DE3101244A1 - Kombinierter verbrennungs- und schmelzofen fuer feste, teigige und fluessige abfallstoffe - Google Patents

Description

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BE 19 514

Von Roll AG, 4563 Gerlafingen

"Kombinierter Verbrennungs- und Schmelzofen für feste, teigige und flüssige Abfallstoffe"

Kombinierter Verbrennungs- und Schmelzofen für feste, teigige und flüssige Abfallstoffe

Die Erfindung bezieht sich auf einen kombinierten Verbrennungs- und Schmelzofen für feste, teigige und flüssige Abfallstoffe, mit einer als Auflage für das Brenngut dienenden, mit feuerfestem Material ausgekleideten Trommel, die mit horizontaler oder geneigter Längsachse auf Rollen drehbar gelagert und um diese Achse zur Umwälzung des Brenngutes durch einen Antrieb in eine hin- und herschwenkende Bewegung versetzbar ist, wobei eine Beschickungsvorrichtung für die festen Abfallstoffe an einer Stirnseite der Trommel angeordnet ist und die Trommel im Bereich ihres hinteren, tiefer gelegenen Endes mit einer stehend angeordneten, ortsfesten Nachbrennkammer in Verbindung steht.

Bei einem bereits bekannten Ofen dieser Art, der ausschliesslich zur Verbrennung der Abfallstoffe dient, ist zur kontinuierlichen Beschickung des Ofens mit den Abfallstoffen eine Beschickungsvorrichtung an der mit einer Beschickungsöffnung versehenen vorderen, höher gelegenen Stirnwand der eine Schaukelbewegung ausführenden Trommel angeordnet, während das hintere, offene Ende der mit feuerfestem Material ausgekleideten Trommel in die stehend angeordnete, aus feuerfestem Material gemauerte ortsfeste Nachbrennkammer mündet, wobei an der oberen Mantelpartie der in der Mittellage ihrer Schaukelbewegung stehenden Ofentrommel im Bereich ihrer vertikalen Mittelebene auf mindestens einem Teil der Mantellänge eine oder mehrere Reihen von Düsen zur Einführung der Verbrennungsluft angeordnet sind (Schweizer Patentschrift Nr. 440 526).

Es ist auch schon ein kombinierter Verbrennungs- und Schmelzofen zur Verbrennung von Abfällen aller Art, insbesondere Müllbekannt geworden, bei dem eine mit einer Ueberlaufkante zur

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Abführung der schmelzflüssigen Schlacke versehene muldenförmige Unterlage für das Brenngut in einer in den vorderen Teil des Ofens eingebauten Wanne mit horizontaler oder geneigter Längsachse angeordnet und diese Wanne um ihre Längsachse schwenkbar gelagert ist, wobei mit Sauerstoff angereicherte, vorerhitzte Verbrennungsluft durch in der oberen Wandpartie des vorderen Ofenteils eingebaute, von oben gegen die Mulde gerichtete Düsen in den Feuerraum des Ofens eingeblasen wird (Schweizer Patentschrift Nr. 411 198).

Bei diesen bekannten Oefen zur ausschliesslichen Verbrennung bzw. kombinierten Verbrennung und Schmelzung von Abfallstoffen besteht jedoch der Nachteil, dass, vor allem wegen der unterschiedlichen Verbrennungsgeschwindigkeit der verschiedenartigen Abfallstoffe, die dem Ofen nachgeschalteten Aggregate, wie Abhitzekessel, Rauchgasreiniger und Saugzuganlage, mit einer stark schwankenden, d.h. ungleichmässigen Rauchgasmenge beaufschlagt werden, was sich namentlich bei der für eine bestimmte, möglichst konstant bleibende Durchsatz- und Wärmeleistung ausgelegten Wärmeverwertung (Abhitzekessel) recht ungünstig auswirkt, aber auch bei den anderen, dem Ofen nachgeschalteten Aggregaten im Hinblick auf deren entsprechend dem maximalen Gasdurchsatz zu bemessende Grosse unerwünscht ist.

Zweck der Erfindung ist, diesen Nachteil zu beseitigen, und es liegt ihr daher die Aufgabe zugrunde, einen kombinierten Verbrennungs- und Schmelzofen der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem trotz der aus dem verschiedenartigen Brennverhalten und der unterschiedlichen Beschaffenheit der verschiedenen Abfallstoffe, wie z.B. deren Heizwerte, Feuchtigkeitsgehalte und Anteile an unverbrennlichen Ballaststoffen, resultierenden unterschiedlichen Verbrennungsgeschwindigkeit eine im Ofenbetrieb praktisch gleichbleibende Rauchgasmenge

erreicht und dadurch auch eine gleichmässige Belastung der dem Ofen nachgeschalteten Aggregate, wie Kessel, Wäscher und Saugzuganlage, erzielt werden soll.

