DE2903199A1 - Ofen zum thermischen behandeln von abfallstoffen - Google Patents

Description

• tOfen zum thermischen Behandeln von Abfall stoffen'1
• Die Erfindung betrifft einen Ofen zum thermischen Behandeln von Abfallstoffen mit einem Ofenraum, mindestens einer im Ofenraum angeordneten, im wesentlichen horizontalen, geschlossenen Roststufe, die den Ofenraum in eine obere Vorkammer und eine untere Verbrennungskammer unterteilt, von der Beschickungsseite des Ofenraums ausgeht und in einem Abstand vor der gegenüberliegenden Ofenseite, einen Verbindungsgang zur Verbrennungskammer freilassend, endet, einem im wesentlichen vertikalen, über der 3eschickunsseite der Roststufe mündenden 3eschickungsschacht, einem oberen Dosierstößel zum dosierten Transport des Beschickr<g¢gutes ueber die Roststufe zum Verbindungsgang, einem den unteren Abschluß der Verbrennungskammer bildenden geschlossenen Bodenrost, einem Aschentrichter, der auf der dem Verbindungsgang gegenüberliegenden Seite der Verbrennungskammer angeordnet ist, einem Förderstößel zum Transport des Gutes über den Bodenrost in den Aschentrichter, einer in der Verbrennungskammer unter der Roststufe angeordneten Wärmequelle sowie einem noch oben wegführenden Abgasauslaß.
• Nach dem Hauptpatent können in dem Ofen der genannten Art Abfallstoffe, wie beispielsweise infektiöse Krankenhausabfälle, Tierkadaver und dergleichen, im kontinuierlichen Verfahren verbrannt werden. Bei der Verbrennung wird mit verhältnismäßig großem BuftEberschuß gearbeitet, wobei die Abfälle umweltfreundlich zu einer möglichst geringen Aschemenge verbrannt werden sollen. Bei der Verbrennung entsteht aber eine relativ große Abgasmenge, für die eine entsprechende große Abgasreinigungsanlage erforderlich ist.
• Zur Beseitigung obengenannter Abfälle ist ferner das Schwelverfahren bekannt. Das Verschwelen von Abfallstoffen hat den Vorteil, daß nur eine relativ geringe Abgasmenge entsteht und somit nur eine kleine Abgasreinigungsanlage erforderlich ist. Bei der thermischen Behandlung von Sonderabfällen ist man bestrebt, außer einer harmlosen Asche mit geringem Volumen auch ein möglichst geringes Abgasvolumen mit möglichst harmloser Zusammensetzung zu erhalten. Hinzu kommt bei der thermischen Behandlung bestimmter Sonderabfälle die Vorschrift, daß flüssige Bestandteile sowie solche Bestandteile, die bei Erhitzung teigig oder flüssig werden, nicht durch den Rost tropfen oder laufen und daß ungenügend ausgebrannte Abfälle nicht durch den Rost hindurchfallen dürfen.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ofen zur thermischen Behandlung von Abfallstoffen zu schaffen, der die obengenannten Forderungen erfüllt und sich darüber hinaus auch zur Verarbeitung von geringeren Abfallmengen im kontinuierlichen Verfahren eignet.
• Die Erfindung geht dabei aus von einem Ofen nach dem Hauptanspruch und löst die ihr gestellte Aufgabe dadurch, daß der Ofenraum im wesentlichen gasdicht ausgebildet ist, daß über dem Beschickungsschacbt eine gasdichte Schleuse vorgesehen ist, daß der Aschentrichter eine Entleerungsschleuse aufweist und daß der Ofenraum in seinem oberen Bereich einen Abzugsstutzen zur Entnahme der Abgase aufweist.
• In dem erfindungsgemäßen Ofen können die Abfallstoffe unter Zuführung einer geringen Luftmenge im kontinuierlichen Verfahren verschwelt werden. Die V@rt@@@@ des erfindungsgemäßen Ofens liegen lnsbesondere darin, daß @@@auch in einer relativ kleinen Anlage im Dauerbetrieb verschweer Rer.n, e3 nur geringes Abgasvolumen erhält, auch teigige und flüssige Abfälle sowie größere Mengen festen inerten Materials problemlos verarbeiten kann. Darüber hinaus können die Schwelgase, die aus dem oberen Ofenraum abgezogen werden, einem Gasmotor oder einem Brenner zugeführt werden. Schließlich kann auch der kondensierbare Teil der Schwelgase zur Gewinnung von speicherbarem Pyrolyseöl niedergeschlagen und nur der nicht kondensierbare Teil der Gase zur Wärmeerzeugung verbrannt werden.
• Eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ofens ist dadurch gekennzeichnet, daß der Ofenraum in seinem oberen Bereich in eine Nachverbrennungskammer vergeht, daß in die Nachverbrennungskammer Luftdüsen zum Durchmischen der Schwelgase mit Luft münden, daß ein Brenner zum Zünden der mit Luft durchmischten Schwelgase vorgesehen ist und daß sich an die Nachverbrennungskammer der Abgasauslaß anschließt. Eine solche Ausführungsform der Erfindung wird dann bevorzugt, wenn keine Verwertungsmöglichkeit für die Schwelgase gegeben ist.
• Um in der Nachverbrennungskammer eine gute Durchmischung der Schwelgase mit der zugeführten Luft zu erreichen, kann die Nachverbrennungskammer in dem Bereich der Luftdüsen eine TJinschnürung aufweisen.
• Wenn beispielsweise Abfälle verascht werden sollen, die radioaktive Bestandteile enthalten, so können vor dem Abgasauslaß im Abgasweg hochtemperaturbeständige Filtermatten angeordnet sein, in denen die radioaktiven Partikel hängengbleiben. Ferner kann eine Einrichtung zum Ausstoßen der Filtermatten in den Ofenraum vorgesehen sein, wodurch die Entnahme und Beseitigung der Filtermatten erheblich vereinfacht wird. Die verseuchten5 ausgestoßenen Filtermatten werden in dem Ofen zusammen mit den übrigen Abfällen thermisch behandelt und gelangen dann zus ammen mit den verschwelten Abfällen in die Asche.
• Der Beschickungsschacht ist vorzugsweise unterhalb der gasdichten Schleuse von einer Kühleinrichtung umgeben. Ferner werden zweckmäßig auch die außerhalb des Ofenraumes liegenden Führungen der Stößel gekühlt.
• Die Kühleinrichtungen können als durch Luftgebläse beaufschlagte Kühlmäntel ausgebildet sein, wobei die Ableitungen für die Kühlluft mit den in die Nachverbrennungskammer mündenden Luft düsen verbunden sind. Dadurch wird erreicht, daß die der Nachverbrennungskammer zugeführte Verbrennungsluft vorgewärmt wird. Die Antriebsgestänge der Stößel sind vorzugsweise in Stoffbuchsen geführt, so daß das Eindringen von Falschluft in den Ofenraum weitestgehend verhindert werden kann.
• Wenn Kunststoffabfälle behandelt werden sollen, so ist es in der Regel zweckmäßig, den Behandlungsprozeß mit einem etwas höheren Luftanteil durchzuführen. Zu diesem Zweck ist zweckmäßig mindestens eine in den Verbrennungsraum mündende Luftleitung für eine dosierbare Luftzufuhr vorgesehen.
• Als Wärmequelle ist in dem Verbrennungsraum zweckmäßig mindestens ein Strahlheizrohr angeordnet.
• Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht und im nachstehenden im einzelnen anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 einen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines Behandlungsofens und Fig. 2 einen Schnitt durch ein anderes AusfUhrungsbeispiel eines Behandlungsofens mit Nachverbrennungskammer.
• Nach Fig. 1 der Zeichnung weist der Ofen 1 ein gasdichtes Gehause 2 auf. Auf der in der Zeichnung linken Seite ist der Ofen mit einem Beschickungsschacht 3 versehen, dem eine Schleusenkammer 4 vorgeschaltet ist. Die Schleusenkammer ist nach außen durch eine Tür 5 und zum Beschickungsschacht 3 hin durch einen gasdichten Schieber 6 verschließbar.
