DE3838750C2

DE3838750C2 -

Info

Publication number: DE3838750C2
Application number: DE3838750A
Authority: DE
Inventors: Luigi San Donato Milanese It Sabbato; Bruno Piacenza It Caravaggi; Oscar Ravenna It Ortali
Original assignee: Enichem Anic SpA
Current assignee: Enichem Anic SpA
Priority date: 1987-11-27
Filing date: 1988-11-15
Publication date: 1991-12-12
Also published as: AT394710B; FR2623878A1; IT8722786A0; IT1226691B; DE3838750A1; FR2623878B1; ATA280388A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Je nach Beschaffenheit des Abfalls kann er kompostiert, verbrannt, in einer Mülldeponie abgelagert oder durch Recycling wiederverwendet werden. Die Abfallverbrennung nützt die Brennstoffeigenschaften der Abfälle aus, wobei durch die Verbrennung inerte feste Rückstände (Asche und Schlacken) mit einem im Vergleich zum ursprünglichen Abfall bis zu 20% geringeren Volumen, sowie gasförmige Rückstände (Abgase) entstehen. Die Abgase führen Staub mit sich und müssen gereinigt werden, bevor sie an die Atmosphäre abgegeben werden.

Die Kompostierung ermöglicht die Trennung und die Wiedergewinnung der in den Abfallprodukten enthaltenen organischen Stoffe und die Umwandlung über aerobe Prozesse in Dünger. In Anlagen, die den Abfall nur kompostieren, um Dünger herzustellen, müssen gewisse Bestandteile, wie z. B. Papier, Fasern, Kunststoffe und Holz auf einer Halde deponiert werden.

Ein Spezialfall der Kompostierung ist der, der die Herstellung von aus Abfällen stammendem Brennstoff gestattet. Dies wird in Anlagen, die ähnlich denen für die Kompostierung sind, ausgeführt, wobei die nicht kompostierbaren festen Bestandteile (Metalle, Glas usw.) einer Mahlbearbeitung und einer Homogenisierung unterworfen werden, deren Endprodukt ein aus den Abfällen stammender RDF-Brennstoff (RDF=Refuse-derived Fuel) mit einem unteren Heizwert umd 4000 kcal pro kg ist.

Aus der Zeitschrift "Müll und Abfall" 12/78, Seite 392 ist ein Verfahren und eine Anlage zur Einäscherung von aus Abfällen stammendem Brennstoff (RDF-Brennstoff) in einem Brenner zur Zementherstellung bekannt. Bei diesem Verfahren wird Kohlenstaub dem RDF-Brennstoff beigemengt und in einem Zementrohrofen mit einem Brenner verbrannt. Der sich absetzende Zementklinker wird aus dem Zementrohrofen abgeführt, gekühlt und mit einer Brecher- und Siebanlage zu Zement verarbeitet. Die Abgase werden gereinigt und ihr Staubanteil wird der Kohlepulverisierungsanlage zur Wiederverbrennung zugeführt. Die Abfallaufbereitung zur Herstellung eines RDF-Brennstoffes umfaßt dabei die Schritte der Zerkleinerung, Absiebung und Magnetauslese.

Die Aufgabe der Erfindung liegt darin, die Abfallaufbereitung und Abfallzuführung des eingangs genannten Verfahrens so auszubilden, daß eine kontinuierliche und sehr genaue Dosierung des behandelten Materials und eine vollautomatische Steuerung möglich sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale im Anspruch 1 gelöst. Durch das Fließfähigmachen, das anschließende Wiegen und den Transport, der durch eine Drehzelle gesteuert wird, ist eine kontinuierliche und sehr genau dosierbare Zuführung des Materials zu dem Brenner möglich. Das gesamte Verfahren ab dem Abladen des Mülls bis zur Zuführung des Brennstoffes zu dem Brenner kann vollautomatisch gesteuert werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann beispielsweise in einer Anlage ausgeführt werden, die in Fig. 1 der Zeichnung schematisch dargestellt ist.

Mit 1 ist in der Figur der Beladegreifer bezeichnet, 2 ist der Zufuhrkasten, 3 die Reihe der fließfähig machenden Haspeln, 4 die Wiegedosiereinrichtung, 5 die Drehzelle, 6 der Verdichter, 7 die Zufuhrleitung, 8 der Brenner, 9 der Ofen, 10 die Pumpengrube, 11 der Ölbehälter und 12 der Ölfilter.

