DE2757695A1

DE2757695A1 - Verbrennungsofen

Info

Publication number: DE2757695A1
Application number: DE19772757695
Authority: DE
Inventors: Shigeru Saitoh; Noboru Suzuki
Original assignee: Kureha Corp
Current assignee: Kureha Corp
Priority date: 1976-12-24
Filing date: 1977-12-22
Publication date: 1978-06-29
Also published as: US4191114A; FR2375547A1; GB1585416A; FR2375547B1

Description

Hamburg, d. 20. Dezember 1977 211677 IP 52731 Priorität! 24. Dezember 1976,

Japan, Patentanmldg.

Nr. 155070/1976

10. Februar 1977, Japan, Patentanmldg. Nr. 12976/1977

Anmelder;

Kureha Kagaku Kogyo K.K.

No. 8, 1-chome, Horidome-cho,

Nihonbashi, Chuo-ku, Tokyo/Japan

Verbrennungsofen

Die Erfindung bezieht sich auf einen Verbrennungsofen, der für die Verbrennung von Abfällen, wie Stadtmüll/und/oder Industrieabfallen geeignet ist.

Brennbare Abfälle, Staub und/oder Haushaltsabfälle unterliegen in Abhängigkeit mit den Änderungen in der Lebensgewohnheit auch Änderungen in ihrer Zusammensetzung. Mit zunehmender Technisierung enthalten solche Abfälle immer weniger Wasser und immer mehr Kunstharze. Übliche Abfallverbrennungsöfen, insbesondere solche mit kleinerer Kapazität, sind so konstruiert, daß sie Abfälle mit ziemlich geringem

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Värmeinhalt verbrennen können. Venn solche üblichen Verbrennungsöfen benutzt werden, um Abfälle mit hohem Wärmeinhalt und einem reichlichen Anteil an Kunstharzen zu verbrennen, werden dabei übermäßig viel Überschußwärme, korrodierende und erodierende Gase erzeugt. Die Metallroste und andere Teile solcher Ofen werden deshalb sehr schnell beschädigt. Es ist deshalb eigentlich unmöglich, die üblichen Abfallverbrennungsöfen zur Verbrennung von Kunststoffabfällen zu benutzen, und es besteht ein grundsätzlicher Bedarf an Abfallverbrennungsöfen, die zur Verbrennung von Kunststoffabfällen oder von Abfällen geeignet sind, die in großem Umfange Kunststoffe enthalten.

Bei der Verbrennung von kunststoffhaltigen Abfällen muß Verbrennungsluft reichlicher als sonst zugeführt werden. Falls der Strom der zugeführten Luft nicht gleichmäßig verteilt wird, wird die Verbrennung unvollständig. Die Abgase enthalten dann große Mengen an Ruß. Außerdem werden teerartige Substanzen erzeugt und fließen nach unten auf den Host, der dadurch verstopft. Veiter ergeben sich Abgase mit korrodierenden Bestandteilen, wie HCl, SO₂, SO, und/oder HCN, die den Rost, die Aschenräumvorrichtuxg und andere Metallteile im Ofenbereich angreifen.

Zur Lösung dieser Schwierigkeiten haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung in der japanischen Patentanmeldung 101925/1971» jetzt japanisches Patent Nr. 830 94-3» vorge schlagen, einen Verbrennungeofen großer Kapazität mit einer Fördereinrichtung am Boden auszustatten, mit der eine Schicht aus Mineralteilchen ununterbrochen zur Verfügung steht, so daß ein Ofenbett gebildet wird, auf den die darauf geworfenen Abfälle verbrennen und die unverbrannten Reste wieder weg befördert werden können. Sie Schicht aus Hiner alt eilchen,

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die als Ofenbett dient, verändert jeglichen Kontakt der im Brandt befindlichen Abfälle und ,der von diesen entwickelten Abgase mit den metallischen Bestandteilen des Ofens. Durch das durchlässige Ofenbett hindurch kann auch reichlich Luft für Verbrennungszwecke zugeführt werden, so daß eine vollständige Verbrennung der Abfälle erreicht wird, während die sonst eintretende Verstopfung des Rostes durch klebrige und teerhaltige Verbrennungsrückstände vermieden wird, die aus den Abfallmassen nach unten auf den Bost fließen.

