DE2261155A1 - Abwaesser- und abfallverbrennungsverfahren und -anlage - Google Patents

Description

Greater London House, Hampstead Road, London 3Sf.W· 1

"Abwässer- und Abfallverbrennungsverfahren und -anlage"

Die Erfindung betrifft öfen zur Beseitigung von Abfällen.

Die Beseitigung vieler Rückstände oder Abfälle wird äußerst wirksam mittels Verbrennung erreicht, da das Vorteile im Hinblick auf die Umweltverschmutzung bringt« Im allgemeinen sind diese Verbrennungsanlagen mit einem zur Verbrennung der Rückstände geeigneten Ofen, mit Mitteln zum Sammeln und Entfernen der entstehenden Asche und - in manchen Fällen - mit einer Nachverbrennungsanlage versehen, um die vom Ofen austretenden Rauchgase zu desodorieren oder völlig zu verbrennen O

Für die zufriedenstellende Verbrennung von Abwasser- und anderen Schlämmen mit ihrem hohen Feuchtigkeitsgehalt - üb-

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licherweise ca. 95 ί> - und unterschiedlichen Heizwert ist es nötig, einen Ofen von ausreichender Wärmekapazität vor- zusehen_f um diese Änderungen ohne die damit verbundene Störung in der Güte der Verbrennung aufzufangen«, Insbesondere ist es notwendig, sicherzustellen, daß die Abgase desodoriert sind, indem sie einer Temperatur von etwa 800⁰C für eine genügend lange Zeit ausgesetzt werden. In vielen Fällen wird das durch einen Nachbrenner oder durch ein System zux Rauchgasrückführung erreicht» Pur die wirksame Beseitigung von brennbarem Material wird gleicherweise eine ausreichende Verweilzeit und ein ausreichendes Maß an Verwirbelung im Ofen gefordert, um die Verbrennung soweit als praktisch möglich zusammen mit einer geeigneten Methode zur Entfernung des unverbrannten Rückstands durchzuführen. Um weite Schwankungen, die einerseits zu einer unvollständigen Verbrennung, andererseits zu hohen, die Ofenmauerung beschädigenden und ein Zusammensintern der Asche ermöglichenden Temperaturen führen, zu vermeiden, ist eine geeignete Kontrolle der Ofentemperatur notwendig.

Damit der Verbrennungsofen nicht mit Asche und nichtbrennbarem Material während längerer Betriebszeit verstopft wird, ist es erforderlich, dieses Material dauernd oder absatzweise aus dem Ofen zu entfernen_e Auf Grund der im Ofen herrschenden Temperaturen haben diese Materialien beim Austragen Temperaturen bis zu 900⁰C. Bemühungen, diesee heiße ausgetragene Material zu kühlen, z.B. durch Abkühlenlassen in der Umgebungsluft oder durch Ablöschen mit Wasser, sind im ganzen nicht erfolgreich, da es kaum möglich ist bzw. zu Unzuträglichkeiten führt, den für diese Vorgänge notwendigen Raum zur Verfügung zu stellen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, Anlagen zur Beseitigung von Abfällen oder Rückständen durch Verbrennung

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zu schaffen, die die vorgenannten Forderungen erfüllen "b.zwo die erwähnten Kachteile vermeiden

Erfindungsgemäß wird zur Lösung dieser Aufgabe ein Abfall-"beseitigungsofen vorgeschlagen, der ein fluidisierbares Bett aus hitzebeständigen Teilchen· aufweist und mit einem Einlaß für Abfall so versehen ist, daß der Abfall"zu seiner Verbrennung in das fluidisierte Bett an einer innerhalb der fluidisierten Zone gelegenen Stelle eintritt, der Einrichtungen zur Zuführung von Fluidisiergasen aufweist, um das Bett zu fluidisieren und die Verbrennung von irgendwelchem im Abfall enthaltenen brennbaren Material zu unterstützen, der eine Kammer hat, in welcher heiße hitzebeständige Teilchen und irgendwelche nichtbrennbaren Bestandteile des Abfalls zu ihrer Kühlung vor dem Austragen aus dem Ofen gesammelt werden, und der ferner Einrichtungen zur Zuführung von hitzebeständigen Teilchen zu dem Bett als Ersatz für in der Kammer gesammelte hitzebeständigen Teilchen enthält« Die hitzebeständigen Teilchen bilden eine große Wärmekapazität, die dazu beiträgt, die Temperaturen im Fließbett aufrechtzuerhalten. Damit wird eine im wesentlichen vollständige Verbrennung von brennbarem, im Abfall enthaltenen Material zusammen mit der Turbulenz im Fließbett, die eine gründliche Mischung des Abfalls mit der Verbrennungsluft gewährleistet, sichergestellt.

Der Ofen gemäß der Erfindung ist für die Verbrennung von festen Abfällen, Altölen sowie Klärschlämmen geeignet und kann insofern hervorragend in einer Abfallvernichtungsanlage verwendet werden, wie eine solche in der GB-Pat.-Anm. No. 57 591/71 beschrieben ist. ' .

