DE3139867C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage zum Verbrennen eines Müll-Klärschlammgemischs gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein bekanntes Problem bei der Müllverbrennung besteht darin, daß der Heizwert des Mülls aufgrund der unterschiedlichen Zusammensetzung starken Schwankungen unterworfen ist. Da­ durch wird die Feuerführung erschwert und das Wärmeangebot ungleichmäßig. Korrosionen an den Heizflächen des Wärme­ austauschersystemes sind hierauf zurückzuführen. Auch die Rauchgasreinigung wird problematisch, weil die Rauchgas­ menge und die Art und Konzentration der darin enthaltenen Schadstoffe sich in unvorhersehbarer Weise fortwährend ändern.

Zusätzliche Probleme ergeben sich, wenn zusammen mit dem Müll auch Klärschlamm auf einem Rostsystem verbrannt wird. Der selbst nach mechanischer Entwässerung noch verbleiben­ de Wassergehalt des Klärschlamms von z. B. 65 bis 70% hat einen negativen Einfluß auf den Verbrennungsablauf und auf die abgegebene Nutzwärme. Die pastenartige, klumpige Konsistenz des Klärschlamms erschwert seine gleichmäßige Verteilung und vergrößert daher die ohnehin schon vor­ handene Inhomogenität.

Die vorliegende Erfindung geht von dem aus der DE-OS 21 61 143 zu entnehmenden Stand der Technik aus. In dieser Druckschrift wird ein Verfahren beschrieben, bei dem Müll und Klärschlamm vor dem Einbringen in den Verbrennungsofen zunächst in einer Drehtrommel miteinander vermischt werden. Die Drehtrommel kann z. B. fahrbar als Müllsammelfahrzeug oder Großraumtransportcontainer ausgebildet sein. Dabei kann sich der gewünschte Homogenisierungseffekt jedenfalls nur auf den Inhalt einer solchen, notwendigerweise relativ kleinen Drehtrommel erstrecken. Außerdem dürfte die Ver­ mischung von Müll und Klärschlamm nur unzureichend sein, da aus Gründen der Wirtschaftlichkeit die Mischzeit relativ kurz gehalten werden muß. Eine Trocknung des Müll-Klär­ schlammgemischs ist nicht vorgesehen.

Gemäß der DE-OS 28 45 763 wird der Rohmüll nach Zugabe von entwässertem Klärschlamm in einer Mühle mittels Mahlkörpern zerkleinert und durch intensives Vermischen homogenisiert. Dabei wird eine Durchlaufzeit von 10 bis 15 Minuten empfohlen. Das zerkleinerte und vermischte Material wird zunächst einem Feinmüllbunker und von dort einer Feuerung zugeführt. Auf­ grund der kurzen Behandlungsdauer in der Mühle erstreckt sich auch hierbei der Homogenisierungseffekt jeweils nur auf eine geringe Müllmenge. Insbesondere für einen Feuchtigkeitsaus­ gleich zwischen Müll und Klärschlamm reicht die Zeit nicht aus, um einen gewissen Diffusionseffekt zu erhalten. Eine Trocknung ist auch hierbei nicht vorgesehen.

Durch die DE-AS 15 51 838 ist ein Verbrennungsverfahren, insbesondere für Raffinerieabfälle bekannt geworden, bei dem einer Verbrennungsdrehtrommel eine großvolumige soge­ nannte Vorrats- und Mischtrommel vorgeschaltet ist. Um die Verflüssigung von festen Teeren, Ölen und dergleichen zu ermöglichen, ist diese mittels eines aufgabeseitig in die Trommel hineinragenden Brenners direkt beheizt. Abgesehen von dem unerwünschten Aufwand an Zusatzbrennstoff hat diese Trommel aufgrund der direkten Beheizung und wegen der konstruktiven Anordnung des Brenners den Nachteil, daß sie nur mit relativ geringem Füllungsgrad gefahren werden kann.