Bei solchen Verbrennungsöfen mit großen Abmessungen und einem beweglichen Ofenbett, das eine große Betriebsoberfläche hat und für den Durchsatz großer Abfallmengen geeignet ist, haben sich Schwierigkeiten ergeben, die Verbrennungsluft wirksam in die Verbrennungskammer dee Ofens einzuführen, nämlich von der Unterseite her durch das sich bewegende Ofenbett. Um die Verbrennungsluft in dem erforderlichen großen Umfang befriedigend zuzuführen, muß der untere Teil des Ofens abgedeckt und umschlossen werden, einschließlich der Fördereinrichtung, so daß von dieser Umschließung eine Art Druckluftkammer gebildet wird. Die unverbrannten Beste werden zusammen mit den das Ofenbett bildenden Mineralteilchen von der Fördereinrichtung genommen, worauf die Abfälle und die Mineralteilchen durch Sieben voneinander getrennt werden müssen, so daß die abgesonderten Mheralteilchen wieder als Ofenbett verwendet werden können und zu diesem Zweck durch eine zusätzliche Fördereinrichtung zur Aufgabestelle der Fördereinrichtung für das Ofenbett zu befördern. Die gesamte Anordnung dieser Art von Verbrennungeofen wird dadurch verhältnismäßig groß und kompliziert, so daß damit weitere Schwierigkeiten für die praktische Verwendung entstehen.

Andererseite werden im großen Umfange Verbrennungsöfen benötigt, die eine geringere Kapazität als etwa 10 t pro Tag haben und la wesentlichen keine Metallteile aufweisen, die

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in Berührung ait dem zu verbrennenden Material und/oder Verbrennungsgasen treten können. Außerdem sollen solche Ofen ein stationäres Ofenbett haben.

Wenn jedoch ein Abfallverbrennungsofen mit einem stationären fiost ausgestattet wird, auf dem eine Schicht aus Mineralteilchen angeordnet wird, damit im Verbrennungsbereich keine Metallteile vorhanden sind, die mit dem zu verbrennendem Material und/oder den Verbrennungsgasen in Kontakt treten können, ergeben sich erhebliche Schwierigkeiten durch das für das Ofenbett zu verwendende, durchlässige Material und durch die Notwendigkeit, Asche und unverbrannte Beste auszuräumen, insbesondere dann, wenn ein solcher Ofen kleinerer Kapazität zur Verbrennung von Abfällen mit reichen Anteil an Kunststoffen benutzt wird.

Die Erfindung bezweckt daher, einen wirtschaftlichen Verbrennungsofen kleinerer Kapazität zu schaffen, der mit einem stationären Ofenbett arbeitet und besonders gut zur Verbrennung von Abfällen geeignetist, die ausschließlich oder zu einem großen Teil aus Kunststoffen bestehen.

Mit der Erfindung wird, ein Verbrennungsofen geschaffen, mit einem kippfähigen Host versehen ist, auf dem ein durchlässiges mineralische« Ofenbett angeordnet wird, das als stationäres Bett während der ohargenweisen Verbrennung dient. Auf diese Weise kann auf eine besondere kraftgetriebene Vorrichtung zur Bewegung des Ofenbettes verzichtet werden. Eine Druckluftkammer, die vorzugsweise kastenförmig ist, ist unter dem Host vorgesehen und bildet den unteren Teil des Ofens. Mit Hilfe des durchlässigen Mineralbettee und der Druckluftkammer kann reichlich Verbrennungsluft zugeführt werden, so daß eine vollständige Verbrennung der chargenweise eingeführten Abfälle erreicht werden kann. Aufgrund des Chargenbetriebes sind auch die sonst benötigten, umfänglichen Einrichtung zur Sehlacken- oder Bücketaadsb«*rbeitung, mit

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denen z.B. durch Siebvorgänge die Mineralbettbestandteile von den unverbrannten Teilen und der Asche getrennt werden, nicht erforderlich. Die gesamte Ofeneinrichtung wird dadurch erheblich vereinfacht.

Weitere Vorzüge und Merkmale der Erfindung ergeben eich aus den Ansprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen, in denen die Erfindung beispielsweise erläutert und dargestellt ist. Es zeigen: Pig« 1 einen vereinfacht gezeichneten Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Ofen,

Fig. 2 eine der fig. 1 ähnliche, aber etwas ausführlichere Sarstellung eines erfindungsgemäßen Ofens, wobei mehrere Teile aus Gründen der Erläuterung so dargestellt sind, als ob sie in der Sarstellungeebene liegen, Fig. 3 eine Draufsicht, teilweise als Schnitt dargestellt, auf den Ofen nach Fig. 2 und

Fig. 4 eine Seitenansicht eines am Ofen angeordneten Abgasabzuges.

