DE1933289A1

DE1933289A1 - Verfahren zur Beseitigung von fluessigem Abfall

Info

Publication number: DE1933289A1
Application number: DE19691933289
Authority: DE
Inventors: auf Nichtnennung. P g Antrag
Original assignee: Prenco Manufacturing Co
Current assignee: Prenco Manufacturing Co
Priority date: 1968-07-08
Filing date: 1969-07-01
Publication date: 1970-06-25
Also published as: GB1276353A; BE735637A; CH501048A; NL6910242A; US3494309A; FR2012488A1

Description

DR.-JNQ. HANS H. PONTANi . 1 Q O O ^ Ω λ Patentanwalt " " I Ϊ7 Q φ £ Q y

8752 Kleinosthein bei kwittukm

Hirschpfad 3 - Tel. 06O27/32S

26. Juni 1969 Bl/H.

Prenco Manufacturing Company, 2βΟ5 West Fourteen Mile Road,

Royal 0ak₉ Miehlgan/ÜSA

"Verfahren zur Beseitigung von flüssigem Abfall"

Die Erfindung bezieht sich auf di© Technik der Beseitigung von flüssigem Abfall durch Verbrennung bei hoher Temperatur, beispielsweise wie in dem US-Patent 3 357 375 offenbart ist, und betrifft eine verbesserte Arbeitsweise sowie eine verbesserte Vorrichtung, die eine erhebliche Verkürzung der Aufenthaltssseit der serstäubten Flüssigkeit in dem Verbrennungsraum einer Verasehungsvorrichtung (eines Incinerators.) ermöglicht-

Gemäß der Offenbarung In dem zuvor genannten US-Patent wird ein flüssiges (oder verflüssigtes) Ahfüllmaterial, welches einen brennbaren Bestandteil enthält, in einem Strom von Primärluft nach oben in dis Grundfläche ©Ines vertikalen, zylindrischen und langgestreckten Raumes disperglert, der teilweis® durch feuerfeste Wand® begrenzt ist. Die Verbrennung a&r Brennstoff© des von Luft ge-

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tragenen fein verteilten Abfalls wird sofort bei dessen Eintritt in den Baum In Gang gesetzt, um einen brennenden gasförmigen Strom zu bilden. Die Verbrennung wird überwacht, ma eine Maximaltemperatur in dem Bereich von i54O-i65O°C C2800-300O⁰P) aufrecht bu erhalten» undl das Fortschreiten des bannenden, gas- bsw. nebelfdnaigen Stromes durch den Raum hindurch wird durch die Auflegung eines Überdruckes überwacht ₉ damit eine vorbestimmte Aufenthaltsseit d©s brennenden Stromes in diesem Baum. gewährleistet ist. Der brennende, gas« bsw« nefoelförmige Strom 1st won der Grundfläche ?sach oben von eimm Hantel der Sekundärluft ismg@bst%₉ die die feuerfesten Wände vor dem Einfluß des Abf&ilmaterlals auf diese SChUtSt₉ wobei die Sekundärluft gegebenenfalls zur Vollendung der thermischen E@Fl<§gung des Abfalimat$ri&Xs in dem obersten Teil d@s B&umss und sur ünafandlung des Abfall*-imterials in ein gmföxmlgßs Eeaktionsprodukt ohne- Hauch _s Geruch oder sishtbars Äsche verwendet wird·

Bisher wurde ein unbrauchbare® flüssiges Medium, das verbrannt werden sollt®„ entweder Ca) mit hohem Druck durch Zerstäuberdüsen'gedrückt oder Cb) mit niedriges!

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Drisek durch eine Düse getrieben _s während Luft Bit hohem Druok verwendet wurde, um die Zerstäubung der Flüssigkeit su bewirken. Jedoch kömsen bei« Verbrennen von einigen dien odes> Abf&llaateri«2I«n «inlf· feit« Bestandteile in dieser Flüssigkeit in Suspension bleiben, wobei diese festen Bestandteile die Verwendung einer solchen Düse ausschließen, deren Öffnung klein genug ist, um die Flüssigkeit in geeigneter Welse eu serstäuben. Hieraus folgt, daft üblieherweise das Aufbrechen bsw. Zerteilen des flüssigen Abfalle in ausreichend kleine Teilchen, -ua eine wirkungsvolle Verbrennung su eraOglichen, vollständig von der «er· stäubenden Luft abh&ngt. Wenn diese Luft nicht alt siemlloh hohen Drücken augeführt wird, ergibt sieh keine tatsächlich wirkungsvolle Zerstäubung.

