DE2412927A1

DE2412927A1 - Verfahren fuer die regelung der verbrennungsluftzufuhr und des sauerstoffueberschusses in einem abfallverbrennungsofen

Info

Publication number: DE2412927A1
Application number: DE2412927A
Authority: DE
Inventors: Risto Dipl Ing Helke; Jorma Dipl Ing Petaejistoe; Tuomo Dipl Ing Ruohola; Antti Dipl Ing Salonen; Hakan Dipl Ing Tomantschuk
Original assignee: Tampella Oy AB
Current assignee: Tampella Oy AB
Priority date: 1973-03-21
Filing date: 1974-03-18
Publication date: 1974-09-26
Also published as: US3894497A; FR2222610B1; DE2412927C3; FI50663C; GB1457948A; JPS5227465B2; AU6687474A; JPS508381A; FI50663B; DE2412927B2; FR2222610A1; AU477104B2; SE385730B

Description

Dipl.-Ing. Dr.-Ing. HEtNZ RICKLLS PATENTANWALT _a „ „

48 BIELEFELD/WESTF.

Oetmolder Straße 26 -Il/üJe- Qy Tampalla Ab, 33 1GD Tampara 10, Finnland

Verfahren für dia Regelung dar Verbrennungsluftzufuhr und des Sauerstoffüberachusses In einem AbfallverbrBnnungsafBn.

Der Gegenstand der Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren für die Regelung der Verbrennungsluftzufuhr und des Sauerstoffüberachusses in einem Abfallverbrennungsofen mit vertikalem Verbrennungsschacht, wobei die Verbrennung dea nach unten fallenden Abfalls mit Hilfe von vorgewärmter Verbrennungsluft bei derart hoher Temperatur stattfindet, daß die Asche schmilzt, und einen entsprechend ausgebildeten Verbrennungsofen zur Durchführung des Verfahrens.

Verbrennungsöfen für Abfälle, die nach unterschiedlichen Verfahren arbeiten, sind als zum Stand der Technik gehörend bekannt.

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Zum Aufrechterhalten einer genügend hohen Temperatur in der Uerbrennungszane eines solchen Ofens ist es einerseits erforderlich, daß hinreichend Verbrennungsluft zum ErziBlen der erforderlichen Uerbrennungsintensität zugeführt bard, und andererseits aber nicht zu viel Luft zugeführt uiird. Vom Standpunkt des Verbrennungsvorgangs ist die Mengenregelung der Primärluft besonders wichtig, zugleich aber ein schwer beherrschbarer Faktor. Dieses rührt daher, daß der Heiziuert des Abfalls momentan in einem recht ausgedehnten Bereich variiert.

Die Aufgabenstellung bezweckt, eine Lösung des Problems der Primärluft-MangenregBlung zu findBn, um eine optimale Verbrennung, ungeachtet der momentanen Schwankungen im Heizwert, des Abfalls zu erzielen.

Die Läsung dieser Aufgabenstellung bildet die Erfindung, wobei sich das Verfahren dadurch auszeichnet, daß der Abfall auf einem Rost, durch welchen die Verbrennungsrückstände hindurchfließen, in dem Verbrennungsschacht verbrannt wird, uiabsi der Luftkoeffizient npch der Verbrennung in der Nähe des liiertes 1, indem der Sauerstoffgehalt der Gase nach erfolgter Verbrennung analysiert und die Verbrennungsluft über

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dem Rast entweder durch eine dünnβγε ader eine stärkere Abfallschicht hindurchgeleitet uird, sofern der Sauerstoff gehalt entueder zu niedrig oder zu hoch ist, gehalten uiird. Die Kapazität des Abfallverbrennungsofens wird durch Veränderung dBr Gesamtmenge der über dem Rost eintretenden Primärluft reguliert.

Der Verbrennungsofen zur Durchführung des erfindungsgemäBen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß der Verbrennungsofen zwecks Regulierung der Luftzufuhr sduiie des Sauerstaffzuschusses für den Verbrennungsschacht oberhalb des Rostes außenliegende, mit der Zufuhrleitung gekoppelte Kammern und im Bereich dieser Kammern entsprechende Durchlaßschlitze aufmeist, wobei über eine Einrichtung mit einem Sauerstoffanalysator verbundene Ventile in der Zuführleitung der oberen oder unteren Kammer dem Verbrennungsschacht Verbrennungsluft in erforderlicher Menge zuführen, angeordnet sind.

