DE3324627C2

DE3324627C2 - Verfahren zum Verbrennen von Müll

Info

Publication number: DE3324627C2
Application number: DE19833324627
Authority: DE
Inventors: Sedat Dipl.-Ing. 4006 Erkrath Temelli
Original assignee: Müllverbrennungsanlage Wuppertal GmbH, 5600 Wuppertal
Current assignee: Awg Abfallwirtschaftsgesellschaft Mbh Wuppertal 5
Priority date: 1983-07-08
Filing date: 1983-07-08
Publication date: 1987-04-09
Also published as: DE3324627A1

Abstract

Verfahren zum Verbrennen von Müll, wobei der im Feuerraum (4) befindliche Müll (3) in einer Verbrennungszone (5) von unten mit kalter Verbrennungsluft durchströmt wird und die Rauchgase abgeführt und vor dem Austritt in die Atmosphäre zum Auffangen von Flugstaub gefiltert werden. Die Rauchgase werden vor dem Filtern teilweise abgeleitet und zusammen mit der kalten Verbrennungsluft in das Müllbett rückgeleitet.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbrennen von Müll, wobei der im Feuerraum befindliche Müll in einer Verbrennungszone von unten mit kalter Verbrennungsluft, der rückgeführte Rauchgase beigemischt werden, durchströmt und dort bei einer Temperatur von bis ca. 1200°C verbrannt wird, sowie die Rauchgase vor dem Austritt in die Atmosphäre zum Auffangen von in diesen befindlichem Flugstaub gefiltert werden.
Ein derartiges Verfahren ist aus dem DE-Buch: Rauchgasreinigung nach der Abfallverbrennung, 12. Abfallwirtschaftsseminar an der TU Berlin, 1981, eiten 338 bis 358, bekannt. Die Rückführung der Rauchgase in die Verbrennungsluft, die sogenannte Rauchgasrezikurlation, dient insbesondere dazu, einen erhöhten energetischen Wirkungsgrad und eine verminderte Schadstoffemission zu erreichen. Es wird hierzu ein Teilstrom der Rauchgase an einer Stelle des Rauchgasweges abgezweigt, der im Prozeßablauf hinter dem Ort der Wiedereingabe in den Prozeß liegt. Hierdurch wird die Temperatur der Verbrennungsgase gesenkt, da diese vor allem im Vergleich zu Frischluft sauerstoffärmer und somit weniger reaktionsfreudig sind. Die Reaktionstemperatur von bis zu 1200°C kann besser eingehalten werden, was eine Bildung von thermischem Stickoxid weitgehend ausschließt. Die zur Emission in die Atmosphäre vorgesehenen Rauchgase werden bei dem bekannten Verfahren zur Abscheidung von Flugstaub gefiltert, um hierdurch unkontrollierte Schadstoffemissionen weiter zu vermindern. Die durch die Filterung abgeschiedenen Stoffe können zu einer externen Aufbereitung abgegeben werden. Allerdings haben sich auch nach einer externen Aufbereitung des aus den Rauchgasen ausgefilterten Flugstaubes Probleme ergeben, diese Stoffe sowie auch die übrigen Verbrennungsrückstände und Schlacken, zu deponieren, da eine Auslaugung von Schwermetallen sowie von erheblichen Salzfrachten erfolgt. Mit dem Deponieren der Schlacke und des Flugstaubes sind somit nicht mehr vertretbare Umweltbelastungen verbunden, die sich insbesondere durch das Eindringen von Schwermetallen und z. B. Chloriden ins Grundwasser ergeben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das bekannte Verfahren zur Müllverbrennung derart zu verbessern, daß insbesondere die Chloride und Schwermetalle derart aufbereitet sind, daß sie in der Deponie nicht mehr umweltbelastend sind, und der Wirkungsgrad des Verfahrens verbessert wird.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der ausgefilterte Flugstaub in die rückgeführten Rauchgase eingeleitet und mit diesen unter Beigabe von alkalischen Zuschlagstoffen von unten in das Müllbett eingeblasen wird.