Hierdurch ist sie, wie aus dem Folgenden deutlich werden wird, für die Homogenisierung eines Müll-/Klärschlammge­ mischs mit Selbstzerkleinerungseffekt und gleichzeitigem Feuchteausgleich wenig geeignet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Anlage der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung eine wesentlich gründlichere Zerkleinerung und Homogenisie­ rung sowie eine Verminderung und insbesondere eine Vergleich­ mäßigung der Feuchtigkeit dergestalt zu ermöglichen, daß ein Teil der im Klärschlamm enthaltenen Feuchtigkeit auf die Müll­ partikel übergeht.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Das große Fassungsvermögen der Drehtrommel erlaubt es, zahl­ reiche Chargen verschiedenster Herkunft miteinander zu mischen, so daß sich unterschiedliche Materialeigenschaften, insbesondere Heizwertschwankungen, statistisch praktisch vollkommen aus­ gleichen. Bei mehrstündiger, mindestens vierstündi­ ger Verweildauer werden nicht nur die Feststoffpartikel gründlich vermischt, sondern auch die insgesamt vorhandene Feuchtigkeit gleichmäßig verteilt. Die Beheizung bewirkt eine erhebliche Verminderung der Gesamtfeuchte und fördert die Diffusionsvor­ gänge, die für die gleichmäßige Verteilung der Feuchtigkeit wichtig sind. Durch die Rotation der Trommel bei hohem Füllungsgrad wird der Trommelinhalt gründlich zerkleinert, so daß eine fast gleichmäßige Teilchengröße bei geringem Feinkornanteil erreicht wird. Ein weiterer positiver Effekt ist eine erhebliche Verdichtung des Materials: Wie Versuche gezeigt haben, ist das Schüttvolumen des aufbereiteten Materials gegenüber dem angelieferten Müll um bis zu 50% kleiner.

Mit dem aufbereiteten Müll oder Müll-Klärschlammgemisch läßt sich in der Feuerung eine kurze, gleichmäßige Flamme mit optimaler Luftverteilung erreichen. Dadurch wird eine vollkommene Verbrennung ohne Nachverbrennungserscheinungen ermöglicht. Somit kann die Wärme im Feuerraum wesentlich günstiger abgebaut werden. Das Rauchgas gelangt mit wesent­ lich niedrigerer Temperatur an die Berührungsheizflächen. Korrosion und Verschmutzung werden erheblich reduziert. Es kann mit geringem Luftüberschuß gefahren werden, so daß der thermische Wirkungsgrad verbessert wird. Feuerung und Wärmetauscher, die bei bekannten Müllverbrennungsan­ lagen auf die Extremwerte der auftretenden Schwankungs­ breiten, insbesondere des Heizwertes, ausgelegt werden mußten, können kleiner dimensioniert werden. Die Auslege­ leistung wird besser ausgenutzt. Auch bezüglich der Rauch­ gasreinigung ist infolge der Vergleichmäßigung des Rauch­ gasstromes eine Senkung der Investitions- und Betriebs­ kosten möglich. Die erwähnten Vorteile bewirken insgesamt eine Verlängerung der Reisezeit und eine größere Verfüg­ barkeit der Gesamtanlage.

Bei der bevorzugten Auslegung der Drehtrommel gemäß Anspruch 2 ergibt sich bei einem Füllgrad von 70 bis 75%, der für den Selbstzerkleinerungsprozeß besonders günstig ist, eine optimale Verweildauer in der Drehtrommel von sechs bis zwölf Stunden.

Das in den Patentansprüchen 1 und 2 erwähnte Schüttvolumen des Abfalls ist das vor der Einfüllung in die Drehtrommel gemessene Schüttvolumen. Dies verdient Erwähnung, weil sich die Dichte während der Behandlung erheblich ändert.

Aufgrund des in Anspruch 3 angegebenen Merkmals wird das aufbe­ reitete Gemisch unmittelbar der Feuerung zugeführt, so daß eine Zwischenbunkerung entfällt.

Gemäß Anspruch 4 läßt sich die von der Drehtrommel abgegebene Menge an aufbereitetem Gemisch auf die Feuerungsleistung abstimmen.

Die Zeichnung dient zur Erläuterung der Erfindung anhand eines schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels.

Fig. 1 zeigt eine Ansicht des durch die Erfindung geprägten Teils der Anlage.

Fig. 2 zeigt ein vereinfachtes Dampf-Kondensat-Luftschema.

Eine Drehtrommel 1, die mit einer zwischen 0,8 und 4 min ^-1 stufenlos veränderlichen Geschwindigkeit antreibbar ist, liegt unmittelbar unter einer Entladerampe 2. Der Einfülltrichter 3 der Drehtrommel 1 ist sowohl von der Entladerampe 2 als auch vom Innenraum des Grobmüllbunkers 4 beschickbar. Für die Be­ schickung aus dem Grobmüllbunker 4 ist ein Kran 5 vorgesehen. Vom Ausfallgehäuse 6 der Drehtrommel 1 ist eine Fördereinrichtung 7, die als ansteigender, begehbarer und überdachter Gurtförderer ausgebildet ist, unmittelbar zum Aufgabetrichter 8 einer nicht dargestellten Rostfeuerung herkömmlicher Bauart geführt. Der Materialausfall aus der Drehtrommel 1 erfolgt in bekannter Weise über Schieber in einer am Trommelausfall angeordneten, in der Zeichnung nicht sichtbaren Stauscheibe.

