DE3818006A1 - Wirbelschichtfeuerung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Wirbelschichtfeuerung, insbesondere für die Verfeuerung von sortiertem, zerkleinertem Hausmüll und hausmüllähnlichen Abfällen sowie Klärschlamm, bei der dem Brennstoffbett durch einen Düsen­ boden Fluidisierungsgas zugeführt wird, in deren Reaktorraum sich eine Wirbelzone und eine von Feststoffen mehr oder weniger freie Zone einstellt, an die sich ein mit Nachschaltheizflächen ausgerüsteter Gaszug anschließt.

Durch die EP 00 56 851 ist eine derartige Wirbelschichtfeuerung bekannt geworden, jedoch nachteilig ist es bei dieser bekannten Wirbelschicht­ feuerung, daß grobe Brennstoffteile unkontrolliert auf oder in die Sand­ füllung der Austrag-Schächte gelangen und unter Luftmangel und unbeein­ flußbar von außen, nur langsam und unvollkommen ausbrennen. Ferner werden erhebliche Mengen glühender Partikel aus der Brennkammer mit dem Gasstrom in die Nachschaltheizflächen hineingetragen, wo sie als mitverantwortlich für Korrosionen angesehen werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Wirbelschichtfeuerung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei der Brennstoffe mit unterschiedlichen Heizwerten und Ausbrandverhalten, wie zum Beispiel Hausmüll, hausmüll­ ähnliche Abfälle und Klärschlamm nahezu vollständig verbrennen und gleich­ zeitig Korrosionsbildung in den Nachschaltheizflächen entgegengewirkt wird.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß

• a) sich an den schwach geneigten Düsenboden ein ebenfalls schwach geneigter Vorschubrost anschließt, an dessen Austragsende ein Pendelstauer angeordnet ist,
• b) der Düsenboden und der Vorschubrost an eine oder mehrere getrennte Verbrennungsluft- bzw. Fluidisierungsmittel-Zuführungen angeschlossen sind,
• c) oberhalb der Sekundärluftführung der Reaktorquerschnitt erweitert ist und oberhalb der Erweiterung Oberluftdüsen angeordnet sind.

In einer alternativen Gestaltung der Erfindung wird die Wirbelschicht­ feuerung mit einem zwischen Reaktor und Nachschaltzug angeordneten Partikelabscheider versehen.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen werden gegenüber dem bekannten Stand der Technik folgende Vorteile erzielt:

• 1. Der Rost dient dem Transport von Verbrennungsrückständen und Bett­ material und gewährleistet einen gesteuerten Restausbrand und eine Kühlung des Inertmateriales. Eine Anhäufung großstückiger Teile am Ende des geneigten Düsenbodens wird ebenso vermieden.
• 2. Durch den Pendelstauer wird Bettmaterial während dessen Erst-Einfüllung unter Beachtung des Schüttwinkels und bei gegebener Rostbahnneigung zurückgehalten. Während des Betriebes dient er als Korrektiv für das Rost-Transportverhalten bzw. zur Beeinflußung der Verweilzeit von Rück­ ständen auf dem Rost.
• 3. Durch die Aufteilung der Luft bzw. des rückgeführten Rauchgases unterhalb des Düsenbodens kann der Fluidisierungsgrad über dem rückwärtigen Teil des Düsenbodens, unabhängig vom vorderen Teil, verändert werden. Damit kann der Austrag von Inertmaterial und restlichem Brennstoff zum Rost gesteuert werden.
• 4. Aus der Notwendigkeit, eine bestimmte Wirbelgeschwindigkeit einzuhal­ ten, ergibt sich ein bestimmter Querschnitt in der Wirbelzone. Damit die Rauchgeschwindigkeit darüber, infolge der Zufuhr des überwiegenden Teiles der Verbrennungsluft, bei zu erwartendem gleichzeitigem Tempe­ raturanstieg durch die restliche Wärmefreisetzung nicht zu groß wird, muß der Querschnitt erweitert werden. Die Querschnittserweiterung bringt jedoch noch andere Vorteile. Ein Teil der noch nicht ausge­ brannten, glühenden Brennstoffpartikel wird in den sich ausbildenden stehenden Wirbeln in einfachem oder mehrfachem Umlauf gehalten, d.h., daß deren Verweilzeit im Reaktor erhöht wird, was dem Ausbrand zugute kommt. Die Zufuhr von Oberluft in diesem Bereich gleicht die Abnahme der O₂-Konzentration in Wandnähe aus, wodurch Korrosionen vorgebeugt wird. Das Eindringen von Luft in den Hauptstrom zum Zwecke der Mischung wird außerdem an dieser Stelle durch erhöhte Turbulenz be­ günstigt.
• 5. Der Partikelabscheider hat vornehmlich den Zweck, die für Müllverbren­ nungsanlagen typischen in großer Zahl anzutreffenden, glühenden Partikel abzuscheiden und in den Reaktor zurückzuführen, die trotz der im oberen Bereich des Reaktors abgesenkten Rauchgasgeschwindigkeit diesen ver­ lassen. Gleichzeitig findet im Partikelabscheider ein Restabbrand von unverbrannten Gasen, z. B. Kohlenmonoxid statt.

Die Erfindung wird anhand der Beschreibung und der Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen: Fig. 1 Das Schema eines Wirbelschicht-Reaktors,

Fig. 2 Das Schema eines Wirbelschicht-Reaktors mit nachgeschaltetem Partikelabscheider.

