DE2816282C2

DE2816282C2 - Müllverbrennungsofen mit einem Wirbelbett

Info

Publication number: DE2816282C2
Application number: DE19782816282
Authority: DE
Inventors: Tomihisa Ishikawa; Noboru Kajimoto; Shin Tokyo Kawada; Hiroshima Kure; Yoji Masumoto; Toshio Uemura; Yoshiki Watanabe
Original assignee: Babcock Hitachi KK
Current assignee: Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 1978-04-14
Filing date: 1978-04-14
Publication date: 1982-01-14
Also published as: DE2816282A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Müllverbrennungsofen, der aus der DE-OS 23 21 423 bekannten Gattung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Bei dem bekannten Müllverbrennungsofen bilden die im kegelstumpfförmig ausgebildeten Mantel vorgesehenen Trägergasöffnungen die einzige Möglichkeit zum Einbringen eines Trägergases. Hierbei kann in Ermangelung einer von unten in den Ofenraum eingebrachten Trägergasströmung keine nach oben gerichtete Durchwirbelung des Ofeninhaltes erfolgen. Aus diesem Grunde werden geschmolzene, nicht brennbare Müllbestandteile an den inerten Bettmaterialteilchen sowie an den Ofeninnenwänden anhaften. Die bei dem bekannten Ofen vorgesehenen zweiten Trägergasöffnungen sind in einem zweiten, inneren Ofenraum angeordnet, so daß ein durch die letztgenannten öffnungen eingebrachtes Trägergas nicht zur Ausbildung einer aufwärts gerichteten Gasströmung im Wirbelbett beitragen kann, da der zweite innere Ofenraum mit Wirbelbetteilchen dicht angefüllt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Müllverbrennungsofen der bekannten Gattung so auszubilden, daß eine verbesserte Durchwirbelung im Ofeninneren, insbesondere der eingeblasenen Trägergase, erzielt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Der mit der Erfindung erzielbare technische Fortschritt ist in erster Linie darin zu sehen, daß als Folge der im Bereich der kegelstumpfförmigen Bodenplatte vorgesehenen Trägergaslanze sowie auch als Folge des diese Lanze ringförmig umschließenden Ringspaltes Bedingungen erreicht sind, die eine gute Verbrennungsführung gestatten. Insbesondere wird durch Zusammenwirken der eine zusätzliche tangentiale Ausrichtung aufweisenden Trägergasöffnungen und der im rohrförmigen Ansatz konzentrisch angeordneten Trägergaslanze gewährleistet, daß sich ein tangential ins Ofeninnere eintretender Luftstrom mit einem senkrecht von unten hochströmenden Luftstrom mischt. Diese sich treffenden Gasströme rufen bei ihrem Zusammenprall einen besonders großen Verwirbelungseffekt hervor, der zur Folge hat, daß der zur Verfügung stehende Verbrennungsraum des Ofens maximal genutzt wird, was wiederum den Wirkungsgrad der Müllverbrennung beachtlich steigert

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die Bodenplatts und die Trägergaslanze jeweils gesonderte Trägergaszuleitungeti aufweisen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles und unter Bezug auf die Zeichnung näher beschrieben. In dieser zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Verbrennungsofen,

F i g. 2 eine vergrößerte Teildarstellung des in F i g. 1 dargestellten Verbrennungsofens,
F i g. 3 einen Schnitt längs der Linie 3-3 in F i g. 2 und Fig.4 einen Schnitt durch ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verbrennungsofens, der mit einer Wandkühleinrichtung an seiner Innenwand versehen ist
Der grundlegende Aufbau eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verbrennungsofens, der ein Wirbelbett verwendet ist in F i g. 1 dargestellt, während Einzelheiten des Wirbelbettes in F i g. 2 dargestellt sind. In der Zeichnung ist der zylindrische Körper 12 des Verbreniiungsofens 10 turmförmig und an seiner Außenfläche mit einem wärmeisolierenden Material versehen. Der Körper 12 weist an seinem Boden eine konisch geformte perforierte Platte 14 mit einer Vielzahl von Trägergasöffnungen 16 zum Einleiten von Druckluft als Trägergas auf, die ein inertes Wärmeübertragungsmedium 32, das im Körper 12 enthalten ist, intensiv verwirbelt und als Oxidationsgas verwandt wird.

