DE2312156A1

DE2312156A1 - Ofen, insbesondere zum verbrennen von muell und klaerschlamm

Info

Publication number: DE2312156A1
Application number: DE2312156A
Authority: DE
Inventors: Paul Gunnar Waetterbaeck
Original assignee: Arbman Development AB
Current assignee: Arbman Development AB
Priority date: 1972-03-13
Filing date: 1973-03-12
Publication date: 1973-09-27
Also published as: JPS492373A; SE365604B; FR2175968A1; FR2175968B1; US3817192A; GB1411849A

Description

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ARBMAN DEVELOPMENT AB Stockholm (Schweden)

Ofen, insbesondere zum Verbrennen von Müll und Klärschlamm

Die Erfindung betrifft einen Ofen, der insbesondere zum Verbrennen τοη Müll und Klärschlamm bestimmt ist und einen im wesentlichen zylindrischen Brennraum mit mindestens einem im wesentlichen tangentialen Eintrittskanal für Brenngut und unter Druck stehende,, vorgewärmte Verbrennungsluft besitzt, ferner eine Zündeinrichtung, z.B. einen Ölbrenner, und einen in der Mitte des Ofens angeordneten 6-asaustrittskanal.

Aus der Offenlegungsschrift 2 051 381 ist bereits ein derartiger-Ofen bekannt, der eine große axiale länge und eine ziemlich komplizierte Konstruktion besitzt, wobei zur Aufrechterhaltung der Verbrennung eine Anzahl von in Axialabständen voneinander angeordneten Ventilatoren erforderlich ist.

Aus der schwedischen Patentschrift 332 481 ist ein Reaktor bekannt, der zur Wärmebehandlung von Schlamm dient und ein Gehäuse mit zwei Stirnwänden und einer sich in der Längsrichtung erstreckenden Innenwand besitzt, das einen Einsatz aus wärmeleitendem Material

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enthält, so daß zwischen den Gehäusewänden und der Außenfläche des Einsatzes ein. Gasraum, vorhanden ist. Hahe bei einem Ende des Gehäuses ist eine Vorrichtung zum.Einspritzen von Schlamm zu der Innenfläche des erhitzten Einsatzes hin vorgesehen. Die Spritzeinrichtung besitzt eine Düse, die einen ersten Kanal zur Aufnahme des Schlammes und einen in dem ersten Kanal angeordneten, zweiten Kanal zur Aufnahme von Druckluft besitzt. Die Düse ist so ausgebildet, daß sie einen Strahl zu der Innenfläche des erhitzten Einsatzes hin abgibt und daß sie sich selbst derart bewegt, daß der Strahl in einem gewählten Muster über die'Innenfläche des Einsatzes wandert.

Trotz ihrer relativ komplizierten Konstruktion ist diese bekannte Vorrichtung nur begrenzt anwendbar und kann die Verbrennung darin nur mit einem relativ niedrigen Wirkungsgrad durchgeführt werden.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines Ofens, in dem die genannten Nachteile vermieden sind und in dessen Brennraum eine intensive Verbrennung stattfindet, so daß das Brenngut praktisch vollständig verascht wird.

Eine weitere Aufgabe besteht in der Schaffung eines Ofens, in dem .die zugeführte Verbrennungsluft auch zum Kühlen des Ofens verwendet werden kann, so daß der Wärmehaushalt verbessert und das Ofenmaterial besser geschützt ist. '■■-.-

In einem Ofen der angegebenen Art nach einer Ausführungsform der Erfindung werden eintretende Sandteilchen und ähnliches unbrennbares Gut im Zusammenhang mit der Verbrennung abgetrennt, wobei diese Teilchen

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das Aufmahlen des Brennguts unterstützen können.

Zur Lösung dieser Aufgaben schafft die Erfindung einen Ofen, in dein die axiale Länge des zylindrischen Brennraums im wesentlichen ebensoeroß oder vorzugsweise kleiner ist als der Hadius dieses Raums, so daß zwischen dem im wesentlichen tangentialen Eintrittskanal und dem üustrittskanal eine spiralförmige Plamme vorhanden ist, die noch unverbrannte Teilchen enthält, die unter dem Einfluß der fliehkraft in dem äußeren Teil des Brennraums kreisen, sowie in hohem Grade verbrannte, stäubförmige Ascheteilchen, die im mittleren Bereich des Gaswirbels kreisen und durch den G-asaustrittskanal austreten.

Infolge seiner kompakten Ausführung hat der Ofen gegenüber den bekannten Öfen eine Anzahl von Vorteilen. So ist die spiralförmige Flamme von großer Länge und ermöglicht sie eine größere Kapazität ues üfens und eine solche Verbrennungszeit, daß die Teilchen während der intensiven Verbrennung in der Brennzone bleiben, bis die -leil-ehen. vollständig verascht sind. Die Temperatur in dem ^fen ist wesentlich, höher als bei einer üblichen Verbrennung. Man kann daher sagen, daß ein Ofen gemäß der Erfindung als Heißgaserzeuger arbeitet.

