DE2733131C3

DE2733131C3 - Zerstäubungsvorrichtung für flüssige oder teigige Abfallstoffe in Verbrennungsöfen

Info

Publication number: DE2733131C3
Application number: DE19772733131
Authority: DE
Inventors: Wolfgang 6367 Karben Fennemann; Peter 6464 Linsengericht Grosche
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1977-07-22
Filing date: 1977-07-22
Publication date: 1980-05-08
Also published as: DE2733131B2; DE2733131A1

Description

Die Erfindung betrifft eine i.ersiäubungsvorrich-Iung für flüssige oder teigige Abfallstoffe in Verbrennungsofen, mit einem die Abfallstoffe führenden Innenrohr und einem das Innenrohr koaxial umgehenden Außenrohr für das Treibmittel, wobei am «fenseitigen Finde der Vorrichtung in der Wandung ties Innenrohres Treibmittel-Eintrittsöffnungen vorgesehen sind.

Aus der US-PS 3fi5^l;7Sft ist eine derartige Zerstäubungsvorrichtung zur Verbrennung homogeni- 4ί sierter verbrennbarer Mischungen, wie Ölschlämme bekannt, die in ihrem Verhrennungsteil im wesentlichen aus zwei koaxialen, nach vorne offenen Rohren liesteht, wobei in das Innenrohr über zwei getrennte Zuführungen Schlamm und Primärluft eingeführt und w tlcm Außenrohr über eine weitere separate Zuführung Sekundärluft zugeführt wird. Im vorderen Teil des Außenrohres sind des weiteren diagonal gerichtete Einbauten /wischen Innenrohr und Außenrohr angebracht, so daß eine feste Verbindung /wischen Innen- « lind Außenrohr hergestellt ist. line solche feste Verbindung von Außen- und Innenrohr ergibt sich .inch im entgegengesetzten Außenrohrende, wo das. das SchlamniT.uftgemisch führende Innenrohr in das \uicnrohr eintritt. Mithin sind die Rohre der vorbc- to kannten Einrichtung nicht koaxial gegeneinander verschiebbar, Im Bereich der diagonal gcrichlrlun Einbauten können ferner im Innenrohr Öffnungen vorgesehen werden, so daß eine Wirbclbilclung und Durchmischuiig der Sekundärluft mit dein Schlamm/ & I'riniärluft-Gemisch stattfinden und die Verbrcnnungscigenschaft verbessert werden kann. Diese gegebenenfalls vorgesehenen Öffnungen haben lediglich eine I lilfsfunktion, da die eigentliche Zerteihing des Anfallstnffes und dessen Förderung durch die Priniürluft erfulgt und hierbei in bekannter Weise an sich ein stoßweiser und schlecht zerteilter Austritt erfolgt. Die vorbekannte Vorrichtung ist für Abfälle mit Wasseranteilen von 10 bis 40T vorgesehen.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine Zerstäubungsvorrichtung zu schaffen, mit der bei der Sprühverdampfung flüssiger oder teigiger Abfallstoffe, insbesondere von Klarschlamm oder sonstigen organischen Abfällen eine vollständige Zerstäubung des Schlamms erfolgen kann und die gegen thermische Einflüsse weitgehend unempfindlich ist.

Die Erfindung löst die Aufgabe bei einer Zerstäubungsvorrichtung der eingangs angegebenen Art durch die im Patentanspruch 1 im kennzeichnenden Teil angegebenen Merkmale.

In der erfindungsgemäßen Zerstäubungsvorrichtung wird der zu verarbeitende Abfallstoff, wie Klärschlamm, in das Innenrohr mittels Pumpen eingespeist und im Bereich der Bohrungen durch das dort eintretende Treibmittel, wie Preßluft oder Dampf, zerstäubt. Durch den tangentialen Einlaß bzw. die tangential gebohrten Öffnungen wird ein zyklonartiger Rotationsstrom des voll zerstäubten Abfallstoffes erzeugt.

Im allgemeinen genügt es, wenn der Eintritt des Treibmittels du π Λ zwei tangential Bohrungen erfolgt, jedoch können auch bis zu sechs Bohrungen angebracht werden. Mit vorzugsweise 3 bis 5 Bohrungen wird eine günstige Verwirbelung und Zerstäubung erzielt und insbesondere vier tangentiale Bohrungen haben sich für die Zerstäubung von Abfallschlämmen als vorteilhaft erwiesen.

Die erfindungsgemäße Zerstäubungsvorrichtung bewirkt sowohl eine breite Auffächerung des Sprühkegels als auch einen recht kurzen Sprühkegel. Hierdurch wird der Ofenmierschnitt gleichmäßig beaufschlagt und auch, bei Öfen kleineren Durchmessers, die gegenüberliegende Wandurj nicht besprüht.

Innenrohr und Außenrohr können koaxial verschoben werden. Dadurch gleichen sie nicht nur unterschiedliche Längenausdehnungen der sehr unterschiedlich temperierten beiden Rohre automatisch aus. sondern es wird auch durch die erfindungsgemäl.i einfache Bauw iseohne Einbauten eine leichte Reinigungsmöglichkeit für das schlammführende Rohr bei eventuellen Verstopfungen wahrend des Betriebs geschaffen.

Der am Innenrohrende angeschweißte Dichtring dient als Verschluß des Außenrohres und Treibmittelraums und als Führungselement für das bewegliche Innenrohr. Der Rand des Dichtringes ist daher zweckmäßig ballig ausgeführt

Lm ein reibungsarmes Einführen bzw. Wechseln und Reinigen ties Innenrohres /u ei leichtern, ist der Innendurchmesser des Außenrohres auf etwa ' , bis ⁴/, seiner Gesamtlänge größer als auf der Restlänge

Ein Ausführuiig->bci^lipiel der Erfindung ist in den Fig. 1 und 2 näher dargestellt.

