DE2614878A1

DE2614878A1 - Verfahren und vorrichtung zum verbrennen von muell

Info

Publication number: DE2614878A1
Application number: DE19762614878
Authority: DE
Inventors: John Edward Marshall
Original assignee: Imperial Metal Industries Kynoch Ltd
Current assignee: Imperial Metal Industries Kynoch Ltd
Priority date: 1975-04-07
Filing date: 1976-04-06
Publication date: 1976-10-14
Also published as: SE7604036L; JPS51122971A; ZA761761B; DK136176A; NO761119L; AT360131B; DE2614878B2; NO141025C; FR2307223B1; CH615745A5; NZ180430A; ES446759A1; NL7603518A; IT1063412B; IE42525L; BE840309A; CA1051719A; NO141025B; US4056069A; FR2307223A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbrennen von Müll oder Abfall. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf Kesselanlagen zum Verbrennen von Müll als Teil des Brennstoffs.

Die Beseitigung städtischen Mülls macht mehr und mehr Schwierigkeiten, da sein Volumen ständig zunimmt. Der Müll wird immer weniger dicht, was bedeutet, daß das Volumen überproportional mit seinem Gewicht steigt. Der Brennwert des Mülls ist während der letzten 30 Jahre ständig gestiegen, da die Menge Papier und Kunststoff im Müll zunahm,während der Aschegehalt abnahm.

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Bankverbindung: Bayer. Vereinsbank München, Konto 620 404 · PoitiducVkonlo ι München 270 44-802 ORIGINAL INSP^Q^ED

Da die Anzahl der geeigneten Müllablageplätze sehwindet, insbesondere in oder nahe großerurbaner Bereiche, ist man mehr und mehr dazu übergegangen, den Müll zu verbrennen, um sin Volumen zu verringern. Eine gewisse Wärmemenge wurde bereits bisher schon aus diesen Müllverbrennungsanlagen gewonnen. Die Volumenverminderung stand jedoch bisher gegenüber der Wärmegewinnung im Vordergrund. 3isher gibt es nur sehr wenig erfolgreiche Anlagen, welche mit Müll als beträchtliche Energiequelle arbeiten.

Zum Stand der Technik gehören die beiden GB-PSen 366 307 und 436 708, welche 1932 bzw. 1935 veröffentlicht wurden. Es ist nicht bekannt, ob die in diesen Patentschriften beschriebenen Erfindungen jemals praktische Anwendung gefunden haben, man erkennt jedoch sofort, daß beide Erfindungen nur schwierig in die Praxis umzusetzen sind. Eeide Erfindungen befaßten sich mit ausgedehnten Abwandlungen bekannter öfen und bei beiden wurden große Mengen Abfall auf ein bestehendes Kohlebett abgelagert. In beiden Fällen wurde der Abfall von der Vorderseite, d.h. von der Vorderwand des Ofens aufgegeben. Dies bedeutet, daß es nicht möglich war, den Abfall in der Schwebe zu verbrennen. Dies hat eine sehr dicke Schicht Abfall auf dem Kohlebett zur Folge, ein Nachteil, der durch die vorliegende Erfindung vermieden wird. Würde der Abfall rasch von der Vorderwand injektiert werden, so würde er im hinteren Teil des Ofens auf das Kohlebett fallen und nur unvollständig verbrennen, bevor er zur Aschebeseitigungsanlage gelangt.

Gemäß der GB-PS 366 307 wird das wandernde Kohlebett durch hin- und hergehende Roststäbe in Bewegung versetzt, um den Abfall und die Kohle zu mischen. Hierbei handelt es sich um ein schwierig zu bauendes System, welches außerdem zu großen Abfalllchlüssen in der Kohle führt, die Durchbrennen, wodurch Wege geschaffen werden, durch welche die in der Kammer unter dem Feuerrost eingeführte Luft leicht

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entweichen kann.

Gemäß der in der GB-PS 4j6 708 beschriebenen Anordnung wird eine sehr dicke Abfallschicht auf eine verhältnismäßig dünne Kohleschicht an der Vorderseite eines Kettenrosts aufgebracht. Es ist bekannt, daß diese dicken Abfallbetten nur unvollständig verbrennen und somit vom Standpunkt der Dampferzeugung unzufriedenstellend sind.

Die Erfindung betrifft nunmehr ein Verfahren zum Verbrennen von Müll, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß ein im wesentlichen gleichmäßiges Bett brennender Kohle auf einem in Bewegung befindlichen Wanderrost an der Unterseite einer Brennkammer erzeugt wird und daß der Müll in Teilchenform durch die Rückwand der Brennkammer in einer Richtung entgegen der Bewegung des Rosts injektiert wird.

Der Müll kann durch Mitführung in einem in die Brennkammer gerichteten Luftstrom injektiert werden. Der Luftstrom kann parallel zum Rost gerichtet sein.

