DE3347056A1 - Verfahren zur aufbereitung von haus- und/oder hausmuellaehnlichem gewerbemuell zur herstellung eines brennstoffs, sowie verbrennungsofen - Google Patents
Verfahren zur aufbereitung von haus- und/oder hausmuellaehnlichem gewerbemuell zur herstellung eines brennstoffs, sowie verbrennungsofenInfo
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Description
Beschreibung 10
Verfahren zur Aufbereitung von Haus- und/oder hausmüllähnlichem Gewerbemüll zur Herstellung
eines Brennstoffs, sowie Verbrennungsofen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung von Haus- und/oder hausmüllähnlichem Gewerbemüll mit
Zerkleinerungs-, Sieb- und Abzugseinrichtungen einschließlich Magnetabscheidung zur Herstellung eines energiereichen,
schadstoffarm verbrennbaren Brennstoffs, unter selektiver Gewinnung verschiedener Müllbestandteile,
insbesondere Papier. Die Erfindung betrifft ferner einen Industrieofen zum Verbrennen fester,
flüssiger, pastöser, gasförmiger und/oder eines nach
dem vorstehenden Verfahren hergestellten Brennstoffs
mit einem Brennstoffein- sowie Gas- und Ascheaustritt.
30
Verfahren zur Aufbereitung von Haus- und/oder hausmüllähnlichem Gewerbemüll sind beispielsweise durch die
DE-OS 27 30 671 und DE-OS 30 37 714 bekannt.
Die bekannten Aufbereitungsverfahren zeichnen sich dadurch aus, daß gleichzeitig verschiedene Müllarten
aufbereitet und unterschiedliche verkaufsfähige Produkte
hoher Güte und Reinheit gewonnen werden können. Desweiteren ermöglichen die bekannten Verfahren eine
wirtschaftliche Nutzung der nicht separierbaren und wiederverwendbaren Müllteile.
Nach dem Verfahren gemäß der DE-OS 30 37 714 ist es möglich, zahlreiche Rohstoffe mit hoher Reinheit als
verkaufsfähige Produkte zurückzugewinnen, gleichzeitig die kompostierungsfähigen Müllbestandteile zu kompostieren
und darüber hinaus während der Kompostierung Wasserdampf zur weiteren Energienutzung zu gewinnen. Der angelieferte
Müll kann dabei als Ganzes zugeführt und auch als Ganzes verarbeitet werden. Die Herstellung des Kompostes
dient beispielsweise zur Rekultivierung von Ödland, Kiesgruben, Steinbrüchen, Deponien und dergleichen.
Neben diesem bekannten Aufbereitungsverfahren ist es auch Stand der Technik, Hausmüll unter Erzeugung
eines als Brennstoff verwertbaren Produktes aufzubereiten. So beschreibt die DE-PS 31 28 560 ein Verfahren
zur Aufbereitung der von Schwerstoffen befreiten und
auf möglichst 8 bis 10 Prozent Restfeuchte getrockneten brennbaren Fraktion von zerkleinertem Hausmüll zur
Herstellung sog. Brennstoffpellets in einer Brikettpresse. Auf diese Weise ist es möglich, ohne Zugabe
von Bindemitteln transport- und lagerfeste Briketts relativ hohen Heizwertes herzustellen.
Es ist ferner bekannt, einen aus der Müllaufbereitung gewonnenen Brennstoff, vorzugsweise ein Papier-Kunststoff
gemisch, in Pellets zu verpressen, wobei zerkleinerter Brennstoff im Kollergang verdichtet wird. Dabei werden
Pellets von etwa 20 mm Durchmesser und einer Länge von einigen Zentimetern hergestellt, die anschließend
in einem Ofen verbrannt werden können.
Die Verbrennung von Brennstoffpellets gilt allgemein
als gegenwärtig vorteilhafteste Aufbereitungsmethode eines Brennstoffes aus Müll. Die Pelletsherstellung
wird allerdings aus folgenden Gründen bei zukünftigen Anlagenkonzepten von untergeordneter Bedeutung sein:
Maschineller Aufwand und Energiebedarf für die Verdichtung der Pellets im Kollergang bei gleichzeitig
hohem Verschleiß der Maschinenteile, Energieaufwand für die Trocknung des Pellets, hohe Kosten für deren
Vorzerkleinerung vor der Verbrennung. Darüber hinaus ist bei dem bekannten Verfahren eine gezielte Abtrennung
von Schadstoffen im Hinblick auf den Verbrennungsprozeß und dessen Abgase nicht durchführbar, was auch
zur Folge hat, daß bei der Herstellung der Brennstoffpellets aus Müll die Qualität im Hinblick auf den
Heizwert gegenüber dem quantitativen Mülldurchsatz eindeutig im Vordergrund steht.
Zur Herstellung von Pellets ist es ferner notwendig, daß die Ausgangsmaterialien eine gewisse Feuchtigkeit
aufweisen, damit es zu einer Agglomeration der einzelnen Feststoffteilchen kommt. Gegebenenfalls müssen zusätzliehe
Bindemittel eingesetzt werden. Die Mindestfeuchte wird entweder unmittelbar durch die entsprechenden
Müllbestandteile eingebracht oder muß durch externe Wasserzuführung oder zusätzliche Trocknung eingestellt
werden.
Darüber hinaus bedarf es einer Vielzahl von Pelletisierungsanlagen,
da die nach dem Stand der Technik bekannten
BAD ORIGINAL
Anlagen nur einen relativ geringen Durchsatz ermöglichen, es aber andererseits in einer Mül1-Aufbereitungsanlage
r> zu einem erheblichen Müll aufkommen und damit zu einer
erheblichen Menge an Brennstoffmatorialien kommt.
Ein weiteres Problem stellt sich bei der Verbrennung
derartiger Brennstoffe, aber auch bei der Verbrennung anderer flüssiger, gasförmiger, pastöser und/oder
fester Brennstoffe.
Unter den verschiedenen Feuerungssystemen hat sich die Wirbelschichtfeuerung im Stand der Technik als
wirtschaftlichste und umweltfreundlichste Lösung herausgestellt.
Sie wird insbesondere für die Verbrennung schwieriger Abfälle eingesetzt und erfüllt insoweit
besonders die umwelttechnischen Anforderungen, als deutlich geringere Schadstoffmengen als bei herkömmliehen
Feuerungen emittiert werden.
Bei der Wirbelschichtfeuerung wird die Verbrennungsluft
durch einen mit Luftdüsen bestückten Brennkammerboden geführt. Auf diesem befindet sich eine aus feinkörnigem
inerten Material bestehende Schicht. Sie wird durch den von unten durchgeführten Luftstrom aufgewirbelt,
wobei zur Einleitung des Verbrennungsprozesses die Schicht auf eine Zündtemperatur des jeweiligen Brennstoffes
aufgeheizt wird. Hierzu dient in der Regel ein mit Öl oder Gas betriebener Anfahrbrenner.
Nach Erreichen der Zündtemperatur wird der jeweilige Brennstoff dann in die wirbelnde Schicht eingeführt.
Im Laufe der Verbrennung des jeweiligen Brennstoffs verringert sich dessen Korngröße immer mehr, so daß
die einzelnen Brennstoffteilchen leichter werden,
bis die verbleibenden Ascheteilchen vom aufsteigenden
Gasstrom erfaßt und ausgetragen werden.
Häufig werden Tauchheizflachen in die Wirbelschicht
eingelegt,die die Kühlung der Wirbelschicht auf die gewünschte Verbrennungstemperatur übernehmen.
Die bekannte Wirbelschichtfeuerung weist jedoch entscheidende
Nachteile auf. Einerseits kommt es aufgrund des zirkulierenden feinen Sandes an nahezu sämtlichen
Innenflächen der jeweiligen Verbrennungskammer zu Erosionsproblemen aufgrund des sogenannten "Sandstrahleffektes".
