DE4429958A1 - Grate slag heat treatment process esp. for refuse incineration - Google Patents

Grate slag heat treatment process esp. for refuse incineration

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Abstract

The process is for use in the burn-out zone connected to the combustion zone. The enriched air is delivered to the clinker on the liquid-cooled grate (8) in the burn-out zone, causing heating up and sintering inside this zone. Further transport of the clinker is performed by a movable grate. Sensors monitoring the firing length on the main grate can be used to regulate the amount of primary air and esp. the oxygen content. The enriched air can be delivered under the burn-out grate and directly to the clinker on it, thus increasing temperature.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Vorrichtungen zur thermischen Behandlung von Rostschlacken, insbesondere von Müllverbrennungsschlacken innerhalb einer der Verbrennungszone einer Müllverbrennungsanlage anschließenden Ausbrandzone, mit­ tels eines speziell ausgebildeten Ausbrandrostes.The invention relates to a method and devices for thermal treatment of rust slags, in particular of Incineration slag within one of the incineration zones a burnout zone connecting a waste incineration plant, with a specially trained burnout grate.

Aus der DE 40 33 649 A1 ist ein Verfahren bekannt, daß im An­ schluß an ein Verbrennungsverfahren ein Reststoffeinschmelztie­ gel oder eine Restschmelzwanne vorsieht, in der die Rückstände aus der Verbrennung geschmolzen werden.From DE 40 33 649 A1 a method is known that in An after a combustion process, a residue meltdown gel or a residual melting tank in which the residues be melted from the combustion.

Der Nachteil liegt darin, daß sehr aufwendig ein Schmelztiegel angeordnet ist und daß mehrere Brenner notwendig sind.The disadvantage is that a crucible is very complex is arranged and that several burners are necessary.

In der DE 39 37 866 A1 wird eine Rostanordnung, insbesondere Stufen- und Stufenschwenkroste insbesondere für die Verbrennung von Müll und Abfall, mit Aufgabeeinrichtung und Trocknungs- so­ wie Zündrosten beschrieben, deren letzte Stufe als Schlacken­ schmelzstufe ausgebildet ist. Dabei ist oberhalb der Roststufe ein auf die auf einem Planrost befindliche Schlacke gerichteter Düsenbalken angeordnet, der mit Sauerstoff angereicherte Luft unter Brennstoffzufuhr auf das Schlackenbett bläst. Der Nachteil liegt in der Gefahr des Schlackengefrierens und damit der Ge­ fahr des Blockierens des Schlacketransportes, der nur in flüssigem Zustand gegeben ist. Darüber hinaus ist von Nachteil, daß insbesondere das Rostsystem den Schmelztemperaturen von 1200° bis 1400°C nicht gewachsen ist und dadurch schnell verschleißt oder gar zerstört wird oder aufwendig isoliert wer­ den muß.DE 39 37 866 A1 describes a grate arrangement, in particular Step and step swiveling grates, especially for combustion of garbage and garbage, with feeding device and drying so like detonating grates, the last stage of which is described as slag melting stage is formed. It is above the grate level one aimed at the slag on a tarpaulin Nozzle bar arranged, the oxygen-enriched air blows onto the slag bed while adding fuel. The disadvantage lies in the danger of freezing slag and thus of ge drive blocking the slag transport, which is only in liquid state is given. Another disadvantage is that in particular the grate system the melting temperatures of 1200 ° to 1400 ° C has not grown and therefore quickly who wears out or is even destroyed or who isolates them with great effort that must.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, ein Verfahren und die hierfür erforderliche Vorrichtung zu schaffen, um die geschilderten Nachteile der bekannten Vorrichtungen und Verfahren zu vermeiden.The object of the invention is now a method and the corresponding required device to create the described Disadvantages of the known devices and methods avoid.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe überraschend durch die Ansprüche 1, 6 und 7 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.According to the invention, the task is surprisingly achieved by Claims 1, 6 and 7 solved. Advantageous further developments of Invention are contained in the subclaims.

