DE2432640B2 - Abfallverbrennungsanlage - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Abfallverbrennungsanlage, bestehend aus einem Dampferzeuger und einer dem Dampferzeuger vorgeschalteten, als Brennkammer ausgebildeten Drehtrommel, deren Achse gegenüber der Horizontalen geneigt ist und an die an ihrem höher gelegenen Ende eine Beschickungseinrichtung anschließt und die an ihrem tiefer gelegenen Ende mit dem Dampferzeuger verbunden ist.

Eine solche Abfallverbrennungsanlage ist aus der Zeitschrift »Dürr-Mitteilungen«, Juni 1956, Heft 22, S. 8 bis 10 bekannt. Hierbei ist die Drehtrommel mit Schamottesteinen feuerfest ausgemauert, und in der Trommelsiirnwand befinden sich zwei Heizölbrenner, die die erforderliche Zünd- und Stützwärme bringen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese bekannte Abfallverbrennungsanlage so weiterzubilden, diiß die Drehtrommel zum Wärmeaustausch nutzbar gemacht werden und die Wärmeauskleidung in Gestalt der Schamottesteine wegfallen kann.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Mantel der Drehtrommel aus wasserführenden, starr miteinander verbundenen Rohren besteht, zwischen denen öffnungen vorgesehen sind, die eine Strömung durch den Trommelmantel ermöglichen, und daß eine Einrichtung zur Wasserzufuhr und zur Wasserabfuhr trommelstirnseitig angeordnet ist.

Hierdurch wird es möglich, bereits im Bereich der Drehtrommel, also vor Eintritt in den eigentlichen Dampferzeuger, eine Wasservorwärmung zu bewirken, wodurch nicht nur ein Wegfall der feuerfesten Auskleidung erfolgen kann, sondern auch eine bessere Wärmeausnutzung mit einer Erhöhung des Wirkungsgrades verknüpft ist.

Es ist zwar durch die US-PS 30 34 776 ein Drehofen bekannt, dessen Trommelmantel wasserdurchströmie Rohre aufweist, jedoch ist hierbei außerdem eine Auskleidung vorgesehen, und die wasserdurchströmten Kühlrohre haben hier die Aufgabe, diese Auskleidung durch Abkühlen und Erstarren der im Ofen befindlichen Schmelze während des Betriebes zu erzeugen. Bei der erfindungsgemäß vorgesehenen Verbrennungsanlage können demgegenüber Luft bzw. Abgase frei den Trommelmantel in radialer Richtung durchströmen. Um hierzu einen möglichst günstigen Durchtrittsquerschnitt zu schaffen, sind gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung zur Verbindung der Rohre zwischen den Rohren liegende, gelochte Bänder vorgesehen. Die Drehtrommel ist zweckmäßigerweise von einem Gehäuse umgeben, welches durch eine im höher gelegenen Bereich vorgesehene Luftzufuhrkammer und eine im tiefer gelegenen Bereich vorgesehene Gasabfuhrkammcr unterteilt ist. Im Bereich jeder Kammer ist die Trommel von je einem mit Klappen versehenen, mit der Trommel fest verbundenen Gehäuse umschlossen, und der Ringraum zwischen Gehäuse und Trommel ist durch radiale Zwischenwände in Sektoren unterteilt, und die Klappen werden entsprechend der Drehstellung der Trommel über eine Kulissenführung derart geöffnet und geschlossen, daß in der Luftzufuhrkammer durch die Klappen die jeweils oben liegenden Sektoren und in der Gasabführkamnn-r die jeweils unten liegenden Sektoren geschlossen sind. Dadurch wird erreicht, daß die über ein Gebläse zugeführte Verbrennungsluft von unten her in die Drehtrommel eintritt, in Achsrichtung der Trommel weiterströmt und hierbei die Verbrennung trägt, während die sich ergebenden Verbrennungsgase nach oben abströmen können, wobei zur Unterstützung ein Absauggebläse vorgesehen werden kann.

Die Wasserzufuhr und die Wasserabfuhr sind an der tiefer liegenden Stirnseite der Trommel angeordnet und stehen dort mit den Rohrleitungen des Dampferzeugers in Verbindung.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigt

Fig. ί eine Schnittansicht einer erfindungsgemäß ausgebildeten Abfallverbrennungsanlage mit Drehtrommel und Dampferzeuger,

Fig.2 in größerem Maßstab einen Schnitt nach der Linie 2-2gemäß Fig. 1,

Fig-3 einen Teilschnitt des von den Rohren gebildeten Trommelmantels,

F i g. 4 einen Schnitt nach der Linie 4-4 gemäß F i g. 2,

Fi g. 5 eine teilweise aufgebrochene Ansicht des am Dampferzeuger vorgesehenen Dampfleitungsanschlusses.