Insbesondere an den Eintauchheizflächen sowie an den Ausmauerungen der Brennkammer kommt es
zu erheblichen Verschleißerscheinungen, wodurch die Reparaturanfälligkeit der gesamten Verbrennungsanlage
negativ beeinflußt wird.
Darüberhinaus ist der Verbrennungsgrad des jeweiligen Brennstoffes häufig unzureichend, so daß ein erheblicher
Aufwand in die Rauchgasreinigung gesetzt werden muß.
Auch hier soll die Erfindung Abhilfe schaffen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Aufbereitung von Haus- und/oder hausmüllähnlichem
Geworbemüll mit Zerkleinerungs-, Sieb- und Abzugseinrichtungen zur Herstellung eines energiereichen, schadstoffarmen
Brennstoffs anzugeben, wobei der Brennstoff als solcher ohne weitere Änderungen seiner Form- bzw.
seines Aggregatzustandes zur anschließenden Verbrennung zur Verfügung stehen soll.
Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch
aus, daß, unter selektiver Gewinnung verschiedener
Müllbestandteile, insbesondere Papier und Kunststofffolien,
der angelieferte Müll nach Absieben auf eine Fraktion, vorzugsweise zwischen 180 mm und 500 mm,
anschließender Zerkleinerung, unter gleichzeitiger
Trennung von anhaftenden Verunreinigungen, insbesondere Stäuben, Sand usw. und Magnetabscheidung eine zweite
Siebung erhält, bei der über eine mehrstufige Siebmaschine din Fraktion vorzugsweise kleiner 30 mm und
die Fraktion vorzugsweise kleiner 180 mm aus dem Materialstrom entfernt wird, die Fraktionen
kleiner 30 mm bzw. kleiner 180 mm anschließend gegebenenfalls zusammengeführt und ausgetragen werden, während
die Fraktion größer 180 mm für den Einsatz als Brennstoff einer Zerkleinerung auf vorzugsweise 30 bis
50 mm unterzogen wird, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung
einer Verpressung.
Durch die erfindungsgemäße Kombination verschiedener
Sieb-, Zerkleinerungs- und Abzugseinrichtungen in der beanspruchten Kombination ist es möglich, eine
Müll fraktion zu separieren, die beispielsweise aus etwa 30 bis 40 Gewichtsprozent Kunststoff und 60 bis
70 Gewichtsprozent Papier besteht, während der aufgegebene
Hausmüll etwa 25 Gewichtsprozent Papier und 7 Gewichtsprozent Kunststoff aufweist. Ein besonderer Vorteil
des erfindungsgemäßen Verfahrens ist jedoch darin zu sehen, daß durch die Einstellung der Maschinen
Kenngrößen, nämlich der freien Siebfläche und der Konfiguration der Hammermühle im Hinblick auf die
selektive Zerkleinerung des Papiers, nicht aber der Kunststoffolien, eine Einstellung insbesondere des
Kunststoffanteils im Kunststoff-Papiergemisch und damit eine Veränderung des Brennstoffheizwertes möglich
ist.
Für diese wahlweise Aufkonzentrierung des Kunststoffanteils kommt unter anderem der Zerkleinerungsstufe
BAD ORIGINAL
insoweit eine besondere Bedeutung bei, als es möglich ist, insbesondere mit Hilfe einer Hammermühle, einen
frühzeitigen Aufschluß verschiedener Müllteile zu erreichen, da hier der aufgegebene Kunststoff weitestgehend
unzerkleinert bleibt und die spätere Isolierung mittels einer Siebeinrichtung erlaubt. Darüber hinaus
ermöglicht die Hammermühle ein Abschlagen von Verunreinigungen, insbesondere Stäuben und sonstigen Inertstoffen
von den später als Brennstoff separierten Papierteilchen.
Von besonderer Bedeutung im Hinblick auf die Brennstoffqualität ist auch die zweite Siebung in der mehrstufigen
Siebmaschine, die zweckmäßig als Trommelsieb ausgebildet ist, bei einer Maschinenweite von ca. 30 mm, bei der
Inertstoffe entfernt werden können, so daß der Ascheanteil der isolierten Brennstofffraktion mit unter
15 Gewichtsprozent außerordentlich niedrig gehalten werden kann. Üblich sind hier - nach den bekannten
Verfahren zur Brennstoffherstellung - Werte um 30 Gewichtsprozent
Ascheanteil. Durch die Absiebung bei ca. 30 mm bei vorangegangenem Aufschluß der Müllteile
5 in der Hammermühle werden insbesondere die Inertstoffe als Träger von beim Verbrennungsprozeß unerwünschten
Salzen, ferner die Feinbestandteile als Träger der Feuchtigkeit, so daß eine Vortrockung des Brennstoffes
vor der Verbrennung nicht mehr unbedingt erforderlich ist, und schließlich sonstige Verunreinigungen aus
dem Siebüberlauf, dem erwünschten Kunststoff-Papiergemisch, ausgeschieden.
Durch die beanspruchte Absiebung verschiedener Fraktionen 5 ist es gleichzeitig möglich, andere Rohstoffe in höchster
Reinheit zu gewinnen. Beispielsweise erhält die im
Rahmen der Siebung anfallende Fraktion kleiner 180 nun
erfindungsgemäß praktisch keine Kunststoffanteile mehr (Kunststoffanteil kleiner 5 Gewichtsprozent)
und kann im Rahmen des bekannten Aufbereitungsprozesses zur Papiergewinnung eingesetzt werden.
Durch die erfindungsgemäße Aufkonzentrierung der Kunst-"LQ
stoffolien in der Brennstoff fraktion läßt sich der Heizwert dieser Fraktion auf Werte bis zu ca. 20000
Kilojoule/Kilogramm steigern, während beispielsweise
handelsübliche Braunkohle einen Wert von ca. 14000 Kilojoule/Kilogramm aufweist. Hausmüll in seiner unbearbeiteten
Form weist einen mittleren Heizwert von ca. 8000 Kilojoule/Kilogramm auf. Ein erfindungsgemäß
hergestelltes Kunststoff-Papiergemisch hat sich als ein außerordentlich energiereicher und gleichzeitig
schadstoffarm verbrennbarer Energieträger erwiesen, der nach Zerkleinerung auf etwa 30 bis 50 mm ohne
weiteres einer nachfolgenden Verbrennung als Brennstoff zur Verfügung steht.
Insoweit stellt ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
hergestellter Brennstoff einen bevorzugten Energieträger auch für konventionelle Verbrennungsofen dar,
weil - bedingt durch den hohen Heizwert und den geringen Verunreinigungsgrad - eine leichtere und vollständigere
Verbrennung möglich, sowie ein geringerer apparativer 3Q Aufwand zur Rauchgasreinigung notwendig ist.
Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind durch die Merkmale der Unteransprüche
beschrieben.
Der Erfindung liegt die weitere Aufgabe zugrunde,
einen Verbrennungsofen für die Verbrennung eines mit dem vorstehend genannten Verfahren hergestellten Brennstoffes
und/oder eines sonstigen festen, flüssigen, pastösen oder gasförmigen Brennstoffes zur Verfügung
zu stellen, bei dem eine exakte Temperatursteuerung möglich ist, bei dem Erosionsprobleme weitestgehend
vermieden werden, der einen günstigen Wirkungsgrad aufweist und bei dem eine möglichst vollständige Verbrennung
erzielbar ist.
Der hierfür erfindungsgemäß vorgesehene Industrieofen
ist gekennzeichnet durch mindestens zwei, von unten heißgasdurchströmte Fließbetten, die in Transportrichtung
des Brennstoffs im Ofen hintereinander und höhenmäßig abgesetzt angeordnet sind, unter Einstellung
einer mittleren Verbrennungstemperatur zwischen 500 und 900 Grad Celsius, vorzugsweise zwischen 500 und
800 Grad Celsius, wobei sich die Temperaturführung nach der Einbindungsmöglichkeit der im Brennstoff
enthaltenen Schadstoffe mittels Kalk richtet. Während bei den bei bekannten Öfen üblichen Verbrennungstemperaturen
oberhalb 1100 Grad Celsius die Schadstoffe nur in ionisierter Form vorliegen, lassen sich bei
den erfindungsgemäß angegebenen Temperaturen Schwefel
und Schwermetalle in Kalk binden bzw. Chlor und Fluor
mittels Keramikfiltern herausfiltern.