Für die Fluidisierung des Fließbetts sind relativ große Mengen an Fluidisierungsluft notwendig, die· oberhalb der für 'lie Verbrennung erforderlichen Luftmengen liegen«, In einer

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Anlage, wie sie Gegenstand der vorerwähnten Patentanmeldung ist, werden große Mengen von schädlichen Gasen und unreiner Luft während der Belüftung dea Klärschlamms und anderer Absetzmaterialien erzeugt. Gemäß einem Gesichtspunkt der Erfindung werden diese schädlichen Gase insgesamt oder teilweise zur Pluidisierung der Schicht oder des Betts herangezogen. Das ergibt den zusätzlichen Torteil, daß die hohen, in dem Bett aufrechterhaltenen Temperaturen -etwa 800⁰C -, die von den Fluidisiergasen schnell erreicht werden, diese schädlichen Gase zufriedenstellend desodorieren, so daß die Gase in die Atmosphäre ohne die Gefahr einer Verschmutzung abgeführt werden können·

Der Klärschlamm wird in das Fließbett des Ofens an einer Stelle eingeführt, die unter dem oberen Spiegel des Fließbetts liegt. Dem Klärschlamm können pulverisierte feste Abfallstoffe vor seiner Einführung in das Bett zugemischt werden. Es ist sehr wahrscheinlich, daß der Heizwert der sich daraus ergebenden Mischung nicht ausreicht, um die Verbrennung von sioh aus aufrechtzuerhalten, weshalb die Zufuhr von Brennöl oder -gas vorgesehen wird· Die Mezige dieses zugeführten Brennstoffe kann mittels einer Temperaturmeßvorrichtung, die mit einem innerhalb des Fließbetts gelegenen Thermoelement verbunden ist, gesteuert werden.

Bei einem Ausführungsbeispiel für den Erfindungsgegenstand werden große, feste, nichtbrennbare Bestandteile des Abfalls, z.B. Glas- oder Metallteile, die durch das fließbett während der Verbrennung absinken, in der für die Abkühlung vorgesehenen Kammer vor ihrem Austrag aus dem Ofen gesammelt, während die leichteren Ascheteilchen im Fließbett in Schwebe bleiben· Für den absatzweisen oder zeitlich unterbrochenen Abzug gewisser Mengen von hitzebeständigen Teilchen des Abfalls kann ein Auslaß vorgesehen werden, der von dem Bereich der Kammer, in den die heißen hitzebestän-

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digen Teilchen und das nichtbrennbare Material des Abfalls gelangen, weit genug entfernt ist, so daß durch den Auslaß nur abgekühltes Material ausgetragen wird.

Vorzugsweise liegt die Kammer unter einem solchen Winkel, daß, wenn ein Posten abgekühlten Materials durch den Auslaß ausgetragen wird, die in der Kammer verbleibenden hitzebeständigen Teilohen und das Hiohtbrennbare des Abfalls eine Abdichtung bilden, die einen Austritt von Fluidisierungsluft im wesentlichen verhindert.

Oberhalb des Spiegels des Fließbetts wird eine geeignete Nachfülltür vorgesehen, durch die hitzebeständige Teilchen zur Ergänzung des Fließbetts nachgefüllt werden.

Die Tiefe des nichtfluidisierten Materials unterhalb der Luftverteilungsebene ist derart, daß sichergestellt ist, daß die festen Austragprodukte des Ofens auf eine Temperatur abgekühlt sind, bei welcher, sie in passender Weise gehandhabt werden können.

In den Fällen, da Altöle zur Verfügung stehen, können diese in ähnlicher Weise wie Brennöl oder -gas eingebracht werden.

Da relativ flache Fließbett- oder Wirbelschichten im wesentlichen als isothermische Vorrichtungen wirken, verlassen die austretenden Gase das Fließbett mit Temperaturen, die die Bettbetriebstemperatur erreichen, Dadurch'wird die Desodorierung der Gase sichergestellt, und der thermische Gesamtwirkungsgrad des Ofens kann durch eine geeignete Wärmetauschvorrichtung verbessert werden, in welcher ein Anteil des Wärmeinhalts der Rauchgase mit der eintretenden Frischluft zum Austausch gebracht wird₀ Um diesen Wärmeaustausch zu erreichen, kann in geeigneter Weise ein zweites Fließbett in

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fieihe mit dem der Verbrennung dienenden Fließbett angeordnet werden» wobei sich durch dieses zweite Fließbett eine Anzahl von Rohren, durch die die Fluidisiergase strömen, zieht.

Die vorerwähnte Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes eignet eioh für Abfälle, in denen keine groBen Mengen an Niohtbrennbarem enthalten sind, z.B. für Altöle. Sind im Abfall jedoch größere Mengen an nichtbrennbaren Materialien enthalten, so wird vorzugsweise das heiße, nichtbrennbare Material zu einem säulenförmigen Behälter oder einer Kolonne (nachfolgend als "Schacht" bezeichnet) geleitet, durch den die kühlende Fluidisierungsluft geführt werden kann. Insofern bildet gemäß einer zweiten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes die Kammer des Ofens einen Durchgang, der zu einem Schacht führt, in den heiße hitzebeständige Teilchen und Nichtbrennbares des Abfalls gelangen und der mit einer Zufuhrleitung für Fluidisierungsluft versehen ist, um die Teilchen und das nichtbrennbare Material in dem Schacht zu fluidisieren und zu kühlen. Auf diese Weise erfolgt eine Kühlung der hitzebeständigen Teilchen und der nichtbrennbaren Bestandteile des Abfalls, bevor diese aus dem Ofen ausgetragen werden.

Vorzugsweise werden die Fluidisiergase in das Fließbett und den Schacht durch Verteiler für die Fluidisierungsluft am Boden des Fließbetts und des Schachts geleitet, wobei die Verteiler unter einem Winkel geneigt sind, der größer ist als der Schüttwinkel der hitzebeständigen Teilchen.

Es kann hierbei eine einzige geneigte Verteilerplatte zur Anwendung kommen, vorzugsweise werden jedoch zwei oder mehr geneigte Verteilerplatten verwendet, die so angeordnet sind, daß das Fluidisiergas durch sie strömen kann, um die zwei Betten zu fluidisieren und eine glatte Strömung der hitzebe-

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ständigen Teilchen und der nichtbrennbaren Bestandteile in die Kammer hinein zu ermöglichen.

