DE19650785C2 - Verfahren zum Verbrennen von Brenngut in einem Drehrohrofen und Drehrohrofen zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbrennen von Brenngut in einem Drehrohrofen mit einer feststehenden Stirnwand und einem unter Ausbildung eines Ringspaltes zur Stirnwand drehbaren Drehrohr, bei dem durch die Stirn­ wand das Brenngut und mindestens ein kompakter Strom an Verbrennungsluft zugeführt werden.

Aus der EP 353 491 A1 ist ein solches Verfahren bekannt, bei dem in der Stirnwand eine Einfüllvorrichtung für feste Abfälle und Fässer angeordnet ist. Durch die Stirnwand führen weiterhin Brenner und Lanzen für die Einführung flüssiger, brennbarer Stoffe, Schlamm oder Polymerabfällen, sowie bei Bedarf für die Einführung von Stützbrennstoff. Weiterhin wird die Stirnwand von Luft­ düsen zur Einleitung primärer Verbrennungsluft durchsetzt.

Es gehört weiterhin zum Wissen des Durchschnittsfachmannes, daß die durch die Stirnwand in mindestens einem kompakten Strahl eingebrachte Primärluft verdrallt werden kann, wobei die Drallrichtung vorzugsweise der Drehrichtung des Drehrohrs entspricht.

Bei der bekannnten Verfahrensführung mit festliegender Strahlrichtung der Luftdüsen und dem festliegenden Drall ist es nicht möglich, die Lage der Feue­ rung und/oder den Verbrennungsvorgang in dem Drehrohr in ausreichender Weise zu beeinflussen.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren anzuge­ ben, bei dem der Verbrennungsvorgang im Drehrohr einfacher und genauer zu beeinflussen ist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß zusätzlich zu mindenstens einem kompakten Strom verdrallter Hauptluft über mindestens ein Segment des Ringspaltes Ringspaltluft zugeführt wird, die das Ringspaltsegment ohne Drall oder mit Drall durchströmt, der dem Drall der Hauptluft gleich gerichtet oder entgegen gerichtet ist.

Durch die Wahl eines Dralls mit gewünschter Drallrichtung relativ zum Drall der Hauptluft kann die gewünschte genaue Beeinflussung auf einfache Weise er­ reicht werden.

Bei gegenläufigem Drall von Hauptluft und Ringspaltluft wurde gefunden, daß nach dem Eintritt in das Rohr der Hauptluft - und/oder Ringspaltluftstrom nach dem Eintritt in das Drehrohr zunächst auf beiden Seiten an der Drehrohrwand entlang in den unteren Bereich des Drehrohrs geführt wird. Erst dort treffen die Verbrennungsluftströme zusammen und vermischen sich mit den Brenngutaus­ gasungsprodukten. Auf diese Weise wird weitgehend verhindert, daß aggressi­ ve Brenngutausgasungsprodukte in konzentrierter, d. h. unvermischter Form mit der üblicherweise vorhandenen Drehrohrausmauerung in Berührung kom­ men. Gleichzeitig erfolgt eine Kühlung der in diesem Drehbereich des Dreh­ rohrs thermisch besonders belasteten Drehrohrausmauerung.

Eine besonders einfache Verfahrensführung für die Zuführung der Ringspaltluft wird erreicht, wenn die Ringspaltluft über eine dem Ringspaltsegment vorge­ schaltete wenigstens teilringartige Luftvorlage zugeführt wird, der an minde­ stens zwei Stellen Ringspaltluftteilströme zugeführt werden, die bezogen auf das Ringspaltsegment in Umfangsrichtung beabstandet sind und an denen die Einströmrichtung der Ringspaltteilluftströme in die Luftvorlage verändert wer­ den kann.

Bei dieser Verfahrensführung kann auf einfache Weise in der ringartigen Luft­ vorlage eine Drehströmung gewünschter Drehrichtung aufgebaut werden, die sich dann entsprechend verdrallt durch das Ringspaltteilsegment in das Dreh­ rohr hinein fortsetzt.

