DE2549076A1 - Einrichtung zur verbrennung von abfallstoffen - Google Patents

Description

• 1,Einrichtung zur Verbrennung von Abfallstoffen"
• Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Verbrennung fester und ggf. zusätzlich flüssiger Abfallstoffe, insbesondere eine Einrichtung mit einer als Drehrohrofen ausgebildeten Haupt-und dieser nachgeschalteten Nachverbrennungskammer.
• Es sind bereits Lösungen zur Verbrennung von Abfall stoffen bekannt, bei denen eine Haupt- und eine Nachverbrennungskammer hintereinander geschaltet sind. Derartige Einrichtungen verfolgen das Ziel, ausreichende Verweilzeiten und Temperaturen für einen möglichst vollständigen Ausbrand von Feststoffen und entstehenden Gasen zu erhalten.
• Eine bekannte Einrichtung mit Drehrohrofen als Hauptverbren -nungskammer verwendet eine diesem Drehrohrofen hinsichtlich des Stoffstromes horizontal nachgeschaltete, also in gleichem Niveau angeordnete Nachverbrennungskammer. Aus der Nachverbrennungskammer wird das Unverbrannte nach unten, die heißen Gase dagegen nach oben abgezogen. Besondere Schwierigkeiten bestehen in der Gewährleistung des vollständigen Ausbrands einerseits und einer zuverlässigen Abscheidung des nicht Brennbaren vom Gasstrom innerhalb der Nachverbrennungskammer oder in weiteren, dieser Nachverbrennungskammer nachgeschalteten Vorrichtungen (DP 1 291 047).
• Gleichfall.' bekannt ist die Verwendung untereinander angeordneter Haupt- und NachverbrennungJkammern. Um einen möglichst vollständigen Ausbrand auch bei dieser Anordnung zu erzielen, sind Haupt- und die ihr folgcnde Nachverbrennungskammer durch einen Rost voneinander get-rennt. Wenngleich Roste die Verweilzeiten in der Hauptverbrennungskammer zu erhöhen vermögen, haftet ihnen andererseits der Nachteil der Störanfälligkeit an.
• Es sind die Aufrechterhaltung der Beweglichkeit der Roste und ihre Reinigung von vornherein besonders zu berücksichtigen tAs 1 176 781).
• Die Erfindung ist von der Aufgabe ausgegangen, die Abfallstoffe unter Vermeiden trennender Zwischenroste durch Haupt- und Nachverbrennungskammer zu fördern, den Stoffpartikeln eine möglichst große sowie regelbare Verweilzeit für die Verbrennung innerhalb der Hauptverbrennungskammer zu erteilen und die nicht brennbaren Anteile weitgehend noch innerhalb der Nachverbrennungskammer zurückzuhalten.
• Die Einrichtung zur Verbrennung fester und ggf. zusätzlich flüssiger Abfallstoffe mit einer als Drehrohrofen ausgebildeten Haupt- und einer dieser nachgeschalteten Nachverbrennungskammer, die diese Aufgabe löst, ist gekennzeichnet durch die Hintereinanderschaltung in Richtung des Stoffstroms eines im wesentlichen horizontal angeordneten Drehrohrofens als Hauptverbrennungs -kammer, einer den Stoff strom aus der Horizontalen in die Vertikale nach unten führenden Umlenkkammer, ein an das untere Ende der Umlenkkammer angeschlossenes Mischrohr und einer das Mischrohr im Abstand teilweise oder vollständig umschließenden Nachverbrennungskammer mit oberem oder- seitlichem Abzug der Heißgase.
• Wird die Mündung des Drehrohrs derart in die Umlenkkammer hineingeführt, daß die nicht brennbaren festen Abfallstoffe im freien Fall in das Mischrohr hinein und durch dasselbe hindurch auf den Boden der Nachverbrennungskammer fallen, werden Anbackungen, die insbesondere am unteren Ausgang des Umlenk -kammer auftreten, ausgeschlossen und eine Prallzerkleinerung auf dem Boden der Nachverbrennungskammer bewirkt. In der Umlenkkammer können Vorrichtungen für die Zugabe brennbarer, flüssiger Abfallstoffe vorgesehen werden. Handelt es sich um die Zugabe nicht brennbarer Flüssigkeiten, so wird diesen btützbrennstoff zugemischt und mitverbrannt.
• Das untere Ende der Umlenkkammer wird vorzugs;;eise eingezogen.
• Durch einen gegenüber dem Mischrohrinnendurchmesser kleineren Durchmesser des Austrittsquerschnitts der Umlenkkammer und eine Einführung der sekundären Verbrennungsluft radial und im Bereich der Ausmündung der Umlenkkammer in das Mischrohr wird eie intensive Verwirbelung der Heißgase mit der Sekundärverbrennungsluft erzielt. Andererseits besteht die Möglichkeit, das Mischrohr unmittelbar an den Austrittsquerschnitt der Um-Umlenkkammer anzuschließen und die SekundGrverbrennungsluSt vorzugsweise in mehreren auf den Umfang de Mischrohrs verteilten Teilluftströmen tangential einzuführen. Diese Einführung der Sekundärluft kann nicht nur in einer, sondern auch in mehreren Ebenen in unterschiedlicher Höhe des Mischrohres erfolgen. Das Nischrohr wird derart tief in die Nachverbrennungskammer hinein und in dieser heruntergeführt, da3. der sauerstoffhaltige Heißgasstrom zunächst auf die am Boden der Nachverbrennungskammer abgeschiedenen Partikel einwirkt , bevor die Heißgase um 1800 vertikal nach oben umgelenkt werden.
