DE69101064T2 - METHOD AND DEVICE FOR BURNING SOLID WASTE AND POTENTIAL LIQUID WASTE OF VARIOUS TYPES. - Google Patents
METHOD AND DEVICE FOR BURNING SOLID WASTE AND POTENTIAL LIQUID WASTE OF VARIOUS TYPES.Info
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren der in der Präambel von Anspruch 1 niedergelegten Art.The present invention relates to a method of the type set out in the preamble of claim 1.
Bei den ständig wachsenden Mengen ari Abfallmateriaj und den zunehmend strengeren Umwelterfordernissen bei der Verbrennung dieses Materials führt die Verwendung von Rauchgasreinigung zur Produktion immer größerer Mengen von schädlichen Rückstand- produkten.With the ever-increasing amounts of waste material and the increasingly stringent environmental requirements for the incineration of this material, the use of flue gas cleaning leads to the production of ever-increasing quantities of harmful residual products.
US-A-3 808 989 beschreibt eine Methode zur Verbrennung fester und möglicherweise flüssiger Abfallmaterialien in einer Anlage, in der ein Drehrohrofen benutzt wird, wobei dieser Ofen hinter einer Veraschungssektion mit stufenförmig angeordneten Rosten angeordnet ist, das feste Abfallmaterial auf den stufenförmig angeordneten kosten teilweise verbrannt und zu dem Drehrohrofen weiterbefördert wird und flüssiges Abfallmaterial zu dem auf den stufenförmig angeordneten Posten verbrannten Abfallmaterial zugegeben wird. Das Abfallmaterial umfaßt Haushaltsabfälle und teilweise entwässerten Abwasserschtamm, und es ist für die Fähigkeit der Anlage, Abwasserschlammblöcke zu verbrennen, wesentlich, daß feste Korper, wie Steine, Glas usw. wie Kugeln in einer Kugelmühle wirken und die Abwasserschlammblöcke aufbrechen, wodurch ein schnelleres und besseres Verbrennen dieser Blöcke möglich gemacht wird. Nicht erwähnt wird das Schmelzen der Schlacke in dem Drehrohrofen, was auch den wesentlichen "Mahleffekt" verschwinden ließe. In den gegenwärtig bekannten Abfallverbrennungsanlagen wird die Verbrennungstemperatur unter 1100ºC, beispielsweise bei ungefähr 875ºC gehalten, um die Bildung von flüssiger Schlacke, die die Tendenz hat, an den Seiten des Ofens fest zu werden und dar Ausgangsende des Drehrohrofens zu verstopfen, an den Seitenwänden der Rostsektion und im Drehrohrofen zu verhindern.US-A-3 808 989 describes a method of incinerating solid and possibly liquid waste materials in a plant using a rotary kiln, the kiln being located behind an incineration section with tiered grates, the solid waste material being partially incinerated on the tiered grates and conveyed to the rotary kiln, and liquid waste material being added to the waste material incinerated on the tiered grates. The waste material includes domestic waste and partially dewatered sewage sludge, and it is essential to the plant's ability to incinerate sewage sludge blocks that solid bodies such as stones, glass, etc. act like balls in a ball mill and break up the sewage sludge blocks, thereby enabling faster and better incineration of these blocks. No mention is made of the melting of the slag in the rotary kiln, which would also eliminate the essential "grinding effect". In the currently known waste incineration plants, the combustion temperature is kept below 1100ºC, for example at about 875ºC, in order to prevent the formation of liquid slag on the side walls of the furnace, which has a tendency to solidify on the sides of the furnace and to clog the exit end of the rotary kiln. Grate section and in the rotary kiln.
Diese Anlagen sind so angepaßt und gestaltet, daß die Schlacke und die Asche als trockene oder angefeuchtete inhomogene Mischung in bis zu drei verschiedenen Entleerungsvorrichtungen ausgetragen werden.These systems are adapted and designed so that the slag and ash are discharged as a dry or moistened inhomogeneous mixture in up to three different emptying devices.
