DE69200692T2

DE69200692T2 - Kapazitätsteigerung von einem Dampferzeuger-Festabfallverbrennungsofen durch Sauerstoffanreicherung der Luft und durch flüssiges Abschrecken.

Info

Publication number: DE69200692T2
Application number: DE69200692T
Authority: DE
Inventors: Donald Peter Bucci; Stephen Paul Goff; Paul Anthony Kinniry; Joseph Klosek
Original assignee: Air Products and Chemicals Inc
Current assignee: Air Products and Chemicals Inc
Priority date: 1991-01-22
Filing date: 1992-01-20
Publication date: 1995-04-13
Anticipated expiration: 2012-01-21
Also published as: JPH04313612A; US5052310A; DE69200692D1; JPH0678810B2; CA2059365C; CA2059365A1; EP0496325B1; EP0496325A1; MX9200265A

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Abfallverbrennungsofen zur Umwandlung von festem städtischem Abfall (FSA) im Dampf. Im besonderen betrifft sie die kombinierte Verwendung von Sauerstoffanreicherung und einem flüssigen Löschmittel, um die Verbrennung und die Temperatur im FSA-Verbrennungssystem zu steuern und eine Steigerung der Gesamtkapazität zu erreichen.

Hintergrund der Erfindung

Ein FSA-Verbrennungsofen bzw. Brenner ist üblicherweise so gestaltet, daß es eine vorgegebene Menge an FSA pro Tag mit einer vorgegebenen Durchsatzrate an Verbrennungsluft verbrennt, die eine vorgegebene Rauchgasrate mit einer kontrollierten Zusammensetzung zur Folge hat. Es ist bekannt, die FSA-Kapazität eines Brenners durch Sauerstoffanreicherung in der Verbrennungsluft oder einfach durch Reduzieren der vorgesehenen Verbrennungsluftrate zum Brenner zu steigern. Die Sauerstoffanreicherung hat ein Entfernen von Stickstoff aus der Rauchgaszusammensetzung zur Folge und erlaubt das Verbrennen von zusätzlichem FSA, während die vorgesehene Rauchgasdurchsatzrate und die Sauerstoffkonzentration im Rauchgas beibehalten werden. Das Verringern der vorgesehenen Verbrennungsluftrate hat einen ähnlichen Einfluß auf die FSA-Kapazitätssteigerung wie die Sauerstoffanreicherung, außer daß es eine Verringerung des Sauerstoffüberschusses im Rauchgas bewirkt. Eines der Hauptprobleme bei beiden Ansätzen zur Steigerung der Kapazität des Brenners liegt darin, daß die Verbrennungstemperatur sehr schnell über die Temperatur, bei der der Brenner physikalisch und mechanisch unversehrt bleibt, ansteigt, wenn der Stickstoff aus dem Rauchgas entfernt wird oder sich der Sauerstoffüberschuß im Rauchgas verringert. Darüber hinaus kann ein Verringern der Sauerstoffüberschußkonzentration den Wirkungsgrad der Verbrennung beeinträchtigen, was zu hohen Kohlenmonoxidwerten führt, und sie kann die endgültige Zerstörung toxischer organischer Verbindungen vermindern. Daher besteht ein großer Bedarf an einem FSA-Verbrennungsverfahren und einer Vorrichtung zum Steuern der Verbrennungstemperatur in Verbindung mit einer Sauerstoffanreicherung oder einer Verringerung des Verbrennungsluftdurchsatzes.
