DE19728545C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Trocknung von Müll - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Trocknung von Müll, der zur Verbrennung in einer Müllverbrennungsanlage mit einer Müllzuführung und einem Verbrennungs­ raum vorgesehen ist, wobei der Müll über die Müllzuführung in den Verbrennungs­ raum gelangt, wo er die aufgenommene Feuchtigkeit abgibt und unter Zugabe von Primärluft und Sekundärluft verbrannt wird. Ferner betrifft die Erfindung eine Vor­ richtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Es ist allgemein bekannt, daß Müll in sogenannten Müllverbrennungsanlagen ver­ brannt wird. Um eine möglichst störungsfreie Verbrennung sicher zu stellen, ist es ebenfalls allgemein bekannt, den Müll vor dem eigentlichen Verbrennungsvorgang zu trocknen, da Restgehalte an Feuchtigkeit im Müll das Verbrennungsergebnis maßgeblich beeinflussen.

Dementsprechend sind die heute zum Einsatz kommenden Müllverbrennungsanla­ gen in verschiedene Zonen unterteilt, nämlich in eine Trocknungszone, welcher sich eine Entgasungszone, Verbrennungszone und Ausbrandzone anschließen.

Ein Verfahren zur Verbrennung von Brennstoff in solchen Müllverbrennungsanlagen ist beispielsweise der Druckschrift DE 44 02 172 A1 entnehmbar. Bei diesem Ver­ fahren wird das in der Trocknungszone aufsteigende Rauchgas abgesaugt und der Abbrandzone zugeführt.

Aus der US 4 109 590 ist eine Verbrennungsanlage zur Erzeugung von Heizgas be­ kannt, welche einen horizontalen Wanderrostofen, unter dessen Kettenrost sich eine in Zonen unterteilte Luftkammer für die Sauerstoffzufuhr befindet, und einem Schachtofen, der ebenfalls mit Vorrichtungen für eine gesteuerte Sauerstoffzufuhr ausgestattet ist, aufweist.

Mit Ausnahme der Trocknungszone, die zweckmäßigerweise am Eingang der Müll­ verbrennungsanlage angeordnet ist, wird in allen weiteren Zonen der Müllverbren­ nungsanlage Sauerstoff in unterschiedlicher Menge benötigt. Aus diesem Grunde wird dem Feuerungs- oder Verbrennungsrost, welcher den zu verbrennenden Müll für die Verbrennung aufnimmt, sogenannte Primärluft zugeführt. Dies ist Luft, die vorgewärmt oder direkt aus der Umgebungsluft entnommen ist und den Müll um­ strömt.

Oberhalb dieser Feuerungs- oder Verbrennungszone schließt sich üblicherweise der erste Strahlungszug an, in welchem über dort angeordnete Düsen sogenannte Sekundärluft zuströmt, mittels welcher das aus dem Müll ausgetretene Gas ver­ brannt wird, soweit dies nicht bereits in der Verbrennungszone erfolgt ist.

Dieser erste Strahlungszug ist üblicherweise mit Wärmetauscherflächen versehen zur Überhitzung von, welcher im anschließenden Kesselteil erzeugt wird. An den Kesselteil schließt sich dann der Rauchgaskanal mit verschiedenen Reinigungsein­ richtungen für das Rauchgas an, in welchen das Rauchgas mechanisch, gegebe­ nenfalls elektrisch sowie chemosorptiv von Begleitstoffen und Verunreinigungen befreit wird.

Als ungünstig hat sich bei den bekannten Müllverbrennungsanlagen erwiesen, daß mit der hierbei zur Trocknung des Mülls zugeführten Luft das Sauerstoffangebot im Verbrennungsprozeß nicht mit der benötigten Sauerstoffmenge korreliert. Dies liegt darin begründet, daß zur Vereinfachung des Regelungs- und Steuerungsaufwandes die zur Trocknung des Mülls zugeführte Luftmenge nicht auf dessen Feuchtegehalt abgestimmt ist, sondern üblicherweise lastabhängig variiert.