So wird Kesselasche aus der Kesselanordnung, die beispielsweise vom Schlag-Entzunderungs-Typ sein kann, und Flugasche von einem elektrischen Filter erhalten. Die Reinigung von Rauchgas erfolgt ferner durch Zugabe von beispielsweise Kalk. Danach geht das Rauchgas durch einen Filter oder eine Rauchgas-Waschanlage, in der ein Rückstansprodukt ausgesondert wird.Thus, boiler ash is obtained from the boiler arrangement, which can be of the impact descaling type, for example, and fly ash from an electric filter. The flue gas is also cleaned by adding lime, for example. The flue gas then passes through a filter or a flue gas washing system, in which a residual product is separated out.
Außerdem fallen "kleine Abfälle" durch den Rost und solche Rostsiebungen werden zu einem Schlackeauslaß geführt. Es ist jedoch notwendig, daß weniger als 3 % der Schlacke unverbrannt ist.In addition, "small waste" falls through the grate and such grate screenings are directed to a slag outlet. However, it is necessary that less than 3% of the slag is unburned.
Die bekannten Anlagen leiden natürlich unter den Nachteil, daß die and der Schlacke, der Flugasche und den Rückstandsprodukten aus der Rauchgas-Waschvorrichtung haftenden Salze und Schwermetalle ausgewaschen werden können und einige Schwermetalle während des Verfahrens verdampfen.The known plants naturally suffer from the disadvantage that the salts and heavy metals adhering to the slag, fly ash and residue products from the flue gas scrubbing device can be washed out and some heavy metals evaporate during the process.
Aus diesem Grunde müssen diese Produkte in sicherer Weise deponiert werden, wie beispielsweise in kontrollierten Abfallablagerungsstätten, und produzieren so eine Sicherung einer Art, die erhebliche Schäden für die Umwelt bedingt, oder in Salzbergwerken.For this reason, these products must be disposed of in a safe manner, such as in controlled waste disposal sites, producing a waste of a kind that causes significant damage to the environment, or in salt mines.
Es ist ein Zeil der vorliegenden Erfindung, die Schlacke und andere schädliche Rückstandsprodukte, die surch die Verbrennung fester und/oder flüssiger Abfälle erzeugt werden, ungefährlich zu machen, und dieses Ziel wird erreicht durch ein Verfahren der eingangs erwähnten Art, das gemäß der vorliegenden Erfindung durch die in dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 genannten Merkmale charakterisert ist.It is an object of the present invention to safely dispose of slag and other harmful residue products produced by the combustion of solid and/or liquid waste. and this object is achieved by a method of the type mentioned in the opening paragraph, which according to the present invention is characterized by the features mentioned in the characterizing part of claim 1.
Auf diese leise wird erreicht, daß die fraglichen Substanzen in der relativ heißen, flüssigen Asche eingekapselt werden, wann sie durch den Drehrohrofen gehen, so daß das Produkt der Verbrennung von Abfällen eine harmlose glasige Asche wird, die schädliche Substanzen, wie Schwermetalle, nicht mehr abgeben kann, so daß die Schlacke ohne Probleme gelagert werden kann.In this way, the substances in question are encapsulated in the relatively hot, liquid ash as it passes through the rotary kiln, so that the product of the waste combustion becomes a harmless glassy ash that can no longer release harmful substances such as heavy metals, so that the slag can be stored without problems.
Diese Verbrennung von Abfallmaterial kann in einer Anlage durchgeführt werden, in der Abfallmaterialsorten, die zugeführt werden, gegebenenfalls durch eine Reihe von Zuführvorrichtiingen, getrocknet, entzündet und verbrannt werden. Das feste Material wird zu einer nicht vollständig ausgebrannten Schlacke verbrannt, die dann in einen mit der Rostsektion direkt verbundenen Drebrohrofen fällt, in dem diese Schlackenmischung und die getrennt zugeführten Rückstandsprodukte aus der Rauchgas-Reinigungsanordnung usw. zusammen gesintert werden, so daß sie eine glasartige Masse bilden. Die Drehung des Drehrohrofens verstärkt das Ausbrennen und das Sintern der Masse zur Bildung einer homogenen Substanz.This incineration of waste material can be carried out in a plant where waste material types fed in, possibly through a series of feeding devices, are dried, ignited and burned. The solid material is burned to an incompletely burnt slag which then falls into a rotary kiln directly connected to the grate section where this slag mixture and the separately fed residue products from the flue gas cleaning arrangement etc. are sintered together to form a glassy mass. The rotation of the rotary kiln enhances the burnout and sintering of the mass to form a homogeneous substance.