• Im Anschluß an den Beschickungsschacht ist der Ofen mit einer im wesentlichen horizontalen Roststufe 7 versehen, die den Ofenraum in eine obere Vorkammer 8 und eine untere Verbrennungskammer 9 tmXer'eilt. Die Roetstufe 7 geht von der Beschickwngsseite des Ofenraums aus und endet In einem Abstand vor der gegenüberlie£reden Ofenseite, ro daß an dieser Ofenseite ein Verbindungsgang 10 zwischen der Vorkammer 8 und der Verbrennungskammer 9 freibleibt. Der Beschickungsschacht 3 endet unmittelbar bo dem beschickungsseitigen Ende deStoststufe 7, so daß das über die Schleusenkammer 4 eingebrachte Beschickungsgut unmittelbar auf die Roststufe 7 fällt.
• Auf der Roststufe 7, die in Beschickungsrichtung ein leichtes Gefälle aufweisen kann, wird das Gut mit Hilfe eines Dosierstößels 11 in Richtung zum freien Ende der Roststufe 7 verschoben, wo das Gut durch den Verbindungsgang 10 in die Verbrennungskammer 9 gelangt.
• In der Verbrennungskammer 9 fällt das Behandlungsgut auf einen den unteren Abschluß der Verbrennungskammer bildenden geschlossenen Bodenrost 12, auf welchem das Behandlungsgut mit Hilfe eines Förderstößels 13 zur gegenüberliegenden Ofenseite gefördert werden kann, wo das behandelte Gut durch einen mit einer Entleerungsschleuse 14 verschließbaren Aschetrichter 15 in einen Ascheaufnahmebehälter 16 fällt.
• Auf seinem Förderweg durch die Verbrennungskammer 9 wird das Behandlungsgut zu Asche verschwelt. Die erforderliche Behandlungswärme wird mit Hilfe eines Strahlheizrohrs 17 erzeugt, das auf der dem Verbindungsgang 10 gegenerliegenden Ofenseite angeordnet ist. Der den unteren Abschluß der Verbrennungskammer 9 bildende Bodenrost 12 kann in Förderrichtung leicht ansteigen.
• Um den Schwelprozeß gezielt steuern zu können, mündet in den Verbrennungsraum 9 eine Luftzuführungsleitung 18, durch die über ein zwischengeschaltetes Dosierventil 19 Je nach den erforderlichen Bedingungen eine gezielte Luftmenge zugeführt werden kann.
• Die Schwelgase ziehen durch den Verbindungsgang 10 und die Vorkammer 8 hindurch in den oberen Ofenbereich 20, aus welchem sie über einen Abzugstutzen 21 entnommen werden können.
• Die etwa identisch ausgebildeten Führungen 22 der beiden Stößel 11 und 13 sind nach außen hin abgedichtet und gekühlt. Zur Kühlung dient ein die Jeweilige Führung 22 umgebender doppelwandiger Kühlmantel 23, durch den mit Hilfe eines Luftgebläses 24 Kühlluft gedrückt wird.
• Das Antriebsgestänge 25 bzw. 26 der Stößel 11 bzw. 13 sind durch die Stirnseiten der Kühlmantel hindurchgeführt und über Stopfbuchsen 27 abgedichtet.
• In gleicher Weise wie die Führungen 22 der Stößel ist auch der Beschickungsachacht 3 gekühlt. Zu diesem Zweck ist er von einem Doppelmantel 23a umgeben, durch den Kühlluft geblasen wird.
• Die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform des Ofens entspricht zumindest in seinem unteren Bereich der in Fig. 1 dargestellten Konstruktion. Die identisch ausgebildeten Konstruktionselemente werden daher im Zusammenhang mit der Ausführungsform gemaß Fig. 2 nicht noch einmal beschrieben und sind, sofern ihre Erwähnung zum Gesamtverständnis erforderlich ist, mit den gieichen Positionszahlen versehen.
• Bei dieser in Fig. 2 dargestellten Konstruktion ist der Ofenraum wiederum durch eine Roststufe 7 in eine obere Vorkammer 8 und eine untere Verbrennungskammer 9 unterteilt. Das Behandlungsgut wird in gleicher Weise über eine Schleusenkammer 4 und einen 32schickungsschacht 3 auf die Roststufe 7 aufgegeben, von der es unter Zuhilfenahme eines Dosierstößels 11 auf den Bodenrost 12 der Verbrennungskammer 9 gelangt.
