DE3415411C2 - Verfahren zum Verbrennen von Kot - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verbrennen von Kot, bei dem dieser gerührt und mit Luft durchsetzt wird.

Bei bekannten Verfahren dieser Art liegt die Menge an eingeblasener Luft zwischen der zweifachen und der zweieinhalbfachen Menge derjenigen Menge, die theoretisch zum Verbrennen des Kotes erforderlich ist. Dabei entstehen Temperaturen von über 1200°C, was zur Folge hat, daß Klumpen aus Schlacke gebildet werden. Diese können nicht bzw. nur schwer zerkleinert bzw. weiter verbrannt werden. Hinzu kommt, daß sie die Verbrennung des übrigen Materials behindern. Die Verbrennung ist also relativ unvollständig, und der Verbrennungsprozeß läuft ungleichmäßig ab.

Wird andererseits weniger Luft eingeleitet, um die Bildung von Schlackenklumpen zu reduzieren, wird das Material noch mehr überhitzt, da die Kühlwirkung durch die Luft verringert ist. Die Folge davon ist, daß sich Schlacke über dem gesamten Bodenbereich bildet. Anstelle die Schlackemenge zu verringern, wird sie also vergrößert. Außerdem ist ein gleichmäßiger Betrieb über längere Zeit nur schwer zu erzielen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Verbrennung des Kotes so zu führen, daß sich keine Schlacke bildet und die Verbrennung so gleichmäßig wie möglich erfolgt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Kot vor dem Verbrennen vorgetrocknet wird und die Luftmenge zwischen der Hälfte und der ganzen Menge liegt, die theoretisch zum Verbrennen des Kotes erforderlich ist.

Auf diese Weise wird erreicht, daß der Kot sanft bzw. langsam verbrennt derart, daß sich keine Schlacke bilden kann und der Kot gleichmäßig und vollständig zu Asche verbrennt. Die reduzierbaren abströmenden Gase aus der Verbrennung werden erfindungsgemäß mit Luft vermischt und einer zweiten Verbrennung zugeführt.

Es sei erwähnt, daß es auch schon bekannt ist, Abfallstoffe, die nicht Kot sind, zu verbrennen (DE-AS 26 25 055, DE-OS 24 19 586, GB-PS 13 03 402). Abgesehen von dem zu verbrennenden Material sind bei diesem Verfahren auch die Verfahrensschritte teilweise andere.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Zeichnung. Darin zeigt

Fig. 1 schematisch eine Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 2 in Perspektive einen Brennofen, wobei gewisse Teile herausgeschnitten sind,

Fig. 3 einen Vertikalschnitt durch den Ofen gemäß Fig. 2,

Fig. 4 einen Vertikalschnitt durch einen anderen Ofen,

Fig. 5 eine Einzelheit in vergrößertem Maßstab,

Fig. 6 einen Schnitt durch die Auslaß-Öffnung der Ausführungsform gemäß Fig. 5 und

Fig. 7 einen Vertikalschnitt einer weiteren Ausführungsform des Ofens.

Fig. 1 zeigt eine Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Diese besteht aus einem Trockner 1, einem ersten Becken 2, einem Ofen 3 und einem zweiten Becken 4.

Der Trockner ist von üblicher Bauart, z. B. ist er von der Art eines sich drehenden Zylinders. Der Kot, der in dem Trockner 1 vorgetrocknet worden ist, wird in das erste Becken 2 gefüllt, um dort zwischenzeitlich zu lagern. Aus dem Becken 2 wird eine bestimmte Menge des Kotes jeweils zu einer bestimmten Zeit in den Ofen 3 gefüllt, in dem der Kot zu Asche verbrannt wird. Die Asche gelangt von dem Boden 22 des Ofens 3 nach außen und wird dann in das zweite Becken 4 geleitet. Ein hochfeuchtes Gas mit wenig Sauerstoff wird aus dem Trockner 1 teilweise in den Ofen 3 geleitet und mischt sich dort mit einem reduzierbaren, ausströmenden Gas, das während der Verbrennung entsteht, zum Zwecke einer weiteren Verbrennung. Ein Teil des Gases, das aus dem Ofen 3 ausströmt, wird in den Trockner 1 als Heizmedium zurückgeleitet.