Danach wird die Schlacke innerhalb einer der Verbrennungszone einer Müllverbrennungsanlage anschließenden Ausbrandzone direkt auf einem flüssigkeitsgekühlten Ausbrandrost durch den schlackeninhärenten Energieinhalt aufgeheizt und versintert und anschließend mittels Vorschubrost weitertranspor­ tiert. Vorteilhaft dabei ist, das es nicht notwendig ist, die Schlacke bis zu einem fließfähigen Zustand extern aufzuheizen und die dafür benötigten aufwendigen Vorrichtungen entfallen können, was eine deutliche Vereinfachung darstellt und eine ökonomische Betriebsweise erlaubt. Auch führen bei partieller Aufschmelzung "Einfrierungen" nicht zum Stillstand der Anlage oder der Notwendigkeit der Nachheizung.After that, the slag is inside one of the combustion zones burn-out zone directly adjacent to a waste incineration plant on a liquid-cooled burnout grate through the slag-inherent energy content heated and sintered and  then continue to transport using a moving grate animals. The advantage here is that it is not necessary that Heat slag externally to a flowable state and the complex devices required for this are eliminated can, which is a significant simplification and a economic operation allowed. Also lead at partial Melting "freezes" not to a standstill of the plant or the need for reheating.

Das Ausbrandverhalten der Schlacke wird über die Feuerlänge mittels im Feuerraum angeordneten Sensoren gesteuert. Hierbei kann vorteilhaft der Energieinhalt der Schlacke geregelt werden.The burnout behavior of the slag is determined by the length of the fire controlled by sensors arranged in the combustion chamber. Here can advantageously regulate the energy content of the slag will.

Ein weiterer Vorteil des Verfahrens besteht darin, mit Sauerstoff angereicherte Verbrennungsluft unter dem Ausbrandrost hindurch direkt in die aus dem Rost zu behandelden Rostschlacken zu leiten oder besonders effizient, die mit Sau­ erstoff angereicherte Verbrennungsluft über eine Stufe zwischen Haupt- und Ausbrandrost auf die Rostschlacken zwecks Tempera­ turerhöhung zu blasen ohne das es aufwendiger Wirbeldüsenanord­ nungen bedarf. Fällt hier während des Betriebes der Feuerungsan­ lage einmal die Luftzufuhr aus, so kommt es zu keinem Betriebs­ stillstand, was sehr vorteilhaft für eine effiziente Betriebs­ führung ist, da durch die angeordneten Vorschubroste das Schlackenmaterial weitertransportiert wird.Another advantage of the method is having Oxygen-enriched combustion air under the Burnout grate to be treated directly in the grate Conduct rust slags or particularly efficiently that with sow Combustion air enriched in the substance over a level between Main and burnout rust on the rust slags for tempera to blow door elevation without the need for a complex vortex nozzle arrangement needs. Falls here during operation of the furnace once the air supply is off, there is no operation standstill, which is very beneficial for efficient operation is because the arranged feed grids Slag material is transported further.

Mittels Sensoren, die die Feuerlänge am Ende des Hauptrostes überwachen, wird die Primärluftmenge so geregelt, daß die noch unverbrannten Bestandteile in der Schlacke eine Versinterung oder partielle Verflüssigung ermöglichen. Damit ist der Einsatz von Zusatzbrennern nicht zwingend erforderlich. Der gesamte Vor­ gang ist mittels Feuerungsregelung automatisierbar. Alternativ zur Luftzuführung kann auch das als Zündbrenner oder Aufwärmbrenner angeordnete Brennersystem der Feuerungsanlage unterstützend zur Versinterung beitragen. Vorteilhaft in diesem Fall ist das Entfallen zusätzlicher Brenneraggregate sowie die situative, von betrieblichen Kostengesichtspunkten geleitete Möglichkeit der Unterstützung des Versinterungsvorganges durch Luftzufuhr oder Brenner.Using sensors that measure the length of fire at the end of the main grate monitor, the primary air volume is regulated so that the still sintering of unburned components in the slag or allow partial liquefaction. So that's the stake of additional burners is not absolutely necessary. The whole before aisle can be automated using the firing control. As an alternative to the air supply, this can also be used as a pilot burner or Warm-up burner arranged burner system of the furnace contribute to the sintering. Beneficial in this The case is the omission of additional burner units and the situational, guided by operational cost considerations Possibility of supporting the sintering process through Air supply or burner.

Die Ausbildung des Ausbrandrostes mit flüssigkeitsgekühlten Roststäben stellt die intensive Kühlung der Roststäbe vorteil­ haft sicher, so daß die Roststabtemperaturen von 1200° bis 1400°C, wie sie in Anlagen des Standes der Technik beim Schmelzen der Schlacke auftreten, deutlich reduziert und auf unter 400°C begrenzt werden. Als Kühlflüssigkeit hat sich dabei Wasser als besonders geeignet erwiesen.The formation of the burnout grate with liquid-cooled Grate bars make intensive cooling of the grate bars advantageous adheres safely, so that the grate bar temperatures from 1200 ° to 1400 ° C, as in the state of the art systems Melting of the slag occur, significantly reduced and on below 400 ° C. Has been there as a coolant Water proved to be particularly suitable.

