DE3031154C2

DE3031154C2 - Rotary kiln for waste fuel

Info

Publication number: DE3031154C2
Application number: DE19803031154
Authority: DE
Inventors: Peter 5439 Bretthausen Voelskow
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-08-18
Filing date: 1980-08-18
Publication date: 1982-07-29
Also published as: DE3031154A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Drehrohrfeuerung für Müllbrennstoff gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs t und geht dabei von der japanischen JP-A2 Veröffentlichung 53 87 581 aus, die eine Drehrohrfeuerung besonders für Kunststoffabfall zeigtThe invention relates to a rotary kiln for waste fuel according to the preamble of the claim t and is based on the Japanese JP-A2 publication 53 87 581, which is a rotary kiln especially for plastic waste shows

Das Drehrohr nach dieser japanischen Veröffentlichung ist in eine erste Entgasungskammer und eine zweite Verbrennungskammer durch einen blendenförmigen Ring unterteilt. Durch den blendenförmigen Ring führen Einblasdüsen in die Verbrennungskammer, so daß in der Entgasungskammer mit nur geringer Luftmenge unterstöchiometrisch verbrannt und entgast wird, während durch die eingeblasene Sekundärluft in der Verbrennungskammer die Reste ausgebrannt werden. Die Schwelgase werden dann nach Austritt aus der Drehrohrfeuerung in einer stationären Nachbrennkammer ausgebrannt. Die Trommel rotiert dabei mit niedriger GeschwindigkeitThe rotary tube according to this Japanese publication is in a first degassing chamber and a second combustion chamber divided by a diaphragm-shaped ring. Through the diaphragm-shaped ring lead injection nozzles into the combustion chamber, so that in the degassing chamber with only low The amount of air is burned and degassed below the stoichiometric level, while the secondary air blown into the remains are burned out in the combustion chamber. The carbonization gases are then out after exiting the rotary kiln burned out in a stationary afterburning chamber. The drum rotates with it low speed

Die bekannte Anordnung betrifft eine Zweistufen-Verbrennung, wobei der Ausbrand sowohl der Schwelgase als auch der kohlenstoffhaltigen Schlackenreste bereits im Drehrohr in der zweiten Hälfte bzw. im letzten Drittel in der Verbrennungskammer geschieht. Die stationäre Nachbrennkammer ist gewissermaßen nur eine VolumenvergröCerung dieser Verbrennungskammer, um den restlosen Ausbrand der Schwelgase zu ermöglichen. Die Sekundärluft zum Ausbrand sowohl der Schwelgase als auch der kohlenstoffhaltigen Reste wird im wesentlichen in die Verbrennungskammer des Drehrohres eingeführt, so daß in dieser Verbrennungskammer des Drehrohres die maximale Verbrennungstemperatur herrscht.The known arrangement relates to a two-stage combustion, the burnout of both the carbonization gases as well as the carbon-containing slag residues already in the rotary kiln in the second half or in the last third happens in the combustion chamber. The stationary afterburner is in a sense only an increase in the volume of this combustion chamber in order to ensure that the carbonization gases are completely burned out enable. The secondary air for burning out both the carbonization gases and the carbon-containing residues is essentially introduced into the combustion chamber of the rotary kiln, so that in this combustion chamber of the rotary kiln the maximum combustion temperature prevails.

Wenn die eingebiasenc Sekundärluft etwa dem stöchiometrischen Verhältnis sowohl der brennbaren Schwelgase als auch des unverbrannten Restes entspricht, entsteht bei Müilbrennstoff hier eine Temperatur von etwa 1700° K. Bei reinen Kunstoffabfällen, für die eine Anlage gemäß der japanischen Veröffentlichung konzipiert wurde, dürften noch höhere Temperaturen entstehen.If the injected secondary air is about the stoichiometric ratio of both the combustible Carbonization gases as well as the unburned residue, a temperature is created here in the case of waste fuel of about 1700 ° K. In the case of pure plastic waste, for The one system designed according to the Japanese publication is likely to have even higher temperatures develop.

Derartige Verbrennungstemperaturen ergeben jedoch bei der Verbrennung von Müll bzw. Müilbrennstoff ίο verschiedene Probleme im Hinblick auf Schadstoff-Emissionen. Such incineration temperatures, however, result from the incineration of garbage or waste fuel ίο various problems related to pollutant emissions.