Bei Veraschungsvorriohtungen, die stm Verbrennen von Abfallflüssigkelten gebaut werden, verwendet man in allgeoelnen Gebläse, ua sowohl die serstäubende Luft als auch die primäre Verbrennungsluft susuführen. Aus Gründen des wirtschaftlichen Aufwandes werden eher Gebläse als Kompressoren eingeeefcst. Die von Gebläsen KUgeführte Luft mit geringem Druck kann im allgemeinen

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dle 8U verbrennenden flttsslgen Abfälle nicht richtig zerstäuben. Es 1st daher eine Aufgabe dieser Erfindung, für ein zumindest teilweises Zerstäuben oder Aufbrechen der su verbrennenden Flüssigkeit »u sorgen, bevor diese nsit der zerstäubenden Luft von geringem Druck in Beruh» rung kommt.

Ein Merkmal der vorliegenden Erfindung liegt darin, Einrichtungen und eine Arbeitsweise scum erheblichen Vergrößern der Geschwindigkeit und des Wirkungsgrades der Hochtemperaturverbrenmang eu ermöglichen. Ein anderes erfinderisches Merkmal beruht auf einem Verfahren sum starken Erhöhen der Gas-FlÜsslgkeits-BeHihirtmgs wie zwischen der Luft Coder anderem Sauerstoff'enthaltendem und die Verbrennung förderndem GasK oder Luft ηηά gasförmigem Brennstoff₈ und d©x° Abfaliflüssigksit» die in dem Gemisch enthalten sind_£ da® dwell einen geeigneten Brenner in die Verbrennungskammer einer Verasehungs« vorrichtung eingeführt wird. Ein weitores Merkmal der Erfindung liegt in der wesentlichen Verringerung der für die Vollendung der Verbrennung des gasförmigen Abfalls erforderlichen Aufenthalts- oder Verweilzelt in dem Verbrennungsraum der Veraschungsvorrichtung.

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Es wurde festgestellt» daA die bisher genannten und andere Kerkmale der Erfindung durch Einbringen einer Unzahl von Luft-Gas-Blasen in einen Strom des flüssigen Abfalls cu verwirkliehen sind, der su de« Brenner der Veraschung»vorrichtung geleitet wird, wodurch die tatsichliehe bsw. effektive Berührungsfläche «wischen des Qas und der Flüssigkeit ait der Folge einer Beschleunigung der Verbrennung um ein vielfaches vergrößert wird. Dieses sehr wesentliche Einfahren oder Einbringen des Oases (d.h. von Luft und gasförmige» Brennstoff, oder von Luft allein, wenn der flüssige Abfall einen ausreichend hohen Gehalt an brennbaren Bestandteilen enthält, um die iweokmtftlge SufÜgung eines Brennstoffes unnötig su machen) wird durch Leiten des Stromes von flüssigem Abfall durch eine Auslaieinrichtung (sogen. Eduktor) erreioht, wobei die Saugwirkung einer Flüssigkeit hoher Geschwindigkeit tür Einführung des Gases in diese Flüssigkeit ausgenutzt wird·

Die ansaugende Au»l*Avorrichtung kann in dem Brenner selbst der Verasehungsvorx&htung eingefügt sein, oder sie kann Irgendwo entlang des Weges angeordnet werden, durch den die Abfallflüsslgkelt su dem Brenner gedrückt wird.

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In anderen Worten, die Ansaugung des Luft-Gases in die Flüssigkeit hinein kann irgendwo swischen der Puape und dem Brenner stattfinden, ebenso auch innerhalb des Brenners.

Weitere Vorteile und Anwendungsmögliehkelten der Erfindung gehen.aus der folgenden Beschreibung sowie aus den beigefügten Abbildungen von Aueführung·arten der Erfindung hervor.

