DE2633128C3

DE2633128C3 - Feuerungsrost für eine Einrichtung zum Verbrennen von Abfallstoffen

Info

Publication number: DE2633128C3
Application number: DE2633128A
Authority: DE
Inventors: Dieter Dr.-Ing. 6920 Sinsheim Kuhnert; Heinz Ing.(Grad.) 5172 Linnich Mallek; Friedrich Ing. Scholz (Grad.), 7130 Muehlacker
Original assignee: Kernforschungsanlage Juelich GmbH
Current assignee: Forschungszentrum Juelich GmbH
Priority date: 1976-07-23
Filing date: 1976-07-23
Publication date: 1980-06-26
Also published as: FR2359373B1; NL7707484A; ATA454477A; JPS5313567A; FR2359373A1; SE7708388L; US4156393A; BE856456A; DE2633128A1; GB1574792A; DE2633128B2; JPS6118086B2; AT358151B; CH623121A5; SE434567B; IT1080994B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Feuerungsrost für eine Einrichtung zum Verbrennen von festen und gegebenenfalls zusätzlich flüssigen Abfallstoffen, die durch mindestens ein Rostelement in zwei vertikal übereinanderliegende, als Kammern ausgebildete Abschnitte unterteilt ist, bei der im oberen Abschnitt ein Glutbett ausgebildet ist, und der Rost Durchgangsöffnungen für Glutbettbestandteile zwischen dem oberen Abschnitt und dem als Verbrennungskammer ausgebildeten unteren Abschnitt sowohl zwischen den Rostelementen und der Kammerwandung als auch zwischen den Rostelementen aufweist, deren Querschnitte durch Bewegen der auf einer Welle gelagerten Rostelemente während des Betriebes diskontinuierlich oder kontinuierlich aus einer Ausgangslage und wieder zurück in diese vergrößert und wieder verkleinert werden.

Ein derartiger Feuerungsrost ist aus der Zeitschrift »Umschau«, Heft 18, 1975, Seite 580 (siehe auch DE-OS 24 44 125) bekannt. Er dient bei der aus der vorgenannten Druckschrift ebenfalls bekannten Anlage zur Verbrennung von Müll dazu, die vertikal übereinander angeordneten Kammern, Hne Haupt- und eine Nachverbrennungskammer, voneinander zu trennen und besteht aus mindestens zwei, auf jeweils einer horizontalen Achse pendelnd gelagerten Teilen. Durch die Bewegung des Rostes sollen Verbrennungsrückstände ausgesiebt werden, wobei auf den Boden der Nachverbrennungskammer gelangende, noch unverbrannte Anteile geringer Abmessungen durch Beaufschlagen mit heißen sauerstoffhalligen Gasen ausgebrannt werden.

Zwar lassen sich mit der bekannten Anlage bei absatzweiser Beschickung die unterschiedlichsten Ab-

4» fallstoffe nahezu vollständig verbrennen, jedoch neigt der Feuerungsrost, dessen eigentliche Durchgangsöffnungen in den Öffnungen zwischen den Gitterstüben bestehen, zum Verkleben und wird dadurch unwirksam. Außerdem treten durch die Verstopfung des Rostes

Vi Kühlproblenicauf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Feuerungsrost zu schaffen, der es erlaubt. Abfallstoff der unterschiedlichsten Art unsortiert zu verbrennen, das heißt insbesondere abhängig von den Vcrbrennungseigenschaflen durch Eingriff von außen den Strom von Abfallstoffen und Gasen durch die Verbrcnnungs einrichtung gezielt zu lenken und insbesondere ein Glutbett derart in der Vorverbrennungskammer auszubilden und aufrechtzuerhalten und dessen Stoffpartikeln

« umzuschichten, daß nur Partikeln gewünschter geringer Abmessung in die untere Verbrennungskammer abgegeben werden und gleichzeitig Wärme aus dem Wärmeinhalt des Glutbelts in ausreichender Menge einem oberen Trocknungs- und einem mittleren F.nt-