Demgemäss betrifft die Erfindung einen kombinierten Verbrennungs- und Schmelzofen der eingangs genannten Art, der erfindungsgemäss gekennzeichnet ist durch folgende Merkmale:

a) eine ausserhalb der mit einer Beschickungsöffnung versehenen hinteren Stirnwand der Trommel angeordnete, nach vorne kippbaren Beschickungsvorrichtung zur chargenweisen Beschickung des Ofens mit den festen sowie in Fässer gefüllten Abfallstoffen,

b) ein Brenner für die flüssigen Abfallstoffe, der koaxial zur Trommelachse an einem am vorderen Ende der Trommel fest angebrachten Brennerstutzen angeordnet ist,

c) eine Nachbrennkammer, deren Fuss mit einem Gaseintrittsstutzen versehen ist, dessen Eintrittsöffnung während der Schaukelbewegung der Trommel mit einer an deren oberem Tel] vorgesehenen Gasaustrittsöffnung in ständiger Verbindung steht,

d) eine feuerfeste Ausmauerung und Isolierung des oberen Teiles der Trommel und des unter b) erwähnten Brennerstutzens,

e) eine Auskleidung des unteren Teiles der Trommel mit einem feuerfesten keramischen Material und ausserhalb von diesem angeordnete, gegen den Umfang der Trommel gerichtete stationäre Wassersprühdüsen, und

f) ein mit Wasser gefülltes Granulierbecken, über das zur diskontinuierlichen Abführung der geschmol zenon Verbrennun<ji;-rückstände aus der Trommel die unter c) erwähnte Gasaustrittsöffnung durch eine 180°-Drehung der Trommel aus ihrer Mittelstellung schwenkbar ist.

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Dadurch wird erreicht, dass die dem Ofen nachgeschalteten Aggregate nunmehr mit einem im Gasvolumen gleichbleibenden Rauchgasstrom beaufschlagt werden, was im Vergleich zu den konventionellen Oefen kleinere und daher auch weniger kostenaufwendige Nachschaltäggregate ermöglicht, wobei namentlich für den Abhitzekessel auch wesentlich günstiger Betriebsbedingungen erreicht werden.

Weitere Merkmale des Ofens nach der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen hervor, in denen ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Ofens, das auch seine Wirkungsweise veranschaulicht, schematisch dargestellt sind. Es zeigen:

Fig. 1 einen kombinierten Verbrennungs- und Schmelzofen für feste, teigige und flüssige Abfallstoffe, in einem vertikalen Längsschnitt nach der Linie I-I der Fig. 2, und

Fig. 2 den Ofen der Fig. 1, in einem vertikalen Querschnitt nach der Linie II-II der Fig. 1 .

In Fig. 1 besteht ein allgemein mit 1 bezeichneter kombinierter Verbrennungs- und Schmelzofen für feste, teigige und flüssige Abfallstoffe im wesentlichen aus einer während des Betriebes eine Schaukelbewegung ausführenden Trommel 2, die vorne mit einem Brenner 3 für flüssige und hinten mit einer kippbaren Beschickungsvorrichtung 4 für feste sowie in Fässer gefüllte teigige Abfallstoffe versehen ist, und die im Bereich ihres hinteren Endes mit einer stehend angeordneten, stationären Nachbrennkammer 5 in Verbindung steht und durch eine 180°-Drehung aus ihrer Mittellage zur diskontinuierlichen Abführung der geschmolzenen Verbrennungsrückstände über ein mit.Wasser gefülltes Granulierbecken 6 schwenkbar ist. Dabei

bilden die Trommel 2 und die Nachbrennkammer 5 die Hauptteile des kombinierten Verbrennungs- und Schmelzofens 1.