Der Ofen gemäß der zweiten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ermöglicht in zweckmäßiger und einfacher Weise ein Kühlen des nieiitbrennbaren Materials und der hitzebeständigen Teilchen* die vom Fließbett abgezogen worden sind, und er hat den Voxteil, daß dieses Kühlen kontinuierlich durchgeführt werden kann, bevor das nichtbrennbare Material zu einer Vorrichtung geführt wird, in der die anderen nichtbrennbaren Bestandteile von den hitzebestä'ndigen Teilchen getrennt werden, die dann wieder dem fließbett zugeführt werden können. Ferner kann das Fluidisiergas, das durch den Schacht strömt, mit dem von dem Ofen-Fließbett kommenden Abgas gemischt werden, wodurch dieses Gas auf eine annehmbare Temperatur abgekühlt wird, bevor es in eine Vorrichtung gelangt, in der die kleineren, im Öfenabgas enthaltenen Teilchen entfernt werden. Auf diese Weise können Wärmetauscher oder andere getrennte Kühlsysteme für das Abgas in Fortfall kommen, was sich kostensparend auswirkt..

Die Kammer des Ofens ist vorzugsweise geneigt, und zwar vom Ofen-Fließbett zum Schacht hin, so daß vor Betreiben des Ofens die Gesamthöhe des Betts im Ofen größer ist als im säulenförmigen Schacht. Es hat sich gezeigt, daß der Neigungswinkel der Verteiler und die Eelativabmessungen des Ofen-Fließbetts und des Schachts beide einen wesentlichen Einfluß auf den wirksamen Betrieb der Verbrennungsanlage gemäß der Erfindung haben.

Auf diese Weise kann anfangs ein Teil des Fluidisiergas, das in das Bett des Schachts eingeführt wird, in das Ofen—Fließi bett geleitet werden, um eine größere Menge an Fluidisiergas für dieses Bett zur Verfügung zu haben und damit den an-

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fanglichen Fluidisiervorgang zu unterstützen. Damit kann die in das Ofen-Fließbett eintretende Menge an Fluidiaiergas so gewählt werden, daß sie den normalen Betriebsbedingungen des Ofens angepaßt 1st· Insofern brauchen keine weiteren äußeren Einrichtungen! die eine verstärkte Zufuhr an Fluldisiergas in das Fließbett während des anfänglichen FluidiBiervorgangs sicherstellen» vorgesehen zu werden. Ferner kann damit die Gesamtmenge an für das Ofen-Fließbett und das Bett im Schacht notwendigen Fluidisiergasee vermindert werden, woraus eine Verkleinerung des Gebläses und des diesem zugeordneten Motors folgt·

Im Betrieb werden Ströme von Fluidieiergas dem Fließbett und dem Bett im Schacht durch die jeweiligen Verteiler zugeführt. Abfallmaterial und, wenn nutig_t Brennstoff werden dem Teilchen aus hitzebeständigen Material, z.B. Sand, enthaltenden Fließbett zugeleitet, und der brennbare Anteil des Abfalls wird verbrannt. Bit nichtbrennbaren Bestandteile gelangen vom Ofen-Fließbett in die geneigte Kammer und von da in den Schacht, was durch ein Druokgefälle entlang der Kammer hervorgerufen wird, das auf der größeren Höhe des Ofen-Fließbetts im Vergleich mit dem Bett im Schacht zurüokzufuhren ist. Der Unterschied in den Höhen wird durch Abfuhren von Material vom Bett des Schachts zu einem Auslafi erzeugt.

Das nichtbrennbare Material und die hitzebeständigen Teilchen werden insofern, nachdem sie durch das Bett im Schacht gelangt sind, gekühlt und können dann passend gehandhabt werden.

Wie vorher erwähnt wurde, ist die Kammer des Ofens geneigt, so daß die Höhe des Betts im Schaoht Über seinem Verteiler größer ist als die Höhe des Ofen-Fließbette über dessen Verteiler, das heißt, beide Bettspiegel liegen gleich, und da-

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mit ist vor dem Zünden der Druck am Verteiler des Schachts größer als der Druck am Verteiler des Ofen-Fließbetts. Polglich gelangt ein !eil des in den Schacht strömenden Fluidisiergases durch die geneigte Kammer in das Ofen-Fließbett» Damit steht dort während des anfänglichen Fluidisiervorganges eine größere Gasmenge zur Verfügung, die in das Ofen—Fließbett zur Unterstützung dessen Fluid!sierung strömt»

Die Geschwindigkeit des durch den Verteiler- des Ofen-Fließbetts strömenden Fluidisiergases kann also so gewählt werden, daß sie den normalen Betriebsbedingungen der Verbrennungsanlage angepaßt ist, während die Gesamtmenge an durch beide Verteiler strömendem Fluidisiergas so gewählt werden kann, daß die minimale Oberflächengeschwindigkeit, die für den anfänglichen Fluidisiervorgang notwendig ist, geliefert wird*

