DE3804853C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage zum Verschwelen von Abfallstoffen nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches.

Unter Abfallstoffen im Sinne der Erfindung sollen Haus- und Industriemüll ebenso verstanden werden wie chemische Rückstände, die Schadstoffe oder Gase wie Dioxine verschiedener Art, Furane, CO etc. entwickeln.

Durch "Chem.-Ing.-Technik", 57 (1985), Nr. 11, S. 953/954 (Abb. 4) ist eine Anlage zum Verschwelen von Abfallstoffen mit einer Schweltrommel, einer Gaswäsche sowie einem Heißgaserzeuger bekannt, bei der die Schwelvorrichtung durch heißes Gas des Heißgaserzeugers beheizt wird. - Das Schwelgas durchströmt mit einer Verweilzeit von 0,5 sec ein Koksbett, was der Entstaubung des gewonnenen Schwelgases dient. - Die DE-OS 35 04 810 offenbart ein Verfahren zur thermischen Umsetzung von Dioxin, bei dem einer Koksbatterie eine Pyrolyse-Anlage parallel geschaltet ist und die Koksbatterie und die Pyrolyse-Anlage ihr Gas an einen Nachbrenner abgeben. - Eine theoretische Verweilzeit von 4 bis 6 sec der Rauchgase in einer Nachbrennkammer hinter einem Drehrohrofen zur Sondermüllverbrennung sieht "Chem.-Ing.-Tech. 59 (1987) Nr. 8, S. 626 vor. Auch ist es bekannt, eine Verweilzeit der Rauchgase in Nachbrennkammern hinter Drehöfen von 2 bis 4 sec zu wählen.

Durch die ältere, nicht vorveröffentlichte DE- Patentanmeldung 36 25 397 ist eine Nachbrennkammer hinter einem Verbrennungsofen einer Verbrennungseinrichtung für chemischen Abfall bekannt. Hierbei sind die zur Anwendung kommenden Brenner der Nachbrennkammer auf einen bestimmten Kammerbereich konzentriert. - In dergleichfalls älteren und nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung P 37 30 339 ist eine Anlage zum Verschwelen von Abfallstoffen und verunreinigten Stoffen vorgeschlagen, bei der der Austragsvorrichtung für Reststoffe aus der Schweltrommel ein mit einer Brenneinrichtung versehener Treppenrost mit anschließender Nachbrennkammer und einer Wärmegewinnungsanlage, vorzugsweise einem Abhitzekessel mit Dampftrommel nachgeschaltet ist. - Bei diesen Anlagen und Einrichtungen gelangen die Verbrennungs- oder Schwelgase in die Nachbrennkammer als wärmeabgebendes Medium. Dies kann auch bei der erfindungsgemäßen Anlage der Fall sein, die Verbrennungsgase der Nachbrennkammer können auch aus einer anderen Quelle stammen.

Diesem Stand der Technik gegenüber besteht die Aufgabe der Erfindung darin, die Beheizungseinrichtung der Schwelanlage ganz oder weitgehend korrosionsfrei zu halten, ferner die Umwandlung von umweltschädlichen Gasen in der Nachbrennkammer in solche mit geringem Schadstoffgehalt zu ermöglichen, was mit konstruktiv einfachen Mitteln erreicht werden soll.

Der Erfindung liegen die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Hauptanspruches zugrunde. - Die Merkmale der Unteransprüche dienen der Verbesserung und Weiterentwicklung der Merkmale des Hauptanspruches.

Die erfindungsgemäße Anlage gewährleistet die in die Nachbrennkammer mit einer Temperatur von ca. 1400°C eintretenden schadstoffbeladenen Gase bei einer Verweilzeit von 1,0-5,0 sec, vorzugsweise 2 sec, bei einer Temperatur von 1200°C und oberhalb davon zu halten, so daß in dieser Zeit jene Umwandlung in ein Gas mit geringem Schadstoffgehalt erfolgen kann, wobei sich der Vorteil ergibt, daß die dem Gas der Nachbrennkammer entzogene Wärme dem Schwelvorgang dadurch zugute kommt, daß das die Schwelvorrichtung beheizende Gas im Wärmetauscher der Nachbrennkammer erwärmt wird und dies in einem geschlossenen Kreislauf zwischen der Schwelvorrichtung und dem Wärmetauscher der Nachbrennkammer erfolgt, so daß eine Korrosion in den Teilen dieses Kreislaufs vermieden wird.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anlage dargestellt, und zwar zeigt

Fig. 1 die Anordnung der Schwelvorrichtung und der Nachbrennkammer und

Fig. 2 im Vertikalschnitt die Nachbrennkammer.

