DE2364992C3 - Verfahren zum Verhindern des Erstarrens von Schlacke im Stichloch eines Abfallkonverters - Google Patents
Verfahren zum Verhindern des Erstarrens von Schlacke im Stichloch eines AbfallkonvertersInfo
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Description
Atmosphärendruck liegenden Druck arbeiten, beispielsweise bei einem Hochofen, wird der Druck dadurch
aufrechterhalten, daß dafür gesorgt wird, daß das Stichloch eingetaucht bleibt. Dieses Vorgehen ist jedoch
bei einem Abfallkonverter unpraktisch, weil die Abfallzusammensetzung nicht gleichförmig ist, sondern
hinsichtlich der Menge der Metall und Schlacke liefernden Bestandteile schwankt. Dadurch wird es
schwierig, den Pegel des im Feuerraum befindlichen schmelzflüssigen Materials ständig über der Stichlochöffnung zu halten, um eine Druckabsenkung im Ofen zu
vermeiden. Läßt man die Oberfläche des schmelzflüssigen Rückstandes in einem Abfallkonverter unter die
Stichlochöffnung fallen, kann Gas aus dem Feuerraum zur Außenseite des Ofens gelangen, wo es zusammen
mit der umgebenden Luft ein explosives Gemisch bilden kann. Infolgedessen wird der in der obengenannten
gleichlaufenden Patentanmeldung beschriebene Abfallkonverter vorzugsweise mit nicht eingetauchtem
Stichfoch betrieben, das in geeigneter Weise abge- M
schlossen oder in einem Gehäuse untergebracht ist, um
zu vermeiden, daß die Stichlochöffnung mit der umgebenden Atmosphäre in Verbindung kommt.
Dadurch wird die Explosionsgefahr kleinstmöglich gehalten: die kontinuierliche Abführung von schmelzflüssigem Metall und von Schlacke aus dem Feuerraum
wird entscheidend erleichtert
Es ist auf dem Gebiet der Müllverbrennung bekannt (US-PS 35 37 410), herkömmliche, mit Vorvermischung
arbeitende Sauerstoff-Brennstoff-Brenner einzusetzen,
um das Stichloch zu erhitzen und die Schlacke in schmelzflüssigem Zustand zu halten. Derartige Brenner
erwiesen sich jedoch im allgemeinen als nicht zufriedenstellend, und zwar insbesondere bei einem
unter Oberdruck arbeitenden Abfallkonverter, bei dem die auf das Stichloch gerichteten Brennerflammen in
einer reduzierenden, d. h. sauerstoffarmen Atmosphäre brennen. Dabei sind das Stichloch und das anschließende Auffanggefäß, in das sich das Stichloch öffnet,
notwendigerweise derart abgeschlossen, daß sie mit der umgebenden Atmosphäre nicht in Verbindung stehen,
so daß das Stichloch in der bevorzugten Weise nicht eingetaucht arbeiten kann.
