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Verfahren zur Verbrennung von Abfallprodukten aus Gummi oder ähnlichen
Stoffen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Verbrennung von Abfallprodukten
aus Gummi und/oder ähnlichen, der Beseitigung im Wege der Verbrennung nur schwer
zugänglichen Stoffen, bei dem auf die zu verbrennenden Produkte bei Anwesenheit
von Sauerstoff bzw. Verbrennungsluft über eine die Verbrennung gewährleistende Verweiizeit
eine über der Zündtemperatur der Abfallstoffe liegende Temperatur einwirkt.
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Bei der Beseitigung von Abfallstoffen, sei es in Gestalt von Hausmüll
und/oder Industrieruckständen gewinnt die Verbrennung zunehmend an Bedeutung. Obgleich
insoweit schon erfolgreiche Versuche mit ufrel- und Kammeröfen, it Drehrohröfen
und Drehetagenöfen angestellt worden sind, herrscnen zumindest in komr,lunalen Bereichen
Verbrennungsverfahren vor, die sich sog. Wanderroste mit ggf. aufeinanderfolgenden
Zonen unterschiedlicher Verbrennungstemperaturen bedienen.
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Bekanntlich stellt die Beseitigung von Abfallprodukten aus gummi oder
ähnlichen Stoffen im Wege der Verbrennung insoweit ein bisher ungelöstes Problem
dar, als bei den bekannten Verbrennungsverfahren infolge relativ langsamer Erwärmung
in erheblichem Maße gasförmige Zersetzungsprodukte anfallen, die zu starken Rauch-
und Geruchsbelästigungen führen und deren Nachverbrennung selbst bei laufender Energiezufuhr
und unter Einsatz kostspieliger Nachverbrennungsanlagen nur schwer gelingt. In kommunalen
Müllverbrennungsanlagen wird daher aus den vorgenannten Gründen die Beseitigung
von Abfallprodukten aus Gummi oder ähnlichen Stoffen (Autoreifen) in aller Regel
grundsätzlich abgelehnt, soweit man von der Zugabe ganz geringer Gummimengen, etwa
in Gestalt einzelner Altreifen oder Reifenteile, zum übrigen Müll absieht. Die Beseitigung
der tatsächlich anfallenden Abfallprodukte aus Gummi oder ähnlichen Stoffen ist
dadurch nicht gewährleistet
und auch aus verbrennungstechnischen
Gesichtspunkten in herkömmlichen Müllverbrennungsanlagen nicht durchführbar, weil
die bei der Verbrennung größerer Gummimengen anfallenden Verbrennungsrückstände
leicht Störungen der Anlagen verursachen können.
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Gesichts der offenbaren Unzulänglichkeiten der bekannten Verbrennungsverfahren
soll durch die Erfindung nun ein Weg zur weitestgehend vollständigen, also von gasförmigen
Zersetzungsprodukten und somit dem Anfall von Rauch- und Geruchsbelästigungen freien,
Verbrennung von Abfallprodukten aus Gummi und/oder artverwandten Stoffen aufgezeigt
werden.
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Ausgehend von einem Verfahren, bei dem auf die zu verbrennenden Produkte
bei Anwesenheit von Sauerstoff bzw. Verbrennungsluft eine über der Sündtemperatur
der Abfallstoffe liegende Temperatur über eine die Verbrennung gewährleistende Verweilzeit
einwirkt, ist die gestellte Aufgabe erfindungsgemaß dadurch gelöst, daß die Abfallprodukte
in vorzerkleinerter Stückfonn in den Verbrennungsprozeß eingeführt und uei einer
erheblich über der Zündtemperatur der Abfallstoffe liegenden Temperatur in einer
von Verbrennungsluft aurchströmten Wirbelschicht, die aus vorwiegend inertem Material
gebildet ist, verbrannt werden.