Mit der erfindungsgemäßen Maßnahme, daß zusätzlich zu der bekannten Rauchgasrezirkulation der ausgefilterte Flugstaub den rückgeführten Rauchgasen zugesetzt wird, wird die Möglichkeit geschaffen, daß der Filterstaub im Müllbett mit der Rostschlacke sintert. Nach dem Sinterungsprozeß des Flugstaubes im Müllbett werden seine von der Umwelt gefürchteten, wasserlöslichen Substanzen wasserunlöslich, so daß die im Flugstaub enthaltenen Salz- und Schwermetallgehalte in der Deponie nicht mehr ins Grundwasser als gelöste Stoffe eindringen können. Da erfindungsgemäß der Gewichtsanteil des Flugstaubes vorzugsweise ca. 5% von der in der Verbrennungszone befindlichen Rostschlacke beträgt, wird ein feuerungstechnisches Problem nicht auftreten. Darüber hinaus kann der mit der Rostschlacke gesinterte Flugstaub auch keine qualitativen Nachteile für die Rostschlacke verursachen. Das erfindungsgemäße Konzept, alkalisch reagierende Zuschlagstoffe in pulvriger oder gelöster Form in die Abgasrücksaugleitung zu dosieren und diese Stoffe mittels eines Gebläses in das Müllbett einzubringen, bewirkt, daß die sauren Schadstoffe Chlorwasserstoff und Fluorwasserstoff umgesetzt werden.
Die US-PS 38 34 326 offenbart ein Verfahren zur Verbrennung von Müll, bei dem zwar die Rückführung von aus dem Rauchgas abgeschiedenen Feststoffen in die Feuerung gezeigt ist, jedoch erfolgt dies bei einer Wirbelschichtfeuerung, die eine viel stärkere Staubfreisetzung aufweist, was außerordentlich nachteilig ist. Ferner erfolgt bei diesem bekannten Verfahren die Rückführung der Feststoffe durch Luft anstatt gemäß vorliegender Erfindung durch Rauchgas. Auch eine Additivzugabe zusammen mit rückgeführten Feststoffen und Rauchgasen ist nicht vorgesehen.
Aus der DE-OS 29 18 580 ist ein Verfahren zur Mehrstoffverbrennung bekannt, bei dem die Zugabe von Kalk an verschiedenen Stellen der Verbrennungsanlage vorgesehen ist. In dieser Druckschrift ist jedoch weder eine Rauchgas-, noch eine Flugascherückführung offenbart.
Anhand des in der beiliegenden Zeichnung dargestellten Verbrennungsschemas wird die Erfindung wie folgt erläutert.
In der Figur ist ein Verbrennungskessel 1 schematisch dargestellt, in dem über eine Müllaufgabeeinrichtung 2 Müll 3 aufgegeben wird. Von der Müllaufgabe 2 fällt der Müll 3 in einen Feuerraum 4 des Kessels 1 und wird im Bereich von dessen Verbrennungszone 5 verbrannt. Die Verbrennungszone 5 besteht aus einem Rost bzw. aus mehreren hintereinander angeordneten Rostwalzen 6, mit denen der Müll während der Verbrennung zum Kesselausgang 7 am unteren Ende der geneigten Rostfläche transportiert und dort als Schlacke entnommen wird. Unterhalb der Rostwalzen 6 befinden sich Zuführungen 8 zum Zuführen von kalter Verbrennungsluft in die Verbrennungszone 5. Über eine Abluftzone 9 und einen Abluftkamin 10 werden die bei der Verbrennung auftretenden Rauchgase in die freie Atmosphäre geleitet. Innerhalb des Abluftkamins 10 ist ein Filter 11 eingebaut, insbesondere ein Elektrofilter, mit dem die Rauchgase gefiltert und die in diesen befindlichen Flugstäube aufgefangen werden. Weiterhin kann sich hinter dem Filter auch eine Rauchgaswaschanlage 12 befinden, wie dies ebenfalls eingezeichnet ist.
Es ist eine Rauchgasrezirkulation vorgesehen, wobei mittels einer Rückführungsleitung 14 aus dem Abluftkamin 10 vor dem Filter 11 ein Teilstrom von vorzugsweise 20-40% der Rauchgase von unten in die Verbrennungszone 5 rückgeführt wird. Dabei erfolgt die Wiedereingabe der Rauchgase im Anfangsbereich der Verbrennungszone, und zwar vorzugsweise unter den ersten drei der insgesamt sechs Rostwalzen 6. Damit wird die Verbrennungsluft, die mittels der Zuführungen 8 von unten in die Verbrennungszone eingeblasen wird, zusammen mit den Rauchgasen in die Verbrennungszone 5 eingeleitet. Die Entnahme des Teilstroms der Rauchgase erfolgt an einer Stelle, die im Prozeßablauf der Rauchgase hinter dem Ort der Wiedereingabe in den thermischen oder chemischen Prozeß liegt. Der Rauchgasteilstrom wird vorzugsweise mittels eines Ventilators aus dem Abluftkamin 10 entnommen. Die Rückführungsleitung 14 ist vorzugsweise isoliert, so daß ein geringer Wärmeverlust bei der Rückführung erfolgt. Die Rauchgase werden damit dem Bereich der Trocknungs- und Entgasungsvorgänge sowie der Vermischungs- und