Das Problem, das sich ergibt, wenn die Flammen eines
mit Vorvermischung arbeitenden Sauerstoff-Brennstoff-Brenners in eine stark sauerstoffarme Atmosphäre
gerichtet werden, um das Stichloch des Ofens aufzuheizen, liegt in der Art der Vormischbrenner
selbst, d.h. der Brenner, bei denen Brennstoff und Oxydationsmittel innerhalb des Brenners vorgemischt
und dann zur Bildung der Heizflammen an der Austrittsöffnung gezündet werden. Derartige Brennner
erfordern, um stabil arbeiten zu können, ein Sauerstoff-Brennstoff-Verhältnis, das unter dem stöchiometrischen
Verhältnis liegt Unter diesen Bedingungen haben die gebildeten Flammen jedoch keine ausreichend hohe
Temperatur, um zu verhindern, daß die geschmolzene Schlacke innerhalb des Stichlochs erstarrt. Werden
andererseits Sauerstoff-Brennstoff-Gemische mit einem über dem stöchiometrischen Verhältnis liegenden
Verhältnis verwendet, besteht die Gefahr, daß das Gemisch innerhalb des Brenners zündet und daß es zu
einem Flammenrückschlag im Gas kommt. Dies ist in hohem Maße unerwünscht, weil dadurch der Brenner
leicht beschädigt wird und weil eine hohe Explosionsgefahr besteht Infolgedessen werden die Brenner mit
vermindertem Sauerstoff-Brennstoff-Verhältnis betrieben, um für eine stabile Flamme zu sorgen, obwohl der
erhaltene Wärmeübergang von der Flamme häufig unzureichend ist, um die Schlacke in schmelzflüssigem
Zustand zu halten. Das Problem wird noch dadurch verstärkt, daß die gasförmigen Verbrennungsprodukte
des Brenners in den Feuerraum gelangea Der Verbrennungsgasstrom wird chemisch reduziert, wenn
er mit dem im Feuerraum vorhandenen Kohlenstoff in Berührung kommt, der gewöhrüch in Form von
Verkohlungsprodukten vorliegt, die auf der Oberfläche der schmelzflussigen Schlacke schwimmen. Diese
Reaktion ist entotherm, wodurch die Feuerraumtemperatur abgesenkt und die Viskosität der geschmolzenen
Masse so weit erhöht wird, daß ein Abstechen oder Vergießen äußerst schwierig werden kann. In Extremfällen kommt es zu einer vollkommenen Erstarrung des
Schmelzbads, so daß der Ofenbetrieb vollständig unterbrochen werden muß.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Erhitzen eines abgeschlossenen Stichlochs eines Ofens zu schaffen, das es erlaubt daß aus
dem Ofen ständig schmelzflüssiges Metall und Schlacke abfließen. Es soll ferner ein Verfahren erhalten werden,
bei dem ein mit Vorvermischung arbeitender Sauerstoff-Brennstoff-Brenner mit hohem Wirkungsgrad zur
Bildung einer heißen Flamme eingesetzt werden kann, ohne daß die Gefahr von Flammenrückschlägen im
Brenner besteht
Ein Verfahren zum Erhitzen und Offenhalten eines Stichlochs in dem schmelzflüssiges Metall und/oder
Schlacke enthaltenden Feuerraum eines Ofens, der unter einem höheren Druck als dem Außendruck
arbeitet wobei die öffnung des Stichlochs in einem Gehäuse liegt, das eine Verbindung des Stichlochs mit
der umgebenden Atmosphäre verhindert ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß zum Erhitzen des
Stichlochs eine für das Verbrennen eines Brennstoff-Sauerstoff-Gemisches geeignete Vormischbrennereinrichtung vorgesehen und in die Verbrennungszone der
Brennereinrichtung ein Gemisch aus Brennstoff und Sauerstoff in solcher Menge eingeleitet wird, daß das
Verhältnis von Sauerstoff zu Brennstoff kleiner als das für eine stocmometrische Verbrennung des Brennstoffes erforderliche Verhältnis ist daß ferner der
Brennstoff und der Sauerstoff unter Ausbildung einer stabilen Flamme in der Verbrennungszone des Brenners
verbrannt werden, die vom Brenner ausgehende Flamme auf die Stichlochöffnung gerichtet wird und
mindestens ein Strom eines sauerstoffhaltigen Gases in der Nähe der Flamme so gerichtet wird, daß er sich mit
der Flamme mischt und ein gasförmiges Gemisch gebildet wird, das Sauerstoff und Brennstoff in einem
Verhältnis enthält das mindestens dem für die stöchiometrische Verbrennung des Brennstoffes erforderlichen Verhältnis entspricht wobei nach Verbrennen
mindestens eines Teils des unverbrannten Brennstoffes in der Ramme und mindestens eines Teils des
unverbrannten Kohlenstoffes im Feuerraum die Temperatur des Stichlochs ausreichend erhöht wird, um das
Metall und/oder die Schlack« in einem für das Abstechen geeigneten fließfähigen Zustand zu halten.
