DE2345585B2 - Verfahren und Vorrichtung zur Schmelzverbrennung von Abfallstoffen - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Schmelzverbrennung von AbfallstoffenInfo
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- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
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- F23G5/08—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor having supplementary heating
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Schmelzverbrennung von im wesentlichen
festen Abfallstoffen, insbesondere Müll, bei welchem man diese in einen sich nach oben konisch verengenden
Verbrennungsraum einführt, in diesen mindestens eine Flamme und vorgewärmte Luft im wesentlichen tangential
einbläst, die Abfallstoffe darin bei Temperaturen zwischen 1300 und 20000C vollständig zu Rauchgas
und flüssiger Schlacke verbrennt, das Rauchgas nach oben abzieht, die flüssige Schlacke unten zu einem
Schmelzbad sammelt, aus diesem kontinuierlich oder in Abständen ablaufen läßt und das Rauchgas über dem
Schmelzbad kreisend schraubenförmig aufwärts herumführt.
Die aus der US-PS 34 82 533 bekannte Vorrichtung dieser Art besit/t eine zylindrische Hauptverbrennungskammer
mit einem nach unten konisch konvergierenden Unterteil, das durch eine Öffnung mit einer
darunter angeordneten, weiteren Verbrennungskammer verbunden ist, wobei die zu verbrennenden Abfallstoffe
nach starker Vorzerkleinerung über pneumatisehe Hinführkannäle in die Hauptverbrennungskammer
eingeblasen werden. Die zerkleinerten Abfallstoffe werden in der Hauptverbrennungskammer tangential
herumgewirbelt wobei die geschmolzenen Verbrennungsrückstände am Boden der unteren Verbrennungskammer
abströmen. Diese bekannte Vorrichtung eignet sich jedoch nicht zur Verbrennung von unzerkleinerten
Abfallstoffen und kann auch nicht als Kleinanlage für geringe Durchsatzkapazität ausgelegt werden.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift 19 27 606 ist eine Verbrennungsvorrichtung zur Veraschung von Abfallstoffen bekannt mit einem drehbaren Ringherd mit einem zentralen Auslaß für die Veraschungsrückstände, einem den Ringherd übergreifenden Einführrad mit einer Vielzahl von außerhalb des Ofens beschickten Abteilen, welche ihren Inhalt auf den Ringherd überführen, wobei eine pflugartige Ablenkvorrichtung zur radialen Verschiebung der Abfallstoffe auf den Ringherd vorgesehen ist Diese bekannte Vorrichtung gestattet jedoch keine vollständige Schmelzverbrennung
Aus der deutschen Offenlegungsschrift 19 27 606 ist eine Verbrennungsvorrichtung zur Veraschung von Abfallstoffen bekannt mit einem drehbaren Ringherd mit einem zentralen Auslaß für die Veraschungsrückstände, einem den Ringherd übergreifenden Einführrad mit einer Vielzahl von außerhalb des Ofens beschickten Abteilen, welche ihren Inhalt auf den Ringherd überführen, wobei eine pflugartige Ablenkvorrichtung zur radialen Verschiebung der Abfallstoffe auf den Ringherd vorgesehen ist Diese bekannte Vorrichtung gestattet jedoch keine vollständige Schmelzverbrennung
('5 zu Rauchgas und flüssiger Schlacke, da die hierzu erforderlichen
hohen Temperaturen das Einführrad und die pflugartige Ablenkvorrichtung sowie den Ringherd in
kürzester Zeit zerstören würden.
Es besteht nun insbesondere bei Krankenhäusern
und ähnlichen Institutionen ein starkes Bedürfnis nach Kleinanlagen zur Verbrennung von Abfallstoffen, bei
denen im Hinblick auf den in Krankenhäusern anfallenden klinischen und pathogenen Müll ein völlig steriler
Ausbrand wichtig ist was praktisch nur bei feuerflüssigem Schlackenabzug garantiert werden kann. Darüber
hinaus werden im Hinblick auf die Probleme der Umweltverschmutzung auch in Industriebetrieben zunehmend
Verbrennungsanlagen kleiner Abmessungen zur unaufwendigen und schadlosen Vernichtung von Indu
strieabfällen benötigt. Die bisher bekannten Vorrichtungen
zur Schmelzverbrennung lassen sich nicht hinreichend klein dimensionieren und sind auch wegen ihrer
Störanfälligkeit für die vorgenannten Zwecke nich«. geeignet.
