DE2726157B2

DE2726157B2 - Brennofenanlage für feste Güter

Info

Publication number: DE2726157B2
Application number: DE2726157A
Authority: DE
Inventors: Hans-Jörg 7460 Balingen Rohrbach
Original assignee: Rohrbach Technologie KG Baustofftechnik & Co 7460 Balingen De GmbH
Current assignee: Rohrbach Technologie KG Baustofftechnik & Co 7460 Balingen De GmbH
Priority date: 1977-06-10
Filing date: 1977-06-10
Publication date: 1981-04-02
Also published as: US4198201A; DE2726157A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennofenanlage für feste Güter, insbesondere Blähton, Kalk, Zement und Erze mit Vorwärmzone, Brennzone υηΛ. Kühlzone, in der dem Gut die Wärme durch Verbrermen eines gesonderten Brennstoffes zugeführt wird und die über Einrichtungen zur Nutzung der Abwärme verfügt

Derartigen Brennofenanlagen ist gemeinsam, daß sie einen verhältnismäßig großen Wärmebedarf haben, der bisher durch hochwertige Brennstoffe, beispielsweise Ul, Gas, Kohle oder Koks, aufgebracht werden muß. 'm Hinblick auf die Verknappung der meisten dieser Brennstoffe ist der finanzielle Aufwand für den Wärmebedarf in diesen Anlagen sehr hoch.

Beim Betrieb vieler Industrie-Brennofenanlagen fallen andererseits relativ hohe Mengen an Abwärme an, z. B. aus der Oberflächenabstrahlung der Brennmaschinen, oder aus Kuhleinrichtungen, in denen große Luftmengen benötigt werden, um ein Gut relativ rasch so weit zu kühlen, daß es weiter verarbeitet werden kann. Die dabei entstehende Abwärme fällt in Form heißer Luft an, deren Temperatur (beispielsweise zwischen etwa 200 und 400° C) aber nicht hoch genug ist, um in der gleichen Anlage eine Wiederverwendung lohnend erscheinen zu lassen.

Hs ist ferner bekannt, Abfälle, die aus kommunalen Abfallbeseitigungsanlagen stammen können, beispielsweise Klärschlamm, dadurch zu verwerten, daß man sie verbrennt, was jedoch wegen des hohen Wassergehaltes dieser Abfälle problematisch ist Man hat zwar bereits Klärschlamm mit relativ geringem Feuchtigkeitsgehalt in einem Wirbelschichtofen verbrannt und die Verbrennungsgase zum Betrieb einer Turbine ausgenutzt (DE-AS 19 43 776). Dabei stellte sich jedoch das in der Kühleinrichtung einer Industrieofenanlage bestehende Problem der Wiederverwendung der Abwärme nicht und die Verbrennungsgase aus dem Wirbelschichtofen kamen außer mit den relativ robusten Turbinensehaufeln mit keinem anderen zu. behandelnden Gut, beispielsweise Blähton, in Berührung, wie dies in Industrieofenanlagen der Fall ist* Bei der Abfall-,

insbesondere Schlämmverbrennung ist es ferner bekannt; die Abwärme, die in einer Brennkammer in Form von Abgasen unmittelbar aus den verbrannten Abfällen gewonnen wird, zur Vortrocknung der Abfälle auszunutzen (Zeitschrift »Chemie-Ingenieur-Techn'k« 1969,

6J5—619; Zeitschrift »Chemie-Ingenieur-technik« 1975, 443; DE-PS 9 65 930). Eine aus einer separaten Anlage, beispielsweise einer Industrieofenanlage stammende Abwärme wird bei diesen Abfallverwertungsanlagen aber nicht zur Vortrocknung verwertet