Dadurch wird sichergestellt, daß die Roststäbe nicht mehr ver­ schleißgefährdet sind, was wiederum zur Wirtschaftlichkeit der gesamten Anlage beiträgt. This ensures that the grate bars no longer ver are at risk of wear, which in turn increases the economic efficiency of the entire facility.  

Der Ausbrandrost ist als Vorschubrost ausgebildet. Dadurch ist vorteilhaft sichergestellt, daß die thermisch behandelte Schlacke über den Ausbrandrost weitertransportiert wird. Vorteilhaft ist dabei weiterhin, das dies unabhängig vom Zustand (beispielsweise versintert, "eingefroren", zähflüssig) der Schlacke passiert.The burnout grate is designed as a feed grate. This is advantageously ensured that the thermally treated Slag is transported over the burnout grate. It is also advantageous that this is independent of Condition (for example, sintered, "frozen", viscous) the slag happens.

Im folgenden wird die Erfindung durch ein in der Fig. 1 schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläu­ tert.In the following, the invention will be explained in more detail by means of an exemplary embodiment shown schematically in FIG. 1.

Die Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch eine Müllverbrennungsanla­ ge mit Rostfeuerung und integriertem Schlackenbehandlungsrost. Fig. 1 shows a section through a Müllverbrennungsanla ge with grate firing and integrated slag treatment grate.

Die Beschickung der Feuerung erfolgt über Einfülltrichter 1, Müllschacht 2 und Aufgabeschieber 3. Der Abfall 4 wird mittels Vorschubrost 5 durch den Feuerraum 6 transportiert. Dabei wird der Abfall getrocknet, entgast und verbrannt. Im Anschluß an den Hauptrost 5 fällt die weitgehend ausgebrannte Schlacke über eine Roststufe 7 auf den Ausbrandrost 8, welcher über den Kühlkreis­ lauf 9 mit Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser gekühlt wird. Die Feuerlänge auf dem Hauptrost 5 wird über ein Ausbrandsensorsy­ stem 10, in diesem Falle in der Ausbranddecke 11 angeordnet, überwacht und über Zugabe von Primärluft 12 so geregelt, daß ein angemessener Energieinhalt in Form von noch brennbaren Be­ standteilen in der auf den Ausbrandrost 8 gelangenden Schlacke verbleibt. Durch Zuführung von Luft 13, welche mit Sauerstoff über die Zuführung 14 angereichert wird, unter dem Ausbrandrost 8 erfolgt die Aufheizung der Schlacke auf Sintertempera­ tur. Alternativ kann zur Schlackeaufheizung auch Luft 15, welche mit Sauerstoff über die Zuführung 16 angereichert wird, über Öffnungen 17 in einer Roststufe 7 auf die Schlacke geleitet werden. Eine weitere Möglichkeit der Schlackeaufheizung besteht über Brenner 18, die gleichzeitig beim Anfahren der Anlage als Zündbrenner zur Aufheizung des Feuerraums verwendet werden kön­ nen. Das versinterte Ausbrandmaterial wird mittels gekühltem Ausbrandrost 8 weitertransportiert, bis es über den Schlacken­ schacht 19 in eine Entschlackungseinrichtung gelangt.The furnace is charged via the feed hopper 1 , waste chute 2 and feed slide 3 . The waste 4 is transported through the combustion chamber 6 by means of a feed grate 5 . The waste is dried, degassed and burned. Following the main grate 5 , the largely burned-out slag falls through a grate stage 7 onto the burnout grate 8 , which is cooled via the cooling circuit 9 with liquid, preferably water. The length of fire on the main grate 5 is via a burnout sensor system 10 , in this case arranged in the burnout ceiling 11 , monitored and regulated by the addition of primary air 12 so that an adequate energy content in the form of still combustible components in the coming onto the burnout grate 8 Slag remains. By supplying air 13 , which is enriched with oxygen via the supply 14 , under the burnout grate 8 , the slag is heated to sintering temperature. Alternatively, to heat the slag, air 15 , which is enriched with oxygen via the feed 16 , can also be passed onto the slag via openings 17 in a grate step 7 . Another possibility of slag heating is via burners 18 , which can also be used as a pilot burner for heating the combustion chamber when the system is started up. The sintered burnout material is transported further by means of a cooled burnout grate 8 until it passes through the slag shaft 19 into a deslagging device.