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Erfindungsemäß handelt es sich somit um die Anwendung des im industriellen
Bereich bekannten Wirbelschichtverfahrens zur Verbrennung von Abfallprodukten aus
Gummi und/ozer artverwandten Stoffen. Bei der Verbrennung dieser Stoffe in einer
Wirbelschicht aus vorwiegend inertem Material, beispielsweise feinkörnigem Sand,
hat sich gezeigt, daß einerseits durch die von unten durch die Wirbelschicht hinaurchgeblasene
Verbrennungsluft eine intensive Auflockerung der Schüttung (Wirbelschicht) und somit
deren wirksame mischung mit den zu verbrennenden Abfallprodukten erreicht wird,
andererseits als Folge der innigen Durchr.lischung eine äußerst intensive Gas-Feststoffreaktion,
die schnellste und vollständige Verbrennung der in Stückform geeigneter Stückgröße
zugeführten Abfallstoffe gewährleistet, wobei keinerlei gasförmige Zersetzungsprodukte
festgestellt werden konnten, die eine nur sehr schwer durchführbare Nachverbrennung
notwendig machen würden.
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Das vornehmlich im Bereich der chemischen Technologie beispielsweise
für die Durchführung von Schwelprozessen, die Vergasung von Kohle, zur Röstung sulfidischer
Erze, ferner bei der Verkokung und zur katalytischen Krackung bkannte Wirbelschichtverfahren
ist zwar auch schon zur Verbrennung von Klärschlamm angewendet worden, aber dabei
handelt es sich insoweit um einen in zwei Verfahrensstufen ablaufenden
Prozeß,
als der eigentlichen Verbrennung eine Trocknung und Aufheizung des Klärschlamms
vorangeht. Der bereits durchgeführten Klärschlammverbrennung in der Wirbelschicht
sind somit keinerlei Hinweise auf die Möglichkeit einer von Zersetzungsprodukten
freien Verbrennung von Abfallprodukten aus Gummi oder artverwandten Stoffen zu entnehmen,
zumal dabei keine einer Nachverbrennung in der Gasphase kaum zugängliche Zersetzungsprodukte
auftreten.
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So sind auch in jüngster Zeit von der Gummi herstellenden und verarbeitenden
Industrie speziell auf die Gummiverbrennung gerichtete Versuche unternommen worden,
bei denen beispielsweise Altreifen oder sonstige Gumrniabfälle in Rost-oder Drehrohrfeuerungen
verbrannt wurden. Da bei Rostfeuerungen verfahrensbedingt Zonen verschiedener Temperaturen
auftreten, weil das Gut vor der eigentlichen Verbrennung erst aufgewärmt werden
muß, fallen bei diesen Verbrennungsverfahren unvermeidbar thermische Zersetzungsprodukte
an, die in der Gasphase nur sehr schwer verbrennbar sind. Der Anfall von Zersetzungsprodukten
ist bei einer Rostfeuerung verfahrensbedingt, weil die Verbrennung in einem Haufenwerk
erfolgt und dabei, bedingt durch Dichteunterschiede und Unterschiede im Verhältnis
Oberfläche zu Volumen der zu verbrennenden Teile, nicht sichergestellt werden kann,
daß in jedem Zeitpunkt an jeder Stelle im Verbrennungsraum ein ausreicnendes
Sauerstoffangebot
vorliegt. Dem insoweit bestehenden zedürfnis der Wirtschaft nach Schaffung eines
wirksamen und wirtschaftlichen Verfahrens zur Verbrennung von Abfallprodukten aus
Gummi oder artverwandten Stoffen vermochte erst die Erfindung zu genügen, nach der
die Verbrennung in einer Wirbelschicht erfolgt, deren Temperatur merklich über der
Zündtemperatur der Abfallstoffe liegt.
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Bei der erfindungsgemäßen Verbrennung müssen selbstverstanalich Verbrennungstemperatur
und Stückgröße der in den Verbrennungsprozeß eingeführten Abfallstoffe aus Gummi
oa. dgl.
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aufeinander abgesti.mnt sein. Als besonders zweckmßig hat es sich
erwiesen, die zu verbrennenden Gummiprodukte einer Vorzerkleinerung auf Stückgrößen
mit Kantenlangen von weniger als 50 mm, vorzugsweise bis zu 20 mm, zu unterwerfen
und den Verbrennungsprozeß auf eine im wesentlichen konstante Verbrennungstemperatur
in der Wirbelschicht von ca. 9000 C einzustellen. Bei einem so eingestellten und
entsprechend den Erfordernissen einer vollständigen Verbrennung mit Luftüberschuß
gefahrenen Verbrennungsprozeß verbrennen auch in die Abfallprodukte eingebettete
Fremdstoffe, ja selbst Stahlarmierungen in Gürtelreifen.
