DE2105973A1

DE2105973A1 - Verbrennungsanlage

Info

Publication number: DE2105973A1
Application number: DE19712105973
Authority: DE
Inventors: Eric Maurice Saltburn York Wnght George Hartlepool Durham Woolley, (Großbritannien)
Original assignee: Head Wrightson and Co Ltd
Current assignee: Head Wrightson and Co Ltd
Priority date: 1970-02-09
Filing date: 1971-02-09
Publication date: 1971-08-19
Also published as: GB1316143A; AU2515271A

Description

DR. MDLLER-BORe DIPL-PHYS. DR.MANITZ DIPL-CHEM. DR. DEUFEL DIPL-ING. FINSTERWALD DIPL-ING. GRXMKOW

PATENTANWÄLTE

'8. FEB. «71

Hl/Sv - H 1087

HEiLD WRIGHTSON AM) COiIPAIiX LIMITED The Friarage, Xarm, Yorkshire, England

Verbr ennung sanlag e

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einäscherungs- bzw. Verbr ennung s anlage.

Eines der mit einer Verbrennungsanlage verbundenen Probleme ist die Tatsache, daß die Abgase bzw. Rauchgase, die durch das Brennen des Abfalls bzw. des Mülls erzeugt werden, auf eine annehmbare Temperatur gekühlt werden müssen, bevor sie . (J zu einer Staubreinigungs- bzw. Entstaubungsanlage und danach in die Atmosphäre geführt werden. Verschiedene unterschiedliche Verfahren werden gegenwärtig angewendet, um die Temperatur der Rauchgase zu verringern; diese tendieren jedoch dazu, entweder aufgrund der laufenden Kosten oder aufgrund der zu Anfang damit verbundenen Kapitalkosten aufwendig zu sein.

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Bekannte Verfahren schließen das folgende ein:

1. Der Ofen weist feuerfeste Wände auf-und eine Gaskühlung wird bewirkt, indem entweder Wassersprühung oder Luftverdünnung angewendet wird. Dies weist den Nachteil auf, daß die feuerfeste Auskleidung eine häufige Wartung erfordert und daß die Bemessung der Entstaubungsanlage relativ groß und aufwendig aufgrund der Zusetzung des Kühlmediums ist. Darüberhinaus führt eine Wassersprühkühlung dazu, daß eine unerwünschte Dampfsäule an dem Schornstein austritt.

2. Der Ofen weist feuerfeste Wände auf und eine Gaskühlung wird mittels eines Rauchrohrkessels bewirkt. In diesem Pail sind zwei gegenläufige Anforderungen zu erfüllen. Erstens muß die Ofentemperatur hoch genug sein, um alle Gerüche vom Gas zu entfernen, und zweitens muß die Gastemperatur niedrig genug sein, um zu gewährleisten, daß der Staub vollständig abgekühlt bzw. erstarrt ist und nicht an den Rohrwänden klebt, wenn er in den Rauchrohrkessel geführt wird. In dieser Beziehung kann ein bekannter Rauchrohrkessel unter bestimmten Bedingungen Bereiche niedriger Metalltemperatur aufgrund der Tatsache aufweisen, daß die Zirkulation des Wassers, insbesondere bei geringer Last und beim Start, träge ist; dies führt zu einer unerwünschten Korrosion. Darüberhinaus sind höhere Überluftraten erforderlich, wodurch die Kosten der Entstaubungsanlage erhöht werden.

3. Ein vollständiger Wasserrohrkessel einschließlich Wasserwänden in dem uren/i mese Anordnung ist sehr kostspielig hauptsächlich aufgrund der niedrigen Gasgeschwindigkeiten, die zur Vermeidung einer Ecosion von dent über den Rohr-Abtastungs-Bereich strömenden Staub erforderlich sind, und dies insbesondere in solchen Zonen, wo ein Wechsel der ßtrömungsrichtung erfolgt, beispielsweise an einer Biegung oder einem Knie in der Gasleitung.

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4-, Der Ofen weist feuerfeste Wände auf und eine Gaskühlung wird durch einen Bündel-Wasserrohr-Kessel (package water tube boiler) bewirkt. Die unter Punkt 2) gemachten Ausführungen gelten ebenfalls hier; zusätzlich sind die Bündel-Kessel-Kosten durch das Erfordernis für geringe Gasgeschwindigkeiten zur Vermeidung einer Erosion gesteigert.

Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Verbrennungsaniage, bei der die oben erläuterten Nachteile unter besonderer Beachtung der Kapitalkosten und laufenden Kosten wesentlich verringert sind.

Erfindungßgemäß ist eine Verbrennungsanlage mit einem "fer- f daiapfungsmäßig gekühlten Ofen, dessen Rauchzug mit einer Entstaubungsanlage in Verbindung stehen kann, vorgesehen} bei der ein Hitzewiedergewinnungsgehäuse und Rohrwärmeaustauscher in dem Pfad zwischen dem Ofen-Peuerabzug bzw. -Rauchabzug und der Staubentfernungsanlage angeordnet ist, so daß die Abgas- bzw. Hauchgastemperatur verringert wird, bevor das Rauchgas in die Entstaubungsanlage geführt wird.

Bevorzugt umfaßt die Hitzewiedergewinnungsgehäuse- und Rohrwärmeaustauscher-Gesamtheit eine äußere Körperschale oder ein äußeres Gehäuse, in dem eine Vielzahl von mit Abstand angeordneten, sich axial erstreckenden Wärmeaustauscherrohren angeordnet ist, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß die ™ Rauchgase und ein Kühlmedium durch die Einheit in Gegenströmung geührt werden. Bevoragt ist die Einheit so angeordnet, daß im Betrieb die Achsen der Rohre in einer vertikalen oder im wesentlichen vertikalen Ebene verlaufen»

,Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung kann die Anlage Mittel für ein Trocknen und/oder Kühlen der Rauchgase an einer Stelle zwischen dem Ofen-Rauchabzug und der Hitze1*iedergewinnungsgehäuse-Einheit aufweisen. Biese Mittel sind bevor-

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zugt in der Form von Tertiärluft-Einlassen vorgesehen, die mit einer Aufprall einrichtung zusammenwirken, die zur Trennung zumindest eines Teils der schwereren Staubteilchen von den Rauchgasen dient.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung beispielsweise beschrieben; in der einzigen Figur der Zeichnung ist eine erfindungsgemäße Verbrennungsaalage schematisch dargestellt.

In der Zeichnung ist ein Einäscherungsofen bzw. Verbrennungsofen 1 mit dampf gekühlt en Wänden 2, einem Rost 5, einem Abfallbzw. Müllbunker bzw. -aufgabetrichter 4- und einem Feuerzugauslaß 5 dargestellt.

Primär- und Sekundärluft für den Ofen ist durch einen Ventilator, bzw. einen Lüfter bzw. ein Gebläse 6 vorgesehen, wobei die erstere I/uft in den Ofen unter dem Rost J durch ein Rohr 7 ^un-d die letztere Luft über den Rost J durch ein Rohr 8 verläuft.

Kühlwasser für die Wände 2 des Ofens 1 ist durch eine Dampftrommel bzw. einen Oberkessel 9 vorgesehen, wobei das Wasser durch Fallrohre 10 aufgebracht und das Dampf/Wasser-G-emiscn zu dem Oberkessel durch Steigrohre 11 zurückgeführt wird.

Der Oberkessel 9 kann einen Teil irgendeiner bekannten Kesselanlage bilden, er ist jedoch bevorzugt in der pumpenlosen Umwälzschleife enthalten, die in der britischen Patentanmeldung 5408/69 beschrieben ist. In diesem System wird der Dampf mittels einer Leitung 12 zu einem Kondensor bzw. Kondensator 1J geführt, der oberhalb des Pegels des Oberkessels angeordnet ist, und der kondensierte Dampf wird mittels einer Leitung 14-zu dem Oberkessel aufgrund der Schwerkraft zurückgeführt. Gewünschtenfalls kann ein bestimmter Teil oder der gesamte Dampf

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über eine Leitung 15 aus anlagen_bedingten Gegebenheiten abgeführt werden.