Es selgen in soheaatisoher Darstellung

Pig. 1 eine Au»führung«art der Erfindung sur Zuführung eines Stroms von flute Igen Abfall tu einer Zer-Btäubungselnriohtung in der Qrundfltohe eines Verbrennungsräume, beispielsweise der Verbrennungskammer einer Veraschung»vorriehtung (eines Incinerator»), wobei die saugende AuslaAelnrlohtung in dem "Brenner" der Verasohungsvorriehtung als ein Bestandteil, von dieser eingefügt ist»

Pig. 2 eine Abwandbng der Vorrichtung naoh Pig. I₉Ia der

eine Düse den Brenner der Flg. 1 ersetit und bei der die saugende Auslafieinr.lohtung in der Zuführungsleitung tu der Düse eingefügt 1st (die Verasohungsvorrlohtung selbst 1st nicht geselgt).

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FIg. 3 eine ähnliche Vorrichtung wie in Fig. 2, jedoch

mit einer besonderen Pumpeneinrichtung zum Drücken des flüssigen Abfalles au der Düse,

Fig. 4 eine ähnliche Vorrichtung Wie in Fig. 3, jedoch mit dem Unterschied, daß die Düse durch einen Brenner ersetzt 1st, der über «ine saugende Auslasseinrichtung verfügt, .

Fig. 5 eine Vorrichtung, die der in Fig. 3 gezeigten bis auf. die Einrichtungen tür Einführung der Luft und des gasförmigen Brennstoffes in die Auslaßeinrichtung gleicht, und

Fig. 6 eine weitere Abwandlung der Vorrichtung nach Flg. 1, mit dem Merkmal, daß die saugende Auslaßeinrichtung ^ der Leitung zwischen der Pumpe und dem Zweig der Druckleitung eingefügt ist, durch den überschüssige Flüssigkeit Eu dem Vorratstank zurückgeführt wird.

Den verschiedenen schematisoh dargestellten Ausführungsarten und insbesondere der Flg. 1 1st su entnehmen, daß die Flüssigkeit in die Pumpe 10 mittels Saugwirkung durch die Leitung 11 aus dem Vorratstank 7 eintritt. Die Flüssigkeit ve: laut die Pumpe 10 durch die Hauptdruckleitung In dieser speziellen Auoführungsart - aufgrund der Tatsache,

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daß die Pumpe zuviel fördert - wird ein Teil der von der Pumpe geförderten Flüssigkeit durch den Zweig 12* der Druckleitung, vgl. auch Fig. 2, beim Offnen des überdruckventiles 5 in den Vorratstank 7 zurückgeführt, wobei der Fluß sodann durch die Rückleitung 6 hinduroh strömt. Der Teil der Flüssigkeit, der nicht auf diesem Wege umgeleitet wird, fließt durch die Hauptdruokleitung 12, durch die Siebvorrichtung 9, durch das Regulierventil 8 und schließlich zu und durch die Auelaßeinrichtung 1 hindurch, deren Ausflußform Im wesentlichen durch die Kugel 4 überwacht wird. Es 1st festzuhalten, daß die Kugel 4 nicht unbedingt für die Wirkungsweise der Vorrichtung und für die Durchführbarkeit des Verfahrens erforderlich 1st. Wenn der flüssige Abfall durch die Auelaßeinrichtung 1 hindurchgeht, wird Luft durch die öffnung 3 angesaugt und in die Flüssigkeit In dem Diffusorabschnitt der Auslaßeinrichtung eingeleitet sowie innig mit dieser vermischt. Die aus der Auslaßeinrichtung austretende Flüssigkeit ist somit mit Millionen von kleinen Luftbläschen duroh&etzt. Die zerstäubende Luft (hler später als "Primärluft" bezeichnet), die in Stromrichtung durch den ringförmigen Kanal 40 fließt, trifft auf das bereits teilweise «erstäubte Gemisch von Luft und Flüssigkeit, und daher 1st es für diese zerstäubende Luft viel leichter, die Zerstäubung der Flüssigkeit zu vollenden.