6i) und einem unteren Vergasungsvorgang zur Verfügung gestellt wird, die sich abhängig von den Verbrennungseigenschaften in unterschiedlichen Zonen der oberen Kammer ausbilden.
Ausgehend von einer Einrichtung der eingangs

bezeichneten Art wird diese Aufgabe gemäß der Frfindung dadurch gelöst, daß die dem oberen Abschnitt zugewendeten Seiten der Rostelemente geschlossen ausgeführt sind und zum Einschleusen von festen

Glutbettpartikeln vorbestimmter maximaler Größe sowie zum Durchlaß der bei der Pyrolyse gebildeten Gase in die Verbrennungskammer als Durchgangsöffnungen ausschließlich die Öffnungen zwischen den Rostelementen und der Kammerwandung und zwischen den Rostelementen vorgesehen sind.

Die dreh- beziehungsweise schwenkbaren Rostelemente gestatten den Aufbau eines Glutbettes innerhalb der als Pyrolysekammer ausgebildeten oberen Kammc-r und das Konstanthalten eines Glutbettvolumens, so daß dieses als Wärmespeicher wirksam wird. Der Wärmespeicher gleicht die zeitlich und räumlich unterschiedlichen Wärmeströme zwischen den endotherm verlaufenden Trocknungs-, Ent- und Vergasungsvorgängen und dem exothermen Teilverbrennungsvorgang innerhalb der oberen Kammer aus. Überraschenderweise führen die große Oberfläche und die hohen Temperaturen des Gknbetts zu einer vollständigen Aufspaltung der bei den einzelnen Vorgängen entstehenden V»rkokungsprodukte.

Bei allen Vorgängen findet eine ständige Volumenverminderung statt. Durch die Bewegung der Rostelemente wird eine Steuerung des Verbrennungsablaufs derart von außen vorgenommen, daß erst nach ausreichender Volumenverminderung entsprechend der freien Durchgangsquerschnitte der Austrag aus dem Glutbett in die Verbrennungskammer erfolgt.

Als Rostelemente lassen sich drehend gelagerte, walzenanige, im Vertikalschnitt runde oder ovale Körper oder aber dreh- oder schwenkbar gelagerte, plattenförmige, im Vertikalschnitt rechteckige odtr kegel- beziehungsweise kegelstumpfförmige Elemente einsetzen. Vorteilhaft sind auf einer horizontalen Schwenkachse zwischen einer horizontalen und einer gegen die Horizontale geneigten Stellung hin- und herbewegte plattenarlige Elemente, deren Schwenkachse vorzugsweise entlang eines herausspringenden Kammerabschnitts außerhalb des Ilaupistroms der Gase verläuft. Ein plattenartiges drehbar gelagertes Element, in der Draufsicht rund oder oval, kann auch auf einer vertikal verlaufenden Welle oder Achse und in gegenüber der Horizontalen geneigter Lage abgestülzt und durch einen Antrieb gedreht und/oder auf- und abbewegt werden. Vorteilhaft sind Rostelemente mit Gasführungen innerhalb beziehungsweise auf den Elementen, die in beziehungsweise in Nähe der Drehoder Schwenkachse angeordnete Gaseintrittsöffnungen und Gasaustrittsöffnungen miteinander verbinden. Die Gasaustriltsöffnungen sind vorzugsweise auf der dem Glutbett abgewandten Seite der Rostelemenie und/ oder in den die Durchgangsquerschnitte begrenzenden Flächenteilen angeordnet, um Sekundärluft zur Übergangszone zwischen oberer Kammer und Verbrennungskammer zu leiten.

In überraschender Weise bildet sich bei plattenförmigen Elementen auch während ihrer Bewegung ein Schüttkegel von Asche und Verbranntem auf diesen aus. der sich als wirksamer Schulz gegen die hohe Feuerraumbelastung in dieser Zone erweist. Die auf die Spaltbreile der Durchgangsque^rs<-hniue im Bereich der Rostelemente reduzierten GL uuioestandteile werden in den Verbrennungsraum gefördert und sammeln sich als glühende Asche auf den Klappen der verschließbaren Bodenöffnung an. In der Verbrennungskammer werden die noch unverbrannten Ascheanteile und die bei der Pyrolyse in der oberen Kammer entstehenden Gase durch die im Bereich d<r beweglichen Rostelemente zugegebene Sekundärluft vollständig ausgebrannt.