Ein AusfUhrungsbeispiel des vorbeschriebenen Verbrennungsofens ist in der Zeichnung in schematischer Form als Vertikalschnitt dargestellt und nachstehend ausführlich beschrieben.

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Der zu verbrennende MiBchabfall wird durch eine Einuurföffnung auf den Rost 2 im vertikalen Verbrennungsschacht des Ofens 1 gegeben. Eine auf hohe Temperatur erwärmte Primärverbrennungsluft üiird durch Öffnungen 3 oberhalb des Rostes 2 zugeführt. Die Luftöffnungen 3 über dem Rost 2 befinden sich in zuei oder mehreren übereinanderliegenden Eben^ UJDbei man durch die Zuführkammern k Verbrennungsluft entweder dem oberen oder dem unteren Öffnungskreis oder auch beiden zugleich vermittels der Ventile 5 zuführen kann.

Die heiße Luft entzündet den Abfall, der auf dem Rost 2 in einer Zone mit hoher Temperatur varbrennt, so daß dxB anorganische Asche schmilzt und durch den Rost hindurch in einen darunterliegenden Schnelzenfang fließt. Die heiße Schmelze uiird von hier durch ein Loch im Boden des Schmelzenfanges entfernt. Die Temperatur im Schmelzenfang liegt etwa bei 1300 biß 1500° C. Die Rauchgase strömen vom Schmelzenfang weiter in eine nicht dargestellte Nachverbrennungskammer, welchβγ Sekundärluft im Übermaß zugeführt wird. Auf diese Weise wird die Vollständigkeit der Verbrennung gesichert. Die Temperatur in der Nachverbrennungskammer beträgt etwa 9G0 bis 1100° C. Aus der Nachverbrennungskammer gelangen die Rauchgase in einen Verbrennungsluft-Voruärmer,

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uiD dis Temperatur der Primärluft auf 500 - 600^D erhöht wird. Die abgekühlten Rauchgase strömen ueiter durch einen Dampfkessel und einen Rauchgasuaschapparat zur Esse.

Das beschriebene Abfallverbrennungssystem ist bezüglich des Brennstoffs vollständig selbstversorgend, vDrausgB-setzt, daß der Heizuiert des Abfalls nicht merklich vom durchschnittlichen Heizuert des Haushaltsabfalls abweicht.

Das Werbrennungsverfahrsn nach der Erfindung ist dan bekannten Abfallverbrennungsvarfahren gegenüber vorteilhafter, weil infolge der hohen l/erbrBnnungstemperatur die Uerbrennungsprodukte einsn hohen Rsinheitsgrad aufuiei-SBn. DBr feste Abfall besteht aus erstarrter, in Wasser unlöslicher Schlacke, die als Füllerde ahne Gefährdung des Grundwassers verwendet werden tefcnn. Dia Rauchgase erhalten keine unverbranntsn Gase. In den bekannten AbfallaarbrBnmungsvBrfahrBn pflegt man allzu hohe Verbrennungstemperaturen gerade wegen der Schmelzenbildung zu vermeiden. Jedoch muß die UerbrBnnungstermperatur genügend hoch sein, damit die Verbrennung vollständig ist. Hierbei ist man gBZuiungen, in einem verhältnis-

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mäßig engen Temperaturbereich zu arbeiten. Die bei einer herkömmlichen Abfallverbrennungsanlage anfallende Asche enthält ferner wasserlösliche Salze, uc~ durch das Beseitigen der Asche mitunter Schwierigkeiten bereitet.

Der erfindungsgemäße Schmelzenfangofen signet sich auch gut zum Vernichten verschiedenartiger Gif|te, Die Temperatur ist in der Verbrennungszone des Ofens hoch genug und die Verueilzeit, z.B. zum vollständigen Abbau der chlorierten Bisphenyle, hinreichend lang.

Der Sauerstoffgehalt der Rauchgase im Schmelzenfang üiird fortlaufend mit einem Sauerstoffanalysator 6 analysiert. Die Gesamtmenge der Primärluft wird nahezu konstant eingestellt, indem das Ventil 7 sich in einer konstanten Stellung befindet. Die Menge des zu Verbrennung kommenden Abfalls bestimmt sich auf diese Weise. üJenn man dem Ofen 1 eine konstante Luftmenge zuführt, so stellt man fest, daß bisweilen unverbrannte Luft in den Schmelzenfang gerät, wobei der Sauerstoffgehalt hoch ist, während mitunter die Luft völlig aufgebraucht wird und unverbrannte Gase in den Schmelzenfang gelangen. Beides hat zur Folge, daß die hohe Verbrennungstemperatur nicht aufrechterhalten uiBrden kann,

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Es hat sich auch ergeben, daß der Verbrennungsvorgang sich nicht dadurch beherrschen läßt, daß man die PrimHrluftmBnge unter Steuerung durch den Sauerstaffgehalt der Rauchgase regelt. DIbs ist in erster Linie auf den variierenden Heizwert des Abfalls zurückzuführen.

