DE2303834C2

DE2303834C2 - Verbrennungsofen für Abfallstoffe

Info

Publication number: DE2303834C2
Application number: DE2303834A
Authority: DE
Inventors: Abner B. Greensburg Pa. Turner
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1972-01-31
Filing date: 1973-01-26
Publication date: 1981-09-17
Also published as: US3774555A; AU476414B2; GB1367053A; CA961702A; JPS4887683A; DE2303834A1; JPS5411993B2; AU5086973A

Description

Die Erfindung betrifft einen Verbrennungsofen für Abfallstoffe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein aus der DE-OS 15 51845 bekannter Verbrennungsofen dieser Gattung ist als Drehtrommelofen ausgebildet und weist eine die Ofenkammer bildende, um ihre Achse umlaufende Drehtrommel, eine an dem eintrittsseitigen Drehtrommelende angeordnete feststehende Vorkammer mit einem Beschickungstrichter, Luftzuführungen und einer Heizeinrichtung zur Zufuhr von Verbrennungswärme zur Ofenkammer, und eine am austrittsseitigen Drehtrommelende angeordnete feststehende Nachbrennkammer zur Nachverbrennung gasförmiger Verbrennungsprodukte vor deren Austritt durch eine Abzugsöffnung auf. Die bezüglich der Horizontalen etwas geneigte Drehtrommel bildet gleichzeitig eine Fördereinrichtung zum Hindurchfördern der Abfallstoffe durch die von ihr gebildete Ofenkammer. Die ausfallende Asche wird im Bodenteil der Naehbrennkammer gesammelt,

Verbrennungsöfen für Abfallstoffe finden beispielsweise in großen Industriebetrieben zur Beseitigung von Industrierückständen und auch zur Verbrennung der Feststoffrückstände aus Abwasserbeseitigungsanlngen, beispielsweise auf Schiffen, Anwendung. Da solche Abfallstoffe nur unter Zufuhr zusätzlicher Verbrennungswärme verbrannt werden können, stellt sich insbesondere bei kleinen, kompakten Verbrenniings-

öfen das Problem, wie sich ein möglichst wirtschaftlicher Betrieb erreichen läßt, wobei gleichzeitig das Erfordernis einer vollständigen Verbrennung zur Erzielung geruchfreier Abgase ein wichtiges Erfordernis darstellt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Verbrennungsofen für Abfallstoffe der eingangs genannten Gattung so auszubilden, daß sich ein gegenüber dem Stand eier Technik wirtschaftlicherer Betrieb bei vollständiger Verbrennung der Abfallstoffe erreichen läßt

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebene Anordnung gelöst.

Diese erfindungsgemäße Anordnung bringt den Vorteil eines sehr kompakten Ofenaufbaus und somit einer sehr günstigen Energiebilanz. Dies wird auch durch die Merkmale der Ansprüche 2 und 3 unterstützt. Abgesehen davon, daß durch den kompakten Aufbau auch die Herstellungskosten des Ofens niedrig gehalten werden können, findet eine optimale Wärmeausnutzung zur Luftvorwärmung und zur Nachverbrennung der gasförmigen Verbrennungsprodukte statt, und aufgrund der so erzielten günstigen Energiebilanz wird der Fremdenergiebedarf des Verbrennungsofens, der zum Ingangbringen und Inganghalten des Verbrennungsvorgangs erforderlich ist, auf ein Minimum reduziert Darüberhinaus wird aber auch die Regelbarkeit des Verbrennungsablaufs verbessert.

Die Verwendung einer umlaufenden Förderschnecke als Fördereinrichtung in einer feststehenden Ofenkammer ist aus der US-PS 30 20 212 an sich bekannt die aber keinen Verbrennungsofen, sondern vielmehr einen Ofen betrifft, in welchem Abfallstoffe praktisch unter Luftabschluß verkohlt und teilweise destilliert werden, um daraus wiederum als Brennstoffe verwendbare feste Produkte sowie Kreosot als flüssiges Destillationöprodukt zu gewinnen. Dieser bekannte Ofen hat natürlich keine Luftzufuhreinrichtung ur.d auci keine Nachbrenneinrichtung für gasförmige Verbrennungsprodukte.