Mit der in Anspruch 2 beschriebenen Ausführung wird erreicht, daß die Schlacke im Drehrohrofen nicht fest wird.The design described in claim 2 ensures that the slag does not solidify in the rotary kiln.
Die in Anspruch 5 beschriebene Ausführung macht es möglich, wenn erforderlich, eine so hohe Temperatur beizubehalten, daß die Schlacke im Drehrohrofen nicht fest wird. Dies bedingt Temperaturveränderungen entsprechend der Veränderung im ärmewert des zu reduzierenden Abfallmaterials und stellt eine kontinuierliche Lieferung von geschmolzenem Material sicher.The embodiment described in claim 5 makes it possible, if necessary, to maintain such a high temperature that the slag in the rotary kiln does not solidify. This requires temperature changes corresponding to the change in the heat value of the waste material to be reduced and ensures a continuous supply of molten material.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Ausführung der Methode. Diese Vorrichtung ist von der in der Präambel des Anspruchs 6 beschriebenen Art. Entsprechend der vorliegenden Erfindung ist die Vorrichtung der im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 6 beschriebenen Art gebaut.The present invention also relates to a device for Implementation of the method. This device is of the kind described in the preamble of claim 6. According to the present invention, the device is constructed of the kind described in the characterizing part of claim 6.
Mit der in Anspruch 8 beanspruchten Ausführung wird der Vorteil erreicht, daß geringstmogliche Menge an Luft zugeführt wird zu einer Zeit, wenn der dem Verbrennungsprozess zugeführte Sauerstoff zum größten Ausmaß verwendet wird. Die auf diese leise erzielte Atmosphäre hat teilweise reduzierende Eigenschaften, erniedrigt den Schmeizpunkt für zahlreiche indifferente Materialien, ohne die Notwendigkeit des Zusatzes von reduzierenden Mitteln.With the embodiment claimed in claim 8, the advantage is achieved that the smallest possible amount of air is supplied at a time when the oxygen supplied to the combustion process is used to the greatest extent. The atmosphere thus achieved has partially reducing properties, lowering the melting point for numerous indifferent materials without the need for the addition of reducing agents.
Mit der in Anspruch 9 beanspruchten Ausführung wird erreicht, daß die flüssige Asche in einer Tasche am untersten Ende des Drehrohrofens bleibt, bis sie vollständig zu Glas geworden ist.With the embodiment claimed in claim 9 it is achieved that the liquid ash remains in a pocket at the lowest end of the rotary kiln until it has completely turned into glass.
In der folgenden Beschreibung wird die vorliegende Erfindung in mehr Einzelheiten unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert, in denenIn the following description, the present invention is explained in more detail with reference to the drawings, in which
Figur 1 schematisch das Prinzip des Funktionierens der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt,Figure 1 shows schematically the principle of operation of the device according to the present invention,
Figur 2 eine schematische Querschnittansicht durch eine Vorrichtung gebaut gemäß der vorliegenden Erfindung ist undFigure 2 is a schematic cross-sectional view through a device constructed according to the present invention and
Figur 3 ein Querschnitt entlang der Linie III-III in Figur 2 ist, der das Zuführen der Rückstandsprodukte zeigt.Figure 3 is a cross-section along the line III-III in Figure 2 showing the feeding of the residue products.