Die Trommel 2 ist hier z.B. mit einer zur Horizontalen nacli hinten abfallend geneigten Längsachse A2 auf Rollen 7, 7a drehbar gelagert und um diese Achse A2 zur Umwälzung des in der Trommel befindlichen Brenngutes durch einen in Fig. 1 der grösseren Deutlichkeit wegen nicht dargestellten Antrieb in eine hin- und herschwenkende Bewegung versetzbar. Der Schwenkwinkel oi der Schaukelbewegung der Trommel 2 beträgt hier z.B. 90°, wobei also die Trommel 2 aus ihrer in Fig. 1 dargestellten Mittellstellung um je einen Winkel /3 von 45° nach beiden Seiten hin- und herschwenkt (vgl. Fig. 2). Der Trommelantrieb, der möglichst einfach sein soll, erfolgt vorzugsweise durch einen Seilzug, der nach bekannter Art durch einen hydraulischen oder pneumatischen Antrieb bewegt werden kann.

Die Trommel 2 ist an ihrem vorderen, höher gelegenen Ende mit einem koaxial zur Trommelachse A2 angeordneten Brennerstutzen 8 versehen, an dessen vorderer Stirnwand 8a, dieser gegenüber abgedichtet, der stationäre Brenner 3 für die flüssigen Abfallstoffe, wie z.B. Lösemittel, Altöle oder Wasser/Oel-Gemische, gleichfalls koaxial zur Trommelachse A2 angeordnet ist. Durch den Brenner 3 wird auch die Verbrennungsluft in die Trommel 2 eingeblasen. Das Gehäuse des Brenners 3, der hier mittels Rollen 3a auf einer Geradführung 3b verschiebbar gelagert ist, kann zur axialen Verstellung des Brenners 3 in eine in Fig. 1 mit strichpunktiert gezeichneten Linien angedeutete hintere Grenzlage gebracht werden.

Der obere Teil 2a der Trommel 2 sowie der bei ihrer Schaukelbewegung mitbewegte Brennerstutzen 8 sind mit feuerfestem

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Material 9 ausgemauert und isoliert, während der halbzylindrische untere Trommelteil 2b mit einer feuerfesten Auskleidung 10, deren Dicke erheblich geringer ist als die Wandstärke der Ausmauerung 9, versehen ist (vgl. auch Fig. 2) und an seiner Aussenseite mittels Wasser aus Sprühdüsen gekühlt wird. Durch die wassergekühlte Auskleidung 10 wird gewährleistet, dass sich im Betrieb des Ofens 1 während der Schmelzphase ein Schlackenfilm aus erstarrter Schlacke an der Bestampfungsoberflache bildet, der verhindert, dass die Auskleidung 10 durch flüssige Schlacke zerstört wird. Ein Stahlblechmantel 2d umschliesst die Trommel 2 samt ihrem Brennerstutzen 8.

Der Uebergang von der feuerfesten Ausmauerung 9 der Trommel 2 zu deren in der Dicke erheblich schwächeren Auskleidung 10 wird durch eine aussen am Trommelumfang vorgesehene Stufung (2s in Fig. 2) des zylindrischen Trommelmantels 2d gebildet, wobei der halbzylindrische untere Trommelteil 2b einen wesentlich kleineren Aussendurchmesser aufweist als der gleichfalls halbzylindrische obere Trommelteil 2a, was aus Fig. 2 besonders deutlich hervorgeht. Dadurch, dass diese Durchmesser-Stufung nicht im Innern der Trommel 2, sondern aussen an deren äusserem Mantel 2d angeordnet ist, wird trotz der oben und unten unterschiedlichen Wandstärken der Trommel 2 ein stufenloser, inbezug auf die Trommelachse A2 vollständig symmetrischer zylindrischer Feuerraum F2 für die Trommel 2 ermöglicht (vgl. auch Fig. 2).

Damit nun die Trommel 2, wie später anhand von Fig. 2 mehr im einzelnen erläutert werden soll, ausser ihrer hin- und herschwenkenden Schaukelbewegung mit der Schwenkamplitude von 90° auch noch eine nur von Zeit zu Zeit erfolgende Schwenkung um 180° zwecks diskontinuierlicher Entleerung der geschmolzenen Verbrennungsrückstände ins Granulierbecken

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6 ausführen kann, ist an ihrem halbzylindrischen unteren Teil 2b eine gleichfalls halbzylindrische, ringsektorförmige Stütz- und LaufUnterlage 2e vorgesehen, deren Aussendurchmesser 2f genauso gross ist wie der Aussendurchmesser des oberen Troni-melteils 2a, was insbesondere aus Fig. 2 deutlich hervorgeht. Daher läuft die Trommel 2 bei ihrer i80°-Entleerungsschwenkung zunächst mit dem Aussendurchmesser 2f der fest, aber vorzugsweise lösbar an der Trommel angebrachten Stütz- und Laufunterlage 2e und dann anschliessend auf dem Aussendurchmesser ihres halbzylindrischen oberen Trommelteils 2a auf den Tragrollen 7a, was Fig. 2 ebenfalls deutlich erkennen lässt.