Wie sich aus den Fig. 2 und 3 ergibt, weist der Ofen 3 ein Gehäuse 5 auf, das in einem Horizontalschnitt kreisförmig ist und oben eine Ausström-Öffnung 6 besitzt. Ferner ist ein Hilfsbrenner 7, ein Organ 8 zum Einführen des trocknen Kotes M in den Brenner 3 und ein Ausgang 9 vorgesehen, durch den die Asche aus dem Ofen 3 austreten kann.

Der Ofen 3 bsitzt Rührorgane, die dafür sorgen, daß der Kot M sich nicht verklumpt bzw. absetzt. Die Rührorgane dienen ferner dazu, den Kot mit Luft in Verbindung zu bringen, so daß eine gleichförmige und einwandfreie Verbrennung erfolgt. Die Rührorgane weisen eine hohle Drehwelle 10 auf, die sich in der Mitte durch den Boden 22 in das Innere des Ofens 3 erstreckt. Ferner sind zwei oder mehr als zwei hohle Flügel 11 vorgesehen, die sich in radialer Richtung vom oberen Ende der Welle 10 her erstrecken. Jeder Flügel 11 besitzt mehrere Arme 12, die sich von dem Flügel nach unten erstrecken und kurz über dem Boden 22 enden. Die Welle 10 wird von einem Motor 15 angetrieben. Ein Gebläse 13 sitzt am unteren Ende der Welle 10. Durch dieses wird sanft Luft durch Öffnungen 14 in die Arme 12 geblasen, die dann in den Kot M eindringt. Die Menge an Luft, die durchgeblasen wird, entspricht der Hälfte der geforderten Menge oder ist gleich dieser Menge.

Das Gehäuse 5 des Ofens 3 hat in seinem zylindrischen Teil mehrere Öffnungen 16, die einen Abstand von 200 bis 400 mm von der Oberfläche der Aschenschicht haben. Der Abstand der Löcher in peripherer Richtung liegt zwischen 40 und 60 Grad. Ein Gebläse 18 (Fig. 1) ist mit den Öffnungen 16 über eine Leitung 17 verbunden, so daß Gas aus dem Trockner 1 in den Ofen 3 für eine weitere Verbrennung eintreten kann. Da das ausströmende Gas aus dem Trockner 1 zu einer zweiten Verbrennung verwendet wird, werden unbrennbare und riechende Gase in diesem Ausström-Gas eliminiert.

Über dem Boden 22 des Ofens 3 liegt eine Schicht S aus Sand und/ oder kleinen Steinen, wobei die Dicke der Schicht S größer als die größte Höhe von Schlackenstücken ist, die in dem Ofen 3 erzeugt werden bzw. von festen Teilen ist, die in dem Kot M enthalten sind. Wenn der Abstand zwischen dem Boden 22 des Ofens 3 und dem unteren Ende der Arme 12 klein wäre, bestünde die Gefahr, daß die Schlackenstücke oder die erwähnten festen Teile zwischen dem Boden 22 und den Armen 12 eingeklemmt werden, was dazu führen würde, daß das Drehorgan angehalten würde. Die Schicht S dient als scheinbarer Boden des Ofens und sorgt dafür, daß der Kot und die festen Teile nicht den Rührer anhalten können. Die Schicht S ermöglicht es ferner, daß die unteren Enden der Arme 12 Kontakt mit dieser Schicht haben bzw. in diese eindringen, so daß alle Teile des Kotes gerührt bzw. mit Luft versorgt werden. Auf diese Weise wird eine gleichförmige Verbrennung bewirkt. Die Temperatur der Schicht S erreicht mehrere hundert Grad C. Die Schicht S hat zur Folge, daß Änderungen in der Temperatur und in der Beladung absorbiert werden, so daß eine gleichmäßige, stabile Verbrennung garantiert ist. Die Temperatur kann aufgrund der Menge, die eingegeben wird, aufgrund des Wassergehaltes und aufgrund des spezifischen Wärmegehaltes des Kotes schwanken. Die Schicht S dient schließlich als thermischer Isolator, so daß der Boden 22 des Ofens 3 daran gehindert wird, sich zu überhitzen. Die Mittel, um das zu verhindern, können infolgedessen reduziert werden.