Ein zweites Problem, das beim Betrieb von modernen FSA-Brennern zur Energiegewinnung auftritt, liegt in der Steuerung des Verbrennungsvorgangs, um eine minimale FSA-Deponie- oder Entsorgungsrate und eine konstante Dampferzeugung für eine Generatorturbine, ein Fernheizungssystem, ein Adsorptionsverdunstungswärme- oder -kühlsystem oder einen anderen Endverbraucher aufrecht zu erhalten. Da FSA ein sehr heterogener Brennstoff ist, der in seiner Zusammensetzung, seinem Feuchtigkeitsgehalt und seinem Heizwert stark schwankt, muß die Verbrennungsluftrate und die FSA-Zufuhrrate häufig geändert werden, um die Bedingungen im Brenner im vorgesehenen Bereich zu halten. Zum Beispiel nimmt die Verbrennungstemperatur im Brenner schnell ab, wenn sich die Zufuhr zu geringerem Heizwert und höherem Feuchtegehalt hin verändert. In einem derartigen Fall ist es die anfängliche Reaktion des Bedieners, die Durchsatzrate der Verbrennungsluft zu verringern, um eine konstante Temperatur im Brenner zu erhalten. Allerdings ist man im Grad der Verringerung der Verbrennungsluft stark eingeschränkt, wegen:
(a) Genehmigungsbeschränkungen hinsichtlich des minimal erlaubten Sauerstoffüberschußwertes im Rauchgas.
(b) Genehmigungsbeschränkungen hinsichtlich der Kohlenmonoxidkonzentration im Rauchgas, welche mit dem verringerten Sauerstoffüberschuß ansteigt.
Auch wenn der Bediener die Brennertemperatur innerhalb des vorgegebenen Bereiches steuern kann, wird sich die Wärmeabgabe an den Dampfkessel wegen des verringerten Heizwertes des dem Brenner zugeführten FSA verringern. Solange der Bediener den FSA-Durchsatz nicht steigern kann, wird sich die Dampferzeugung verringern. Der FSA mit einem geringeren Heizwert und einem höheren Feuchtegehalt benötigt eine längere Verweilzeit im Brenner, um das gewünschte völlige Ausbrennen zu erzielen. Eine Steigerung des Durchsatzes von FSA mit einem höheren Feuchtigkeitsgehalt und ein gleichzeitiges Verringern der Sauerstoffüberschußkonzentration im Rauchgas auf eine Zusammensetzung innerhalb der erlaubten Grenzwerte, um die gewünschte Verbrennungstemperatur zu halten, hat häufig ein unvollständiges Ausbrennen in der Bodenasche des Brenners zur Folge. Das Gesamtresultat liegt in diesem Fall darin, daß die Dampferzeugung für die Generatorturbine oder einen anderen Endverbraucher gewöhnlicherweise als Reaktion auf Zeiten, in denen der FSA sehr feucht ist, verringert wird, um das gewünschte Ascheausbrennen und den Sauerstoffüberschußwert im Rauchgas zu halten. Daher besteht ein weiterer Bedarf für ein FSA-Verbrennungsverfahren und eine Vorrichtung zum Steuern der Verbrennungsbedingungen und zum Aufrechthalten des FSA-Durchsatzes und der Dampferzeugung während der Zeiten, in denen der FSA sehr naß ist.
Ein drittes Problem im gesamten Gebiet der Abfallentsorgung ist es, wirtschaftliche und in Bezug auf die Umwelt sichere Verfahren zum Entsorgen von Klärschlamm aus Kläranlagen zu finden. Obwohl es viele Entsorgungsverfahren im Stand der Technik gibt, werden die Kosten und die Umweltakzeptanz solcher Verfahren in Bezug auf unsere heutige Gesellschaft, insbesondere in städtischen Bereichen, immer kritischer. Obwohl die Klärschlammverbrennung ein kommerziell bewährtes Verfahren für eine derartige Entsorgung ist, macht der hohe Feuchtigkeitsgehalt eines typischen Klärschlamms, der zwischen 80 und 98 Gew.-% freier Feuchtigkeit liegt, die Unterfeuerung von Zusatzbrennstoffen wie Erdgas oder Heizöl erforderlich, um die benötigte Verbrennungstemperatur aufrechtzuerhalten. Die Verwendung solcher sich erschöpfender natürlicher Resourcen hat offensichtlich wirtschaftliche Nachteile. Das gemeinsame Verbrennen von Klärschlamm und FSA wurde zwar bereits gewerblich angewandt. Wenn aber der Feuchtigkeitsgehalt des Schlamms ansteigt, wird Zusatzbrennstoff benötigt. Daher besteht noch weiterer Bedarf an einem FSA-Verbrennungsverfähren und einer Vorrichtung zum gemeinsamen Verbrennen von Klärschlamm und FSA, das diese Nachteile überwindet und nicht auf die Verwendung von Zusatzbrennstoffen zurückgreift, um die Verbrennungstemperatur auf einem konstanten Wert zu halten.
