DE4244921C2 - Feuerungsanlage für feste Brennstoffe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Feuerungsanlage für feste Brennstoffe, beispielsweise einen Einäscherungs- bzw. Verbrennungsofen und einen Schmelzofen, die mit Einrichtungen zum Verhindern einer Staubanlagerung an ihren Innenflächen versehen sind.

In neuerer Zeit wird üblicherweise die von einem Einäscherungs- oder Verbrennungsofen anfallende Asche geschmolzen, um ihr Volumen zu verkleinern und sie unschädlich zu machen. Fig. 5 veranschaulicht ein Beispiel für einen bisherigen Ofen, in welchem ein solches Schmelzen der Asche mittels eines Plasmas erfolgt.

Die Anordnung nach Fig. 5 umfaßt eine Brennkammer 114 des Schmelzofens, einen Schlackeauslaß 115, eine Abgasleitung 116, eine Elektrode 117, eine Elektroden-Haltevorrichtung 118, eine Stromquelle 119, wobei mit 120 geschmolzene Schlacke oder Schmelzschlacke und mit 121 eine Inertgasquelle bezeichnet sind, und umfaßt ferner einen Aschezuführ-Förderer 122, einen Aschefülltrichter 123, einen Chargenzuführer 124, einen Ascheeinlaß 125, einen Staubsammler 126, ein Induktionszuggebläse 127, ein Wasserbad 128 für Schnellkühlung, einen Schlackefülltrichter (Sammler) 129 und eine Kühlwasser-Umwälzpumpe 130.

In diesem Ofen können in der Asche enthaltene Substanzen niedriger Siedetemperatur verdampft werden; wenn die bei der Verdampfung entstehenden Dämpfe an der Abgasleitung 116 abkühlen, kondensieren sie an der Leitung 116, oder aus dem Ofen abgeführter Staub kann an der Leitung 116 anhaften bzw. sich an ihr ablagern, so daß die Leitung 116 schließlich verstopft wird bzw. sich zusetzt. Zudem kann Schmelzschlacke am Schlackeauslaß 115 abkühlen und diesen Auslaß verstopfen oder verschließen. Diese Probleme stellen einen Engpaß bei einem Schmelzofen dieser Art dar, weil sie ein Hindernis für den kontinuierlichen Betrieb desselben bilden.

Aus der DE-PS 5 00 934 ist ein aus hohlen Formsteinen aufgemauerter Verbrennungsraum für einen Kessel bekannt, bei dem allseitig Verbrennungsluft durch Kanäle in den Mauersteinen in den Verbrennungsraum eingeführt wird und die DE 28 21 021 A1 offenbart ein Verbrennungsverfahren für feste, kohlehaltige Brennstoffe, die in feinverteilter Form mit Öl zu einer homogenen Masse vermischt werden, die wiederum mittels Luftpulsen in einen Verbrennungsraum eingeführt und dort in Schwebe gehalten verbrannt wird.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Feuerungsanlage für feste Brennstoffe, bei der ein Verstopfen von Abgasleitungen verhindert wird.

Für die Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung die Schaffung einer Feuerungsanlage für feste Brennstoffe vor, mit einem Verbrennungsraum und einem sich unterseitig öffnenden Schlackeauslaß mit einer Schlacketrennkammer, mit einer in einem oberen Abschnitt der Schlacketrennkammer offenen Abgasleitung und einer in einem unteren Abschnitt der Schlacketrennkammer offenen Schlackeauslaßöffnung, wobei die Decke der Schlacketrennkammer und die Abgasleitung von einem porösen feuerfesten Material begrenzt sind, das nach außen von einem beabstandeten Windkasten umgeben ist, und mit Anschlüssen zum Einführen eines Kühlgases in die Windkästen in der Weise, daß das Kühlgas durch das poröse feuerfeste Material hindurchtreibbar ist.

Die Erfindung bringt damit eine Verbrennungsvorrichtung, beispielsweise einen Schmelzofen in Vorschlag, bei dem eine Schlacketrennkammer und eine sich zu einem oberen Abschnitt derselben öffnende Abgasleitung ein die Decke der Schlacketrennkammer und den Einlauf der Abgasleitung bildendes poröses feuerfestes Element aufweisen, während Gehäuseplatten mit den porösen feuerfesten Elementen Windkästen bilden, in welche Kühlgas eingeführt wird.