Man kann dies als wirtschaftlichen Kompromiß zwischen den Anforderungen der Feuerführung einerseits und der Notwendigkeit der Mülltrocknung andererseits an­ sehen, doch ist nicht zu verkennen, daß mit einer solchen Verfahrensweise sich keine optimale, umweltschonende Verbrennung des Mülls realisieren läßt.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, ein Ver­ fahren und eine Vorrichtung anzugeben, welche auf möglichst einfache und wirtschaftliche Weise die Mülltrocknung für eine optimale und umweltschonende Verbrennung des Mülls gestatten.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 und des Anspruchs 5 gelöst. Weitere vorteilhaften Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Entsprechend der Erfindung ist daher vorgesehen, daß eine Teilmenge des Rauchgasstroms nach Austritt aus dem Verbrennungsraum abgezweigt und dem Verbrennungsraum wieder zugeführt wird, daß der dem Verbrennungsraum zuge­ führte Müll durch die in dem wieder zugeführten Rauchgas enthaltene Wärme ge­ trocknet wird und daß das Rauchgas nach Durchdringen und Trocknen des Mülls wieder dem Rauchgaskanal zuströmt.

Mit Hilfe des Rauchgases, das dem die zur Trocknung erforderliche Temperatur aufweisenden Rauchgasstrom entnommenen und in die Trocknungszone einge­ speist wird, ist es nunmehr möglich, den Müll zu trocknen, ohne daß hierbei bezie­ hungsweise hierdurch der Verbrennungsprozeß beeinträchtigt wird wie vorher in­ folge eines Sauerstoffüber- oder gegebenenfalls -unterangebot.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, daß die jeweilige Teilmenge des Rauchgases dem Rauchgaskanal vorzugsweise im Bereich des Kesselaustritts entnommen und der Trocknungszone, die im Übergangsbereich zwischen Müllzuführung und Brennraum angeordnet ist, zugeführt wird.

Im übrigen bewirkt das zur Mülltrocknung benutzte heiße Rauchgas eine Inertisie­ rung des Mülls und verhindert so dessen vorzeitige Entflammung, da in der Trocknungszone - wie erläutert - der hierzu erforderliche Sauerstoff fehlt.

Hierbei erweist es sich als günstig, daß die Zuführung der Teilmenge des Rauch­ gases örtlich parallel zur Zuführung der Primärluft für die Verbrennung erfolgt. Auf diese Weise ist gewährleistet, daß zur Verbrennung des getrockneten Mülls in der Verbrennungszone die jeweils erforderliche Sauerstoffmenge zur Verfügung steht.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfah­ rens kann die Teilmenge des abgezweigten und zugeführten Rauchgases entspre­ chend dem Wärmebedarf zur Trocknung, das heißt abhängig von dem Feuchtegehalt und der Rauchgastemperatur, eingestellt werden, um so ein Überangebot an Rauchgas zu vermeiden.

Bei der Trocknung aus dem Müll austretende Gase werden vorteilhafterweise vom Rauchgas mitgerissen und mit der zugeführten Sekundärluft verbrannt, so daß das den Kessel verlassende Rauchgas keine brennbaren Bestandteile aufweist.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht aus einer Müllverbrennungsanlage mit einer Müllzuführung, mit einem Verbrennungs­ raum, der einen Verbrennungsrost zur Lagerung von Verbrennungsgut aufweist, sowie mit einem Kesselteil.

Eine derartige Vorrichtung ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß in dem von einem Rauchgaskanal gebildeten Strömungsweg des Rauchgases eine Abzweigung vorgesehen ist, durch welche eine Teilmenge an Rauchgas ent­ nehmbar ist, die dem Verbrennungsraum zuströmt.

Es handelt sich also vereinfacht ausgedrückt, um eine partielle Rauchgasrückfüh­ rung, wobei die entnommene Teilmenge an Rauchgas sowie dessen Temperatur vorgesehen sind, den auf dem Feuerungsrost zugeführten Müll zu trocknen, damit die anschließende Verbrennung störungsfrei abläuft. Hierbei kommt erfindungsge­ mäß zum Tragen, daß die Trocknung des Mülls die Sauerstoffbilanz des Verbren­ nungsprozesses nicht beeinträchtigt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform schließt an die Abzweigung eine Rauchgasleitung an, welche zum Verbrennungsrost im Verbrennungsraum geführt ist und diesen vorzugsweise von unten her mit dem Rauchgas parallel zu der hier ebenfalls eingespeisten Primärluft beaufschlagt. Unter Rost wird hier und im fol­ genden jede Art von Auflage verstanden, z. B. Gitterrost, Rollrost etc., auf welcher das Verbrennungsgut aufliegt. Hierbei ist gewährleistet, daß zugeführtes Gas hin­ durchtreten kann.