Claims (11)

1. Verfahren zur thermischen Behandlung von Rostschlacken, insbesondere von Müllverbrennungsschlacken, innerhalb einer der Verbrennungszone einer Müllverbrennungsanlage anschließenden Ausbrandzone, dadurch gekennzeichnet, daß der in der Ausbrandzone auf einem flüssigkeitsgekühlten Rost befindlichen Schlacke mit Sauerstoff angereicherte Verbrennungsluft zugeführt wird, wobei die Schlacke innerhalb der Ausbrandzone durch Aufheizung versintert und mittels Rost weitertransportiert wird.1. A method for the thermal treatment of rust slag, in particular waste incineration slag, within a burnout zone adjoining the combustion zone of a waste incineration plant, characterized in that the slag located in the burnout zone on a liquid-cooled grate is supplied with combustion air enriched with oxygen, the slag being carried out within the burnout zone Heating is sintered and transported further using grate. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mittels Sensoren; welche die Feuerungslänge des Hauptrostes überwachen, die Primärluftmenge, insbesondere der Sauerstoffgehalt geregelt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that by means of sensors; which is the firing length of the main grate monitor the amount of primary air, especially the Oxygen content is regulated. 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit Sauerstoff angereicherte Verbrennungsluft unter dem Ausbrandrost hindurch direkt in die auf dem Rost zu behandelnden Rostschlacken zwecks Temperaturerhöhung geleitet wird.3. The method according to claims 1 and 2, characterized characterized in that oxygenated Combustion air directly under the burnout grate the rust slags to be treated on the grate for the purpose Temperature increase is passed. 4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit Sauerstoff angereicherte Verbrennungsluft über eine Stufe zwischen Haupt- und Ausbrandrost auf die Rostschlacken geleitet wird.4. The method according to claims 1 and 2, characterized characterized in that oxygenated Combustion air over a stage between main and Burnout rust is directed onto the rust slags. 5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß mittels Zündbrennern oder Aufwärmbrennern die Sintertemperatur der Schlacke eingestellt wird.5. The method according to claims 1 and 2, characterized characterized in that by means of pilot burners or warm-up burners the sintering temperature of the slag is set. 6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 5, die innerhalb einer Müllfeuerung angeordnet ist und innerhalb der Ausbrandzone einen flüssigkeitsgekühlten Rost aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des flüssigkeitsgekühlten Ausbrandrostes (8) Einrichtungen für die Zufuhr von mit Sauerstoff angereicherter Verbrennungsluft angeordnet sind.6. Device for performing the method according to claims 1 to 5, which is arranged within a refuse furnace and has a liquid-cooled grate within the burnout zone, characterized in that in the area of the liquid-cooled burnout grate ( 8 ) devices for the supply of oxygen-enriched combustion air are arranged. 7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 5, die innerhalb einer Müllfeuerung angeordnet ist und innerhalb der Ausbrandzone einen flüssigkeitsgekühlten Rost aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß im Feuerraum (6) oberhalb des flüssigkeitsgekühlten Ausbrandrostes (8) ein oder mehrere Zünd- oder Aufwärmbrenner (18) angeordnet sind.7. Apparatus for carrying out the method according to claims 1 to 5, which is arranged within a refuse furnace and has a liquid-cooled grate within the burnout zone, characterized in that one or more igniter in the combustion chamber ( 6 ) above the liquid-cooled burnout grate ( 8 ) or warm-up burners ( 18 ) are arranged. 8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausbrandrost (8) als Vorschubrost ausgebildet ist.8. Apparatus according to claim 6 or 7, characterized in that the burnout grate ( 8 ) is designed as a feed grate. 9. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Ausbranddecke (11) Sensoren (10) angeordnet sind.9. The device according to at least one of claims 6 to 8, characterized in that in the region of the burnout ceiling ( 11 ) sensors ( 10 ) are arranged. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren (10) als Ausbrandsensoren ausgebildet sind.10. The device according to claim 9, characterized in that the sensors ( 10 ) are designed as burnout sensors. 11. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren (10) in der Ausbranddecke (11), in verschiedene Winkel zum Ausbrandrost einstellbar, angeordnet sind.11. The device according to at least one of claims 6 to 10, characterized in that the sensors ( 10 ) in the burnout cover ( 11 ) are arranged in different angles to the burnout grate, are arranged.
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