DE2842591A1

DE2842591A1 - Verfahren und vorrichtung zum verbrennen von schlamm

Info

Publication number: DE2842591A1
Application number: DE19782842591
Authority: DE
Inventors: Jean Lalanne; Jean-Pierre Nivert; Daniel Tarascou
Original assignee: Societe National Elf Aquitaine
Current assignee: Societe National Elf Aquitaine
Priority date: 1977-09-29
Filing date: 1978-09-29
Publication date: 1979-04-12
Also published as: JPS5457372A; US4194454A; CA1110920A; GB2004997A; FR2404804A1; FR2404804B1; GB2004997B

Description

"Verfahrer und Vorrichtung, zum Verbrennen von Schlamm"

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verbrennen von Schlamm, insbesondere zum Verbrennen von aufgeschlämmten industriellen und Haushaltsabfällen, die teilweise brennbar sind. Es sind verschiedene Verfahren zum Verbrennen von Industrie- und Haushaltsmüll bekannt, die an die verschiedenen Eigenschaften, wie beispielsweise den Wassergehalt und die Kompaktheit des Schlammes,angepaßt sind. Pelletierbarer,wasserarmer und relativ kompakter Schlamm wird im allgemeinen in ^f en mit Pluidisierungsbett verbrannt, obwohl dieses Verfahren mit schwierigen Problemen verbunden ist.

Schlamm, dessen Wassergehalt etwa 80 % beträgt, ist hinreichend flüssig, um durch ^pumpen gefördert zu werden, wodurch die Beaufschlagung des Verbrennungsofens erleichtert wird. Die Zufuhr von Schlamm dieser Art in einen Ofen mit Fluidisierungsbett ist schwierig, vor allem was die Wärmezufuhr zu dem Pluidisierungsbett und die Verstäubung des Schlammes betrifft. Stark wasserhaltiger Schlamm fällt nicht mehr in das Anwendungsgebiet der Verbrennung mit Pluidisierungsbett.

Es sind verschiedene Verfahren bekannt, bei denen der Schlamm direkt in die Flamme eines Brenners und dort in gewissem Maße zerstäubt wird, wobei als Brennstoff flüssige oder gasförmige Kohlenwasserstoffe eingesetzt werden. Unabhängig von der Art des eingesetzten Brennstoffes ist bei diesem Verfahren die Einhaltung einer gleichmäßigen stabilen Temperatur innerhalb eines für die vollständige Verbrennung der brennbaren Anteile des Schlammes geeigneten Temperaturbereichs nicht gesichert.

Bei den verschiedenen Zerstäubungsvorrichtungen wird im allgemeinen der Schlamm durch Mündungen von geringem Querschnitt mit grosser Geschwindigkeit gepreßt. Dies führt einerseits häufig zu Verstopfungen der Zerstäubungsvorrichtung und andererseits zu einer raschen Abnützung der Mündungsstellen, durch die der Schlamm fließt.

909815/0859 -5-

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der vorerwähnten Nachteile ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verbrennen von Schlamm zu schaffen, die sich dadurch auszeichnen, daß der Schlamm in dem Verbrennungsraum, in dem die Durchschnittstemperatur innerhalb von Grenzen liegt, die eine gute Verbrennung der brennbaren Teile des Schlammes gestatten, äußerst fein zerstäubt wird.

Das Verfahren zum Verbrennen von Schlamm gemäß der Erfindung umfaßt folgende Schritte:

eine sehr homogene Brenngas/Luft-Mischung, die Luft im Überschuß enthält, wird mehreren Punkten im unteren Teil eines Verbrennungsofens zugeführt,
die Mischung wird entzündet,

der Schlamm wird in der Verbrennungszone fein zerstäubt, die Verbrennungsrückstände werden aus dem Verbrennungsofen dadurch entfernt, daß sie mit den Verbrennungsgasen fortgerissen werden,

und die Temperatur der Verbrennungsprodukte wird beim Austreten derselben aus dem Verbrennungsofen überwacht.