!5 = An sich ist die Verbrennungswärme der in Klär- oder Faulschlämmen enthaltenen, brennbaren Substanz relativ hoch, beispielsweise etwa 8000 kcal/kg reinen Brennstoffes. Die Verbrennungswärme wird lediglich durch den hohen Asche- und Wassergehalt der Schlämme herabgesetzt So beträgt die Verbrennungswärme dieser Stoffe im trockenen Zustand immer noch etwa 4000 kcai/kg (etwa 5Ö bis 60% der Verbrennungswärme einer guten Kohlesorte). Lediglich durch den hohen Wassergehalt der Schlämme, die auch nach der Ritration zwischen etwa 40 und 70, insbesondere zwischen etwa 50 und 60% Wasser enthalten, wird ihre Nutzbarkeit praktisch zunichte gemacht Wenn nämlich ein filtrierter Schlamm mit 4000 kcal/kg Verbrennungswärme in der Trockensubstanz 70% Wasser enthält, sinkt die Verbrennungswärme allein durch diesen Umstand auf 30⁰A herab; denn 1 kg »Brennstoff« enthält eben nur etwa 03 kg brennbarer Substanz. Außerdem muß das Wasser bei der Verbrennung verdampft werden, wofür — wenn als Verdampfungs produkt Wasserdampf vorliegen soll — noch einmal 406 kcal/kg bezogen auf den eingesetzten Brennstoff erforderlich sind. Es verbleibt somit für den Klärschlamm letztlich noch eine Verbrennungswärme von 794 kcal/kg übrig. Da nun aber für die meisten thermischen Prozesse in der Indu&.rL? hohe Flammentemperaturen nötig sind, um die Prozeßtemperaturen zu erreichen und die Prozesse in kurzer Zeit durchführen zu können, und da weiterhin die Flammentemperaturen eine Funktion von Verbrennungswärme und Luftüber schuß sind, scheiden bis heute die oben erwähnten Abfallbrennstoffe für einen Einsatz in praktisch allen industriellen Brennofenanlagen aus.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Brennofenanlage für feste Güter, insbesondere Blähton, Kalk, Zement und

so Erze vorzuschlagen, bei welcher Abfallbrennstoffe, insbesondere feuchte Klärschlämme zur Erzeugung ausreichend hoher Flammentemperaturen eingesetzt werden können. Weiterhin wird dabei angestrebt, auch das Austreten schädlicher Emissionsstoffe zu vermei den.

Die Aufgabe wird in einer gattungsgemäßen Brennofenanlage dadurch gelöst,

a) daß der Brennstoff wenigstens teilweise aus wasserhaltigen AbfallbrennMoffen besteht,

b) daß eine Trocknungseinrichtung für diese Brennstoffe vorgesehen ist,

c) daß Einrichtungen für die Zufuhr der Abwärme der Brennofenanlage zur Trocknungseinrichtung vorhanden sind.

In einer solchen Brennofonanlage wird der Vorteil erreicht, daß die Abwärme zur Trocknung von Abfällen, insbesondere Klärschlamm ausgenutzt wird und diese Abfälle somit als Brennstoff in der Brennofenanlage

verwertet werden können, ,.

Die nachstehende Beschreibung von Ausführungsbeispielen dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der weiteren Erläuterung der Erfindung, Es zeigt

F i g, 1 ein Blockschema zur Erläuterung einer ersten Ausführungsform der Erfindung und

F i g. 2 ein Blockschema einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,

Das nach dem Schema der Fig. 1 arbeitende Feuerungsverfanren und eine zur Durchführung des to Verfahrens geeignete Vorrichtung ist in erster Linie für die Verarbeitung eines Klärschlammes mit verhältnismäßig niedrigem Wassergehalt, z. B. 50% bestimmt, Schlämme mit einem solchen Wassergehalt lassen sich mit Hilfe von Filterpressen erzeugen. is

