DE1947164A1 - Muellverbrennungsanlage - Google Patents

Description

Essen, 16. September t969 ff 4349/W Vo/ma

Koppers-Wistra-Ofenbau Gesellschaft mit beschränkter Haftung, 4 Düsseldorf-Heerdt, Wiesenstrasse 134

Müllverbrennungsanlage

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung, die im Rauchgasweg hinter einer Müllfeuerung angeordnet ist und in der Strähnen von Rauchgasen unterschiedlicher Temperaturen und unterschiedlicher Zusammensetzung durch Verwirbelung so vermischt werden sollen, daß das Rauchgas nach Verlassen dieser Einrichtung in seinen Eigenschaften vergleichmäßigt ist.

Tn modernen Müllverbrennungsanlagen wird der Müll verbrannt, ohne daß er vorher behandelt oder sortiert worden ist. Weiterhin besteht der Müll aus Bestandteilen, die hinsichtlich der Verbrennung sehr unterschiedliche Eigenschaften haben. In der Praxis kann ein Teil der Rostfläche mit locker geschichteten, leicht entzündbaren und heiewertreichen Stoffen, wie Verpackungematerial, bedeckt eeln, wobei sehr heiße, unter Umständen auch reduzierende Rauchgaeeträhnen entstehen. Andere Partien der Roatflache können dagegen mit dicht gepackten und feuchten Abfällen, wie Gemüaereete eines Großaarktes, bedeckt sein, wobei sich kühlere und feuchte Rauchgasaträhnen ergeben. Schließlich kann ein weiterer Teil der Roatflache alt unbrennbaren Materialien

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bedeckt sein, wodurch sich kühle und stark oxidierende Strähnen bilden. Diese Rauchgassträhnen verschiedener Temperaturen und unterschiedlicher Zusammensetzung ergeben nun erfahrungsgemäß an den nachgeschalteten Heizflächen von Kesseln und Wärmetauschern erhebliche Schwierigkeiten. Einmal bewirken insbesondere die reduzierenden Rauchgasbestandteile Korrosionen an den Heizflächen. Zum anderen finden bei einer späteren Durchmiscimng von reduzierenden und oxidierenden Rauchgassträhnen Nachverbrennungen st&t" ^ie zu Temperatursteigerungen bis über den Flugascheerweichungspunict hinaus führen. Die teigig gewordene Flugasche lagert sich dann an den Heizflächen ab. Diese Durchwirbelungen mit den daraus resultierenden Nachverbrennungen finden im allgemeinen am Eintritt in den Berührungsteil des Kessels --sw. Wärmetauschers statt. Die damit einhergehenden Flugascheanbackungen an den Heizflächen können den Kessel oder Wärmetauscher innerhalb kurzer Frist zusetzen.

Ee ist bekannt, zwischen dem Verbrennungsteil und dem Kessel eine große Beruhigungskammer anzuordnen, in der sich die Rauchgase τ ergleichmäßigen sollen. Eine derartige große Kammer benötigt aber viel Platz und verteuert die Baukosten erheblich. Welter ist es bekannt, am Beginn des Kanals «wischen Müllfeuerung und Kessel oder am Beginn des Strahlungstelle des Kessels selbst Düsen anzuordnen, durch die Luft oder hinter dem Rauchgasfilter entnommenes RUckgas eingedUet wird. Im Falle der EindUeung von Luft

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werden die eventuellen reduzierenden Rauehgasbestandteile, soweit sie von den luftstrahlen erreicht werden, oxidiert. Auf diese Weise können die Heizflächenkorrosionen am Eintritt in den Berührungsteil des Kessels oder Wärmetauschers erheblich vermindert oder vermieden werden. Die Eindringtiefe der aus zahlreichen Düsen mit geringer Geschwindigkeit austretenden Luft ist jedoch gering, so daß von einer wirksamen Durchmischung der Strähnen Über den ganzen Querschnitt des Rauchgasweges hin nicht gesprochen wurden kann. Insbesondere bleiben die durch den Kern des Querschnitts des Bauchgasweges strömenden Strähnen unbeeinflußt. Mit dieser Lösung lassen sich daher Korrosionen und Anbackungen am Eintritt in den Berührungeteil der Heizfläche nicht genügend vermindern.

Zur Vermeidung der geschilderten Schwierigkeiten wird daher vorgeschlagen» daß die Luft, die im Verbindungsteil zwischen Feuerung und Kessel zugegeben wird, durch Düsen und mit einer Geschwindigkeit von mehr als 60 m/Sek. eingeblasen wird, und daß der lichte Durchmesser der Einseldüse V F/100 ist, wobei mit F der quer zur Ströaungerichtung gesessene Querschnitt des Verbindungsteils ist. Dem erfindungegeaäßen Vorschlag liegt der Gedanke zugrunde, daß eine gute Durcheischung nur möglich ist, wenn die eingedüsten Luftstrahlen eine so große Eindringtiefe haben, daß der ganze Querschnitt-von ihnen erfaßt wird. Ua einen Maßstab für die dafür

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anzuwendenden Maßnahmen zu finden, kann man zunächst die Gesetze für den isothermen Freistrahl betrachten. Danach ist die Geschwindigkeit an jeder beliebigen Stelle des Strahles der Austrittsgeschwindigkeit aus der Düse und dem Düsendurchmesser proportional. Diese Beziehung bleibt auch für den nicht isothermen Strahl, der in ein bewegtes Medium eingeblasen wird,

