DE3712380C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schlackenabzug aus einer vertikalen Nachverbrennungskammer, die dem Auslaß einer im wesentlichen horizontal angeordneten Hauptverbrennungskammer einer Industriemüll- Verbrennungsanlage, insbesondere zur Dampferzeugung, nachgeschaltet ist und im unteren Kammerbereich einen Schlackefließboden mit einer Überfließkante und einem daran und an den Auslaß der Hauptverbrennungskammer anschließenden Schlackenschacht mit einer darunter befindlichen Entschlackungseinrichtung umfaßt, wobei der Schlackefließboden in einer Höhe im Bereich des Auslasses der Hauptverbrennungskammer angeordnet ist.

Aus der DE-Z "Energie und Technik 25 (1973), Heft 6, S. 148-149 ist eine solche Vorrichtung bekannt, bei der die Schlacke über die gesamte freie Kante des Schlackefließbodens in dünner Schicht relativ zähflüssig nach unten in den Schlackenschacht fließt, auch wenn sie im Bereich der aus der Hauptverbrennungskammer austretenden Strahlung liegt. Da die Schlacke über die gesamte Breite des Schlackefließbodens abfließt, kann es nicht zu einer von der Wandung des Schlackenschachtes wegführenden Ausbildung eines Schlackestrahls kommen, sondern die Schlacke kann nur in Anlage an die Schachtwandung in dünner Schicht abfließen. Derartige dünne Schichten können unter Umständen unter dem Einfluß von aus der Entschlackungseinrichtung aufsteigenden Brüden und von kalter Luft, die über diverse im Schlackenschacht befindliche Öffnungen einströmt, soweit abgekühlt werden, daß es zu Schlackeanbackungen kommen kann, die unter Umständen sogar zu einem vollständigen Zuwachsen des Schlackeschachtes führen können. Dieser Bereich muß dann unter erheblichem Aufwand unter Abtrag der erstarrten Schlacke in bergmännischer Weise in den ursprüngllichen Zustand zurückversetzt werden.

Aus der GB-PS 5 92 698 ist eine Brennkammer zur Verbrennung eines brennbaren Gases bekannt, das schlackebildende Teilchen enthält. Am Boden der zylindrisch ausgelegten Brennkammer ist ein Wehr in Schachtform mit einer Ablauföffnung in einer Schachtwandlung angeordnet. Die sich bildende Schlacke sammelt sich in der Brennkammer und erst wenn sie eine gewisse Höhe erreicht hat, kann sie über den Abfluß abfließen. Bei Betrieb der Brennkammer befindet sich somit in ihr stets ein Schlackebad.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art derart weiterzuentwickeln, daß ein einwandfreier, kontinuierlicher Schlackeabzug aus der Nachverbrennungskammer auch über einen längeren Zeitraum gewährleistet ist und der Aufwand für Wartungs- und Instandsetzungsarbeiten stark vermindert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Schlackefließboden mindestens zwei zueinander geneigte Flächen aufweist, die mindestens eine in Richtung zum Schlackenschacht geneigte Fließrinne bilden, daß an der Überfließkante ein wehrähnlicher Abschluß mit einer ihn unterbrechenden Ablauföffnung vorgesehen ist, die sich an jener Stelle befindet, an der die Fließrinne auf die Überfließkante trifft, und daß in der Wand des Schlackenschachtes unterhalb der Ablauföffnung ein horizontales Element angeordnet ist, das ein freies Abtropfen der flüssigen Schlacke in den Schlackenschacht ermöglicht.

Durch die erfindungsgemäße Gestaltung des Schlackefließbodens und durch den wehrähnlichen Abschluß mit Ablauföffnung wird erreicht, daß sich die Schlacke nicht staut, sondern möglichst schnell und als geschlossener Strahl abfließen kann. Die Fließfähigkeit der Schlacke auf dem Schlackefließboden wird dadurch aufrechterhalten, daß der Schlackefließboden in dem Strahlungsbereich der Hauptbrennkammer liegt.

Der geschlossene Schlackenstrahl weist gegenüber einem über eine breite Abfließkante abfließenden Schlackestrom ein das Fließverhalten der flüssigen Schlacke positiv beeinflussendes Wärmeverhalten auf. Die Abfuhr des geschlossenen Strahls wird durch das horizontale Element unterstützt, das ein freies Abtropfen des Strahls in den Schlackenschacht ermöglicht.

Das horizontale Element zum freien Abtropfen von flüssiger Schlacke kann jegliche balken- oder stangenähnliche Form von beliebigem Profilquerschnitt mit einer nasenartig vorspringenden Kante aufweisen. Als Profilquerschnitt kann beispielsweise ein Vollprofil in der Form eines "L" oder "U" oder auch ein Hohlprofil von ovaler, runder, rechteckiger oder quadratischer Form verwendet werden.