Entsprechend einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist, die Abzweigung im Rauchgaskanal in Strömungsrichtung hinter dem Kesselteil angeordnet, so daß die im Rauchgas mitgeführte Verbrennungswärme aus der Müllverbrennung zu­ nächst im Kesselteil genutzt wird, bevor ein Teil des Rauchgases abgezweigt wird.

Eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist dadurch ge­ kennzeichnet, daß Meßeinrichtungen zur Bestimmungen der jeweiligen Feuchtig­ keit des zugeführten Mülls sowie der aktuellen Rauchgastemperatur vorgesehen sind, welche mit einer Regel- und Steuerungseinrichtung zusammenarbeiten, die ihrerseits die erforderliche Teilmenge an Rauchgas ermittelt und einstellt, die aus dem Rauchgaskanal abzuzweigen ist.

Die hierzu erforderlichen Meßdetektoren beziehungsweise Sensoren für die Feuchtebestimmung können vorzugsweise unmittelbar in der Trocknungszone an­ geordnet sein, da dort keine offenen Flammen auftreten. Dementsprechend ist es möglich, die Messungen in situ durchzuführen und deren Ergebnisse in die zuge­ hörigen Leittechnikeinrichtungen einzubinden.

Diese und weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Anhand eines in der schematischen Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels sollen die Erfindung, vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen sowie be­ sondere Vorteile der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden.

Es zeigt die einzige Figur einen schematischen Längsschnitt durch eine erfin­ dungsgemäße Vorrichtung.

In der einzigen Figur ist in schematischer Darstellung eine Müllverbrennungsanlage 10 mit einer trichterförmigen Müllzuführung 12, einem Brennraum 14, einem Kessel­ teil 16 und einem hieran anschließendem Rauchgaskanal 18 im Längsschnitt ge­ zeigt, an welchen ein nicht näher dargestellter Rauchgasabzug zu einem Kamin oder dergleichen anschließt.

Über die Müllzufuhr 12 gelangt der zur Verbrennung vorgesehene Müll 20 in eine im Brennraum 14 befindliche Trocknungszone 22. Dort lagert der Müll zunächst auf einem sogenannten treppenförmig ausgebildeten Trocknungsrost 24, wo er ge­ trocknet wird und von welchem der getrocknete Müll 21 infolge des schwerkraftbe­ aufschlagten nachfolgenden Mülls 20 in die Feuerungs- oder Verbrennungszone 26 mit dem Feuerungsrost 28 verlagert wird. Hier erfolgt die tatsächliche Müllverbren­ nung und die entstehenden Rauchgase strömen ebenso wie bei dem Trocknungs­ vorgang freiwerdende, aus dem Müll 21 austretende Gase in einen ersten Strah­ lungszug 30, wo über sogenannte Sekundärluftdüsen 32 Sekundärluft zugeführt wird, die eine gegebenenfalls erforderliche Nachverbrennung ermöglicht.

Der erste Strahlungszug 30 geht über in den Kesselteil 16, an welchen sich der erwähnte Rauchgaskanal 18 anschließt. In diesen Rauchgaskanal 18 sind Reini­ gungseinrichtungen 34 für da Rauchgas angeordnet, welche die festen und gas­ förmigen Bestandteile des Rauchgases separieren und/oder reinigen beziehungs­ weise neutralisieren.