Chlorhaltige Kunststoffe und Kochsalz aus Resten von Küchenabfällen zersetzen sich und bilden chlorhaltige Kohlenwasserstoff-Gase. Neben Chlorwasserstoff können dabei auch hochgiftige, chlorierte, polyzyklische Kohlenwasserstoffverbindungen entstehen. Auch Schwermetallsalze verdampfen teilweise bei diesen hohen Temperaturen und kondensieren an allerfeinsten Flugstaubpartikeln, die oft auch von den besten Rauchgas-Entstaubungsanlagen nicht mehr abgeschieden werden.Chlorine-containing plastics and table salt from leftovers from kitchen waste decompose and form chlorine-containing plastics Hydrocarbon gases. In addition to hydrogen chloride, highly toxic, chlorinated, polycyclic Hydrocarbon compounds are formed. Heavy metal salts also partially evaporate with these high temperatures and condense on the finest airborne dust particles, often from the best Flue gas dedusting systems can no longer be separated.

Um diese Schadstoffe aus den Rauchgasen einer Müllverbrennung zu eliminieren muß deshalb eine sehr aufwendige Rauchgas-Waschanlage vorgesehen werden. Sowohl die Investitionskosten als auch der zusätzliche Energieverbrauch beim Einsatz derartiger Rauchgas-Waschanlagen sind erheblich.In order to eliminate these pollutants from the flue gases of a waste incineration, a very must therefore complex flue gas washing system can be provided. Both the investment costs and the additional energy consumption when using such flue gas washing systems are considerable.

Bei der Müllverbrennung entstehen bei hohen Temperatiiren zusätzliche Probleme durch das Schmelzen der Schlacke. Erst bei Temperaturen bei 2000° K wird die Schlacke so schmelzflüssig, daß sie im flüssigen Zustand abgezogen werden kann. Hierfür werden im allgemeinen Zusatzbrenner benötigt. Um ein Anbacken der Schlacke an den Wänden eines Drehrohres oder eines sonstigen Verbrennungsofens durch beginnende Schmelze bzw. beginnendes Sintern zu vermeiden, muß die Verbrennungstemperatur auf einen Wert zwischen 1300° und 1500° K abgesenkt werden. Dies geschieht bei bekannten Müllverbrennungsanlagen durch einen hohen Luftüberschuß bei der Verbrennung, der den Verbrennungswirkungsgrad erniedrigt und die Rauchgasmenge erhöht. Die erhöhte Rauchgasmenge versteuert wiederum die Rauchgasreinigungsanlagen.
Die Aufgabe der Erfindung liegt darin, die vorerwähnte Drehrohrfeuerung gemäß der japanischen Veröffentlichung so weiter zu bilden, daß ohne unwirtschaftlichen Luftüberschuß in einem mehrstufigen Verbrennungsablauf zumindest vor dem restlosen Ausbrand der Schwelgase eine niedrige Verbrennungsso temperatur eingehalten bzw. geregelt werden kann. Diese niedrige Verbrennungstemperatur soll im Bereich des Drehrohres einen Wert von 900 bis 1000° K möglichst nicht überschreiten, da bekanntlich bei diesen Temperaturen die meisten Schwermetallsalze noch nicht verdampfen und somit in der Schlacke verbleiben, während Chlor und andere Halogene teilweise in der alkalischen Asche und teilweise ggf. in Zugaben von Kalk oder ähnlichen Bestandteilen gebunden werden. Bei höheren Temperaturen würden die Verbindungen zwischen Calzium, Magnesium oder dergleichen mit Halogenen wieder zerfallen. Es sollen somit durch eine geregelte, relativ niedrige Verbrennungstemperatur im Drehrohr unter Vermeidung eines unwirtschaftlichen Luftüberschusses die teuren und im Betrieb unwirtschaftlichen Rauchgas-Waschanlagen entfallen.In the case of waste incineration, additional problems arise at high temperatures due to the melting of the slag. Only at temperatures of 2000 ° K does the slag become so molten that it can be drawn off in the liquid state. Additional burners are generally required for this. In order to avoid caking of the slag on the walls of a rotary kiln or other incineration furnace due to the beginning of melting or the beginning of sintering, the combustion temperature must be lowered to a value between 1300 ° and 1500 ° K. In known waste incineration plants, this occurs through a high excess of air during combustion, which lowers the combustion efficiency and increases the amount of flue gas. The increased amount of flue gas is in turn taxed by the flue gas cleaning systems.
The object of the invention is to develop the aforementioned rotary kiln according to the Japanese publication so that a low combustion temperature can be maintained or regulated in a multi-stage combustion process, at least before the complete burnout of the carbonization gases, without uneconomical excess air. This low combustion temperature should not exceed a value of 900 to 1000 ° K in the area of the rotary kiln, since it is known that most heavy metal salts do not evaporate at these temperatures and thus remain in the slag, while chlorine and other halogens are partly in the alkaline ash and partly possibly bound in additions of lime or similar components. At higher temperatures, the connections between calcium, magnesium or the like with halogens would break down again. A regulated, relatively low combustion temperature in the rotary kiln, while avoiding an uneconomical excess of air, should dispense with the expensive and uneconomical flue gas washing systems.