Es kann ein klassierender Luftstrom nach oben gegen den in der Brennkammer in Bewegung befindlichen Küllstrom gerichtet werden. Der klassierende Luftstrom kann im wesentlichen mit dem gleichen Druck eingeblasen werden,wie der den Müll mitführenden Luftstrom. Der Rost kann ein Kettenwanderrost sein.

Vorzugsweise ist das Bett vollständig durchgezündet, bevor es in- einen Bereich gelangt, in welchem der Müll auf das Bett fallen kann. Das Durchzünden erfolgt im Ofen vorzugsweise unterhalb einer Decke über dem Eintrittsende des Rosts,

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Der Müll kann eine solchen Teilchengrößenverteilung aufweisen, daß 80$ des Mülls einen Teilchendurchmesser von weniger als 5 cm aufweisen. Außerdem können magnetische Teilchen von dem Müll vorher entfernt werden.

Die Luft kann mit einem Überschuß von 50$, bezogen auf die zur vollständigen Oxydierung von Kohle und Müll theoretisch notwendigen Mennge, der Brennkammer zugeführt werden. Der Müll kann 25 - J5% der gesamten Heizleistung der Brennkammer liefern. Der Luftstrom, in welchem der Müll mitgeführt wird, und der klassierende Sekundärluftstrom können jeweils 10$ des Gesamtvolumens der der Verbrennungskammer zugeführten Luft ausmachen.

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Eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung soll nun unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch einen Wanderrostofen; und

Fig. 2 ein Diagramm der gelieferten Dampfmenge gegen die Zeit.

Der Ofen hat eine übliche Brennkammer; jedoch besitzt er mit wasserführenden Rohren verkleidete Wandungen 2 ur.d an seiner Unterseite einen Kettenwanderrost 3. Kohle ^ vrird von einem Aufgabetrichter 5 am vorderen Ende des Rostes zugeführt und gleichmäßig über die Breite des Rostes verteilt, so daß eine gleichmäßige Dicke zwischen 20 und 30 cm erhalten wird. Die Dicke wird mittels eins3 geeigneten Schiebers 7 eingestellt, der sich nach 3edarf heben und senken lä."Jt. Luft wird durch den Rost 3 in Richtung der Pfeile 3 zur Verbrennung der Kohle in üblicher Weise eingeführt.

Die Rückwand 9 der Brennkammer 1 hat eine öffnung oder öffnungen 10, in welche ein Injektor 13 eingebaut ist. Rasch strömende Luft 11 wird durch den Injektor zugeführt. Zerkleinerter Hausmüll fällt am Injektor in den Luftstrom und wird in die Verbrennungskammer eingeblasen. Die schwereren Teilchen bewegen sich dabei längs der gestrichelten Linie 15 und fallen dann auf das in Bewegung befindliche Kahleoott, wobei sie mit der Kohle verbrannt werden. Während der zerkleinerte Müll in die Verbrennungskammer eintritt, wird rasch strömende Luft 14 unterhalb des Müllstroms eingeführt, Vielehe den leichteren Teil des Mülls ablenkt und in den oberen Bereich der Verbrennungskammer führt, wo er schwebend verbrennt. Der Luftstrom 14 lenkt außerdem die schwereren Teilchen so, daß sie sich über die gesamte Breite des Rocteo verteilen.

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Durch das kontinuierliche Kohlebett wird eine richtige Flamme innerhalb der Verbrennungskammer aufrechterhalten. Die schwereren Teilchen mit Müll landen auf dem sich bewegenden Bett und werden damit verbrannt.

Es ist bereits bekannt, Hüll mit Kohle in einem Detroit-Stoker einzuführen. Ein sogenannter Detroit-St cks?besitzt einen Wanderrost, der jedoch nicht mittel eines Trichters und eines Wehrs gespeist wird, sondern bei dem eine Kohleschicht aus geeigneten Injektoren in der Rückwand auf den Wanderrost geblasen wird. Es ist auch bekannt, Küll in Mischung mit Kohle in den Detroit-Stoker zu blasen. Bei einer solchen Anordnung hat es sich jedoch bedauerlicherweise herausgestellt, daß der Hüll dazu neigt, einzelne Inseln in der Kohlemasse zu bilden. Diese Inseln brennen schnell heraus und ermöglichen es somit der Luft, durch das auf dem Rost in Bewegung befindliche Materialbett hindurchzutreten. Dies führt zu einer unvollständigen Verbrennung der Kohle, und außerdem verusaehen die durch das Materialbett auf dem Rost hindurchgehenden raschen Luftströme eine übermäßige Bildung von Staub, der durch die Verbrennungskammer hindurchgeht und die Entstaubungsanlage überlasten kann.