Vorzugsweise werden die beiden Teilströme, die der Luftvorlage zugeführt werden, hinsichtlich ihres Volumenstroms eingestellt.

Es erscheint zweckmäßig, nicht den gesamten Ringspalt mit Ringspaltluft zu beaufschlagen, um keine Ringspaltluft direkt auf das im Bereich des Rohrbo­ dens liegenden Brennguts einzuführen. Es wird daher bevorzugt, ein bezogen auf den Rohrboden oberes Ringsegment mit Ringspaltluft zu beaufschlagen.

Die Erfindung richtet sich auch auf einen Drehrohrofen mit einer feststehenden Stirnwand und einem unter Ausbildung eines Ringspaltes zur feststehenden Stirnwand drehbaren Drehrohr, bei dem Brenngut und mindestens ein kompak­ ter Strom an Verbrennungsluft durch die Stirnwand dem Drehrohr zuführbar sind.

Bei diesem ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß in der Stirnwand mindestens eine Öffnung für die Zufuhr eines verdrallten Hauptluftstroms vorgesehen ist und daß dem Ringspalt eine Luftvorlage vorgeschaltet ist, in der zusätzlich zu­ geführte Verbrennungsluft mit einem Drall relativ zum Drall der Hauptluft be­ aufschlagbar ist.

Dies wird in besonders einfacher Weise dadurch erreicht, daß die Luftvorlage über mindestens zwei bezogen auf den Ringspalt auf Abstand angeordnete Anschlüsse mit Luft beaufschlagbar ist, wobei an den Einströmstellen in die Luftvorlage Stelleinrichtungen für die Einstellung der Einströmrichtung des je­ weiligen Luftstroms in die Luftvorlage vorgesehen sind.

Weiterhin ist vorgesehen, daß die Luftvorlage entweder als Ringsegment aus­ gebildet ist oder als Ringraum, in dem zur Abdeckung eines Segments des Ringspaltes ein Abdeckblech angeordnet ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren und der erfindungsgemäße Drehrohrofen soll nun anhand der beigefügten Figuren in einer Ausführungsform näher erläu­ tert werden. Es zeigt:

Fig. 1 Seitenansicht eines Drehrohrofens mit nachgeschalteter Nach­ brennkammer,

Fig. 2 einen schematischen Querschnitt in Blickrichtung der Pfeile II-II in der Fig. 1,

Fig. 3 einen schematischen Teilschnitt längs der Linie III-III in der Fig. 2 mit abgewandelter Anordnung der Luftzufuhr in die Luftvorlage und

Fig. 4 ein Schaltschema für die Zufuhr von primärer Verbrennungsluft.

In der Fig. 1 ist eine Drehrohrofenverbrennungsanlage 1 in schematischer Seitenansicht dargestellt, die aus einer feststehenden Stirnwand 2, einem rela­ tiv zur Stirnwand drehbaren Drehrohr 3 und einer dem Drehrohr 3 nachgeschal­ teten feststehenden Nachbrennkammer 4 besteht.

Dem Drehrohr wird im Bereich der Stirnwand das Brenngut B und für die Ver­ brennung Primärluft P zugeführt, die in Hauptluft H und Ringspaltluft R unter­ teilt ist. Die Ringspaltluft wird in zwei Teilströmen R1 und R2 zugeführt.

Zur Sicherung des Ausbrandes im Rauchgas RG wird der Nachbrennkammer noch Sekundärluft S zugeführt.

Wie die Fig. 2 und 3 zeigen, dreht sich das auf nicht dargestellte Weise dreh­ bar gelagerte und angetriebene Drehrohr 3 in der Stirnwand unter Ausbildung eines Ringspaltes 5.

In das Innere des Drehrohrs 3 wird das Brenngut über eine eine Öffnung 6 durchsetzende Schurre 7 zugeführt. Der Einfachheit halber sind andere Ein­ tragselemente in den Eintrag anderer flüssiger, brennbarer oder sonstiger Brenngüter, sowie evtl. erforderliche Stützbrenner nicht dargestellt.