Unter »Vormischbrenner« wird ein beliebiger herkömmlicher Brenner verstanden, bei dem der gasförmige Brennstoff innerhalb eines Brennerabschnittes vor
der Zündung mit einem Oxydationsgas gemischt wird. Dies steht im Gegensatz zu unmittelbaren oder
Nachmischbrennern, bei denen der Brennstoff und das Oxydationsmittel an der im Bereich der Brennerauslässe
liegenden Zündstelle gemischt werden.
Unter dem Begriff »Schlacke« soll vorliegend der anorganische Bestandteil des Abfalls verstanden werden,
der nicht brennbar ist, der innerhalb des Feuerraums fließfähig wird und der im unteren Teil des
Ofens in schmelzflüssigem oder fließfähigem Zustand abgestochen wird. Die Schlacke wird in erster Linie aus
Stoffen wie Glas und zementartigen Materialien gebildet.
Unter »Feuerraum« wird vorliegend die Verbrennungs- und Schmelzzone des Ofens verstanden, in der
die Verkohlungsprodukte mit dem dem Ofen zugeführten Oxydationsgas exotherm reagieren, um die Wärme
und die thermische Antriebskraft zu bilden, die notwendig sind, um die metallischen Anteile des Abfalls,
Glas und andere zementartige Stoffe zu schmelzen und in eine fließfähige Schlacke umzuwandeln.
Die Erfindung beruht zu einem wesentlichen Teil auf der Feststellung, daß die Temperatur der Flamme und
die damit verknüpfte Fähigkeit der Flamme, Wärme zu übertragen, dadurch, daß ein sauerstoffhaltiger Gasstrom
entweder unmittelbar auf die Brennerflamme gerichtet oder in deren Nähe gebracht wird, so weit
gesteigert werden können, daß die Abstichtemperatur kein Problem mehr darstellt Das heißt, bei Verwendung
der Sauerstoff-Brennstoff-Flamme eines Vormischbrenners zum Erhitzen des Stichlochs wird durch die
erfindungsgemäße Zugabe von Hilfssauerstoff zur Flamme die schmelzflüssige Schlacke an einer Erstarrung
im Stichloch gehindert, indem die Stichlochtemperatur erheblich erhöht wird. Bei dem sauerstoffhaltigen
Gas handelt es sich vorzugsweise um reinen Sauerstoff, obwohl für diesen Zweck auch mit Sauerstoff
angereicherte Luft oder normale Luft geeignet sind.
Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielte erhöhte Abstichtemperatur ist in erster Linie auf zwei
Effekte zurückzuführen. Zum einen hat die Zugabe einer mindestens stöchiometrischen Menge an Sauerstoff,
bezogen auf den in der Flamme vorhandenen nicht verbrannten Brennstoff, zur Folge, daß in der Flamme
eine weitere Verbrennung stattfindet und dementsprechend eine Erhöhung der erzeugten Wärmemenge
erfolgt Zum anderen wird durch das Vorhandensein von Hilfssauerstoff in dem Verbrennungsgasstrom des
Brenners dieser Gasstrom von einem reduzierenden zu einem oxydierenden Gemisch umgewandelt so daß im
Feuerraum in der Nähe des Stichlochs eine exotherme Reaktion abläuft Insbesondere reagiert der in dem
gasförmigen Gemisch vorhandene Sauerstoff in exothermer Weise mit dem Kohlenstoff im Feuerraum
unter Bildung von CO oder CXIh, wodurch das Schmelzbad aufgeheizt und dessen Viskosität gesenkt
wird Das sauerstoffhaltige Gas sorgt also in zweifacher
Weise dafür, daß die Schlacke in fließfähigem Zustand gehalten wird.
Es versteht sich, daß das Mischen des sauerstofflialtigen
Gases mit der BrennerflanEne auf sehr unterschiedliche
Weise bewirkt werden kann. Das sauerstoffhaltige Gas kann beispielsweise koaxial zur Brennerflamme,
jedoch gesondert von dieser als die Flamme umgebendes Hüllgas zugeführt werden. Wenn auf diese Weise
gearbeitet wird, wird der HüUsauerstoff von dem Brennergasstrom angesaugt und mischt sich mit diesem.