Ein viertes Problem auf diesem Gebiet ist die Entsorgung des in einer Abfallverbrennungsanlage in ziemlich großen Mengen entstehenden Abwassers oder von Abwasser aus anderen Quellen. Daher besteht noch weiterer Bedarf an einem Abfallverbrennungsverfahren und einer Vorrichtung, welche die Eigenschaft hat, den Nettoabwasserabfluß aus der Verbrennungsanlage zu beseitigen oder zusätzliches Abwasser aus anderen Verfahrensanlagen zu entsorgen.
W. S. Strauss, J. A. Lukens, F. K. Young und F. B. Bingham, "Oxigen Enrichement of Combustion Air in a 360 TPD Mass Burn Refuse-Fired Waterwall Furnance", Proceedings der 1988 National Waste Proceedings Conference, 13. zweijährige Konferenz, Seiten 315 bis 320, 1. bis 4. Mai 1988, schlugen die Sauerstoffanreicherung vor, um den Engpaß bei einer der ältesten arbeitenden dampferzeugenden Abfallverbrennungsanlagen in der westlichen Hemisphäre zu beseitigen. Die von der Air Products and Chemicals, Inc., durchgeführten Experimente waren aber wegen der vorgegebenen Temperaturgrenzwerte im Brenner auf ein niedriges Sauerstoffanreicherungsmaß begrenzt. Die Autoren diskutierten einen Anstieg des verfügbaren Sauerstoffs in der Verbrennungsluft im Brenner von 21% auf 23%, d.h. einen 9,5 %-igen Sauerstoffanstieg oder einen Anstieg der Sauerstoffanreicherung um 2 Prozentpunkte, was bedeutete, daß eine 9,5%-ige Verminderung der Verbrennungsluft entstehen sollte, wenn der gesamte Anstieg ausgenutzt und es keinen Anstieg der Sauerstoffkonzentration im Rauchgas geben würde. Die Autoren schlossen, daß dieser Anstieg in der Sauerstoffanreicherung Raum für einen erhöhten Durchsatz an Abfall geben würde. Anstiege in der Sauerstoffanreicherung haben aber einen adiabatischen Verbrennungstemperaturanstieg im Brenner zur Folge. Wenn beispielsweise nur eine 3%- ige Sauerstoffanreicherung eingehalten wird, hätte dies einen Anstieg der Brennertemperatur von 204ºC (400ºF) zur Folge. Ein derartiger Temperaturanstieg würde die metallurgischen Grenzwerte des Rostsystems und der stromabwärtsgelegenen Kesselanlage übersteigen. Tatsächlich führen die Autoren aus, daß der deutsche Hersteller des Rostsystems in dem Abfallenergiebrenner Bedenken hinsichtlich der Beschädigung des Rostsystems aus eben diesem Grunde geäußert hatte. Als Konsequenz wurde eine minimale Tiefe von 60 cm (2 Fuß) Abfall auf den Rosten während der gesamten Zeit der Experimente aufrechterhalten. Vor der vorliegenden Erfindung glaubte man, daß nur eine Sauerstoffanreicherung von 1 bis 2% in der Verbrennungsluft eines FSA-Brenners praktisch durchführbar sei.