Die kippbare Beschickungsvorrichtung 4 ist ausserhalb der mit einer zentralen Beschickungsöffnung 12 versehenen hinteren Stirnwand 2c der Trommel 2 auf horizontal angeordneten Lagerzapfen 13 schwenkbar gelagert und durch die Oeffnung 12 hindurch um 90° in Richtung des Pfeiles R4 nach vorne in die Trommel 2 einkippbar, wie dies in Fig. 1 durch die mit strichpunktiert gezeichneten Linien angedeutete Einkipplage 4' der Beschickungsvorrichtung 4 veranschaulicht ist. Die behälterartig ausgebildete Beschickungsvorrichtung 4 dient zur Aufnahme von und zur chargenweisen Beschickung der Trommel 2 mit festen sowie in Fässer 14 gefüllten Abfallstoffen, und sie ist dazu mit einem kolbenartig verschiebbaren Aufnahmeteller 15 versehen. Dieser Teller 15 besitzt eine nach unten ragende Stossstange 16, die in einer am Boden 4a der Beschickungsvorrichtung 4 angebrachten FührungshUlso 17 axial verschiebbar geführt ist. Wenn die Beschickungsvorrichtung 4 in die Trommel 2 eingekippt wird, so schwenkt das freie untere Ende der Stossstange 16 auf einem Kreise in Richtung der Pfeillinie R16 in die in Fig. 1 mit strichpunktiert gezeichneten Linien angedeutete Beschickungslage 16' nach oben, in der sie samt dem Teller 15 mittels einer axial nach vorne beweg-

baren Betätigungsstange 18 nach vorne gestossen werden kann, wodurch z.B. das nunmehr vor»dem Teller 15 liegende Fass 14 b/.w. der in der Beschickungsvorrichtung 4 befindliche Abfallstoff nach vorne ins Innere der Trommel 2 gestossen werden kann. Das hintere Ende der Trommel 2 ist durch ein ortsfestes Abschlussgehäuse 19, das auch die kippbare Beschickungsvorrichtung 4 umschliesst, gegen das Eindringen von Falschluft abgedichtet, wobei die Betätigungsstange 18 in einer in der Gehäuserückwand 19a dicht eingesetzten Führungshülse 20 axial verschiebbar geführt ist.

Die stationäre Nachbrennkammer 5, die ebenfalls mit einer feuerfesten Ausmauerung 9 versehen und mit ihrem Fuss 5a auf einem aus Stahlbauprofilen errichteten Gerüst 21 stehend aufgesetzt ist, 3teht über die Oeffnung 22 eines unteren Gaseintrittsstutzens 23 der Nachbrennkammer während der Schaukelbewegung der Trommel 2 mit einer im oberen Teil 2a der Trommel 2 angeordneten Gasaustrittsöffnung 24 ständig in einer nach aussen hin gasdichten Verbindung. Dazu ist der Gaseintrittsstutzen 23 der Nachbrennkammer 5 nach unten hin mittels zweier, die Trommel 2 von oben her umfassender taschenartiger Wangen 25 haubenartig erweitert, wobei diese beiden Wangen 25 entsprechend dem Umfang der Trommel 2 zylindrisch ausgebildet sind, in Richtung der Trommelachse A2 hintereinander liegen und entsprechend der lichten Weite W der Gaseintrittsöffnung 22 der Nachbrennkammer 5 voneinander distanziert sind (vgl. auch Fig. 2). Der untere, zylindrisch erweiterte Teil der Gaseintrittsöffnung 22 ist in seiner Grosse, Form und Lage der Grosse, Form und Schwenkamplitude der hin- und herschwenkenden Gasaustrittsöffnung 24 der die Schaukelbewegung ausführenden Trommel 2 angepasst (vgl. Fig. 2).