Dies kann ohne weiteres beispielsweise mit einem herkömmlichen Brenner erreicht werden, der mindestens
zwei konzentrische and axial miteinander ausgerichtete Innenrohre aufweist, indem das Sauerstoff-Brennstoff-Gemisch
über das Mittelrohr und das sauerstoffhaltige Gas fiber den Ringraum zwischen den
beiden Rohren zugeführt wird. Falls erwünscht, kann ein entsprechender Hüllringeffekt auch mit einem Einrohrbrenner
erzielt werden, indem beispielsweise mehrere Strahlen aus sauerstoffhaltigem Gas parallel zur Achse
der Flamme und von dieser gesondert zugeführt werden. Die entsprechenden Gasdüsen sind dabei
entlang den Seitenflächen des Brenners angeordnet, in jedem Falle wird die Flammentemperatur erhöht, indem
HüUsauerstoff in das den Brenner verlassende Gemisch
ίο eingesaugt wird. Statt dessen kann der gewünschte
Mischeffekt auch dadurch erzielt werden, daß ein Strahl aus sauerstoffhaltigem Gas von unten gegen die
Flamme geblasen wird. Dieser Strahl trifft dabei unmittelbar auf die Brennerflamme und steigert deren
Temperatur. Wenn daher vorliegend davon gesprochen wird, daß sauerstoffhaltiges Gas in die Nähe der
Flamme gebracht wird, so soll damit sowohl ein unmittelbarer Kontakt der Flamme mit einem sauerstoffhaltigen
Gasstrom (z. B. einem von unten gegen die
jo Flamme geblasenen Sauerstoffstrom) als auch ein
unmittelbarer Kontakt zwischen den Gasströmen (z. B. das Einsaugen von Sauerstoff in die Flamme) verstanden
werden. Die speziell? Art und Weise, in der sich der
Sauerstoff letztlich mit der Flamme mischt, spielt eine vergleichsweise untergeordnete Rolle.
Obwohl theoretisch das Sauerstoff-Brennstoff-Verhältnis,
bezogen auf den kombinierten Brennergasstrom und den Hilfssauerstoffstrom, nicht größer als stöchiometrisch
zu sein braucht, wird in der Praxis vorzugsweise dafür gesorgt daß Sauerstoff in einem Überschuß
von mindestens 10% über der Sauerstoff menge vorhanden ist die für die stöchiometrische Verbrennung
des Brennstoffs erforderlich ist Ferner sollten die kombinierten Oxydationsgasströme einen Sauerstoffgehalt
von mindestens 40 Volumprozent haben. Dadurch wird gewährleistet, daß die mit dem Stichloch in
Berührung kommende Flamme stets oxydierend wirkt. Dies ist besonders wichtig, wenn große Mengen an
Verkohlungsprodukten in der schmelzflüssigen Schlakke vorhanden sind. In extremen Fäflen, in denen im
Feuerraum verhältnismäßig große Mengen an nicht umgesetztem Kohlenstoff vorhanden sind, kann die
Brennstoffzufuhr zum Brenner vollständig abgeschaltet werden. In solchen Fällen reicht die durch die Reaktion
zwischen dem Sauerstoffstrom und dem Kohlenstoff erzeugte Wärme aus, um die Schlacke während des
gesamten Abstechens schmelzflüssig zu halten.
Um im Rahmen der Erfindung ein wirksames kontinuierliches Abstechen sicherzustellen, ist das
Produkt aus dem höheren Heizwert des Brennstoffes (Wasserstoff verbrannt zu flüssigem Wasser) und dei
Massenstromdichte des Brennstoffes HHV χ Q vorzugsweise größer als 12 600 kcal/h, wobei HHV dei
höhere Heizwert in kcal/kg und Q die Massenstrom-
s dichte des Brennstoffs in kg/h ist ·
Außerdem übersteigt vorzugsweise die vom Brenne gelieferte Wärme nicht den Wert von ungefähr 980(
kcal/h je cm2 Querschnittsfläche des Stkhlochs.