Dem Schema der FigJ, ist eine an sich bekannte Anlage zur Erzeugung von Blähton zugrundegelegt Diese Anlage besteht aus einem Vorwärmer 1 in den das zu behandelnde Ton-Rohmaterial wie durch den Pfeil 2 angedeutet, kontinuierlich eingebracht wird. Der Vorwärmer 1 ist vorzugsweise als Drehrohrofen ausgebildet Verbrennungsgas oder Heißgas wird über eme Leitung 3, wie durch den Pfeil 4 angedeutet an der dem Pfeil 2 gegenüberliegenden Seite des Vorwärmers 1 eingeleitet Falls erforderlich, kann, wie durch den Pfeil 5 angedeutet dem durch die Leitung 3 zugeführten Gas ein hochwertiger Brennstoff, beispielsweise öl, zugemischt werden, um die Temperatur entsprechend zu erhöhen. Der vorgewärmte Ton gelangt (vgl. den Pfeil 6) in den eigentlichen Blähofen 7, der durch in Richtung des Pfeiles 8 zugeführten Brennstoff auf eine verhältnismäßig hohe Temperatur aufgeheizt wird. Auch der Blähofen 7 ist eine Drehrohrofen. Der sehr heiße, geblähte Ton gelangt wie durch den Pfeil 9 angedeutet in einen Kühler 11, in welcher er in an sich bekannter Weise durch Kühlluft auf eine für die weitere Verarbeitung geeignete Temperatur abgekühlt wird. Der fertige Blähton verläßt den Kühler 11 in Richtung des Pfeiles 12.

Ein Wirbelschichtreaktor 13 herkömmlicher Bauart wird (vgl. den Pfeil 14) mit Klärschlamm von etwa 50% Wassergehalt beschickt Anstatt mit Kaltluft wird der Reaktor 13 mit der über eine Leitung 15 und ein Gebläse 16 dem Kühler 11 entnommenen, nunmehr durch die Abwärme des Blähtons aufgeheizten Kühlluft als Verbrennungsluft betrieben. Das im Reaktor 13 in bekannter Weise erzeugte Heißgas oder Verbrennungsgas gelangt über die Leitung 3 zum (nicht dargestellten) Brenner des Vorwärmers 1. Auf diese Weise wivd die Abwärme aus dem Kühler 11 bei der Verbrennung des so Klärschlamms im Wirbelschichtreaktor ausgenutzt und hierdurch dem relativ hohen Wassergehalt dieses Schlammes Rechnung getragen.

Der zu verarbeitende Rohton wird (Pfeil 17) über einen Tonraspier 18 einer Mischeinrichtung 19 zügeführt, in welcher dem Rohmaterial die heißen Rückstände (Asche) aus dem Wirbelschichtreaktor zugefügt werden (Pfeil 21). Der Pfeil 22 deutet die entweichende Feuchtigkeit an. Anschließend wird das Material in einer Station 23 vermählen und in einer weiteren Station 24 granuliert. In dieser granulierten Form wird es schließlich — wie durch den Pfeil 2 angedeutet, in den Vorwärmer 1 eingebracht.

Die Arbeitsweise nach F i g. 1 hat den Vorteil, daß auch die bei der Trocknung des Klärschlamms (im Wirbelschichtreaklor 13) anfallenden Brüden mit den Heißgasen zum Brenner des Vorwärmers 1 gelangen, wo sie durch die huhe Verbrennungstemperatur sämtliche Geruchsstoffe verlieren und unschädlich ins Freie entlassen werden können, Außerdem kenn bei diesem Vetfahrenstyp das im Klärschlamm enthaltene Wasser vorteilhaft für eine Wassergaserzeugung im Wirbelschichtfeaktor verwendet werden.