Verbrennungsluftdüsen 26 sind zwecks einer etwa notwendig werdenden Verlagerung der Verbrennung aus der Trommel 2 in

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die Nachbrennkammer 5 im unteren Teil der Nachbrennkammer angeordnet und an eine gemeinsame Ringleitung 27 für die einzuführende Verbrennungsluft angeschlossen. Der besondere Zweck dieser Düsen 26 soll später bei Erläuterung des Ofenbetriebes mehr im einzelnen dargelegt werden. Ein Brenner 28, der mit Heizöl oder Gas betrieben werden kann, ist gleichfalls im unteren Teil der Nachbrennkammer 5 vorgesehen und dient zur Aufrechterhaltung der Zündung der als Pyrolysegase aus der Trommel 2 in die Nachbrennkammer 5 einströmenden Rauchgase. Eine obere Gasaustrittsöffnung 5b der Nachbrennkammer 5 führt die Abgase aus dem Ofen 1 in das nachgeschaltete Aggregat, z.B. einen Strahlungskühler. Ein Blechmantel 5c umschliesst das Mauerwerk 9 der Nachbrennkammer 5.

Ein Tauchrohrstutzen 29, d.h. eine sogenannte "Tauchschurre", schliesst sich oben an den unteren Enden der beiden zylindrischen Wangen 25 des Brennkammer-Eintrittsstutzens 23 an (vgl. auch Fig. 2) und taucht mit seinem freien unteren Ende 29a in das Wasserbad 6a des Granulierbeckens 6 etwas ein, wodurch ein unerwünschtes Eindringen kalter Falschluft von unten her in die Trommel 2 und/oder die Nachbrennkammer 5 vermieden wird.

In Fig. 2 ist die nach aussen hin praktisch dichte Verbindung zwischen der hin- und herschwenkenden Gasaustrittsöffnung 24 der schaukelnden Trommel 2 und der Gaseintrittsöffnung 22 der stationären Nachbrennkammer 5 in einem Vertikalschnitt durch den Ofen 1 dargestellt. Die vertikale Längsmittelebene des Ofens 1 ist in Fig. 2 mit E1 bezeichnet. Von den beiden inbezug auf die Trommelachse A2 hintereinanderliegenden zylindrischen Wangen 25 ist aus Fig. 2 nur die vordere Wange ersichtlich. Die Wangen 25 bilden eine untere Fortsetzung des mit feuerfestem Material 9 ausgemauerten Gaseintritt-sstutzons 2λ der Nachbrennkammer 5 und umfassen haubenartig von oben her

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den halbzylindrischen oberen Teil 2a der Trommel 2. Die aus Stahlblech bestehende Tauchschurre 29 schliesst sich von unten her an die beiden Wangen 25 an, wobei zwei obere zylindrische Randpartien 29b Tauchschurre 29 (aus Fig. 2 ist nur die vordere Randpartie 29b ersichtlich) in ihrer Form dem äusseren Umfang P2 des halbzylindrischen unteren Trommelteils 2b angepasst sind (vgl. auch Fig. 1. Gemäss Fig. 1 ist nämlich der halbzylindrische untere Trommelteil 2b an seinem Umfang mit zwei gleichfalls halbzylindrischen, ringsektorförmigen Ansätzen 2g versehen, die an ihrem Umfang P2 den gleichen Aussendurchmesser aufweisen wie der halbzylindrische obere Trommelteil 2a und der Abdichtung des oberen Teils der Tauchschurre 29 gegen das Eindringen von Falschluft von aussen her dienen.

Gemäss Fig. 2 steht die Trommel 2 momentan gerade in der Mittelstellung ihrer Schwenkbewegung mit dem Schwenkwinkel

00 von hier z.B. 90°, wobei die vertikale Achsebene E2 der Trommel 2 mit der vertikalen Längsmittelebene E1 des Ofens

1 zusammenfällt. Die Gasaustrittsöffnung 24 der Trommel 2 ist beiderseits durch zwei schräge ebene Flächen 30 und 31 begrenzt, die hier in einem Winkel 4^ von 90°, dessen Spitze S in der vertikalen Achsebene E2 der Trommel 2 unterhalb der Trommelachse A2 liegt, zueinander angeordnet sind und innerhalb der Mauerstärke der feuerfesten Ausmauerung 9 im oberen Trommelteil 2a den erforderlichen Durchbruch für die Gasaustrittsöffnung 24 der Trommel 2 bilden. Der halbzylindrische untere Trommelteil 2b, der mit dem halbzylindrischen oberen Trommelteil 2a zwei in der horizontalen Achsebene H2 der Trommel 2 liegende Stufen 2s bildet und, wie der obere Trommelteil 2a, einschliesslich der Stufen 2s von dem Stahlblechmantel 2d umschlossen ist, wird im wesentlichen von der mittels der Wassersprühdüsen (11 in Fig. 1) gekühlten halbzylindrischen Schicht der feuerfesten Auskleidung 10 gebildet, wobei

diese Schicht 10 erheblich dünner ist als die Wandstärke des mit dem feuerfesten Material 9 ausgemauerten oberen Trommelteils 2a und hier z.B. nur etwa ein Drittel der Mauerwandstärke des letzteren beträgt.

