DE2300749C3 - Vertikalveraschungsofen für schlammartige Rückstände - Google Patents
Vertikalveraschungsofen für schlammartige RückständeInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Vertikalveraschungsofen für schlammartige Rückstände hohen
Flüssigkeitsgehaltes, der in seinem oberen Teil einen Ausgang für die Verbrennungsprodukte und -rückstände
aufweist, sowie ein Aufteilungssystem für die schlammartigen Rückstände, und in seinem unteren
Teil mit einem Rost versehen ist, der den gesamten Ofenquerschnitt ausfüllt und über einer Lufteinlaßkammer
und einer Brennstoffeinrichtung angeordnet ist, die Brennstoff in die Öffnungen des Rostes einspritzt.
Bei einem bekannten Veraschungsofen dieser Art (DE-OS 1 526060) wird der Schlamm in einer Hilfswirbelschicht
hoher Temperatur verbrannt. Aufgrund dieser Wirbelschicht können sich auf dem Rost keine
Flammen bilden. Nur ein kleiner Teil des in die öffnungen des Rosts eingespritzten Brennstoffs brennt
vor Erreichen der Wirbelschicht, der andere Teil verteilt sich und verbrennt in der Wirbelschicht, deren
Durchschnittstemperatur weit unterhalb der Flammtemperatur eines Brenners Hegt. Es besteht deshalb
die Gefahr, daß bestimmte Bestandteile der schlammartigen Rückstände überhaupt nicht brennen.
Diese Veraschungsofen haben noch weitere Nachteile: Sie müssen nicht nut Vorrichtungen zum Ein-
und Abführen der die Wirbelschicht bildenden Hilfsmaterialien aufweisen, sondern es bedarf auch noch
einer zusätzlichen Gebläseleistung, um die Wirbelung zu gewährleisten und die beträchtlichen Leistungsverluste
am Rost auszugleichen, die zur Erzielung einer guten Verteilung der Wirbelungsluft notwendig ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, in einem Vertikalveraschungsofen
die bisher erforderliche Hilfswirbelschicht durch ein Aufteilungssystem entbehrlich zu
machen, das die Fchlammartigen Rückstände den aufsteigenden Brer.nergasen im Gegenstrom derart zusetzt,
daß sie den Brenner erreichen, aber nicht durchdringen.
Der erfindungsgemäße Vertikalveraschungsofen ist dadurch gekennzeichnet, daß das Aufteilungssystem
ein die schlammartigen Rückstände in Tröpfchen zer-
2". stäuoender und über den Ofenquerschnitt verteilender Zerstäuber, daß der gesamte Raum über dem Rost
freigelassen ist und die Tröpfchen mit den Flammen des in die Öffnungen des Rostes eingespritzten und
dort verbrennenden Brennstoffes in Kontakt kommen und daß die Gasgeschwindigkeit in den Öffnungen des
Rostes einen zum Verhindern des Hineinfallens der Tröpfchen in diese Öffnungen ausreichenden Wert
hat.
Der erfindungsgemäße Vertikalveraschungsofen hat nicht nur im Vergleich mit einem Veraschungsofen
mit Hilfswirbelschicht einen wesentlich vereinfachten Aufbau, sondern auch wegen dem Wegfall der sonst
notwendigen Gebläseleistung einen wesentlich geringeren Energieverbrauch. Auch bei der Veraschung
von körnige Substanzen enthaltenden Rückständen gewährleistet der Aufbau des Ofens eine sichere
Veraschung bei hoher Betriebssicherheit. Die Veraschung der Rückstände erfolgt nämlich während des
Fallens der Tröpfchen unter dem Einfluß der Schwerkraft im Gegenstrom der Verbrennungsgase in drei
Stufen: Zunächst wird den Tröpfchen das Wasser durch Verdampfen entzogen, anschließend verbrennen
die organischen Stoffe, und im 3ereich der Brenner werden schließlich die Mineralstoffe verbrannt.
so Die Gasgeschwindigkeit der Verbrennungsgase sorgt nicht nur dafür, daß die Tröpfchen nicht die Öffnungen
des Rostes und die Brenner verstopfen, sondern auch für einen sicheren Ausstoß der Verbrennungsprodukte durch den oberen Ausgang des Vertikalver-
aschungsofens.
Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Die Zuführung
der schlammartigen Rückstände und eines unter Druck stehenden Fluids zur Zerstäubung der Rück-
bo stände in Tröpfchen kann mit Hilfe eines Mischzerstäubers
vorgenommen werden, der mit Zentrifugalkraft arbeitet. Dieser Mischzerstäuber kann aus einem
Doppelgehäuse bestehen, von denen das innenliegende Gehäuse mit einem Tangentialzulauf und einer
b5 axialen Ausgangsöffnung für die Rückstände und das
außenliegende Gehäuse mit einem Zulauf für das Fluid unter Druck und einer axialen Ausgangsöffnung
versehen ist, die mit derjenigen des ersten Gehäuses
fluchtet. Der Tröpfchendurchmesser, von dem der einwandfreie Betrieb des Veraschungsofens abhängt,
ist durch den Durchsatz an Fluid unter Druck geregelt.
Im folgenden wird eine Ausführungsform des erf indungsgemäßen
Vertikalveraschungsofens anhand der Zeichnungen ausführlich erläuteri. Es zeigt
Fig. 1 einen Schnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform des Vertikalveraschungsofens,
Fig. 2 einen Schnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform
des Zerstäubers, der den Zuführbehälter für die Rückstände und den Verteilerbehälter für
Druckluft darstellt, und
Fig. 3 eine die Stellung der Zulaufrohre für die Rückstände und Druckluft zeigende Draufsicht auf
den Zerstäuber.
Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch den Vertikalveraschungsofen mit einem Rost 1 und einer Vielzahl von
Brennern 2, die unterhalb der Brennrä'-me bildenden
Öffnungen 3 des Rostes angeordnet sind. Durch diese Verteilung der Brenner ist eine gleichbleibende Temperatur
über die gesamte Oberfläche des Rosts gewährleistet. Die Brennstoffzufuhrleitungen liegen
entweder in der Achse der Öffnungen des Rosts oder senkrecht zu ihr. Die Verbrennungsluft strömt durch
eine untere Öffnung 4 in ein Verteilergehäuse 5, das sie auf die verschiedenen Brenner verteilt. Die Verbrennungsluft
kann Umgebungstemperatur haben oder vorher mittels eines Wärmespeicher auf höhere
Temperatur gebracht worden sein, die nur durch die so Kennwerte des Wärmespeichers begrenzt ist.
Oberhalb des Rostes 1 ist ein Mischzerstäuber 6 angebracht, der die ihm über einen Tangentialzulauf 7
zugeführten zu verbrennenden schlammartigen Rückstände mittels Fliehkraft und Druckluft zerstäubt,
die durch eine Radialzuführung 8 oder eine Tangentialzuführung 9 zugeführt ist. Der Mischzerstäuber
6 sol! dabei keinen Nebel erzeugen, sondern die schlammaTtigen Rückstände nur in feine Tröpfchen
einstellbarer Größe dispergieren, so daß ihnen jeder Wassergehalt entzogen werden kann, bevor sie
mit dem Rost des Veraschungsofens in Berührung kommen. Bei den besprochenen Ausführungsformen
sind typische Tröpfchendurchmesser ca. 2 mm. An der Außenwand des Ofens angebrachte Schaurohre 12
ermöglichen eine Beobachtung des Rostes und damit eine Steuerung der Zerstäubung entsprechend der auf
dem Rost enthaltenen Ergebnisse.
Die Veraschung der schlammartigen Rückstände erfolgt in drei Stufen: w
- Verdampfen des Wassers -
- Verbrennen der organischen Stoffe -
- Verbrennen der Mineralstoffe.
Die erste Stufe findet unterhalb des Zerstäubers unter dem Gegendruck der im Vertikalveraschungsofen
von unten nach oben aufsteigenden Verbrennungsgase statt, deren Richtung durch Pfeile 13 angegeben
wird. Die Geschwindigkeit in diesem Bereich des Ofens ist verhältnismäßig gering, sie beträgt ca.
2 m/S, damit die aus dem Mischzerstäuber austreten- t>o
den Tröpfchen unter Einfluß der Schwerkraft bis auf das obere Niveau des Rostes abfallen und während
ihres Durchlaufs entwässert werden können.
Die Verbrennung der in den Rückständen enthaltenen organischen Stoffe findet in Abhängigkeit von
ihrer Entzündungstemperatur und ihrer Zusammensetzung auf verschiedenen Niveaus des Ofens statt.
Diese Verbrennung findet auf ungeregelte Weise statt: Im Gegenstromprinzip bei der oben beschriebenen
Entwässerungsstufe bei bestimmten organischen Stoffen und im Parallelstromprinzip bei anderen organischen
Stoffen, die in dem zwischen dem Mischzerstäuber und dem Oberteil des Ofens befindlichen Teil
verbrennen. Die sich nach dem Wasserentzug weiter in Richtung auf den Rost bewegenden Mineralstoffe
fallen in die Flammen der Brenner hinab und werden dabei für sehr kurze Zeit auf eine hohe Temperatur
gebracht, dabei verbrannt und anschließend wieder zum Oberteil des Ofens zurückgeleitet, wo sie durch
eine Öffnung 14 abgeführt werden.
