DE2601626A1 - Abfallverbrennungsofen - Google Patents

Description

Jacques LOHN Eil, LAUSANNE / Schweiz

Abfallverbrennungsofen.

Die Erfindung betrifft einen Abfallverbrennungsofen mit einer geschlossenen Feuerstelle, unterhalb welcher ein Rost zur Aschenbeseitigung angeordnet ist und über welcher sich ein vertikaler, in einen Kamin auslaufender Verbrennungsraum befindet, der in seinem unteren Teil eine Einrichtung zur Zuführung von Primärluft in mehreren Niveauhöhen mit wenigstens einem Primärlufteintritt in seinem unteren Teil und in seinem oberen Teil eine Einrichtung zur ■ Zuführung vorerhitzter Sekundärluft in mehreren Niveauhöhen mit wenigstens einem Sekundärlufteintritt in seinem unteren Teil aufweist.

Ein derartiger Abfallverbrennungsofen ist bekannt (CH-PS 540 463) und arbeitet sehr zufriedenstellend bei der Verbrennung von Abfällen,

0900. L339.12D.la - BIl/KW/dw

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die trocken sind oder nur einen geringen Feuchtigkeitsgehalt aufweisen. Ein solcher Verbrennungsofen gestattet dagegen nicht die Verbrennung von Haushaltsmüll in zufriedenstellender Weise. Dieser Haushaltsmüll besitzt nämlich im allgemeinen einen Feuchtigkeitsgehalt in der Grössenordnung von 60 - 70 Gew%, welcher notwendigerweise durch Verdampfung zu entfernen ist. Die Wärmemenge, die zur Gewährleistung einer derartigen Verdampfung notwendig ist, ist jedoch so gross, dass die Temperatur der Verbrennungsgase in einem zu grossen Ausmass a;bgesenkt wird, um einen ausreichenden Zug beim Betrieb des Ofens und zur Aufrechterhaltung der Selbstverbrennung der Abfälle zu sichern.

Andererseits braucht man eine grössere Menge an Primärluft, um die Verbrennung zu sichern. Dabei trägt aber der nicht brennbare Stickstoffgehalt die ser Luft dazu bei, die Abfälle abzukühlen. Die Verbrennung erfolgt deswegen in nur unvollständiger Weise und die entweichenden Gase, welche schlecht riechend sind und Masseteilchen enthalten, haben einen hohen Gehalt an Kohlenmonoxyd. Die Verbrennung von Haushaltsmüll erfolgt daher bisher in Einrichtungen, die mit zusätzlichen Hilfsbrennern und einer mechanischen Ventilation ausgerüstet sind.

Zweck der Erfindung ist die Vermeidung der vorstehend erwähnten Nachteile und die Gewährleistung einer totalen Verbrennung der brennbaren Bestandteile von Haushaltsmüll, ohne hierfür zusätzliche Hilfsbrenner zu benötigen, d.h. durch Selbstverbrennung.

Hierzu ist ein Abfallverbrennungsofen der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäss gekennzeichnet durch eine weitere Zuführungseinrichtung für vorerhitzte Primärluft mit wenigstens einem Luft-

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eintritt, im unteren Teil des,Of ens und wenigstens einer damit verbundenen Rohr leitung, welche durch den Verbrennungsraum verlauft und deren anderes, Ende in der Nähe des Aschenrostes mündet. „......· .__..- . ; . ■.·..■

Dab.ei;können wenigstens, zwei Zuführungsleitungen für die vor- ....

erhitzte. Primär luft vorgesehen werden, deren Au strittsenden,

in wenigstens zw,ei verschiedenen Niveauhöhen münden, .--..,

Es· i.st/er.ner vorteilhaft, diese Zuführung sleituugen mit.einem . , aufsteigenden Abschnitt .und einem abfallenden. Abschnitt auszu-_. statten, wobei der Querschnitt des aufsteigenden Abschnittes grosser ist als.-der Querschnitt des abfallenden Abschnittes,

In den beigefügten Zeichnungen ist eine beispielsweise Ausführungsfprm eines .derartigen Abfallverbrennungsofens gemäss der Erfindung darge stelltj wobei zeigen : . . . ....