Dabei wird die Transportgeschwindigkeit des durch die Fließbetten geführten Gases vorzugsweise so eingestellt,
daß diese, auch im Fall einer Bedeckung mit pulver- oder sandförmigen Materialien, im wesentlichen
in ihrer Form und Anordnung unverändert verbleiben.
Vorzugsweise bestehen das bzw. die Fließbetten aus einem mit einem inerten Pulver oder Sand bedeckten
Rost.
Die Gasführung ist dann so geregelt, daß das Pulverbzw. Sandbett gerade unterhalb des Fluidationspunktes
gehalten wird. Es werden bevorzugt grobkörnige Pulver, beispielsweise mit einer Korngröße zwischen 0,3 und
5 mm erf indungsgemäis eingesetzt.
Mit der Erfindung ist der Vorteil verbunden, daß das Fließbett-Material, insbesondere der Sand, nicht innerhalb
der Brennkammer verwirbelt und mit den Brennstoffteilchen
vermischt wird, sondern daß das Fließbett aufgrund seines höheren spezifischen Gewichtes
gegenüber den Brennstoffteilchen, trotz einwandfreien
Durchlasses des aufgegebenen Gases, im wesentlichen formstabil verbleibt, so daß zwar einerseits die Brennstoff
teilchen im Luftstrom durch den Ofen geführt und verbrannt werden können, andererseits aber der
bei bekannten Öfen beobachtete "Sandstrahleffekt" durch die Verwirbelung des Sandes zuverlässig vermieden
werden kann.
Voraussetzung für eine einwandfreie Verbrennung ist selbstverständlich, daß das Material eines Fließbettes
auf eine Temperatur aufgeheizt wird, die gleich oder größer der Zündtemperatur des jeweils verwendeten
Brennstoffes ist.
BAD ORIGINAL
Durch die Regelung der durch die einzelnen Fließbetten geführten Gasmenge und ihrer Zusammensetzung, insbesondere
des Sauerstoffgehaltes, ist eine optimale Verbrennungs-
und Temperaturführung im Ofen möglich.
Der Transport der Brennstoffteilchen entlang der vorzugsweise
treppenförmig abgesetzten Fließbetten erfolgt beispielsweise durch zwischen den Verbindungselementen
der einzelnen Betten angeordnete Düsen oder Schlitze, über die gleichzeitig Verbrennungsluft eingeblasen
werden kann.
Durch die jeweilige Heißgas- bzw. Luftzuführung kann
auch die Temperatur im Ofen ohne weiteres leicht geregelt werden. Hohe Temperaturen, wie sie beispielsweise bei
der Holz- oder Ölverbrennung mit über 1200 Grad Celsius erreicht werden, sind unerwünscht, weil im Abfall Salze
vorhanden sind, die bei derartigen Temperaturen schmelzen und die Fließbetten verstopfen.
Erfindungsgemäß erfolgt eine Temperaturreduzierung
auf Temperaturen unterhalb 900, vorzugsweise unterhalb 800 Grad Celsius insoweit, als die durch hohen Luftüborschuß
erreichten Verbrennungstemperaturen dadurch ausgeglichen werden, daß Niedertemperatur-Heißgase
mit der Frischluft vermischt werden.
Gleichzeitig ermöglicht die Vermischung der Verbrennungsluft mit bereits einmal verbrannten Heißgasen eine
nochmalige Verbrennung etwaig verbliebener Schadstoffe, wie CO-Reste, im Heißgas.
5 Durch die Verwendung grobkörniger Pulver oder Sande
aus Inertmaterialien in den Fließbetten wird neben dor Vermeidung der Verwirbelung derselben und Abrieb-
BAD ÖRfGINÄI
erscheinungen im Ofeninneren ein weiterer Vorteil erreicht. Während nämlich in herkömmlichen Wirbelschichtfeuerungen
ein Großteil der verwendeten Sande zusammen mit der Asche ausgetragen wird und anschließend
in aufwendigen Trennungsverfahren rückgewonnen werden
muß, kann in einem erfindungsgcmäßon Verbrennungsofen
eine weitestgehend reine Asche ohne Sandbestandteile abgezogen werden. Die vollständige Verbrennung gewährleistet
überdies, daß die abgezogene Verbrennungsluft relativ wenig schädliche Verunreinigungen enthält,
die in teueren und aufwendigen Filterungsprozessen gebunden werden müßten.
Trotzdem sieht die Erfindung in einer Weiterentwicklung vor, daß vom Gasaustritt des Ofens eine Leitung
zu einer nachgeschalteten Filteranlage verläuft, wobei die Filteranlage vorzugsweise aus einem oder
mehreren Gewebefiltern besteht. Diese können zur Rauchgasentschwefelung der Abgase beispielsweise
kalkbeschichtet sein, so daß es zur Ausfällung eines Kalziumsulfat- Produktes kommt. Gleichzeitig können
Chlor und Fluorionen gebunden werden.
Die Möglichkeit der Schwefeleinbindung besteht auch in der Brennkammer selbst durch Kalkzugabe auf die
Fließbetten.
Der erfindungsgemäße Verbrennungsofen ist für eine
Vielzahl von Brennstoffen bevorzugt geeignet. In der Zeitschrift "VDI-Nachrichten" vom 2. September
1983 ist die Verbrennung von Klär- und Abfallschlamm
in zwei getrennten Trocknungs- und Verbrennungsstufen
beschrieben. Außerdem ist eine Granulierstufe vorgeschaltet, die die Behandlung des Schlamms in den nach-
BAD OBI.QIN&L ", J- i
geschalteten Fließbettstufen des Verbrennungsofens
erleichtert. Auch hier wird also wieder die Verbrennung in zwei getrennten Verfahrensstufen (nämlich mit
vorgeschalteter Trocknung) durchgeführt, wodurch ein erhöhter apparativer und kostenmäßiger Aufwand
verbunden ist. Gerade für derartige Brennstoffe eignet sich aber ein erfindungsgemäßer Verbrennungsofen,
bei dem Trocknung und Verbrennung von Schlämmen externer
Aggregate durchgeführt werden können.
Der Einsatz eines erfindungsgemäßen Verbrennungsofens,
insbesondere bei Verwendung eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Brennstoffes, ermöglicht
aber weitere vorteilhafte Anwendungen.
So kann der aus dem Verbrennungsofen abgezogene Heißdampf
ebenso wie die während der Verbrennung anfallende Asche bei der Herstellung von Steine und Erden
Produkten verwendet werden. Beispielhaft sei die Kalksandstein-, Zement- oder Ziegelherstellung genannt.
Dabei können dann nicht nur üblicherweise auf der Deponie landende Müllbestandteile separiert und als
energiereicher, schadstoffarmer Brennstoff eingesetzt
werden, überdies ist vielmehr auch eine umweltfreundliehe
Einbindung der bei der Verbrennung anfallenden Asche und Stäube in wirtschaftlich einsetzbare
Produkte möglich. Die Erfindung stellt damit ein umfassendes Programm zur Verminderung der Umweltbelastung
vor.
Angesichts der in den letzten Jahren stark intensivierten Umwoltschutzdebatte und der stetig verbesserten
Lösungsvorschläge, gerade zur Verwertung
von Abfällen (DE-OS 27 30 671 und DE-OS 30 37 714) stellt die vorliegende Erfindung ei non besonders
r) großen innovatorischen Schritt auf dem Weg zu einer
Minirnierung von Schadstoffbelastungen für die Umwelt
dar.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel, dargestellt ist,
näher erläutert.