Wie sich aus Fig. 1 ergibt, wird der Kot zunächst in den Trockner 1 eingeführt. Außerdem gelangt in den Trockner 1 zugleich ein Heizmedium, nämlich vorgeheizte Frischluft und ein Gas hoher Temperatur, das von dem Brenner 3 stammt. Durch dieses Heizmedium wird der Kot getrocknet. Der getrocknete Kot wird dann zu dem Becken 2 geführt, wo er zeitweilig gelagert wird. Eine bestimmte Menge des getrockneten Kotes M (Fig. 3) wird in den Ofen 3 eingeführt. Zur selben Zeit strömt eine bestimmte Menge Luft ein, die dann aus den Öffnungen 14 der Arme 12 austritt und in den Kot M gelangt. Zugleich dreht sich die Welle 10, so daß der Kot M durch die Arme 12 gerührt wird. Der Kot M wird also völlig verrührt und mit Luft vermischt.

Aus dem Trockner 1 strömt ein Gas, das sehr feucht ist (0,1 bis 0,5 kg H₂O/kg trockener Luft) und eine geringe Sauerstoffkonzentration besitzt (13 bis 17%). Dieses Gas wird in den Kot M, der sich in dem Ofen 3 befindet, über die Öffnungen 16 eingeführt. Der Kot brennt infolgedessen langsam ab, ohne daß sich Schlacken bilden. Der Kot M zerfällt völlig in eine gleichförmige Asche. Außerdem wird eine wirksamere Verbrennung bewirkt als in dem bekannten Fall, bei dem eine übermäßige Menge an Luft eingegeben wird.

Das reduzierbare Gas, das sich während der Verbrennung entwickelt hat, wird aus dem Ofen 3 entfernt. Ein Teil desselben verläßt diesen in die Außenluft, während ein Teil zu dem Trockner 1 als Heizmedium zurückgeführt wird.

Da der Kot langsam verbrannt wird, wobei eine Luftmenge verbraucht wird, die von der Hälfte bis zu der theoretisch geforderten Soll-Menge reicht, erfolgt die Verbrennung bei einer Temperatur, die weit unter der Temperatur liegt, bei der sich Schlacken bilden. Unter diesen Bedingungen bleibt der Kot in einer lockeren, pulvrigen Form und wird auf diese Weise zu Asche verbrannt. Die Bereiche des Kotes, die der Luft ausgesetzt sind, bleiben also extrem groß während der ganzen Verbrennung. Infolgedessen ist es möglich, den Kot außerordentlich wirksam zu verbrennen.

Fig. 4 zeigt eine andere Ofenausbildung. Diese ist mit 3′ bezeichnet. Sie besitzt mehrere Düsen 24, die durch Öffnungen 23 im Boden 22 in die Schicht S ragen. Die Düsen 24 sind über eine Leitung 25 mit einem Gebläse 26 verbunden. Über sie kann das Gas, welches von dem Trockner 1 kommt, in die Schicht S eintreten. Diese Anordnung erleichtert es, den Kot der Luft auszusetzen, so daß die Bildung von Schlacke verringert wird und eine gleichförmige und wirkungsvolle Verbrennung garantiert ist.

Die Fig. 5 und 6 zeigen eine andere Ausführungsform der Erfindung, bei der das untere Ende des Aschenausgangs 9 intermittierend mittels einer Platte 27 verschlossen wird. Die Platte 27 wird von einem Luftdruckzylinder 29 angetrieben. Sie dreht sich intermittierend über einen bestimmten Winkel um eine Welle 28. Die Asche staut sich periodisch in dem Ausgang 9 und fließt dann ebenfalls periodisch aus dem Ausgang 9 heraus. Mit dieser Anordnung wird erreicht, daß unvollständig verbranntes Material, welches in den Ausgang gefallen ist, dort weiter vollständig verbrennen kann, bevor es ausfließt. In der Ausführungsform gemäß Fig. 7 wird die Asche intermittierend oder kontinuierlich mittels eines Schraubenförderers ausgeworfen.