Aufgabe der Erfindung ist es nun. Verfahren und Vorrichtungen zur Schmelzverbrennung von Abfallstoffen
der eingangs genannten Art zu schaffen, welche mit einfachen Mitteln einen völlig uerilen Ausbrand
auch pathogener Abfallstoffe garantieren, ohne aufwendige Rauchgasreinigung ein sauberes, geruchloses
Rauchgas abgeben und dabei in Anlage und Betrieb unaufwendig sind und ohne Schwierigkeiten für geringe
Durchsatzkapazitäten ausgelegt werden können.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist das Verfahren zur Schmelzverbrennung von Abfallstoffen der eingangs
genannten Art erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß man
a) die Abfallstoffe als geschlossenen Strang dicht oberhalb des Schmelzbades in den Verbrennungsraum
einpreßt.
b) im Verbrennungsraum eine quer zum Strang im wesentlichen horizontal gerichtete, den Strangkopf
bestreichende Flamme erzeugt,
c) neben der Flamme gleichsinnig mit dieser vorgewärmte Luft und/oder sauerstoffreicheres Gas im
wesentlichen horizontal gegen den Strangkopf einbläst und
d) die sich vom Strangkopf ablösenden Abfallstoffe auf dem Schmelzbad schwimmend zu Rauchgas
und flüssiger Schlacke verbrennt.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform führt man den Strang der Abfallstoffe tangential in den Verbrennungsraum
ein.
Die Vorrichtung /ur Schmelzverbunnung der eingangs
genannten Art ist erfindungs^emäß gekenn zeichnet durch die Kombination der Merkmale:
a) dicht oberhalb des Schmelzbades ist ein im Betrieb mit Abfallstoffen gefüllter Strangpreßkanal angeordnet,
b) im Strangpreßkanal ist ein Schieber /.um Einpressen
eines geschlossenen Stranges dir Abfallstoffe verschiebbar geführt,
c) seitlich neben der Mündung des .Strangpreßkanals ist ein quer zu diesem im wesentlichen horizontal
gerichteter den Strangkopf bes'reichender Brenner angeordnet,
d) zwischen dem Brenner und der Mündung des Strangpreßkanals ist mindestens eine auf den
Strangkopf gerichtete Einblasöffnung für vorgewärmte Luft und/oder sauerstoffreicheres Gas
vorgesehen.
Je nach der Größe des Verbrennungsraumes kann der Schmelzofen zusätzlich weitere über den Umfang
verteilt angeordnete, jeweils gleichsinnig im wesentlichen horizontal und nahezu tangential gerichtete Brenner
aufweisen. Die Austrittsöffnung für die Nüssige Schlacke kann als Überlauföffnung ausgebildet sein.
Zusätzlich kann am Boden des Schmelzofens eine Abstichöffnung für flüssiges Metall vorgesehen sein. Zur
Beheizung des Schmelzbades kann der Schmelzofen elektrische Heizvorrichtungen, beispielsweise in das
Schmelzbad hineinragende Elektroden, aufweisen.
Um die Vorrichtung auch ohne Zufuhr von Abfallstoffen betreiben zu können, kann der Schieber feuerfest
ausgebildet sein und in eine die Mündung des Strangpreßkanals verschließende Stellung bewegbar
sein. Je nach den Anforderungen, insbesondere je nach der Art der zu verbrennenden Abfallstoffe, kann der
Schmelzofen in seinen Wandungen zusätzlich Vorwärmkanäle für die durch die Einblasöffnungen in den
Verbrennungsraum eingeblasene Luft sowie gegebenenfalls auch Kühlkanäle aufweisen.