Bs hat sioh gezeigt, daß während des Betriebs der Verbrennungsanlage gemäß der zweiten Ausführungsform Brennstoff und Kühlluft abwärts durch den Ofenauslaß mit den nichtbrennbaren Bestandteilen und den hitzebeständigen Teilchen geführt werden. Dadurch trat die Schwierigkeit auf, eine ausreichende Abdichtung in dem Bereich .aufrechtzuerhalten, in welchem das nichtbrennbare Material vom Fließbettmaterial getrennt wird. Diese Schwierigkeit kann jedoch überwunden werden, wenn ein Kanal für die Sammlung irgendwelcher Kühlluft, die durch diesen Auslaß strömt, anstatt im Schacht aufwärts zu strömen, vorgesehen wird, der vorzugsweise den Ofenauslaß mit dem Fließbett an einem Punkt verbindet, welcher oberhalb des Spiegels des Ofen-Fließbetts liegt. Die Verbindungsstellen werden so gewählt, daß der Druck am unteren Ende des Kanals höher ist als am oberen Ende. Auf diese Weise werden überschüssiger Brennstoff und Fluidisiergas am Ofenauslaß gezwungen, im Kanal aufwärts in den Ofen und von hier in den Hauchgasauslaß zu strömen. Vorzugsweise führt der Kanal zu Inspektionsöffnungen, um

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diese zu kühlen, und/oder zu den Einrichtungen zur Zufuhr der hitzebeetändigen Teilchen zum Bett, so daß das zu diesen Einrichtungen strömende Gas verhindert, daß heiße Gase vom Fließbett während der Zufuhr der Teilchen, entweichen können.

Daβ Vorhandensein eines solchen Kanals sichert stabile Bedingungen am Ofenauslaß, und irgendwelches aufwärts geführtes Material gelangt selbsttätig zurück in den Ofen.

Um die Zufuhr von Abfallmaterial in das fließbett zu verbessern und um die Möglichkeit eines Weiterbrennens des Abfallmaterials im Schneckenförderer auszuschalten, wenn der Abfall dem Bett zugeführt wird, wird dieser mittels einem gegenüber der Horizontalen geneigten Sohneckenförderer zugeführt» so daß der Abfall aufwärts zum Fließbett hin gefördert wird. Der günstigste Neigungswinkel liegt zwischen 30° und 45° zur Horizontalen.

Durch neigung des Sohneckenförderers auf diese Weise ist GO₂-Gaa bestrebt, am Einlaß in das Fließbett eine Tasche zu bilden, womit ein Ausbreiten der Verbrennung im Förderer abwärts verhindert wird. Ferner fällt zeitweise inertes Bettmaterial im Förderer abwärts, was ebenfalls die Möglichkeit eines Ausbreitens von Feuer entlang dem Förderer vermindert.

Weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile ergeben sioh aus der folgenden Beschreibung von Ausführungabeispielen des Erfindungsgegenstandes.

Fig. 1 ist ein lotrechter Schnitt durch ein erstes AusfUhrungsbeispiel für eine Verbrennungsanlage gemäß der Erfindung.

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. 2 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Möglichkeit zur Vorwärmung der Pluidisierungsluft bei der Anlage nach Fig· I, während

Fig. 3 eine zweite Möglichkeit hierfür schematisch zeigt.

Fig· 4 ist ein lotrechter Schnitt durch einen Ofen gemäß der Erfindung in einer anderen AüsfÜhrungsform»

Fig· 5 zeigt einen lotrechten Schnitt durch den Ofen nach Pig· 4 in einem dieser gegenüber anderen Betriebs⁴-zustand»

Fig. 6 ist eine teilweise aufgebrochen gezeichnetes perspektivische Darstellung einer Äbfallvemichtungsanlage gemäß der Erfindung*

Der Ofen 10 nach Pig· 1 hat ein aufrechtstehendea zylindrisches Gehäuse 12 mit einer PlieSbettzone 14 darin» Am Grund der Zone 14 sind mehrere Einlasse 16 für Fluidisiergas angeordnet, die an eine Zuleitung 17 angeschlossen sind*

Unterhalb der Zone 14 liegt eine zylindrische Kammer 18> deren unteres Ende sich verjüngt und gegen einen Auslaß 19 hin geneigt ist, von dem die hiteebeständigen leuchen und das nichtbrennbare Material abgezogen werden, Ueir AttelaS 19 liegt weit genug von dem Bereich der Kammer, in den die heißen hitzebeständigen feilchen und das Hichtbrennbare dee Abfalls gelangen, entfernt, um ein Austragen von abgekühltem Material durch den Auslaß ssu ermöglichen· ·

Dae untere Ende der Kammer 18 ist abgewinkelt^ so daß, wenn ein Posten kühlen Materials durch den Auslaß abgezogen wird, hitzebeständige Teilchen und nichtbrennbare Bestandteile des Abfalls in der Kammer verbleiben, um eine Abdichtung zu bilden, die ein Intweichen von Pluidisierungsluft im wesentlichen

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..."_,« ORIGINAL INSPECTED

verhindert. Die Abwinklung entspricht vorzugsweise dem
Schuttwinkel der in dem fließbett verwendeten hitzebeständigen Teilchen.

Die Zone 14 ist mit einem Einlaß 20 versahen, durch den zu verbrennen der Abfall in das Fließbett eingeführt wird.
Ferner sind eine Altölzuleitung 22, durch die Altöl in das Fließbett eingebracht wird_f und eine Brennölzufuhr 24·» durch die Brennöl in ausreichender Menge zugeführt wird, um eine 8eIbstverbrennung in der Schicht aufrechtzuerhalten, vorgesehen. Ein Einlaß 26 für die Zufuhr von das Bett aufrührender Luft kann weiterhin vorhanden sein.

lfm die Temperatur im Fließbett während des Betriebs zu bestimmen, ist ein Thermoelement 26 angeordnet, das über geeignete Einrichtungen die Zufuhr von Brennöl und/oder -gae zum Bett steuert, so'daß im wesentlichen konstante Verbrennung Bbedingungen aufrechterhalten werden.

Oberhalb der Fließbettzone H ist eine Sandnachfülitür 30
angeordnet.