Die in Figur 2 gezeigte Anlage besteht aus einer Rostsektion 1, einem Drehrohrofen 2, einer Brenneranordnung 3, einem Rückstandsprodukt-Silo 4, einer Nachbrennkammer 5, einer Kesselanordnung 6 und einem Rückstandsprodukt-Förderer 7.The system shown in Figure 2 consists of a grate section 1, a rotary kiln 2, a burner arrangement 3, a residue product silo 4, an afterburner chamber 5, a boiler arrangement 6 and a residue product conveyor 7.
Zu verbrennendes Abfallmaterial 21, das hauptsächlich aus Haushaltsabfällen, Borke, Industrieabfällen, Krankenhausabfällen und teilweise chemischen Abfällen als relativ inhomogene Mischung besteht, wird der Anlage durch einen Einfülltrichter 20 und einen Zuführschacht 8, die links in Figur 2 gezeigt werden, zugeführt.Waste material 21 to be incinerated, which mainly consists of household waste, bark, industrial waste, hospital waste and partly chemical waste as a relatively inhomogeneous mixture, is fed into the plant through a hopper 20 and a feed chute 8, which are shown on the left in Figure 2.
Das zugeführte Material wird auf den Rosten 9, 10 und 11 verteilt, die auch etwaiges flüssiges Abfallmaterial erhalten, und Luft für die Verbrennung wird von unten zugeführt.The incoming material is distributed on grates 9, 10 and 11 which also receive any liquid waste material, and air for combustion is supplied from below.
Rostsiebungen, d.h. kleine Teile von Abfallmaterial, die möglicherweise unverbranntes Material enthatten und durch lie Roste 9, 10 und 11 gefallen sind, werder durch ein Transportband 17 und den Förderer 7 zum Rückstandsprodukt-Silo 4 transportiert.Grate screenings, i.e. small pieces of waste material that may contain unburned material and have fallen through the grates 9, 10 and 11, are transported to the residual product silo 4 by a conveyor belt 17 and the conveyor 7.
Die während der Verbrennung in der Rostsektion gebildete unvollständig verbrannte Asche wird in an sich bekannter Weise in den Drehrohrofen 2 ausgetragen. An der ubergangsstelle 12 von der Rostsektion in den Drehrohrofen 2 werden die in dem Zwischensilo 4 gesammelten Rückstandsprodukte durch einen Dosierschneckenförderer 13 zugeführt und die Rückstandsprodukte werden miteinander gemischt und unter Bildung einer schmelzenden Masse in dem Drehrohrofen 2 ausgebrannt. Der [)rehrohrofen 2 kann konisch zulaufende Enden aufweisen, um sicherzustellen, daß die flüssige Schlacke zurückgehalten wird.The incompletely burned ash formed during combustion in the grate section is discharged into the rotary kiln 2 in a manner known per se. At the transition point 12 from the grate section into the rotary kiln 2, the residue products collected in the intermediate silo 4 are fed by a metering screw conveyor 13 and the residue products are mixed with one another and burned out in the rotary kiln 2 to form a molten mass. The rotary kiln 2 can have tapered ends to ensure that the liquid slag is retained.
An dem Ausgangsende 15 des Drehrohrofens 2 ist die Brenneranordnung 3 angeordnet, vorzugsweise in Form eines Sauerstoff/Gas-Brennersystems, das geeignet ist, eine ständige Temperaturkontrolle am Schlackenauslaß zur Verfügung zu stellen. Die Schlacke wird vom Schlackenauslaß 15 über ein Förderband 22 ausgetragen.At the exit end 15 of the rotary kiln 2, the burner arrangement 3 is arranged, preferably in the form of an oxygen/gas burner system, which is suitable for providing a constant temperature control at the slag outlet. The Slag is discharged from the slag outlet 15 via a conveyor belt 22.