Im gleichen Verfahren wird zur Erzielung einer feinen Zerstäubung des Schlammes folgendes durchgeführt:

der Schlamm wird in eine Rotationsbewegung um eine Achse in einer begrenzten Kammer versetzt, in den dieser Schlamm in die Kammer im wesentlichen tangential und senkrecht zur Drehungsachse eingeführt wird,

man läßt den Schlamm aus der Kammer in Form eines Strahles unter einer Geschwindigkeit austreten, die im wesentlichen gleich der Eintrittsgeschwindigkeit ist und auf den Austrittsstrahl des Schlammes werden mehrere Luftströme gerichtet, die den Schlammstrahl seitlich streifen, wobei die Luftströme im wesentlichen senkrecht zur Drehachse des Schlammstrahles sind.

Gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens liegen die Temperaturen der den Verbrennungsofen verlassenden Verbrennungsprodukte, insbe-

009815/0859 ~⁶~

sondere bei der Verbrennung von Schlamm mit einem beträchtlichen Kohlenwasserstoffgehalt j etwa zwischen 75O°C und 95O°C.

Im allgemeinen wird die zur Mischung bestimmte Verbrennungsluft'^ durch Wärmetausch mit den Verbrennungsprodukten vorgewärmt.

Eine Vorrichtung zur Verbrennung von Schlamm gemäß der Erfindung besitzt eine Verbrennungskammer, die durch eine kontinuierliche Wand aus feuerfestem Material begrenzt wird. Die Wand aus feuerfestem Material geht von einem Boden aus feuerfestem Material im unteren Teil der Kammer aus. Die Kammer besitzt eine in eine Abzugsleitung für die Verbrennungsprodukte mündende öffnung im oberen Teil. Die Vorrichtung gemäß der Erfindung umfaßt ferner: - mehrere auf dem feuerfesten Boden verteilte Brenner, von denen jeder mit Mitteln ausgerüstet ist, um eine sehr homogene Mischung aus Brenngas und Luft herzustellen, wobei die Luft im Überschuß vorhanden ist,

Mittel zur Zerstäubung des Schlammes in der Verbrennungskammer, die über zwei getrennte Leitungen an eine Schlammzufuhreinrichtung und eine ^preßluftzufuhreinrichtung angeschlossen sind.Die Zerstäubungseinrichtung und die Zufuhreinrichtungen sind mit einer Kühlung versehen. Alle die genannten Teile sind durch einen Mantel aus wärmedämmendem Material geschützt, Mittel zur sicheren überwachung der Temperatur der aus der Verbrennungskammer austretenden Verbrennungsprodukte.

Bei einer Vorrichtung zur Schlammverbrennung gemäß der Erfindung enthalten die Mittel zum Zuführen einer sehr homogenen Brenngasmischung mit Luftüberschuß eine Homogenisationskammer, die über eine große öffnung mit einem unterhalb des Bodens liegenden Windkessel verbunden ist. Der Windkessel ist an eine Luftzufuhr angeschlossen. Jede der großen öffnungen weist mittig eine Injektordüse auf, die an eine Brenngaszuleitung angeschlossen ist. Die Homogenisationskammer ist an die Verbrennungskammer über eine Leitung angeschlossen, deren Querschnitt kleiner als der Querschnitt der Homogenisationskammer ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist jede Homogenisations-

909815/0859 ~⁷~

kammer an die Verbrennungskammer über ein in diese mündendes sich kegelstumpfförmig erweiterndes Element angeschlossen.

Vorteilhaftervreise besteht die Schlammzerstäubungsvorrichtung aus einem Zerstäubungskopf mit einer Schlammkammer. Diese ist durch eine Wand begrenzt, die rotationssymmetrisch zur Achse der Schlarrmkammer ist. Die Schlammkanmer ist durch eine zu dieser koaxiale konvergierende Leitung verlängert. Dieser folgt ein koaxialer zylindrischer Abschnitt, der in die Verbrennungskammer mündet. Eine Schlammzuleitung mündet an der Wandung der Schlammkammer. Mehrere Luftinjektionsleitungen münden in dem koaxialen zylindrischen Abschnitt im wesentlichen tangential.

Vorzugsweise liegt die Achse eines leder. Endstücks der Luftin.jektionsleitungen senkrecht zur flchse des zylindrischen Teiles, der die Schlairmkammer koaxial verlängert. Gemäß einer bevorzugten A.usführungsform mündet der koaxiale zylindrische, die Schlammkammer verlängernde Abschnitt in die Verbrennungskammer über einen sich kegelstumpfförmig erweiternden koaxialen Abschnitt.