Wenn die Trommel 2 während ihrer Schaukelbewegung mit dem SchwenkwinkelcL von 90° aus der in Fig. 2 dargestellten Mittelstellung in der Ebene E1 um den mit^ bezeichneten halben Schwenkwinkel von 45° nach links in ihre linke Grenzlage schwenkt, so schwenkt gleichzeitig die in Fig. 2 rechts gelegene kurze schräge Durchbruchsfläche 30 der Gasaustrittsöffnung 24 in eine vertikale obere Grenzlage, wie dies in Fig. mit einer strichpunktiert gezeichneten Linie 30a angedeutet ist, und wenn andererseits die Trommel 2 aus ihrer Mittelstellung in der Ebene E1 um den halben Schwenkwinkel β von 45° nach rechts in ihre rechte Grenzlage schwenkt, so schwenkt gleichzeitig die links gelegene schräge Durchbruchsfläche 31 nach oben in eine in Fig. 2 gleichfalls mit einer strichpunktierten Linie angedeutete vertikale obere Grenzlage 31a. Dabei fluchten die in ihren vertikalen Grenzlagen 30a bzw. 31a stehenden beiden Flächen 30 und 31 der Gasaustrittsöffnung 24 der Trommel 2 mit den die Gaseintrittsöffnung 22 der Nachbrennkammer 5 begrenzenden inneren Wandflächen 22a bzw. 22b des Gaseintrittsstutzens 23 der Nachbrennkammer 5. Die Gaseintrittsöffnung 22 der Nachbrennkammer 5 hat nämlich einen rechteckigen Querschnitt, dessen Längserstrekkung quer zur Längsmittelebene E1 des Ofens 1 gerichtet ist und der Breite der Gasaustrittsöffnung 24 der Trommel 2 sowie deren Schwenkwinkel OC von 90° angepasst ist. Man erkennt somit, dass die hin- und herschwenkende Gasaustrittsöffnung 24 der schaukelnden Trommel 2 auch dann ein ungehindertes Einströmen der Pyrolysegase aus der Trommel 2 in die Nachbrennkammer 5 gestattet, wenn die Trommel 2 und damit auch deren Gasaustrittsöffnung 24 in den beiden Grenzlaqen ihror

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Schaukelbewegung stehen. Die Eintrittsöffnung 22 der stationären Nachbrennkammer 5 steht also während der Schaukelbewegung der Trommel 2 mit deren Gasaustrittsöffnung 24 in ständiger Verbindung.

Zur diskontinuierlichen Abführung der schmelzflüssigen Verbrennungsrückstände in das mit Wasser gefüllte Granulierbecken 6 führt die Trommel 2 ab und zu eine einmalige Schwenkung bis um 180° aus ihrer in Fig. 2 gezeigten Mittelstellung in der vertikalen Ebene E1 aus und anschliessend selbstredend eine Rückschwenkung. Da die Tauchschurre 29 hier gemäss Fig. 2 aus der vertikalen Längsmittelebene E1 des Ofens 1 nach links versetzt ist, erfolgt diese Entleerungsbewegung der Trommel 2 gleichfalls nach links in Richtung des Drehrichtungspfeiles R2, d.h. in Blickrichtung der Fig. 2 im Gegenuhrzeigersinn. In Fig. 2 ist auch die Lage der beiden Begrenzungsflächen 30 bzw. 31 der dann nach unten ragenden Verbrennungsgasaustrittsöffnung 24 nach beendeter 180"-Entleerungsschwenkung der Trommel 2 mit zwei strichpunktiert gezeichneten Linien 30' und 31' angedeutet. Dies lässt im Verein mit der versetzten Lage der Tauchschurre 29 und dem asymmetrischen Querschnitt ihres oberen Teiles gemäss Fig. 2 erkennen, dass dadurch eine einwandfreie, vollständige Entleerung der Trommel 2 von den flüssigen Verbrennungsrückständen gewährleistet wird.