Fig. 1 . eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, wobei die .. . Rohrleitungen sowie deren Eintritte und Austritte zur

Vereinfachung weggelassen sind, . - . .. ,

Fig. 2 einen Querschnitt nach II - II in.den Fig. 1 und 4 in

geringerem Massstab als Fig. 1,

Fig. 3 einen Querschnitt nach III - III in den Fig. 1 und 4 in

einem kleineren Massstab als Fig. 1 und

Fig. 4 die Teildarstellung eines Axialschnittes nach IV-IV

in den Fig. 2 und 3 in einem kleineren Massstab als Fig. 1.

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Danach besitzt der in den Figuren dargestellte Abfallverbrennungsofen eine Brennkammer aus einem unteren, stumpfkonischen Teil 1, einem mittleren, zylindrischen Teil 2 und einem oberen, ebenfalls stumpfkonischen Abschnitt 3, der in einen Kamin 4 übergeht, dessen zylindrische Wand 4a aus Stahl besteht. Der Raum 4b ist mit einer Isoliermasse ausgefüllt. Der Kamin 4 besitzt ferner an seinem oberen Austrittsende einen Austrittskonus 50 mit einem sog, VENTURI-Effekt. Diese Verbrennungskammer wird getragen von drei Füssen 5, 6 und 7.

Die eigentliche Feuerstelle wird nach unten begrenzt durch einen beweglichen Rost 8, unterhalb welchem sich ein Behälter 9 für die Asche befindet. Innerhalb dieses Behälters 9 sind zwei herausziehbare Aschkästen 10 und 11 angeordnet. Der Behälter 9 ist durch eine Klapptür 12 verschlossen und kann rechtwinklig ausgebildet sein.

Der Verbrennungsofen besitzt weiterhin eine Zuführung Seinrichtung für Primärluft in mehreren Niveauhöhen, die aus wenigstens zwei gleichen Rohrleitungen 13 und 14 besteht. Jede dieser Rohrleitungen ist an ihrem unteren, offenen Ende um eine Oeffnung 16 in der Ofenwand befestigt, welche den Eintritt der Primärluft bildet, und an ihrem oberen Ende an einer Schelle 36. Das obere Ende 17 der Rohrleitungen ist geschlossen. Diese Rohrleitungen 13 und 14 sind nun mit jeweils vier Löchern 18,19,20 und 21 versehen, die in vier verschiedenen Niveauhöhen angeordnet sind und die Zuführung von Primärluft, verteilt auf vier Niveauhöhen, gewährleisten.

Die Zuführung von Sekundärluft in den Verbrennungsofen erfolgt durch sechs gleiche Rohrleitungen 22, 22a_s 22b, 22c, 22d und 22e, die sich parallel zu Mantellinien des oberen Kegelstumpfes 3 erstrecken.

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Sie sind auf dessen Umfang verteilt angeordnet und mit ihren unteren und oberen Enden an der Ofenwand befestigt. In Fig. 4 ist nur eine einzige derartige Rohrleitung zur Vereinfachung dargestellt. Ihre unteren Enden 25 bilden den Eintritt für die Sekundärluft und sind unmittelbar über dem oberen Niveau der Zuführung sleitungen 13 und 14 für die Primärluft angeordnet. Man hat jedoch festgestellt, dass ein noch besseres Ergebnis erzielt werden kann, wenn diese Oeffnungen 25 unmittelbar unterhalb des zylindrischen Abschnittes 2 der Verbrennungskammer angeordnet werden, wie es im rechten unteren Teil der Fig. 4 in gestrichelten Linien angedeutet und wobei diese Oeffnung mit 25' bezeichnet ist.

Diese Rohrleitungen 22 besitzen in ihren oberen Hälften vier Oeffnungen 26, 27, 28 und 29 in vier verschiedenen Niveauhöhen. Dabei ist der Querschnitt der Oeffnung 27 grosser als derjenige der Oeffnung 26 und die Querschnitte der Oeffnungen 28 und 29 sind grosser als derjenige der Oeffnung 27. Diese Oeffnungen sind parallel zu der stumpfkonischen Oberfläche der Verbrennungskammer gerichtet. Oberhalb dieser seitlichen Oeffnungen befindet sich eine weitere Oeffnung 30, die radial nach innen in Richtung auf die Achse des Verbrennungsofens gerichtet ist. Diese Rohrleitungen sind mit ihrem oberen, offenen Ende an einer Oeffnung 31 in der Wand des Verbrennungsraumes befestigt.

Auf halber Höhe dieser Oeffnungen 26 - 30 ist weiterhin ein horizontales Gitter 32 mit grossen Durchgängen angeordnet, welches zur Umlenkung der Verbrennungsgase dient. Die Wirkung dieses Gitters besteht darin, eine Turbulenz in dem aufsteigenden Gasstrom hervorzurufen, um die Vermischung der Verbrennungsgase mit der vorge-

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heizten Sekundärluft und damit die Verbrennung zu begünstigen.