Optimale Zerstäubungsbedingungen werden erzielt, wenn die Luftinjektionsleitungen auf der Wandung des zylindrischen, die Schlammkammer koaxial verlängernden Abschnittes im wesentlichen tangential münden, und zwar in der gleichen Richtung, in der die Schlammzuleitung in die Schlammkammer mündet.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der in den Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt:

Figur 1: eine Verbrennungskammer in der Seitenansicht,

Figur 2: den Boden der Verbrennungskammer von oben,

Figur 3: einen Querschnitt durch ein Zerstäubungsrohr,

Figur *t: eine perspektivische Ansicht eines Bodenbrenners,

909815/0859

Figur 5: einen Schnitt durch einen Zerstäubungskopf,

Figur 6: einen Schnitt durch einen zylinderförmigen Einsatz, der die Luftinjektionsleitungen begrenzt,

Figur 7: eine Draufsicht des Gegenstandes der Figur· 6, Figur 8: einen Rinn mit einem Verschleißeinsatz, Figur 9: einen Ring mit zwei Verschleißeins£tzen,

Figur 10: einen Schnitt durch einen Verschleißeinsatz gemäß Figur 6,

Figur 11: einen Schnitt durch den anderen 'Verschleißeinsatz der Figur 6,

Figur 12: eine Draufsicht des Verschleißeinsatzes Gemäß Figur 8.

In Figur 1 ist eine Verbrennungskammer 1 zu erkennen, die durch eine Viand 2 begrenzt wird. Die Wand 2 geht von einem Boden aus feuerfestem Material aus und führt zu einer öffnung 4, die in eine Abzugsleitung 5 für Verbrennungsrückstände mündet. Der Boden aus feuerfestem Material, der auf einem im allgemeinen metallischen Träger 3' ruht, besteht aus einer Schicht feuerfesten Materials, wie beispielsweise gleichmäßig gemauerten Ziegeln 3¹'. Auf dem Boden sind möglichst gleichmäßig Brenner 6 verteilt, von denen in der Figur 3 Brenner, nämlich 6a, 6b und 6c zu erkennen sind. Jeder Brenner 6 enthält eine Homogenisationskammer Y, in die eine Luftzufuhröffnung 8 und eine Brenngasinjektionsdüse für Druckbrenngas münden. Jeder Brenner umfaßt des weiteren eine Leitung 10, deren Querschnitt kleiner als der Querschnitt der Homogenisationskammer 7 ist. Die Leitung 10 verbindet die Homoge-

909815/0859

nisations- oder Mischkammer 7 mit der Verbrennungskammer.1, in die sie über eine sich leicht konisch erweiternde Öffnung 10' mündet.

Figur 2 zeigt beispielsweise die Verteilung der Brenner 6 auf dem Boden 3· Es sind die Brenner 6a, 6b, 6c zu erkennen, deren Achsen in der Ebene XX' liegen.

In Figur 1 befindet sich die Brenngasinjektionsdüse für das Druckbrenngas in der Achse der Lufteintrittsöffnung 8. Die öffnung 8 ist im Träger 3', der hier als Platte dargestellt ist, ausgeschnitten.

Die Lufteintrittsoffnungen 8 verbinden die Mischkammer 7 mit einem Windkessel 11, der unterhalb des Bodens 3 liegt. Der Windkessel ist über eine wärmeisolierte Leitung 12 und einen Wärmetauscher in der Abgasleitung 5 mit einer Luftzufuhreinrichtung (nicht dargestellt) verbunden.

Die verschiedenen Injektionsdüsen für das Druckbrenngas sind in Gruppen zu dreien an Verteilerkammern 14 angeschlossen. Jede Kammer lh ist über eine Leitung 14' mit einer Zuleitung 15, in der ein automatisches Ventil 15' sitzt, angeschlossen. Das Ventil 15' steht über einen Stellkreis 16 mit einem Temperaturfühler 16' in der Abzugsleitung 5 für die Verbrennungsprodukte in Verbindung. Der Fühler 16' liegt nahe der öffnung 4.