Die Erfindung ist im folgenden an Hand bevorzugte
Die Erfindung ist im folgenden an Hand bevorzugte
C0 Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Zeichnun
gen näher erläutert Es zeigt
Fig.1 teilweise im Schnitt eine schematisch
Darstellung eines Abfaflkonverters, die die erfindungs
gemäße gegenseitige Ausrichtung des Vormischbreii
^5 ners and des abgeschlossenen Stichlochs erkennen läßt
F i g. 2 im Schnitt eine Ausführungsform der Erfir
dung, bei der der zum Erhitzen des Stichlocr
verwendete Brenner von Düsen oder Strahlrohren zt
si .*'■ α
Zufuhr eines sauerstoffhaltigen Gases umgeben ist,
Fig.3 eine schematische Darstellung ähnlich Fig. 1,
die eine weitere Ausführungsform der Erfindung erkennen läßt, bei der ein Strom aus sauerstoffhaltigem
Gas von. unten gegen die Brennerflamme angeblasen wird, und
Fig.4 eine schematische Darstellung einer weiteren
Ausführungsform der Erfindung, bei der ein Brenner vorgesehen ist, der für einen Hüllstrom aus sauerstoffhaltigem
Gas sorgt.
Fi g. 1 zeigt einen Schachtofen 1, dessen unterer Teil
eine Verbrennungs- und Schmelzzone 2 bildet, die vorliegend kurz als Feuerraum bezeichnet ist. Eine
feuerfeste Ausmauerung 3 umgibt den Feuerraum 2, um übermäßige Wärmeverluste zu vermeiden und innerhalb
des Feuerraums eine gleichförmige Temperatur aufrechtzuerhalten, die im allgemeinen in der Größenordnung
von 16500C liegt. Der Schachtofen 1 ist mit
einem Einlaß 4 für Oxydationsgas, einem Gasauslaß 5 und einem Schlackenstichloch 6 versehen. Ein benachbart
dem Stichloch 6 angeordneter Wasserabschrecktank U sitzt innerhalb eines Gehäuses 10, das eine
Verbindung des Stichlochs 6 mit der Atmosphäre verhindert. Ein Brenner 12 ragt in das Gehäuse 10
hinein. Der Brenner ist auf die öffnung des Stichlochs 6 gerichtet. Ein nicht veranschaulichter Abfallfülltrichter,
der über einen Schieber 8 mit einem Füllschacht 7 in Verbindung steht, ist am oberen Ende des Schachtofens
1 fest angebracht. Ein zweiter Schieber 9 ist vorgesehen, um in Verbindung mit dem Schieber 8 den Schachtofen
abgedichtet zu halten, während der Ofen mit Abfall beschickt wird.
Der im Ofen 1 nach unten rutschende Abfall wird getrocknet Organische brennbare Stoffe werden
thermisch zerlegt, und zwar insbesondere in Kohlenmonoxid.
