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Drehtrommelofen zum Verbrennen von Müll sowie Verfahren
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dafür Die Erfindung betrifft einen Drehtrommelofen zum Verbrennen
von Müll, insbesondere von sogenanntem Sondermüll, mit zumindest einen hitzebeständigen
Mantel -- beispielsweise eine zum Innenraum des Ofens hin gerichtete feuerfeste
Ausmauerung -- aufweisender Trommelwandung. Darüber hinaus zielt die Erfindung auf
ein Verfahren zum Verbrennen von Müll, insbesondere von sogenanntem Sondermüll in
einem Drehtrommelofen unter Erzeugung von Schlacke an der Innenfläche der Trommelwandung.
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Bei der Verbrenrlurlg von Industrie- oder Sondermüll in einem Drehtrommel-
oder Drehrohrofen bildet sich bekanntlich eine Schlackenschicht, welche auf der
Ofenausmauerung gegen die Drehrichtung des Ofens fließt und einen gewissen Schutz
für die Ofenausmauerung bewirkt. Diese Schlakenschicht ändert ständig ihre Konsistenz
und Dicke, wodurch ihre Schutzwirkung erheblich beeinträchtigt und die Ausmauerung
wechselnden Belastungen ausgesetzt ist.
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Dadurch verschleißt die Ausmauerung spätestens in 8 000 bis 12 000
Betriebsstunden. Deren Erneuerung ist sehr teuer, zumal die ganze Anlage dazu stillgelegt
werden muß.
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Zur Verbesserung der beschriebenen Schlackenschicht wird häufig dem
Ofen Quarzsand zugegeben; diese Methode hat sich jedoch als sehr unbefriedigend
herausgestellt, da sie zu keiner gleichmäßig aufgebrachten Schlackenschicht führt
und vor allem nicht erlaubt, eine bestimmte minimale Schlackenschicht auf der Ausmauerung
sicherzustellen.
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Weiterhin wurde mit erheblichem Aufwand versucht, die Abfälle so vorzusortieren,
daß möglichst gleichbleibende Schlackenschmelzpunkte beibehalten werden. Um dies
wirkungsvoll durchführen zu können, sind große Erfahrungen in der Sortierung und
verschiedene parallele Verbrennungsstraßen erforderlich.
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Eine andere Möglichkeit ist, die schwankenden Schlackeneigenschaften
durch Zusatzstoffe auszugleichen. Dies ist teuer und auch unsicher in der Wirkung.
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Angesichts dieser Gegebenheiten hat sich der Erfinder das Ziel gesetzt,
die erkannten Nachteile von Vorrichtungen und Verfahren der eingangs erwähnten Art
zu vermeiden und die llerstellurlg einer beständigen Schlackenschmelzschicht in
einem Drehtrommelofen zu ermöglichen.
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Zur Lösung dieser Aufgabe führt, daß der hitzebeständige Mantel unter
Bildung eines Strömungsraumes oder Kanals für ein Kühlmedium von einem Außenmantel
umgeben und der Strömungsraum oder Kanal über wenigstens eine Öffnung
od.
dgl. mit einer Zufuhreinrichtung für das Kühlmedium verbunden ist sowie eine Austrittsöffnung
für dieses Kühlmedium aufweist.
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Dieser Kanal kann die gesamte Trommelinnenfläche umgeben, so daß zwischen
Innenmantel und Außenmantel ein Ring oder ein Kissen aus dem Kühlmedium entsteht.
Die Erfindung umfaßt aber auch die Möglichkeit, das Kühlmedium in einem Kanal oder
in mehreren röhrenförmigen Kanälen über den Mantel zu leiten. Als Kühlmedium kommt
insbesondere Luft, aber auch z. B. Wasser in Betracht.
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Dank dieser Mantelkühlung wird die Temperatur in/an der Ausmauerung
gesenkt. Diese Temperatursenkung bringt die Schlackenschmelze bei Berührung mit
der Ausmauerung zum Erstarren. Es bildet sich eine ständige Pelzschicht über die
gesamte Ausmauerung, auf der sich dann die flüssige, korrosive Schlackenschmeize
bewegt. Ihr Angriff auf die Ausmauerung wird 90 wirksam verhindert, der Verschleiß
verringert und die Standzeit des Ofens erhöht. Die Ausmauerung bleibt vollkommen
erhalten, wodurch die Festigkeit der Trommel unbeeinflußt ist.
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Als besonders günstig hat es sich erwiesen, eine laufende Temperaturüberwachung
in der Ausmauerung vorzusehen.
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Mit der Temperaturmessung soll vorzugsweise auch eine Steuerung der
Luftmenge einhergehen, um ein zu tiefes Absenken der Temperatur der Ausmauerung
zu vermeiden, was zu einer zu dicken Pelzschicht führen und die Effektivitt des
Ofens beeinträchtigen würde.
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Gegebenenfalls wird um den Außenmantel nochmals eine Isolierschicht
gelegt, damit das Kühlmedium nicht Wärme aus der höheren Umlufttemperatur aufnehmen
muß.
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Im Rahmen der Erfindung liegt auch die Unterteilung des Kanals in
einzelne Kammern, wobei jede dieser Kammern eine Eintritts- und eine Austrittsöffnung
für das Kühlmedium aufweist. Dadurch kann die Beaufschlagung der Wandungmit dem
Kühlmedium noch besser gesteuert werden, wobei die Temperatur des Kühlmediums oder
dessen Menge in der Kammer nahe der Austragsöffnung für die Schlacke am höchsten
sein dürfte, da hier auch die Schlacke sehr hohe Temperaturen aufweist.