Die Kammer 14 ist über Zuleitungen 9 mit den Brennern 6b und 6c sowie mit einem weiteren in Figur 1 nicht erkennbaren Brenner verbunden. Eine andere Kammer 14a ist an den Brenner 6a und an zwei weitere in der Figur 1 nicht erkennbare Brenner angeschlossen. Eine Schlammzerstäubungseinrichtung 17 besteht aus einem Zerstäubungskopf 18, der in die Brennkammer über eine ZerstSubungsmündung 18a führt. Der Zerstäubungskopf ist an einem Ende eines Zerstäubungsrohres 19 befestigt, dessen anderes Ende sich außerhalb der Verbrennungskammer befindet. Das Zerstäubungsrohr 19 durchquert die Wand 2 und ist dort befestigt, so daß der Zerstäubungskopf 18 im zentralen Bereich der Verbrennungskammer liegt.

909315/0859

Der Zerstäubungskopf ist über eine Leitung 20 an eine Schlammzufuhreinrichtung angeschlossen und steht über eine Leitung 21 mit einer Druckluftzuleitung in Verbindung. Der Druckluftgenerator und die Pchlammzufuhreinrichtung befinden sich außerhalb der Verbrennungskammer und sind nicht dargestellt.

Die beiden Leitungen 20 und 21 sind im Inneren eines Rohres 22a mit größerem Durchmesser angeordnet, das im folgenden als inneres Hüllrohr bezeichnet wird. An dem im Innern der Verbrennungskammer gelegenen Ende des inneren Hüllrohres ist dicht, insbesondere durch Schweißen, der Zerstäubungskopf 18 angeschlossen.

Das innere Hüllrohr 22a ist von einem weiteren Rohr 22b mit grösserem Durchmesser umgeben, das im folgenden als äußeres Hüllrohr bezeichnet wird. Dieses ist mit Zentrierstiften 22c an dem inneren Hüllrohr befestigt. Die Hüllrohre 22a und 22b sind durch einen Ringraum getrennt, der eine Füllung von wärmedämmendem Material enthält.

Das äußere Hüllrohr 22b witfd durch einen Mantel 22d verlängert, der den größten Teil des Zerstäubungskopfes 18 mit Ausnahme der Vorderfront, in der die ZerstäubungsmÜndung 18a angeordnet ist, umgibt.

Die Wärmedämmfüllung 23 setzt sich fort bis in den Raum zwischen dem Zerstäubungskopf 18 und dem Mantel 22d.

Längs der Achse des inneren Hüllrohres 22 ist eine Leitung 24 angeordnet, die am Ende 19a des Zerstäubungsrohres 19 in eine öffnung 2JJa mündet.

Die Leitung 2k ist an/dem Ende 19b abgewandten Ende des Zerstäubungsrohres 19 durch eine Leitung 25 verlängert, die zu einer Kühlwasserzufuhr (nicht dargestellt)-führt.

Der Ringraum zwischen der Leitung 2k und dem inneren Hüllrohr 23a ist über eine Leitung 26 mit einer Entleerungsvorrichtung verbunden.

-11-

909815/0859

An der Wand 2 der Verbrennungskammer in dem Bereich zwischen dem Zerstäubungsrohr 19 und dem Boden 3 ist mindestens eine Zündvorrichtung vorhanden, die im Ausführungsbeispiel durch einen an sich bekannten Brenner 27 gebildet wird, der auf den Boden 3 der Verbrennungskammer gerichtet ist. Der Brenner 27 umfaßt üblicherweise einen Flammendetektor, einen Zünder und ein Sichtfenster, welche Teile nicht dargestellt sind.

Figur 3 zeigt einen Ouerschnitt durch die Zerstäubungsleitung 19· Es sind die Leitungsquerschnitte der Leitungen 20, 21 und 24 zu erkennen, die im Innern des Hüllrohres 22a angeordnet sind. Die Leitung 24 und das innere Hüllrohr 22a sind durch einen Ringraum 24d getrennt.

Das innere Hüllrohr 22a wird von einem äußeren koaxialen Hüllrohr 22b umgeben, von den es durch einen Ringraum getrennt ist. In dem Ringraum ist eine Füllung von wärmedSmmendem Material 23 enthalten.

Figur 4 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Bodenbrenners 6, der aus einem quaderförmigen Block 6' aus feuerfestem Material besteht. Der Block 6' ist in der Darstellung durch eine Symmetrieebene des Quaders parallel zu einer seiner beiden Flächen geschnitten. Der Träger 3' des Bodens 3 ist gleichermaßen durch die Symmetrieebene des Blockes 6' geschnitten.