Da bei der erfindungsgemäßen Feuerungsanlage die porösen feuerfesten Elemente einen Abschnitt oder Teil der Abgasleitung und der Schlacketrennkammer bilden und Gas, wie Luft, durch diese Elemente hindurch in die Schlacketrennkammer und die Abgasleitung eingetrieben wird, bewirkt das Gas nicht nur das abrupte Abkühlen und Verfestigen der niedrigsiedenden Substanzen in der Gaskühlkammer, um sie in kurzer Zeit in flüssige Phase übergehen zu lassen, sondern auch das Wegblasen von Staub des Abgases. Infolgedessen werden Auslässe o. dgl. des Ofens durch die im Abgas enthaltenen niedrigsiedenden Substanzen und den verstreuten bzw. mitgeführten Staub nicht blockiert oder verstopft. Weiterhin werden das Abgas und zu schmelzende Schlacke über einen gemeinsamen Auslaß abgeführt, so daß ein Abkühlen der Schlacke auf einer Austragrutsche verhindert werden kann. Die Schlacke kann daher nicht erstarren und eine(n) Verstopfung oder Verschluß herbeiführen.

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Längsschnittdarstellung einer Austraganordnung bei einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Feuerungsanlage,

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie V-V in Fig. 1,

Fig. 3 eine in vergrößertem Maßstab gehaltene detaillierte Darstellung eines Teils der Anordnung nach Fig. 1, mit einem oberen Abschnitt einer Schlacketrennkammer und einer Abgasleitung,

Fig. 4 einen waagerechten Schnitt längs der Linie VII-VII in Fig. 3,

Fig. 5 eine schematische Darstellung eines bisherigen Verbrennungsascheschmelzofens.

Die Fig. 5 ist eingangs bereits erläutert worden.

Im folgenden ist anhand der Fig. 1 bis 4 eine Feuerungsanlage gemäß der Erfindung erläutert.

Die Anordnung gemäß den Fig. 1 bis 4 umfaßt einen Ofenkörper 101 mit einer wassergekühlten, aus einem feuerfesten Wandelement 101a gebildeten feuerfesten Wand, wobei geschmolzene Schlacke oder Schmelzschlacke überfließt und durch einen Auslaß 103 und eine Rutsche oder einen Kanal 104 aus dem Ofen ausgetragen wird. Der Schlackeauslaß des Ofens bildet eine Schlacketrennkammer 106 und eine Abgasleitung 107, über welche Abgas abgetrennt wird. Die Schlacketrennkammer 106 besteht aus einem feuerfesten Aufbau 111 des Schlackeauslasses und einer Oberseite oder Decke in Form eines plattenartigen porösen feuerfesten Elements 108a sowie einem mit Abstand über diesem angeordneten und einen Windkasten 109a festlegenden Gehäuse 105a. Der Einlaß der Abgasleitung 107 ist durch ein Gehäuse 105b gebildet, das mit Abstand radial auswärts von einem plattenartigen porösen feuerfesten Element 108b angeordnet ist, so daß dazwischen ein Windkasten festgelegt ist. Die Kühl- und Abblasluft 200 wird dabei diesen Windkästen 107a und 107b über Gasdüsen 110a bzw. 110b zugespeist.

Die Anordnung gemäß den Fig. 1 bis 4 umfaßt ferner eine Vorrichtung 112 zum Fixieren oder Haltern des porösen feuerfesten Elements 108b, ein ringförmiges poröses feuerfestes Element 113 und ein Schmelzschlacke-Auslaßrohr 121, das zum unteren Abschnitt der Schlacketrennkammer 106 offen ist.