• Die bei der Wärmebehandlung entstehenden Schwelgase werden bei dieser Konstruktion innerhalb des Ofens nachverbrannt. Zu diesem Zweck ist das Ofengehäuse 2 weiter nach oben hinausgezogen als bei der Konstruktion gemäß Fig. 1 und umschließt oberhalb der Vorkammer 8 eine Nachverbrennungskammer 28. In der Nachverbrennungskammer 28 werden die Schwelgase mit Luft vermischt und mit Hilfe eines Brenners 29 gezündet.
• Zur Einleitung von Verbrennungsluft münden in den unteren Bereich der Nachverbrennungskammer Luftdüsen 30, die in etwa derselben Ebene rund um die Verbrennungskammer angeordnet sind.
• Im Bereich der Luftdüsen 30 weist die Nachverbrennungskammer 29 eine Einschnürung 31 auf, so daß dort eine Wirbelzone entsteht, in der die aufsteigenden Schwelgase unter Zuführung von Verbrennungsluft verwirbelt werden.
• Die Luftdüsen 30 gehen von einer gemeinsamen, in der Ofenwandung liegenden Ringleitung 32 aus. Dieser Ringleitung 32 wird die erwärmte Kühlluft aus den doppelwandigen Kühlmänteln 23 zugeführt, die die Führungen 22 der Stößel 11 bzw. 13 umgeben, sowie die Kühlluft aus dem den Beschickungsschacht 3 umgebenden doppelwandigen Kühlmantel 23a. Die Zufuhr der Luft erfolgt über entsprechende Zuleitungen 33 bzw. 34.
• Die nachverbrannten Abgase gelangen über einen im oberen Bereich der Nachverbrennungskammer vorgesehenen Abgasauslaß 35 ins Freie.
• Wenn die nachverbrannten Abgase noch Verunreinigungen, insbesondere radioaktive Verunreinigungen, enthalten, ist es zweckmäßig, die Abgase vor dem Austritt aus dem Ofen zu reinigen. Zu diesem Zweck sind im oberen Bereich der Nachverbrennungskammer Filtermatten 36 angeordnet, durch welche die nachverbrannten Abgase in einen Ringkanal 37 gelangen, an den der Abgasauslaß 35 angeschlossen ist.
• Zu den Filtermatten 36 führen durch die obere Ofenwandung 38 mit Deckeln 39 verschließbare Durchgänge 40, durch die die Matten ausgestoßen werden können, so daß sie in den unteren Ofenraum fallen und von dort mit den übrigen behandelten Abfällen in den Aschentrichter 15 gelangen.
• Leerseite

Claims (11)

1. Patentansprüche Ofen zum thermischen Behandeln von Abfallstoffen mit einem Ofenraum, mindestens einer im Ofenraum angeordneten, im wesentlichen horizontalen, geschlossenen Roststufe, die den Ofenraum in eine obere Vorkammer und eine untere Verbrennungskammer unterteilt, von der Beschickungsseite des Ofenraums ausgeht und in einem Abstand vor der gegenüberliegenden Ofenseite, einen Verbindungsgang zur Verbrennungskammer freilassend, endet, einem im wesentlichen vertikalen, über der Beschickungsseite der Roststufe mündenden Beschickungsschacht, einem oberen Dosierstößel zum dosierten Transport des Beschickungsgutes über die Roststufe zum Verbindungsgang, einem den unteren Abschluß der Verbrennungskammer bildenden gesclllosvnen Bodenfrost, einem Aschentrichter, der auf der dem Verbindungsgang gegenaberliegenden Seite der Verbrennungskammer angeordnet ist, einem Förderstößel zum Transport des Gutes über den Bodenrost in den Aschentrichter, einer in der Verbrennungskammer unter der Roststufe angeordneten Warmequelle sowie einem nach oben wegführenden Abgasabzugsschacht, nach Patent (Patentanmeldung P 26 03 206.4) ...., d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Ofenraum (8,9) im wesentlichen gasdicht ausgebildet ist, daß dem Beschickungsschacht (3) eine gasdichte Schleuse (4,5,6) vorgeschaltet ist, daß der Aschentrichter (15) eine Entleerungsschleuse (14) aufweist und daß der Ofenraum in seinem oberen Bereich (20) mit einem Abzugsstutzen (21) zur Entnahme der Abgase versehen ist.