Bei dem in Fjg, 1 schematisch dargestellten Verfahren besteht weiterhin die Möglichkeit, auch die auf der Außenseite 25 des Blähofens 7 entstehende Abwärme auszunutzen. Hierzu wird der Ofen 7 im Bereich seiner heißen Zone mit einem Doppelmantel 26 umgeben. Aus dem Zwischenraum zwischen Doppelmantel 26 und der Außenseite 25 des Blähofens 7 wird durch ein Gebläse 27 und Leitungen 28,29 die erhitzte Luft der die warme Kühlluft des Kühlers 11 führenden Leitung 15 zur weiteren Verwertung zugeleitet Hierdurch wird erreicht, daß die Blähzone des Ofens intensiv gekühlt und die Gefahr eines Anbackens oder Anklebens des granulierten Tonmaterials herabgesetzt wird. Eine besondere Kühleinrichtung für den Blähofen hat man bisher aus wirtschaftlichen Gründen nicht vorgesehen. Erst durch die Verbrennung von^klärschlamm und dessen Trocknung durch die von der Außenseite des Ofens 7 abgezogene Heißluft wird eine solche Kühlung lohnend. Zur Erhöhung des Wärmeübergangs kann die Außenseite 25 des Blähofens 7 im übrigen in herköm nlicher Weise mit Kühlrippen versehen sein.

F i g. 2 zeigt schematisch eine abgewandelte Ausführungsform der Erfindung. Einander entsprechende Teile sind in F i g. 1 und 2 mit den gleichen Bezugszeichen versehen und arbeiten in der zuvos beschriebenen Weise. Insoweit erübrigt sich eine nochmalige Erläuterung. Der wesentliche Unterschied zwischen den Verfahrensweisen nach F i g. 1 und F i g. 2 besteht darin, daß entsprechend F i g. 2 der in den Wirbelschichtreaktor 13 eingeleitete Klärschlamm (Pfeil 14) vorher in einem Trockner 31, z. B. einem herkömmlichen Drehrohrtrockner, mit Hilfe der vom Kühler 11 über die Leitung 15 zugeführten, heißen Abluft getrocknet wird. Der Klärschlamm, der einen Wassergehalt v<yi beispielsweise 70% haben kann, wird, wie durch den Pfeil

32 angedeutet in den Trockner 31 eingebracht Mit anderen Worten: Steht ein verhältnismäßig trockener Klärschlamm von beispielsweise 50% Feuchtigkeitsgehalt zur Verfügung, so kann dieser entsprechend F i g. 1 direkt (Pfeil 14) in den Wirbelschichtreaktor 13 eingeleitet werden; liegt hingegen ein feuchter Klärschlamm mit beispielsweise 70% Wassergehalt vor, wird dieser zweckmäßigerweise vorher in einem besonderen Trockner 31 (F i g. 2) getrocknet

Dem Trockner 31 ist eine Entstaubungsvorrichtung

33 nachgeschaltet, aus dem die entstaubte, nunmehr kalte Luft und die Brüden aus dem Klärschlamm entweichen (Pfeil 34).

Normalerweise führt man einen Teil der im Kühler 11 entstehenden, heißen Kühlluft der Hauptfeuerung des Blähofens 7 als Sekundärverbrennungsluft zu. Da Blähton jedoch zu seiner Abkühlung vor allem bei Verfahren mit niedrigem Gesamtwärmeverbrauch eine größere Luftmerge benötigt als sie für die Feuerung der Ofenanlage erforderlich ist, steht eine genügend große, erhitzte Luftmenge zur Verfügung, um den Klärschlamm im Trockner 31 zu trocknen. Während die dem Blähofen 7 zugeleitete, sehr heiße Luft tin der diesem Ofen zugewandten Seite des Kühlers 11 entnommen wird, entnimmt man die für den Trocknungsvorgang des Klärschlammes erforderliche, kühlere Luft zweckmäßigerweise am gegenüberliegenden Ende des gewöhnlich als Kühltrommel ausgebildeten Kühlers 11 durch

ein bis etwa in die Mifte des Kühlers reichendes Rohr und führt sie durch die Leitung 15 in den Trockner 31 ein. Auch eine Entnahme der Kühlluft am Umfang der Kühltrommel kann, z. B. mit Hilfe eines Doppelmantels (vgl. den Doppelmantel 26 am Blähofen 7) durchgeführt i werden.