Die Autoren der vorgenannten Bezugsquelle schlugen vor, daß möglicherweise herausragende Ergebnisse erzielt werden könnten, falls der dem Brenner zuzuführende Abfall einen sehr hohen Feuchtegehalt wie zum Beispiel nach einem Platzregen oder nach starken Schneefällen aufweisen würde. Die Erwartung war die, daß ein dünneres Abfallbett auf den Rosten in einem besseren Abbrand resultieren würde; daß ebenso die Möglichkeit, die sauerstoffangereicherte Luft auf das untere Ende des Rostes leiten zu können, in einem besseren Abbrand resultieren würde; und daß durch die Tatsache, daß ein geringeres Luftvolumen für die gleiche Verbrennung nötig sein würde, um für das Extrawasser im Rauchgas Platz zu machen, ein aufrechterhaltener Massedurchsatz von FSA erzielt werden würde. In der tatsächlichen Praxis räumten die Autoren ein, daß ein Vergleich zwischen Läufen mit hohem Feuchtegehalt einmal mit und einmal ohne Sauerstoffanreicherung schwierig war. Sie schlossen, daß Schlamm mit hohem Feuchtegehalt durch das System mit Sauerstoffanreicherung ohne Einbußen bei der Dampferzeugung oder der Aschequalität durchlaufen könnte. Obwohl die vorgenannte Offenbarung einer Kombination von Sauerstoffanreicherung und der Verwendung entweder eines FSA mit hohem Feuchtegehalt oder Einbringen von großen Mengen Klärschlamms vorliegt, ist in dieser Bezugsstelle kein Vorschlag hinsichtlich des Verfahrens oder einer Vorrichtung gemäß der vorliegend beanspruchten Erfindung gemacht.
In den Fällen, in welchen die gemeinsame Verbrennung von Klärschlamm und FSA kommerziell genutzt wird, ist zusätzlicher Brennstoff erforderlich, um die Verbrennungstemperatur innerhalb der vorgegebenen Grenzen zu halten. Die gemeinsame Verbrennung erfordert es, daß der Brenner bereits von Anfang an für ein solches Verfahren ausgelegt wird, so daß der zusätzliche Rauchgasdurchsatz berücksichtigt wird, der aus der Kombination von Schlamm, zusätzlichem Brennstoff und damit verbundener Verbrennungsluft resultiert.
Allgemein sind FSA-Brenner konzipiert worden, um die Verbrennung von nassem FSA zu ermöglichen, wobei besonderer Wert darauf gelegt wurde, es dem Bediener zu ermöglichen, FSA mit Hochenergieabfällen wie zum Beispiel Autoreifen zu mischen; vgl. S. 317 der vorgenannten Bezugsquelle von Strauss et al.. Dieses Verfahren hat nur einen begrenzten Wirkungsgrad, da der Feuchtigkeitsgehalt des Abfalls -die Hauptvariable der Mischung - hauptsächlich eine Funktion des Wetters in der Region ist, was zu einer erheblichen Schwankung des Gesamffeuchtigkeitsgehalts des FSA führt. Wiederum ist das Hauptgestaltungsmerkmal, dieses Problem zu beseitigen, zusätzlichen Brennstoff zu feuern, um den durchschnittlichen Heizwert des Brennstoffes plus des zu verfeuernden Abfalls zu steigern, was mit einem offensichtlichen wirtschaftlichen Nachteil verbunden ist.
Die US-A-3,403,643 offenbart ein Abfallverbrennungsverfahren, welches Sauerstoffanreicherung verwendet und bei dem der Sauerstoffgehalt in einem Bereich zwischen 25 und 50% beansprucht ist. Es ist offenbart, daß die Luftanreicherung die Müllverbrennung beschleunigt und es erlaubt, eine vollständigere Verbrennung zu erzielen, wodurch übelriechende Gase reduziert werden. Figur 5 dieser Patentschrift stellt die extrem hohen erreichten Verbrennungstemperaturen dar und zeigt Anstiege von gerade unter 1093ºC (2000ºF) bis nahezu 2760ºC (5000ºF). Der letztere Fall basiert auf einer 40%- igen Sauerstoffanreicherung und weniger als 10% Oberflächenwasser in dem Abfall. Wie oben dargelegt worden ist, sind derartige Temperaturanstiege jenseits der baulichen Begrenzungen von FSA-Brennern.