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Die von Zersetzungsprodukten freie Verbrennung cier einer vollständigen
Beseitigung im Wege der Verbrennung nur ußerst schwer zugänglichen Gummiabfallprodukte
gelingt in überraschend
einfacher und wirksamer Weise im Wirbelbett
offenbar darum, weil die in Stückform in die Wirbelschicht eingetragenen Abfallprodukte
sofort von Inertmaterial des der Wirbelschicht eigenen Temperaturniveaus umgeben
und augenblicklich auf diese Temperatur der Schüttung, die mit beispielswetse 9000
C weit über der Zündtemperatur von Gummi liegt, aufgeheizt-und sofort zur Entzündung
gebracht werden.
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Zur Gewährleistung eines ausreichenden Sauerstoffangebotes ist es
dabei zweckmäßig, die Verbrennungsluft mit solchem überschub zuaführen, daß nach
der Verbrennung noch ein gewisser Sauerstoffüberschuß im Abgas~vorliegt. Angesichts
der heftigen Turbulenz in der von der Verbrennungsluft durchströmen Schüttung ist
die Ausbildung von Gas zone mit für die Verbrennung nicht ausreichendem Sauerstoffgehalt
um die verbrennenden Abfallteilchen nicht möglich. Es wird vielmehr durch das in
jedem Zeitpunkt des Verbrennungsvorganges auch an der Grenzschicht herrschende,
ausreichende Sauerstoffangebot die sofortige, vollständige Verbrennung des Materials
gewährleistet Auf grund der hohen Wärmeleitfähigkeit innerhalb der Wirbelschicht
wird die Verbrennungswärme an das Inertmaterial abgegeben, so daß duale überhitzungen,
die zu einem Zusamensintern des Inertmaterials oder der Aschebestandteile führen
könnten, nicht auftreten.
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Bei der Verbrennung von Gummi oder artverwandten Stoffen handelt es
sich bekanntlich um einen stark exothermen Prozeß. Um der insoweit bestehenden Gefahr
des Auftretens unerwünscht hoher Temperaturen in der Schüttung und somit der Gefahr
einer thermischen Agglomeration der Schüttung und/oder einer thermischen Spaltung
der Verbrennungsprodukte wirksam zu begegnen, kann in weiterer Ausgestaltung der
Erfindung die Einstellung der Verbrennungstemperatur in an sicht bekannter Weise
durch stetige Wärmeabfuhr aus der Wirbelschicht erfolgen- Als besonders zweckmäßig
hat sich dabei die Steuerung der Verbrennungstemperatur durch mehr oder weniger
Luftüberschuß, durch Wassereindüsung, Zugabe von kühlem Inertmaterial und/oder Durchführung
endothermer Reaktionen in der Schüttung erwiesen. So können im Rahmen der Erfindung
beispielsweise der Wirbelschicht kontinuierlich Teile der Schüttung aus inertem
Material entnommen, einer Kühlung unterworfen und dann im Kreislauf, ggf. unter
Zusatz frischen Inertmaterials, wieder zugeführt werden oder es kann im Interesse
einer Verbesserung der Wirtschafthchkeit des Verbrennungsverfahrens auch eine Abwärmenutzung
erfolgen, beispielsweise unter Einsatz bekannter Mittel die Erzeugung von Dampf.
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In Anpassung des an sich bekannten Wirbelschichtverfahrens an die
erfindungsgemäße Verwendung zur Verbrennung von Abfallprodukten
aus
Gummi oder artverwandten Stoffen hat sich als zweckmäßig erwiesen, den Querschnitt
des Wirbelbettes zwischen 0,3 - 3,o m2 je 1000 Nm3/h eingeblasener Verbrennungsluft
zu bemessen und die Schüttung so einzustellen, daß die Verbrennungsluft beim Durchströmen
der Wirbelschicht einen Druckabfall zwischen 400 - 3000 mm WS erfährt.
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Die vorliegende Erfindung zeigt somit einen überraschend einfachen
und wirksamen Weg zur Beseitigung von Gummi oder artverwandten Abfallstoffen auf,
der sich neben technischer Überlegenheit insbesondere auch durch Wirtschaftlichkeit
von bekannten Verfahren unterscheidet.