Durch den Träger 3' führt längs der Symmetrieachse ZZ' eine 8 j durch die Luft in die Mischkammer 7 eintreten kann. Die Eintritt soffnung 8 ist zylinderförmig. Die Leitung 10 verbindet die Mischkammer 7 mit der Verbrennungskammer 1 und mündet dort über eine trichterförmige öffnung 10'.

Figur 5 zeigt einen Schnitt durch den Schlammzerstäubungskopf 18, der am Ende 19a des Zerstäubungsrohres 19 (Figur 1) befestigt ist.

Der ZerstSubungskopf 18 ist am Ende des inneren Hüllrohres 22a dicht, vorzugsweise mit einer kontinuierlichen Schweißnaht, be-

90981S/08SÖ

12 festigt.

Wie bereits anhand von Figur 1 ausgeführt wurde, setzt sich das äußere Hüllrohr 22b, das mit Hilfe von Zentrierstiften 22c koaxial auf dem inneren Hüllrohr 22a befestigt ist, in Richtung zum Mantel 22d, der den Zerstäubungskopf 18 umgibt, fort. Der Zerstäubungskopf l8 ist an einer Umfangslinie rings um die Zerstäubungsöffnung 18a mit dem Mantel 22d verbunden.

In dem Raum zwischen dem inneren Hüllrohr 22a und den Außenflächen des Zerstäubungskopfes 18 - ausgenommen diejenige Fläche, die die Zerstäubungs^ffnung 18a enthält - und zwischen dem äußeren Hüllrör 22b ist eine Wärmedämmfüllung 23 vorgesehen.

Der Zerstäubungskopf 18 enthält hauptsächlich ein Teil 28 von zylindrischer Außengestalt und kreisrundem Querschnitt, das eine axiale Bohrung, die sogenannte Schlammkammer 29, enthält. Des weiteren ist in dem Teil 28 ein Ringhohlraum oder Luftraum 30 vorgesehen, der von der Schlammkammer 29 getrennt ist. Dieser mündet über eine Ringfiffnung auf einer Endfläche 28a des Teiles 28. Des weiteren ist ein dosenförmiger entfernbarer Einsatz 31 vorgesehen, der an der Endfläche 28a des Teiles 28 vorzugsweise mit Hilfe eines Gewindes 32 befestigt ist. Der dosenförmige F.insatz begrenzt mit der Endfläche 28a des Teiles 28 Luftausstoßleitungen, durch die Luft aus der Luftkammer 30 austritt.

Die Axialbohrung oder Schlammkammer 29 besteht hauptsächlich aus einem Zylinderteil 29a, an dessen Mantel tangential und senkrecht zur Achse der Schlammkammer über eine öffnung 32 eine Bohrung 33 mündet. Die Bohrung 33 ist dicht an eine Leitung 20' angeschlossen, die mit einer Schlammzufuhreinrichtung in Verbindung steht.

Der zylindrische Teil 29a wird durch einen sich kegelstumpfförmig erweiternden Teil 29b ersetzt, der koaxial zu dem zylindrischen Teil ist. Dieser endet in einer Mündung l8a an der Endfläche 28a, deren Querschnitt im wesentlichen gleich dem Querschnitt der Mündung 32 ist.

909815/0859

An der der Mündungsstelle 28a gegenüberliegenden Seite des Zerstäubungskopfes weist die Schlammkammer 29 eine kreisförmige öffnung 35 aufj deren Querschnitt dem zylindrischen Teil 29a der Schlammkammer 29 entspricht. Diese öffnung ist durch eine Metallplatte 36 dicht gegen den Druck des Schlammes verschlossen.

Die Ringkammer 30 oder Luftkammer 30 steht über einem Kanal 37_sder durch das Teil 28 gebohrt ist, mit der Leitung 21 in Verbindung, die an eine Druckluftquelle angeschlossen ist.

In den anhand der Figuren 5₃ 6 und 7 beschriebenen Ausführungsformen besteht der dosenförmige Einsatz 31 aus einem einzigen Teil, das in Figur 6 im Aufriß und in Figur 7 in Draufsicht dargestellt ist.

Der Einsatz 31 weist zwei Hauptteile auf, nämlich einen ringförmigen Teil, der durch zwei parallele Flächen 31a begrenzt wird,und einen ringförmigen Mantel 31b, der außenseitig durch eine Zylinderfläche begrenzt wird, die den größten Durchmesser des Ringteiles 31 aufweist. Der ringförmige Mantelteil 31b trägt an seiner Außenseite ein Schraubengewinde 31'₃ das zu einem Muttergewinde 28^! in dem Teil 28 paßt.