Zwei Ausführungsbeispiele dei Erfindung werden nachstehend mit Bezug auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen dii;

F i g. 1 und 2 ein erstes Ofenausführungsbeispiel im Längs- und im Querschnitt, und die

F i g. 3 und 4 ein zweites Ofenausführungsbeispiel im Längsschnitt und in Stirnansicht.

Der in den F i g. I und 2 dargestellte Verbrennungsofen 10, der insbesondere zur Verbrennung von bei der Abwasseraufbereitung anfallenden Feststoffen geeignet ist, weist eine auf einem Sockel 12 sitzende Ofenkammer 14 auf, die mit einer Beschickungsöffnung 16 versehen ist, durch welche die zu verbrennenden Feststoffe auf das hintere Ende eines Schneckenförderers 18 fallen, der diese Feststoffe in Längsrichtung durch die Ofenkammer hindurch auf eine in einen Aschebehälter 22 ausmündende Ascheausfallöffnung 20 zu fördert. Die äußere Zufuhr von Verbrennungswärme zur Ofenkammer 14 zur Verbrennung der Feststoffe erfolgt mit Hilfe elektrischer Heizelemente 24, die entlang der Außenwandung vorzugsweise des unteren Teils der Ofenkammer 14 angeordnet und durch Bänder 54 gehaltert sind. Zur Verbrennungsluftzufuhr wird Luft durch eine Zuluftöffnung 26 mit einem Gebläse 63 in eine Vorwärmkammer 60 und sodann durch eine Eintrittsöffnung 28 in die Ofenkamnier 14 eingeleitet. Die Abgase aus der Ofenkammer gelangen durch eine Austrittsöffnung 30 in eine Nachbrennkammer 32 zur Nachverbren-

nung der gasförmigen Verbrennungsprodukte und schließlich durch eine Abzugsöffnung 34 in die Außenluft.

Der Sockel 12 ist beispielsweise durch Stützen 36 unterstützt. Die Ofenkammer 14 ist zylindrisch und die ■"> Beschickungsöffnung 16 und die Lufteintrittsöffnung 28 sind beide am gleichen Ende der Ofenkammer angeordnet, so daß die zu verbrennenden Feststoffe und die Verbrennungsluft die Ofenkammer gleichsinnig durchlaufen. m

Der Schneckenförderer 18 weist eine Welle 40 und eine Föi-derschnecke 38 auf, die mittels radialer Streben 42 an der Welle 40 befestigt ist. Die radial innere Förderschneckenkante hat einen wesentlichen Abstand zur Welle 40, während die äußere Förderschneckenkan- ι ϊ te nahe der zylindrischen Innenwandung der Ofenkammer verläuft. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß, wenn die Ofenkammer je nach der Art der zu verbrennenden Feststoffe auf etwa 430⁰C bis 540° C aufgeheizt ist, die Außenkante der Förderschnecke 38 aufgrund der Wärmedehnung die Ofenkamrnerwandung gerade leicht berührt Die Welle 40 ist .-.«it ihren beiden Enden auf Wellenzapfen 44 befestigt, die in Lagern 46 an den Stirnwänden 48 der Ofenkammer gelagert sind. Der eine Wellenzapfen ist über ein :ϊ Untersetzungsgetriebe 52 mit einem Motor 50 gekuppelt.

In der Vorwärmkammer 60, die außen von schweren Stahlplatten oder Isolierplatten 56 und 58 begrenzt ist, wird die zugeführte Verbrennungsluft vor dem Eintre- 1» ten in die Ofenkammer mit Hilfe von Abwärme aus der Ofenkammer vorgewärmt, indem die Luft über die gesamte Ofenkammerlänge über die heißen Außenwandungen der Ofenkammer und der Nachbrennkammer strömen muß, bevor sie durch die Eintrittsöffnung 28 in j> die Ofenkammer eintritt.

Die Nachbrennkammer 32 ist durch eine im Querschnitt halbkreisförmige, auf die Ofenkammer aufgesetzte Haube 62 begrenzt. Bei einer etwa konstanten Jfenkammertemperatur von 430°C bis 540°C liegt die Temperatur in der Nachbrennkammer 32 im Bereich von etwa 320°C bis 43O⁰C und ist somit ausreichend hoch, um die aus der Ofenkammer 14 abziehenden, noch unverbrannten Gase zu verbrennen.