Der Betrieb des kombinierten Verbrennungs- und Schmelzofens 1 soll nun durch eine Beschreibung der Verbrennungs- und der Schmelzphase mehr im einzelnen erläutert werden, wie folgt:

1. Verbrennungsphase:

In dieser Phase werden die festen Abfallstoffe sowie die in Fässer 14 gefüllten festen oder pastösen Abfallstoffe mittels der kippbaren Beschickungsvorrichtung 4 chargenweise dem

Ofen 1 zugegeben. Die Verbrennungsluft wird durch den Brenner 3 in den vorderen Brennerstutzen 8 der Trommel 2 eingeblasen. Durch die 9O°-Schaukelbewegung der Trommel 2 wird in dieser eine intensive Umwälzung der Abfallstoffe bewirkt.

Wenn dem Ofen 1 Abfallstoffe zugegeben werden, die eine sehr hohe Verbrennungsgeschwindigkeit besitzen, so wird die Verbrennungsluft nicht mehr nur durch den Brenner 3, sondern ganz oder teilweise durch die Düsen 26 in die Nachbrennkammer 5 eingeblasen. Die in der Trommel 2 befindlichen Abfallstoffe werden dadurch einer Pyrolyse, d.h. einer Zersetzung bei hohe Temperatur oder thermischen Spaltung ausgesetzt, die auch als "Trockendestillation" bezeichnet wird. Die dabei entstehenden Gase verlassen als Pyrolysegase die schaukelnde Trommel 2 durch deren obere Gasaustrittsöffnung 24 und strömen dann in die Nachbrennkammer 2, wo sie gezündet werden. Damit wird erreicht, dass sich der Verbrennungsprozess aus der Trommel 2 in die Nachbrennkammer 5 verlagert und somit auch erst) die Wärme entbunden wird. Infolgedessen sinkt die Temperatur in der Trommel 2, wodurch die Pyrolyse des Brenngutes verlangsamt wird. Durch diese Mansnahme wird erreicht, dass die dem Ofen 1 nachgeschalteten Aggregate, wie Abhitzekessel, Rauchgaswäscher und Saugzuganlage, mit ei ner praktisch gleichbleibenden Rauchgasmenge beaufschlagt werden können. Wenn diese Massnahme nicht dazu ausreichen sollte, einen gleichbleibenden Rauchgasstrom zu erzeugen, so kann über den Trommelbrenner 3 zusätzlich Wasser als Kühl medium in die Trommel 2 eingedüst werden. Der Brenner 28, durch den Heiz- bzw. Altöl oder Gas in die Nachbrennkanuner 5 eingeführt wird, dient zur Aufrechterhaltung der Zündung der Pyrolysegase.

2. Schnielzphase:

Sobald der untere Teil 2a der Trommel 2 mit den Verbrennungsrückständen der vorangegangenen Verbrennungsphasen sowie evtl. mit Fässern 14 so weit gefüllt ist, dass die Trommel nicht mehr weiter mit Abfallstoffen beschickt werden kann, werden durch den Trommelbrenner 3 Lösemittel oder andere flüssige Brennstoffe, wie OeIe oder Wasser/OeI-Gemische, eingedüst und in der Trommel 2 verbrannt. Durch die dabei erzeugten hohen Temperaturen werden die festen Verbrennungsrückstände geschmolzen und anschliessend durch eine Entleerungsschwenkung der Trommel 2 bis 180° über deren dann nach unten ragende Verbrennungsgasaustrittsöffnung 24.in das mit Wasser gefüllte Granulierbecken 6 entleert.

Claims (8)

1. Patentansprüche

   1J Kombinierter Verbrennungs- und Schmelzofen für feste, teigige und flüssige Abfallstoffe, mit einer als Auflage für das Brenngut dienenden, mit feuerfestem Material ausgekleideten Trommel, die mit horizontaler oder geneigter Längsachse auf Rollen drehbar gelagert und um diese Achse zur Umwälzung des Brenngutes durch einen Antrieb in eine hin- und herschwenkende Bewegung versetzbar ist, wobei eine Beschickungsvorrichtung für die festen Abfallstoffe an einer Stirnseite der Trommel angeordnet ist und die Trommel im Bereich ihres hinteren, tiefer gelegenen Endes mit einer stehend angeordneten, ortsfesten Nachbrennkammer in Verbindung steht, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

   a) eine ausserhalb der mit einer Beschickungsöffnung (12) versehenen hinteren Stirnwand (2c) der Trommel (2) angeordnete, nach vorne kippbare Beschickungsvorrichtung (4) zur chargenweisen Beschickung des Ofens (1) mit den festen sowie in Fässer (14) gefüllten Abfallstoffen,

   b) ein Brenner (3) für die flüssigen Abfallstoffe, der koaxial zur Trommelachse (A2) an einem am vorderen Ende der Trommel (2) fest angebrachten Brennerstutzen (8) angeordnet ist,

   c) eine Nachbrennkammer (5), deren Fuss (5a) mit einem Ga;;-eintrittsstutzen (23) versehen ist, dessen Eintrittsöffnung