In dargestelltem Beispiel dient als Schwelvorrichtung 1 eine Schweltrommel, der das zu verschwelende Gut über eine Schnecke 2 zugeführt wird, wobei das verschwelte Gut in Richtung des Pfeiles 3 die Schweltrommel verläßt. Das für den Schwelvorgang benötigte Heizgas gelangt über die Zuführung 4 in die Trommel und wird über die Leitung 5 abgeführt.

Der Schwelvorrichtung 1 ist über die Leitungen 6, 7 die Nachbrennkammer 8 zugeordnet, die vorzugsweise stehend angeordnet ist. In sie gelangen die schadstoffbeladenen Brennergase, sei es aus der Schweltrommel, sei es aus anderer Quelle, in Richtung des Pfeiles 9 in die Nachbrennkammer durch den Stutzen 10 in Richtung des Pfeiles 11.

In dem oberen Bereich der Nachbrennkammer 8 ist ein mit der allgemeinen Bezugsziffer 12 versehener Wärmetauscher angeordnet. In diesen mündet die Leitung 7 und führt dem Wärmetauscher aus der Schwelvorrichtung 1 kommendes Kreislauf­ gas, vorzugsweise ein Inertgas od. dgl. zu und läßt dieses Gas über die Leitung 6 wieder der Schweltrommel 1 zukommen, so daß ein geschlossener Kreislauf über die Schwelvorrichtung, die Leitungen 6 und 7 und den Wärmetauscher 12 gegeben ist. Hierdurch kann die Korrosionsanfälligkeit der genannten Teile erheblich gemindert werden.

Die Gase der Nachbrennkammer 8 treten in Richtung des Pfeiles 9 mit einer Temperatur von 1400°C in den oberen Abschnitt 12 a des Wärmetauschers 12 ein. Sie haben eine Strömungsgeschwindigkeit von etwa 2-4 m/sec, so daß bei Berücksichtigung des Durchmessers des Wärmetauschers 12 eine Verweilzeit der Gase in der Nachbrennkammer von 1-5 sec, vorzugsweise von 2 sec, gegeben ist. Die Länge bzw. Höhe L des Austauschers 12 ist derart gewählt, daß bei der gegebenen Geschwindigkeit der Gase in der Nachbrennkammer die genannte Verweilzeit von 1-5 sec innerhalb des Wärmetauschers gewährleistet ist. Hierbei ist es gleichgültig, ob bereits über eine Höhe L ₁ die Temperatur des Gases auf 1200°C herabgesunken ist, wesentlich ist nur, daß hierbei die Verweilzeit von 1,0-5,0, vorzugsweise 2 sec, eingehalten wird. Dies bedeutet, daß die Länge L des Wärmetauschers einerseits bzw. die Strömungsgeschwindigkeit der Gase in der Nachbrennkammer innerhalb des Wärmetauscherbereichs andererseits so gewählt wird, daß die vorstehend genannten Parameter (Verweilzeit und Temperatur) eingehalten werden. In dieser Zeit nämlich erfolgt jene Umwandlung umweltschädlicher Gase in Gase mit geringem Schadstoffgehalt.

Zur Kontrolle der Temperaturführung in den einzelnen Bereichen des Wärmetauschers können Temperaturmeßgeräte 14 vorgesehen werden, von denen das unterste Temperaturmeß­ gerät 14 a am Austritt der verbrannten Gase 12 b des Wärmetauschers 12 angeordnet ist. - Der Wärmetauscher selbst ist als zylindrischer Ringteil mit einer Außenwand 15 sowie einer Innenwand 16 ausgebildet, wobei die Innenwand 16 eine Auskleidung 17 besitzt. An dieser können aggressive Bestandteile der Nachbrennkammergase abwärts rinnen.