Dabei zeigen:
Fig. 1 ein Fließbild zur Veranschaulichung der
Stufen eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung
eines enorgiereichen, schadstoffarmen Brennstoffs
aus Haus- und/oder Gewerbemüll, an schließender Verbrennung in einer Feuerungsan
lage und Einbindung in einen Kalksandsteinproduktionsprozess ,
Fig. 2 einen Aufriß eines erfindungsgemäßen Verbrennungsofen,
Fig. 3 eine schematische Darstellung der Anordnung verschiedener Zusatzaggregate zu einem
Verbrennungsofen gemäß Fig. 2, 30
Fig. 4 einen Schnitt durch einen Teil eines Ventildüsenbodens eines Fließbettes.
BAD ORIGINAL·· ...
Das in Figur 1 dargestellte Fließbild untergliedert sich im wesentlichen in drei Abschnitte:
5
Aufbereitung des Hausmülls zur Gewinnung einer energiereichen, emissionsarmen Brennstofffraktion,
Aufbereitung des Brennstoffes vor dem Verbrennungsofen und anschließende Verbrennung,
Einbindung von Asche und gegebenenfalls Filterstäuben
in den Produktionsprozess einer Kalksandsteinherstellung unter gleichzeitiger Nutzung
der Verbrennungswärme.
Der angelieferte Haus- und/oder hausmüllähnliche Qewerbemüll wird zunächst einer Absiebung bei ca.
180 mm in einem Trommelsieb unterzogen, gegebenenfalls zuvor von sperrigen Teilen größer 500 mm befreit,
und die auf dem Trommelsieb verbleibende Fraktion wird anschließend in eine Hammermühle gegeben. Hierbei
ist für die Reinheit des später separierten Brennstoffes die mechanische Beanspruchung des Müllmaterials in
5 der Hammermühle von entscheidender Bedeutung. Durch Wahl bestimmter Hämmerkonfigurationen und Einsatz
bestimmter Roste im Mühlenraum der Hammermühle kann erreicht werden, daß im wesentlichen das Papier einer
Zerkleinerung unterzogen wird. Dagegen bleibt der ebenfalls der Hammermühle aufgegebene Kunststoff
(beispielsweise Plastiktüten) unzerkleinert und erlaubt die spätere Isolierung mittels Siebung. Die
umlaufenden Hammer bewirken darüberhinaus aber auch, daß anhaftende Verunreinigungen, wie Stäube, abge-5
schlagen werden, so daß für die weiteren Aufbereitungsstufen eine im wesentlichen von Verunreinigungen
RAn
freie Materialmischung zur Verfügung steht.
Insoweit weist die Hammermühle wesentliche Vorteile gegenüber anderen Zerkleinerungseinrichtungen, wie
beispielsweise Rotorscheren auf. Rotorscheren bilden Spalten, durch die das Material unzerkleinert fallen
kann, so daß eine Aufkonzentrierung des zu separierenden
Brennstoffes nur bedingt erreicht werden kann.
Das aus der Hammermühle abgezogene Material wird anschließend über einen Magnetabscheider geführt,
um im wesentlichen Eisenverunreinigungen zu entfernen.
Die sich anschließende Absiebung in der mehrstufigen Siebmaschine, die bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung als Trommelsieb ausgebildet
ist, erfolgt bei Siebweiten von ca. 30 mm und anschließend ca. 180 mm, um - bei typischem Hausmüll
und hausmüllähnlichem Gewerbemüll - einerseits eine optimale Brennstoffgewinnung und andererseits eine
möglichst optimale selektive Gewinnung einzelner Müllbestandteile, insbesondere Papier, zu erreichen.
Während das Material kleiner 30 mm abgezogen und einer Kompostierung oder Deponierung zugeführt wird,
enthält die Fraktion zwischen 30 mm und 180 mm aufgrund der speziellen vorgeschalteten Aufbereitungsstufen
nahezu ausschließlich Papier (ca. 95 Gewichtsprozent), während der Kunststoffanteil nur noch ca. 5 Gewichtsprozent
beträgt. Diese Fraktion kann insoweit abgezogen und für die Papierherstellung aus Altpapier
bereitgestellt werden.
BAD ORIGINAL
Demgegenüber ist die Fraktion größer 180 mm im wesentlichen ein Kunststoff-Papiergemisch,
bestehend aus beispielsweise ca. 30 bis 40 Gewichtsprozent Kunststoff und 60 bis 70 Gewichtsprozent
Papier. Diese beiden Bestandteile liegen im Hausmüll mit etwa 25 Gewichtsprozent (Papier)
bzw. 7-9 Gewichtsprozent (Kunststoff) vor,
d. h., durch die erfindungsgemäße Kombination der verschiedenen Aufbereitungsstufen und der
Einstellung der Zerkleinerungs- und Siebmaschinen erfolgt in hohem Maße eine Aufkonzentrierung
der beiden genannten Komponenten, wobei insbesondere der Kunststoffanteil durch entsprechende Einstellung
der freien Siebfläche erhöht werden kann, um so den Heizwert des Brennstoffes bis auf Werte
bis zu ca. 20000 Kilojoule/Kilogramm zu steigern. Damit liegt der Heizwert höher als beispielsweise
der von Braunkohle.
Durch die zweite Absiebung bei einer Korngröße von 30 mm nach der Zerkleinerung in der Hammermühle
wird außerdem sichergestellt, daß unerwünschte 5 Inertstoffe entfernt werden, so daß der Ascheanteil
der isolierten Brennstofffraktion unter 15 Gewichtsprozent gehalten werden kann. Bei
den bekannten Verfahren müssen dagegen Werte in der Größenordnung von 30 Gewichtsprozent
in Kauf genommen werden. Außerdem werden durch die Hammermühle insbesondere die mit hoher Feuchtigkeit behafteten
Verunreinigungen abgeschlagen, so daß eine besondere Trocknung des Brennstoffes entfallen kann.
Schließlich senken die abgeschlagenen Feinbestandteile die Belastung des Brennstoffes mit Salzen, die beim
Verbrennungsprozeß eine unerwünschte Gasbelastung nach sich ziehen.
-JtA-
Die erfindungsgemäß hergestellte Brennstofffraktion
ermöglicht gegenüber solchen, nach
c herkömmlichen Verfahren hergestellten Brennstoffen,
deren Verwendung in Feuerungsanlagen unter Einschluß von Rauchgasreinigungsanlagen· Aufgrund ihres
hohen Verunreinigungsgrades konnten nach bekannten Verfahren hergestellte Brennstoffe nur zum Teil
auf diese Weise verfeuert werden, da sie hohe Emissionsbelastungen verursachten und ihre Aschen
nur äußerst beschränkt einer weiteren Verwendung zugeführt werden konnten.
je Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist darin zu sehen, daß die so gewonnene Brennstofffraktion nach Zerkleinerung auf eine Größe zwischen
3 0 und 50 mm ohne weiteres für die Verbrennung zur Verfügung steht, weil die Feuchtigkeit,
als weiteres Charakteristikum des Brennstoffes,
vergleichsweise niedrig gehalten werden kann. In der Regel weist der Brennstoff eine Feuchtigkeit
von unter 15 Gewichtsprozent auf, wodurch auch seine unbeschränkte Lagerung ermöglicht wird.
Sofern der gemäß vorstehend beschriebenen Verfahrensschritten hergestellte Brennstoff nicht unmittelbar
am Ort seiner Herstellung verbrannt werden soll, ist es möglich, die separierte Brennstoffraktion
- vorzugsweise vor der beschriebenen Zerkleinerung -
BAD ORIGINAL
in Ballen oder Spezialcontainer zu pressen, die dann ohne weiteres leicht und preiswert an einen
anderen Ort gebracht werden können, wo sie dann verbrannt werden.
Die Aufbereitung des Brennstoffes vor dem Verbrennungsofen erfolgt, wie bereits beschrieben, zunächst
in einem Hacker zur Zerkleinerung des Materials auf eine Größe zwischen 30 und 50 mm. Das so zerkleinerte
Materini kann dann gegebenenfalls in einem Silo zwischengelagert werden.