Ein erfindungsgemäßer Abfallverbrennungsofen 1, Fig. 1, weist in der Nähe des Bodens, aber mit Abstand darüber, eine gewöhnlich waagerecht liegende, mit Durchlässen versehene Metallplatte 2 auf, die als Host dient. In diesem Fall ist die Platte wenigstens um etwa 90°» und falls erwünscht, um 180 oder 360° mittels eines Trägerbolzens 7 drehbar, der an seinen beiden Enden in entsprechenden Lagern drehbar gehalten wird, die an der Innenwand des unteren, in seinem Durchmesser verringerten Ofenteilee 1b angeordnet, hier aber im einzelnen nicht dargestellt sind.

Falls nötig ist der Rost 2 mit nicht gezeigten Versteifungsrippen versehen, um seine Starrheit und Belaalungsfähiglceit zu erhöhen· Ein Ofenbett 3 iet aus einer Aufhäufung von mineral- oder

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kiesartigen Teilchen zusammengesetzt und liegt auf dem fiost 2. Unterhalb des Bostes 2 ist der Ofen in dem Teil 1b an oiner Seitenwand mit einer seitlich gerichteten Aueräumöffnung 4 versehen, die aber gewöhnlich durch eine bei Bedarf zu öffnende Tür 4a verschlossen ist. An der gegenüberliegenden Seitenwand ist eine Luftzuführungsdüee $ angeordnet, die mit einer Preßluftquelle verbunden ist, z.B. einem Druckluftbehälter, einer Preßluftpumpe oder einem Kompressor, die im einzelnen nicht gezeigt sind. In dem unteren Teil 1b dee Ofono wird dadurch unterhalb des Boetes 2 eine Druckluftkammer 6 gebildet.

Die Durchlässe des Bostes 2 sind so ausgebildet und angeordnet, daß die Luft im wesentlichen frei und gleichmäßig vertoilt durch den Bost hindurchstreichen kann, während die Mineral-Körner oder Kiesteilchen wirksam daran gehindert sind, durch den Host zu fallen.

Obwohl nicht gezeigt, ist der Schwenkzapfen 7 mit einem Betätigungsgetriebe verbunden und kann wenigstens um 35° geki] oder ganz umgekehrt werden, je nach Erfordernis.

Das obere Ende des im Durchmesser vergrößerten oberen Ofenschaftee 1a ist mit einer Einlaßöffnung 11 versehen, die mit : einer nicht dargestellten, bei Bedarf zu öffnenden Klappe ver- ! schlossen ist. Diese obere Öffnung 11 dient dazu, die Mineral- , teilchen oder -Körner 3 von oben her einzuführen.

Die Mineral- oder Kies-Teilchen 3 sind natürlich unbrennbar und |

können aus natürlichem Klee oder künstlich gebrochenen Stein- j

teilchen mit einem Durchmesser von etwa 5-50mm, vorzugsweise 4

8-20mm, bestehen.Die Dicke des Ofenbettee 3 beträgt etwa 50- |

500mm, vorzugsweise 100-30On. Ein aus Mineralteilchen derart i

zusammengesetztes Ofenbett 3 ermöglicht eine gute Of enluftzu- >

führung· AuX diese Weist kann mittel· der Druckluftzuführung \

in die Iuftkammer unter de» Boat durch daa Ofenbett 3 hindurch '

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Verbrennungsluft in beträchtlichen und jederzeit ausreichendem Umfang in den Verbrennungsraum eintreten, der durch den Hauptteil 1a des Ofens gebildet wird.

Vor Beginn der Verbrennung wird der obere Deckel geöffnet, so daß die obere öffnung 11 frei wird. Die Mineralteilchen werden dann durch die obere öffnung 11 hindurch auf den Rost gefüllt und bilden dort ein stationäres, luftdurchlässiges Ofenbett 3·

Danach werden brennbare Abfälle von oben durch die öffnung 11 auf das Ofenbett 3 gefüllt, bis diese Abfälle den oberen Ofenschaft 1a etwa bis zu einer Höhe ausfüllen, die etwa der Höhe einer Abgasauslaßöffnung 11 entspricht, die etwas tiefer als die obere Ofenöffnung 11 liegt. Die Abgasöffnung 10 führt zu einem Schornstein oder einem Rauchabzugkanal. Zur Verbindung damit ist die Auslaßöffnung 10 als Rohrstutzen ausgebildet. Anstelle einer einzigen Einlaßöffnung 11 können gesonderte Einlaßöffnungen, falls erforderlich, für das Ofenbetttmaterial und für die Abfälle vorgesehen werden. Nach dem Füllen des Ofens wird die öffnung 11 geschlossen.