Dem Wirbelschichtreaktor 13 wird über das Gebläse 27 und die Leitung 29 die benötigte Verbrennungsluft zugeführt. Diese Verbrennungsluft kann als vorgeheizte Luft über die Leitung 28 dem Zwischenraum zwischen i» dem Doppelmantel 26 und der Außenseite 25 des Blähofens 7 entnommen werden. Alternativ könnte diese heiße Luft über die Leitung 28 auch in die Leitung 15 überführt und anschließend zur Trocknung des Klärschlamms im Trockner 31 ausgenutzt werden. Soll ii im Wirbelschichtreaktor 13 Wassergas erzeugt werden, kann das hierzu benötigte Wasser vorteilhafterweise in Form von im Klärschlamm verbleibendem Wasser ringphrarht wprrlpn Alternativ kann auch über eine Leitung 35 Wasser zugeführt und eingedüst werden, so >o daß je nach der gewünschten Zusammensetzung des Gases im Reaktor 13 Kohlenoxid oder Wassergas hergestellt werden können. Die Gase gelangen über die Leitung 3 zum Vorwärmer 1.

Die beschriebenen Verfahren haben den Vorteil, daß y, der in den vom Wirbelschichtreaktor 13 kommenden Gasen enthaltene Schwefel (Schwefeldioxid oder Schwefelwasserstoff) im Vorwärmer 1 an das zu behandelnde Rohmaterial gebunden wird und somit keine Umweltverschmutzung verursacht. Der Schwefel in kann auf diese Weise insbesondere bei der Zementherstellung gebunden werden, weil dort genügend Kalk zur Verfügung steht. Im übrigen erfolgt eine Schwefelbindung auch bereits im Wirbelschichtreaktor 13, wobei der Schwefel in die durch die Leitung 21 austretende Asche eingeht. In diesem Fall kann man den Wirbelschichtreaktor mit einem künstlichen Wirbelbett aus Kalkstein betreiben, wobei während des Verbrennungs- oder Vergasung^r.vorgangs der Schwefel des Klärschlammes an den K alk in Form von Kalziumsulfat oder Kalziumsulfit gebunden wird. Dieses Vorgehen empfiehlt sich insbesondere bei der Blähtonherstellung, weil dort das zu behandelnde Rohmaterial gewöhnlich verhältnismäßig wenig Kalk enthält.

Bei den beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung wird das heiße Abgas aus dem Wirbelschichtreaktor 13 über die Leitung 3 jeweils dem Vorwärmer 1 zugeführt. Bei einer abgewandelten Ausführungsform könnte man in analoger Weise die Leitung 3 auch an den Blähofen 7 anschließen und somit den Heizwert des Klärschlammes in diesem Ofen ausnutzen. Weiterhin kann man auch sowohl den Vorwärmer 1 als auch den Blähofen 7 an die Leitung 3 anschließen oder zwei separate Wirbelschichtreaktoren 13 verwenden, von denen einer dem Vorwärmer und der andere dem Blähofen 7 zugeordnet ist. Wenn die im Wirbelschichtreaktor 13 gewonnenen Gase nicht ausreichen, um das Rohmaterial im Vorwärmer 1 bzw. im Blähofen 7 auf die gewünschten Temperaturen aufzuheizen, kann zusätzlich Brennstoff (Kohle, öl. Gas) zugeführt und verbrannt werden, vergleiche die Pfeile 5 und 8 in F i g. 1 und 2.

Wird das erfmdungsgemäße Verfahren zur Blähtonherstellung eingesetzt, so ergibt sich entsprechend der Aschezusammensetzung der weitere Vorzug, daß die aus dem Wirbelschichtreaktor ausgetragene, feinkörnige Asche mit in die Blähtongranaüen eingebunden und so schadlos beseitigt werden kann.