Ausbrandzone zudosiert. Da die rückgeführten Rauchgase je nach Luftüberschußzahl noch viel Sauerstoff enthalten, können sie einen Teil der für die optimale Verbrennung erforderlichen Frischluftmenge der zugeführten kalten Verbrennungsluft ersetzen. Außerdem werden, insbesondere auch im Bereich der Trocknungs- und Entgasungsvorgänge, in denen kein Sauerstoffbedarf vorliegt, statt Frischluft sauerstoffärmere Rauchgase eingesetzt. Hierdruch kann die Anfangskonzentration des Sauerstoffs im Verbrennungsprozeß und damit die Luftüberschußzahl reduziert werden. Die Temperatur der Verbrennungsgase wird durch die Zugabe von Rauchgas gesenkt, da das zugefilterte Rauchgas im Vergleich zur eingesparten Frischluft ein größeres Volumen haben muß, um eine etwa vollkommene Verbrennung zu gewährleisten, so daß den Verbrennungsabgasen zur Erwärmung der Rauchgase von ca. 300°C auf die Verbrennungstemperatur bis ca. 1200°C erhebliche Energiemengen entzogen werden. Dabei wirkt sich die Erniedrigung der Feuerraumtemperatur besonders im Hinblick auf die Entstehung von Aerosolen und NO_x-Verbindungen sowie auf den Gehalt im Rauchgas von z. B. Alkali- und Erdalkalisalzen aus, da diese erst oberhalb von 1400°C verdampfen.
Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, daß mittels einer Zufuhrleitung 15 in die Rauchgas-Rückführungsleitung 14 Flugstaub eingeleitet wird, der im Filter 11 aufgefangen wurde, so daß der ausgefilterte Flugstaub zusammen mit den Rauchgasen in die Verbrennungszone rückgeführt wird. Hierdurch sintert der rückgeführte Flugstaub im Müllbett mit der Rostschlacke, und die im Filterstaub enthaltenen Salz- und Schwermetallgehalte werden wasserunlöslich gemacht. Weiterhin ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß über eine Dosierleitung 16, die in der Rückführungsleitung 14 hinter dem Eintritt der Zufuhrleitung 15 endet, alkalische Additive zugeführt werden, und zwar in pulvriger oder in gelöster Form. Durch diese alkalischen Zusatzstoffe, die vorzugsweise über ein Gebläse in die Rückführungsleitung 14 eingebracht werden, werden die sauren Schadstoffe Chlorwasser- und Fluorwasserstoff umgesetzt. Durch die Verbindung des Eindosierens dieser Zuschlagstoffe mit der gleichzeitigen Rauchgasrezirkulation wird insgesamt ein geringerer Verbrauch dieser Zuschlagstoffe ermöglicht.
Wie dem Funktionsschema entnehmbar ist, ist es üblich, die aus dem Elektrofilter austretenden Gase nochmals in einer Abgas-Waschanlage 12 zu reinigen. Hierbei tritt das Problem auf, daß die im Reinigungswasser enthaltenen Schadstoffe mit diesem beispielsweise in Flüsse eingeleitet werden, wo sie wiederum eine Umweltbelastung darstellen. Diese Umweltbelastung kann erfindungsgemäß dadurch wesentlich reduziert werden, indem das Reinigungswasser nicht abgeleitet, sondern vor dem Elektrofilter 11über Düsen 13 eingespritzt und dort zerstäubt wird, wodurch das Wasser verdampft und die in ihm enthaltenen Salze, Chloride, Sulfate, vom Elektrofilter aufgefangen werden und zusammen mit den Flugstäuben, wie im vorstehenden beschrieben, rückgeführt werden. Hierbei ergibt sich der zusätzliche Effekt, daß durch das Verdampfen des Wassers die Abgastemperatur insgesamt verringert wird, wodurch sich gleichzeitig eine Verbesserung des Wirkungsgrades des Elektrofilters ergibt.

Claims

Verfahren zum Verbrennen von Müll, wobei der im Feuerraum befindliche Müll in einer Verbrennungszone von unten mit kalter Verbrennungsluft, der rückgeführte Rauchgase beigemischt werden, durchströmt und dort bei einer Temperatur von bis ca. 1200°C verbrannt wird, sowie die Rauchgase vor dem Austritt in die Atmosphäre zum Auffangen von in diesen befindlichem Flugstaub gefiltert werden, dadurch gekennzeichnet, daß der ausgefilterte Flugstaub in die rückgeführten Rauchgase eingeleitet und mit diesen unter Beigabe von alkalischen Zuschlagstoffen von unten in das Müllbett eingeblasen wird.