Danach wird die Abgabeöffnung 4'geschlossen und die Druckluftzuleitungsdüse 5 betätigt und ein Brenner 8 gezündet, der innen an der Wand des oberen Ofenschaftes 1a etwas über dessen Bodenbereich angeordnet ist. Die Luftkammer 6 im unteren Teil des Ofens 1b wird vorzugsweise auf einem Überdruck von 100-200 mmHg gehalten.

Die zugeführte Luft kann Umgebungstemperatur haben. Vorzugsweise wird in der Praxis mit erhöhter Temperatur, vorzugsweise 250-300° C verwendet.

Während der Verbrennung im Ofen wird fortlaufend Primärluft der

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Druckluftkammer zugeführt, worauf die Luft aus der Kammer weiter durch den Host und das durchlässige Ofenbett nach oben in die über dem Bett befindliche Verbrennungskammer strömt, um die Verbrennung aufrecht zu erhalten. Bei Verbrennung von Abfällen, die Kunstharze enthalten enthalten, kann ein Teil dieser Harze in den Schmelzzustand übertreten. Das kann dazu führen, daß das geschmolzene Kunstharz einen Teil oder alle Luftdurchgänge in dem Host verstopft.

Erfindungsgemäß wird jedoch mit Hilfe des durchlässigen Ofenbettes verhindert, daß geschmolzene Kunstharze oder Teere, falls vorhanden, die Luftdurchgangsöffnungen im Host erreichen. Das Ofenbett zusammen mit der Luftzuführung gewährleistet eine vollständige Verbrennung.

Im oberen Ofenschaft 1a können mehrere Sekundärluftdüsen 9 vorgesehen werden, um nach Bedarf Sekundärluft einzuspeisen und damit die Verbrennung innerhalb des Ofenraumes 1a vollständig durchzuführen. Die Abgase werden von der Verbrennungskammer aus durch die Abgasöffnung 10 abgeführt.

Nach vollständiger Verbrennung einer Charge wird der Host 2 auf wenigstens etwa 35° geneigt, so daß die restliche Asche und die Bestandteile des Mineral-Ofenbettes vom Host abgleiten können, so daß sie auf den Boden der Kammer 6 fallen. Sodann wird die Klappe 4a der Ausräumöffnung 4 geöffnet und die Asche und die Mineralteile des Ofenbettes durch die Öffnung 4 ausgeräumt .

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in den Figuren 2-4 dargestellt. In diesen figuren sind gleiche Teile wie in Pig. 1 mit den selben Bezugszeichen unter Zufügung eines Apostroph's versehen. Die obere öffnung 11^f ist ebenfalls mit einer nicht näher dargestellten Verschlußklappe oder einem Deckel versehen.

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Ferner sind öffnungen 12 und 13 in einer mittleren Höhe zwischen der Luftzuführungsdüse 5' und dem Host 2' vorgesehen, um Druck und !Temperatur der Primärluft zu messen.

Etwas über der Oberseite des Ofenbettes sind entsprechende öffnungen 14 und 15 ausgebildet, durch die hindurch Druck und Temperatur der Verbrennungsgase gemessen werden können.

Die Innenseite der Wand der Hauptverbrennungskammer, die von dem oberen Ofenschaft 1a gebildet wird, ist mit einer feuerfesten Auskleidung 16 ausgestattet, in wirksam eine Überhitzung der oberen Wandung 1a¹ verhindert. Der untere Abschnitt der Ausfütterung verjüngt sich, wie dargestellt, so daß ein Neigungswinkel* von wenigstens 60° gebildet wird und damit die Mineralteilchen 3' bei Kippung des Rostes 2' ohne weiteres nach unten fallen.

- Ansprüche 809826/0965

Leerse i t e

Claims

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A NSPRÜCHE

Verbrennungsofen für die Verbrennung von Abfällen mit einem beweglichen Host, einer über dem Rost befindlichen Verbrennungskammer und einer Luftzuführung unter dem Rost, dadurch gekennzeichnet, daß der Rost (2) kippfähig (7) angeordnet ist und in der Ruhestellung ein aufgeschüttetes Mineralbett (3) trägt, das während des Verbrennungsvorganges stationär ist.

Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die unter dem Rost (2) befindliche Kammer (6) als Druckluftkammer ausgebildet ist.

Ofen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckluftkammer (6) außer einer Luftzuführung (5) eine verschließbare Ausräumöffnung (4) aufweist.

Ofen nach Anspruch 1-3» dadurch gekennzeichnet, daß der untere Abschnitt der Ofenwand in der Verbrennungskammer nach unten abgeschrägt ist und einen Neigungswinkel von wenigstens 60° aufweist.

Ofen nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennungskammer (la) mit Sekundärluftdüsen (9) versehen ist.

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