Wie in F i g. 3 dargestellt ist, sind die Trägergasöffnungen 16 horizontal, gegebenenfalls auch leicht nach oben gerichtet, ausgebildet und weisen eine zusätzliche tangentiale Ausrichtung auf. Eine Druckluftkammer 18 ist direkt unter der Bodenplatte 14 vorgesehen. Die Druckluftkammer 18 wird über eine Rohrleitung 20 mit Druckluft versorgt. Die konisch geformte perforierte Bodenplatte ist weiterhin an ihrem unteren Ende mit einer Ti ägergaszuleitung 24 versehen, deren unteres Ende ein Ableitungsrohr 25 für Verbrennungsreste ist. Eine Trägergaslanze 19 ist durch den mittleren Teil der Trägergaszuleitung 24 hindurch geführt und Druckluft wird durch die Trägergaslanze 19 in den Verbrennungsofen geblasen. Die Trägergaszuleitung 24 wird von einer Druckluftkammer 26 umgeben. Luft wird durch Düsen 27, die in der Rohrwand der Trägergaszuleitung 24 vorgesehen sind, so zugeführt, daß eine Verstopfung des Rohrteils durch Verbrennungsrückstände verhindert wird.

Der Müll wird in den Verbrennungsofen durch die Seitenwände am unteren Teil des Ofens 10 über eine Abfallfördereinrichtung, beispielsweise einen Schnekkenförderer 28, eingegeben. Zusätzlich ist ein Brenner 30 vorgesehen, der durch die Seitenwand des Verbrennungsofens führt und dazu dient, den Verbrennungsvorgang in Gang zu setzen oder zu unterstützen. Die das Bettmaterial bildenden Wärmeübertragungsteilchen 32, die beispielsweise Sandteilchen sind, sind im Verbrennungsofen enthalten. Die Wärmeübertragungsteilchen 32 werden in die durch Pfeile angegebenen Richtungen mittels der Trägergase verwirbelt, die aus den Trägergasöffnungen 16 und der Trägergaslanze 19 geblasen werden, so daß sich ein Wirbelbett bildet, welches auf eine hohe Temperatur erhitzt und mit dem Müll vermischt wird, der durch die Müllfördereinrichtung 28 zugeführt wird. Das hat zur Folge, daß alle

brennbaren Bestandteile des Abfalles verbrannt werden.

Die Temperatur des Wirbelbettes 34 wird über einen Temperaturfühler 36 wahrgenommen. Die Verbrennungsgase strömen durch einen freien ivaum 38, d. h. einen Raum oberhalb des Wirbelbettes 34 im Ofen, einen Auslaß 40, eine Leitung 42 und werden zur Außenseite des Ofens abgeführt Der Auslaß 40 ist mit einem Temperaturfühler 37 versehen, der die Temperatur des Abgases wahrnimmt Die in der perforierten Bodenplatte 14 ausgebildeten Trägergasoffnungen 16 sind horizontal in Umfangsnchtung der perforierten Bodenplatte, d.h. mit einer tangentialen Ausrichtung, angeordnet Die Trägergasöffnungen können jedoch auch so angeordnet sein, daß jede eine leichte nach oben 1 s gerichtete Neigung hat, um eine nach oben gehende Verwirbelung zu erreichen.

Wenn als Abfall Staub verbrannt wird, der hauptsächlich aus Ammoniumsulfat besteht, beträgt die Höhe des freien Raumes 38 vorzugsweise im allgjmeinen 5 m oder mehr. Darüber hinaus ist es vorgesehen, daß die Verweilzeit der Verbrennungsgase im freien Raum 38 etwa 3,5 bis 4,0 Sekunden oder mehr bei einer Temperatur von etwa 650⁰C bis 700⁰C beträgt und daß die mittlere Strömungsgeschwindigkeit der Verbrennungsgase 0,5 bis 1,0 m/Sek. beträgt.

Die Temperatur des Wirbelbettes liegt erfindungsgemäß zwischen 500⁰C und 1000⁰C, was von den Eigenschaften des zu verbrennenden Abfalles abhängt. Wenn übliche Industrieabfälle verbrannt werden, wird die Temperatur im Bereich von 550° C bis 800⁰C gehalten. Wenn Staub verbrannt wird, der aus dem Abgas von Heizkesseln für ein Wärmekraftwerk abgeschieden wird, so wird die Temperatur im Bereich von 550° C bis 78O°C und vorzugsweise von 580⁰C bis 73O°C gehalten. Wenn die Temperatur unter 550⁰C liegt, wird der im Staub enthaltene nicht verbrannte Kohlenstoff nicht vollständig verbrannt. Wenn die Temperatur über 780⁰C liegt, werden die in den Verbrennungsrückständen enthaltenen Verbindungen mit niedrigem Schmelzpunkt in unerwünschter Weise auf die Innenwand und die perforierte Bodenplatte des Verbrennungsofens aufgeschmolzen.