Demgegenüber sind die Bedingungen in einem kontinuierlichen Materialbett, wie es gemäß der Erfindung vorgeschlagen wird, weniger heftig. Beispielsweise hat sich gezeigt, daß selbst Papierasche innerhalb der Verbrennungskammer ruhig auf dem in Bewegung befindlichen Kohlebett treibt und die Asche nicht nach aussen durch die Abscheidungsanlage geblagen wird.

Dagegen hatten bekannte Müllverbrennungsanlagen oft ein Müllbett von 1 - 2,5 m Dicke. Der Müll wurde in solchen Anlagen in der Praxis nur unvollständig verbrannt.

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Die Gesamtdicke des Mülls auf dem Kohlebett überschreitet bei der erfindungsgemäßen Verrichtung dagegen üblicherweise 30cm nicht.

Die von einer bestimmten Müllmenge abgegebene Wärmemenge kann bis zu 50 % des äquivalenten Gewichts von Industriekohle gehen. Die Wärmeleistung des Kessels kann bis zu 75% aus der durch den Müll erzeugten Wärme stammen. Die erzeugte Wärme wird dazu verwendet, Wasser in der üblichen Weise in Dampf zu überführen. Die aus dem Müll entstehende Asche bewegt sich längs des Rostes 3 und wird in der gleichen Weise wie die vom Ofen erzeugte Kohlenasche abgeführt .

Man sieht also, daß für die erfindungsgemäße Verrichtung die meisten, wenn nicht alle der bekannten kohlebefeuerten Wanderrostöfen verwendet werden können und daß nur ein geringer Kapitalaufwand erforderlich ist, den Hüllbrenner einzubauen. Es ist auch ersichtlich, daß der Müll zu einer wertvollen Brennstoffquelle wird. Die Hauptaufgabe, die der vorliegenden Erfindung zugrunde lag, war die Ausnutzung einer billigen Brennstoffquelle und nicht nur die Verringerung des Volumens des behandelten Mülls.

Fig. 2 zeigt den Zusammenhang zwischen der Dampfabgebe und der Zeit für einen Kessel, der zum Verbrennen von Hüll gemäß der Erfindung umgebaut worden ist. Die Dampfabgabe ist in Einheiten von 0,45 Kilogramm pro Stunde angegeben. Es ist ersichtlich, daß.während der Nachtzeit von etwa 7 Uhr abends bis etwa 6 Uhr morgens die Kesselleistung knapp über 15000 Gewichtseinheiten Dampf je Stunde angegeben ist. Während des Tages beträgt die Abgabe annähernd 50.000 bis 75.000 Gewichtseinheiten Dampf Je Stunde.

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Während des Tests wurden Küllmengen von jeweils 5 t eingeführt. Die erste um IO Uhr 45, die zweite um 12 Uhr 30, die dritte um 14 Uhr, die vierte uia 14 Uhr 45 und die letzte um 16 Uhr 45. Es ist ersichtlich, daß ein unmittelbares Ansprechen der erzeugten Dampf inenge von ungefähr 32.000 Gewichtseinheiten um 1 Uhr 45 bis zu einer Spitze von 70.000 Gewichtseinheiten erfolgte und sich dann zvnLschen 60,000 und 65.000 Gewichtseinheiten einspielte. Dieser Kurvenverlauf wiederholte sich jedes Mal. Aus Fig. 2 ist jeweils das unmittelbare Ansprechen der Küllzufuhr ersichtlich.

Gevünschenfalls kann der Müll kontinuierlich verfeuert werden, wodurch die Täler zwischen den Soitzen der Kurve fce-

erkennt
seitigt werden. Man/auch, daß die Grundlast zwischen den Senken der Kurve durch die Wärmelieferung des Kohlecetts allein gegeben wird.

Weitere Versuche haben gezeigt, daß die Dampfleistung von 75.000 Gewichtseinheiten je Stunde sehr leicht durch eine ausreichende Müllzufuhr aufrechterhalten werden kann. Es ist ersichtlich, daß dann die Dampfleistung des Kessels zu einem Drittel aus dem Kohlebett und zu zwei Drittel aus dem Müll stammt. Dies liegt erheblich über allem,was bisher durch bekannte Kesselanordnungen möglich war.

Würde der Müll mit der Kohle vermischt werden, so würde dadurch die Verteilung des Luftstroms durch den Rost in ungünstiger Weise beeinflußt, was zu einer gestörten und unvollständigen Verbrennung und damit zu einem stark erniedrigten thermischen Wirkungsgrad führen würde. Da nur sehr wenig Raum zwischen der Oberfläche des Kohlebetts 6 und der Fläche 16 vorhanden ist, ist es nicht möglich, daß sich dort eine Müllschicht auf dem Kohlebett 6 ablagert. Wenn dagegen der Ofen so abgewandelt wäre, daß eine solche Ablagerung gestattet würde, dann wäre es nicht möglich,

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eine solch große Oberfläche für die Verbrennung des "ülls bei dem erfindungsgemäßen Injektionssysten zur Verfü'-un^ zu stellen.