Diese Aufgabe wird bei einer Drehrohrfeuerung der eingangs angegebenen Art erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen MerkThis object is achieved according to the invention in a rotary kiln of the type specified above by the Mark specified in the characterizing part of claim 1

male gelösttimes solved

Bei einer derartigen Drehrohrfeuerung kann vorteilhaft im Bereich der Einblasdüsen am Außenumfang des Drehrohres über dem oberen Teil des Umfanges, eine etwa einem Bremsband entsprechende Abdeckung* für die oberen Einblasdüsen vorgesehen sein, die die oberen Einblasdüsen während des periodischen Trommelstillstandes abdichtet, wobei im unteren Teil des Umfanges Luftverteilerkanäle angeordnet sind.With a rotary kiln of this type, advantageously in the area of the injection nozzles on the outer circumference of the Rotary tube over the upper part of the circumference, a cover * corresponding approximately to a brake band the upper injection nozzles may be provided, which the upper injection nozzles during the periodic drum standstill seals, with air distribution channels being arranged in the lower part of the circumference.

Diese Ausbildung einer derartigen Drehrohrfeuerung ermöglicht eine Temperaturregelung im Drenrohr lediglich durch Einhalten der erforderlichen unterstöchiometrischen Luftmenge sowohl zur Entgasung im ersten Teil des Drehrohres als auch zum Ausbrand der kohlenstoffhaltigen Reste in der Asche in den weiteren Bereichen des Drehrohres, so daß bei dieser relativ niedrigen Verbrennungstemperatur der größte Teil aller Schadstoffe in Form von Halogenen oder Schwermetallsalzen in der Asche verbleibt bzw. in der Asche oder in Aschenzusätzen gebunden 'vird.This design of such a rotary kiln allows temperature control in the Dren tube simply by maintaining the required substoichiometric amount of air both for degassing in the first part of the rotary kiln as well as to burn out the carbonaceous residues in the ash in the other Areas of the rotary kiln, so that at this relatively low combustion temperature the largest part all pollutants in the form of halogens or heavy metal salts remain in the ash or in the Ashes or bound in ash additives'.

Der restlose Ausbrand der Schwelgase geschieht dann in bekannter Weise in der Nachbrennkammer durch zusätzliche Sekundärluft, wobei die dann entstehenden Verbrennungstemperaturen auf die oben beschriebenen Schadstoff-Emissionen keinen Einfluß mehr haben.The complete burnout of the smoldering gases then takes place in a known manner in the afterburning chamber by additional secondary air, with the resulting combustion temperatures on the above the pollutant emissions described no longer have any influence.

Die Abdeckung der Einblasdüsen im Drehrohr im oberen Bereich verhindert den Eintritt von Sekundärluft, die bereits im Drehrohr zu einer zusätzlichen Verbrennung der Schwelgase und damit zu einer unerwünschten Temperaturerhöhung im Drehrohr führen würde. Im Drehrohr soll nur soviel Sekundärluft zugeführt werden, daß ein möglichst vollständiger Ausbrand der kohlenstoffhaltigen Reste in der Asche geschieht. Nur so kann die Verbrennungstemperatur im gesamten Bereich des Drehrohres, daß heißt im gesamten Bereich der Anwesenheit von Asche mit eingebundenen oder darin enthaltenen Schadstoffen relativ niedrig gehalten werden.The cover of the injection nozzles in the rotating tube in the upper area prevents the entry of secondary air, which is already in the rotary kiln to an additional combustion of the carbonization gases and thus to a unwanted temperature increase in the rotary kiln would lead. There should only be as much secondary air in the rotary kiln be supplied that a complete burnout of the carbonaceous residues in the ash happens. This is the only way to control the combustion temperature in the entire area of the rotary kiln, that is to say in the entire area of the presence of ash with embedded or contained pollutants can be kept relatively low.

Die Figuren erläutern die Erfindung an einem schematischen Beispiel:The figures explain the invention using a schematic example:

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch ein Drehrohr mit hydraulischem Sperrklinkenantrieb für eine intermittierende Drehbewegung.Fig. 1 shows a cross section through a rotary tube with hydraulic ratchet drive for an intermittent rotary movement.

F i g. 2 zeigt einen teilweisen Längsschnitt durch ein Drehrohr im Bereich des Aschenausbrandes mit SekundärluftF i g. 2 shows a partial longitudinal section through a Rotary barrel in the area of the ash burnout with secondary air

In F i g. 1 ist das Drehrohr 1 an beliebiger Stelle im Querschnitt dargestellt mit einem am Außenumfang desselben im vorliegenden Beispiel dargestellten Sperrklinkenantrieb 2, der durch eine periodisch hin und her bewegte Kolbenstange 3 eines Hydraulikzylinders 4 betätigt wird.In Fig. 1 is the rotary tube 1 at any point in the Cross section shown with a pawl drive shown on the outer circumference of the same in the present example 2, the piston rod 3 of a hydraulic cylinder 4, which is moved periodically back and forth is operated.