Die durch das Brennen des Abfalls bzw. Mülls erzeugten Abgase bzw. Rauchgase verlaufen durch den Auslaß 5 in. eine Entstaubungsausrüstung 16 und die gereinigten Gase werden unter der Wirkung eines Propellers bzw. Lüfters bzw. Gebläses 17 durch ein Schachtrohr bzw. einen Schornstein 18 in die Atmosphäre geführt.

Um die Rauchgase zu kühlen, bevor sie in die Entstaubungsanlage 16 eintreten, werden sie durch eine Abhitzewiedergewinnungs- und Rohrwärmeaustauschereinheit 19 geführt, die be- ä vorzugt einen integralen Teil der Ofenstruktur bildet. Diese Einheit umfaßt eine vertikal angeordnete Körperschale oder ein vertikal angeordnetes Gehäuse 20, in dem eine Vielzahl von mit Abstand axial angeordneten Wärmeaustauscherrohren angeordnet sind. Die Einheit 19 ist so angeordnet, daß die Rauchgase durch die Rohre 21 abwärts verlaufen. Kühlwasser wird in Gegenströmung zu den Rauchgasen durch die Zwischenräume zwischen den Rohren 21 geführt. Dieses Kühlwasser wird bevorzugt durch den Oberkessel 9 mittels der Fallrohre 22 und Steigrohre 2J geliefert; es kann jedoch von einer unabhängigen Quelle abgezogen werden.

Die Rohre 21 können mit Mitteln vorgesehen sein, die das Wärme- f austauscherdiff erential steigern und/oder eine Erosion der Rohre vermindern.

Um das Eintrittsende der Einheit 19 gegen aufprallenden Staub und/oder thermische Belastung zu schützen, können Rußbläser 24 vorgesehen sein, die mit Dampf von dem Oberkessel 9 versorgt werden, der mittels einer Dampfleitung 25 dort hingeführt wird.

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Ein Bunker 26 ist im Bereich des Austrittsendes der Einheit 19 vorgesehen, um Jegliche Staubpartikel. zu empfangen, die nicht durch die Entstaubungsanlage 16 getragen werden.

Weiteres Kühlen und/oder Trocknen der Abgase bzw. Bauchgase kann bewirkt werden, indem eine Vielzahl von Tertiärluft-Einlässen 27 in dem Peuerabzugauslaß bzw. Gasauslaß 5 vorgesehen wird. Die Luft für diesen Zweck wird durch die Pumpe 6 über eine Leitung 28 geliefert, welche ebenfalls die Primär- und Sekundärluft für cfcen Of.en liefert.

Die mittels der Tertiärluft behandelten Gase werden veranlaßt, gegen eine Prall einrichtung 29 zu prallen und einem gekrümmten Pfad zu dem Eintrittsende der Einheit 19 zu folgen. Das führt dazu, daß bestimmte der schweren Staubpartikel von dem Gasstrom getrennt werden, und es ist ein Bunker 30 zur Sammlung solcher Partikel vorgesehen.

Beim Brennen bzw. Verbrennen bestimmter Materialien weisen die Abgase bzw. Eauckgase eine solche Temperatur auf, daß der Einschluß von Tertiärluft nicht erforderlich ist. Zu diesem Zweck ist eine Temperaturkontrolleinrichtung 31 vorgesehen, um die Temperatur der Abgase zu messen und ein Ventil 32 zur Abschaltung der Tertiär luft zu betätigen, wenn die Temperatur unter einen vorbestimmten Wert fällt.

Im Betrieb ist durch die mittels der Wasserwände 2 von den Abgasen abgezogene Wärme gewährleistet, daß der Staub in die Ein-

bzw; erstarrten ^T heit 19 in einem gekühlten/und nicht klebrigen Zustand eintritt. Darüberhinaus kann im unteren Teil des Ofens eine Gastemperatur erzeugt werden, die genügend hoch ist, um eine Entfernung der nachteiligen Gerüche zu gewährleisten.

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Weiterhin können, da die Gasströmung durch die Einheit 19 konzentrisch ist, höhere Geschwindigkeiten angewendet werden, ohne eine Erosion der Rohre 21 zu bewirken, und diese höheren Geschwindigkeiten sind solcher Art, daß die Rohre selbst gereinigt werden, da sie ein unzulässiges Absetzen des Staubs verhindern.

