DE1776258C3

DE1776258C3 - Process for the melt incineration of waste materials

Info

Publication number: DE1776258C3
Application number: DE19671776258
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: Ausscheidung aus: 15 51 862 Steen, Gerhard, 2000 Hamburg
Filing date: 1967-02-24
Publication date: 1976-04-08

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Schmelzverbrennung von Abfallstoffen, bei welchem diese als seit- liehe 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 smelting incineration of waste materials, in which these as side- Lent embankment slide down into a combustion chamber located under a fire-proof cover, in it 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 Innenzylinder mit an dessen Unterseite angeordnetem feuerfesten Deckengewölbe. Die Abfallstoffe werden mittels eines Brechzuteilers vorzerkleinert und so in den nach oben abge- schlossenen 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 den Innenzylinder und die Umfangswand des Metallbehälters vorgewärmte Luft eingeblasen. Die bei der Verbrennung der Abfallstoffe entstehende flüxsige Schlacke strömt zusammen mit dem Rauchgas durch die zentrische Bodenöffnung ab. Das Ausbrennen des Rauchgases erfolgt in einer Nachverbrennungskammer. Diese vorbekannti* Arbeitsweise erfordert jedoch eine Vorzerkleinerung der in den Ringschacht SS 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 Ringbö- schung und die Kapazität festgelegten Flammenkammer nicht ausbrennen kann, so daß ein erheblicher Teil der Verbrennungswärme erst hinter der Bodenöffnung außerhalb der Flammenkammer frei wird und in dieser wegen unzureichender Fließfähigkeit der Schlacke ⁶S Verstopfungen eintreten.In the process of this type known from OE-PS 2 49 239, the combustion takes place in a flame chamber made of a cylindrical metal container with a bottom opening centrally located in the bottom and an inner cylinder with a fire-proof vaulted ceiling on its underside, which is inserted into the metal container to form an annular shaft. The waste materials are pre-shredded by means of a crushing distributor and thus introduced into the ring shaft closed at the top, sink downwards with pre-drying and degassing 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 protects it against radiant heat. Preheated air is blown in through the inner cylinder and the circumferential wall of the metal container into the combustion chamber enclosed by the annular slope. The liquid slag produced during the incineration of the waste material flows off together with the flue gas through the central opening in the bottom. The flue gas is burned out in a post-combustion chamber. This previously known method of operation, however, requires the waste materials to be introduced into the ring shaft SS 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 the research, and may not burn out the capacity fixed flame chamber, so that a considerable part of the combustion heat is released only after the bottom opening outside the flame chamber and in this because of insufficient fluidity of the slag ⁶ S blockages occur.

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 von Abfallstoffen bekannt, bei welchem diese in einer zwischen den beiden rostlosen Ofenschächten unter einer durch 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 Meßbehälter 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 ;n 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 between the two rustless furnace shafts under a roof-like top wall formed by the inclined shaft walls arranged fire chamber, the flue gas flowing out through flue gas openings which are arranged laterally between the inclined 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 appear can be removed by slag tapping. The combustion air is blown into the furnace from outside without being preheated and passes laterally through the accumulated waste material; n the fire chamber. ^{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.

Aufgab* 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 Schwankurgen des Heizwertes eine vollständige Schmelzverbrennung auch inhomogener Abfallstoffe, insbesondere Müll, zu Rauchgas und flüssiger Schlacke ermöglicht .The task * of the invention is now to provide a method for To create melt combustion of the type mentioned in a particularly simple, inexpensive way Way without pre-shredding and regardless of fluctuations in the calorific value a complete Melt incineration of inhomogeneous waste materials, especially garbage, into flue gas and liquid slag enables.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist das Verfahren zur Schmelzverbrennung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß 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 hältTo solve this problem, the method for Melt combustion of the type mentioned according to the invention, characterized in that the Waste matter freely accumulates around the combustion chamber without any external limitation and the pressure in the combustion chamber is below the pressure above the accumulation 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 blown sideways into the slope of the combustion materials.

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 deposited on the cover around the combustion chamber without any external limitation, i.e. H. without closed outer furnace wall piled, so that the waste materials the sole lateral closure of the combustion chamber to the environment over the piled 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 ein Verbrennungsraum, 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, a combustion chamber forms under the cover by itself, which is only closed on the sides by the pile of waste material itself.In the combustion chamber, the waste materials are blown into the embankment from the side outwards, depending on the requirements at temperatures of up to 900 ⁰ C preheated air is burned with a very small excess of air of η = 1.1 to 1.2, with temperatures of about 1600 ⁰ C or above being 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.The following is a preferred embodiment of the method according to the invention with reference to 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 abschließende 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 gebildet^ 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 einer 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 pipes 5 are also provided in the partition 6. The ^ formed under the carrier 2 between the slopes of the waste materials elongated combustion chamber having at one end a flue gas port 8. The combustion air is introduced to heat exchange with the hot flue gases in the air distribution chamber 3, and laterally from there through laterally directed against the slope of the waste materials nozzles 4 blown into the slope 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 Luftverteilungskammer 3 in den Verbrennungsraum eingeblasen werden. Wenn im Verbrennungsraum die Betriebstemperatur von etwa 1600⁰C erreicht ist, wird die weitere Verbrennung möglichst mit einem geringen Luftüberschuß von η = 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 Rauchgasöffnung ganz geschlossen und der Verbrennungsraum gegebenenfalls vorübergehend mit Stickstoff oder Kohlendioxid befüllt. Wenn im Verbrennungsraum die Temperatur auf Umgebungstemperatur abgesunken ist und mit Sicherheit 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, oxygen or air enriched with oxygen can additionally be blown into the combustion chamber via the air distribution chamber 3. When the operating temperature of about 1600 ^° C. has been reached in the combustion chamber, further combustion is carried out with a small excess of air of η = 1.1 to 1.2, if possible. 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 the ambient temperature and there is definitely no more fire or smoldering, it can be ventilated and entered.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Verfahren zur Schmelzverbrennung von Abfallstoffen, bei welchem diese als seitliche Böschung in einen unter einer feuerfesten Abdeckung liegenden Verbrennungsraum nachrutschen, darin mit von oben zugeführter Luft vollständig zu Rauchgas und flüssiger Schlacke verbrannt werden, aus dem Verbrennungsraum Abgas und flüssige Schlacke abge- führt werden, 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 hält1. Process for the melt incineration of waste materials, in which these as a side slope slide into a combustion chamber located under a fireproof cover, in it with von the air supplied above can be completely burned into flue gas and liquid slag, and exhaust gas and liquid slag are removed from the combustion chamber. leads, characterized in that the waste materials freely accumulate around the combustion chamber without any external limitation and the Pressure in the combustion chamber below the pressure above the accumulation of the combustion substances holds

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die vorgewärmte Luft seitlich in die Böschung der Verbrennungsstoffe hineinbläst2. The method according to claim 1, characterized in that the preheated air laterally in blows in the embankment of the combustibles

2020th