Zur Erläuterung der Erfindung zeigt die Darstellung einen erfindungsgemäöen Feuerungsrost in einer Einrichtung zum Verbrennen von festen und gegebenenfaüs zusätzlich flüssigen Abfallstoffen im Vertikalschnitt. Das in Fässern 1 herangeführte, zur Verbrennung bestimmte Gut wird über die Schleuse 3 in den BefüIIschacht 5 übergeben. Bei geöffnetem Schieber 7 fällt das Gut in die Kammer 9 Die Brenner 11 werden

in für die Inbetriebnahme der Anlage benötigt. Durch geregelte Zugabe von Primärverbrennungsluft über eine Leitung 8 und bis in Nähe der Rostelemente nach unten weiterführende, nicht dargestellte Leitbleche wird eine Vorverberennung des Mülls ohne Zusatzbrennstof- -; fe erzielt

Durch diskontinuierliches und kontinuierliches Schwenken der plattenförmigen Rostelemente 13 zwischen der dargestellten horizontalen oberen und einer gegen die Horizontale geneigten unteren Stellung

_>o wird das Glutbelt und der Abfall bei den Trocknungs-, Ent- und Vergasungsvorgängen bewegt und geschürt. Bei der Bewegung verändert sich der freie Durchgangsquerschnitt zwischen der oberen Kammer und der Verbrennungskammer, und es werden Glutbettbestand

π teile aus der oberen Kammer 9 in die Verbrennungskammer 15 ausgetragen. Die Schwenkfrequenz der Schleusenelemente wird so gewählt, daß sich ein Gleichgewicht zwischen der Gutzugabe in der oberen Kammer und dem Glutaustrag aus derselben einstellt, so

j» daß das Volumen des Glutbetts konstant bleibt.

Die als Pendelklappen ausgeführten beweglichen Rostelemente sind in Nähe der Schwenkachse mit Eintrittsöffnungen 13a sowie mit Austrittsöffnungen auf der dem Glutbett abgewandten Seite \3b und zwischen

r, den Platten 13c versehen. Da die Pendelklappen als Hohlklappen ausgeführt sind, kann über die Leitung 12 Verbrennungsluft zugeführt werden.

Die Verbrennungskammer 15 unterhalb der beweglichen Schleusenelemente ist durch zwei Ascheaustrags-

JIi klappen 17 nach unten abgeschlossen, auf denen sich die ausgeschleusten Glutbettbestandteile als glühende Asche sammeln.

Die Kammer 19 unterhalb der Ascheaustragsklappen 17 dient der Auskühlung der Asche. Durch das

is unmittelbar angeschlossene Aschefallrohr 21 und Austragsschleuse 23 an ihrem unteren Ende wird die ausgekühlte Asche in das Aschefaß 25 ausgetragen.

Die die Verbrennungskammer verlassenden Abgase weiden seitlich oberhalb der Ascheaustragsklappen

w durch öffnungen 27 abgezogen, nach oben umgelenkt, beaufschlagen die Wände der Verbrennungskammer und anschließend die der oberen Kammer von außen. Die Abgase werden über nicht dargestellte keramische Filter geleitet, auf deren Flächen sich mitgeführte