• In Anpassung an den Volumenstrom der Heißgase und mit dem Ziel konstanter Differenzdrücke zwischen NaheverbreniAungskammer und Ringkanal wird ein Heißgasabzugskanal, vorzugsweise als Ringkanal, am Umfang der Nachverbrennungskammer derart angeordnet, daß die Achse des Ringkanals exzentrisch zu der Achse der Nachverbrennungskammer verläuft.
• Zur Erläuterung der Erfindungsgedanken ist in der Zeichnung eine Einrichtung zur Verbrennung fester und flüssiger Abf allstoffe schematisch dargestellt.
• Für die Verbrennung vorgesehene feste Abfallstoffe werden über das Füllrohr (1) in der Kopfplatte (2) zur als Drehrohr ausgebildeten Hauptverbrennungskammer (3) geführt. Das Füllror ist mit einem Absperrorgan, vcrzijg.sweise einem Schieber (1a), ve-sehen. In der Kopfplatte sind lanitere Stutzen (2a) für vorzugsweise vorgewärmte Verbrennungsluft und ein Brenner (2b) für das Einleiten und die Aufrechterhaltung der Vcrbrennung innerhalb der Hauptverbrennungskammer angeordnet. Der Drehrohrofen ist auf den Fundament übr- Lager (5a,5b) abgestützt und wird durch den Antrieb (3c) in Drchung versetzt. Für eine Anpassung der Verweilzeit der festen Abfallstoffe innerhalb d--s Drehrohrofens an die Brenneigenschaften derselben ist eine Drehzahlregelung (3d) vorgesehen. Durch diese Drehzahlregelung wird auch eine Steuerung des Gesamtdurchsatzes der Einrichtung möglich. Die Reaktion erfolgt vorzugsweise unter Luftmangel mit vorgewärmter Verbrennungsluft als eire partielle Pyrolyse.
• Der Drehrohrofen mündet offen und unmittelbar in eine Umlenkkammer (4). in die Wandung dieser Umlenkkammer ist eine crrichtung (4a) einge,etzt, um flüssige Abfallstoffe in die pbfallverbrennung mit einzubeziehen. Handelt es sich um nicht brennbare Stoffe, beispielsweise Abfallauge, so wird ein Zusatzbrennstoff beigemischt und mitverbrannt. Das untere Ende der Umlenkkammer ist eingezogen. Im Bereich dieser Einziehung erfolgt die Zufuhr von Sekundärverbrennungsluft über Stutzen (5a) des Ringkanals (5). Die Einziehung der Umlenkkammer führt in ein Mischrohr (6), dessen Wandungen entweder, wie in der linken Hälfte der Zeichnung dargestellt, aus einem mit er gekühlten Rohrmantel oder, wie aus der rechten Zeichnungshälfte zu entnehmen, aus Mauerwerk besteht. Das Rohr (6b) des Rohrmantels verläuft auf der Außenseite des Mischrohrs zunächst spiralförmig von oben nach unten und wird anschließend auf der Innenseite des Mischrohrs gleichfalls spiralförmig von unten nach oben zurückgeführt. Als Kühlmittel wird Wasser bevorzugt.
• Für eine Isolierung der Rohrwand ist beispielsweise über eine Bestiftung des Rohres eine feuerfeste Ausmauerung vorgesehen.
• Die Einziehung der Umlenkkammer, der Anschluß des Mischrohres und die Einführung der sekundären Verbrennungsluft sind derart aufeinander abgestimmt, daß innerhalb des Mischrohres eine weitgehende Verwirbelung der heiße Gase illit der zugeführten Sekundärluft und eine Verbrennung mit Luftüberschuß erfolgen kann.
• Das Mischrohr ist tief in die Nachverbrennungskammer (7) heruntergeführt, um die sauerstoffhaltigen Heißgase zunächst vertikal nach unten und auf die über dem Bodenverschluß (7a) der Nachverbrennungskammer abgeschiedenen FeststoffrückstGnde zu lenken und diese Feststoffe einem vollständigen Ausbrand bzw.
• einer Endreaktion zu unterziehen, bevor die Heißgase um 180° vertikal nach oben und außen umgelenkt und über den Ringkanal (8) aus der Nachverbrennungskammer abgezogen werden. Die Achse des Ringkanals ist exzentrisch zu derjenigen der Nachverbrennungskammer angeordnet, um eine konstante Strömungsgesclivindigkeit im gesamten Ringkanal und im Gefolge damit konstante Differenzdrücke zwischen Nachbrennkammer und Ringk&nal aufrechtzuerhalten.