Es wurde gefunden, daß die besten Resultate erhalten werden, wenn das Kohlebett völlig durchgezündet ist und brennt, bevor es aus dem Bereich unter der Fläche 16 austritt, is hat sich herausgestellt, daß der injektierte Γ-'üil gleichförmig über dem brennenden 3ett verteilt wird, wenr. das Bett vollständig durchgezündet ist und brennt. Wenn jedoch das Bett nur teilweise durchgezündet ist, dann lagert sich der Müll in Haufen ab und wird nicht sorgfältig verteilt. Es ist nicht bekannt, warum dies eintritt, aber es kann sein, daß ein sorgfältig brennedes Bett weitere lokale Luftströ:ne unmittelbar über dem Bett erzeugt und da.'ö diese Luftströme den Müll gleichförmig verteilen.

PATENTANSPRÜCHE

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Claims

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Patentansprüche

l.)j Verfahren zum Verbrennen von Müll, dadurch -'--"' gekennzeichnet , daß ein im wesentlichen gleichmäßiges Bett brennender Kohle auf einem in Bewegung befindlichen Wanderrost an der Unterseite einer Brennkammer erzeugt wird und daß der Hüll in Teilchenform durch die Rückwand der Brennkammer in einer Richtung entgegen der Bewegung des Rosts injektiert vd.rä.
2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Kohlebett durchgezündet ist und brennt, bevor es in einen Bereich geführt wird, in weichem der Müll sich auf den?. Hett ablagern kann.
3.) Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Müll in einem Ofen verbrannt wird, bei dem eine Decke über dem Rosteintrittsende vorgesehen ist und in dem die Kohle vor Verlassen dieses Deckenbereichs durchgezündet ist und brennt
4.) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Müll durch Mitführung in einem in die Brennkammer gerichteten Luftstrom injektiert wird.
5.) Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Luftstrom parallel zum Rost gerichtet wird.
6.) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,

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daß ein klassierender Sekundärluftstrom nach oben gegen den innerhalb der Brennkammer in Bewegung befindlichen Müllstrom gerichtet wird.
7.) Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß der klassierende Luftstrom mit im wesentlichen dem gleichen Druck eingeblasen wird, wie der den Müll mitführenden Luftstrom.
8.) Verfahren nach einem der Ansprüche 1-7» dadurch gekennzeichnet, daß ein sich bewegender Kettenwanderrost verwendet wird.
9·) Verfahren nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß Luft durch den sich bewegenden Wanderrost zugeführt wird.
10.) Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hüll eine solche Teilchengrößenverteilung aufweist, daß 80$ der Müllteilchen einen mittleren Durchmesser von weniger als 5 cm haben, und daß vom Müll die magnetischen Teilchen entfernt werden.
11.) Verfahren nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß Luft mit einem Überschuß von 50?, bezogen auf die zur vollständigen Oxydierung von Kohle und Müll, der Brennkammer zugeführt wird.
12.) Verfahren nach einem der Ansprüche 1-11, dadurch gekennzeichnet, daß der Müll 25 bis 15% der gesamten Heizleistung liefert.

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13·) Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der den Müll mitführende Luftstrom 5 bis 15£ des gesamten zur Brennkammer geführten Luftvolumens ausmacht,und daß der klassierende Sekundärluft strom ebenfalls 5 bis ." des gesamten der Brennkammer zugeführten Luftvolur.ens ausmacht.
14.) Vorrichtung zur gemeinsamen Verbrennung von Kehle und Müll, dadurch gekennzeichnet, daß sie einem Wanderrost (3), auf welchem beim Eetrieb ein im wesentlichen gleichmäßiges Bett brennender Kohle an der Unterseite der Brennkammer hergestellt wird, und eine Einrichtung (12,13), die den Müll in Teilchenform durch die Rückwand der Brennkammer in einer Richtung entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung des Wanderrests einführt, besitzt.
15.) Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet , daß die den Müll einführende Einrichtung einen Luftstrom (11) erzeugt, welcher beim Betrieb Müll mitreißt und diesen in die Brennkammer trägt.
16.) Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet , daß ein klassierender Sekundärluftstrom (13) vorgesehen ist, der nach oben gegen den innerhalb der Brennkammer in Bewegung befindlichen Müllstrom gerichtet ist.

PATENTANWÄLfE

DR-ING H FINCKE, DIP LiN G. H EUHS

DIPPING. S. STAEGER, DR. rer. nat. R. KNEISSL

6 0 9 8 k V I W 3 b

Leerse

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