DE2118073B2 - Einrichtung zum verbrennen von abfallstoffen - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Verbrennen von in Flüssigkeiten oder Schlämmen enthaltenen Abfallstoffen, bei der eine den Abfallstoff und brennbare Bestandteile enthaltende flüssige Dispersion zusammen mit Verbrennungsstoff in einer Verbrennungskammer zerstäubt und verbrannt wird, wozu die Brennkammer an einer Stirnseite mit einem Brenner und an der gegenüberliegenden Seite mit einer Stauvorrichtung versehen ist.

Aus der US-Patentschrift 33 57 375 ist eine Vorrichtung zum Verbrennen von Abfallstoffen bekannt, bei der eine den Abfallstoff und brennbare Bestandteile enthaltende flüssige Dispersion zusammen mit einem Brennstoff verbrannt wird. Bei dieser Vorrichtung wird die flüssige Dispersion zusammen mit dem Verbrennungsstoff von einer Stirnseite her zentrisch in eine zylindrische Verbrennungskammer mit einer dem Brenner gegenüberliegenden verstellbaren Stauscheibe zur Beeinflussung der austretenden Gase und des Innendrucks eingeblasen. Gleichzeitig wird über eine ringförmige Düse ein Sekundärluftstrom in die Verbrennungskammer eingeblasen, der den Dispersionsstrom konzentrisch umgibt. Die Sekundärluft und die brennstoffhaltige Dispersion werden im Gleichstrom durch die Verbrennungskammer geführt. Dabei bewirkt die kalte Sekundärluft, daß sich die Kammerwandung auf einer niedrigeren Temperatur befindet als der Flammenstrom. Dies ist insofern nachteilig, als eine kalte Kammerwandung zu einem Abreißen der Flamme und zu einer unvollständigen Verbrennung führen kann.

Des weiteren ist aus der deutschen Patentschrift 9 58 418 ein Brenner bekannt, der zur Erhöhung der Brenngeschwindigkeit so beschaffen ist, daß sich aus dem Gemischstrahl durch Verwirbelung in der Brennkammer Kehrströme abzweigen, die unter dem Einfluß des im Austrittsquerschnitt der Brennkammer herrschenden Unterdrucks an der Innenseite und der Außenseite des zentrischen Strahls zur Eintrittsstelle zurückkehren. Um dies zu erreichen, besitzt der bekannte Brenner eine Vorkammer mit einem ringförmigen Gemischeintritt. Da die Brennerkonstruktion offensichtlich unabhängig von der Kammerkonstruktion ist, schließt auch dieser bekannte Brenner nicht eine geringere Wandungstemperatur im Vergleich zum zentrischen Flammenstrom aus.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zu schaffen, bei der die Kammerwandung keine niedrigere Temperatur als der Flammenstrom besitzt und die demzufolge eine möglichst vollständige Verbrennung gewährleistet.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß bei einer Einrichtung der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß der Brenner und die Stauvorrichtung so ausgebildet sind, daß ein Teil des Flammenstromes aus dem Hauptstrom abgezweigt und entlang der Kammerlängswand entgegen der Hauptstromrichtung der Flamme zur brennerseitigen Stirnwand zuführbar ist.

Die Stauvorrichtung kann aus einem konischen Teil mit einem Neigungswinkel von 22° und einem zylindrischen Hals mit einer verstellbaren Platte bestehen. Die Kammer selbst kann konisch ausgebildet sein und ein Verhältnis von Kammerlänge zu Eingangsquerschnitt von mindestens 3 :1 aufweisen. Andererseits kann die Kammer auch aus einem konischen und einem zylindrischen Teil bestehen. Dem zylindrischen Teil schließen sich dann wiederum ein konischer Teil und ein zylindrischer Hals mit einer verstellbaren Platte an.

Für die praktische Anwendung der erfindungsgemäßen Einrichtung kann es vorteilhaft sein, eine Vorrichtung zum Einblasen eines Gemischs im Gegenstrom zu verwenden. Außerdem können mehrere Kammern in einer gemeinsamen Kammer angeordnet sein.

Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung dient im allgemeinen ein flüssiger oder gasförmiger, gegebenenfalls Abfallstoffe enthaltender Brennstoff zum Dispergieren des Abfallstoffs. Handelt es sich im starken Maße um Sauerstoff verbrauchende Stoffe, dann kann die Dispersion eine Flüssigkeit wie Wasser als Oxydationshemmer enthalten, um dem Entstehen explosiver Gemische entgegenzuwirken.

Beim Zerstäuben der pseudo-homogenen Dispersion ergibt sich ein quasi-kolloidaler Zustand mit einer äußerst hohen Zahl von Reaktionszentren, die in infinitesimaler Weise die Brennstoff- und die Abfallstoffteilchen sowie einen Sauerstoflträgcr, beispielsweise Luft, miteinander verbinden.

Die erfindungsgemäße Einrichtung gewährleistet, daß sich in der Verbrennungskammer ein peripherer

Rezirkulationsstrom in Richtung auf die Brenrierseite ausbildet, der die Kammerinnenwandung auf die Flammentemperatur bringt und demzufolge dem Entstehen eines Temperaturgi adienten entgegenwirkt. Die Kammerwandung kann auf diese Weise ihre Wärme an das brennbare Gemisch bzw. dessen Teilchen abgeben, so daß nicht mehr die Gefahr eines Abreißens der Flamme besteht und eine vollständige Verbrennung gewäiirleistet ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen des näheren erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 in schematischer Darstellung eine erfindungsgemäße Einrichtung,

F i g. 2 eine im wesentlichen konische Brennkammer,

Fig. 3 eine konische Brennkammer mit einem konvergierenden und einem zylindri-chen Teil und

F i g. 4 mehrere gebündelte Brennkammern in einer Hauptkammer.