In Fig.2 ist ein Teil des Drehrohres 1 im Bereich gegen Ende vor dem Aschenabzug im Längsschnitt dargestellt, wobei die Ausmauerung 5 des Drehrohres 1 blendenförmig den Innenumfang verengende Ringe 6 aufweist Im Bereich dieser blendenförmigen Ringe 6 sind die Einblasdüsen 7 angeordnet, die zunächst durch das Drehrohr 1 mit dessen Ausmauerung 5 etwa radial verlaufen und im Bereich der blendenförmigen Ringe etwa rechtwinklig abgeknickt sind und in Längsrichtung der Trommelachse in Richtung deren Abwärtsneigung in den Feuerraum münden.In Figure 2, a part of the rotary tube 1 is in the area towards the end in front of the ash removal shown in longitudinal section, the lining 5 of the rotary tube 1 Has rings 6 constricting the inner circumference in the form of a diaphragm in the area of these diaphragm-shaped rings 6 the injection nozzles 7 are arranged, initially through the rotary tube 1 with its lining 5 approximately radially run and are bent approximately at right angles in the region of the diaphragm-shaped rings and in the longitudinal direction the drum axis in the direction of its downward inclination open into the furnace.

Am Au3enumfang der Trommel 1 sind im oberen Teilbereich des Umfanges etwa einem Bremsband entsprechende Abdeckungen 8 für die Einblasdüsen vorgesehen. Diese liegen während des Trommelstillstandes zwischen den periodischen Drehbewegungen etwa wie das Bremsband einer fest angezogenen Band-Tammel-Bremse fest auf dem Außenumfang der Trommel 1 an und dichten damit die Einblasdüsen 7 gegen die Außenatmosphäre ab. Nur während der periodischen Trommeldrehung werden diese Bremsband-ähnlichen Abdeckungen 8 gelockert Im unteres; Teilbereich des Trommel-Außenumfanges — dort wo die Trommel mit Verbrennungsgut bzw. Asche gefüllt ist — sind ein oder mehrere Luftverteilerkanäle 9 angeordnet, die mit einem Gebläseluftanschluß 10 versehen sind und während des Trommelstillstandes mit ihren Rändern 11 über Dichtungen 12 fest am Trommelaußeriumfang anliegen. Während der periodischen Trommeldrehung werden diese Luftverteilerkanäle 9 geringfügig vom Außenumfang der Trommel 1 abgehoben, so daß die Trommel unbehindert gedreht werden kann, während gleichzeitig zwischen dem Gebläselufteintritt 10 und dem Gebläse für die Verbrennungsluft eine Drosselklappe geschlossen wird.On the outer circumference of the drum 1 there is approximately a braking band in the upper part of the circumference corresponding covers 8 are provided for the injection nozzles. These lie while the drum is at a standstill between the periodic rotary movements like the brake band of a tightly tightened one Band-Tammel brake firmly on the outer circumference of the Drum 1 and thus seal the injection nozzles 7 from the outside atmosphere. Only during the periodic drum rotation, these brake band-like covers 8 are loosened In the lower; Part of the drum outer circumference - there where the drum is filled with combustion material or ashes - are one or more air distribution ducts 9 arranged, which are provided with a blower air connection 10 and with during the drum standstill their edges 11 rest firmly on the outer drum circumference via seals 12. During the periodic As the drum rotates, these air distribution ducts 9 are slightly separated from the outer circumference of the drum 1 lifted off so that the drum can be rotated freely while at the same time between the Fan air inlet 10 and the fan for the combustion air, a throttle valve is closed.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Rotary tube firing for müil fuel with an intermittently rotating rotary tube in its the first section is partly degassed and partly burned with a substoichiometric amount of air, in a further section or in further sections the carbonaceous remainder through introduced Secondary air is burned out and an afterburning chamber for the complete burnout of the smoldering gases is connected downstream, the various sections in the rotary tube by injection nozzles containing diaphragm-shaped rings are divided, characterized in that the Injection nozzles (7) in the upper area of the rotating drum during the periodic drum standstill are closed and the lower injection nozzles (7) (pointing into the deposited material) only during the periodic drum standstill <; s with air distribution ducts (9) are connected in a gas-tight manner on the outer circumference of the drum.

2. Rotary kiln according to claim 1, characterized in that in the area of the injection nozzles (7) on the outer circumference of the rotary tube (1) over the upper part of the circumference an approximately one Brake band corresponding cover (8) for the upper injection nozzles (7) is provided, which the upper injection nozzles (7) seals during the periodic drum standstill and that in the lower Part of the circumference air distribution channels (9) are arranged.