In dem Fall, wenn die Dampf/Wasser-Zirkulation für die Einheit 19 von der gleichen Quelle wie der der Wasserwände für den Ofen erfolgt, ist eine relativ hohe Zirkulation auf der Wasserseite vorhanden, wodurch die träge Zirkulation vermieden wird, die bei bekannten Rauchrohrkesseln erfahren wird. Darüberhinaus ist es nicht erforderlich, ein größeres Wasser volumen als in dem Fall vorzusehen, wenn ein Rauchrohrkessel benutzt wird.

Obgleich die erfindungsgemäße Vonichtung mit Bezug darauf beschrieben ist, daß die Rauchgase abwärts durch die Rohre 21 der Wärmewiedergewinnungseinheit 19 in Gegenströmung zu dem Kühlwasser geführt werden, können die Abgase aufwärts durch die Rohre 21 in der gleichen Richtung wie das Kühlwasser geführt werden.

- Patentansprüche -

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Claims

Pate nt ansprüche

(1. JVerbrennungsanlage mit einem Ofen (1), der verdampfungsmäßig gekühlte Wände (2) aufweist, wobei der Peuerzug bzw. der Rauchabzug (5) des Ofens mit einer Entstaubungsanlage (16) für die Abgase bzw. Rauchgase in Verbindung steht, dadurch gekennz eichnet, daß eine Hitzewiedergewinnungsgehäuse- und Rohrwärmeaustauscher-Einheit (19) in dem Pfad der Rauchgase zwischen dem Ofenrauchabzug (5) und der Entstaubungsanlage (16) angeordnet ist, so daß die Rauchgastemperatur verringert wird, bevor das Rauchgas in die Entstaubungsanlage (16) geführt wird.
2. Verbrennungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hitzewiedergewinnungsgehäuse- und Rohrwärmeaustauscher-Einheit (19) eine äußere Körperschale oder ein äußeres Gehäuse (20) und eine Vielzahl von mit Abstand sich in Längsrichtung erstreckenden Rohren (21) umfaßt, die in der Körperschale oder dem Gehäuse angeordnet sind, worin die Rauchgase und ein Kühlmedium getrennt durch die Einheit geführt werden.
3. Verbrennungsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rauchgase und das Kühlnedium durch

v19)
die Hitzewiedergewinnungseinheit/m Gegenströmung gpführt' werden.
4. Verbrennungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3> dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Tertiarluft-Einlässen(20 in dem Abgasauslaß (5) des Ofens (9) angeordnet sind, εο daß die Rauchgase teilweise getrocknet und/ oder gekühlt v/erden, bevor sie durch die Hitzewiedergewinnunjgseinheit (19) verlaufen.

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5·- Verbrennungsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Pralleinrichtung (29) vorgesehen ist, die in dem Pfad der Rauchgase zwischen den üJertiärluft-Einlässen (27) und der Hitzewiedergewinnungseinheit (19) angeordnet ist, wodurch im Betrieb Luft von den Einlassen (27) auf die Pralleinrichtung (29) aufprallt und eine teilweise Trennung der Staubpartikel von den Rauchgasen hervorruft.
6. Verbrennungsanlage nach Anspruch 5» dadurch g e k β η η ζ ei chnet, daß wärmeempfindliche Schaltmlttel (32) zur Steuerung der Luftströmung durch die üertiärluft-ün- | lasse (27) vorgesehen sind.
7. Verbrennungsanlage nach einem der .Ansprüche 2 bis 6_t dadurch gekennzeichnet, daß Kittel zum Führen eines Kühlmittels durch die Wände (2) des OXene (1) und au» führen des Kühlmediums durch die Hitzewiedergewinnungeeinheit (19) vorgesehen sind.
8. Verbrennungsanlage nach .Anspruch 7 t dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel eine Dampftrommel bzw. einen Oberkessel (9) umfassen.
9. Verbrennungsanlage nach einem der Ansprüche 4· b.if 8_t dadurch f gekennzeichnet» daQ eine Prop «13, ##- bav. Gehläseoder Pump einrichtung (6) setup Lieferung iron PriJoÄr- ü»d ßekundär- Verkennungsluft au dem Ofen (1) und zur Ideiirujag von Luft zu den Tertiärluf-fe-Binläseen (27) !

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