Wenn der Kot, der zu verbrennen ist, in schlammiger Form vorliegt, also viel Wasser enthält, ist es zweckmäßig, daß ein Teil der Asche mit dem frischen Kot vermischt wird. Diese Mischung enthält weniger Wasser und tendiert dazu, zu dispergieren, so daß sie leicht verbrennt. Das ist teilweise darauf zurückzuführen, daß ein Teil des Wassers in dem Kot verdampft aufgrund der Wärme, die in der zugeführten Asche ist. Ein anderer Teil des Wassers in dem Kot wird in die zugeführte Asche übertragen.

Claims (15)

1. Verfahren zum Verbrennen von Kot, bei dem dieser gerührt und mit Luft durchsetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Kot vor dem Verbrennen vorgetrocknet wird und die Luftmenge zwischen der Hälfte und der ganzen Menge liegt, die theoretisch zum Verbrennen des Kotes erforderlich ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die reduzierbaren abströmenden Gase aus der Verbrennung mit Luft vermischt und einer zweiten Verbrennung zugeführt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kot mit mindestens einem Rührarm gerührt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft aus dem (den) Rührarm(en) in den Kot strömt.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen Trockner (1) zum Vortrocknen des Kotes und einen zylinderförmigen Ofen (3) zur Verbrennung des Kotes, in den der vorgetrocknete Kot geleitet wird, durch erste über den Umfang verteilte Löcher (16) im Mantel des Ofens (3), durch ein erstes Gebläse (18), das mit den ersten Löchern (16) verbunden ist und durch diese Luft in und/oder über den Kot bläst, durch Organe (10, 11, 12) zum Rühren des Kotes, bestehend aus einer vertikalen, hohlen Drehwelle (10), die in der Mitte des Ofens (3) durch den Boden desselben nach innen ragt, aus wenigstens zwei vom oberen Ende der Welle (10) radial abragenden, hohlen Flügeln (11) und aus mehreren hohlen Rührarmen (12), die parallel nach unten von den Flügeln (11) abragen, kurz über dem Boden des Ofens (3) enden und dritte Löcher (14) aufweisen, und durch ein zweites Gehäuse (13), das mit dem unteren Ende der Welle (10) verbunden ist und Luft über die Welle (10), die Flügel (11), die Arme (12) und die dritten Löcher (14) in den Kot bläst.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch zweite Lufteinführ-Löcher (23) im Boden des Ofens (3).

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichent, daß das erste Gebläse (18) mit dem Vortrockner (1) verbunden ist derart, daß das angesaugte Gas durch den Vortrockner strömt.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich auf dem Boden des Ofens (3) eine Schicht (S) aus Sand und/oder kleinen Steinen befindet und daß die Arme (12) kurz über der Oberseite dieser Schicht (S) enden, diese berühren und/oder in diese hineinreichen.

9. Vorrichtung nach einem der Asnprüche 5 bis 8, gekennzeichnet durch Düsen (24), die in den zweiten Löchern (23) im Boden des Ofens (3) stecken, in die Schicht (S) ragen und mit einem dritten Gebläse (26) zur Einleitung von Luft in die Schicht (S) verbunden sind.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, gekennzeichnet durch einen Ascheauslaß (9) im Boden des Ofens (3), insbesondere in dessen Zentrum.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch Mittel (27, 29) zur periodischen Aschenentleerung.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Aschenentleerung kontinuierlich erfolgt.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine von einem Druckluftzylinder (29) hin und her drehbar bewegte Klappe (27).

14. Vorrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch einen Schneckenförderer (30).

15. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Gas im Ofen (3) einer zweiten Verbrennung zugeführt wird.