2. 2. Ofen zum thermischen Behandeln von Abfallstoffen mit einem Ofenraum, mindestens einer im Ofenraum angeordneten, im wesentlichen horizontalen, geschlossenen Roststufe, die den Ofenraum in eine obere Vorkammer und eine untere Verbrennungskammer unterteilt, von der Beschickungsseite des Ofenraums ausgeht und in einem Abstand von der gegenüberliegenden Ofen@@it@, einen Verbindungsgang zur Verbrennungskammer ftseilassend, .endet, einem im wesentlichen vertikalen, über der Beschickungsseite der Roststufe inUr-denden Beschickrnlgs5schacht, einem oberen Dosierstößel zum dosierten Transport des Beschick.ungsgutes über die Roststufe zum Verbindungsgang, einem den unteren Abschluß der Verbrennungskammer bildenden geschlossenen Bodenrost, einem Aschentrichter, der auf der dem Verbindungsgang gegenüberliegenden Seite der Verbrennungskammer angeordnet ist, einem Förderstößel zum Transport des Gutes über den Bodenrost in den Aschentrichter, einer in der Verbrennungskammer unter der Roststufe angeordneten Wärmequelle sowie einem nach oben wegführenden Abgasabzugsschacht, nach Patent .........

   (Patentanmeldung P 26 03 206.4) , d a d u r c h g.e k e n n z e i c h n e t , daß der Ofenraum (8,9) im wesentlichen gasdicht ausgebildet ist, daß dem Beschickungsschacht (3) eine gasdichte Schleuse t4,5,6) vorgeschaltet ist, daIf der Aschentrichter (15) eine Entleerungsschleuse (14) aufweist, daß der Ofenraum in seinem oberen Bereich in eine Nachverbrennungskammer (28) übergeht, daß in die Nachverbrennungskammer (28) Luftdüsen (30) zum Durchmischen der Schwelgase mit Luft mUnden, daß ein Brenner (29) zum Zünden der mit Luft durchmischten Schwelgase vorgesehen ist und daß sich an die Nachverbrennungskatnmer (28) der Abgastuslaß (35) anschließt.
3. 3. Ofen nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Nachverbrennungskammer (28) in den Bereich der Luftdüsen (30) eine EinscHrurung (31) aufweist.
4. 4. Ofen nach Anspruch 2 oder 3, insbesondere zur Veraschung von radioaktiven Abfällen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß vor dem Abgasauslaß (35) im Abgasweg hochtemperaturbeständige Filtematten (36) angeordnet sind.
5. 5. Ofen nach einem der Ansprüche 2 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß eine Einrichtung (39, 40) zum Ausstoßen der Filtermatten (36) in den Ofenraum (8, 9) vorgesehen ist.
6. 6. Ofen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e 1 c h n e t, daß der Beschickungsschacht (3) von einer Kühleinrichtung (23a) umgeben ist.
7. 7. Ofen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die außerhalb des Ofenraums liegenden Führungen (22) der Stößel (11, 13) von Kühleinrichtungen (23) umgeben sind.
8. 8. Ofen nach Anspruch 6 und/oder 7, d a d u r c h g e k e n n r z e i c h n e t , da2 die K'L'leinrichtungen als durch Luftgebläse (24) beaufschlagte Kühlmäntel (23, 23a) ausgebildet sind und daß die in die Nachverbrennungskammer (28) mündenden Luftdüsen (30) mit der erwärmten Kühlluft aus den Kühlmänteln (23, 23a) beaufschlagbar sind.
9. 9. Ofen nach einem der Ansprüche 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Antriebsgstänge (25, 26) der Stößel (11, 13) in Stopfbuchsen (27) geführt sind.
10. 10. Ofen nach einem der Ansprüche 1 bis 9, insbesondere zum thermischen Behandeln von Kunststoffabfällen, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß mindestens eine in den Verbrennungsraum (9) mündende Luftzuführungsleitung (18) für eine dosierbare Luftzufuhr vorgesehen ist.
11. 11. Ofen nach einem der Ansprüche 1 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß als Wärmequelle in dem Verbrennungsraum (9) mindestens ein Strahlheizrohr (17) angeordnet ist.