In der Praxis ist an dem tangentialen Eintritt skansl vorzugsweise eine Ablenkeinrichtung vorgesehen, die das eintretende Brenngut zu der Außenwand des Brennraums hin ablenkt» Biese Ablenkeinrichtung kann zweckmäßig von einer Verlängerung der Außenwand des Brennraums gebildet sein und ermöglicht den Eintritt von neuem Brenngut ohne eine Störung der Verbrennung.

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Auf der Außenseite jenes Teils der Außenwand des Brennraums, zu dem hin das -eintretende Brenngut ab- ^w gelenkt wird,, ist zweckmäßig ein Kanal zum Zuführen von vorgewärmter. Verbrennungsluft vorgesehen. Der genannte Wandteil ist ferner perforiert, so daß die Luft direkt zu dem eingetretenen Brenngut gelangt.

Die Verbrennungsluft unterstützt den Ver— brennungsVorgang und schützt ferner die^ perforierte Wand, indem die Luft eine Sperrschicht bildet, die eine direkte Berührung zwischen brennenden Teilchen und dem Wandt eil verhindert..

Vorzugsweise ist ein wesentlicher Teil des Brennraums von einem Kanal zum Zuführen von Verbrennungs— luft umgeben, die dem Brennraum Wärme entzieht und dadurch dessen Außenwand kühlt.

Weitere Merkmale der Erfindung ,gehen aus, :der nachstehenden Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele hervor- Dabei wird auf die* beigefügte schematische .Zeichnung "bezuggenommen,. In dieser zeigt

Fig.. 1 in einer Seitenansicht-, teilweise weggeschnitten, eine erste Ausführungsform eines erfindungs^ gemäßen Ofens mit einem im wesentlichen zylindrischen Brennraum, der eine horizontale Achse besit.zt.

2 zeigt den Ofen .gemäsß Whg* 1 in Besehickungsrichtung gesehen.

.. 3 zeigt in e inem Schnitt eiUne ander« führungsfßrm-, in welcher der im "weBentiLichen zylindri-sclhe Brennraum des Ofens eine vertikale Acihse

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Fig.· 4 zeigt den Ofen gemäß Fig. 3 in einem Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 3.

Der in den ^iguren 1 und 2 gezeigte Ofen zum Verbrennen von getrocknetem Klärschlamm oder Müll besitzt einen im wesentlichen zylindrischen Brennraum 1, der von "einem Mantel 2 aus säurefestem, nichtrostendem Material, z.B. einem geeigneten Stahl, begrenzt ist. Der Brennraum 1 ist mit einem im wesentlichen tangentialen Eintrittskanal 3 für das Brenngut versehen. In diesem Eintrittskanal ist eine Beschickungseinrichtung 4 vorgesehen, mit deren Hilfe der Klärschlamm in den Brennraum eingebracht wird. In der Nahe des Eintrittskanals ist ein Ölbrenner 5 angeordnet, der als Zündeinrichtung zum Einleiten der Verbrennung dient. Die axiale Länge des Brennraums 1 ist kleiner als sein Radius. Die Beschickungseinrichtung mündet zentral zwischen den beiden im wesentlichen ebenen Stirnwänden des Brennraums.

Mit Hilfe einer Ablenkeinrichtung 2a wird eingetretener Schlamm auswärts zu der Außenwand des Brennraums hin abgelenkt. Die Ablenkeinrichtung besteht aus einem von dem entgegengesetzten Teil des Brennraumsmantels kommenden Teil 2a desselben. Einer oder mehrere in E'ig. 1 nicht gezeigte Ventilatoren geben vorgewärmte Verbrennungsluft in den Brennraum ab. Von dem mittleren Teil des Brennraums erstreckt sich ein axialer Austrittskanal 9 ·

Bei der Verbrennung bildet sich eine spiralförmige Flamme, die noch unverbrannte Teilchen enthält, die infolge der Fliehkraft in dem äußeren Teil des Brennraums kreisen, und in hohem Grade-verbrannte, staubförmige Ascheteilchen, die im mittleren Bereich des Gaswirbels kreisen und den ^ufen im Lauf der Zeit durch den Austrittskanal 9 verlassen.

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Infolge der Verteilung des Schlammes in dem Brennraum, der hohen Temperatur, die erreicht wird, und der hohen Strömungsgeschwindigkeit der dem'Verbrennungs-Wirbel zugeführten Luft ist die Verbrennung sehr intensiv, so daß der Ofen eine viel höhere Verbrennungskapazität hat als bekannte Öfen.