Wie erwähnt, sieht das Verfahren eine Reihe von Verfahrensschritten vor und wird gänzlich mittels elektronischer Einrichtungen geregelt, welche eine zentrale und ständige Steuerung des gesamten Produktionskreislaufes gestatten, wobei die Verfahrensschritte, auch unter Bezugnahme auf das Schema der Fig. 1, wie folgt zusammengefaßt werden können:

- Lagerung und Abförderung
- Wiegedosierung
- pneumatischer Transport
- Einäscherung.

Die Lagerung und Abförderung werden in einer Zone ausgeführt, die im wesentlichen aus einem prismatischen Trichter besteht, dessen Abmessungen und mechanischen Kennzeichen von der Art des zu behandelnden Materials abhängen und der in einer geeigneten Stahlbaustruktur gelagert ist, welche ebenfalls in Abhängigkeit von der gewünschten Anlageart konstruiert ist, die wie gesagt ortsfest oder beweglich sein kann.

Der Trichterboden besteht aus einer aus Spundelementen, vorzugsweise aus Aluminium, zusammengesetzten beweglichen Platte, deren Spundelemente gegeneinander beweglich sind und gemäß einem, zweckmäßig durch elektronische Einrichtungen gesteuerten logischen Zyklus den Vorschub oder die Rückgewinnung des Materials gestatten. Die automatisierte Steuerung gestattet somit je nach Bedarf den Vorschub bzw. das allmähliche Setzen des Materials in Richtung der Dosiereinrichtung.

An der Materialaustragstelle des Kastens sind in Reihe Haspeln zum Entkörnen und zum Fließfähigmachen angeordnet, welche eine konstante Speisung des Abfuhrtrichters gestatten. Die Steuerung der Haspeln kann unabhängig sein oder nicht, wobei die Befestigung mittels Langlöchern erfolgt, um die gewünschte Positionierung zu ermöglichen.

Die allmähliche Dosierung erfolgt mittels eines Abfuhrtrichters des Lagerkastens, mit unterschiedlicher Neigung, der die Speisung der Wiegedosiereinrichtung 4 in Fig. 1 ohne Stauung gestattet, welche ein Band auf elektronischen Lastzellen umfaßt, die eine kontinuierliche Präzisionsdosierung des behandelten Materials gestattet.

Als Lager- und Zufuhrkasten kann vorteilhafterweise der in dem italienischen Patent RO 2 259 (auf welches wegen Einzelheiten verwiesen wird) beschriebene Kasten mit beweglichem Boden verwendet werden, doch ist jede andere praktische Lösung ebensogut möglich, sofern nur der Abfuhrtrichter derart gesteuert wird, daß der Materialfluß entsprechend den Erfordernissen des Arbeitsablaufes Abfallbeseitigung/ Klinkererzeugung automatisiert werden kann.

Mittels des Verdichters 6 wird das Material durch die Leitung 7 dem Brenner zugeführt. Die Drehzelle 5 hat die Aufgabe, die Abdichtung und die konstante Materialverteilung sicherzustellen, wobei die Bemessung des Verdichters, der Drehzelle und der Transportleitung von der Leistungsfähigkeit der Anlage, den physikalischen Eigenschaften des Materials und vom lay out der Transportleitung abhängen und wobei es vorteilhaft ist, daß die Transportgeschwindigkeit innerhalb der Grenzen von 18-27 m/ sek verbleibt.

Das somit zweckmäßig dosierte Material wird dem Klinkerbrenner zugeführt.

Auch diesbezüglich versteht es sich, daß die Brennerabmessungen in Abhängigkeit von den physikalischen Eigenschaften des zu verbrennenden Materials (spezifisches Gewicht, Stückgröße, Feuchtigkeit, Zündpunkt, unterer Heizwert, prozentueller Anteil an flüchtigen Stoffen usw.) und/oder von den Betriebskennzeichen und -Bedingungen des Verbrennungsraumes, bzw. in Abhängigkeit von der gesamten konstruktiven Form des Ofens zur Klinkerherstellung gewählt werden können.