Wasserstoff, Wasserdampf, Kohlendioxid und Kohlenwasserstoffdämpfe. Diese Zerlegungsprodukte
verlassen den Ofen alle über den Auslaß 5. Der feste Rückstand bildet Verkohlungsprodukte: dabei handelt
es sich vorwiegend um Kohlenstoff. Metallische Bestandteile, zementartige Stoffe, Glas und andere nicht
brennbare Stoffe rutschen zusammen mit den Verkohlungsprodukten im Schachtofen weiter nach unten und
gelangen in den Feuerraum 2. Dort kommt es zu einer exothermen Reaktion zwischen den Verkohlungsprodukten
und dem über den Einlaß 4 eintretenden Oxydationsgas, wodurch die notwendige Wärme erzeugt
wird, um den metallischen Anteil des Abfalls zu schmelzen und das Glas sowie andere zementartige
Bestandteile in eine fließfähige Schlacke umzuwandeln, die sich in Form eines Schmelzbades 13 im Feuerraum 2
ansammelt Schmelzflüssiges Metall und fließfähige Schlacke aus dem Schmelzbad 13 verlassen den Ofen 1
über das Stichloch 6 und gelangen in den Wasserabschrecktank 11. wo das Metall und die Schlacke in ss
granulärer Form erstarren. Das Gehäuse 10 erlaubt es,
den Ofen 1 mit einem leichten Oberdruck zu betreiben, ohne daß das Stichloch eingetaucht ist, weil es für eine
Abdichtung zwischen dem für ein kontinuierliches Abstechen sorgenden Stichloch 6 und der umgebenden ^
Atmosphäre sorgt
Fig.2 zeigt eine Ausführungsform einer zur
Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung geeigneten Vorrichtung. Wie dort schematisch veranschaulicht ist erhitzt ein Vormischbrenner 20 das ^5
Stichloch 21 im Feuerraum 22 des Ofens. Ein Gemisch aus Sauerstoff and Brennstoff, angedeutet durch den
Pfeil 23, wird dem Brenner 20 zugeführt um eine auf das Stichloch 21 gerichtete Flamme 24 zu bilden. Sauerstoffhaltiges
Gas, angedeutet durch Pfeile 25 und 26, wird Seitenrohren 27 bzw. 28 zugeführt, die außerhalb des
Brenners derart angeordnet sind, daß zwei Strahle aus sauerstoffhaltigem Gas parallel zur Flamme 24 gerichtet
werden, und zwar so dicht bei der Flamme, daß das sauerstoffhaltige Gas in die Flamme 24 gesaugt und mit
dieser vermischt wird.
Fig.3'zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der
ein Strahl aus sauerstoffhaltigem Gas von unten gegen die Flamme geblasen wird. Entsprechend der Ausführungsform
nach F i g. 1 ist der schematisch veranschaulichte Brenner 12 so auf den Feuerraum 2 gerichtet, daß
er mit der Flamme 24 das Stichloch 6 erhitzt. Ein Sauerstoff-Brennstoff-Gemisch 23. das eine kleinere als
stöchiometrische Sauerstoffmenge zur Verbrennung des Brennstoffes enthält, wird in den Brenner 12 zur
Bildung der Flamme 24 eingeleitet. Ein durch den Pfeil 25 angedeutetes sauerstoffhaltiges Gas wird einem
Rohr 29 zugeführt, das in der Nähe der Flamme in einem Winkel zu deren Achse derart angeordnet ist, daß der
das Rohr 29 verlassende Strom aus sauerstoffhaltigem Gas 25 unmittelbar auf einen Teil der Flamme 24
auf trifft und sich mit diestr vermischt.
Für ein Hüllgas kann in Abwandlung der Anordnung nach F i g. 2 auch mittels eines Mehrrohrbrenners
gesorgt werden, wie dies in Fig.4 schematisch dargestellt ist. Der Brenner 40 weist ein Mittelrohr 41
auf, das konzentrisch innerhalb eines Außenrohres 42 sitzt und zusammen mit diesem einen Ringraum 43
begrenzt. Ein Gemisch 23 aus Sauerstoff und Brennstoff wird nach Verlassen des Rohrs 41 verbrannt und bildet
eine Flamme 44, die auf das Stichloch 21 gerichtet ist. Ein sauerstoffhaltiges Gas 25 wird in den Ringraum 43
eingeführt, wodurch am Auslaßende 45 ein ringförmiger Hüllgasstrom gebildet wird, der in die Flamme 44
hineingesaugt wird.
Es wurden mit einem Sauerstoff-Abfallkonverter der vorliegend beschriebenen Art Versuche unter Anwendung
des Verfahrens nach der Erfindung durchgeführt. Zwei Kupferrohre von 6.35 mm Außendurchmesser
wurden neben dem Vormischbrenner in einem Achsabstand vom Brenner von 38,1 mm in der in F i g. 2
gezeigten Weise angeordnet. Der Innendurchmesser des Brennerrohrs betrug 6,35 mm. Die Abfallbeschikkungsmengen
des Abfallkonverters wurden zwischen ungefähr 36 und 181 kg/h variiert, während der Strom
der das Schlackenstichloch verlassenden schmelzflüssigen Produkte zwischen ungefähr 9 und 45 kg/h
schwankte. Für diesen Bereich der Betriebsbedingungen
wurde ein stetiges Arbeiten des Ofens unter Verwendung der folgenden Gasdurchflußmengen erreicht:
Brenner:
Sauerstoff: 2,8 mVh Normaltemperatur und Normaldruck.