Im Betrieb wird Fluidisierungsluft, die ganz oder teilweise verschmutzte Luft von einer Abfallvernichtungsanlage, wie
sie Gegenstand der vorher erwähnten Patentanmeldung ist, sein kann» der fließbettzone durch die Einlasse 16 zugeführt.
Das Fluidisierungsgas erzeugt ein Fließbett aus Sandteilchen» die eine hohe Wärmekapazität haben und so dazu beitragen,
relativ stabile, gleichförmige Verbrennungsbedingungen, ohne Eil öle sieht auf die Art des zur Verbrennung zugeführten Abfalls, aufrechtzuerhalten.

Der Abfall wird dem Fließbett durch den Einlaß 20 zugeführt, während irgendwelches Altöl durch, den Eintritt 22 in das Fließ-

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ORiGfNAL INSPECTED

bett gelangt, und die Temperatur des Betts wird so gewählt, daß eine weitestgehend vollkommene Verbrennung erreicht wird· Zusätzlich wird durch die Wirbelung des Fließbetts eine ausgezeichnete Mischung des Abfalls mit der KLuidisierungsluft sichergestellt, was im wesentlichen eine vollständige Verbrennung begünstigt und fördert.

Das Thermoelement 28 überwacht andauernd die Bettemperatur und dient dazu, die Menge an Brennöl und/oder -gas, die durch die Eintritte 24, 26 zugeführt wird,.zu steuern, so daß sich die Verbrennung im Bett selbst trägt·

Der Abfall verbrennt zu Ascheteilchen, die in dem Bett verbleiben, obwohl stabile Bedingungen erreicht werden, wenn Ascheteilchen in die Kammer fallen und diese mit der Fluidisierungsluft verlassen, wenn deren Maß dem der Neubildung von Ascheteilchen gleichkommt. Die Ascheteilchen müssen vor ihrem Austritt in die Atmosphäre aus der Fluidisierungsluft abgeschieden werden· Zusätzlich fallen irgendwelche festen, unbrennbaren Bestandteile 32, wie Glas oder Metall, nach unten bia unterhalb der Gaseinlass^ 16 in die Kammer 18, in die auch fortwährend Sandteilchen fallen und diese füllen, wodurch der Auslaß 19 abgedichtet wird. Aus der Kammer 18 werden laufend oder von Zeit zu Zeit gewisse Mengen an Material durch den Auslaß 19 abgezogen, so daß der Spiegel des Materials in diesem Bereich unterhalb der Einlasse 16 gehalten wirdo Frischer Sand oder aus der vom Auslaß 19 abgezogenen Mischung abgeschiedener Sand wird durch die Tür 30 zur Aufrechterhaltung des Volumens des Betts nachgefüllt.

Die Höhe der Trichterzone 18 wird so gewählt, daß die vom Auslaß 19 abgezogene Mischung zu ihrer Handhabung ausreichend kühl ist.

Die heißen Pluidisiergase verlassen das Gehäuse 12 durch

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eine Auslaßleitung 24 und sie können nach. Abtrennung der feinen Aeoheteilchen in die Atmosphäre abgelassen werden. Ba diese Gase in der flioßbettzone hohen Temperaturen ausgesetzt waren, ist sichergestellt, daß sie desodoriert sind und das Ablassen in die Atmosphäre keine Probleme aufwirft.

Um den thermischen Wirkungsgrad der Verbrennungeanlage zu verbessern, können die Gase einem Wärmeaustausch mit der eintretenden Iluidisierungsluft unterworfen werden. Dies kann, wie Pig. 2 zeigt, durch einen geeigneten Wärmetauscher 36 erfolgen. Vorzugsweise wird jedoch die in fig· 3 gezeigte Ausbildung vorgesehen, wonaoh die Gase durch ein zweites Fließbett 38, z.B. aus Sand oder anderen hitzebeständigen Teilchen, gehen, in dem die Fluidisierungsluft leitende Rohre 40 liegen. Die Anwendung des zweiten Pließbetts 38 stellt einen sehr wirksamen und hohen Wärmeübergang sicher.

Wie zu erkennen ist, ist die Verbrennungsanlage in ihrem Aufbau einfach. Sie ist jedoch höchst wirksam für die Verbrennung von Abfall und die Desodorierung von schädlichen Gasen, wobei Verbrennungsprodukte entstehen, die leicht ohne Hervorrufen einer unangenehmen Verschmutzung beseitigt werden können.

Die in den Fig. 4 und 5 dargestellte Verbrennungsanlage ist besonders für Abfall mit einem hohen Gehalt an Unverbrennbarem geeignet. In einem aufrecht stehenden zylindrischen Gehäuse 112 befindet sich eine Haupt-Fließbettzone 111. Am Grund dieser Zone ist ein Verteiler 124 vorgesehen, durch den Fluidisiergas aus einem Gaskasten 123, der an eine Gaszufuhrleitung 134 angeschlossen ist, treten kann. Der Verteiler 124 besteht aus einer geneigten Platte, deren Neigung größer als der Schuttwinkel der hitzebeständigen Teilchen ist. Das obere Ende des zylindrischen Gehäuses 112 steht mit einem Auslaßkanal 120 in Verbindung.

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An seinem unteren Ende stellt das zylindrische Gehäuse 112 über einen geneigten Kanal oder eine geneigte Kammer 118· mit einem säulen- oder schaohtförmigen Behälter 114 in Verbindung, der eine Fließbett-KUhlzone 113 enthält· Im Grund dieser Zone ist ein zweiter Verteiler 126, der aus einer geneigten Platte bestehtj angeordnet. Unterhalb des Verteilers 126 befindet sich ein Gaekasten 125 mit einer daran angeschlossenen Zuleitung. 136₀ Bas obere Ende dea Schachts 114 ist über einen Kanal 116 mit lern oberen Ende äes Bjlindrischen Gehäuse 112 waä mit iem Aaslaikanal 120 verbunden· An das'untere Ende des SohaoSits 114 sohlieSt aia äub-'" laßkanal 122 an.