Danach steht es unmittelbar zur Einführung in den Verbrennungsofen zur Verfügung, bzw. kannn in einer
Trockentrommel mittels einer entsprechenden Führung der heißen Abgase des Verbrennungsofens unter Nutzung
von deren Wärmeinhalt vorgetrocknet werden.
Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Verbrennungsofens ist in Figur 2 dargestellt. Dieser besteht im wesentlichen aus einem Stahlmantel 10,
der auf seiner Innenseite eine feuerfeste Ausmauerung 11 trägt, einer Eintrittsöffnung 12 für den Brennstoff,
einer der Eintrittsöffnung 12 in etwa gegenüberliegenden, jedoch nach unten versetzt angeordneten
Austrittsöffnung 13 für abzuziehende Asche, mehreren (im dargestellten Ausführungsbeispiel 8), sich
zwischen Eintrittsöffnung 12 und Austrittsöffnung
13 erstreckende, hintereinander angeordnete, von der Eintrittsöffnung 12 zur Austrittsöffnung 13
nach unten abgestuft angeordnete Fließbetten 14, mehreren (im dargestellten Ausführungsbeispiel
2) Luftzuführschächten 15 sowie einem Heißgasabzug
16 im oberen, domartigen Teil des Ofens.
Die grundsätzliche Form des Verbrennungsofens ist
im daryestellten Ausführungsbeispiel so gewählt,
daß von einem quaderförmigen Unterbau 18, in dem
die Fließbetten 14 angeordnet sind, sich ein domartiger Oberteil mit dem Heißgasabzug 16 erstreckt.
Im oberen seitlichen Bereich des Unterhaus 18 ist die Eintrittsöffnung 12 angeordnet, wobei der Brennstoff
über einen Trichter 21 aufgegeben wird, von dessen Boden aus eine Verdichtungsschnecke 22 pder
ein entsprechendes Fördermittel, beispielsweise
eine diskontinuierliche Einschiebung des Brennstoffes nach seiner Vorverdichtung η das Ofeninnere verläuft.
Die Schnecke 22 wird in der Regel dann Verwendung finden, wenn feste oder zumindest pastöse, gegebenenfalls
vorher granulierte Brennstoffe eingegeben werden.
Anstelle des Trichters 21 und der Verdichtungsschnecke 22 kann bei flüssigen oder gasförmigen Energieträgern
beispielsweise dann eine Düse zum Einspritzen angeordnet sein.
Die Anordnung einer Schnecke 22 ist in mehrfacher Hinsicht vorteilhaft. Zum einen wird mit einfachen
Mitteln eine absolut sichere.Abdichtung des Ofens im Eintrittsbereich 12 erreicht. Zum anderen kann
die Menge des aufgegebenen Brennstoffes ohne weiteres leicht durch eine Geschwindigkeitssteuerung der
Schnecke 22 erreicht werden. Vorteilhaft ist es
hier insbesondere, wenn der Schneckenantrieb mit
einem Temperaturregler im Ofeninneren kombiniert
ist, der, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung
Schnecke 22 erreicht werden. Vorteilhaft ist es
hier insbesondere, wenn der Schneckenantrieb mit
einem Temperaturregler im Ofeninneren kombiniert
ist, der, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung
einer Meß- und Regeleinrichtung, über den Vortrieb der Schnecke 22 die jeweils zur Aufrechterhaltung
einer konstanten Temperatur im Ofen erforderliche Brennstoffmenge steuert.
im Abstand zur Schnecke 22 sind nach unten versetzt die Fließbetten 14 angeordnet. Im dargestellten
Ausführungsbeispiel weist jedes Bett eine im
wesentlichen Rechteckform auf und erstreckt sich, im wesentlichen senkrecht zur Ausrichtung der Schnecke 22,
Ausführungsbeispiel weist jedes Bett eine im
wesentlichen Rechteckform auf und erstreckt sich, im wesentlichen senkrecht zur Ausrichtung der Schnecke 22,
ORIGINAL"
zwischen den beiden Ofenwänden 23, 24. Jedes Fließbett 14 besteht aus einem Rost 25 mit einem darüber
angeordneten Sandbett 26. Die Roste 25 sind an den Seitenwänden 23, 24 dos Ofens über entsprechende
Winkel oder Auflagen (nicht dargestellt) lösbar angeschlagen und zwischen den einzelnen Rosten
25 sind Stege 27 angeordnet. Die Roste 25 sind vom Bereich der Eintrittsöffnung 12 zum Bereich
der Austrittsöffnung 13 stufenartig nach unten
versetzt angeordnet, wobei die Sandbetten 26 jeweils bis zur Oberkante der in Transportrichtung des
Brennstoffs hinteren Stege 27 aufgefüllt sind, so daß sich auch insgesamt ein treppenförmiger
Verlauf der Fließbetten 14 ergibt.
Die Roste 25 und Stege 27 sind aus Metall hergestellt, während das Sandbett aus einem Quarzsand besteht.
Als Roste bieten sich insbesondere sogenannte Ventildüscnböden
an (Figur 4). Diese weisen Öffnungen 62 auf, die über ein Anheben entlang von Führungen 6 3 bewegbaren
Ventildeckeln 64 durch die von unten einströmende Gase freigelegt werden können. Anstelle des Quarzsandes
eignet sich auch jeder andere Inertstoff, beispielsweise gemahlene Schamotte. Der Sand soll
ein spezifisches Gewicht aufweisen, das höher ist als das des zu verbrennenden Energieträgers. Außerdem
soll der Sand relativ grobkörnig sein, vorzugsweise mit einer mittleren Korngröße zwischen 1 und 3
mm. Insgesamt müssen der Sand und die Ventile des Düsenbodens so abgestimmt sein, daß eine optimale
Heißgasdurchführung von unten gewährleistet ist.
Eine alternative Ausführungsform der Erfindung
sieht ferner vor, daß anstelle eines Ventilbodens mit einem darüber angeordneten Sandbett ein einstückiges,
luftdurchlässiges Bett, beispielsweise ein offenporiges keramisches Material, eingesetzt wird.
Zwischen der Eintrittsöffnung 12 und dem dieser
am nächsten liegenden Fließbett 14a verläuft parallel zur Ausrichtung der Roste 25 ein Luftschlitz 28,
über den Frischluft zur Verbrennung in den Verbrennungsraum eingeblasen wird. Die, mit einer
leichten Neigung nach unten eingcblasene Luft dient aber auch dazu, den eingeführten Brennstoff über
die einzelnen Fließbetten hinwegzuführen.
Zusätzlich sind im oberen Bereich der der Eintrittsöffnung 12 abgewandten Seiten der Stege 27 weitere
Lufteintrittsöffnungen 29 vorgesehen, über die, in gleicher Weise wie durch den Luftschlitz 28,
Verbrennungs- und Transportluft einblasbar ist.
Unterhalb der Fließbetten 14 sind zwei trichterförmige Luftzuführungsschächte 31 angeordnet. Dabei
liegen die beiden Luftzuführungsschächte 31 unterhalb
der ersten vier bzw. letzten vier Fließbetten Die Wände der Luftzuführungsschächte 31 sind abgeschrägt
und insgesamt trichterförmig ausgebildet, um gegebenenfalls Asche oder feine Sande nach unten
abziehen zu können.
In den Wänden der beiden Luftzuführungsschächte
31 sind Öffnungen 32 vorgesehen, über die Heißgase von unten über ein Gebläse 33 durch die Fließbetten
geführt werden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Wand zwischen den beiden Luftzuführungsschächten
31 dachförmig ausgebildet, so daß das Gebläse 33 unterhalb der dachförmigen Wände 34 positioniert
werden kann. Die Heißgase entstammen dem Verbrennungsraum 35 und werden auf noch zu beschreibende Weise
über das Gebläse 33 und die Öffnungen 32 in die Luftzuführungsschächte 31 und von dort durch die
Fließbetten 14 geführt.
Die unteren Enden der beiden Luftzuführungsschächte 31 sind offen und münden in einen gemeinsamen Transportkanal
36, über den durchfallende Feststoffteile
abgeführt werden können.