Die US-A-3,918,374 beschreibt ein mehrstufiges Verfahren und eine Vorrichtung für die thermische Zersetzung oder das Vergasen von Müll, bei dem der Müll in einer ersten Stufe in einen Brenner eingebracht wird, der von einer externen Hitzequelle ohne Sauerstoff begast wird. Das in der ersten Stufe produzierte Gas wird zusammen mit zusätzlichem Müll in eine zweite Stufe eingeführt, in der das Gas mit reinem Sauerstoff in stöchiometrischen Mengen verbrannt wird. Das in der zweiten Stufe produzierte Gas kann wiederum in einer dritten Stufe verbrannt werden, um thermisch zersetzten Müll aus der zweiten Verfahrensstufe zu verbrennen.
Die US-A-4,279,208 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung, bei welchem Industrieabfälle zunächst pyrolysiert werden und ein Teil in Ahwesenheit von angereicherter Luft verbrannt wird. Durch Steuern sowohl der Zusammensetzung der angereicherten Luft als auch der Durchflußrate, soll es ermöglicht werden, die Brennertemperatur und den Sauerstoffüberschuß auf für die Abfallpyrolyse optimalem Niveau zu halten. Ein zweiter angereicherter Luftstrom wird in das in der ersten Stufe produzierte Gas während einer zweiten Verbrennungsstufe eingeleitet, in welcher die Temperaturen zwischen 1300ºC und 1600ºC liegen. Es wird behauptet, daß zusätzlicher Brennstoff dann nötig ist, wenn der Heizwert des Abfalls weniger als 10467 kJ/kg (2500 kcal/kg) beträgt.
Die US-A-4,520,741 beschreibt ein System zum Verbrennen von flüssigen oder schlammigen gefährlichen oder giftigen Abfallstoffen wie zum Beispiel PCB in einem zweistufigen Verbrennungsverfahren unter Verwendung sauerstoffangereicherter Luft. Die erste Stufe läuft während einer sehr kurzen Zeit, d.h. ein paar Millisekunden, bei Temperaturen von 2204ºC (4000ºF) ab, um die gefährlichen/giftigen Kohlenwasserstoffe in weniger komplexe Substanzen zu zersetzen. Die zweite Stufe wird bei Luftüberschuß bei geringeren Temperaturen, nämlich 1093ºC (2000ºF) bis 1427ºC (2600ºF) für ungefähr zwei Sekunden durchgeführt, um eine vollständige Verbrennung sicherzustellen.
Die US-A-4,630,555 beschreibt ein diskontinuierliches Abfallverbrennungsverfahren, in welchem die Brennertemperatur auf 650ºC (1202ºF) abgesenkt und der Abfall dann eingeleitet wird, wobei reiner Sauerstoff mit Schallgeschwindigkeit oberhalb des Abfalls eingeleitet wird, um das aus der Pyrolyse des Abfalls gebildete Gas zu oxidieren und wobei flüssiges Wasser benutzt wird, um den pyrolysierten Abfall auf Grenztemperaturen um 850ºC (1562ºF) abzuschrecken.
Die vorgenannten vier Patentschriften verwenden eine Pyrolyse oder einen Vergasungsschritt vor dem endgültigen Verbrennungsschritt. Diese Patentschriften schlagen keine Lösung für das obengenannte Problem vor, welches im Zusammenhang mit Sauerstoffanreichererung bei einem auf Massenverbrennung ausgelegten Prozeß steht, da Unterschiede in den Anforderungen an die Abfallzuführung, an die Gestaltung des Verfahrens und der Ausrüstung und an die Betriebsbedingungen bestehen.