Diese Durchflußmengen entsprechen einem Sauer stoff-Brennstoff-Verhältnis von 1,25 für den Brenne
und einem Gesamtverhältnis von 2^5 für die von
709812/321
Brenner und den Seitenrohren gebildete Gesamtanordnung. Das stöchiometrische Sauerstoff-Brennstoff-Verhältnis
beträgt bei Verwendung von Methan als Brennstoff 2. Während dieser Versuche zeigte es sich,
daß es darauf ankommt, das Sauerstoff-Brennstoff-Verhältnis
für die vom Brenner und den Seitenrohren
10
gebildete kombinierte Anordnung größer als stöchiometrisch
zu halten. Lag das Verhältnis unter dem stöchjonietrischen Verhältnis, neigte der Schmelzfluß
dazu, im Stichloch sehr viskos zu werden; im Feuerraum begann sich das geschmolzene Produkt aufzubauen.
Claims (8)
- * Patentansprüche:ί 1. Verfahren zum Erhitzen und Offenhalten eines ; jStichloches in dem schmelzflussigen MetalliJund/oder Schlacke enthaltenden Feuerraum eines Ofens, der unter einem höheren Druck als dem ■SAußendruck arbeitet, wobei die öffnung des Stichlochs in einem Gehäuse liegt das eine Verbindung des Stichlochs mit der umgebenden Atmosphäre verhindert, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erhitzen des Stichlochs eine für das Verbrennen eines Brennstoff-Sauerstoff-Gemisches geeignete Vormischbrennereinrichtung vorgesehen und in die Verbrennungszoue der Brennereinrichtung ein Gemisch aus Brennstoff and einem sauerstoffhaltigen Gas in solcher Menge eingeleitet wird, daß das Verhältnis von Sauerstoff zu Brennstoff kleiner als das für eine stöchiometrische Verbrennung des Brennstoffes erforderliche Verhältnis ist. daß ferner der Brennstoff und der Sauerstoff unter Ausbildung einer stabilen Flamme in der Verbrennungszone des Brenners verbrannt werden, die vom Brenner ausgehende Flamme auf die Stichlochöffnung gerichtet wird und mindestens ein Strom eines sauerstoffhaltigen Gases in der Nähe der Flamme so gerichtet wird, daß er sich mit der Flamme mischt und ein gasförmiges Gemisch gebildet wird, das Sauerstoff und Brennstoff in einem Verhältnis enthält, das mindestens dem für die stöchiometrische Verbrennung des Brennstoffes erforderlichen Verhältnis entspricht, wobei nach Verbrennen mindestens eines Teils des unverbrannten Brennstoffes in der Flamme und mindestens eines Teils des anverbrannten Kohlenstoffes im Feuerraum die Temperatur des Stichlochs ausreichend erhöht wird, um das Metall und/oder die Schlacke in einem für ein Abstechen geeigneten fließfähigen Zustand zu halten.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als sauerstoffhaltiges Gas Luft, mit Sauerstoff angereicherte Luft oder Sauerstoff verwendet wird.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Brennereinrichtung verwendet wird, die mindestens zwei konzentrische, axial ausgerichtete und zwischen sich einen ringförmigen Durchlaß bildende Rohre aufweist, daß das Brennstoff-Sauerstoff-Gemisch in das Innenrohr eingeleitet wird und daß das sauerstoffhaltige Gas in den ringförmigen Durchlaß eingeleitet wird.
- 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Strom aus sauerstoffhaltigem Gas im Bereich der Flamme so gerichtet wird, daß er auf die Flamme auftrifft.