In Fig. 1 wird sortierter, zerkleinerter Müll aus dem Müllbunker 2 in den Reaktor 1, der mit rechteckigem Strömungsquerschnitt und aus gasdicht, geschweißten, gekühlten Rohrwänden gebildet ist, durch die Stirnwand im unteren Bett­ bereich über den Schneckenzuteiler 11 eingegeben. Ein mit Öl oder Gas betriebener nicht dargestellter Brenner dient dazu, den Verbrennungsvor­ gang einzuleiten bzw. zu unterstützen. Das Bettmaterial ist im Reaktor 1 enthalten und wird durch die Mischung aus Luft und rückgeführtem Rauchgas fluidisiert, die durch die Kanäle 12 und 13, die mit Regelklappen 10 bzw. 19 versehen sind, dem geneigten Düsenboden 5 zugeführt wird. Dadurch wird eine quasi-stationäre Wirbelzone 8 gebildet. Die Zufuhr des Fluidisie­ rungsmittels erfolgt durch getrennte Kanäle, damit der Fluidisierungs­ grad über dem rückwärtigen Teil des Düsenbodens 5 unabhängig vom vorderen Teil verändert werden kann. Dadurch kann der Austrag von Inertmaterial und Brennstoff gesteuert werden.

Sekundärgas, bestehend aus Luft und rückgeführtem Rauchgas, wird durch die Düsen 6 der Wirbelzone 8 zugegeben. Im aufgeweiteten Bereich des Reaktors 1 sinkt die Geschwindigkeit unter Bildung von stehenden Wir­ beln 9 unter den Wert, der nötig ist, um Grobmaterial absinken zu lassen. Diese Wirkung wird durch die Wirbelzone 9 unterstützt, weil durch tur­ bulenten Queraustausch auch Partikel in den Bereich gelangen, in dem die Strömung abwärts gerichtet ist. Am Übergang zur Aufweitung des Reaktors 1 gelangen die Partikel wieder in die Hauptströmung. Im Bereich der stehenden Wirbelzonen wird Luft (Oberluft) durch die Düsen 7 zugegeben, wodurch eine gute Mischwirkung erreicht und die Rauchgasatmosphäre in diesem Bereich mit Sauerstoff angereichert wird. Eventuell nicht völlig ausgebrannter Müll, Asche und Sand gelangen auf den schwach geneigten Vorschubrost 14, wo der Restausbrand des Mülls erfolgt und Asche und Sand gekühlt und über das Sieb 16 in den Kühler 17 transportiert werden. Grobes Material fällt über das Sieb 16 in den Entschlacker 18, wird dort gekühlt und weiter­ transportiert.

Am Austragsende des Vorschubrostes 14 ist der Pendelstauer 15 angeordnet, der dem Zweck dient, Sand und anderes Inertmaterial anzustauen. Der Pen­ delstauer 15 wird geschlossen, wenn vor dem Start die Sandfüllung aufge­ geben wird. Während des Betriebes dient der Pendelstauer 15 nur als Korrektiv für das Rost-Transportverhalten bzw. zur Beeinflußung der Ver­ weilzeit der Rückstände auf dem Vorschubrost 14.

Die Verbrennungsgase verlassen den Reaktor 1 durch den Gasaustritt 3 und werden einem nicht dargestellten Abhitze-Dampferzeuger zugeführt.

In Fig. 2 ist zusätzlich ein Partikelabscheider 4 zwischen dem Gasaustritt 3 des Wirbelschicht-Reaktors 1 und dem nicht dargestellten nachgeschalteten Abhitze-Dampferzeuger angeordnet. Abgeschiedene Partikel werden aus dem Partikelabscheider 4 durch die Rückführleitung 20 mit Doppelpendelklappe 22 in den Reaktor 1 zurückgeführt.

Legende:

 1 Reaktor
 2 Müllbunker
 3 Gas-Austritt
 4 Partikelabscheider
 5 Düsenboden
 6 Luftdüsen
 7 Oberluftdüsen
 8 Quasi-stationäre Wirbelzone
 9 stehende Wirbelzone
10 Klappe
11 Schneckenzuteiler
12 Kanal
13 Kanal
14 Vorschubrost
15 Pendelstauer
16 Sieb
17 Kühler
18 Naßentschlacker
19 Klappe
20 Rückführleitung
21 Gasaustritt
22 Doppelpendelklappe oder Zellradschleuse

Claims (2)

1. Stationäre Wirbelschichtfeuerung, insbesondere für die Verfeuerung von sortiertem, zerkleinertem Hausmüll und hausmüllähnlichen Abfällen sowie Klärschlamm, bei der dem Brennstoffbett durch einen Düsenboden Fluidisierungsgas zugeführt wird, in deren Reaktorraum sich eine Wirbel­ zone und eine von Feststoffen mehr oder weniger freie Zone einstellt, an die sich ein mit Nachschaltheizflächen ausgerüsteter Gaszug an­ schließt, dadurch gekennzeichnet, daß

• a) sich an den schwach geneigten Düsenboden (5) ein ebenfalls schwach geneigter Vorschubrost (14) anschließt, an dessen Austragsende ein Pendelstauer (15) angeordnet ist,
• b) der Düsenboden (5) und der Vorschubrost (14) an eine oder mehrere getrennte Verbrennungsluft- bzw. Fluidisierungsmittel-Zuführungen (12) (13) angeschlossen sind,
• c) oberhalb der Sekundärluftzuführung der Reaktorquerschnitt erweitert ist und oberhalb der Erweiterung Oberluftdüsen (7) angeordnet sind.

2. Wirbelschichtfeuerung mit den Merkmalen des Anspruches 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Reaktor (1) und Nachschaltzug ein Partikel­ abscheider (4) angeordnet ist.