Die US-A-4,762,074 beschreibt ein Verfahren zum Zerstören von Dioxin- und Furanvorgängern und zum Reduzieren von NOx-Verbindungen in der Abfallverbrennung durch Verwendung von sauerstoffangereicherter Luft. Die Anreicherung beträgt spezifisch zwischen 27 und 32% bei einer minimalen Verbrennungstemperatur von 1200ºC. Es wird angegeben, daß eine Reduzierung der NOx-Verbindungen auftritt, die auf einer Reduzierung des atmosphärischen Stickstoffes während der Sauerstoffanreicherung zurückzuführen ist. Es wird nicht diskutiert, welchen Effekt die durch die Sauerstoffanreicherung in der Verbrennungskammer erhöhten Temperaturen auf die NOx-Verbindungen haben.

Zusammenfassung der Erfindung

Das offenbarte Verfahren zum Steuern der Verbrennung und der Temperatur in einem Verbrennungssystem für festen Abfall zur Dampferzeugung reduziert oder beseitigt im wesentlichen die Nachteile, welche mit den Verfahren gemäß dem Stand der Technik verbunden sind. Fester Abfall wie zum Beispiel FSA wird in eine Verbrennungszone des Verbrennungssystems eingeleitet, um als Brennstoffquelle zur Erzeugung von Dampf aus einem Dampferzeuger innerhalb des Verbrennungssystems zu dienen. Die Durchsatzrate des festen Abfalls zur Verbrennungszone wird gemessen und in Abhängigkeit zu der von dem Dampferzeuger hergestellten Dampfrate eingestellt. Ein Löschmittel wird in die Verbrennungszone eingeführt, wobei seine Durchflußrate gemessen und in Abhängigkeit von der Temperatur im Verbrennungsbereich eingestellt wird. Sauerstoff wird der Verbrennungsluft zugeführt und die mit Sauerstoff angereicherte Luft wird in den Verbrennungsbereich eingeleitet. Die Sauerstoffanreicherung der Verbrennungsluft wird in Abhängigkeit von der Änderung in der Durchflußrate des Löschmittels aufrechterhalten. Durch die gleichzeitige Steuerung dieser Durchflußparameter für festen Abfall, Löschmittel und Sauerstoffanreicherung ist man in der Lage, eine im wesentlichen gleichförmige Verbrennung zu erzielen, die durch eine im wesentlichen gleichförmige Durchflußmenge an Dampf und eine im wesentlichen konstante Verbrennungstemperatur gemessen werden kann.

Beschreibung der Zeichnungen

Figur 1 ist ein Verfahrensflußdiagramm der vorliegenden beanspruchten Erfidung.
Figur 2 ist ein Graph, welcher die Abhängigkeit zwischen der FSA-Verbrennungskapazität und der Klärschlammkapazität bei unterschiedlichem Schlammfeuchtegehalt darstellt.
Figur 3 ist ein Graph, welcher das Verhältnis zwischen der FSA-Verbrennungskapazität und dem Sauerstoffverbrauch bei 70% Wasser im Schlamm darstellt.
Figur 4 ist ein Graph, der das Verhältnis zwischen der FSA-Verbrennungskapazität und dem Sauerstoffverbrauch bei 80% Wasser im Schlamm darstellt.
Figur 5 ist ein Graph, der das Verhältnis zwischen FSA-Verbrennungskapazität und dem Sauerstoffverbrauch bei 95 % Wasser im Schlamm darstellt.
Figur 6 ist ein Graph, der das Verhältnis zwischen FSA-Verbrennungskapazität und dem Sauerstoffverbrauch bei 98% Wasser im Schlamm darstellt.