Die Beschickung des Verbrennungsofens erfolgt durch eine zweiflügelige Klapptür 33 an dem. Ofenabschnitt 3. Diese Klapptür ist mit einer durchlöcherten, drehbaren Scheibe 34 versehen, um in bekannter Weise die Sekundärluft fein zu regulieren. Eine gleiche Scheibe 35 sitzt an der unteren Klapptür 12 des Aschenbehälters 9, um in gleicher Weise die Primärluft zu regulieren.

Um nun die Verbrennung von Haushaltsmüll zu ermöglichen, besitzt der Verbrennungsofen darüber hinaus erfindungsgemäss eine Zuführungseinrichtung für vorerhitzte Primär luft, welche im wesentlichen aus den beiden Rohren 40 und 41 besteht, die auf der ganzen Höhe der Verbrennungskammer verlaufen. Dabei besteht die Rohrleitung 40 (Fig.4) aus einem ersten Abschnitt 42, der an einen Aussenlufteintritt 45 angeschlossen ist, der sich etwa auf der gleichen Niveauhöhe befindet wie die Eintrittsöffnungen 16 der Primärluftzuführungen 13 und 14 auf verschiedenen Niveauhöhen, Der Rohrabschnitt 42 ist oben, oberhalb des Gitters 32, d.h. in der sekundären Verbrennungskammer, zu einem umgedrehten U umgebogen. Das Ende dieses U-förmigen Abschnittes mündet über einen stumpfkonischen Abschnitt 43 in einen abfallenden Abschnitt 44, dessen Querschnitt geringer ist als der Querschnitt des aufsteigenden Abschnittes 43. Der abfallende Abschnitt 44 mündet bei 46 im Innern der Feuer stelle, unmittelbar über dem Aschenrost 8.

Die andere Rohrleitung 41, welche symmetrisch zu der Rohrleitung 40 angeordnet ist(Fig.2 und 3), besteht aus den gleichen Elementen, insbesondere aus einem Lufteintritt 47 und einer Austrittsöffnung 48, die entweder auf der gleichen oder einer unterschiedlichen Niveau-

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höhe bezüglich der Oeffnung 46 angeordnet ist, beispielsweise auf halber Höhe der Verbrennungskammer,

Die vorstehend beschriebenen Zuführung Seinrichtung en für Primär- und Sekundärluft haben folgende Wirkungen :

Durch die besondere Anordnung der Oeffnungen 18, 19, 20 und 21 in den Rohrleitungen 13 und 14 erfolgt die Zuführung von Primär luft auf vier Niveauhöhen in der Weise, dass den Abfällen regelmässig Primärluft zugeführt wird, unabhängig von deren Niveau, d.h. Unabhängigkeit von der Menge der Abfälle_a die sich in dem Verbrennungsofen befindet. Der Verbrennungsofen ist voll, sobald die Abfälle das obere Niveau der Beschickungstür 33 erreichen. Der obere Teil 3a (Fig. 4) des stumpfkonischen Ofenabschnittes 3 oberhalb des Gitters 32 ist einzig und allein, eine sekundäre Verbrennungskammer für Gase, die aus der Vorverbrennung der Abfälle im unteren Teil kommen.

Während der Verbrennung heizen sich die Rohrleitungen 22 bis 22e auf und bewirken dadurch eine aufsteigende Strömung an Sekundärluft, die durch die Eintrittsöffnung 25 in die Rohrleitungen eintritt. Durch die Wirkung des Unterdruckes, welcher durch den Kamineffekt entsteht, entweicht diese Sekundärluft etwa radial in Richtung der Achse des Verbrennungsofens durch die Oeffnungen 30, Die kreisende Bewegung der Sekundärluft hat dabei einen Reinigungseffekt, denn sie nimmt leichte Materialteilchen auf ihrer Kreisbewegung mit. Diese Mate rialteilchen werden dabei gegen die Ofenwand gedrückt, wo sie festhaften oder beim. Abkühlen des Ofens auf dessen Boden zurückfallen.