Der ringförmige Teil 31a begrenzt das Endstück der Ausstoßdüse 18a durch einen zylindrischen Kanal 31c, der die Fortsetzung der öffnung des sich konisch verengenden Teiles 29b der Schlammkammer 29 darstellt.

Der Kanal 31c geht dann in einen sich konisch erweiternden Kanal 3Id über.

umfänglichean dem zylindrischen Kanalstück 31c befinden sich Mündungsstellen 38, 39, 40 und 41 für Leitungen 42, 43, 44 und 45, die von der Luftkammer 30 ausgehen. Diese werden einerseits durch Nuten 46, 47, 48 und 49 in dem dosenförmigen Einsatz 31 und andererseits durch die Endfläche 28a des Teiles 28 begrenzt.

In Figur 5 sind lediglich die Mündungsstellen 38 und 39 und die

909815/0859

Leitungen 42 und 43 dargestellt.

Die Leitungen 42, 43, 44 und 45 sind in den Figuren 5, 6 und 7 zu erkennen und sind im Schnitt rechteckig.

Bei den verschiedenen Ausführungsformen münden die Leitungen 42, 43j 44 und 45 in dem Zylinderabschnitt in wesentlichen tangential

Bei der in Figur 8 dargestellten Ausführungsform werden die Leitungen 42, 43, 44 und 45, von denen in der Figur nur 42 und 43 zu sehen sind, einerseits begrenzt durch einen Einsatz,der an der Ringfläche 28a befestigt ist, und andererseits durch Hohlnuten 46, 47, 48 und 49 in einem Einsatz 31 von derselben Form und Abmessung, wie derjenige, der anhand der Figuren 5, 6 und 7 beschrie ben wurde.

einem anderen Ausführungsbeispiel, wie in Figur 9, 10, 11 und 12 zu erkennen, ist ein ringförmiger Einsatz 50, v/ie er in Figur 8 dargestellt ist, vorgesehen. Der in Figur 8 dargestellte ringförmige Einsatz 31 ist gem.äl* diesem. Ausführungsbeispiel durch zwei Ringe 51 und 52 ersetzt, die durch eine koaxiale Wandung getrennt sind. Diese die beiden Ringe trennende Wandung, besitzt eine Schulter, die so geformt ist, daß der Ring 5I₃ der die Kanalabschnitte 31c und 31d der Zerstäubungsöffnung l8a und die Nuten 46, 47, 48, 49 begrenzt, durch den Fing 52 getragen wird, der einen Ringmantel 31b und ein Gewinde 32 aufweist. Der Ring 50 ist in Figur 10 dargestellt.

Der Ring 51 ist in Figur 11 und in der Draufsicht in Figur 12 dargestellt.

Die Einsätze 50 und 31 (Figur 8) und die Einsätze 50 und 51 (Figur 9) stellen Verschleißteile dar, die schnell ausgewechselt werden können, wonach der Zerstäubungskopf wieder in Betrieb genommen werden kann.

Im folgenden wird die Arbeitskreise der Schlammverbrennungsvorrichtung gemä!⁵· Figuren 1 bis 12 beschrieben:

909815/0859

Während einer Einleitungsphase wird durch den Hilfsbrenner 27 der Boden der Verbrennungskammer auf eine ausreichende Temperatur aufgeheizt , so daß die Bodenbrenner ihren Betrieb aufnehmen können.

Wenn sich die Temperatur der Verbrennungskammer stabil auf etwa 85O°C eingespielt hat, wird über den Zerstäubungskopf Schlamm in die Kammer eingeleitet. Die Verbrennungsprodukte werden mit den Verbrennungsgasen der Brenner abgezogen. Verschiedene an sich bekannte Mittel werden eingesetzt, um den Ausfall der Asche und ihren .Abzug sicherzustellen.

Durch die Zerstäubung des Schlammes wird eine bestimmte Wärmemenge, die abhängt von der Menge des zu verdampfenden Wassers, absorbiert. Bei der Zerstäubung wird eine bestimmte Wärmemenge frei, sofern der Schlamm einen gewissen Anteil brennbarer Elemente, wie beispielsweise flüssige oder feste Kohlenwasserstoffe, enthält.