Um dem Schlackeabzug mit möglichst einfachen Mitteln sicherzustellen, ist es zweckmäßig, daß das Element zum Schlackeabtropfen ein mit einer angeschweißten oder angeformten Abtropfkante ausgebildetes Rohr ist, dessen Oberfläche teils im Schlackeschacht, teils geschützt in der Wandung des Schlackeschachtes liegt, wobei die Wandung des Schlackeschachtes auf der Schlackenabströmseite des Rohres im Bereich der Abtropfkante zurückversetzt ist.

Die Verwendung eines Rohres für ein horizontales Element zum Schlackeabtropfen bietet sowohl in wirtschaftlicher als auch in konstruktiver Hinsicht Vorteile, um in optimaler Weise den thermischen und/oder statischen Belastungen in dem Bereich des Schlackeschachtes zu entsprechen. Die Zurückversetzung der Wandung des Schlackenschachtes auf der Schlackenabströmseite des Rohres im Bereich der Abtropfkante bewirkt ein vorzeitiges Ablösen des abfließenden Schlackestromes von der Wand und läßt diesen frei durch den Schlackeschacht in die darunter befindliche Entschlackungseinrichtung fallen, wobei eine Abkühlung und ein Erstarren der im Strahlungsschatten von der als Drehrohr ausgebildeten Hauptverbrennungskammer abtropfenden flüssigen Schlacke durch aus der Entschlackungseinrichtung aufsteigende Brüden begünstigt wird.

Sofern die konstruktiven Möglichkeiten, das horizontale Element vor den genannten Belastungen zu schützen, nicht ausreichen, ist es zweckmäßig, wenn das Rohr zur Kühlung an ein Wasser-Dampf-Kreislaufsystem angeschlossen ist.

Der Anschluß des Elementes an ein Wasser-Dampf- Kreislaufsystem ermöglicht den Einsatz von Werkstoffen in wirtschaftlich vertretbarem Rahmen. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, gezielt auf das Gleichgewicht der an der Schlackenschachtwand befindlichen flüssigen und festen Schlackeschicht Einfluß zu nehmen, um einen einwandfreien und kontinuierlichen Abzug flüssiger Schlacke aus der Nachverbrennungskammer sicherzustellen.

Die Erfindung wird nun anhand der Figuren beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine aus einer Haupt- und Nachverbrennungskammer mit einem nachfolgenden Abhitzekessel bestehenden Anlage, wobei im unteren Bereich der Nachverbrennungskammer die erfindungsgemäße Vorrichtung angeordnet ist;

Fig. 2 eine Detailansicht der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung bezüglich des Schlackefließbodens und

Fig. 3 eine Detailansicht der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung bezüglich des horizontalen Elementes zum freien Abtropfen der flüssigen Schlacke.

In einer mit Wärmenutzung versehenen Industriemüll- Verbrennungsanlage (1) ist gemäß Fig. 1 einer im wesentlichen horizontal angeordneten, als Drehrohrofen ausgestalteten und aus einem Industriemüllbunker (2) beschickten Hauptverbrennungskammer (3) an deren Auslaß (4) eine vertikale Nachverbrennungskammer (5) von rundem oder rechteckigem Querschnitt nachgeordnet, an die sich nach einer 180°-Umlenkung ein Abhitzekessel (6) mit nachfolgender Rauchgasreinigung (7) anschließt.

In der Nachverbrennungskammer (5) befindet sich oberhalb des Auslasses (4) eine Einrichtung zur Zufuhr von Sekundärluft (8) und ggf. Ölbrenner (9) zur Unterstützung der Nachverbrennung. In einer Höhe im Bereich des Auslasses (4) der Hauptverbrennungskammer (3) ist ein Schlackefließboden (10) angeordnet. Dieser Schlackefließboden (10) weist gemäß Fig. 2 mindestens zwei zueinander geneigte Flächen (11, 11′) auf, die mindestens eine Fließrinne (12) bilden. Diese Fließrinne (12) wiederum ist in Richtung senkrecht zu einer Überfließkante (13) und zu einem an die Überfließkante (13) nach unten anschließenden, mit feuerfestem Material ausgekleideten Schlackenschacht (14) mit vorwiegend rechteckigem Querschnitt geneigt. An der Überfließkante (13) ist ein wehrähnlicher Abschluß (15) mit einer Ablauföffnung (16) vorgesehen. Die Ablauföffnung (16) befindet sich an bzw. über jener Stelle, an der die Fließrinne (12) auf die Überfließkante (13) trifft. Unterhalb der Überfließkante (13) befindet sich in der Wand des Schlackenschachtes (14) in einer Höhe in etwa der Unterkante des Auslasses (4) der Hauptverbrennungskammer (3) ein horizontales Element (17), das ein freies Abtropfen der flüssigen Schlacke in den Schlackenschacht (14) bis hin zu einer am Boden der Anlage (1) angeordneten Entschlackungseinrichtung (18) ermöglicht. Dieses horizontale Element (17) ist ein Rohr (19) von kreisrundem Querschnitt, das eine angeschweißte oder angeformte Abtropfkante (20) aufweist und an ein Wasser-Dampf-Kühlsystem, insbesondere an eine Wasser-Dampf-Zwangsumlaufsystem, (nicht dargestellt) zur Kühlung angeschlossen ist. Die Oberfläche des Rohres (19) liegt teils im Schlackeschacht (14), teils geschützt in der Wandung (21) des mit feuerfestem Material ausgekleideten Schlackeschachtes (14), wobei die Wandung (21′) des Schlackeschachtes (14) auf der Schlackeabströmseite des Rohres (19) im Bereich der Abtropfkante (20) zurückversetzt ist.