Die Brenner 2 und Öffnungen 3 des Rostes 1 sind so ausgebildet, daß aufgrund der entstehenden
Flammgeschwindigkeiten die bei der Veraschung der pulverisierten Rückstände herrührenden pulverförmigen
Aschen nicht in die Arbeitsöffnungen fallen können, sondern zum oberen Teil des Ofens zurückgeleitet
werden und dort zusammen mit den Verbrennungsgasen ausgestoßen werden, die mit dem von den
Rückständen stammenden Wasserdampf gemischt sind.
Fig. 2 und 3 zeigen den Aufbau des aus einem Doppelgehäuse bestehenden Mischzerstäubers 6 im
einzelnen. Das erste Gehäuse wird über einen Tangentiallauf 7 mit den zu verbrennenden schlammartigen
Rückständen versorgt, während das zweite Gehäuse mit einer Radialzuführung 8 oder einer
Tangentialzuführung 9 für Druckluft versehen ist. Das
erste Gehäuse hat eine Ausgangsöffnung 10, deren Durchmesser in Abhängigkeit vom Durchsatz der
Rückstände veiändert werden kann. Diese Ausgangsöffnung
ist verhältnismäßig groß, so daß auch körnige Substanzen enthaltende Rückstände ohne vorheriges
Sieben aufgenommen werden können. Die schlammartigen Rückstände verlassen die Ausgangsöffnung 10
des ersten Gehäuses auf einem Hohlkegelmantel, so daß keine gute Verteilung der schlammartigen Rückstände
über die gesamte Rostoberfläche gegeben wäre. Deshalb werden die Rückstände durch das mit
einer Ausgangsöffnung 11 für die kompensierte Flüssigkeit versehene zweite Gehäuse unter Einfluß der
Druckluft verteilt und derart aufgelöst, daß kleine Tröpfchen entstehen, die über die gesamte Rostoberfläche
verteilt sind. Die Tröpfengröße ist beeinflußbar und hängt vom Durchsatz an zugeführtem komprimiertem
Gas ab, der wiederum in Abhängigkeit von der Art der Rückstände und deren Gehalt an Trokkensubstanz
veränderlich ist.
Dieser Vertikalveraschungsofen ist immer dann anwendbar, wenn Rückstände mit hohem Flüssigkeitsgehalt
verascht werden sollen. Er ermöglicht weiterhin die Veraschung von Rückständen, die heterogen
sind und körnige Stoffe enthalten.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Vertikalveraschungsofen für schlammartige
Rückstände hohen Flüssigkeitsgehaltes, der in seinem oberen Teil einen Ausgang für die Verbrennungsprodukte
und -rückstände aufweist, sowie ein Aufteilungssystem für die schlammartigen
Rückstände, und in seinem unteren Teil mit einem Rost versehen ist, der den gesamten Ofenquerschnitt
ausfüllt und über einer Lufteinlaßkammer und einer Brennstoffeinrichtung angeordnet ist,
die Brennstoff in die öffnungen des Rostes einspritzt, dadurch gekennzeichnet, daß das
Aufteilungssystem ein die schlammartigen Rückstände in Tröpfchen zerstäubender und über den
Ofenquerschnitt verteilender Zerstäuber (6) ist, daß der gesamte Raum über dem Rost (1) freigelassen
ist und die Tröpfchen mit den Flammen des in die öffnungen (3) des Rostes (1) eingespritzten
und dort verbrennenden Brennstoffes in Kontakt kommen, und daß die Gasgeschwindigkeit in den
öffnungen des Rostes (1) einen zum Verhindern des Einfallens der Tröpfchen in diese Öffnungen
(3) ausreichenden Wert hat.
2. Veraschungsofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zerstäuber ein mit Zentrifugalkraft
arbeitender Mischzerstäuber (6) ist, dem zur Zerstäubung der schlammartigen Rückstände
in Tröpfchen ein Fluid unter Druck zugeführt ist.
3. Veraschungsofen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischzerstäuber (6) aus
einem Doppelgehäuse besteht, von denen das innenliegende erste Gehäuse mit einem Tangentialzulauf
(7) und einer axialen Ausgangsöffnung (10) für die Rückstände und das außenliegende zweite
Gehäuse mit einer Zuführung (8, 9) für das Fluid unter Druck und einer axialen Ausgangsöffnung
(11) versehen ist, die mit derjenigen des ersten Gehäuses fluchtet.
4. Veraschungsofen nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der
Tröpfchendurchmesser durch den Durchsatz am Fluid unter Druck geregelt ist.
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