Selbstverständlich ist es ohne weiteres möglich und, in Abhängigkeit von den jeweiligen Einsatzbedingungen,
auch in besonderer Weise vorteilhaft, anstelle zweier Luftzuführungsschächte 31 mehrere,
im Extremfall je einen für jeweils ein Fließbett vorzusehen. Auf diese Weise kann die Luftzuführung
der Heißgase für jedes Fließbett individuell gesteuert werden. Es ist aber auch möglich, durch
entsprechende, im LuftZuführungsschacht 31 angeordnete
positionsveränderbare Leitbleche die durch das jeweilige Fließbett 14 geführte Heißgasmenge
zu steuern. Auch im dargestellten Ausführungsbeispiel sind in den Öffnungen 32 Ventilklappen (nicht dargestellt)
angeordnet, um die eingeführte Heißgasmenge variieren zu können.
Die Austrittsöffnung 13 schließt sich unmittelbar
an das, in Transportrichtung des Brennstoffes gesehen, letzte Fließbett 14b an und ist umgekehrt L-förmig
gestaltet, wobei das untere Austrittsende 13a in den
1ft -
Transportkann 1 36 mündet. Die Austrittsöffnung 13
ist vollständig mit feuerfestem Material ausgekleidet.
Vom Unterbau 18 erstreckt sich der Oberteil 19 des Ofens domartig, wobei auch dieser Teil vollständig
mit feuerfesten Materialien ausgekleidet ist. Die feuerfeste Auskleidung kann dabei aus gemauerten
Steinen, Sprit/.massen oder dergleichen bestehen.
Am oberen Ende dos Domes sind Austrittsöffnungen
40 ringartig in der feuerfesten Auskleidung vorgesehen, durch die ein Teil der produzierten Heißgase austreten
kann. Sämtliche Austrittsöffnungen 40 münden in einen außen um den Dom geführten Ringkanal 41, der die
Heißgase, unterstützt durch ein Gebläse 33, in den Bereich der Luftzuführungsschächte 31 führt, von
wo sie - wie beschrieben - durch die Fließbetten 14 geführt werden. Der Dom ist durch einen Schließkegel
42, der als Scheibe nach oben axial verschließbar. Dazu verläuft von der Oberseite des Schließkegels
42 mittig eine Stange 43, die auf dem Stahlmantel 12 des Ofens stativartig geführt ist und mit deren
Hilfe der Kegel angehoben oder abgesenkt worden kann,
wodurch die jeweilige Durchtrittsöffnung einstellbar
ist.
Zusätzlich kann im Dom eines Dralleinrichtung vorgesehen sein, so daß die Feststoffteilchen aufgrund
der Zentrifugalkräfte nach außen getragen und über die Öffnungen 40 abgezogen werden, während die über
die Öffnung im Bereich des Schließkegels 42 und den sich anschließenden Austrittskanal 60 geführten Heißgase
praktisch frei von Verunreinigungen sind.
BAD ORIGINAL
Λη einer Außenseite des domartigen Oberteils 19 ist ein Notschornstein 47 angeordnet, der über eine ent-
r) sprechende Zuführleitung 48 und eine (nicht dargestellte)
Öffnung im Dom zuschaltbar ist, sofern das erzeugte Heißgas nicht vollständig abgeführt
werden kann. An sich bekannte (nicht dargestellte) Sicherheitseinrichtungen gewährleisten, daß die Öffnung
zum Schornstein 47 bei Bedarf zuverlässig freigelegt wird.
Im Ofen kann eine zusätzliche Eintrittsöffnung für die Zuführung weiterer Additive zum jeweiligen Brennstoff
vorgesehen sein. Die Anordnung der entsprechenden Öffnung erfolgt vorzugsweise im Bereich der Eintrittsöffnung
12.
Die prinzipielle Funktionsweise des erfindungsgemäßen
Ofens ist wie folgt:
Der Brennstoff, beispielsweise ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes Produkt aus der Müllaufbereitung,
wird in den Trichter 21 im Bereich der Eintrittsöffnung 12 gefüllt und gelangt von dort
in den Eingriffsbereich der Verdichtungsschnecke 22, von wo aus er in den Verbrennungsraum 35 transportiert
wird. Dabei ist die Anordnung der Schnecke 22 so gewählt, daß der Brennstoff unmittelbar auf
das erste Fließbett 14a fällt. Dieses ist, wie alle übrigen auch, von unten mit Heißgas durchströmt,
wobei die Strömungsgeschwindigkeit so gewählt ist, daß das Sandbett gerade unterhalb des Fluidationspunktes
gehalten wird. Es kommt also nicht im Sinne eines 5 klassischen Wirbelbettes zu einer Verwirbelung des
Sandes mit den Brennstoffteilchen,
BAD ORIGINAL·
sondern der Sand wird, unter weitostgehender Aufrechterhaltung
seiner äußeren Form im Fließbett 14 sozusagen "in Ruhe" gehalten (statische, nicht dynamische
Wirbelschicht).
In diesem Zusammenhang ist von Bedeutung, daß das spezifische Gewicht des Sandes höher ist als das
IU des Brennstoffes. So ist gewährleistet, daß das durch
das Fließbett 14 geführte Heißgas zwar einerseits keine Verwirbelung des Sandbettes bewirkt, andererseits
aber die auf dem Sandbett aufliegenden bzw. darüber befindlichen Brennstoffteilchen verwirbelt,
so daß diese einzeln verbrannt werden können.Der Sand ersetzt damit praktisch den Lochboden eines herkömmlichen
Wirbelbettes und gibt gleichzeitig Schutz für den Ventildüsenboden.
Um eine Verbrennung der Brennstoffteilchen zu erreichen,
ist es eine wesentliche Bedingung, daß die Temperatur des Sandes und der durchströmenden Heißluft
höher als die Zündtemperatur des Brennstoffes ist. Der Brennstoff wird nur durch die von unten einströmenden
Heißgase verwirbelt, und durch die in Transportrichtung des Brennstoffes durch den Ofen strömende Verbrennungsluft
transportiert, die insbesondere im Bereich der Brennstoffaufgabe durch den Lüftungsschlitz 28 und die
Stege 27 aufgegeben wird. Gleichzeitig ist hier eine erste Steuerung der Verbrennungstemperatur im Ofen
möglich, indem mit unterschiedlichem Luftüberschuß gefahren wird.
Es ist aus mehrfacher Hinsicht angestrebt, im Ofen eine Verbrennungstemperatur zwischen 500 und 900 Grad
Celsius, vorzugsweise zwischen 500 und 800 Grad Celsius aufrechtzuerhalten. Diese Temperaturen liegen unterhalb
der Temperaturen, bei denen NO -Verbindungen synthetisiert werden, die als Schadstoffe im weiteren Verbrennungs-
und Filterungsprozeß stören.
BAD-QFUGiNALr . ;·
Außerdem kann die Zersetzung von gegebenenfalls im Brennstoff vorhandenen Salzen und deren Ausschmelzen
5· verhindert werden, was zu einer weiteren Verminderung der Abgabe von Schadstoffen an die Umwelt beiträgt.
Insbesondere durch die über den Luftschlitz 28 eingeführte
Verbrennungsluft werden die Brennstoffteilchen nach und nach in Richtung der Austrittsöffnung
13 transportiert, wobei sie über die verschiedenen Fließbetten 14 hinweggeführt werden und dort jeweils
zusätzliche Impulsstöße dadurch erhalten, daß in den Stegen 27 zwischen den Fließbetten 14 Luftein-
15" trittsöffnungen 29 vorgesehen sind, über die gleichfalls
Verbrennungsluft in Transportrichtung des Brennstoffes eingeführt wird.
Selbstverständlich wird jedes Fließbett 14, wie anhand des der Eintrittsöffnung 12 am nächsten gelegenen
Fließbettes 14a beschrieben, von unten durch Heißgase durchströmt, wobei einerseits genügend Luft
durchtritt, um die Brennstoffteilchen zu verwirbeln, andererseits aber das Sandbett in Ruhe zu halten.