Die Vorrichtung kann insbesondere als Kleinanlage für Krankenhäuser od. dgl. errichtet werden, ist im Aufbau
und im Betrieb einfach und unaufwendig und verbrennt die Abfallstoffe zu sauberem, ohne Nachreinigung
in die Atmosphäre abführbarem Rauchgas und völlig steriler, feuerflüssiger Schlacke, die je nach den
Anforderungen unmittelbar zu Formkörpern, beispielsweise Schlackensteinen vergossen oder in einem Wasserbad
granuliert werden kann. Die Energie der zur Verbrennung der Abfallstoffe zugeführten Brennstoffe
kann durch Wärmetausch mit dem heißen Rauchgas zur Vorwärmung der Verbrennungsluft und/oder zur
Erzeugung von Dampf oder Warmwasser ausgenutzt werden. Wenn aus irgendwelchen Gründen zeitweise
keine Abfallstoffe zur Verbrennung anfallen, kann die Anlage auch als normale Heizanlage betrieben werden.
Kleinanlagen der erfindungsgemäßen Art mit einem Durchmesser des Verbrennungsraumes unter zwei Metern
können bei leichtgewichtiger Konstruktion auch auf einem Fahrzeug montiert und mit diesem zum Einsatzort
verfahren werden. Eine derartige Ausbildung ist insbesondere günstig zur Verbrennung von landwirtschaftlichen
oder industriellen Abfallstoffen oder dem in kleinen Gemeinden anfallenden Haushaltsmüll, wobei
die fahrbare Schmelzverbrennungsanlage jeweils in geeigneten Zeitabständen zum Anfallsort der Abfallstoffe
gebracht wird und dort die angesammelten Abfallstoffe an Ort und Stelle verbrennt.
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
weiter erläutert. Es zeigt
F i g. I einen schematischen Horizontalschnitt durch eine Schmelzverbrennungsvorrichtung längs der Linie
1-lderFig. 2,
F i g. 2 einen schematischen Längsschnitt längs der Linie H-Il der F i g. 1 und
F 1 g. 3 einen schematischen Horizontalschnitt durch
eine abgewandelte Schmelzverbrennungsvorrichtung.
Die in den F i g. 1 und 2 dargestellte Schmelzverbrennungsanlage besitzt einen feuerfesten Schmelzofen
1 mit im Horizontalschnitt kreisförmigem Querschnitt, dessen Verbrennungsraum 14 sich nach oben zur
Rauchgasöffnung konisch verjüngt. Der Boden des Schmelzofens 1 ist schwach geneigt ausgebildet und
dient zur Aufnahme eines Schmelzbades 11 aus flüssiger Schlacke und/oder flüssigem Metall. Zur Einführung
der Abfallstoffe 15 ist ein horizontal und tangential in den Verbrennungsraum 14 mündender Strangpreßkanal
2 vorgesehen, in welchem ein Schieber 3 verschiebbar geführt ist. Durch den Schieber 3 werden
die Abfallstoffe 15 in Form eines geschlossenen Stranges tangential in den Verbrennungsraum 14 eingeführt.
In der Wandung des Schmelzofens 1 ist quer zum Strangpreßkanal 2 ein Brenner 8 zum Einblasen flüssiger,
gasförmiger oder staubförmiger Brennstoffe vorgesehen. Durch Einführen von Brennstoff durch den
Brenner 8 wird eine horizontal und tangential gerichtete Flamme 4 erzeugt, die mit ihrem heißesten Bereich
den in den Verbrennungsraum 14 vorstehenden Teil des Stranges der Abfallstoffe bestreicht.
Zwischen dem Brenner 8 und dem Strangpreßkanal 2 sind Einblasöffnungen 6 für vorgewärmte Luft vorgesehen,
wobei der durch diese eintretende Luftstrahl horizontal und gleichsinnig mit der Flamme 4 gegen den
Strang der Abfallstoffe gerichtet ist.
Etwas unterhalb des Strangpreßkanals 2 ist eine als Überlauf ausgebildete Austrittsöffnung 5 für die flüssi
ge Schlacke vorgesehen. Zum Abtrennen des sich am Boden des Schmelzbades ansammelnden flüssigen Metalls
ist ferner eine Abstichöffnung 10 am tiefsten Punkt des Schmelzofens 1 angeordnet. In das Schmelzbad 11
ragen ferner elektrische Heizvorrichtungen 12, mit welchen das Schmelzbad 11 elektrisch aufgeheizt werden
kann. Die durch die Einblasöffnungen 6 zugeführte Luft wird bei der dargestellten Ausführungsform in Vorwärmkanälen
13 vorgewärmt, die in der feuerfesten Wand des Schmelzofens 1 angeordnet sind. Um zu vermeiden,
daß die zum Vorwärmen der Luft erforderliche Wärme dem Verbrennungsraum entnommen wird, ist
es jedoch mitunter angebracht, die Verbrennungsluft durch Wärmetausch mit dem aus dem Verbrennungsraum
14 bereits abgeströmten Rauchgas 7, beispielsweise in einem nachgeschalteten, mit Vorwärmkanälen
versehenen Schornstein vorzuwärmen.
