 1,1 bis 1,2 durchgeführt. Da bei der Verbrennung von Müll mit einem unteren Heizwert von 1600 kcal/kg wesentlich mehr Wärme entsteht, als zur Einschmelzung der Schlacke erforderlich ist, kann ein erheblicher Teil der Wärme zur Dampferzeugung benutzt werden. Die flüssige Schlacke wird von Zeit zu Zeit oder kontinuierlich über die Abflußöffnung 9 abgezogen. Die mit dem Rauchgas abgeführte Wärme wird durch Wärmetausch weitgehend auf die Zuluft übertragen und gelangt mit dieser in den Verbrennungsraum zurück. Wenn die Verbrennung beendet werden soll, wird zunächst die Zufuhr von Heißluft abgesperrt und die Rauchgasöffnung so weit geschlossen, daß die bei der zunächst noch eintretenden Nachvergasung entstehenden Rauchgase entweichen können. Nach Beendigung der Nachvergasung wird die Rauchgasöffnur.g ganz geschlossen und der Verbrennungsraum gegebenenfalls vorübergehend mit Stickstoff oder Kohlendioxid befüllt. Wenn im Verbrennungsraum die Temperatur auf Umgebungstemperatur abgesunken ist und mit Sicherheil kein Feuer mehr besteht oder glimmt, kann dieser belüftet und betreten werden.In order to quickly reach the high combustion temperature required to melt the slag, additional oxygen or air enriched with oxygen can be blown into the combustion chamber via the air distribution chamber 3. When the operating temperature of approximately 1600 ^° C. has been reached in the combustion chamber, the further combustion is carried out with as little excess of air as possible of π = 1.1 to 1.2. Since the incineration of garbage with a lower calorific value of 1600 kcal / kg generates significantly more heat than is required to melt the slag, a considerable part of the heat can be used to generate steam. The liquid slag is withdrawn from time to time or continuously via the discharge opening 9. The heat dissipated with the flue gas is largely transferred to the supply air through heat exchange and returns to the combustion chamber with it. When the combustion is to be ended, the supply of hot air is first shut off and the flue gas opening is closed so far that the flue gases that are produced during the subsequent post-gasification can escape. After completion of the post-gasification, the flue gas opening is completely closed and the combustion chamber is temporarily filled with nitrogen or carbon dioxide, if necessary. When the temperature in the combustion chamber has dropped to ambient temperature and there is no longer any fire or smoldering, it can be ventilated and entered.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Claims: 17

1. Process for the melt incineration of waste materials * in which this as a side slope S in a lying under a fire-resistant cover Slide down the combustion chamber, completely to flue gas and with the air supplied from above liquid slag are burned, exhaust gas and liquid slag are removed from the combustion chamber are, characterized in that the waste materials around the combustion chamber freely accumulates without external limitation and the pressure in the combustion chamber under the pressure above the accumulation of combustion substances hai ».

2. The method according to claim 1, characterized in that that the preheated air is blown sideways into the embankment of the combustion materials.