Zur Betätigung der Schieber sind Stellmotore vorgesehen, die mit der Feuerung regelungstechnisch gekoppelt sind.

Die Drehtrommel 1 ist als Doppelmanteltrommel ausgebildet. Der Zwischenraum zwischen den beiden Trommelmänteln ist über eine Leitung 9 mit Dampf beaufschlagbar, z. B. mit dem Abdampf einer Turbine eines an die Anlage angeschlos­ senen, nicht dargestellten Kraftwerks. Das Kondensat ge­ langt über eine Leitung 10 zum Speisewasserbehälter des Dampferzeugers. Eine von der Leitung 9 abgezweigte Lei­ tung 12 ist mit einem Luftvorwärmer 13 verbunden. Die darin erzeugte Heißluft gelangt über eine Leitung 14 in die Dreh­ trommel 1. Vom anderen Ende der Drehtrommel 1 führt eine Brüdenleitung 15, die mit einem Gebläse ausgestattet ist, zur Feuerung 16. Alternativ zu der Leitung 15 kann auch eine Brüdenleitung 17 vorgesehen sein, die zu einem bio­ logischen Filter 18 geführt ist. Die Leitung 12 und der Luftvorwärmer 13 können bei dieser Art der Brüdenbehand­ lung entfallen.

Der Müll wird vorzugsweise direkt von den Müllsammelfahr­ zeugen in die Drehtrommel 1 eingeführt. Bei zeitlich konzen­ trierter Anlieferung wird ein Teil des Mülls in den Grob­ müllbunker gefahren und dann von dort aus nach Bedarf mit dem Greifer des Krans 5 aufgegeben. Zwischendurch wird in entsprechender Menge z. B. mit einem Container vorent­ wässerter Klärschlamm angeliefert und ebenfalls in den Einfülltrichter 3 entleert.

Beispiel

Die Feuerung hat einen theoretisch errechneten Gesamtdurch­ satz von rund 850 t/d. Unter Berücksichtigung der Verfügbar­ keit und einer gewissen Reserve wird eine Nenndurchsatz­ leistung der Drehtrommel von 600 t/d zugrundegelegt, die sich zusammensetzt aus 500 t/d an festen Abfallstoffen mit einem Wassergehalt von im Schnitt rund 35% und 100 t/d an vorentwässertem Klärschlamm mit einem Wassergehalt von z. B. 65%. Die mittlere Schüttdichte des Gemischs beträgt vor der Behandlung 0,30 t/m³, während der Behandlung 0,40 t/m ³ und nach der Behandlung 0,45 t/m³. Bezogen auf das Schütt­ volumen des angelieferten Materials beträgt also der Volumen­ durchsatz 2000 m³/d. Um eine Verweilzeit in der Drehtrommel von rund acht Stunden und einen Füllgrad von 75% zu erreichen, muß das Trommelvolumen etwa 670 m³ betragen. Dementsprechend hat die Trommel z. B. eine Länge von 35 m und einen lichten Durchmesser von 5 m. Der Trommelmantel wird mit Dampf von z. B. 200°C beheizt. Das aufbereitete Material hat in diesem Fall eine Restfeuchte von 35%.

Claims (4)

1. Anlage zum Verbrennen eines Müll-Klärschlammgemischs mit einer Feuerung und einer der Feuerung vorgeschalteten Drehtrommel zum Erzeugen des Müll-Klärschlammgemischs, dadurch gekennzeichnet, daß das Fassungsvermögen der Drehtrommel (1) bei dem auslegungs­ gemäßen Füllungsgrad von etwa 70-75% mindestens dem Schütt­ volumen des Abfalls entspricht, das in vier Stunden in der nach­ geschalteten Feuerung verbrennbar ist, und daß die Drehtrommel (1) indirekt beheizt ist.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fassungsver­ mögen der Drehtrommel (1) dem Schüttvolumen des Abfalls entspricht, das in sechs bis zwölf Stunden in der nachgeschalteten Feuerung verbrennbar ist.

3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine unmittel­ bar vom Ausfallgehäuse (6) der Drehtrommel (1) zum Aufgabetrichter (8) der Feuerung geführte Fördereinrichtung (7).

4. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrage­ vorrichtung der Drehtrommel (1) regelungstechnisch mit der Feuerung gekoppelt ist.