Um zu vermeiden, daß die Verbindungen mit niedrigem Schmelzpunkt auf die Innenwand im freien Raum 38 des Verbrennungsofens aufgeschmolzen werden, ist es günstig, wenn Kühlluft längs der inneren Seitenwand strömt, um den Verbrennungsbereich im freien Raum herum einen Kaltluftvorhang zu bilden. Das hat zur Folge, daß die Temperatur der Innenwand des Verbrennungsofens unter der Temperatur des Schmelzpunktes der Verbindungen mit niedrigem Schmelzpunkt, d.h. im Falle von Vanadiumpentoxid, unter 670⁰C liegt. Ein Beispiel der Kühleinrichtung für die Innenwand ist in Fig.4 dargestellt. Wie in der Zeichnung dargestellt, sind längs der Innenwand, die den freien Raum 38 umgibt in den Verbrennungsofen mehrere Lufteinführungsleitungen 44 eingesetzt deren öffnungen zum freien Raum zu nach oben gerichteten Schlitzen 46 ausgebildet sind, so daß die Luft die durch den Lufteinführungsleitungen 44 eingeführt wird, nach oben an der Innenwand des Verbrennungsofen entlang strömen kann. Die in den Verbrennungsofen durch die Schlitze 46 eingeführte Luft strömt an der Innenwand des Verbrennungsofens in einer Richtung entlang, die durch den Pfeil 48 angegeben ist so daß sich ein Kaltluftvorhang bildet Ein Anstieg der Temperatur der Innenwand des freien Raumes 38 und ein Anhaften des Staubes an der Innenwand aufgrund eines Schmelzens der Verbindungen mit niedrigem Schmelzpunkt kann somit verhindert werden.

Die Verbrennungsgase, die durch den freien Raum 38 gehen und vom Auslaß oberhalb des freien Raumes 38 abgeführt werden, enthalten beispielsweise geschmolzene Vanadiumverbindungen. Wenn die Verbrennungsgase jedoch direkt durch den Auslaß 40 in einen Leitungskanal 42 eingeführt werden, haften die Vanadiumverbindungen an der Innenwandfläche des Kanals 42. Aus diesem Grunde können Düsen 54 zum Einführen von Kühlungsluft durch ein Lufteinführungsrohr 50 und eine Ringsammelleitung 52 in der Innenwand vor dem Leitungskanal im oberen Teil des freien Raumes 38 vorgesehen sein. Die Verbrennungsgase werden auf eine Temperatur unter der Temperatur des Schmelzpunktes der Verbindungen mit niedrigem Schmelzpunkt d. h. im Falle von Vanadiumpentoxid, auf eine Temperatur unter 670° C dadurch abgekühlt, daß Kühlungsluft in den oberen Teil des freien Raumes durch die Düsen hindurch eingebracht wird. Das hat zur Folge, daß die Verbindungen mit niedrigem Schmelzpunkt koagulieren, wodurch verhindert wird, daß diese Verbindungen an der Innenwand des Leitungskanals 42 haften.

Um die Verbindungen mit niedrigem Schmelzpunkt zu koagulieren, die im Verbrennungsgas enthalten sind, das vom Auslaß 40 abgeführt wird, und um die Korrosion, beispielsweise durch das Schwefelsäuregas, das in den Abgasen enthalten ist herabzusetzen, ist es möglich, eine Kühleinrichtung für das Abgas und eine Temperatursteuereinrichtung für das Abgas in dem Abgaskanal 42 vorzusehen, der mit dem Auslaß 40 in Verbindung steht. Mangelte es, wie eingangs dargelegt, dem Verbrennungsofen gemäß DE-OS 23 21 423 hinsichtlich des Trägergases an einer hinreichenden Aufwärtsverwirbelung sowie einem Drallimpuls, so zeichnet sich der erfindungsgemäße Verbrennungsofen durch eine gesteuerte Verwirbelung, sowohl in senkrechter, als auch in horizontaler Richtung aus, wobei als Folge der tangentialen Ausrichtungskomponente der Trägergasoffnungen ein kräftiger Drallimpuls des eingeblasenen Trägergases erreicht wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Müllverbrennungsofen mit einem Wirbelbett mit inertem Bettmaterial und einer kegelstumpfförmigen mit horizontal oder leicht nach oben gerichtet verlaufenden Trägergasöffnungen versehenen Bodenplatte, die an ihrem unteren Ende einen trägergasdurchsetzten, rohrförmigen Ansatz aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägergasöffnungen (16) eine zusätzliche tangentia-Ie Ausrichtung aufweisen und in dem rohrförmigen Ansatz konzentrisch eine Trägergas'anze (19) angeordnet ist, welche im unteren Bereich der Bodenplatte (14) ausmündet

2. Müllverbrennungsofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenplatte (14) und die Trägevgaslanze (19) jeweils gesonderte Trägergaszuleitungen (28; 26) aufweisen.