An der Seite des syliadrlseliea @©laäiis®o 112,1>efiMet @±®h ein Einlaß 128, auroli dass. fltaMieisrfoai·©© Bettaaterial äer Fließbettzone 111 gugeiükit vj@w&m lsaaa₆

Durch "eine Leitung 132 .an äer OGitanwaai fies &@häas@nä 11B unterhalb des Einlasses 1S8 ταΐνά ier PiieSbettsoa© 111 flüs siger oder gasförmiger Brennstoff zugeführt_s während ä&T A"b fall durch ein Eohr 150 in die HieBbettzone 1-11 gelangt«,

Im Betrieb der Verbrennungesanla-g© wirä lluidisi©rga®_P Z₀Ba Luft,-in getrennten Ströaea in" die SlieSbsttzoa©" 111 und die Zone 113 durch di© Verteiler 124 bsu_o. 126 eingeleitete Das lluidisiergas bringt, össs- B®ttaa te rial ₉. Z₀B₀ Saadteilcliea. die eine hohe Wärmekapazität, habon und somit aasu-beitrsgea₉ eine relatiY gleichförmig© Verbrennung ohne lücksieht auf die latur des zu verbrennenden Abfalls aufrechtzuerhalten zum Fließen» ..".'_ . ■ .. ■

Die temperatur im Bett 111 νιίτά ®o gsifjähltp daß ©ias mög"= liehst .vollkommene Yerbreimung des durek das Holir 130 sugeführten Abfalls erreicht wircL Durch die"Wirbelung im Bett 111 wird eine ausgezeichnet© Mischung ö,®s Abfalls mit den

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Betteilclien erhalten, waa eine wirksame Verbrennung dea brennbaren Materials zu .isoheteilchen begünstigt.

Diese Ascheteilchen und andere unverbrennbaren Bestandteile gelangen rom Ofen-?ließbett 111 entlang der geneigten Kammer 118 zum Kühlbett 113, das beispielsweise durch vom Verteiler 126 kommende Luft fluidisiert ist. Der auf diese Welse gekühlte Strom von Abfall und nichtbrennbaren Materialien gelangt dann zu dem lotrechten Auslaßkanal 122« Die abgekühlten Materialien können dann in geeigneter Weis» gehandhabt und Asch« sowie nichtbrennbare Bestandteile können Ton dem Bettmaterial abgesondert werden·

Antriebskraft für dl« Bewegung der Asche und niehtbrennlaaren Seils duroh dia geneigt« Jammer 113 wird durch den Druckabfall in dieser Xa mn er geliefert, da die Höhe dea Hauptbetta 111 über dem Verteiler 124 größer als die Höhe des Betts 113 la Schacht 114 über dem Verteiler 126 ist, wia Jig. 4, la. der der Höhenunterschied mit *X>* angegeben ist, zeigt. Damit werden die Materialien au einer Bewegung in Sichtung zum Auslad 122 hin gezwungen«

Das ?luldisiergas, das durch das Kühlbett 113 in dan Kanal 116 strömt, kann mit dem dan Ofan 110 Terlassenden heißen !Fluid lala rga β gemischt werden. Das auf diese Weise entstehende und Is. den Auslaßkanal 120 gelangende Abgas hat eine ausreichend niedrige temperatur, so daß es in eine O-asreinlgungB-7orrichtung eintraten kann, ohne daß eine weitere Kühlung notwendig i3t·

Um dia notwendige Arbeitahöhe für das Hauptbett 111 aufrechtzuerhalten, kann zusätzliches Settaaterial durch den Einlaß 128 dem Bett zugeführt werdan«

¥enn der Ofen 110 in Betrieb gesetzt wird, ao i3t der Spiegel BAD ORIGINAL _{Copy Λ}

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des Betta 111 mit dem das Betts 113 gleich. Auf Grund der Neigung der Kammer 118 ist aber die Höhe des Betts 111 über dem Verteiler 124 geringer als die Höhe des Kühlbetts 113 über dem Verteiler 126_O Anfangs wird Fluidisiergas durch den Verteiler 124 geleistet, um das Bett 111 zum Fließen zu bringen, und ebenso wird Fluidisiergas durch den Verteiler 126 geführt, um das Kühlbett 113 zum Fließen zu bringen. Der lotrechte Auslaß 122 ist geschlossen, so daß ein Abzug von irgendwelchem Material entlang der Kammer 118 nioht möglioh ist. Infolge des größeren Drucks an tier Oberfläche des Verteilers 126 gegenüber dem Druck an der Oberfläche des Verteilers 124 wird ein Teil der über den Verteiler 126 zugeführten luft aufwärts durch die Kammer zum Ofen-Fließbett 111 atrö'men.

Auf diese Weise wird während des Inbetriebsetzens das Hauptbett 111 zusätzlich mit Fluidisiergas versorgt, was notwendig ist, um den Fließvorgang einzuleiten.

Die Geschwindigkeit des durch den Verteiler 124 strömenden Fluidisiergases kann damit in Anpassung an die normalen Betriebsbedingungen der Anlage gewählt werden, während die gesamte durch die Verteiler 124, 126 strömende Menge an Fluidisiergas so gewählt werden kann, daß die minimale, für die Fluidisierung beim Anfahren notwendige Oberflächengeachwindigkeit vorliegt. Damit wird das Problem, einen Verteiler für das Ofen—Fließbett 111 vorzusehen, der ausreichend groß ist, um während der Inbetriebsetzung eine ausreichende Menge an Fluidisiergas zu liefern, während er zugleich für den Normalbetrieb eine ideale Geschwindigkeit bringen soll, beseitigt.