Da die Temperatur der Gase aus der Brennerkammer 18, die in Richtung des Pfeiles 9 in die Nachbrennkammer strömen, unterschiedlich ausfallen kann und bei bestimmter Strömungsgeschwindigkeit die gewünschte Verweilzeit in dem Austauscher 12 einzuhalten ist, ist zwischen den beiden Leitungen 6, 7, vorzugsweise in Nähe der Nachbrennkammer 8, eine Bypassleitung 19 mit einem Steuerventil 20 vorgesehen. Dies steht vorzugsweise über eine Steuerleitung 21 mit der Temperaturmeßeinrichtung 14 a in Verbindung. Läßt die Temperaturmeßeinrichtung 14 a erkennen, daß im Austritt der verbrannten Gase 12 b die Temperatur von 1200°C unter­ schritten wird, so steuert das Ventil 20 einen Teil des etwa auf 750°C erwärmten inerten Kreislaufgases des Leitungsteils 6 a über die Bypassleitung 19 in den Leitungsteil 7 a und den Stutzen 22 des Wärmetauschers 12 und mischt sich mit den über die Leitung 6 mit einer Temperatur von etwa 350°C ankommenden Kreislaufgasen der Schwelvorrichtung. Hierdurch wird die Temperatur in dem Eintrittsstutzen 22 des Wärmetauschers 8 erhöht, so daß letztendlich auch im unteren Abschnitt 12 b des Wärmetauschers 12 eine Temperatur von 1200°C aufrecht erhalten wird. Mithin kann durch die Steuerung über den Bypass 19 und das Ventil 20 gewährleistet werden, daß auf jeden Fall über die Länge L des Wärmetauschers 12 bei einer Verweilzeit von vorzugsweise 2 sec die Temperatur von 1200°C und mehr eingehalten wird, um eine Umwandlung der umweltschädlichen Gase in schadstoffarme Gase zu erreichen. Die schadstoffarmen Gase verlassen die Nachbrennkammer über die Leitung 11 und können in einem nachgeschalteten Überhitzer 23 genutzt werden.

Von besonderer Bedeutung ist die Ausbildung der Innenwand 16, insbesondere aber deren Auskleidung 17. Durch sie nämlich muß gewährleistet sein, daß für die Dauer von 1-5 sec die Temperatur der zu verbrennenden Gase auf oder über 1200°C gehalten wird, während in dem Wärmetauscher, d. h. zwischen den Wänden 15 und 17 eine mittlere Temperatur von 550°C (Eintrittstemperatur 350°C, Austrittstemperatur 750°C) herrscht. Das Material und die Stärke der Auskleidung, die vorzugsweise an die Innenwand torkretisiert wird, ist entsprechend zu wählen.

Um trotz einer präzisen Abstimmung der Auskleidung 17 und unter Berücksichtigung der möglicherweise mit zunehmendem Alter schwindenden Wirkung der Auskleidung eine weitgehend genaue Temperatur über die angegebene Verweilzeit der Brennergase in dem Tauscher 12 beizubehalten, dient der Bypass 19 mit seiner Regelmöglichkeit.

Claims (3)

1. Anlage zum Verschwelen von Abfallstoffen mit einer Schwelvorrichtung und einer Nachbrennkammer, mit einem Wärmetauscher, in die die Schwelgase der Schwelvorrichtung geleitet werden und dort bei einer Temperatur von 1200°C oder darüber 1,0-5,0 Sekunden verweilden, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Schwelvorrichtung beheizendes Gas (1) im geschlossenen Kreislauf durch die Schwelvorrichtung und den Wärmetauscher (12) der Nachbrennkammer (8) geführt wird.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Zuleitung (7 a) und der Ableitung (6 a) des die Schwelvor­ richtung beheizenden Gases in bzw. aus dem Wärmetauscher (12) eine Bypassleitung (19) mit einem Regelventil (20) angeordnet ist.

3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelventil (20) des Bypasses (19) mit einem Temperaturmesser (14 a) am Austritt der verbrannten Schwelgase (12 b) aus dem Wärmetauscher (12) verbunden ist.