DE2518128B2 - Verfahren zum Reinigen von in Verbrennungsanlagen entstehenden Rauchgasen und Verbrennungsanlage - Google Patents
Verfahren zum Reinigen von in Verbrennungsanlagen entstehenden Rauchgasen und VerbrennungsanlageInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Reinigen von bei der Verbrennung von Abfällen,
insbesondere von Müll, in Verbrennungsanlagen entstehenden heißen Rauchgasen, bei dem die in den heißen
Rauchgasen als Schwebstoffe mitgeführten Asche- und Rußteilchen im Gasstrom mittels eines Filters zurückgehalten
werden, wobei sich auf dem Filter eine aus den zurückgehaltenen Teilchen gebildete, von den heißen
Rauchgasen durchströmte Schicht aufbaut und bei dem den heißen Rauchgasen vor deren Eintritt in die
gebildete Schicht Frischluft beigemischt wird und eine Nachverbrennung von Teilchen der Schicht stattfindet.
Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Verbrennungsanlage zur Durchführung des Verfahrens mit einer
dem für die zu verbrennenden Stoffe vorgesehenen Feuerraum nachgeschalteten Einrichtung zum Reinigen
der Rauchgase, wobei im Feuerraum Leitungsöffnungen für die Zufuhr von Frischluft vorgesehen sind, und wobei
die Einrichtung zum Reinigen der Rauchgase aus einem am Ausgang des Feuerraumes angeordneten Filter
besteht, und wobei Einrichtungen zum Zuführen von Frischluft zu den dem Filter zuströmenden Rauchgasen
vorgesehen sind und das Filter aus einem hitzebeständigen Material besteht.
Verbrennungsanlage, insbesondere Anlagen zum Verbrennen von Müll, werden eingesetzt, um das
ίο Volumen brennbarer Abfallstoffe unterschiedlicher
Zusammensetzung aus Haushalt, Verwaltung und Industrie, aber auch Tierkadaver oder Klinikabfälle
weitgehend zu verringern und dabei sterile, möglichst nicht brennbare Rückstände zu erhalten. Dabei wird
zugleich angestrebt, bei der Verbrennung entstehende Rauchgase vor der Freigabe in die Atmosphäre von für
die Umwelt schädlichen Stoffen zu reinigen.
Es gehört zu bekannten Stande der Technik, daß dem Feuerraum der Verbrennungsanlagen Anlagen zur
Rauchgasreinigung, wie Zyklone, Elektrofilter, Sackfilter, Kerzenfilter oder Einrichtungen, bei denen die
Reinigung der Gase durch Naßreinigung erfolgt, nachgeschaltet sind. Dabei ist jedoch von großem
Nachteil, daß der apparative Aufwand für diese bekannten Reinigungsanlagen etwa ebenso groß ist wie
für den Teil der Verbrennungsanlage, der für die Verbrennung der Abfallstoffe vorgesehen ist. Denn
diese bekannten Reinigungsanlagen müssen in der Lage sein, auch die maximal anfallende Menge an Abfallstoffen
auffangen zu können. Von Nachteil ist ferner, daß bei Verwendung der bekannten, dem Feuerraum
nachgeschalteten Reinigungsanlagen nicht verhindert wird, daß in den Fällen, in denen eine Rückgewinnung
der Abwärme vorgesehen ist, sich an der Austauscher-
J5 fläche von Wärmeaustauschern oder Heizkesseln
Verbrennungsrückstände anlagern und dadurch der Wirkungsgrad der Abwärmerückgewinnung mit zunehmender
Betriebsdauer verringert wird.