Im dargestellten Ausführungsbeispiol worden die Ileißgase
über zwei Luftzuführungsschächto 31 geführt,
die unterhalb dc?r ersten vier, bzw. der letzten vier Fließbetten 14 angeordnet sind. Zwischen diesen beiden
Luftzuführungsschächten 31 ist ein Gebläse 33 angeordnet,
über das die Gasgeschwindigkeit gesteuert werden kann. Zusätzlich sind aber in den Austrittsöffnungen
32 innerhalb der Luftzuführungsschächte 31 Ventilklappen
angeordnet, so daß die Fließbettengruppen mit unterschiedlichen Heißgasmengen und
-Strömungsgeschwindigkeiten versorgt worden können.
BAD ORIGINAL
Da der Brennstoff mit zunehmender Verbrennung immer leichter wird, braucht die Strömungsgeschwindigkeit
des Heißgases durch die im hinteren Bereich des Ofens angeordneten Fließbetten 14 nicht mehr
so hoch zu sein, wie die im Bereich der Betten um die Eintrittsöffnung 12. Zusammen mit der entsprechenden
Steuerung der Heißgaszufuhr durch die Öffnungen 32 kann dann auch die Zufuhr der Verbrennungsluft
durch den Luftschlitz 28 bzw. die Lufteintrittsoffnungen
29 gesteuert werden. Die Heißgase werden dem Ofen im oberen, domartigen Oberteil 19 entnommen.
Hierzu dienen die Austrittsöffnungen 40, über die die Heißgase in einen um den Oberteil 19 geführten
Ringkanal 41 gelangen. Der Ringkanal 41 ist dann außen um den Ofen herum zum Gebläse 33 im Bereich
der Luftzuführungsschächte 31 geführt. Dies bedeutet,
daß die bereits einmal verbrannte Luft erneut von unten über das Gebläse 33 durch die Fließbetten
geschickt wird, wodurch einerseits eine Erwärmung der Gase vermieden werden kann, andererseits aber
die in den Verbrennungsraum 35 eintretenden Heißgase ein zweites Mal verbrannt werden, so daß insbesondere
noch verbliebene Schadstoffe einer zweiten Verbrennung unterzogen worden. Dies gilt insbesondere für Kohlenmonoxyd-Reste
im Heißgas, deren Anteil durch die mehrmalige Verbrennung drastisch reduziert werden
kann.
Nachdem der Brennstoff über das Fließbett 14a bis zum Fließbett 14b gelangt und auf dem Weg nach und
nach vollständig verbrannt ist, wird die verbleibende Asche anschließend über die Austrittsöffnung
13 nach unten auf einen Transportkanal 36 abgeführt.
Unter den Fließbetten 14 anfallende Asche sowie feine Sandteilchen rutschen entlang der schrägen Wände
BAD· ORIGINAL:
der trichterförmig ausgebildeten Luftzuführungsschächte
31 und gelangen so durch die am unteren Ende angeordnete Öffnung gleichfalls auf den Transportkanal
36, wo sie mit der über die Austrittsöffnung 13 ausgeführten Asche zusammengeführt werden.
Überschüssige Heißgase werden über eine Leitung 6o abgeführt und stehen einer weiteren Verwendung, beispielsweise
für die Trocknung oder Dampferzeugung, zur Verfügung.
An der Außenseite des Oberteils 19 des Verbrennungsofens
ist ein Notschornstein 47 angeordnet, der über eine Zuführleitung 48 mit dom Oberteil 19 verbunden ist.
Für den Fall, daß die produzierten Heißgase nicht mehr abgeführt werden können, öffnet sich die Zuführleitung
48 und die Heißgase können über den Notschornstein 47 entweichen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist im oberen freien Endbereich des Oberteils 19
des Verbrennungsofens eine Dralleinrichtung angeordnet,
2'5 über die in den Heißgasen enthaltene Staubteilchen
nach außen geführt und so unmittelbar durch die Austrittsöffnungen
40 in den Ringkanal 41 und/oder sonstige Abführkanäle unter die Fließbetten 14 zum
Abscheiden geführt werden können.
Über einen mit dem Dom verbundenen Ringkanal 66 kann Frischluft und/oder Abluft aus der Trocknung in das
System geführt werden.
Mit einem erfindungsgemäßen Verbrennungsofen kann damit der Verbrennungsvorgang und der Durchfluß des
Brennstoffes und der Asche von Stufe zu Stufe (Fließbett
zu Fließbett) genau abgestimmt werden. 5
In Figur 3 ist schematisch noch einmal eine Ofenanlage dargestellt, bei der die Verbrennungsgase in besonderer
Weise einer weiteren Bearbeitung unterliegen.
Die dem Verbrennungsraum 3 5 entnommenen Heißgase werden nämlich über eine Leitung 1Sl in einen vor
der Eintrittsöffnung 12 des Ofens angeordneten Trockner
50 geführt, in den der Brennstoff, z.B. die aus der Müllaufbereitung gewonnene Müll fraktion zwischen
30 und 180 mm eingespeist wird. Auf diese Weise kann eine zusätzliche Trocknung des Materials erreicht
werden, wodurch insbesondere der untere Heizwert des Brennstoffes erhöht werden kann. Während die
Heißgase am Ende des Trockners 50 dann abgezogen und zu einer Filteranlage 54 geführt werden, gelangt
der vorgetrocknete Brennstoff auf die beschriebene Art und Weise über den Trichter 21 und die Verdichtungsschnecke 22 in den Verbrennungsraum 35.
Sofern notwendig, können in die Heißgasleitung Gebläse 56 zur Beschleunigung des Transportes eingefügt werden.
Zusätzlich kann in die Leitung zwischen Verbrennungsraum 35 und Trockner 50 ein Speisewasser-Erhitzer
zwischengeschaltet werden, durch den die Leitung
51 fakultativ geführt werden kann und so eine zusätzliche Energieausnutzung ermöglicht.
Die in die Fi1teranlage 54 geführten Heißgase werden
3Γ) dort durch an sich bekannte Gewebefilter geführt,
die kai kbe.seh i ch t et sein können, um eine Schwefel -
BAD ORIGINAL
bindung zu ermöglichen.
Über ein der Filteranlage 54 vorgeschaltetes Kalksilo 5 7 kann ständig neuer Kalk nachgeführt werden.
Bei dem in Figur 3 dargestellten Ausführungsbeispiel
verläuft vom Kalksilo 57 zusätzlich eine Leitung Ί0 58 zum Aufgabetrichter 21, so daß der Brennstoff
bereits vor Eintritt in den Verbrennungsraum mit Kalk gemischt wird zur anschließenden Sulfatbindung.
Wie dem Fließbild gemäß Figur 1 zu entnehmen ist, können der abgezogene Heißdampf und/oder die aus
dem Ofen abgezogene Asche und/oder der aus der Filteranlage abgeführte Filterstaub weitere Verwendung
finden, beispielsweise zur Einbindung in eine Masse zur Kalksandsteinherstellung bzw. als Erhitzungsmedium
0 während des Erhärtungsvorganges.
Krfindungsgemäß ist es damit möglich, eine besonders
umweltfreundliche Methode zur Müllbeseitigung unter gleichzeitiger Verwendung der bei der Verbrennung
anfallenden Produkte zu ermöglichen.
Die in der vorstehenden Beschreibung, den Patentansprüchen, der Zusammenfassung und der Zeichnung
offenbarten Merkmale des Gegenstandes dieser Unterlagen können sowohl einzeln als auch in beliebigen
Kombinationen untereinander für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen
wesentlich sein.