In diesem Rauchgaskanal 18 ist eine Abzweigung 36 vorgesehen, über welche vor­ zugsweise vorgereinigtes Rauchgas in Teilmengen entnommen wird und über eine angeschlossene Rauchgasleitung 38 mittels eines Gebläses 40 in die Trocknungs­ zone 22 gefördert wird, um den dort befindlichen Müll 20 zu trocknen. Zu diesem Zweck endet die Rauchgasleitung 38 unterhalb des Trocknungsrostes 24, so daß das Rauchgas den darauf gelagerten Müll 20 vertikal durchströmt, darin enthaltene Feuchtigkeit aufnimmt und hierbei freigesetzte Gase mitreißt.

Parallel zu dieser Rauchgasleitung befindet sich ebenfalls unterhalb des Verbren­ nungsrostes 24 eine Anordnung von Primärluftdüsen 42, über welche der Verbren­ nungsrost 24 von unten mit Primärluft für die Verbrennung versorgt wird. Die un­ brennbaren Bestandteile bleiben als Asche oder Schlacke zurück und werden in einem dem Verbrennungsrost 24 zugeordneten Aschen- und Schlackenfänger 44 gesammelt und ebenso wie die in den Reinigungseinrichtungen 34 erhaltenen Rückstände abgezogen und entsorgt.

Claims (8)

1. Verfahren zur Trocknung von Müll, der zur Verbrennung in einer Müll­ verbrennungsanlage (10) mit einer Müllzuführung (12) und einem Brennraum (14) vorgesehen ist, wobei der Müll (20) über die Müllzuführung (12) in den Brennraum (14) gelangt, wo er die aufgenommene Feuchtigkeit abgibt und unter Zugabe von Primärluft und Sekundärluft zu Rauchgas verbrannt wird, welches über einen Rauchgaskanal (18) abströmt, dadurch gekennzeichnet, daß eine Teilmenge des Rauchgasstromes nach Austritt aus dem Brennraum (14) abgezweigt und dem Brennraum (14) wieder zugeführt wird, daß der dem Brennraum (14) zugeführte Müll (20) durch die im Rauchgas enthaltene Wärme getrocknet wird und daß das Rauchgas wieder dem Rauchgaskanal (18) zuströmt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die entnom­ mene Teilmenge des Rauchgases einer Trocknungszone, die im Übergangsbereich zwischen Müllzuführung (12) und Brennraum (14) angeordnet ist, zugeführt wird.

3. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Zuführung der Teilmenge des Rauchgases parallel zur Zu­ führung der Primärluft für die Verbrennung erfolgt.

4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Teilmenge des abgezweigten und zugeführten Rauchgases entsprechend dem Wärmebedarf zur Trocknung eingestellt wird und daß bei der Trocknung aus dem Müll austretende Gase vom Rauchgas mitgerissen und mit der zugeführten Sekundärluft verbrannt werden.

5. Vorrichtung zur Durchführung des nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 4 beanspruchten Verfahrens in einer Müllverbrennungsanlage (10) mit einer Müllzuführung (12), mit einem Brennraum (14), der einen Verbrennungsrost (24) zur Lagerung von Verbrennungsgut aufweist, sowie mit einem Kesselteil (16), einem Rauchgaskanal (18), einem Aschen- und Schlackensammler (44) sowie mit Ein­ richtungen (34) zur Rauchgasreinigung, wie Staubabscheider und Filter, und zur Entschwefelung und Entstickung, dadurch gekennzeichnet, daß in dem von dem Rauchgaskanal (18) gebildeten Strömungsweg des Rauchgases eine Abzweigung (36). vorgesehen ist, durch welche eine Teilmenge an Rauchgas entnehmbar ist, die dem Brennraum (14) zuströmt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß an die Ab­ zweigung (36) eine Rauchgasleitung (38) anschließt, welche zu einem Trocknungs­ rost (24) im Brennraum (14) geführt ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abzweigung (36) im Rauchgaskanal (18) in Strömungsrichtung hinter dem Kessel­ teil (16) angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß Meßeinrichtungen zur Bestimmungen der jeweiligen Feuchtigkeit des zugeführ­ ten Mülls sowie der aktuellen Rauchgastemperatur vorgesehen sind, welche Me­ ßeinrichtungen mit einer Regel- und Steuerungseinrichtung zusammenarbeiten, die ihrerseits die erforderliche Teilmenge des aus dem Rauchgaskanal (18) abzuzwei­ genden Rauchgases einstellt.