In der Ausführungsform nach den figuren 3 und 4 hat der im wesentlichen zylindrische Brennraum eine vertikale Achse. Wie in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist der Brennraum mit einem tangentialen Eintrittskanal 3 versehen, der eine Beschickungseinrichtung 4 enthält, ferner mit einer Einrichtung 2a zum Ablenken des eingetretenen Schlamms und mit einer Zündeinrichtung, z.B. einem Ölbrenner 6. Die axiale Höhe des zylindrischen Teils des Brennraums ist wieder kleiner als dessen Radius. ' . '

Auf der Außenseite jenes Teils der Brennraumwand, zu dem hin das eingetretene Brenngut angelenkt wird, ist ein Kanal 10 zur Zuführung von vorgewärmter Verbrennungsluft unter Druck vorgesehen. An dieser Stelle -. ist der Brennraummantel mit Perforationslöchern 11 aus- ., gebildet, durch die hindurch die in dem Kanal 10 strömende Luft direkt zu dem eingetretenen Schlamm gelangen kann. Gleichzeitig wird der perforierte Mantelteil gekühlt und vor einer direkten Berührung mit brennenden Schlammteilchen geschützt.

Praktisch der ganze Brennraum 1 ist von einem Zuführungskanal 12 umgeben, in dem mit Hilfe von Ventilatoren 13 und 14 Verbrennungsluft umgewälzt wird. Dabei wird die Verbrennungsluft beträchtlich vorgewärmt, wobei sie den Brennraummantel kühlt. Die Umwälzung der Verbrennungsluft beginnt im Bereich des Austrittskanals 9 des

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Ofens, wo die stärkste Kühlung erforderlich ist. Schließlich tritt die Verbrennungsluft durch die Perforationslöcher 11 aus dem Kanal 10 in den Brennraum ein.

Der untere Teil des Ofens hat die Iorm eines sich abwärts verjüngenden Kegels. In diesem kegelförmigen unteren !eil werden in dem Schlamm enthaltender, unbrennbarer Sand und grobe Schlacketeilchen gesammelt. Dieses Gut wird mit Hilfe einer Ausbringeinrichtung 15 ausgebracht und gesammelt. Bevor der Sand sich im untere - Teil des Ofens ansammelt, nimmt er mindestens zum Texl an der Wirbelbildung in dem Ofen teil und unterstützt dadurch das Aufmahlen der zu verbrennenden Schlammteilchen.

Die Stirnwände des Ofens sind mit seinem Außenmantel durch federbelastete Schrauben vErbunden, so daß die starken Wärmebewegungen des ^ufenmaterials aufgenommen werden-

Die staubbeladenen Abgase des Ofens werden zweckmäßig einem Staubabscheider zugeführt. Die durch die Verbrennung in dem Ofen erzeugte, überschüssige Wärme kann auf geeignete Weise verwendet werden.

Claims

Pat ent ansprücne:

1J Ofen, der insbesondere zum Verbrennen von Müll und Klärschlamm bestimmt ist und einen im wesentlichen zylindrischen Brennraum mit mindestens einem im wesentlichen tangentialen Eintrittskanal für Brenngut und unter Druck stehende, vorgewärmte Verbrennungsluft besitzt, ferner eine Zündeinrichtung, z.B. einen Ölbrenner, und einen in der Mitte des ^fens angeordneten Gasaustritt skanal , dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Länge des zylindrischen'Brennraums im wesentlichen ebensogroß oder vorzugsweise kleiner ist als der Radius dieses Raums, so daß- zwischen dem im wesentlichen tangentialen Eintrittskanal und dem -ά-ust ritt skanal eine spiralförmige Flamme vorhanden ist, die noch unverbrannte Teilchen enthält, die unter dem Einfluß der Fliehkraft in dem äußeren Teil des Brennraums kreisen, sowie in hohem Grade verbrannte, staübförmige Ascheteilchen, die .im mittleren Bereich des Gaswirbels kreisen und durch den Gasaustrittskanal austreten.
2. Ofen nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine an dem tangentialen Eintrittskanal angeordnete Ablenkeinrichtung, die das eintretende Brenngut zu der Außenwand des Brennraums. hin ablenkt.
3. Ofen nach Anspruch 2, dadurch gekenn-' zeichnet,: daß die Ablenkeinrichtung von- einer Verlängerung der Brenn3?aumwand gebildet wird.
4· Ofen nach Anspruch 2 oder3, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Außenseitre jenes feÖs der Außenwand des Brennraums, zu dem hi& das eintretende Brenngut abgelenkt wird, ein Kanal: zürn ^fuhren νόϊΐ

vorgewärmter Verbrennungsluft vorgesehen und daß der genannte Wandteil perforiert ist, so daß die Luft direkt zu dem Brenngut gelangt.
5. Ofen nach einem der Ansprüche 1 bis 4» dadurch gekennzeichnet, daß ein wesentlicher Teil des Brennraums von einem Kanal zum Zuführen von Verbrennungsluft vorgesehen ist, die durch Aufnahme von Wärme von der Außenwand des Brennraums diese Außenwand kühlt.
6. Ofen nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dessen zylindrischer Brennraum eine im wesentlichen vertikale Achse besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Teil des Ofens im wesentlichen kegelig ist und zur Aufnahme von Sand und ähnlichen unbrennbaren Teilchen dient, und daß mit dem konischen unteren Teil des Ofens eine Ausbringeinrichtung verbunden ist.

7· Ofen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnwände des Brennraums mit seinem Mantel durch federbelastete Schrauben verbunden sind.

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