Aus der US-PS 26 39 780 ist eine Verbrennungsanlage
bekannt, bei der die Rauchgase über ein Filter geleitet werden, das die in den Rauchgasen schwebend
mitgeführten Teilchen zurückhält. Durch eine das Filter ständig überstreichende Bürste werden die Teilchen
vom Filter wieder entfernt und sodann zu ihrer Nachverbrennung der Brennstelle zugeführt. Von
Nachteil ist hierbei, daß eine recht aufwendige Einrichtung zur Bewegung des Filters oder der Bürste
notwendig ist.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zu
so schaffen, nach dem die Rauchgase auf einfache Weise
und ohne großen apparativen Aufwand so weit gereinigt werden, daß diese, ohne daß ein weiterer
Reinigungsschritt erforderlich wäre, in die Atmosphäre entlassen werden können. Es ist -ferner Aufgabe der
Erfindung eine Verbrennungsanlage zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen. Die dem Feuerraum
nachgeschaltete Einrichtung zum Reinigen der Gase soll dabei einfach zu warten sein. Außerdem soll sie in den
Fällen, in denen eine Rückgewinnung der Abwärme vorgesehen ist, in wirksamer Weise die Ablagerung der
Verbrennungsrückstände an Wärmeaustauscherflächen verhindern und somit zur Erzielung einer höheren
Wirtschaftlichkeit der Abwärmerückgewinnung beitragen als dies bisher möglich war.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs bezeichneten Art gemäß der Erfindung
dadurch gelöst, daß den heißen Rauchgasen vor deren Eintritt in die gebildete Schicht eine zur Nachverbren-
nung der in der Schicht befindlichen Teilchen hineinreichende Menge an Frischluft beigemischt wird, wobei
sich aus der Schicht der zurückgehaltenen Teilchen eine die Filterung der Rauchgase bewirkende fesie Schicht
bildet. Diese unterstützt die Wirkung der ursprünglich eingebrachten Filterschicht und reicht mit zunehmender
Betriebsdauer bei Erreichen einer genügenden Schichtdicke selbständig zur Filterung der Rauchgase aus.
Dabei wird dadurch, daß die am Filter zurückgehaltenen Asche- und Rußteilchen im noch heißen Teil der
Verbrennuiigsanlage verbleiben, zugleich eine wirksame
Nachverbrennung der Ascheieilchen erzielt.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird bei einer Verbrennungsanlage der eingangs bezeichneten
Art ferner dadurch gelöst, daß als Filterschicht ein zumindest so lange hochwarmfestes Material vorgesehen
ist, bis sich eine als Filterschicht wirkende Ascheschicht gebildet hat. Das Filter wird dabei
zweckmäßigerweise in unmittelbarer Nachbarschaft der für die Zufuhr von Frischluft vorgesehenen Leitungsöffnungen
angeordnet, so daß sich die Frischluft mit den dem Filterzuströmenden Rauchgasen vermischt.
Da bei der Verbrennungsanlage gemäß der Erfindung das Filter am Ausgang des Feuerraumes angeordnet ist,
befindet sich in den Fällen, in denen eine Abwärmerückgewinnung vorgesehen ist, das Filter somit zwischen
Feuerraum und dem Anlageteil zur Rückgewinnung der Abwärme, wodurch eine Ablagerung von Verbrennungsrückständen
auf den Austauscherflächen des der Abwärmerückgewinnung dienenden Anlageteils wirksam
verhindert und somit die Wirksamkeit der Abwärmerückgewinnung erhöht wird.
Als vorteilhaft hat sich erwiesen, daß das Filter eine den ankommenden Rauchgasen zugewandte, aus
gasdurchlässigem Gewebe oder aus gasdurchlässigem Festkörper gebildete Filterschicht und einen als
Halterung für die Filterschicht ausgebildeten, Kanäle oder Löcher aufweisenden Träger aus feuerbeständigem
Material aufweist. Dadurch ist es auf einfache Weise möglich, das Filter durch Auswechseln der
Filterschichten zu erneuern, wobei es sich in den meisten Anwendungsfällen sogar als zweckmäßig
erweist, gebrauchte Filterschichten nicht etwa als ganzes herauszunehmen, sondern vielmehr diese zu
zerstoßen und die dabei entstehenden Teile in den Feuerraum oder direkt in ein dem Feuerraum
nachgeschaltetes Aschesilo fallen zu lassen, von wo aus sie mit den gröberen Verbrennungsrückständen der
Verbrennungsanlage entnommen werden.