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Wird als Kühlmedium erfindungsgemäß Luft verwendet, ist vorgesehen,
diese nach dem Kühlvorgang erwärmte Luft zu sammeln und in den Innenraum des Ofens
zu leiten. Durch diese Maßnahme und die zusätzliche Isolierung wird der Abstrahlungsverlust
auf etwa 160 - 200 kcal/m2h verringert gegenüber ca. 2000 - 3000 kcal/m2h ohne diese
Maßnahmen.
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Eine weitere Verbesserung der Kühlwirkung besteht in einer Beschleunigung
des Wärmeüberganges durch den Einbau von Schikanen in den Kanal.
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Die bevorzugte Aufrauhung der Innenfläche der Ausmauerung führt zu
einer Erhöhung der Haftfestigkeit der Pelzschicht. Die Aufrauhung kann auch durch
Einbringen von Stiften od. dgl. in die Ausmauerung geschehen.
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Das von der Erfindung umfaßte Verfahren zeichnet sich dadurch aus,
daß die Trommelwandung durch ein Kühlmittel gekühlt und an der gekühlten Trommelwandung
eine beständige -- d. h. eine über die Trommellänge hin gleich konditionierte --
Schlackenpelzschicht erzeugt wird. Dabei soll nach einem bevorzugten Verfahrensschritt
das Kühlmedium an der Trommelwandung gegen die Fließrichtung in der Schlacke bzw.
im Temperaturgefälle geführt werden, was den Wirkungsgrad erhöht.
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Außerdem hat es sich als günstig erwiesen, in dem der Schlackenpelzschicht
benachbarten Bereich der Trommelwandung die Temperatur mittels Temperaturfühlern
od. dgl.
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zu messen und in Abhängigkeit von dieser die Menge des Kühlmediums
zu steuern. Dabei kann zwischen Temperaturmeßquelle und Steuerorgan zur vollautomatischen
Regelung eine Vergleichslogik angeordnet werden, welche die von Temperaturfühler
ausgegebenen Ist-Werte mit vorbestimmten Soll-Werten vergleicht und die Steuerung
in Abhängigkeit von der sich ergebenden Differenz beaufschlagt.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben
sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele, sowie
anhand der Zeichnung; diese zeigt in Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Drehtrommelofen
Fig. 2 einen vergrösserten Ausschnitt aus der Wand eines Drehtrommelofens im Bereich
A nach Fig.l Fig. 3 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispieles
nach Fig. 1.
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Ein Drehtrommelofen 10 ist beispielsweise -- nicht dargestellt --
zwischen einer Fassaufgabevorrichtung für Sondermüll und einer Transporteinrichtung
für Schlacke bzw.
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einer Gasreinigungsanlage angeordnet.
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5 Der SondermüllQwird nach Fig. 1 durch eine Beschickungsöffnung
12 in den Drehtrommelofen gegeben und verlässt ihn nach Verbrennung wesentlicher
Bestandteile als Schlacke durch die Austragsöffnung 13.
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Der Drehtrommelofen 10 wird gehalten von zwei Laufringen 14 und über
einen Zahnkranz 15 von einem -- nicht dargestellten -- Antrieb gedreht. Laufringe
14 und Zahnkranz 15 umgeben die Wandung 16 des Drehtrommelofens 10.
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Nach Fig. 2 ist die Wandung 16 aus mehreren Lagen aufgebaut.
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Im wesentlichen besteht sie aus einem hitzebeständigen Innenmantel
17, vorzugsweise aus Metall, und einem Aussenmantel 18. Beide umgeben einen Luftkanal
20. Der Innenmantel 17 ist gegebenenfalls zum Innenraum mit einer Ausmauerung 21
oder dgl. umkleidet, der Aussenmantel 18 kann an seiner Aussenfläche eine Isolierschicht
22 aufweisen. Auf der Ausmauerung 21 bildet sich im Laufe des Betriebes des Ofens
eine Pelzschicht 19 aus Schlackenstoffen.
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Die Luft gelangt nach Fig. 1 von einer -- nicht dargestellten -- Luftzufuhreinrichtung
durch eine den Aussenmantel 18 und gegebenenfalls die Isolierschicht 22 durchbrechende
Oeffin in Richtung x in den Luftkanal 20 und verlässt ihn durch eine Austrittsöffnung
24.
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Die Oeffnungen 23 bzw. 24 können beispielsweise von einer feststeheten
Manschette 25 umgeben sein, wobei Manschette 25 und die Seitenwände 26 der Oeffnungen
23 bzw. 24 eine schleifende Verbindung haben.
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Eine weitere Möglichkeit der Luftzirkulation nach Fig. 3 sieht vor,
dass der Luftkanal in Kammern 28 unterteilt ist, wobei jede Kammer eine Oeffnung
23 für den Lufteintritt und eine Austrittsöffnung 24 aufweist.
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Weiterhin ist vorgesehen, gegebenenfalls die Luft aus der/ den Austrittsöffnungen
24 über eine -- schematisch dargestellte -- Leitung 30 durch die Beschickungsöffnung
12 dem Innenraum X des Drehtrommelofens 10 zuzuführen.
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In Fig.2 sind mit 31 Temperaturfühler bezeichnet, mit denen die an
der Ofeninnenfläche herrschende Temperatur ermittelt und von denen die erhaltenen
Werte einer nicht gezeigten Steuerung zur temperaturabhängigen Wahl der Menge des
Kühlmediums eingegeben werden.
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