Der konstruktive Aufbau muß deart sein, daß die größte Lebensdauer gewährleistet wird. Die Austrittsgeschwindigkeit des Luft-Brennstoff-Gemisches aus dem Brenner ändert sich in Abhängigkeit von obigen Parametern, liegt aber jedenfalls zwischen 30 und 60 m/sek.

Die verwendeten Materialien müssen hitzefeste Stähle sein. Der Brenner ist vor Verformungen infolge Strahlungswärme mittels hitzefester Werkstoffe, die den hohen Temperaturen standhalten, zu schützen.

Die Anordnung des Brenners dieser festen stückigen Materialien in bezug auf den Brenner des Trägerbrennstoffes kann konzentrisch, übereinanderliegend oder peripherisch zu diesem sein. Es ergibt sich somit ein Brenner zusammengesetzter Bauweise mit Einlaß, auf welchem der alternative Brenner der anderen herkömmlichen festen oder flüssigen Brennstoffe folgt. Die günstigste Anordnung wird bei Kenntnis der Bauform des Verbrennungsraumes und des Prozesses, in den der Brenner eingeschaltet ist, definiert.

Dieser Brenner umfaßt die folgenden wesentlichen Abschnitte:

1) einen äußeren Ringraum, welcher den Durchtritt der axialen Primär-Verbrennungsluft gestattet;
2) einen mittleren Ringraum, der den Transport und das Einblasen der herkömmlichen festen Brennstoffe gestattet;
3) einen inneren Ringraum, der den Durchtritt der radialen Primär-Verbrennungsluft gestattet;
4) ein inneres Rohrgehäuse zur Aufnahme des Hauptbrenners des herkömmlichen flüssigen Brennstoffes.

Den herkömmlichen Brennern gegenüber weist der Brenner folgende Unterschiede und Vorteile auf:

1) große Flexibilität mit Möglichkeit, die Leistungsfähigkeit der Verbrennung von 10 bis 30×10⁶ Kcal/h zu ändern;
2) erhebliche Elastizität und Möglichkeit, der Flamme stark unterschiedliche Längen und Formen zu geben;
3) großer Verbrennungswirkungsgrad infolge der Möglichkeit, die Durchflußmenge und den Druck der Primärluft zu verändern und der Flamme eine starke Dynamik zu erteilen;
4) Energiewirtschaftlichkeit, da der Brenner mit einer Mindestmenge an Primärluft, d. h. 3-4% der gesamten Verbrennungsluft, arbeiten kann.

Beispielhaft wird entsprechend der obigen Definition ein Brenner beschrieben, der mit aus Abfällen stammenden Brennstoff (RDF) gespeist wird.

Ofenart:

- Klinkerproduktionsofen 3,30×3,0×3,30 m
- Naßverfahren
- Wärmewiedergewinner, Kreuzketten
- Klinkerabkühler: Planetarium
- Tagesproduktion: 400 t
- Wärmebelastung max. 30×10⁶ Kcal/h
- Trägerbrennstoff, Kohlenstaub
- Kennzeichen des Kohlenstaubes: unterer Heizwert 7300 Kcal/ kg, flüchtige Stoffe 27%, Asche 7%.

Kennzeichen des aus den Abfällen stammenden Brennstoffes (DRF):

- Stückgröße: ≦40 mm
- spezifisches Gewicht: 0,2-0,25 kg/dm³
- Feuchtigkeit: ≦20%
- unterer Heizwert: 3500-4500 Kcal/kg
- Asche: ≦15%

Brenner:

- Leistungsfähigkeit: 800 kg/h an RDF
- Transportluft: 650 Nm³/h.

Der Brenner besteht aus einem zentralen Rohr mit einem Durchmesser von 78 mm aus Stahl AISI 310 S=6, besonders widerstandsfähig gegen Abrieb und hohen Temperaturen gegenüber.

Im Abstand von 360 mm vom Ende beginnt eine Durchmesserverkleinerung, welche in 160 mm den Innendurchmesser auf 65 mm bringt. Der letzte, 200 mm lange Abschnitt ist zylindrisch. Die genannte Durchmesserverkleinerung ist so bemessen, daß eine bessere Mischung von Luft und RDF erhalten wird, sowie zur Kontrolle der Einblasgeschwindigkeit, die 55-60 m/sek betragen soll.