Geeignet als Material für die Filterschicht sind Fasern aus keramischem Material oder aus hochwarmfesten
Metallen, wie austenitischem Stahl od. dgl., wobei diese Fasern zweckmäßigerweise zu Matten verpreßt verwendet
werden. Als Träger für die Filterschicht sind beispielsweise Lochplatten aus keramischem Material
oder ein Gerüst aus hochwarmfestem Stahl verwendbar. Auf diesen Filterschichten werden die Asche- und
Rußteilchen unter Bildung der festen, als Filterschicht wirkenden Ascheschicht abgelagert, ohne daß das Filter
durch die abgelagerten Teilchen verstopft wird.
Ausführungsbeispiele der Verbrennungsanlage gemäß der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch
dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine Verbrennungsanlage mit Anlage zur Abwärmerückgewinnung und mit einem Filter nach
Fig.2
Fig.2 einen teilweisen Längsschnitt durch ein Filter
mit plattenförmig ausgebildeten und parallel zueinander angeordneten Teilen
F i g. 3 eine als Drehrohrofenanlage ausgebildete Verbrennungsanlage mit einem Filter nach Fi g. 2
Fig. 4 eine Verbrennungsanlage mit Haupt- und Nachverbrennungskammer und mit einem Filter nach F i g. 2.
Fig. 4 eine Verbrennungsanlage mit Haupt- und Nachverbrennungskammer und mit einem Filter nach F i g. 2.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, besteht die Verbrennungsanlage
mit Anlage zur Abwärmerückgewinnung
iü aus einem über einen Füllschacht ί beschickbaren
Wanderrost 2, von dem aus die nicht von den Rauchgasen mitgeführten Verbrennungsrückstände in
die unterhalb des Wanderrostes 2 angeordneten Aschesilos 3 fallen sowie aus einer oberhalb des
\ri Wanderrostes 2 angeordneten und der Rückgewinnung
der Abwärme dienenden Kesselanlage 4, über die die heißen Rauchgase geleitet werden. Von der Kesselanlage
4 gelangen die Rauchgase dann zur Abgasleitung 5 und von dort über einen in Fig. 1 nicht dargestellten
Saugzug in einen — in Fig. 1 ebenfalls nicht dargestellten — Kamin. Wie aus Fig. 1 ferner
hervorgeht, ist die aus einem Filter mit den Filterschichten 6 und 7 sowie aus den Trägerelementen 8
bestehende — und in Fig.2 vergrößert dargestellte —
Einrichtung zum Reinigen der Rauchgase oberhalb des Wanderrostes 2 so angeordnet, daß die bei der
Verbrennung gebildeten Rauchgase über das Filter geleitet werden, bevor sie zur Kesselanlage 4 gelangen.
Dadurch wird erreicht, daß eine Ablagerung von
ίο Verbrennungsrückständen an den Austauscheroberflächen
der Kesselanlage 4 praktisch nicht mehr auftritt. Zur besseren Nachverbrennung der von dem Filter
zurückgehaltenen Ascheteilchen sind Zuleitungen 9 für die Zufuhr von Frischluft unterhalb des Filters
Ji vorgesehen.