Die Hauptluft H wird über einen oberhalb der Schurre sich öffnenden Hauptluft­ kanal 8 eingeführt, in dem an sich bekannte Drallelemente 9 angeordnet sind. Durch den Pfeil DH wird die Drallrichtung der Hauptluft schematisch darge­ stellt. Diese ist gleichgerichtet mit der Drehrichtung des Drehrohrs 3, die in der Fig. 2 durch den Pfeil D3 schematisch dargestellt ist.

Gemäß den Fig. 2 und 3 ist in der Stirnwand 2 dem Ringspalt 5 eine ringartige Luftvorlage 10 vorgeschaltet.

Der ringartigen Luftvorlage 10 sind zwei in der Ringebene liegenden Zuström­ kammern 11 und 12 zugeordnet, die in Umfangsrichtung der ringartigen Luft­ vorlage 10 auf Abstand angeordnet sind. Diese können gesondert ausgebildet sein und mit der Luftvorlage in Verbindung stehen (vgl. Fig. 2) oder Teilvolu­ mina des Ringraums 10 selbst sein (vgl. Fig. 3). In diesen Zuströmkammern sind in einer Ebene senkrecht zur Achse der Luftvorlage Zuströmöffnungen 13 und 14 vorgesehen, durch die die Teilströme R1 bzw. R2 der Ringspaltluft in die Luftvorlage eintreten. Den Eintrittsöffnungen 13 und 14 sind in der Luftvor­ lage Trimmklappen 15 und 16 vorgeschaltet, die sich senkrecht zur Zeich­ nungsebene der Fig. 2 erstrecken und mittels Achsen 15a bzw. 16a ver­ schwenkbar sind, wobei die Schwenkachse unterhalb der Eintrittsöffnung liegt.

Bei der in der Fig. 2 oben links gezeigten Stellung der Klappe 15 wird der dort eintretende Teilstrom R1 im wesentlichen zu gleichen Teilen nach links in die ringartige Luftvorlage 10 bzw. nach rechts in die Luftvorlage gelenkt. Wenn die Klappe 16 in die in der Fig. 2 oben rechts gezeigte strichpunktierte Stellung verschwenkt wird, tritt der gesamte Teilluftstrom R2 nach links in die Luftvorla­ ge ein. Die Klappen 15 und 16 können bezüglich der Eintrittsöffnungen 13 und 14 jeweils in eine linke, mittige und rechte Lage stufenlos verschwenkt werden, wie dies durch den bei der Achse 16a dargestellten Schwenkpfeil charaktere­ siert ist.

Wenn sich beide Klappen 15 und 16 in ihrer linken Lage befinden, treten beide Teilströme R1 und R2 nach links in die Luftvorlage ein und bauen in ihr eine Drehströmung gegen Uhrzeigersinn auf. Somit tritt Luft in den Ringspalt 5 ein, die mit einer Drallrichtung DR versehen ist, die der Drallrichtung DH der Hauptluft und dem Drehsinn D3 des Drehlrohrs 3 entgegengerichtet ist. In Ab­ hängigkeit von der Stellung der Klappen 15 und 16 kann somit in der Luftvorla­ ge eine Drallströmung im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn erzeugt werden bzw. es kann eine Beaufschlagung der Luftvorlage derart erfolgen, daß sich in der Luftvorlage keine Drehströmung einstellt und somit die Ringspaltluft im wesentlichen axial durch den Ringspalt in das Drehrohr eintritt.

Aus der Fig. 3 ist ersichtlich, daß im Bereich des Rohrbodens der Ringspalt 5 durch ein ringsegmentartiges Abdeckblech 17 in der Luftvorlage 10 abgedeckt ist, so daß in diesem Bereich im wesentlichen keine Ringspaltluft in das Dreh­ rohr eintritt.