Die erfindungsgemässe Anordnung der beiden Zuführungseinrichtungen 40 und 41 für vorerhitzte Primärluft gestattet nun die Verbrennung von

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Haushaltsmüll, weil dadurch Verbrennungsluft in erheblicher Menge und mit hoher Temperatur erzeugt wird. Der Unterschied in den Querschnitten zwischen den Rohrabschnitten 42 und 44 hat eine günstige "Wirkung auf die Entstehung eines Unterdruckes in dem Abschnitt mit grösserem Durchmesser 42 und damit eine Begünstigung der Luftzufuhr durch die Oeffnung 46,

Um ein gutes Anzünden der Verbrennung zu gewähr leisten, legt man daher vorzugsweise trockene Abfälle auf den Gitterrost und auf den Müllhaufen.

Die Höhe des Kamins ist so gewählt, dass der Zug nicht zu stark und nicht zu schwach ist und dass die Zuführung von Sekundärluft ebenfalls in gewissen Grenzen gehalten werden kann. Ein zu hoher Ausstoss an Sekundärluft würde nämlich die "Wirkung haben, den Zug des Kamins zu verhindern bis zur Erzeugung von Stauungen, während ein zu starker Zug die "Wirkung hätte, verbrannte Gase und leichte Materialteilchen durch den Kamin abzuziehen. Zur Vermeidung eines Ueberschusses an Sekundärluft lässt man einen Teil davon durch die Oeffnungen 31 entweichen. Andererseits gestattet die Isolierung des Kamins die Beibehaltung eines warmen Kamins am Ende des Verbrennungsvorganges, wodurch der notwendige Zug bis zum Ende der Verbrennung aufrecht erhalten wird.

Die Oeffnungen 31 haben ebenfalls eine günstige Auswirkung beim Anbrennen, denn sie wirken als Eintritts öffnungen für Gegenzug. Die Luft tritt durch diese Oeffnungen 31 in die Verbrennungskammer ein, und zwar im Abstand von einigen Sekunden, bis die Aufheizung der Rohrleitungen 22 bis 22e eine gute Verbrennung nach dem Anzünden gewährleistet.

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Zur Regelung der Primär- und Sekundärluft beginnt man zunächst mit geschlossenen Scheiben 34 und 35_S die man dann mehr oder weniger je nach den Erfordernissen öffnet.

Bei der dargestellten Ausführungsform eines erfindungsgemässen Abfallverbrennungsofens wurde auch Wert gelegt auf ein gefälliges Aeusseres und auf eine leichte Konstruktion. Es ist jedoch auch möglich, die Anzahl der zusätzlichen Zuführungseinrichtungen 40 und 41 zu erhöhen, um die Heissluftproduktion zu vergrössern. In diesem Fall kann ein Teil der Zuführung sr öhre für vorerhitzte Sekundärluft in Form eines äusseren Mantels ausgeführt werden, um den notwendigen Raum für die zusätzlichen Rohrleitungen freizumachen.

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Claims (3)

1. PATENT ANSPR UEC HE

   ν
   1« / Abfallverbrennungsofen mit einer geschlossenen Feuerstelle, unterhalb welcher ein Rost zur Aschenbeseitigung angeordnet ist und über welcher sich ein vertikaler, in einen Kamin auslaufender Verbrennungsraum befindet, der in seinem unteren Teil eine Einrichtung zur Zuführung von Primärluft in mehreren Niveauhöhen mit wenigstens einem Primär lüfte antritt in seinem unteren Teil und in seinem oberen Teil eine Einrichtung zur Zuführung vor erhitzter Sekundärluft in mehreren Niveauhöhen mit wenigstens einem Sekundär lufteintritt in seinem unteren Teil aufweist, gekennzeichnet durch eine weitere Zuführungseinrichtung (40,41) für vorerhitzte Primärluft mit wenigstens einem Lufteintritt (45,47) im unteren Teil des Ofens und wenigstens einer damit verbundenen Rohrleitung (42-44), welche durch den Verbrennungsraum verläuft und deren anderes Ende (46,48) in der Nähe des Aschenrostes (8) mündet.
2. 2. Verbrennungsofen nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch wenigstens zwei Zuführungsleitungen (40,41) für vorerhitzte Primärluft, deren Austrittsenden (46,48) in wenigstens zwei verschiedenen Niveauhöhen münden.
3. 3. Verbrennungsofen nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Zuführ ungsleitungen (40,41) für vorerhitzte Primärluft mit einem aufsteigenden Abschnitt (42) und einem abfallenden Abschnitt (44), wobei der Querschnitt des aufsteigenden Abschnittes grosser ist als der Querschnitt des abfallenden Abschnittes.

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