Wie aus F i g. 2 hervorgeht, besteht die beispielsweise bei der Verbrennungsanlage nach Fig. 1 dem Feuerraum
nachgeschaltete Einrichtung zum Reinigen der Rauchgase aus einem Filter mit den Filterschichten 6,
au den als Halterung für die Filterschichten dienenden Trägerelementen 8 und den nach einer ausreichenden
Betriebsdauer durch Ablagerung von Ascheteiichen gebildeten Filterschichten 7. Wie aus Fig.2 ebenfalls
hervorgeht, sind die mit Löchern 10 versehenen Trägerelemente 8 jeweils so miteinander verbunden,
daß die Rauchgase — bei Anwendung des Filters wie in den in den Fig. 1 sowie 3 und 4 dargestellten
Anwendungsfällen — nur in der in Fig.2 angezeigten Pfeilrichtung durch die jeweils paarweise einander
so gegenüberliegenden Filterschichten hindurchgelangen. Durch diese Anordnung der Filterschichten wird infolge
der so erzielten großen Filterfläche auf engstem Raum eine hohe Filterwirkung erzielt. Die Trägerelemente 8
und die an den Trägerelementen 8 angebrachten
•3i Filterschichten 6 sind — wie in der Zeichnung nicht
dargestellt — zweckmäßigerweise plattenförmig ausgebildet und parallel zueinander angeordnet. Die Filter
können dadurch auf einfache Weise erneuert werden, indem neue plattenförmige Filterschichten nach Entfer-
M> nen der alten Filterschichten einfach eingeschoben
werden. Um dabei bei den Verbrennungsanlagen gemäß der Erfindung nach den Fig.! und 3 eine leichte
Handhabung des Filters zu ermöglichen, wird zweckmäßigerweise ein in der Zeichnung nicht dargestellter,
<■>'<
seitlich des Filters angeordneter, verschließbarer ;Zugang zum Filter vorgesehen. Für den Fall, daß neue
Filterschichten eingesetzt werden sollen, werden die alten Filterschichten mittels geeigneter Werkzeuge
einfach zerstoßen und die entstehenden Teile in das Aschesilo oder — bei der in Fig. 1 dargestellten
Verbrennungsanlage — auf den Wanderrost 2 fallengelassen. Die neuen Filterschichten brauchen dann
lediglich von der Seite in ihre Halterung eingeschoben zu werden.
Die in Fig. 3 dargestellte Verbrennungsanlage besteht aus einem in gleicher Weise wie die Verbrennungsanlage
nach Fig. 1 durch einen Füllschacht 1 beschickbaren Drehrohrofen 11, von dem aus die
groben, von dem Rauchgas nicht mitgeführten Verbrennungsrückstände in das Aschesilo 3 gelangen. Die
Rauchgase werden über das aus den Filterschichten 6 und 7 und den Trägerelementen 8 bestehende Filter
nach F i g. 2 geleitet und gelangen über einen Rauchgaskühler 12 und einen Saugzug 13 in den Kamin 14. Wie
aus der Darstellung der Drehrohrofenanlage in Fig. 3 ferner hervorgeht, ist das Filter unmittelbar hinter dem
Ausgang des Drehrohrofens und somit des Feuerraums angeordnet, so daß von den Rauchgasen mitgeführte
Asche- und Rußteilchen im noch heißen Teil der Verbrennungsanlage verbleiben und dadurch eine
wirksame Nachverbrennung der Ascheteilchen erzielt wird. Zur besseren Verbrennung der Rauchgase sowie
zur Erzielung einer optimalen Nachverbrennung der von dem Filter zurückgehaltenen Ascheteilchen wird —
ebenso wie bei der Verbrennungsanlage nach F i g. 1 — über am Ausgang des Feuerraumes angeordnete
Zuleitungsöffnungen 9 Frischluft zugeführt.
Die in Fig. 4 dargestellte Verbrennungsanlage besteht aus einer Hauptverbrennungskammer 15, der
von der Hauptverbrennungskammer 15 durch einen Rost 16 getrennten Nachverbrennungskammer 17 und
dem der Nachverbrennungskammer 17 nachgeschalteten Filter nach F i g. 2, von dem aus die Rauchgase in die
Abgasleitung 5 gelangen und von dort über einen in F i g. 4 nicht dargestellten Saugzug in einen — in F i g. 4
ebenfalls nicht dargestellten — Kamin. Wie aus Fig. A
hervorgeht, werden die brennbaren Abfallstoffe übci eine Beschickungsbox 18 in den von der Beschickungsbox 18 durch eine Rückschlagklappe 19 getrennter
Füllschacht 1 gegeben. Die durch den Rost 16 gelangten gröberen Ascherückstände, die nicht von den Rauchgasen
zum Filter mitgeführt werden, fallen auf einen unterhalb des Filters angeordneten verschließbaren
Boden 20 und gelangen nach der Verbrennung nach
öffnen des Bodens 20 in ein Aschesilo 3. Während der
Verbrennung wird Frischluft durch die doppelwandig ausgebildete Wandung 21 der Hauptverbrennungskammer
15 sowie über seitlich angeordnete Zuleitungen 22 in die Nachverbrennungskammer 17 eingeleitet.
