DE4038570A1 - Schmelzbrennkammer-ofen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Feuerungsvorrichtung zur thermischen Aufbereitung von festen Brennstoffen, insbesondere zur Nutzung von Abfallstoffen und nachwachsenden Energieträgern. An derartige Feuerungseinrichtungen werden die höchsten Anforderungen gestellt, um eine möglichst umweltverträgliche Nutzung oder Aufbereitung dieser Stoffe zu gewährleisten.

Bei bekannten Feuerungsvorrichtungen stellen, obwohl teilweise schon gute Ausbrandergebnisse der Brandgase erzielt werden, immer noch unverbrauchte Stoffe und brennstoffeigene Schadstoffe in den festen Verbrennungsrückständen eine erhebliche Gefahr für die Umwelt dar. Besonders dann, wenn schädliche Stoffe aus staub­ ähnlichen Rückständen oder porösen Schlackenkörpern ausgelaugt bzw. ausgewaschen werden können und dadurch in den Boden und von da aus in das Grundwasser gelangen können.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Feuerungseinrichtung für feste Brennstoffe so auszubilden, daß trotz geringem fertigungs­ technischen Aufwand und geringem Platzbedarf feste Brennstoffe unter weitestgehender Vermeidung umweltschädigender Auswirkungen mit gutem Wirkungsgrad genutzt werden können.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß einer, in bekannter Weise die festen Brennstoffe aufnehmenden und den Ver­ gasungsvorgang herbeiführenden Primärbrenneinrichtung wie Drehrohr oder Verbrennungsrost, eine Sekundärbrenneinrichtung für die Brand­ gase mit Gasmischkammer nachgeschaltet ist.

Neu ist, daß die sich an die Gasmischkammer anschließende Haupt­ brennkammer als Schmelzbrennkammer ausgebildet ist, in der außer einem wesentlich besseren Gasausbrand auch die Schmelze der einzu­ schmelzenden festen Verbrennungsrückstände nach deren vollständigem Ausbrand vor sich geht und sich eine Behandlungsanlage für die festen Vergasungsrückstände an den Abscheideschacht der Primär­ brenneinrichtung, wie Drehrohr oder Vorverbrennungsrost anschließt, in der die in fester Form vorliegenden Vergasungsrückstände für eine Weiterverwendung behandelt und der für die Weiterverwendung nicht vorgesehene Teil der Vergasungsrückstände zur Förderung in die Schmelzbrennkammer vorbereitet wird. Kleinkörnige Vergasungs­ rückstände können ohne weitere Behandlung unter Hinzugabe von Filterstaub und die Schmelze begünstigender sowie die Einbindung von Schadstoffen in die Schmelze fördernder Chemikalien in die Schmelzbrennkammer gefördert werden.

In der Schmelzbrennkammer vollzieht sich der vollständige Ausbrand der Vergasungsrückstände, wobei diese in Schmelz übergehen. Die so gewonnene Schmelze kann aus der Schmelzwanne am Boden der Schmelz­ brennkammer kontinuierlich oder in Portionen abgezogen und zu Granulat aufbereitet, oder in bereitgestellte Gußformen gegossen werden.

Das Granulat oder die Gußteile mit wenig poröser Oberfläche können je nach Schadstoffinhalt als Baumaterial verwendet oder bei kriti­ scher Schadstoffbelastung in größere Blöcke gegossen gefahrlos in Deponien eingelagert werden.

Vergasungsrückstände von nachwachsenden Energieträgern in Form von Holzkohle, holzkohleähnlich oder Produkte von in der Vergasungsein­ richtung vorgenommenen Kalziniervorgängen werden in der Behand­ lungsanlage gekühlt und so für eine Weiterverwendung aufbereitet. Die Schmelzbrennkammer dient in diesem Fall nur dem Ausbrand der Brandgase und der Schmelze der Flugasche des Kessel- und Filter­ staubes.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigt:

Fig. 1 eine Schnittdarstellung einer ersten Ausführungsform eines Schmelzbrennkammer-Ofens mit Behandlungsanlage für die festen Vergasungsrückstände.

Fig. 2 eine Schnittdarstellung einer weiteren Ausführungs­ form eines Schmelzbrennkammer-Ofens ohne Behandlungs­ anlage für die festen Vergasungsrückstände.