5<i Aschepartikel abscheiden. Über die Leitung 29 werden jdie Abgase aus der VVrbrennungseinrichtung abgesaugt. Zur selbsttätigen Aufrechterhaltung des Verbrennungsvorganges innerhalb des Glutbetts und für eine ausreichende Wärmeversorgung der in der oberen

no Kammer ablaufenden Trocknungs-, Entgasungs- und Vergasungsvorgänge ist die Beaufschlagung ihrer Wandungen mit den Abgasen von außen von Bedeutung.
Unabhängig vom Ausgangsmaterial, ob nun dem Hausmüll ähnliche oder Sonderabfälle wie Klinikabfälle oder Tierkadaver, wird der Rückstand als sterile Asche frei von brennbaren Anteilen erhalten. Durch die Beeinflussung des Verbrennungsablaufs

mit Hilfe der Steuerung des Bewegungsablaufs der Rostelemente wird in deren Bereich ein dynamisches Gleichgewicht zwischen Schlackenablagerung und Abschmelzung eingestellt, so daß einem Zusetzen der Durchgangsöffnungen im Bereich der Rostelemente wirksam begegnet werden kann. Durch die Pendelbewegung wird zugleich auf die Müllbestandteile eine mechanische Beanspruchung ausgeübt, die die Volumenverminderung unterstützt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Feuerungsrost für eine Einrichtung zum Verbrennen von festen und gegebenenfalls zusätzlich flüssigen Abfallstoffen, die durch mindestens ein Rostelement in zwei vertikal übereinanderliegende. als Kammern ausgebildete Abschnitte unterteilt ist, bei der im oberen Abschnitt ein Glutbett ausgebildet ist und der Rost Durchgangsöffnungen für Glutbettbestandteile zwischen dem oberen Abschnitt und dem als Verbrennungskammer ausgebildeten unteren Abschnitt sowohl zwischen den Rostelementen und der Kammerwandung als auch zwischen den Rostelementen aufweist, deren Querschnitte durch ti Bewegen der auf einer Welle gelagerten Rostelemente während des Betriebes diskontinuierlich oder kontinuierlich aus einer Ausgangslage und wieder zurück in diese vergrößert und wieder verkleinert werden, dadurch gekennzeichnet, daß die dem oberen Abschnitt zugewendeten Seiten der Rostelemente geschlossen ausgeführt sind und zum Einschleusen von festen Glutbettpartikeln vorbestimmter maximaler Größe sowie zum Durchlaß der bei der Pyrolyse gebildeten Gase in die Verbren- >*, nungskammer als Durchgangsöffnungen ausschließlich die Öffnungen zwischen den Rostelementen und der Kammerwandung und zwischen den Rostelementen vorgesehen sind.

2. Feuerungsrost nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Lagerung auf einer horizontalen Welle und eine walzenartige, im Vertikalschnitt runde oder ovale Ausbildung.

3. Feuerungsrost nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine zum Drehen oder Schwenken des Rostes vorgesehene Lagerung und eine plattenförmige, im Vertikalschnitt rechteckige oder kegei- beziehungsweise kegelstumpfförmige Ausbildung.

4. Feuerungsrost nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine horizontal angeordnete und im Rostelement außermittig, vorzugsweise entlang eines herausspringenden Kammerabschniits außerhalb des Hauptstroms der Gase verlaufende Schwenkachse und durch einen Schwenkbereich für das Rostelement zwischen einer horizontalen und einer gegen die Horizontale geneigten Lage.

5. Rostelement nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch die Ausbildung als in der Draufsicht runde oder ovale Scheibe, durch das Abstützen der Scheibe auf einer vertikal verlaufenden Welle oder Achse und durch eine gegenüber der Horizontalen geneigten Lage des Elementes und durch einen Antrieb, der das Element dreht und/oder in vertikaler Richtung auf- und abbewegt.

6. Feuerungsrost nach Anspruch 3 oder folgenden, gekennzeichnet durch Gasführungen in beziehungsweise auf den Elementen, die in beziehungsweise in Nähe der Dreh- oder Schenkachse angeordnete Gaseintsittsöffnungen und Gasaustrittsöffnungen miteinander verbinden, die vorzugsweise auf der dem Glutbett abgewendeten und/oder in den die Durchgangsquerschnitte begrenzenden Flächenteilen liegen, um Sekundärluft zur Übergangszone zwischen Pyrolyse- und Verbrennungskammer zu leiten.