DE3818006C2

DE3818006C2 -

Info

Publication number: DE3818006C2
Application number: DE19883818006
Authority: DE
Inventors: Walter Dipl.-Ing. Herrmann; Willi Dipl.-Ing. 5060 Bergisch Gladbach De Hauschild
Original assignee: EVT Energie und Verfahrenstechnick GmbH
Current assignee: GE Power Systems GmbH
Priority date: 1988-05-27
Filing date: 1988-05-27
Publication date: 1990-04-19
Also published as: DD283859A5; DE3818006A1; DD283859B3

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 Verbrennungs- und Fluidisierungsgas zugeführt wird, in deren Reaktor raum 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 getrennte Verbrennungs- bzw. Fluidisierungsgas-Zuführungen angeschlossen sind,
c) oberhalb von Düsen (6) zur Zufuhr von Sekundärgas der Reaktorquerschnitt erweitert ist und oberhalb der Erweiterung Oberluftdüsen angeordnet sind.

In einer alternativen Gestaltung der Erfindung wird Düsenboden an mehrere Verbrennungs- und Fluidisierungs-Zuführungen angeschlossen Schließlich wird die Wirbelschichtfeuerung 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 des Fluidisierungsgases (Luft oder rückgeführte Rauchgase) 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 rest lichem 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 (Sekundärluft), bei zu erwartendem gleich zeitigem Temperaturanstieg durch die restliche Wärmefreisetzung nicht zu groß wird, muß der Ouerschnitt erweitert werden. Die Querschnitts erweiterung bringt jedoch noch andere Vorteile. Ein Teil der noch nicht ausgebrannten, 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 begünstigt.
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 dieser ver lassen. Gleichzeitig findet im Partikelabscheider ein Restabbrand von unverbrannten Gasen, z. B. Kohlenmonoxid statt.

Die Erfindung wird anhand der Beschreibung und der Zeichnung die das Schema eines Wirbelschicht-Reaktors mit nachgeschaltetem Partikelab scheiders zeigt, näher erläutert.

Sortierter, zerkleinerter Müll wird 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.

Der Partikelabscheider 4 ist zwischen dem Gasaustritt 3 des Wirbelschicht Reaktors 1 und dem nicht dargestellten nachgeschalteten Abhitze-Dampfer zeuger angeordnet. Das Verbrennungsgas wird dem nicht dargestellten nachge schalteten Abhitze-Dampferzeuger zugeführt und abgeschiedene Partikel werden aus dem Partikelabscheider 4 durch die Rückführleitung 20 mit Doppel pendelklappe 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

1. Stationäre Wirbelschichtfeuerung, insbesondere für die Verfeuerung von sortiertem, zerkleinertem Hausmüll und hausmüllähnlichen Abfällen sowie Klärschlamm, bei der dem Brennstoffbett durch einen Düsenboden Verbrennungs- und 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, 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 getrennte Verbren nungs- bzw. Fluidisierungsgas-Zuführungen (12)/( 13) angeschlossen sind,
c) oberhalb von Düsen (6) zur Zufuhr von Sekundärgas der Reaktorquer schnitt erweitert ist und oberhalb der Erweiterung Oberluftdüsen (7) angeordnet sind.

2. Wirbelschichtfeuerung mit den Merkmalen des Anspruches 1, dadurch ge kennzeichnet, daß der Düsenboden an mehre getrennte Verbrennungs- und Fluidisierungs gas-Zuführungen angeschlossen ist.

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