Wie zu erkennen ist, ist die Verbrennungeanlage in ihrem Aufbau einfach. Sie ist jedoch höchst wirksam für die Verbrennung von teilweise brennbaren Abfällen, wobei ea möglioh ist, die nichtbrennbaren Materialien kontinuierlich aus dem Ofen-Fließ-

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bett zu entfernen und zu kühlen.

Der in Pig. 6 gezeigte Ofen 210 hat ein Haupt-Fließbett 212, eine geneigte Kammer 214 und einen Schacht 216, durch den Fluidisiergaae strömen, um hitzebeständige Teilchen und nichtbrennbares Material aus dem Haupt-Fließbett zu fluidisieren und zu kühlen.

Im Betrieb wird Fluidisierungaluft von einem Gebläse 218 in eine Leitung 220 und von hier in eine Leitung 222, die zu einem Luftkasten 224 führt, gefördert. Gleichzeitig gelangt aua der Leitung 220 Fluidisierungsluft in eine Leitung 226, die zu einem Luftkaaten 228 unterhalb des Haupt-Pließbetta 212 führt.

Die dem Luftkasten 224 zugefUhrte Fluidiaierungaluft gelangt durch Verteilerplatten 232 am unteren Ende der geneigten Kammer 214 in den Schacht 216.

Die dem Luftkasten 228 zugeführte Fluidisierungsluft atrömt durch Verteilerplatten 240 am unteren Ende des Haupt-Fließbetts 212 in dieses ein.

Die oberen Enden des das Haupt-Fließbett 212 enthaltenden Raumes und des Schachts 216 stehen mit einem gemeinsamen Zug 246 in Verbindung. Damit mischen sich die heißen Verbrennungsgase aus dem Haupt-Fließbett 212 mit den durch den Schacht strömenden kühleren Fluidiaiergasen, ao daß ein relativ kühles Abgas erhalten wird, das einem Zyklonabschneider 248 zur Ausscheidung von Staub und mitgeführten Teilchen zugeführt wird. Durch die Zuleitung 250 wird dem Haupt-Fließbett flüssiger oder gasförmiger Brennstoff zugeführt, während zu verbrennender Abfall über eine Rutsche 252 in einen Trichter 254 und von hier zu einem Förderer 256 mit durch den Motor 260 angetriebener Sohnecke 258 gelangt. Der Schneckenförderer 256 iat

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unter einem Winkel, zwischen 30° und 45° zur Horizontalen geneigt angeordnet, ig daß in den ?örderer eingebrachter Abfall aufwärts dem Haupt-?lie3bett zugeführt wird. Die Neigung des Förderers verhindert, dall eich entlang diesem bei seinem HaL1 feuer ausbreiten kann, da nahe dem Ende des Förderers sich eine fasche von CQg-^aa bildet und inerte, hitzebeständige ieilchea in den förderer fallen können.

Hitzebeatändiga Teilchen und lichtbrennbarea gelangen aus dem Schacht .216 abwärts zu einem OfsnaualaS 261 und zu eine? Materialauatrag-itontrollatella 262· Die feilchen und das Iichtbrennbare warden ainea Sieb 264 zugeführt, wo die FlieSbetteilehen vom nichtbrannbaren Material, das in einen Behälter 266 fallen kann» getrennt werden. Die abgeschiedenen lliaSbetteilchen werden an einem Torratabehälter 268 zurückgeführt, aus dem sie durch einen Schneckenförderer in einen Kanal 272 und von diesem in daa Haupt-]?lieflbett gefördert werden.

Um überschüsaige» ia OfenaualaS 261 abwärts strömende Kühlluft zu entfernen, wird eine Luftleitung 274- zum Sammeln der Luft vorgesehen. Diese Leitung 274 führt zum Kanal 272, durch dan dia hitssebeständigen fauchen ia daa fließbett eingebracht werden, lam zu verhindern, daJ während das linbringens dieser teilchen heiäe G-ase aus dem Bett entweichen können.

Der Betrieb dieser Terbrennungaanlags ist dem dar in dan 4 und 5 schematisch gezeigten Anlage gleichartig« Srsnnstoff ((Jas oder Öl) wird, wenn notwendig, zugeführt, um dia Verbrennung aufrechtzuerhalten, und die famperatur das Pliaübetts wird so gewählt, da3 eine möglichst vollkommene Verbrennungde3 Abfalls sichergestellt ist.

Die Seigung der Kammer 214 bringt es mit sich, daS anfangs der Spiegel des Haupt-?lie3befts 212 mit dem Spiegel das

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Fließbetts im Schacht 216 gleich ist. Damit wird auf Grund des größeren Drucks an der Grundfläche des Schachts 216 im Vergleich mit dem Druck am Boden des Haupt-Fließbetts 212 während des Inbetriebsetzens der Anlage durch den Verteiler 232 strömendes Fluidisiergas in das Haupt-Fließbett 212 gelangen, um den anfänglichen Fluidiaiervorgang zu unterstützen.

Im normalen Betrieb ist die Höhe des Fließbetts im Schacht geringer als die Höhe des Haupt-Fließbetts, da Fließbettteilchen und Nichtbrennbares abgezogen werden, die bei Verlassen deß Haupt-Fließbetts somit entlang der geneigten Kammer in den Schacht strömen müssen, in dem sie vor ihrem Austrag aus dem Ofen gekühlt werden.