Die Kühl-/Abblasluft wird aus den genannten Gasdüsen 110a und 110b in die Windkästen 109a bzw. 109b eingeführt und über die porösen feuerfesten Elemente 108a und 108b in die Schlacketrennkammer 106 bzw. die Abgasleitung 107 eingeblasen, um an beiden niedrigsiedende Substanzen und Staub abzublasen und damit ein Verschließen des Ofenauslasses und der Gasleitung zu verhindern. In Versuchen wurde durch die porösen feuerfesten Elemente 108a und 108b ein Gas mit einer Geschwindigkeit im Bereich des 0,05- bis 2,0fachen der Geschwindigkeit des zu kühlenden heißen Gases zugeführt. Diese Versuche haben bestätigt, daß unter den angegebenen Parametern oder Bedingungen ein kontinuierlicher Betrieb sicher durchgeführt werden kann, ohne daß sich verstreuter bzw. schwebender Staub oder gasförmige Substanzen niedrigsiedender Stoffe an den Innenwänden des Ofens, d. h. der Schlacketrennkammer und der Abgasleitung, anlagern bzw. daran anhaften und sich daran ansammeln. Der Bereich zweckmäßiger Einlaßgeschwindigkeiten des Gases ist je nach der Art des betreffenden Gases, der gasförmigen niedrigsiedenden Substanzen und des Staubs mehr oder weniger unterschiedlich. Bei einigen Gasen konnten die oben angegebenen Probleme auch mit einer kleinen Gaseinblasmenge ausgeschaltet werden. Der Werkstoff der porösen feuerfesten Elemente 108a und 108b besteht, nebenbei bemerkt, aus Keramikmaterialien wie Dichroit, Dichroit mit Aluminiumoxid, Aluminiumoxid, Siliziumkarbid, Siliziumnitrid oder einem Metall (z. B. Stahl der Sorte SUS).

Aus praktischen Gründen bezüglich der Haltbarkeit werden für das das poröse feuerfeste Element bildende Material, z. B. aufgeschäumtes Keramikmaterial oder Keramikschaum, vorzugsweise die folgenden zweckmäßigen Eigenschaften gewählt: Spezifische Schüttdichte (oder Wichte) von 0,35 bis 0,45; Porosität von 80 bis 90%; Druckfestigkeit von 20 bis 25 kg/cm²; Druckverlust am Keramikmaterial von 20 bis 60 mm Wassersäule (Aq.) und 6 bis 13 Poren auf einer Länge von 25 mm. Anstelle der eingeblasenen Luft kann auch ein Inertgas benutzt werden.

Erfindungsgemäß kann weiterhin ein Temperaturabfall der längs der Rutsche 104 strömenden Schlacke dadurch verhindert werden, daß das Abgas gleichzeitig mit der Schmelzschlacke ausgetragen oder abgeführt wird. Hierdurch wird der Schlackeaustrag stabilisiert.

Obgleich die Luft für Kühl/Abblaszwecke zugespeist wird, bringt sie noch weitere Wirkungen hervor, beispielsweise als Zusatzluft für Verbrennung von unverbranntem Gas (z. B. CO).

Dem Fachmann sind verschiedene Änderungen und Abwandlungen der vorstehend beschriebenen Erfindung möglich. Beispielsweise ist die Erfindung auch auf von Ascheschmelzöfen verschiedene Öfen oder Anordnungen, z. B. einen Schlackeabstich, anwendbar. Darüber hinaus kann anstelle von Luft auch ein Inertgas aus den Windkästen durch die porösen feuerfesten Elemente hindurchgetrieben werden.

Claims (2)

1. Feuerungsanlage für feste Brennstoffe, mit einem Verbrennungsraum (101) und einem sich unterseitig öffnenden Schlackeauslaß (103) mit einer Schlacketrennkammer (106),
mit einer in einem oberen Abschnitt der Schlacketrennkammer (106) offenen Abgasleitung (107) und einer in einem unteren Abschnitt der Schlacketrennkammer (106) offenen Schlackeauslaßöffnung (121),
wobei die Decke der Schlacketrennkammer (106) und die Abgasleitung (107) von einem porösen feuerfesten Material (108a, 108b) begrenzt sind, das nach außen von einem beabstandeten Windkasten (109b) umgeben ist, und
mit Anschlüssen (110a, 110b) zum Einführen eines Kühlgases (200) in die Windkästen (109a, 109b) in der Weise, daß das Kühlgas (200) durch das poröse feuerfeste Material (108a, 108b) hindurchtreibbar ist.

2. Feuerungsanlage nach Anspruch 1, wobei das poröse feuerfeste Material (108a, 108b) aus Keramik besteht.