^ gültig. Das Verhältnis des vom Strahl angesaugten Gasvolumens zum aus der Düse austretenden Gasvolumen, das sogenannte Ansaug- , verhältnis, steigt beim nicht isothermen Strahl im Verhältnis der Strahltemperatur an der betreffenden Stelle zur Gastemperatur an der Düse. Bezieht man das Ansaugverhältnis nicht auf die Volumina, sondern auf die betreffenden Massen (Normalkubikmeter), so ist das reziproke Temperaturverhältnis einzusetzen. Da die Geschwindigkeitsminderung des Strahles durch den Impulsaustausch mit dem umgebenden Medium hervorgerufen wird, ist der Geschwindigkeitsabfall des Strahles dem auf die Massen bezogenen Ansaug-

" verhältnis umgekehrt proportional, d. h. bei gleicher Austrittsgeschwindigkeit und gleichem Düsendurchmesser steigen die Geschwindigkeiten bei nicht isothermen gegenüber den isothermen Strahlen wiederum im Verhältnis der Wurzel aus der absoluten Temperatur im Strahl geteilt durch die Düsenaustrittstemperatur. Das bedeutet, daß der kalte Luftstrahl, der in heiße Rauchgase eingeblasen wird, eine wesentlich größere Eindringtiefe hat als ein entsprechender Isotheraenstrahl. _t

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Dies entspricht auch der Anschauung: Ein dichteres Medium dringt in ein leichteres wesentlich weiter ein, als wenn Strahl und umgebendes Medium gleiche Dichte besitzen. Diesem Ergebnis steht auch nicht die Tatsache entgegen, daß die Zähigkeit der Rauchgase erheblich größer als die der kalten luft ist. Das wird deutlich, wenn man das Verhältnis der Massenkräfte zu den Zähigkeitskräften, d. h. die Reynoldssche Zahl, für den vorliegenden Fall errechnet. Bezieht man dabei die Geschwindigkeit, die Abmessungen und die kinematische Zähigkeit auf mittlere Werte des Strahles, so erhält man Re in der Größenordnung von 20 000. Die Zähigkeitskräfte können also bei der vorliegenden Betrachtung gegenüber den Massenkräften vernachlässigt werden.

Genauere Ermittlungen zeigen, daß mit den vorgenannten Werten von 60 m/Sek. für die Auetrittsgeschwindigkeit bzw. V P/100 für den Düsendurchmeseer einerseits eine wirkungsvolle Durchmischung der Strähnen sichergestellt wird, andererseits die einzublasende Luft· menge nicht zu groß wird. Damit bleibt auch die für die LufteindUeung erforderliche Elektroenergie zum Antrieb des Ventilators relativ klein. Bezüglich der Beeinflussung des Keeselwirkunge- grmdes durch die Luftelndüaung ist au beachten, daß bei den heute vorherrschenden relativ hohen Heizwerten dea Mülls la allgemeinen ohnehin alt hohe« Luftüberechuß gearbeitet werden muß, well aan die Eintritt§teeperatür der Rauchgase In d>en Kessel unterhalb dea Flugascheerweichungepunktee halten aufl.

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In weiterer Ausbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Düsen in zwei einander gegenüberliegenden Wänden des Verbindungsteils zwischen Feuerung und Kessel angeordnet sind, wobei die Düsen einer Wand jeweils in einer Querschnittsebene angeordnet sind, die beiden Ebenen jedoch, in Strömungsrichtung gesehen, gegeneinander versetzt sind.

Die Abbildung zeigt eine erfindungsgemäße Anlage mit Rost 1* Hüllaufgabeschacht 2, Schlackenschacht 3 und den Düsenreihen 4 und 51 die in übereinanderliegenden Ebenen angeordnet sind. 6 veranschaulicht die eingeblasenen Luftstrahlen.

Schließlich wird vorgeschlagen, daß der Verbindungsteil, in den die Luft eingedüst wird, selbst einen Teil der Heizfläche aufnimmt, wobei die Heizfläche mit einer Schutzschicht verkleidet ist. Dem liegt der Gedanke zugrunde, daß eine dünne Schutzschicht aus einer keramischen Hasse mit relativ hoher Wärmeleitfähigkeit die metallische Heizfläche gegen Korrosionen schiltst und dabei gleichzeitig der Heisfläche eine gewisse Wirksamkeit beläßt. Eine derartige Lösung kann zu einer raumsparenden, kompakten Bauwels· beitragen.

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Claims (3)

-V Patentansprüche 19 4 /1 ο 4

1. Müllverbrennungsanlage, bei der in das Verbindungsteil zwischen Feuerung und Kessel Luft eingeblasen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft mit Düsen und mit einer Geschwindigkeit von mehr als 60 m/Sek. eingeblasen wird und daß der lichte Durchmesser der Einzeldtise ^r V* P/100 ist, wobei 1? der quer zur Strömungsrichtung gemessene Querschnitt des Verbindungsteile ist.

2. Müllverbrennungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen in zwei einander gegenüberliegenden Wänden des Verbindungsteils angeordnet sind, wobei die Düsen einer Wand jeweils in einer Querschnittsebene angeordnet sind, die beiden Ebenen jedoch in Strömungsrichtung gegeneinander versetzt sind.

3. Müllverbrennungsanlage nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsteile in das die Luft eingedüst wird, selbst einen Teil der Heizfläche aufnimmt, wobei die Heizfläche mit einer Schutzschicht verkleidet ist.

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