Auch diese Anlage ist einfach und doch sehr wirksam für die Verbrennung von Abfall aus brennbaren und nichtbrennbaren Materialien.

- Patentansprüche -

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Claims (12)

1. DIPL. ING. WALTER MEISSNER ₉ 9i DIPL. ING. HERBERT TISCHER

   DIPL. ING. PETER E. MEISSNER MDNCHEN

   DIPL. ING. H.-JOACHIM PRESTING BERLIN

   Jl Ul 1372

   ;RTSTRA8SE 22

   Patentansprüche s

   1 BERLIN 33 (GRUNEWALD), derf» HERBERTSTRA8SE 22

   Abfallbeseitigungsanlage, gekennzeichnet durch ein Fließbett (14» 111, 212) aus hitzebeständigen Teilchen, durch einen Abfalleinlaß (20, 130), der so angeordnet ist, daß der für eine Verbrennung vorgesehene Abfall in das im fließenden Zustand befindliche Bett (14, 111, 212) innerhalb der Fließzone gelangt, durch Einrichtungen (16, 123, 228) zur Zufuhr von Fluidisiergasen, die das Bett zum Fließen bringen und die Verbrennung von brennbaren Bestandteilen im Abfall unterhalten, durch Einrichtungen (24, 132, 250) zur Zufuhr von Brennstoff (Gas und/oder Öl) zur etwa erforderlichen Aufrechterhaltung der Verbrennung, durch eine Kammer (18, 118, 214), in der heiße hitzbeständige -Teilchen und nichtbrennbare Bestandteile (32) des Abfalls zu ihrer Kühlung vor Austrag aus dem Ofen (10, 110, 210) gesammelt werden, und durch Einrichtungen (30, 128, 272) zur Zufuhr von hitzebestänigen Teilchen zum Fließbett (14, 111, 212) als Ersatz für die in der Kammer (18, 118, 214) angesammelten Teilchen.
2. 2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (18, 118, 214) einen Auslaß (19, 122, 261) zum Abv zug von hitzebeständigen Teilchen und nichtbrennbaren Bestandteilen des Abfalls aufweist, der von dem Bereich der Kammer (18, 118, 214), in den die hitzbeständigen Teilchen und der nichtbrennbare Abfall gelangen, weit genug ent-

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   ^{BUro Ber}"ⁿ 309824/0431

   Fernsprecher: 885 60 37 / 888 23 82 Bankkonto: W. Meissner, Berliner Bank AQ, Depkä 36 Postscheckkonto:

   Drahtwort: Invention Berlin Berlln-Halensee., Kurfüretendamm 130, Konto-Nr. 95 716 W. Meissner, Berlin West 122 82

   fernt ist, damit ein Abzug von kühlem Material durch, den Auslaß (19, 122, 261) möglich ist.
3. 3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (18, 118, 214) eine solche Neigung hat, daß bei Abzug eines Postens von abgekühltem Material durch den Auslaß (19, 122, 261) hitzebeständige Teilchen und nichtbrennbares Abfallmaterial in der Kammer (18, 118, 214) verbleiben und eine ein wesentliches Entweichen von Fluidisiergas verhindernde Abdichtung bilden.
4. 4» Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß das fluidisiergas einem Wärmeaustausch (36, 38, 40) mit den heißen, vom fließbett austretenden Gasen ausgesetzt wird.
5. 5. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (118, 214) einen Durchgang bildet, der zu einem Schacht (114, 216) führt, in den heiße hitzebeständige Teilchen und unverbrennbares Abfallmaterial gelangen und der mit einer Zuleitung (125, 224) für Pluidisiergas zum Fluidisieren und Kühlen der in dem Schacht befindlichen Materialien versehen ist.
6. 6. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die oberen Enden des das Fließbett (111, 212) enthaltenden Raumes und des Schachts (114, 216) an einen gemeinsamen Auslaßzug (116, 246) angeschlossen sind.
7. 7· Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß am Boden des Fließbetts (111_t 212) und des Schachts (114, 216) geneigte Fluidisiergasverteiler (124, 126, 232, 240) angeordnet sind, deren Neigungswinkel gegenüber der Horizontalen größer iat als der Schüttwinkel

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   der hitzebeständigen Fließbetteilchen. '
8. 8. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (118, 214) in der Richtung vom Fließbett (111, 212) zum Schacht (114, 216) hin geneigt ist, so daß im Betrieb die G-esamthöhe des Fließbetts (111, 212) größer als die des Fließbetts im Schacht ist»
9. 9. Anlage nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schacht (216) mit einem Auslaß (261) für abgekühlte Fließbetteilchen und nichtbrennbares Abfallmaterial versehen ist und daß eine Sammelleitung (274) für Kühlluft vorgesehen ist, die durch diesen Auslaß (261) anstatt durch den Schacht (216) abströmende Kühlluft abzieht.
10. 10. Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammelleitung (274) zu Besichtigungseinrichtungen zu deren Kühlung und/oder zu Einrichtungen (272) für die Beschickung des Fließbetts mit hitzebeständigen Teilchen führt, so daß die diesen Einrichtungen zugeführte Luft ein Entweichen heißer Gase während der Beschickung verhindert.
11. 11. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Abfall mittels eines Schneckenförderers (256), der so geneigt ist, daß der Abfall aufwärts zum Einlaß geführt wird, eingebracht wird·
12. 12. Anlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung des Schneckenförderers (256) im Bereich zwischen 30° und 45° gegenüber der Horizontalen liegt

    13o Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadfi/ch

    f £ zeichnet, daß die hitzebeständigen Teilchen ftifs S

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    ORtGiNAL