Die Abfallverbrennungsanlage IG weist eine Beschickungseinrichtung 11, eine Drehtrommel 12 und einen Dampferzeuger 13 auf. Aus dem Aufgabebunker der Beschickungseinrichtung 11 gelangt brennbar js Material durch ein als Rutsche ausgebildetes Rohr in die Drehtrommel, in der während ihrer Drehung das Brennmaterial über die schräg nach unten gerichtete Trommelwand nach unten wandert, so daß sich ein längs einer Schraubenlinie erstreckendes brennendes Bett bildet, aus dem das noch nicht verbrannte Material in den Feuerraum des Dampferzeugers 13 gelangt.

Die Drehtrommel 12 besteht aus achsparallel zueinander angeordneten, starr miteinander verbundenen Rohren 14, die von zwei Bändet η 16 umschlossen sind, die Führungen bilden, und aufTragroIien 17 laufen, so daß su.ii die Drehtrommel um ihre Längsachse drehen kann. An den Rohren 14 ist weiter gemäß F i g. 1 ein Zahnkranz 18 befestigt, mit dem ein Ritzel 19 in Eingriff steht, das über eine Kette 21 angetrieben wird und die Drehtrommel 12 auf den Rollen 17 dreht. Am oberen und am unteren Ende der zylindrischen Innenfläche 15 sind die Rohre 14 durch Ringkammern

23 bzw. 24 rechteckigen Querschnitts miteinander verbunden. Aus Fig.4 ist ersichtlich, daß die Kammer

24 am unteren Ende in eine innere Ringkamnier 26 und eine diese konzentrisch umschließende, äußere Ringkammer 25 unterteilt ist.

Durch zwei konzentrisch angeordnete Rohre 28 und 29 wird gemäß Fig.4 ein innerer Kanal 31 bzw. ein äußerer Kanal 32 gebildet, um Wasser durch die Rohre 14 zu leiten Die Rohre 28 und 29 verlaufen achsparallel, und sie sind einerseits mit der Ringkammer 24 und andererseits mit einem drehbaren Dampfleitungsanschluß 35 verbunden. Das innere Wasserzuführungsrohr 29 mündet in der inneren Ringkammer 26, während das äußere Rohr 28 über eine Rohrschleife 36 mit der äußeren Ringkammer 25 verbunden ist.

Sämtliche Rohre 14 münden in der inneren Ringkammer 26, mit der sie jeweils über eine Drosselöffnung 37 verbunden sind. Gemäß F i g. 2 und 4 sind mehrere zusätzliche Rohre 38 vorgesehen, die sich von der Ringkammer 23 zu der Ringkammer 25 erstrecken, aus dem das Wasser über die Rohrschleife 36 zu dem äußeren Kanal 32 strömt.

Bei dem drehbaren Anschluß 35 nach F i g. 5 ist das Ende des Rohres 28 mit einer Buchse 41 verbunden, die mit Gleitsitz mit einem Bund 42 zusammenarbeitet, der in zwei Lagerringen 43 drehbar und in t^ew'^ssen Grenzen allseitig schwenkbar gelagert ist. Das innere Rohr 29 ist in einen Stopfen 44 eingebaut, der an dem Bund 42 so befestigt ist, daß er eine Dichtungspackung 45 in ihrer Lage hält, welche dazu dient, die Kanäle 31 und 32 gegeneinander abzudichten. Das innere Rohr 29 mündet in einem Gehäuse 46, das durch eine Rohrleitung 47 mit einer gemäß F i g. 1 durch einer Motor 49 antreibbaren Wasserpumpe 48 verbunden ist. Die Buchse 41 und der Bund 42 haben miteinander fluchtende öffnungen, die den äußeren Kanal 32 mit einem Gehäuse 51 verbinden, das seinerseits durch eine Rohrleitung 52 mit einer Trommel 53 am oberen Ende des Dampferzeugers 13 verbunden ist.

Das Wasser wird durch die Pumpe 48 durch sämtliche die Drehtrommel bildenden Rohre 14 gefördert, so daß das Wasser gemäß F: g. 4 und 5 in der durch die Pfeile bezeichneten Richtung zu der Trommel 53 strömt. Während des Betriebs nimmt das Wasser Wärme auf und verdampft teilweise. In der Trommel 53 erfolgt eine Trennung des Dampfes vom Wasser. Der Dampf wird aus der Trommel durch eine Rohrleitung 54 abgeführt.