- 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Strahl aus sauerstoffhaltigem Gas im wesentlichen parallel zur Achse der Flamme und in Abstand von dieser derart gerichtet wird, daß mindestens ein Teil des sauerstoffhaltigen Gases des Strahles in die Flamme hineingesaugt wird.
- 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sauerstoffgehalt der kombinierten Oxydationsgase, die das der Brennereinrichtung zugeführte sauerstoffhaltige Gas und den Gasstrom umfassen, mindestens 40 Volumprozent beträgt.
- 7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß das Produkt aus dem höheren ileizwert des Brennstoffes und der Massenstromdichte des Brennstoffes der FormelHHV χ Q> 12600kcal/hentspricht wobeiHHV = höherer Heizwert in kcal/kg und
Q = Massenstromdichte des Brennstoffs in kg/h. - 8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß die von der Brennereinrichtung gelieferte Wärme 9800 kcal/h pro cm2 Querschnittsfläche des Stichlochs nicht übersteigtDie Erfindung befaßt sich allgemein mit der Beseitigung von festem Abfall und betrifft insbesondere ein Verfahren zum Verhindern des Erstarrens von Schlacke im Stichloch von Hochtemperatur-Abfallkonvet tern.In dem Bestreben, einige der mit der Beseitigung von industriellem Abfall und Hausmüll verbundenen ökologischen Probleme zu lösen, wurde ein Sauerstoff-Abfallkonverter entwickelt der es erlaubt, Abfälle von unterschiedlichster Zusammensetzung zu verarbeiten und in brauchbare Brenngase sowie inerte feste Rückstände umzusetzen. Ein entsprechendes Sauerstoff-Abfallkonverterverfahren ist Gegenstand der älteren Anmeldung P 22 33 498.1, auf die vorliegend Bezug genommen wird. Eine zur Durchführung dieses Verfahrens geeignete Vorrichtung ist in der gleichlaufend mit der vorliegenden Anmeldung eingereichten Anmeldung »Sauerstoff-Abfallkonverter« (Priorität vom 29. Dez. 1972, Vereinigte Staaten von Amerika, USSN 319 530), beschrieben. Zu den Abfallstoffen, die auf diese Weise umgesetzt werden können, gehören brennbare Stoffe wie Papier, Kunststoffe, Holz, Nahrungsmittelabfälle u. dgl. sowie normalerweise nicht brennbare Stoffe, wie Metalle, Glas und schmelzbare zementartige Stoffe. Die brennbaren Stoffe werden vorwiegend in Gase umgesetzt, die am oberen Ende des Schachtofens abgegeben werden, während die nicht brennbaren Stoffe einen schmelzflüssigen Rückstand aus Metall und Schlacke bilden, der am unteren Teil des Ofens abgestochen wird.Eines der kritischen Probleme bei der Aufrechterhaltung eines gleichmäßigen und ununterbrochenen Ofenbetriebs ergab sich daraus, daß es nicht möglich war, über längere Zeiträume für ein kontinuierliches Abströmen von schmelzflüssigem Metall und von Schlacke aus dem Stichloch zu sorgen. Dies läßt sich nur erreichen, wenn zum einen der hauptsächlich aus Metall, Glas und Asche bestehende feste Rückstand auf einer ausreichend hohen Temperatur gehalten wird, um im Feuerraum in schmelzflüssigem Zustand vorzuliegen, und wenn zum anderen das Stichloch genügend heiß ist, um den schmelzflüssigen Strom vom Feuerraum aus ohne Erstarrung in ein Auffanggefäß gelangen zu lassen.Das Problem, das Stichloch offenzuhalten, ist besonders lästig bei einem unter Überdruck arbeitenden Ofen. Im Falle von öfen, die bei einem über dem
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US00319529A US3806335A (en) | 1972-12-29 | 1972-12-29 | Process for preventing solidification in refuse converter taphole |
US31952972 | 1972-12-29 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2364992A1 DE2364992A1 (de) | 1974-07-04 |
DE2364992B2 DE2364992B2 (de) | 1976-04-15 |
DE2364992C3 true DE2364992C3 (de) | 1977-03-24 |
Family
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