Nach der vorliegenden Erfindung läßt sich die Verbrennung mittels eines Regelungssystems in folgender Weise beherrschen.

Der Sauerstoffanalysator 6 uiird an eine Uirkvorrichtung β angeschlossen, die mit Hilfe der Ventile 5 der oberen Hammer k mehr Verbrennungsluft zuführt, falls der Sauerstoff gehalt der Rauchgase zu hoch ist, und der unteren Kammer k mehr Verbrennungsluft zuführt, falls der Sauerstoffgehalt der Rauchgase zu niedrig ist. Diejenige Verbrennungsluft, die durch die oberen Öffnungen 3 zugeführt uiird, muß vor Erreichen des Rosts 2 eine stärkere Abfallschicht durchdringen, wodurch der von dieser Luft herbeigetragene Sauerstoff vollkommen aufgebraucht uiird. Dagegen strömt die durch die unteren öffnungen 3 eingeführte Luft nur kurzstreckig, ehe sie den Rost 2 erreicht. üJird der überwiegende Teil der Verbrennungsluft durch diB unteren Öffnungen 3 zugeführt, so steigt der Sauerstoffgehalt der Rauchgase im Schmelzenfang an.

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Der vorbeschriebene Vorgang ist auch sd voretellbar, daß beim Variieren der durch die oberen bzu. unteren Ringöffnungen 3 zugeführten Luftmenge zugleich die Höhe der Verbrennungszone geregelt wird, d.h. man variiert die im Verbrennungsvergang liegende Abfallmenge. Auf diese LJeiae kann man durch Verändern des Umfangs des vom Verbrennungsprozeß betroffenen Bereichs feinfühlig die augenblicklichen VerMnderungstendenzen der Verbrennungstemperatur kompensieren, die der variierende Heizuiert des Abfalls verursacht.

Die der Verbrennungskapazität des Ofens entsprechende Gesamtluftmenge uiird von Hand mittels des Ventils 7 geregelt. /

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Claims

Patentansprüche

Λ.J Verfahren für die Regelung der Verbrennungsluftzufuhr und des Sauerstaffüberschusses in einem Abfallverbrennungsofen mit vertikalem Verbrennungsschacht, wobei die Verbrennung des nach unten fallenden Abfalls mit Hilfe van vorgewärmter Verbrennungsluft bBi derart hoher Temperatur stattfindet, daß die Asche schmilzt, dadurch gekennzeichnet, daß der Abfall auf einem Rost, durch welchen die Verbrennungsrückstände hindurchfließen, in dem VBrbrennungsschacht verbrannt wird, uiobei der LuftkoeffiziBnt nach der Verbrennung in der Nähe des Wertes 1, indem der Sauerstaffgehalt der Base nach erfolgter Verbrennung analysiert und die Verbrennungsluft über dBtn Rast entweder durch eine dünnere ader eine stärkere Abfallschicht hindurchgeleitet wird, sofern der Sauerstoffgehalt entweder zu niedrig oder zu hoch ist, gehalten wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapazität des Abfallverbrennungsofens durch Veränderung der Gesamtmenge der über dem Rast eintretenden Primärluft reguliert wird.

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3. Verbrennungsofen zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch ge kennzeichnet, daB der Verbrennungsofen (1) zwecks Regulierung der Luftzufuhr sowie des Saueratoffzuschusses für den Verbrennungaschacht oberhalb des Rostes (2) außenliegende, mit der Zufuhrleitung gekoppelte Hammern Ck) und im Bereich dieser Kammern Ck) entsprechende DurchlaB-schlitze (3) aufweist, wobei über eine Einrichtung (B) mit einem Sauarstoffanalysator (6) verbundene Ventile (5) in der Zufuhrleitung der oberen oder unteren Kammer Ck), welche (5) dem Verbrennungsschacht Verbrennungsluft in erforderlicher Menge / zuführen, angeordnet sind. /

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