Durch einen an sich bekannten Regelmechanismus wird die Temperatur im Bereich der öffnung k,an der die Brennkammer in die Abzugsleitung 5 übergeht, konstant auf einem Viert zwischen 75O°C und 95O°C gehalten. Hierzu wird das motorgesteuerte Ventil 15' betätigt, das in der Gaszuleitung 15 der Bodenbrenner sitzt.

Die Wärmebilanz der Einrichtung wird dank einer Vorheizung der Verbrennungsluft verbessert. Hierzu ist ein Wärmetauscher im Rauchabzugskamin vorgesehen.

Es hat sich gezeigt, daß beim Betrieb einer solchen Vorrichtung 600 bis 700 Tt>. Gas mit einem Methangehalt von 95 % verbraucht wurden, um 4 to Schlamm pro Stunde zu verbrennen.

Der Heizwert von 600 bis 700 m^ dieses Gases ist dem Heizxtfert von 0,6 to flüssiger Kohlenwasserstoffe äquivalent. Der Verbrauch einer solchen Vorrichtung liegt bei 0,15 to flüssiger Kohlenwasserstoffe oder hierzu äquivalenten Stoffen pro Tonne Schlamm.

909815/0859

der "chlarr brennbare -ubstpnzen, insbesondere Kohlenwasserstoffe, enthalt, nehmen diese an der "erbrennunr teil und der Gasverbrauch des Ofens wird reduziert. Die ^rfahrunr hat bestrtipt-., da^p der "fr verbrauch nro ^rponne verbrannten Schlarres rit sun ehrender Kohlenwasserstoffrehalt des Fc^larres sinkt.

Tie verschiedenen Teilr- des ^chlarrverbrennur.rsofens rer;iⁿ der ^rfindunr zeichnen sich durch f-ro°-e Lebensdauer aus: der /ufbau der Podenbrenner verleiht diesem e⁴T> lanpe Betriebszeit ohne "aterialahtrapunr und ohne Verschrutzunf. Der Aufbau des Zerstäubunrsrohres i"it einer K"hli-^Tasserkreislauf verleiht dieser eine ausreichende Festigkeit, ur den Tniektionskopf ortsfest so zu halten, dp." die Achsp der Zerst-ubunrs^ffnunf vertikal bleibt. Die einzigen Betriebsunterbrechungen des Ofens ergeben sich aus der Notwendirkeit j d^'e Verschleißteile des Tnjektionskonfes auszutauschen. Durch r.eeipnete Wahl der verv/endeten Lepierunfen für diese ^φθί le kann der Abstand zwischen zwei ^TTnterbrechunr,en verprö^R.ert werden.

Der Verbrennunrsofen per-'^;f der ^rfindunr kann lanpe Zeit kontinuierlich betrieben werden und zeichnet sich durch eine sehr r'mstire Energiebilanz und folf-lich durch rro^e Wirtschaftlichkeit aus.

Mit ihm kann Schlamir verschiedener Tndustrieabf"He verbrannt werden.

90981S/0859

BAD ORIGINAL

Claims

2847591 PATENTANWÄLTE

DIETRICH LEWINSKY

HiiNZ-JOACHIM HUBER 29-9.1978

REINER PRIETSCH 10.598-V/Hi

MDNCHEN 21 GOTT H ARDSTR. 81

Societe Nationale FIf /»nuitaine, ''"our Aquitaine, 92400 Courbevoie (Frankreich¹)

Patentansprüche:

(^/Verfahren zum Verbrennen von Schlamm, bei den eine Gas/Luft-Mischung, mit einem wesentlichen Luftüberschuf an mehrere ^Ounkte im unteren Teil eines Verbrennungsofens eingeleitet und entzündet wird, bei dem der Schiarm in einem begrenzten Raum eingespritzt wird, wobei der Schlamm in Drehung versetzt, in Form eines Strahles ausgeschleudert und in dem Verbrennungsofen fein zerstäubt wird, bei dem schließlich die Verbrennungsrückstände mit den Verbrennungsgasen mitgerissen und zusammen mit diesen aus dem Verbrennungsofen abgezogen werden, dadurch

, daß das Luft im Überschuß enthaltende Gas/Luft-

Gemisch vor seiner Einleitung vollständig homogenisiert wird und daß zur feinen Zerstäubung des Schlamr.strahles auf diesen mehrere Luftströme im wesentlichen tangential gerichtet v/erden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung des homogenen, Luft im. Überschuß enthaltenden Gas /Luftgemisches das Brenngas unter Druck in eine Mischkammer eingeleitet und Luft im Überschuß zugeführt wird, von wo aus die homogene Mischung an die verschiedenen ^Dunkte im unteren Teil des Verbrennungsofens geleitet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur, bei der die Verbennungsrückstände abgezogen

909815/0859

- 2 werden, minimal 75O°C und maximal 95O⁰C beträgt.