Die Rohre 14 sind gemäß F i g. 3 durch gelochte Bänder 57 miteinander verbunden, so daß zwischen den Rohren zahlreiche öffnungen vorhanden sind und die zylindrische Innenfläche 15 gemäß Fig.3 für Gase durchlässig ist. Damit es möglich ist, geregelte Gasmengen zur Verbrennung über die durchlässige Innenfläche 15 zuzuführen, ist die Drehtrommel 12 gemäß F i g. 1 in eine Kammer 58 eingeschlossen, die durch ein Gebläse 59 gespeist wird, und auf den Rohren 14 ist ein ringförmiges Gehäuse 60 angeordnet, das durch radiale Wände 61 unterteilt ist. Gemäß F i g. 2 wird das Gehäuse 60 durch Betätigen drehbar gelagerter Klappen 62 geöffnet, wobei jedem der durch die radialen Wände 61 abgegrenzten Abschnitte eine solche schwenkbare Klappe zugeordnet ist. In der Kammer 58 is< gemäß Fig. 1 ein im wesentlichen kreisrundes Kurvenstück 63 angeordnet, mit dem gemäß Fig. 2 Rollen, zusammenarbeite!, welche drehbar auf den freien Enden von Kurbelarmen 64 gelagert sind, die ihrerseits mit den schwenkbaren Klappen 62 drehfest verbunden sind. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel hat das Kurvenstück 63 eine solche Form, und die Winkelstellungen der Kurbelarme 64 sind so gewählt, daß die schwenkbaren Klappen 62 immer dann geöffnet werden, wenn sie sich unter dem herabrollenden brennenden Material in der durch die zylindrische Fläche 15 abgegrenzten Kammer hindurchbewegen. Ferner hat das Kurvenstück 63 eine solche Form, daß die Klappen 62 wieder geschlossen werden, sobald sich die zugehörigen Abschnitte des Gehäuses 60 oberhalb des Betts, aus brennendem Material bewegen. Auf diese Weise ist dafür gesorgt, daß das Gebläse 59 Luft von unten nach oben durch das brennende Material hindurch sowie durch die öffnungen der zylindrischen Fläche 15 in die Drehtrommel hineinbläst.

Um die Verbrennung in Gang zu setzen oder zu unterstützen, ist gemäß F i g. 1 eine Einrichtung 65 vorhanden, die es ermöglicht, einen zusätzlichen Brennstoff, z. B. öl oder Erdgas, in das obere Ende der Drehtrommel 12 einzuleiten.

Um wertvolle flüchtige Gase, die beim Verbrennen von Holz entstehen, zu sammeln, ist gemäß F i g. 1 eine zweite Kammer 66 vorhanden, die das untere Ende der Drehtrommel 12 umgibt, und außen durch ein zweites Gehäuse 67 umgeben ist, das in Abschnitte unterteilt ist, welche mit Hilfe von Klappen 68 geöffnet werden können, die durch Kurbelarme gesteuert werden, welche mit einem weiteren Kurvenstück 69 zusammenarbeiten. In diesem Fall werden die Klappen 68 geöffnet, wenn sie sich oberhalb des herabrollenden brennenden Materials bewegen, so daß die entstandenen Gase entweichen und mittels eines Gebläses 71 abgezogen werden können.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel sind die Kammern 58 und 66 gemäß F i g. 1 und 4 durch einfache Labyrinthdichtungen 72.73 und 74 abgedichtet.

Der Dampferzeuger 13 ist mit zur Wärmeaufnahme dienenden Kesselrohren 81 ausgekleidet, die sich von Verteilern 82 aus, durch die auch die Pumpe 48 gespeist wird, gemäß F i g. 1 nach oben zu der Trommel 53

erstrecken. Bei der dargestellten Konstruktion sind die unteren Abschnitte der Rohre 81 nach innen abgewinkelt und so angeordnet, daß sie sich überkreuzen, um einen Feuerungsrost 83 zu bilden, der tiefer angeordnet ist als das untere Abgabeende der Drehtrommel 12.

Das Gebläse 59 dient gemäß Fig. 1 auch dazu, Verbrennungsgas über eine Rohrleitung 84 dem Raum unter dem Rost 83 zuzuführen, um die Verbrennung von Material auf dem Rost zu fördern. Große brennbare Abfallstücke, z. B. Baumstümpfe, die möglicherweise in , der Drehtrommel 12 nicht vollständig verbrannt werden, fallen somit auf den Rost 83, wo die Verbrennung fortgesetzt und zu Ende geführt wird. Die den Rost 83 bildenden Abschnitte der Kesselrohre 81 sind durch solche Abstände voneinander getrennt, daß ,, Asche und unbrennbares Material, z. B. Steine oder Metallstücke, durch den Rost herabfallen können, um von einer Fördereinrichtung 85 zum Abführen dieses Materials aufgenommen zu werden.