Bei der Nachverbrennung von aus der Hauptverbrennungskammer (3) kommenden, unverbrannten Gasen und Feststoffpartikeln fallen in der Nachverbrennungskammer (5) aufgrund der hohen Verbrennungstemperaturen flüssige Schlackepartikel an, die nach unten sinken und auf dem Schlackefließboden (10) ein flüssiges Schlackebett bilden. Auf den geneigten Flächen (11, 11′) des Schlackefließbodens (10), wobei die Flächenneigung bis hin zu einer horizontalen Ebene gewählt werden kann, fließt die Schlacke in Richtung der Fließrinne (11) und weiter in einem konzentrierten Schlackestrom entlang dieser zu der an der Überfließkante (13) und in dem wehrähnlichen Abschluß (15) befindlichen Ablauföffnung (16), über die die Schlacke in den Schlackeschacht (14) gelangt. Von der Ablauföffnung (16) fließt ein strahlähnlicher Schlackenstrom zunächst an der Wand (21) des Schlackeschachtes (14) unter Bildung einer in der Nähe der Wandoberfläche befindlichen relativ dünnen festen Schlackeschicht bis zu dem gekühlten horizontalen Element (17) abwärts, wo er frei in den Schlackeschacht (14) bis in die Entschlackungseinrichtung (18) unter gleichzeitiger Kühlung durch aus der Entschlackungseinrichtung (18) aufsteigenden Brüden abtropft. Die Entsorgung der Schlacke erfolgt über die Entschlackungseinrichtung (18).

Claims (3)

1. Vorrichtung zum Schlackenabzug aus einer vertikalen Nachverbrennungskammer, die dem Auslaß einer im wesentlichen horizontal angeordneten Hauptverbrennungskammer einer Industriemüll- Verbrennungsanlage, insbesondere zur Dampferzeugung, nachgeschaltet ist und im unteren Kammerbereich einen Schlackefließboden mit einer Überfließkante und einem daran und an den Auslaß der Hauptverbrennungkammer abschließenden Schlackenschacht mit einer darunter befindlichen Entschlackungseinrichtung umfaßt, wobei der Schlackenfließboden in einer Höhe im Bereich des Auslasses der Hauptverbrennungskammer angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlackenfließboden (10) mindestens zwei zueinander geneigte Flächen (11, 11′) aufweist, die mindestens eine in Richtung zum Schlackeschacht (14) geneigte Fließrinne (12) bilden, daß an der Überfließkante (13) ein wehrähnlicher Abschluß (15) mit einer ihn unterbrechenden Ablauföffnung (16) vorgesehen ist, die sich an jener Stelle befindet, an der die Fließrinne (12) auf die Überfließkante (13) trifft, und daß in der Wand (21) des Schlackenschachtes (14) unterhalb der Ablauföffnung (16) ein horizontales Element (17) angeordnet ist, das ein freies Abtropfen der flüssigen Schlacke in den Schlackenschacht (14) ermöglicht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (17) zum Schlackeabtropfen ein mit einer angeschweißten oder angeformten Abtropfkante (20) ausgebildetes Rohr (19) ist, dessen Oberfläche teils im Schlackeschacht (14), teils geschützt in der Wand (21) des Schlackenschachtes (14) liegt, wobei die Wandung (21′) des Schlackenschachtes (14) auf der Schlackenabströmseite des Rohres (19) im Bereich der Abtropfkante zurückversetzt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (19) zur Kühlung an ein Wasser-Dampf- Kreislaufsystem angeschlossen ist.