Vorrichtung zum. Durchführen des Verfahrens nach einem der .Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine durch eine kontinuierliche Wand (2) aus feuerfestem Material begrenzte Verbrennungskammer (1) vorgesehen ist, die von einem feuerfesten Boden (3) in¹· unteren Teil der Verbrennungskammer (1) ausgeht und eine in eine Abzugsleitung (5) für Verbrennungsrückstände mündende öffnung (4) im oberen Teil der Kammer (2) aufweist, daß mehrere Bodenbrenner (6) auf dem feuerfesten Poden (3) gleichmäßig verteilt angeordnet sind, wobei .jeder Brenner (6) mit einer Mischkammer (7) ausgerüstet ist, um eine homogene Brenngasmischung mit Luftüberschuß zu erzeugen und zu den Brennern (6) zu fördern, daß eine Zerstäubungsvorrichtung (19) für den Schlamm, in der Verbrennungskammer (2) über zwei getrennte Zuleitungen (20,21) mit einer Schlammzufuhreinrichtung und einer 'Preßluftversorgung verbunden ista daß die Zerstäubungsvorrichtung (19) einschließlich der Zuleitungen (20,21) für "reßluft und Schlamm mit einer Kühlvorrichtung ausgerüstet ist und daß die Zerstäubungsvorrichtung (19) einschließlich der Zuleitungen von einem wärmedämmenden Mantel (23) umgeben ist.

Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Zuführen der Luft im "'berschuß enthaltenden Gas/-Luft-Mischung zu den Brennern aus den Mischkammern (7) der Brenner bestehen, die fiber große öffnungen (8) mit einem an der Unterseite des Bodens (3) gelegenen Windkessel (11) in Verbindung stehen, daß der Windkessel (11) mit einer Luftzuführung (12) verbunden ist, daß .jede große öffnung (8) nittig eine mit einer Brenngaszuführung (9) verbundene:" Injektordüse aufweist und daß ,jede Mischkammer (7) mit der Verbrennungskammer (1) durch eine Leitung (10) verbunden ist, deren Leitungsquerschnitt kleiner als der Ouerschnitt der Mischkammer (7) ist.

-3-909815/0859

6. Vorrichtung nach Anspruch 5j dadurch gekennzeichnet, daß .jede Mischkammer (7) mit der Verbrennungskammer (1) über ein dort mündendes sich konisch erweiterndes Rohrstück (10·) in Verbindung steht.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5₃ dadurch gekennzeichnet, daß die Schlammzerstnubungsvorr:? chtung (19) einen Zersta'übungskopf (18) mit einer durch eine rotationssymmetrische Wand (lR) begrenzten Schlammkanmer (29) umfaßt, daß die Schlammkammer (29) durch eine zu ihr koaxiale, divergierende Leitung fortgesetzt ist, die in einem koaxialen zylindrischen, in die Verbrennungskammer mündenden Abschnitt übergeht, daß eine Schlamnzuleitung (20) in der Wand der Schlammkammer (29) mündet und daß mehrere Luftinjektionsleitungen (kf bis 49) im zylindrischen, koaxialen Abschnitt (3*0 im wesentlichen tangential münden.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse des Endabschnitts jeder Luftinjektionsleitung (46 bis 49) senkrecht zur Achse des die Schlammkammer (29) verlängernden koaxialen zylindrischen Abschnittes ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der koaxiale zylindrische die Schlammkammer (29) verlängernde Abschnitt in die Verbrennungskammer (1) über einen sich konisch erweiternden Abschnitt mündet.

10.Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftin.jektionsleitungen (46 bis 19) in der Mantelfläche des die Schlammkammer (29) verlängernden zylindrischen Abschnittes tangential in der Richtung münden, in der die Schlammzuleitung (20) in die Schlammkammer (29) mündet.

909815/0659 '