In 1 ig. I wird die Zerstäubungsvorrichtung gebildet aus dem Außenrohr i, dessen innendurchmesser an der Stelle 5 einen Obergang aufweist und aus dem koaxial verschiebbaren Innenrohr 2. An dessen ofcn^ scitiges Ende ist der Dichtring 3 aufgeschweißt. Das Treibmittel wird in den Raum 4 durch einen seitlichen Stutzen 7 und der Abfallstoff durch den seitlichen Stutzen Seingeführt. Eine Rciiiigungsstangcdient der

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Beseitigung eventueller Verstopfungen.

In Fig. 1 ist mit 6 eine tangential [tanning bezeichnet. Gemäß Schnitt A-A hat das [nnenmhr 2 nach der Fig. 2 vier tangential Bohrungen.

Die erfindiingsgeniäße Vorrichtung hat den Vorteil, daß mit einer Zerstäubungsvorrichtung einfachster und betriebssicherer Bauweise eine praktisch vollständige Zerstäubung von Abfallschlämmen bewirkt wird, wobei bei einer Leistung /wischen 1 und 2500 l/h ein kurzer, breiter, die Ofenquerschniltsfläche gleichmäßig beaufschlagender Spriihkegel erzielt wird. Diese Leistungen werden mit Preßluft oder Dampf als Treibmittel erzielt, wobei der erforderliche Treibmitteldruck in besonders vorteilhafter Weise sehr niedrig ist und im allgemeinen = 1 kg/crrr beträgt. Grundsätzlich ist die erforderliche Treibmittelmenge abhängig von der Zähigkeit des Abfallstoffes und von der zu zerstäubenden Abfallmenge. Versuche zur sehr feinen Zerstäubung von wäßrigem Raffinerieschlamm (96% H₂O, 4% ölige Feststoffe) mit -° Dampf oder mit Preßluft haben ergeben, daß sich der im Raum 4 (siehe Fig. 1) einstellende Treibmitteldruck direkt proportional zur zerstäubten Schlammenge verhält. Aus der Geometrie der lanzenförmigen Zerstäubungsvorrichtung ergibt sich weiterhin, daß sich die Treibmittelmenge mit der Wurzel des Treibmitteldruckes ändert. Nachfolgend sind Werte angeführt, die in Versuchen mit einem Raffinerieschlamm (96% Wasser, 4% ölige Feststoffe) und einer Lanze mit 4 Bohrungen 6 mm Durchmesse·- gefunden i» wurden.

Raffinerie	Druck	des Treib-	Treibmitteimenge	Luft
Schlammenge	mittels	ini	Dampf	NmSh
l/h	Raum	4 (bar)	kg/h	58
500	0,2		124	82
1000	0,4		175	100
1500	0,6		214	115
2000	0,8		247	12<J
2500	1,11		277

Aus diesen Werten laßt sich die Beziehung ableiten, daß zur Zerstäubung einer bestimmten Abfallstoffmenge mit Dampf oder Luft der Druck (p) im Raum 4 (Fig. 1)

ρ = / x mVh Schlamm

sein muß. Der Faktor j ist abhängig von der Anzahl und Größe der tangentialen Bohrungen und liegt bei 4 Bohrungen ä 6 mm Durchmesser bei 0,4 für Raffinerieschlamm (%% H,O),bzw. 0 ~ bis 0,"ϊ5 für reines Wasser.

Die erfindungsgemäße Zerstäubungsvorrichtung für flüssige oder teigige Ahfallstoffe, wie Klärschlamm oder Raffinerieschlamm, kann in den verschiedensten Verbrennungsöfen eingesetzt werden. Derartige Öfen sind beispielsweise Drehrohröfen. Etagenöfen, Wirbelschichtöfen. Mit besonderem Vorteil wird die Ianzenförmige Zerstäubungsvorrichtung in Wirbelschichtöfen zur Verdüsung flüssiger oder teigiger Abfallstoffe vorgesehen.

Hier/u 1 Blatt Zeichnung..· η

Claims

27 13 Patentansprüche:

1. Zerstäubungsvorrichtung für flüssige oder teigige Abfallstoffe in Verbrennungsöfen, mit ei- ί nem die Abfallstoffe führenden Innenrohr und einem das Innenrohr koaxial umgebenden Außenrohr für das Treibmittel, wobei am ofenseitigen Ende der Vorrichtung in der Wandung des Innenrohres Treibmittel-Eintrittsöffnungen vorgesehen "> sind.dadurch gekennzeichnet, daß der durch das Innenrohr (2) und das Außenrohr (1) begrenzte Treibmittel-Zufuhrraum (4) am ofenseitigen Ende der Vorrichtung durch einen am Innenrohr (2) angeschweißten Dichtring (3) verschlos- is sen ist, wobei der Dichiring (3) im Außenrohr (1) in Axialrichtung frei verschiebbar ist, und daß die Treibmittel-Eintrittsöffnungen (6) mit tangentialer Ausrichtung in der Wand des Innenrohres (2) angeordnet sind. >o

2. Voiiichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr (2) 2 bis ft, vorzugsweise 3 bis 5 tangential gebohrte Treimittel-Eintrittsöffnungen (6) aufweist.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser des Außenrohres (1.) auf etwa ^:', bis ⁴/, der Gesamtrohrliinge größer als auf der Restlänge ist.

JO