Eine Dispersionskammer 1 ist mit Zuleitungen la und \b für die miteinander zu vermischenden Medien versehen, in denen sich Regelventile lcund lc/befinden. Der Dispersionskammer 1 schließt sich ein Zerstäuber 2 mit einem Einlaß 2a für Zerstäubungsluft und einem Einlaß 2b für Verbrennungsluft an. Der Zerstäuber mündet in eine Verbrennungskammer 3 mit einem zylindrischen Teil 4, einem konischen Teil 5 und einem Hals 6. Das Verhältnis der Länge zum Durchmesser des zylindrischen Teils 4 beträgt 3 : 1 bis 4 : 1, vorzugsweise 3,25 : 1 bis 3,75 :1. Während der halbe Spitzenwinkel des konischen Teils 5 zwischen 18 und 22° liegt. In den Hals 6 ragt eine Platte 7 zum Einstellen des Unterdrucks in der Kammer hinein.

Der Zerstäuber 2 ragt durch eine Stirnplatte 8 mit einem feuerfesten Block 9 der Verbrennungskammer 3. Der Block 9 ist dabei so beschaffen und angeordnet, daß der angestrebte Rezirkulationsstrom nicht gestört wird.

Die Kammer 3 ist mit einem feuerfesten Futter 10 und einer Isolierschicht 11 ausgekleidet. Die Isolierschicht hält das feuerfeste Futter 10 etwa auf der Temperatur der Flamme und einen metallischen Mantel 12 über dem Taupunkt der Dispersion. Um dies zu gewährleisten ist der Metallmantel mit einer Isolierschicht 13 versehen.
Der Verbrennungskammer schließt sich eine Ent-

Spannungskammer 14 an, in der das Abgas gekühlt und entstaubt wird. Die abgeschiedenen Staubteilchen sammeln sich in einem Staubabscheider !4a mit einer Schleuse 14£>. Aus dem Staubsammler 14a werden die Staubteilchen mit Hilfe eines Unterdrucks in üblicher

ίο Weise abgezogen.

Gemäß F i g. 2 kann die erfindungsgemäße Einrichtung auch eine konische Kammer 3a mit einer entsprechend konischen Wandung 15 besitzen, die von einer Stirnplatte 8a in Richtung auf einen zylindrischen

Hals 6a konvergiert. Das Verhältnis der Kammerlänge zum Durchmesser an der Eingangsseite beträgt dabei mindestens 3:1. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 geht die konische Wandung 15a einer Kammer 3b in einen zylindrischen Teil 4a über, dem sich

wiederum ein konischer Teil 5a und ein zylindrischer Hals 6b anschließen.

Unabhängig von der Kammerbeschaffenheit und davon, ob das feuerfeste Futter nun im wesentlichen glatt oder mit Erhebungen versehen ist, bildet sich bei

der erfindungsgemäßen Einrichtung ein aus Fig. 1 ersichtlicher Rezirkulationsstrom aus. Dieser Rezirkulationsstrom umgibt konzentrisch die Flamme und erwärmt die Kammerinnenwandung auf die Flammentemperatur. Die Rezirkulationsströmung läßt sich für

ein zusätzliches Einspeisen eines brennbaren Gemischs im Gegenstrom zu der Flamme ausnutzen.

Im Rahmen der Erfindung können auch mehrere Kammern 3c gebündelt in einer Hauptkammer 16 angeordnet und jeweils mit Brennern versehen sein. Das

3^r> Längen/Durchmesser-Verhältnis dieser Kammern kann 2 : 1 betragen. An den zylindrischen Teil 16 schließen sich ein konischer Teil 17 mit einem halben Spitzenwinkel von 18 bis 22° und ein zylindrischer Hals 18 an. Im übrigen arbeitet die Einrichtung nach Fig.4 in

ähnlicher Weise wie die Einrichtung nach Fig. 1.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Verbrennen von in ' igkeiten oder Schlämmen enthaltenen Abfalls , ien, bei der eine den Abfallstoff und brennbare Bestandteile enthaltende flüssige Dispersion zusammen mit Verbrennungsstoff in einer Verbrennungskammer zerstäubt und verbrannt wird, wozu die Brennkammer an einer Stirnseite mit einem Brenner und an der gegenüberliegenden Seite mit einer Stauvorrichtung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Brenner und die Stauvorrichtung so ausgebildet sind, daß ein Teil des Flammenstromes aus dem Hauptstrom abgezweigt und entlang der Kjmmerlängswand entgegen der Hauptstromrichtung der Flamme zur brennerseitigen Stirnwand zurückführbar ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stauvorrichtung aus einem konischen Teil (5) mit einem Neigungswinkel von 22° und einem zylindrischen Hals (6) mit einer verstellbaren Platte (7) besteht.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine konische Kammer (3a) mit einem Verhältnis von Kammerlänge zu Eingangsquerschnitt von mindestens 3: 1 und einen sich anschließenden zylindrischen Hals (6a) mit einer verstellbaren Platte (7).

4. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Kammer (3b) aus einem konischen und einem zylindrischen Teil mit einem Verhältnis von Gesamtlänge zum Durchmesser des Eingangsquerschnitts von mindestens 3 :1 und einen konischen Teil (5a,) mit einem halben Spitzenwinkel von 18 bis 22° sowie einen zylindrischen Hals (6b) mit einer verstellbaren Platte (7).

5. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mehrere in einer gemeinsamen Kammer (16) angeordnete Kammern (3c/

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zum Einblasen eines Gemischs im Gegenstrom.