Zur Sicherstellung einer vollständigen Nachverbrennung aller aus der Ofenkammer abziehenden Gase kann die Nachbrennkammer 32 mit einem Zusatzheizelement 65 ausgestattet sein, womit die Nachbrennkammertemperatur beispielsweise auf etwa 760°C angehoben werden kann.

Der Schneckenförderer 18 unterstützt die vollständige Verbrennung der Feststoffe in der Ofenkammer dadurch, daß er infolge seiner Drehung Klumpen zerkleinert, die sonst nur an ihrer Oberfläche verbrennen und eine verkohlte, die weitere Verbrennung verhindernde Oberflächenschicht bilden.

Bei dem eben beschriebenen Ofen sind sowohl die Ofenkammertemperatur als auch die Verweilzeii der Feststoffe in der Ofenkammer leicht regelbar und der Art der jeweils zu verbrennenden Feststoffe anpaßbar.

Typische Daten eines praktischen Ausführungsbeispiels eines Verbrennungsofens der eben beschriebenen Art sind eine Ofenkammerlänge von 60 cm, ein Ofenkammerdurchmesser von 15--:n, eine Ofenkarnmertemperatur von 430°C bis 5*Q°C, und eine Verweilzeit der zu verbrennenden Abfallstoffe in der Ofenkammer von 12 min bei einer Förderschneckendrehzahl von 0,5 U/min.

Bei dem in den F i g. 3 und 4 dargestellten Verbrennungsofen sind die der Ofenkammer zugeordneten Heizelemente als gut wärmeleitend an der Außenwandung der Ofenkammer befestigte, bandförmige und die Ofenkammer garn oder teilweise umschließende Heizelemente 70 ausgebildet. Die von Platten 72 begrenzte Vorwärmkammer 60, die unmittelbar an die Ofenkammer angrenzt, erstreckt sich entlang der Ofenkammer und mündet in das untere Ende eines Beschickungsschachtes 16. Als Nachbrennkammer dient bei diesem Ausführungsbeispiel ein Schornstein 74 mit einem darin angeordneten Heizelement 76, das in einer mit Bezug auf die Schornsteinachse geneigten Ebene angeordnet ist. Die aufrechtstehende Orientierung der als Schornstein ausgebildeten Nachbrennkammer trägt zur Verbesserung des natürlichen Luftzuges bei und föP^rt die Strömung der vorgewärmten Verbrennungsluft und der aus der Ofenkammer abziehenden gasförmigen Verbrennungsprodukte.

Hierzu 2 BIaH Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verbrennungsofen für Abfallstoffe, mit einer liegend angeordneten rohrförmigen Ofenkammer, die an ihrem einen Ende mit einer Beschickungsöffnung und einer Luftzufuhreinrichtung und an ihrem anderen Ende mit einer Ascheausfallöffnung und einer Abzugsöffnung für gasförmige Verbrennungsprodukte in Verbindung steht und eine Fördereinrichtung zum Hindurchfördern der Abfallstoffe durch die Ofenkammer aufweist, weiter mit einer Heizeinrichtung zur Zufuhr von Verbrennungswärme zur Ofenkammer und mit einer Nachbrenneinrichtung für die gasförmigen Verbrennungsprodukte, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung eine in der feststehenden Ofenkammer (14) umlaufende Förderschnecke (38) ist, wie an sich bekannt, und daß die Heizeinrichtung auf der Außenwandung der Ofenkammer damit unmittelbar in wärmeleitender Verbindung angeordnete Heizelemente (24; 32; 70) und die Luftzufuhreinrichtung (26, 28, 60) eine entlang der Ofenkammer verlaufende und mit deren Außenwandung in direktem Wärmeaustausch stehende Vorwärmkammer (60) aufweist.

2. Verbrennungsofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in Längsrichtung der Ofenkammer in gegenseitigen Abständen angeordneten Heizelemente (70) jeweils bandförmig sind und sich mindestens teilweise um die Ofenkammer herum erstrecken.

3. Verbrennungsofen nach Einspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachbrenneinrichtung eine entlang der Außenwan^ung der Ofenkammer (14) verlaufende und mit dieser in unmittelbarem Wärmeaustausch stehende Nachbrennkammer (32) aufweist.