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Bei der abgewandelten Ausführungsart nach Flg. 2, bei der eine gewöhnliche Düse 20 anstelle der Auslaßeinrichtung 1 gemäß Pig. 1 verwendet wird, ist die Düse ein Teil eines üblichen Brenners, welcher genauer bsw. detaillierter in Fig. 6 dargestellt ist.

Eine Auslaßeinrichtung 1* befindet sich in der Hauptdruckleitung 12 vor der genannten Düss 20, wodurch die Viel-* seitigkeit bzw. Wandelbarkelt des* Anordnung der Auslaßeinrichtung geeeigt 1st. Bei dieser Ausführungsart (Pig· 2) fördert die Pumpe 10 einen Strom von flüssigem Abfall durch die Siebvorrichtung 9 und durch das Fluß-Regulierventil 8 und darauf durch die Auslaßeinrishtung I¹, wobei die Einführung von Luft durch die öffnung 3 dieser Auslaßeinrichtung erfolgt. Das entstanden? Gemisch aus Luft und Flüssigkeit strömt durch die Dübj 20 und wird mit Zerstäubungsluft, wie in Flg. 1, weiter vermischt.

Gemäß Fig. 5 wird eine Pumpenkombination 10* mit'einer Einrichtung but Verringerung der Motorgesohwlndigkelt (eine sogenannte unbegrenst variable Verdrängerpumpe) eingesetst, welche die Verwendung der Zusatzeinrichtung tür Zurückleitung in den Vorratstank 7 erübrigt, well die Verdrängung der Pumpe durch herkömmliche (nloht gezeigte)

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Überwachungseinrichtungen unbegrenzt verändert werden kann. Desweiteren ist festbusteilen, daß die Verwendung eines FluA-Regulierventiles bei dieser Einrichtung unnötig geworden ist. Die Flüssigkeit strömt durch die Siebvorrichtung 9 und hierauf tu und durch die Auslafielnrichtung 1', wobei Luft durch die Öffnung 3 eingeführt wird. Die Flüssigkeit mit der eingeführten Luft tritt sodann in die Düse 20 ein, und das somit austretende Luft-Flüseigkeitsgemlsch gerät, wie in Fig. 1, mit der ser~ stäubenden Luft in Berührung.

Aus Fig. 4 ist su entnehmen, daß die Auslasseinrichtung wiederum die Lage der Düse genäA Fig. 3 elnnisnt» wobei Jedoch die ZusBJnenfügung der Teile von der Vorrichtung verschieden ist, die in Verbindung Bit der Beschreibung der Fig. 1 offenbart wurde. Bei dieser Ausführungsart besitet die Pumpe 10* eine unbogrenst veränderliche Verdrängung, so daß weder ein Fluß-Kontrollventil in der

» Druckleitung noch eine Zusabileitung, wie dl· «uvor

beschriebene, erforderlich ist.

Es ist hier festsuhalten, und i;war als eine allgemein gültige Regel, daft das in den Verbrennungsraum eingeführte

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zerstäubte Material notwendigerweise in ausreichendem Maße Brennstoffe enthalten oder elnsohliefien muß, um eine gründliche Verbrennung des flüssigen Abfalles zu ermöglichen. Häufig enthält der auf diese Weise beseitigte Abfall unbrauchbar gewordene öl-Bestandteile, die brennbar und in ausreichender Menge vorhanden sind, um die gewünschte Verbrennung zu tragen. Jedoch ist es nicht ungewöhnlich, daß der zu beseitigende flüssige Abfall arm an Brennstoffen ist, so daß in diesen Fall Brennstoffe hinzugefügt werden Bussen, um diesen Mangel abzuhelfen. In diesem Fall kann der hinzugefügte Brennstoff in Form von zugegebenem kohlenstoff- oder kohlenwasserstoffhaltigem Brennstoff oder HeIsOl (z.B. pulverisierter Kohle oder Heizöl oder entsprechendem 01) verwendet werden und kann bei dem Vorratstank oder an einigen Orten entlang des Weges von dem Tank zu dem Brenner in den flüssigen Abfall hinelngebraoht werden. Jedoch 1st es gemäß der vorliegenden Erfindung wegen der Verwendung einer Auelaßeinrichtung besonders ratsam» den benötigten Brennstoff in Form eines gasförmigen Brenn· stoffes(beispielsweise Naturgas, Stadtgas o. dgl·) zuzufügen, und zwar mit der von der Auslaßeinrichtung angesaugten Luft.