Die Drehgeschwindigkeit, die bei einer Drehtrommel mit einer Länge in der Größenordnung von 12 m und einem Durchmesser von etwa 3 m z. B. nur 1 U/min beträgt, bestimmt die Geschwindigkeit, mit der das brennende Material herabrollt und sich längs der zylindrischen Innenfläche allgemein längs einer Schraubenlinie bewegt. Durch Einstellen der Drehzahl des Gebläses 59 und durch entsprechendes Einstellen von zwei Regelklappen 87 kann die Zufuhr von die Verbrennung unterstützenden Gasen zu dem brennenden Material geregelt werden. Ferner kann man gegebenenfalls zusätzlichen Brennstoff über die Rohrleitung 65 zuführen. Die Temperatur des Metalls, aus dem die Drehtrommel 12 besteht, kann ohne Rücksicht auf die Art des zu verbrennenden Materials dadurch im gefahrlosen Bereich gehalten werden, daß man den Teilen der Drehtrommel mit Hilfe von zirkulierendem Wasser Wärme entzieht, und man kann die Zirkulationsgeschwindigkeit des Wassers durch eine entsprechende Steuerung der Pumpe 48 regeln.

Die Drehtrommel 12 ist geeignet, brennbares Abfallmaterial zu verarbeiten, bei dem die Stückgröße, der Feuchtigkeitsgehalt und die Zusammensetzung in weiten Grenzen variieren. Da die Drehtrommel mit Wasser gekühlt wird, ist eine Verbrennung bei äußerst hohen Temperaturen möglich, und da sich der Verbrennungsvorgang in der beschriebenen Weise regeln läßt, kann man den Betrieb verschiedenen Parametern anpassen, die in weiten Grenzen variieren Der Gebrauchswert der Anlage 10 wird noch dadurch gesteigert, daß es möglich ist, flüchtige Kohlenwasser stoffe zu gewinnen. Die Anlage läßt sich mit geringer Kosten betreiben und instand halten und bietet nicht nui die Möglichkeit, Holzabfälle auf kostensparende Weis« zu beseitigen, ohne daß ein umständliches Sortieren de Hol:iabfälle erforderlich ist, sondern liefert aucl verwertbare Energie in Form von Dampf.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Abfall verbrennungsanlage. bestehend aus einem Dampferzeuger und einer dem Dampferzeuger vorgeschalteten, als Brennkammer ausgebildeten Drehtrommel, deren Achse gegenüber der Horizontalen geneigt ist und an die an ihrem höher gelegenen Ende einer Beschickungseinrichtung anschließt und die an ihrem tiefer gelegenen Ende ι ο mit dem Dampferzeuger verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel der Drehtrommel (12) aus wasserführenden, starr miteinander verbundenen Rohren (14) besteht, zwischen denen Öffnungen vorgesehen sind, die eine Strömung durch den Trommelmantel ermöglichen, und daß eine Einrichtung zur Wasserzufuhr und Wasserabfuhr trommelstirnseitig angeordnet ist

2. Abfallverbrennungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbindung der Rohre (14) zwischen den Rohren liegende, gelochte Bänder (57) vorgesehen sind.

3. Abfall verbrennungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (14) parallel zur DrehtrommeSlängsachse angeordnet 2s und stirnseitig über Ringkammern (23, 24) strömungsmäßig miteinander verbunden sind.

4. Abfallverbrennungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehtrommel im höher gelegenen Bereich von einer Luftzufuhrkammer (58) und im tiefer gelegenen Bereich von einer Gasabführkammer (66) umschlossen ist.

5. Abfallverbrennungsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehtrommel im Bereich jeder Kammer (58, 66) von je einem mit Klappen (62, 68) versehenen, mit der Drehtrommel fest verbundenen Gehäuse umschlossen ist und der Ringraum zwischen Gehäuse (60) uvid Drehtrommel durch radiale Zwischenwände (61) in Sektoren unterteilt ist, und daß die Klappen (62, 68) entsprechend der Drehstellung der Trommel über eine Kulissenführung derart geöffnet und geschlossen werden, daß in der Luftzufuhrkammer durch die Klappen die jeweils oben liegenden Sektoren und in 4«, der Gasabführkammer die jeweils unten liegenden Sektoren geschlossen sind.

6. Abfallverbrennungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserzufuhr und die Wasserabfuhr an der tiefer so liegenden Stirnseite der Drehtrommel angeordnet sind.