Mit einer Verbrennungsanlage, die der in Fig. 4 dargestellten Verbrennungsanlage entsprach, wurde
Haushaltsmüll mit einem Heizwert von etwa 2500 bis 3000 kcal/kg bei einem Durchsatz von 50 kg pro Stunde
verbrannt. Als Filterschichten 6 wurden aus Fasern vor etwa 0,003 mm Stärke gepreßte Filtermatten von etwa
10 bis 15 mm verwendet. Das Raumgewichl dicsci Filtermatten betragt etwa 200 kg/m3. Die Fasern
bestehen etwa zu gleichen Teilen aus S1O2 und AIjOj. Sie
sind temperaturbeständig bis etwa 15000C. Als Trägerelemente
8 wurden Lochplatten aus keramischem Material verwendet. Die Temperatur an den Filterschichten
betrug während der Verbrennung 900 bis 9500C. Der Staubgehalt des die Filtereinrichtung gemäß
der Erfindung verlassenden Gases war kleiner als 50 mg/m3N· Nach einer Betriebsdauer von etws
400 Stunden wurde die Verbrennungsanlage abgeschaltet und die Filterschichten 6 und 7 untersucht. Dabei
zeigte es sich, daß eine nahezu einheitliche Filterschicht von 12 mm Dicke entstanden war. Die ursprüngliche,
aus dem keramischen Filtermaterial gebildete Filter schicht war nicht mehr erkennbar.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Verfahren zum Reinigen von bei der Verbrennung von Abfällen, insbesondere von Müll, in
Verbrennungsanlagen entstehenden heißen Rauchgasen, bei dem die in den heißen Rauchgasen als
Schwebstoffe mitgeführten Asche- und Rußteilchen im Gasstrom mittels eines Filters zurückgehalten
werden, wobei sich auf dem Filter eine aus den zurückgehaltenen Teilchen gebildete, von den
heißen Rauchgasen durchströmte Schicht aufbaut und bei dem den heißen Rauchgasen vor deren
Eintritt in die gebildete Schicht Frischluft beigemischt wird und eine Nachverbrennung von
Teilchen der Schicht stattfindet, dadurch gekennzeichnet, daß den heißen Rauchgasen vor
deren Eintritt in die gebildete Schicht eine zur Nachverbrennung der in der Schicht befindlichen
Teilchen hinreichende Menge an Frischluft beigemischt wird, wobei sich aus der Schicht der
zurückgehaltenen Teilchen eine die Filterung der Rauchgase bewirkende feste Schicht bildet.
2. Verbrennungsanlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einer dem für die zu
verbrennenden Stoffe vorgesehenen Feuerraum nachgeschalteten Einrichtung zum Reinigen der
Rauchgase, wobei im Feuerraum Leitungsöffnungen für die Zufuhr von Frischluft vorgesehen sind, und
wobei die Einrichtung zum Reinigen der Rauchgase aus einem am Ausgang des Feuerraumes angeordneten
Filter besteht, und wobei Einrichtungen zum Zuführen von Frischluft zu den dem Filter
zuströmenden Rauchgasen vorgesehen sind und das Filter aus einem hitzebeständigen Material besteht,
dadurch gekennzeichnet, daß als Filterschicht (6) ein zumindest so lange hochwarmfestes Material vorgesehen
ist, bis sich eine als Filterschicht wirkende Ascheschicht (7) gebildet hat.
3. Verbrennungsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter eine den ankommenden
Rauchgasen zugewandte, aus gasdurchlässigem Gewebe oder aus gasdurchlässigem Gewebe oder
aus gasdurchlässigem Festkörper gebildete Filterschicht (6) und einen als Halterung für die
Filterschicht ausgebildeten, Kanäle oder Löcher aufweisenden Träger (8) aus feuerbeständigem
Material aufweist.
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