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In Flg. 5 besitzt die Pumpe 10* eine unbegrenzt veränderbare Verdrängung. In diesem Fall zieht der Fluß des flüssigen Abfalls, der durch die Auslaßeinrichtung 1" hindurchströmt, durch die Saugöffnung 3° sowohl Luft (Luftleitung 33) als auch Brenngas (mit Ventil versehene Versorgungsleitung 3*0 ein. In vielen Fällen wird durch die Einführung von Luft und Brenngas der Wirkungsgrad der Verbrennung der endgültigen zerstäubten Flüssigkeit noch weiter vergrößert.

Die Pumpe 10 in dem Beispiel nach Fig. 6 besitzt keine variable Verdrängung und fördert nehr des zu verbrennenden flüssigen Abfalls als erfordern©αϊ 1st, so daß ein Teil der geförderten Flüssigkeit zusüe"igeführt wird, und zwar durch den Zweig 12ⁿ der Draeklelfejngs, durch das überdruckventil 5 und durch die Rückleiten; 6 zu dem Vorratstank 7. Die in der Hauptdruckleitung 12 eingefügte Auslaßelnrichtung l^c zieht Luft durch die Öffnung 3* Ein T«il der durch die Aus» laßeinrlchtung geleiteten Flüssigkeit wird wie oben besehrieben &u dem Vorratstank 7 zwückge führt _s während der übrige Teil der gezeigten Flüssigkeit durch die Siebvorrichtung 9 und durch das Regulierventil 8 sw der Düse 44 strömt. Hler wird wiederum durch die zerstäubte Lm ft in dem ringförmigen Kanal 40 das Flüssigkelts-LuftgemLsch weiter zerstäubt. Es 1st festzuhalten, daß eine wünsehenswerte Bewegung und

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Zirkulation sich in dem Vorratstank 7 durch die Freigabe der eingeführton, in der curUckgeleiteten Flüssigkeit enthaltenen Luft in der Hauptmenge des flüssigen Abfalls in dem Vorratstank ergibt.

Schließlich ist noch zu bemerken, daß dieloben beschriebenen Anordnungen im allgemeinen die Möglichkeit einschließen, nicht nur Ca) Saugluft und (b) Primärluft su verwenden, sondern auch eine getrennte Zulieferung von (c) Sekundärluft vorzusehenρ wobei dl® Sekundärluft in den unteren Teil des VerbpennungS2'&ui2€s In Fotm «ines rissgförmigefB bswo Schleiera" eingefCltefe iM, &§2» di® gas« te.8^_e rörasig<g₉ von deai Brmn®^ te^rtlar^sid© Slul® nssgifet« Iss

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Claims

Patentanspruch

Verfahren sur thermischen Zerlegung eines flüssigen Abfall materials, dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige Abfallmaterial in gasförmige, vollständig zerlegte Reaktionsprodukte umgewandelt und sin flüssiges Abfallroaterial mit einem brennbaren Bestandteil, der in dem sich ergebenden nebelförailgen Gemisch in Suspension verbrennt, mit Frimärluft dispergiert wird, und daß die Verbrennung «weeks Aufrechterhaltung einer geeigneten Temperatur für die thermische Zerlegung i&s flüssigen Abfalls Überwacht ussd das brennende rebelförmig« Gemisch mit einem Hantel aus Sekundärluft «rageben sowie die VertsresmssEsg i@e ffleb®3L£önaiges& Gemisches toei'der Zerlegungs- teaperaftuv f@s> eine ^@itöaM©p beibehalteisi «Ίνα,ΆΙβ genügt$ ras ©In® vollständige Zerlegung sn gewährleisten\ nmbei sur Ve^Mrsung der Aufenthaltes:©!^ im i^esentlicheäi ein die Verbrennung tragendes Gas mit; diesem flüssigen Abfallmaterial eingebracht wlrd₉ bevor dieses der Primärluft dlspergiert wii»d.

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