Bei den bisher beschriebenen Verfahrensweisen werden die aus dem Wirbelschichtreakfor 13 erhaltenen Verbrennungsgase oder Vergasungsbestandteile direkt zur Befeuerung des Vorwärmers 1 (oder des Blähofens 7) verwendet. Bei einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung können die aus dem Wirbelschichtreaktor 13 erhaltenen, heißen Gase ihre Wärme an das zu behandelnde Gut auch indirekt in einem Wärmetauscher abgeben. Dabei können etwa in diesen Gasen enthaltene, schädliche Bestandteile, wie Schwefelverbindungen und Aschen, nicht vom Behandlungsgut aufgenommen werden.

Im nachstehenden werden die wesentlichen Merkmale und Vorteile der Erfindung noch einmal zusammengefaßt: Der Kern der Erfindung besteht darin, daß Abfallbrennstoffe, insbesondere Klärschlamm mit hohem Wassergehalt (bis über 70%) durch Abwärme aus denjenigen Prozessen, zu deren Durchführung sie verwendet werden sollen, vor oder bei ihrem Einsatz getrocknet werden.

Hierbei kann die Trocknung entweder in Trommeltrocknern, Schachttrocknern, Wirbelschichttrocknern oder anderen Trockenvorrichtungen je nach Körnigkeit der Abfallbrennstoffe vor sich gehen. Die Abfallbrennstoffe können sodann, wenn sie nach dem Trocknen eine ausreichende Feinheit aufweisen, z. B. in herkömmlichen Kohlestaubbrennern bei verschiedenen Wärmebehandlungsp"czessen verbrannt werden. Weisen die Abfallbrennsto^ffe keine ausreichende Feinheit auf, können sie nachgemahlen und in der gleichen Vorrichtung verbrannt werden. Eine weitere, vorteilhafte Verbrennungsmöglichkeit besteht darin, daß man den Abfallbrennstoff, insbesondere Klär- oder Faulschlamm in einer Wirbelschichtanlage in der Schwebe vergast oder verbrennt. Für die Vergasung kann entweder Luft (Erzeugung von Kohlenoxid) oder Wasserdampf (Erzeugung von Wassergas) oder ein Gemisch von beiden verwendet werden. Das erzeugte Gas kann zur Verbrennung unmittelbar einem Gasbrenner zugeführt werden.

Man könnte daran denken, den gesamten Abfallbrennstoff in der Wirbelschicht zu verbrennen und sozusagen die Wirbelschicht als Brenner zu benutzen. Hierbei muß jedoch beachtet werden, daß in Wirbelschichten keine höheren Temperaturen angewandt werden dürfen, als sie etwa den Schmelzpunkten der bei der Verbrennung der Brennstoffe anfallenden Aschen entsprechen. Man kann nun die Temperatur bei der Verbrennung in der Wirbelschicht durch Luftüberschuß erniedrigen. Hierdurch geht jedoch Wärme verloren oder es können bei der Anwendung der Wärme im Brennofen des betreffenden Wärmebehandlungs-rozesses nicht die benötigten Prozeßtemperaturen erreicht werden. Aus diesem Grunde ist eine Vergasung des Brennstoffes in der Wirbelschicht bei Temperaturen zwischen etwa 900 und 1000°C wirtschaftlicher. Die hierbei entstehenden Gase können dann durch späteres Verbrennen mit Luft ohne Verluste im Brennofen des Wärmebehandlungsverfahrens verbrannt werden.

Besonders vorteilhaft ist das erfindungsgemäße Verfahren dann, wenn die für die Trocknung der Abfallbrennstoffe, insbesondere Klärschlamm, zur Verfügung stehende Warm- oder Heißluft wegen ihrer Temperatur und wegen des Wassergehaltes des Abfallbrennstoffes etwa in solcher Menge vorliegt, wie sie ohnehin für die Verbrennung des Brennstoffes aufgewandt werden muß. In diesem Fall können nämlich die von der Trocknung herrührenden Gase unmittelbar einem Wirbelschichtofen als Verbrennungsluft züge-

führt werden.