• Die auf dem Bodenverschluß (7a) der Nachverbrennungskammer abgeschiedenen ausgebrannten Feststoffrückstände werden diskontinuierlich in den Abfüllbunker (9) abgezogen, der an das Unter teil der Nachverbrennungskammer anschließt. Im Abfüllbunker erfolgt eine Alsskühlung der Feststoffe, vorzugsweise durch eine Wassereinspritzung (10). Der Boden des Abfüllbunkers ist mit einer Austragsschleuse (9a) versehen.
• Schwebende Feststoffanteile der in den oberen Teil der Nachverbrennungskammer heraufgeführten Heißgase werden vorzugsweise an keramischen Filtern noch innerhalb der Nachverbrennungskammer und vor dem Austritt der Heißgase in den Ringkanal abgeschieden.
• Das Anordnen dieser Filter innerhalb der Nachverbrennungskammer bietet den Vorteil, verbrauchte Filter nach unten zum Bodenverschluß zu führen und gleichzeitig neue Filter von oben her einzusetzen.
• Die Einrichtung zur Verbrennung fester und flüssiger Abfallstoffe ist aufgrund ihrer iieitgeherd geschlossenen Ausfahrung und des Betriebs im Unterdruckgebiet im besonderen Maße für die Verbrennung schwieriger, beispielsweise patologischer oder such radioaktiver Abfallstoffe geeignet. Für diese Sonderfälle kann das Drehrohr mit Lagerung und Antrieb entsprechend gekapselt ausgeführt werden.

Claims (10)

1. P a t e n t a n t s p r ü c h e 1. Einrichtung zur Verbremmung f@ster und ggf. zu@@tzlich flüs@iger Abfallstoffe mit einer @le Drehrchrofen @ @@ebil@etan Haupt- und einer die@er n@chgesch@ltete@@ drverbrennung@@ammer, g @ @ @ n n @ @ i c h n e t d v r c h die Hintereinanderschaltung in Richtung @@@ @toff@trs@@ eines im wesentlichen herizental @ge@r@@t@@ Drth@chrofens als Hauptverbrennungska@mer, @iner den St@ff@tr@@ aus der Horizontal@n in die Verti@ale nach unte@ führenten @mle@@@mmer, eix an da@ @nter@ Ende der Umle@@kammer an-@eschlossenes Mi@chrohr und einer das Mie@hrch@ im Abstand teilweise oder vellständig umschließenden Nachverbrennungsk@@mer mit oberem oder seitlichem Abzug der Meißgase.
2. 2. Ei@ichtung nach Anspruch @, @ e x e n n z e i c h n e t d u r c h ein Ausmünden der Drehrohrs dera@t i@ die Um-@@@@mmer, @@ die festen Abf@ll@toffe @ @@e@e@ @@ll in @@ @@@chr@@ hinein and durch dassel@@ hi@ @@h auf den @@@en der Narhverbrennangsk@m@er foller.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch @ @ier 2, g e k e n n n e i c h -n e t d u r c h eine Vorrichtung zun Zugahe fl2ssiger Abfallstoffe in die Umlenkkammer.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, g e k e n n z e i c hn e t d u r c h eine an ihrem unteren Ende eingezogene Umlenkkammer.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch 4, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h einen gegenüber dem Mischrohrinnendurchmesser kleineren Durchmesser des Austrittsquerschnitts der Umlenkkammer, und eine Einführung der Sekundärverbrennungsluft radial und im Bereich der Ausmündung der Umlenkkammer in das Mischrchr für eine intensive Verwirbelung der Heißgase mit der Sekundärverbrennungsluft.
6. 6. Einrichtung nach Anspruch ::, g e 2 e Q n z e i c h n e t d u r c h einen anschluß des Mischrohres unmittelbar an den Austrittsquerschnitt der Umlenkkammer und tangentiale Ein führung der Sekundärverbrennungsluft in mehreren auf den Umfang des Mischrohres verteilten Teilluftströmen.
7. 7. Einrichtung nch Anspruch 6, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h Einführung der Sekundärluft in mehreren, in unterschiedlicher Höhe des Mischrohres liegenden Ebenen.
8. r Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6, g e r e n r z e i c hn e t d u r c h ein in die Nachverbrennungskammer derart nach unten hineinragendes Mischrohr, daA der sauerstoffhaltige Heißgasstrom zunächst auf die am 3oden der Nachverbrennungskammer abgeschiedenen Feststoffrückstände ein -wirkt, bevor er um 180° vertikal nach oben umlenkt.
9. Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6, g e k e n n z e i c hn e t d u r c h einen als Ringkanal ausgebildeten Hei3-gasabzugskanal und d a d u r c h, daß die Achse des Ringkanals exzentrisch zu der Achse der Nachverbrennungskammer verläuft.
10. 10. Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6, g e k e n n z e i c hn e t d u r c h innerhalb der Nachverbrennungskammer angeordnete Filterplatten.