   (22) während der Schaukelbewegung der Trommel (2) mit einer an deren oberem Teil (2a) vorgesehenen Gasaustrittsöffnung

   (24) in ständiger Verbindung steht,

   d) eine feuerfeste Ausmauerung (9) und Isolierung des oberen Teiles (2a) der Trommel (2) und des unter b) erwähnten Brennerstutzens (8) ,

   e) eine Auskleidung (10) des unteren Teiles (2b) der Trommel (2) mit einem feuerfesten keramischen Material und ausserhalb

   von diesem angeordnete, gegen den Umfang der Trommel (2) gerichtete stationäre Wassersprühdüsen (11), und

   C) ein mit Wasser gefülltes Granulierbecken (6), über das zur diskontinuierlichen Abführung der geschmolzenen Verbrennungsrückstände aus der Trommel (2) die unter c) erwähnte Gasaustrittsöffnung (24) durch eine 180°-Drehung der Trommel (2) aus ihrer Mittelstellung schwenkbar ist.
2. 2. Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die im wesentlichen zylindrisch ausgebildete Trommel (2) an ihrem äusseren Umfang (P2) durch eine in Richtung der Trommelachse (A2) verlaufende Stufung (2s) abgesetzt ist und die Stampfmassenschicht (10) des unteren Trommelteils (2b) eine entsprechend der Stufungstiefe geringere Stärke aufweist als die Mauerstärke der feuersten Ausmauerung (9) des oberen Trommelteils (2a), wobei die Trommel (2) einen zur Trommelachse (A2) koaxialen zylindrischen Feuerraum (F2) besitzt.
3. 3. Ofen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stufung (2s) der Trommel (2) in deren horizontaler Achsenebene (H2) angeordnet ist und der obere und untere Trommelteil (2a, 2b) mit verschiedenen Aussendurchmessern halbzylindrisch ausgebildet sind.
4. 4. Ofen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der untere Trommelteil (2b) mit einer ringsektorförmigen Stütz- und Laufunterlage (2e) für die Trag- und Laufrollen (7a) der Trommel (2) versehen ist, wobei der Aussendurchmesser (2f) der Unterlage (2e) dem Aussendurchmesser des oberen Trommelteiles (2a) entspricht.
5. 5. Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Brenner (3) für die flüssigen Abfallstoffe axial verstellbar ist.
6. 6. Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die um eine horizontale Achse (13) schwenkbare, behälterartig ausgebildete Beschickungsvorrichtung (4) einen kolbenartig verschiebbaren Auf nähme te Her (15) aufweist, der mit einer Stossstange (16) versehen ist, die in einer am Boden (4a) der Vorrichtung angebrachten Führungshülse (17) axial verschiebbar geführt ist, und dass das hintere Ende der Trommel (2) durch ein ortsfestes Gehäuse (19) abqeschlossen int, <1.u> auch die Beschickungsvorrichtung (4) umschliesst und in dessen Rückwand (19a) eine Betätigungsstange (18) für die Beschickungsvorrichtung (4) axial verschiebbar geführt ist.
7. 7. Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gaseintrittsstutzen (5a) der Nachbrennkammer (5) durch zwei die Trommel (2) von oben her umfassende Wangen (25) haubenartig erweitert ist, wobei die beiden Wangen (25) entsprechend dem Trommelumfang (P2) zylindrisch gestaltet und in Richtung der Trommelachse (A2) entsprechend der lichten Weite (W) der Gaseintrittsöffnung der Nachbronnknmmor (5) voneinander distanziert sind, und dass der obere Teil einer dem Granulierbecken (6) zugeordneten Tauchschurre (29) sich von unten her an die beiden Wangen (25) anschliesst.
8. 8. Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Fuss (5a) der Nachbrennkammer (5) mit Verbrennungsluftdüsen (26) und einem Brenner (28) für Heizöl, Gas oder flüssige Abfallbrennstoffe versehen ist.