Wenn nämlich der bei der Trocknung entstehende Wasserdampf entweder den Trockner oder den Verfahrensof?n mit einer Temperatur von wenig über IOO°C verläßt, ist die hierdurch verlorengegangene Wärmemenge nicht größer, wenn der Wasserdampf in der Trocknungsluft enthalten ist, als wenn er sich in der Verbrennungsluft befindet. Dieses Verfahren bringt noc'ii weitere Vorteile mit sich: Beim Verbrennungsvorgang liegt eine größere Wasserdampfmenge vor. Es ist bekannt, daß größere WasserdampfTiengen in den Verbrennungsgasen die Wärmeübertragung aus diesen Verbrennungsgasen an das zu behandelnde Gut wesentlich fördern. Zusätzlich können die bei der Trocknung entstehenden Geruchsstoffe unschädlich bei der Verbrennung des Brennstoffes bei hoher Temperatur verbrannt und vernichtet werden, so daß bei den Abgasen keine Geruchsbelästigungen auftreten.

Ein weiterer Vorteil bei der Verbrennung oder Vergasung von Abfallbrennstoffen, insbesondere Klärschlamm in der Wirbelschicht besteht darin, daß die Verbrennung oder Vergasung in einem künstlichen Wirbelschichtbett, z. B. aus Kalkstein oder Dolomit vor sich gehen kann, der als Zuschlag zur Stabilisierung der Wirbelschicht zugegeben wird. Bei einer Verbrennung 2s oder Vergasung in einem solchen Wirbelbett bei Temperaturen, die um den Entsäuerungspunkt der benutzten Karbonate liegen, werden die in den Abfallbrennstoffen enthaltenen, oft erheblichen Schwefelmengen an den Kalk des künstlichen Wirbelbetts so gebunden und gelangen somit nicht als schädliche Emissionen in die Umgebung.

In Fällen, in denen bei dem der Erfindung zugrundegelegten Wärmebehandlungsprozeß ohnehin Kalziumkarbonat behandelt wird und die Behandlung J5 im Temperaturbereich in der Nähe des Entsäuerungspunktes des Kalziumkarbonats vor sich geht, kann natürlich auf die Verwendung von Kalziumkarbonat in der Wirbelschicht verzichtet werden, weil dann die schwefelhaltigen Gase im thermischen Prozeß ihren Schwefel an das Kalziumkarbonat des zu behandelnden Gutes abgeben.

Was die in den Abfällen enthaltene Asche betrifft, so kann diese, falls sie durch die Stoffe, die im thermischen Prozeß behandelt werden, aufgenommen werden kann, durch Reaktion mit dem Stoff, der wärmebehandelt wird, unschädlich gemacht werden.

Soll jedoch die Asche nicht mit dem zu behandelnden Gut vermischt werden, muß sie, wenn z. B. die Vergasung oder die Verbrennung des Abfallbrennstoffes in einer Wirbelschicht stattfindet, durch einen Abzug zusammen mit den Komponenten des künstlichen Wirbelbettes aus dem Verbrennungs- oder Vergasungsraum des Reaktors abgezogen werden und von den Partikeln des Wirbelbettes getrennt werden. Feinere Bestandteile, die nicht mit in das Behandlungsgut gelangen sollen, müssen, da sie aus dem Wirbeischichtreaktor mit den erzeugten Gasen ausgetragen werden, durch geeignete Verfahren, z. B. Zyklonabscheidung, abgetrennt werden. Es gibt Fälle, in denen die so zum Einsatz kommenden Abfallbrennstoffe in ihrem Heizwert oder in ihrer Menge für den beabsichtigten Wärmebehandlungsprozeß nicht ausreichen. In einem solchen Fall lassen sie sich vorteilhaft zusammen mit einem anderem, hochwertigen Brennstoff verwenden, indem man z. B. Doppelbrenner für flüssige und gasförmige oder für flüssige und feste oder für feste und gasförmige Brennstoffe einsetzt.