In der Fig. 4 ist schließlich ein Schaltschema für die Zufuhr der primären Ver­ brennungsluft P dargestellt. Die von einem Gebläse 18 herangeförderte Primär­ luft wird mittels einer einstellbaren Trimmeinrichtung 19 in Hauptluft HL und Ringspaltluft R unterteilt. Die Ringspaltluft R verzweigt sich in zwei Teilströme R1 und R2, wobei die Verteilung der Ringspaltluft R auf die beiden Teilströme durch Trimmklappen 20 und 21 einstellbar ist. Die Drallrichtung der beiden Teilströme wird dann durch die Trimmklappen 15 und 16 bestimmt.

Beispielsweise wird die primäre Verbrennungsluft zu 60% auf die Hauptluft H und zu 40% auf die Ringspaltluft R verteilt, wobei die Regelbereiche im Be­ reich von 70/30 30/70 liegen können.

Claims (7)

1. Verfahren zum Verbrennen von Brenngut in einem Drehrohrofen mit einer festehenden Stirnwand und einem unter Ausbildung eines Ringspalts zur Stirnwand angeordneten Drehrohr, bei dem durch die Stirnwand das Brenngut und mindestens ein Hauptstrom an Verbrennungsluft und über eine dem Ringspalt vorgeschaltete Luftvorlage durch den Ringspalt Ringspaltluft zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu mindestens ei­ nem Hauptstrom verdrallter Verbrennungsluft über mindestens ein Seg­ ment des Ringspalts ein verdrallter Ringspaltluftstrom zugeführt wird, des­ sen Drall dem Drall der Hauptluft gleichgerichtet oder entgegengerichtet durch Beeinflussung der Einströmrichtung mindestens eines Luftstrahls in die Luftvorlage einstellbar ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringspaltluft über eine wenigstens teilringartige Luftvorlage zugeführt wird, der an mindestens zwei Stellen Ringspaltluftteilströme zugeführt werden, die bezogen auf das Ringspaltsegment in Umfangsrichtung beabstandet sind und an denen die Einströmrichtung der Ringspaltteilluftströme in die Luftvorlage verändert werden kann.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Teilströme, die der Luftvorlage zugeführt werden, hinsicht­ lich ihres Volumenstroms eingestellt werden.

4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein bezogen auf den Rohrbo­ den oberes Ringsegment mit Ringspaltluft beaufschlagt wird.

5. Drehrohrofen mit einer feststehenden Stirnwand und einem unter Ausbil­ dung eines Ringspalts zur feststehenden Stirnwand angeordneten Dreh­ rohr, bei dem Brenngut und mindestens ein Hauptstrom an Verbrennungs­ luft durch die Stirnwand und Ringspaltluft über eine dem Ringspalt vorge­ schaltete Luftvorlage dem Drehrohr zuführbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß in der Stirnwand (3) minde­ stens eine Öffnung (8) für die Zufuhr eines verdrallten Hauptluftstroms (H) vorgesehen ist und daß in der dem Ringspalt (5) vorgeschalteten Luftvor­ lage (10) die Ringspaltluft (R) mit einem Drall (DR) relativ zum Drall (DH) der Hauptluft (H) beaufschlagbar ist.

6. Drehrohrofen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftvorlage (10) über min­ destens zwei bezogen auf den Ringspalt (5) auf Abstand angeordnete An­ schlüsse (13, 14) mit Luft (R) beaufschlagbar ist, wobei an den Einström­ stellen in die Luftvorlage (8) Stelleinrichtungen (15, 16) für die Einstellung der Einströmrichtung des jeweiligen Luftstroms (R1; R2;) in die Luftvorlage (10) vorgesehen sind.

7. Drehrohrofen nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftvorlage (8) entweder als Ringsegment ausgebildet ist oder als Ringraum, in dem zur Abdeckung eines Segments des Ringspaltes (5) ein Abdeckblech (17) angeordnet ist.