Nach den Fig. 1 und Fig. 2 umfaßt der beispielsweise dargestellte Schmelzbrennkammer-Ofen ein als Primärbrenneinrichtung dienendes Drehrohr 1 mit einer Brennstoff-Fördereinrichtung 2 und einer Primärluftzuführung 3. Aus diesem Drehrohr 1 gelangen die Brand­ gase um die Stauwand 4 herum in die Gasmischkammer 5, wo ihnen über die Sekundärluftzuführung 6 die notwendige Verbrennungsluft­ menge zugemischt wird. In der Gasmischkammer 5 können den Brand­ gasen zusätzlich zur Eliminierung von feuerungs- und brennstoff­ bedingten Schadstoffen Chemikalien hinzugegeben werden. Die Brand­ gase brennen durch die Brennerdüse 7 mit satter Flamme in die Schmelzbrennkammer 8, von wo die Abgase über die Auslaßöffnung 9 der Wärmenutzung und einer sich daran anschließenden Abgasreinigung zugeführt werden. Die Schmelzbrennkammer 8 weist eine seitliche Auslaßöffnung 9 für die Abgase, eine Revisionsöffnung 10 und eine Auslaßöffnung 11 für die Schmelze auf. Den Boden der Schmelzbrenn­ kammer 8 bildet der Schmelztische 12 und die Schmelzwanne 13.

Die festen Vergasungsrückstände fallen aus dem Drehrohr 1 in den Abscheideschacht 14 unter der Gasmischkammer 5 und gelangen über eine Austragevorrichtung 15 in die Behandlungsanlage 16.

In dieser Behandlungsanlage 16 werden die Vergasungsrückstände separiert und bei Bedarf nachgekühlt. Die weiterverwertbaren Vergasungsrückstände oder Produkte von Kalziniervorgängen werden über Abzugsrinnen 19 zu den Behältern oder Fördereinrichtungen für die Stoffe gebracht.

Die einzuschmelzenden Vergasungsrückstände werden, unter Hinzugabe von Filterstaub und die Schmelze begünstigender sowie die Einbin­ dung von Schadstoffen in die Schmelze fördernder Chemikalien durch eine Förderanlage 17 über die Einbringvorrichtung 18 auf den Schmelztisch 12 in die Schmelzbrennkammer 8 gebracht.

Die einzuschmelzenden Vergasungsrückstände können auf dem Schmelz­ tisch 12 durch eine gezielte und geregelte Verbrennungsluftzu­ führung über die Einbringvorrichtung 18 vollständig ausbrennen und gehen anschließend in Schmelze über. Die Schmelze fließt vom Schmelztisch 12 in die Schmelzwanne 13. Von da aus kann diese kontinuierlich oder in Portionen über eine Auslaßöffnung 11 entnom­ men werden.

Claims (6)

1. Feuerungseinrichtung zur thermischen Aufbereitung von Festbrenn­ stoffen und Abfällen zu wiederverwertbaren Stoffen und Wärme sowie zur Einschmelzung von Verbrennungsrückständen und anderen festen Stoffen, dadurch gekennzeichnet, daß den als Pyrolyse- oder Kalziniereinrichtung dienenden Primär­ brenneinrichtungen, Anlagen zur Abscheidung der festen Ver­ brennungsrückstände vom Brandgasstrom nachgeschaltet sind und sich daran Einrichtungen zur Separierung und Förderung dieser Stoffe anschließen, die den wiederverwertbaren Teil der Ver­ brennungsrückstände vom auszubrennenden und einzuschmelzenden Teil der Rückstände trennen und danach den auszubrennenden und einzuschmelzenden Teil der Rückstände in die vom Brandgas­ strom der Feuerungseinrichtung über eine oder mehrere Brenner­ düsen beheizten Schmelzbrennkammer zum völligen Ausbrand und Einschmelzung fördern.

2. Feuerungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schmelzbrennkammer zumindest teilweise durch den aus der Primärbrenneinrichtung stammenden Brandgas­ strom direkt beheizt wird und die auszubrennenden und einzu­ schmelzenden Stoffe über von der oder den Brennerdüsen räumlich getrennten Öffnungen in die Schmelzbrennkammer gefördert werden.

3. Feuerungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schmelzbrennkammer einen höher liegen­ den, als Schmelztisch ausgebildeten und einen tiefer liegenden, als Schmelzwanne ausgebildeten Bodenteil aufweist und die Schmelzwanne als Speicher- und Mischraum für das Schmelzgut dient.

4. Feuerungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß auch Stoffe die nicht von der Primärbrenn­ einrichtung der Feuerungsanlage stammen in der Schmelzbrenn­ kammer ausgebrannt und in die Schmelze eingebunden werden können.

5. Feuerungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schmelzbrennkammer als Zyklon ausge­ bildet ist, der zumindest eine Öffnung zur Gasausleitung aufweist an die sich Anlagen zur Wärmenutzung und Abgasreini­ gung anschließen.

6. Feuerungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zur Temperaturerhöhung oder als Anfahr­ brenner einzelne, in die Schmelzbrennkammer mündende, Brenner mit flüssigen oder gasförmigen Zusatzbrennstoffen betrieben werden können.