Die Rauchgase werden vom Drehrohrofen 2 durch die Nachbrennkammer 5 zu einer Kesselanordning 6 geführt. In dieser wird Kesselasche 28 in einem Schwanzende-Kessel (Stoßentzunderungskessel) und Flugasche 29 mittels eines elektrischen Filters 23 abgetrennt. Die Kesselasche 28 und die Flugasche 29 werden mittels eines Forderbands 18 und des Förderers 7 zu dem Rückstandsprodukt-Silo 4 gefördert.The flue gases are led from the rotary kiln 2 through the afterburning chamber 5 to a boiler arrangement 6. In this, boiler ash 28 is separated in a tail-end boiler (impact descaling boiler) and fly ash 29 by means of an electric filter 23. The boiler ash 28 and the fly ash 29 are conveyed to the residue product silo 4 by means of a conveyor belt 18 and the conveyor 7.
Hinter dem elektrischen Fitter 23 gehen die Rauchgase in das Reaktionsgefäß 24 in einer Rauchgas-Reinigungsanlage, wo Kalk 25 zugesetzt wird. Die Reaktionsprodukte aiis dieser Anlage werden zu einem Filter 26 gefördert, in dem ein Rückstandsprodukt 30 abgetrennt wird. Das Rückstandsprodukt 30 wird über die Förderbänder 19 und 32 zum Förderer 7 und weiter zu dem Rückstandsprodukt-Silo 4 transportiert, während die Rückstandsgase, aus denen das Rückstandsprodukt 30 entfernt wurde, durch einen Schornstein 27 abgeleitet werden.Behind the electric filter 23, the flue gases go into the reaction vessel 24 in a flue gas cleaning plant, where lime 25 is added. The reaction products from this plant are conveyed to a filter 26, in which a residual product 30 is separated. The residual product 30 is transported via the conveyor belts 19 and 32 to the conveyor 7 and further to the residual product silo 4, while the residual gases from which the residual product 30 has been removed are discharged through a chimney 27.
Es ist möglich, eine Anzahl von Änderungen anzubringen, beispielsweise durch Änderung der Zahl der Drehrohröfen oder der Verbrennungsroste. Wie vorstehend erwähnt, besteht das Hauptprinzip der Erfindung darin, daß Verbrennungsschlacke und Rückstandsprodukte, wie beispielse Rostsiebungen und Reaktionsprodukte, in einem Verfahrensschritt ohne zwischenzeitige Kühlung zusammengeschmofzen werden, d.h. die einmal in der Schlacke produzierte Energie wird für den Schmelzprozeß benutzt.It is possible to make a number of changes, for example by changing the number of rotary kilns or combustion grates. As mentioned above, the main principle of the invention is that combustion slag and residual products, such as grate screenings and reaction products, are melted together in one process step without intermediate cooling, i.e. the energy once produced in the slag is used for the melting process.
1 Rostsektion1 grate section
2 Drehrohrofen2 rotary kilns
3 Brenneranordnung3 Burner arrangement
4 Rückstandsprodukt-Silo/Zwischensilo4 Residual product silo/intermediate silo
5 Nachbrennkammer5 Afterburner chamber
6 Kesselanordnung6 Boiler arrangement
7 Rückstandsprodukt-Förderer7 Residual product conveyor
8 Zuführschacht8 Feed chute
9 Rost )9 rust )
10 Rost ) stufenförmige Roste10 Grate ) stepped grates
11 Rost )11 Rust )
12 Übergang12 Transition
13 Dosierschnecken-Förderer13 Dosing screw conveyors
14 Schieber14 sliders
15 Ausgangsende/Schlackenauslaß15 Outlet end/slag outlet
16 Bypass-Leitung16 Bypass line
17 Förderband17 Conveyor belt
18 Förderband18 Conveyor belt
19 Förderband19 Conveyor belt
20 Trichter20 funnels
21 Abfallmaterial21 Waste material
22 Förderband22 Conveyor belt
23 elektrischer Filter23 electric filter
24 Reaktionsgefäß24 Reaction vessel
25 Kalk25 Lime
26 Filter26 filters
27 Schornstein27 Chimney
28 Kesselasche28 Boiler ash
29 Flugasche29 Fly ash
30 Rückstandsprodukt30 Residue product
31 Luft für Verbrennung31 Air for combustion
32 Förderband32 Conveyor belt
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