DE2118073B2 - Einrichtung zum verbrennen von abfallstoffen - Google Patents
Einrichtung zum verbrennen von abfallstoffenInfo
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- F23G7/001—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals for sludges or waste products from water treatment installations
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Description
45
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-
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
3r> 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)
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.
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