Der besagte Brenner ist umhüllt von einem Rohr mit einem Innendurchmesser von 102 mm, ebenfalls aus Stahl AISI 310 S =6, um ihn gegen das Herabfallen des Klinkers und gegenüber der Temperatur zu schützen.

Der Mantel ist seinerseits durch eine hitzefeste Stampfmasse mit einer Dicke von 40 mm geschützt und ist mit Haken zur Verankerung am Rohrgehäuse des Hauptbrenners versehen.

Die Haken und die mit Stampfmasse zu verkleidenden Oberflächen sind mit dickem Lack oder geschmolzenem Talg vor dem Guß zu bestreichen. Der nach der Zerstörung dieses Materials beim Temperaturanstieg frei gelassene Raum gestattet die Wärmedehnung der Verkleidung.

Der Brenner wird oberhalb des Primärbrenners montiert, mit der Möglichkeit, seine Anordnung zu ändern, indem er um einen maximalen Winkel von 45° verschwenkt wird. Zu diesem Zweck ist die Durchtrittszone des Brenners im Ofenkopf zweckmäßig mit Langlöchern versehen.

Ein Normalbetrieb der Anlage zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht beispielsweise eine (aussetzende) Beladung des Lagertrichters mit Material vor: von diesem wird das Material durch die bewegliche Bodenplatte zur Wiegedosiereinrichtung übergeführt, welche die vorbestimmte Materialmenge der pneumatischen Transporteinrichtung zuführt.

Der am Ladetrichter der Wiegedosiereinrichtung angebrachte Niveaufühler gestattet eine konstante Beschickung, indem er auf die Bewegung der beweglichen Bodenplatte zur Entnahme des Materials aus dem Lagertrichter einwirkt, der an der Leitung des Luftverdichters angeordnete Druckaufnehmer verhütet eine Verstopfung der Transportleitung des Materials. Der Druck wirkt auf den Betrieb der Wiegedosiereinrichtung ein. Der am Ende der pneumatischen Transporteinrichtung vorgesehene Druckaufnehmer dient dazu, etwaige verstopfte Abschnitte der Transportleitung aufzuzeigen.

Jede Art von Abfällen kann im erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden, wobei sich besondere Vorteile bei Verwendung von festen Abfällen ergaben, die unter den folgenden ausgewählt waren: von Abfällen stammender Brennstoff (Refuse derived Fuel) mit unterschiedlicher Dichte oder Stückgröße, Sägemehl usw.

Das Verfahren wird in einer Anlage mit kompaktem Aufbau ausgeführt, die völlig automatisiert ist und ortsfest oder beweglich sein kann. Nachdem der Lagerkasten bei kontinuierlichem Betrieb von oben und bei aussetzendem Betrieb auch von hinten gespeist werden muß, kann die Anlage sowohl teilweise versenkt, als auch vollständig frei auf dem Boden aufgestellt werden.

Claims

1. Verfahren zur Einäscherung von aus Abfällen stammendem Brennstoff in einem Brenner zur Zementklinkerherstellung, als Hilfsbrennstoff in Verbindung mit herkömmlichen Brennstoffen, unter Lagerung der Abfallmasse, Dosierung und Transport der Abfälle zum Brenner und eigentlicher Einäscherung, dadurch gekennzeichnet, daß das Abfallmaterial in einen Zufuhrkasten (2) mit beweglichem Boden geladen, unter der Mitwirkung von fließfähigmachenden Haspeln (3) zu einer Wiegedosiereinrichtung überführt (4) und von dieser dem Brenner (8) mittels einer pneumatischen Transporteinrichtung unter der Kontrolle einer Drehzelle (6) zugeführt wird, die die Abdichtung und kontinuierliche Verteilung des Materials sicherstellt.

2. Verfahren zur Einäscherung von aus Abfällen stammendem Brennstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Material mit einer Geschwindigkeit von 18-27 m/sek dem Brenner (8) zugeführt wird.

3. Verfahren zur Einäscherung von aus Abfällen stammendem Brennstoff nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerung und Abförderung in einem prismatischen Trichter durchgeführt wird, dessen Boden aus einer aus Spundelementen zusammengesetzten beweglichen Platte besteht.