Z u s itmnie η f a s s u ng
Claims (36)
1. Verfahren zur Aufbereitung von Haus- und/oder hausmüll
ähnlichem Gewerbemüll mit
1. Zerkleinerungs-, Sieb- und Abzugseinrichtungen einschließlich Magnetabscheidung,
2. zur Herstellung eines energiereichen, schadstoffarm verbrennbaren Brennstoffs,
3. unter selektiver Gewinnung verschiedener Müllbestandteile, insbesondere Papier,
bei dem der angelieferte Müll
4. nach Absieben auf eine Fraktion vorzugsweise zwischen 180 und 500 mm,
5. anschließender Zerkleinerung, unter gleichzeitigem Aufschluß von anhaftenden Verunreinigungen, insbesondere
Staub, Sand und ähnlichem und
6. Magnetabscheidung
BAD
7. einer zweiten Siebung unterzogen wird, bei der
r) 7.1. über eine mehrstufige Siebmaschine die Fraktion
vorzugsweise kleiner 30 mm und
7.2. die Fraktion vorzugsweise kleiner 180 mm aus dem Materialstrom entfernt wird,
7.3. die Fraktionen kleiner 30 nun bzw. kleiner 180 mm
anschließend, gegebenenfalls unter Zusammenführung, ausgetragen werden,
8. während die Fraktion größer 180 mm für den Einsatz als Brennstoff einer Zerkleinerung
auf vorzugsweise 30 bis 50 mm unterzogen wird,
9. gegebenenfalls unter Zwischenschaltung einer
Verpressung.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Absiebung über ein Trommelsieb
erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die sich an die erste Absiebung
anschließende Zerkleinerung über eine Hammermühle zur selektiven Zerkleinerung des Papieranteils erfolgt.
4. Industrieofen zum Verbrennen fester, flüssiger, pastöser, gasförmiger und/oder nach dem Verfahren
gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 hergestellter 5 Brennstoffe mit einem Brennstoffein- sowie
Gas- und Ascheaustritt, gekennzeichnet durch
1. mindestens zwei, von unten heißgasdurchstromte Fließbetten (14), über die der Brennstoff geführt
wird, die
2. in Transportrichtung des Brennstoffes im Verbrennungsraum (35)
2.1. hintereinander und
2.2. höhenmäßig abgesetzt
angeordnet sind,
angeordnet sind,
3. unter Einstellung einer mittleren Verbrennungstemperatur
zwischen 500 und 900 Grad Celsius,
insbesondere zwischen 500 und 800 Grad Celsius.
5. Ofen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllmaterial der Fließbetten (14) ein
höheres spezifisches Gewicht aufweist als der
Brennstoff.
6. Ofen nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Fließbett (14) aus einem
mit Sand bedeckten Rost besteht.
7. Ofen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sand ein Quarzsand ist.
5 8. Ofen nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Sand eine Körnung zwischen 0,3 und 5 mm, vorzugsweise zwischen 1 und 3 mm
aufweist.
0 9. Ofen nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Fließbett (14) einen Ventildüsenboden (25) und/oder offenporiges keramisches
Material aufweist.
10. Ofen nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß die einzelnen Fließbetten (14) gegeneinander abgegrenzt und stufenförmig abgesetzt
im Verbrennungsraum (35) angeordnet sind.
11. Ofen nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das das Fließbett
(14) durchströmende Heißgas über ein Gebläse
(33) eingeleitet wird, wobei die Transportgeschwindigkeit des Heißgases so einstellbar
ist, daß das Fließbett (14) im wesentlichen formstabil bleibt.
12. Ofen nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß jedes einzelne
Fließbett (14) oder Gruppen von Fließbetten (14) mit einem eigenen Zuführungsschacht (31)
für d^ιs Heißgas ausgerüstet sind.
13. Ofen nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die jeweiligen Zuführungsschächte
(31) strömende Heißgasmenge steuerbar ist.
14. Ofen nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung der Heißgaszuführung
über in der Zufuhrleitung angeordnete Luftklappen erfolgt.
15. Ofen nach einem der Ansprüche 4 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Fließbetten
(14) in Transportrichtung des Brennstoffes im Verbrennungsraum (35) studenweise nach
unten geneigt ausgebildet sind.
16. Ofen nach einem der Ansprüche 4 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufgabe
des Brennstoffes in den Verbrennungsraum
J 5 (35) ιίπο Vordichtungseinrichtung (22) im
Eintrittsbereich (12) des Ofens angeordnet
ist.
BAD ORIGINAL
17. Ofen nach einem der Ansprüche 4 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß im Ofen Einrichtungen
(28, 29) zur Führung des aufgegebenen Brennstoffs über die Fließbetten (14) bis zum Gasaustritt
(40) bzw. Ascheaustritt (13) vorgesehen sind.
18. Ofen nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (28, 29) aus Düsen
oder Schlitzen bestehen, über die eine ausgerichtete Verbrennungsluftströmung in den Verbrennungsraum
(35) leitbar ist.
19. Ofen nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (28, 29)
im Bereich des der Eintrittsöffnung (12) des Verbrennungsraum (35) nächst gelegenen
Fließbettes (14a) und/oder im Bereich zwischen
den Fließbetten (14) angeordnet sind.
20. Ofen nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen
(28, 29) eine der Abstufung der Fließbetten
(14) entsprechende Neigung aufweisen.
21. Ofen nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen
* (28, 29) in Kanalstegen (27) zwischen den
einzelnen Fließbetten (14) angeordnet sind.
22. Ofen nach einem der Ansprüche 4 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß vor, an oder unmittelbar
nach der Verdichtungseinrichtung (22) eine
Zuführeinrichtung zur Zumischung weiteren Brennstoffes oder sonstiger Additive angeordnet
ist.
BAD ORiGINAL
23. Ofen nach einem der Ansprüche 4 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß in seinem Oberteil (19)
Austrittsöffnungen (40) zum Abzug der Heißgase
angeordnet sind, die, zumindest teilweise, in eine Rohrleitung (41) einmünden, die zumindest
teilweise bis zu den Luftzuführungsschächten (31) unterhalb der Fließbetten (14) verläuft.
24. Ofen nach einem der Ansprüche 4 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Oberteil (19) an
seinem freien Ende über einen stufenlos zu öffnenden Schließkegel (42) abgedichtet ist.
25. Ofen nach einem der Ansprüche 4 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß sich vom Oberteil (19)
eine Zufuhrleitung (48) zu einem Notschornstein (47) erstreckt.
26. Ofen nach einem der Ansprüche 4 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Eintrittsöffnung
(12) für den Brennstoff ein Trockner (50) angeordnet ist.
27. Ofen nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Trockner (50) mit der Verdichtungseinrichtung
(22) kombiniert ist.
28. Ofen nach einem der Ansprüche 4 bis 27, dadurch
gekennzeichnet, daß von den Gasaustrittsöffnungen (60) eine Leitung (51) zu den vorgeschalteten
Einrichtungen (50) geführt ist.
BAD ORIGINAL
29. Ofen nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß in die Leitung (51) ein Wärmetauscher
(52) zwischengeschaltet ist.
30. Ofen nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (52) als ein Speisewasser-Erhitzer
ausgebildet ist.
31. Ofen nach einem der Ansprüche 4 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß von den Austrittsöffnungen
(40) eine Leitung (53) zu einer nachgeschalteten Filteranlage (54) verläuft.
32. Ofen nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Filteranlage (54) einen oder mehrere
Gewebefilter aufweist.
33. Ofen nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewebefilter zur Rauchgasentschwefelung
der Abgase kalkbeschichtet sind.
34. Ofen nach einem der Ansprüche 4 bis 33, dadurch 5 gekennzeichnet, daß in die Leitung (53) und/oder
die Filteranlage (54) eine Zuführleitung für weitere Additive geführt ist.
35. Ofen nach einem der Ansprüche 4 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Austrittsöffnungen
(40) eine Dralleinrichtung angeordnet ist.
36. Verwendung der aus einem Ofen gemäß einem
der Ansprüche 4 bis 35 abgezogenen Heißgase,
Asche und/oder Filterstäube zur Herstellung anorganischer Bindemittel oder keramischer
Produkte.
BAD ORIGINAL
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