Die durch den Strangpreßkanal 2 strangförmig in den Verbrennungsraum 14 eingeführten Abfallstoffe
werden beim Erreichen der Mündung des Strangpreßkanals 2 von der Flamme 4 des Brenners 8 bestrichen,
wobei gleichzeitig durch die Einblasöffnungen 6 vorgc wärmte Luft zugeführt wird. Unter diesen Umständen
verbrennen die brennbaren Bestandteile der Abfallstot" fe weitgehend noch am Strang, wobei die Rückstände
sich unter Schwerkraftwirkung vom Strang ablösen und auf das Schmelzbad 11 fallen. Wegen ihres geringeren
spezifischen Gewichtes schwimmen die noch nicht völlig verflüssigten Feststoffe auf dem Schmelzbad 11
und werden dort durch die hohe Temperatur des Schmelzbades 11 völlig verbrannt und verflüssigt. Da
sowohl der Brenner 8 als auch die Einblasöffnungen 6 jeweils gleichsinnig tangential angeordnet sind, werden
die Rauchgase 7 zunächst über dem Schmelzbad 11 im Kreise herum und dann weiter schraubenförmig aufwärts
geführt, wobei die Flugasche von dem sich an der Innenwand des konischen Teiles des Schmelzofens 1
ό bildenden, feuerflüssigen Schlackenfilm 9 fliegenfängerartig
eingefangen wird, so daß das Rauchgas 7 auch ohne nachgeschaltete Rauchgasreinigung sauber und
geruchlos ist und ohne Beeinträchtigung der Umwelt in die Atmosphäre abgeblasen werden kann.
Die in Fig.3 dargestellte, abgewandelte Ausführungsform
ähnelt der Vorrichtung gemäß den F i g. 1 und 2, besitzt zur hinreichenden Beheizung eines größeren
Verbrennungsraumes insgesamt vier Brenner 8, die in gleichen Umfangsabständen angeordnet sind und
jeweils im wesentlichen horizontal und nahezu tangential gerichtete Flammen 4 erzeugen. Der Strangpreßkanal
2 ist bei dieser Ausführungsform horizontal und radial zum Verbrennungsraum ausgerichtet. Die Anzahl
der bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendeten Brenner 8 richtet sich nach den Abmessungen des
Verbrennungsraumes 14, dem Querschnitt und der Anordnung des Strangpreßkanals 2, der Art der Abfallstoffe
und des verwendeten Brennstoffes.
Art und Menge des verwendeten Brennstoffes werden weitgehend von der Zusammensetzung, der Konsistenz
und dem Heizwert der Abfallstoffe 15 bestimmt.
Die Querschnittsform und die Abmessungen des Strangpreßkanals werden so gewählt, daß die größten
in den Abfallstoffen vorkommenden Einzelteile vom Schieber 3 ohne Schwierigkeit in den Verbrennungsraum
14 eingepreßt werden können. Zur Erzielung einer möglichst hohen Verbrennungstemperatur wird
zweckmäßig ohne oder mit nur sehr geringem Luftüberschuß gefahren. Wenn die Abfallstoffe größere
Mengen wiedergewinnunswürdige Metalle enthalten, kann die Anlage auch mit einem entsprechend berechneten
Luftunterschuß betrieben werden, sofern dies das völlige Aufschmelzen der Schlacke nicht beeinträchtigt.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (8)
1. Verfahren zur Schmelzverbrennung von im wesentlichen festen Abfallstoffen, insbesondere Müll,
bei welchem man diese in einen sich nach oben ko nisch verengenden Verbrennungsraum einführt, in
diesen mindestens eine Flamme und vorgewärmte Luft im wesentlichen tangential einbläst, die Abfall
stoffe darin bei Temperaturen zwischen 1300 und 20000C vollständig zu Rauchgas und flüssiger
Schlacke verbrennt das Rauchgas nach oben ab zieht und die flüssige Schlacke unten zu einem
Schmelzbad sammelt, aus diesem kontinuierlich oder in Abständen ablaufen läßt und das Rauchgas
über dem Schmelzbad kreisend schraubenförmig aufwärts herumführt, dadurch gekennzeichnet,
daß man
a) die Abfallstoffe als geschlossenen Strang dicht oberhalb des Schmelzbades in den Verbrennungsraum
einpreßt,
b) im Verbrennungsraum eine quer zum Strang im wesentlichen horizontal gerichtete, den
Strangkopf bestreichende Flamme erzeugt,
c) neben der Flamme gleichsinnig mit dieser vorgewärmte Luft und/oder sauerstoffreicheres
Gas im wesentlichen horizontal gegen den Strangkopf einbläst und
d) die sich vom Strangkopf ablösenden Abfallstoffe auf dem Schmelzbad schwimmend zu
Rauchgas und flüssiger Schlacke verbrennt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Strang der Abfallstoffe tangential
in den Verbrennungsraum einführt.