In Fällen, in denen weder die Gase noch die Aschen der vergasten oder verbrannten Abfallbrennstoffe mit dem Behandlungsgut in Berührung kommen dürfen, bieten sich indirekte Wärmebehandlungsverfahren unter Zuhilfenahme von Wärmetauschern an, wobei z. B. in Drehrohrtrommeln die heißen Verbrennungsgase durch Rohre geleitet werden an deren äuRerer Oberfläche das Einsatzgut durch Wärmeübergang erhitzt wird.

Hierbei ist es möglich, später aus den Verbrennungsgasen die Stäube durch Elektrofilter abzuscheiden, da sie im Prozeß auf solche Temperaturen abgekühlt werden, bei denen Elektrofilter wirksam zum Einsatz kommen können.

Die in den Verbrennungsgasen enthaltenen, schädlichen Gase, z. B. Schwefeldioxid, müssen nach der Behandlung der Gase vorzugsweise im Elektrofilter durch bekannte Verfahren abgetrennt werden.

Im übrigen bietet die Vergasung eines Klärschlammes in der Wirbelschicht den großen Vorteil, daß durch die bei diesem Vorgang einzuhaltende, relativ niedrige Temperatur (900 bis 1000⁰C) kaum giftige Stickstoffverbindungen (NO,) gebildet werden, so daß das Problem, diese Gase aus den Brenngasen entfernen zu müssen, entfällt.

Ein anderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß dann, wenn der Ausgangsstoff für den Wärmebehandlungsprozeß — z. B. Ton bei der Blähtonherstellung, Kalkstein bei der Zementherstellung — getrocknet werden muß, hierfür die aus der Wirbelschicht anfallenden Aschen verwendet werden können. Die Aschen verlassen das Wirbelbett mit der gleichen Temperatur wie die Gase (900 bis 1000° C) und können den zu trocknenden Stoffen beigemischt werden, wobei sie ihre Wärme an diese Stoffe abgeben und das in diesen Stoffen enthaltene Wasser zur Verdampfung bringen.

In den meisten Fällen sind die Korngröße des Wirbelbettrückstandes und die des für die Wärmebehandlung einzusetzenden Gutes voneinander verschieben, so daß nach dem Trocknungsvorgang durch eine Siebung oder eine andere Klassiervorrichtung die Wirbelofenabbrände (Aschen) von dem zu behandelnden Gut abgetrennt werden können.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Brennofenanlage für feste Güter, insbesondere Blähton, Kalk, Semem und Erze mit Vorwärmzone, Brennzone und Kühlzone, in der dem Gut die Wärme durch Verbrennen eines gesonderten Brennstoffes zugeführt wird und die über Einrichtungen zur Nutzung der Abwärme verfügt, dadurch gekennzeichnet,

a) daß der Brennstoff wenigstens teilweise aus wasserhaltigen Abfaljbrennstoffen besteht,

b) daß eine Trocknungseinrichtung (13, 31) für diese Brennstoffe vorgesehen ist,

c) daß Einrichtungen (15, 28) für die Zufuhr der Abwärme der Brennofenanlage zur Trocknungseinrichtung (13,31) vorhanden sind.

2. Brennofenanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese im Bereich der Brennzone von einem Doppelmantel: (26) umgeben ist, durch den ein Pjbläse (27) Kühlluft hindurchsaugt, die durch Leitungen (28,29) zur Trocknungseinrichtung (13,31) fließt

3. Brennofenanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknungseinrichtung Bestandteil eines Wirbelschichtreaktors (13) ist, in dem die Abfallbrenristoffe verbrannt bzw. vergast werden.