3. Vorrichtung zur Sehmel/.verbrennung von im wesentlichen festen Abfallstoffen, insbesondere
Müll, zu Rauchgas und flüssiger Schlacke, mit einem feuerfesien. rostlosen Schmelzofen mi· einem im
Horizontalschnitt im wesentlichen kreisförmigen, sich nach oben konisch verengenden Verbrennungsraum,
einem am Boden angeordneten Schmelzbad, Vorrichtungen zum seitlichen Einführen der Abfallstoffe
in den Verbrennungsraum, mindestens einem im wesentlichen tangential gerichteten Brenner und
mindestens einer öffnung zum im wesentlichen tangentialen Einführen von vorgewärmter Luft, einer
oberseitigen Rauchgasöffnung und einer Austrittsöffnung für die flüssige Schlacke, gekennzeichnet
durch die Kombination der Merkmale:
a) dicht oberhalb des Schmelzbades (11) ist ein im Betrieb mit Abfallstoffen gefüllter Strangpreßkanal
(2) angeordnet.
b) im Strangpreßkanal ist ein Schieber (3) zum Einpressen eines geschlossenen Stranges der
Abfallstoffe verschiebbar geführt,
c) seitlich neben der Mündung des Strangpreßkanals (2) ist ein quer zu diesem im wesentlichen
horizontal gerichteter den Strangkopf bestreichender Brenner (8) angeordnet,
d) zwischen dem Brenner (8) und der Mündung des Slrangpreßkanals (2) ist mindestens eine
auf den Strangkopf gerichtete Einblasöffnung (6) für vorgewärmte Luft und/oder sauerstoffreicheres
Gas vorgesehen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der Schmelzofen (1) zusätzlich weitere über den Umfang verteilt angeordnete, jeweils
gleichsinnig im wesentlichen horizontal und nahezu
tangential gerichtete Brenner (8) aufweist
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelzofen (!) eine am
Boden angeordnete Abstichöffnung (10) für flüssiges Metall aufweist
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5.
dadurch gekennzeichnet daß der Schmelzofen (1) eine elektrische Heizvorrichtung (12) für das
Schmelzbad (11) aufweist
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (3) feuer fest ausgebildet ist und in eine die Mündung des
Strangpreßkanals (2) verschließende Stellung bewegbar ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7.
dadurch gekennzeichnet daß der Schmelzofen (1) in seinen Wandungen Vorwärmkanäle (13) für die
durch die Einblasöffnungen (6) in den Verbrennungsraum (14) eingeblasene Luft aufweist
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19732345585 DE2345585C3 (de) | 1973-09-10 | Verfahren und Vorrichtung zur Schmelzverbrennung von Abfallstoffen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19732345585 DE2345585C3 (de) | 1973-09-10 | Verfahren und Vorrichtung zur Schmelzverbrennung von Abfallstoffen |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2345585A1 DE2345585A1 (de) | 1975-03-27 |
DE2345585B2 true DE2345585B2 (de) | 1975-08-21 |
DE2345585C3 DE2345585C3 (de) | 1976-03-25 |
Family
ID=
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2345585A1 (de) | 1975-03-27 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
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