Figur 7 ist ein Graph, der das Verhältnis zwischen FSA-Verbrennungskapazität und dem Sauerstoffverbrauch bei 100% Wasser, d.h. beim Abschrecken, darstellt.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Es wird Bezug genommen auf die Figur 1, in weichem ein bevorzugtes FSA-Verbrennungssystem 1 zur Dampferzeugung gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt ist. Der FSA wird in die Zuführrutsche 2 eingebracht und durch einen Rammenzuführer 3 oder eine andere Vorrichtung zur Regulierung eines festen Massestroms wie zum Beispiel einen Schraubenförderer, einen Verschlußtrichter oder dergleichen auf das Oberteil des geneigten Rostes 4 des Brenners 1 zugeführt. Der FSA bewegt sich brennend nach unten entlang des Rostes 4, während er nacheinander die Trockenzone 6, die Verbrennungszone 7, und die Abbrand- oder Ausglühzone 8 passiert. Die Asche, welche nach der im wesentlichen vollständigen Verbrennung des FSA verbleibt, wird am Boden 5 des Rostes 4 abgezogen. Primärverbrennungsluft aus einer hier nicht dargestellten Quelle wird durch ein Gebläse 10 entlang einer Rohrleitung 11 und eines Durchflußsteuerventils 12 eingebracht. Die Primärluft wird in Kanäle 13, 14 und 15 geleitet, welche die Luft in die Trockenzone 6, die Verbrennungszone 7 bzw. die Glühzone 8 jeweils aus dem benachbarten Rost 4 einleiten.
Sekundärluft aus einer hier nicht dargestellten Quelle kann durch die Rohrleitung 30 und das Durchflußsteuerventil 31 mit Hilfe eines Gebläses 32 eingeführt werden. Die Sekundärluft wird dann in mehrere Rohrleitungen 34 aufgespalten, um oberhalb des Rostes 4 eingeleitet zu werden, um das Vermischen von Sauerstoff und Verbrennungsgasen zu verbessern und um eine vollständige Verbrennung der verdampften organischen Bestandteile im Rauchgas sicherzustellen, bevor dieses in den Dampfkessel 36 eintritt.
Sauerstoff aus einer hier nicht dargestellten Quelle strömt durch eine Rohrleitung 40 und ein Durchflußsteuerventil 42 und wird in Rohrleitungen 43, 44 und 45 aufgespalten, von wo aus er entsprechend in die Leitungen 14 und 15 und die Leitung 30 eingeführt wird. Der Sauerstoff, welcher durch die Leitungen 43, 44 und 45 strömt, wird durch die Ventile 46, 47 bzw. 48 gesteuert. Dadurch wird das Niveau der Sauerstoffanreicherung, die in die Verbrennungszone 7 und die Glühzone 8 durch die Zuleitungen 14 und 15 und die Sekundärluftleitung 30 eintritt, unabhängig gesteuert. Obwohl die Verteilung des Sauerstoffs auf die Primärluftleitungen 14 und 15 und auf die Sekundärluftleitung 30, genauso wie die Verteilung der Primär- und Sekundärluft, Einfluß auf die Verbrennung nimmt, ist der exakte Weg, wie dies geschieht, bei dem Verfahren der vorliegenden Erfindung nicht kritisch. Jemand mit durchschnittlichen Fachkenntnissen kann leicht eine Vielzahl von Möglichkeiten angeben, wie der kritische Schritt des Einleitens sauerstoffangereicherter Luft in den Brenner vollzogen werden kann.
Die kombinierten sauerstoffangereicherten Primärluft- und sauerstoffangereicherten Sekundärluftströme beinhalten einen großen Sauerstoffüberschuß für den zweifachen Zweck der Steuerung der Verbrennungstemperatur und um sicherzustellen, daß ausreichend Sauerstoff in allen Bereichen des Brenners zur Verfügung steht. Bei typischen vorgegebenen Bedingungen weißt das Rauchgas nach Hinzufügung von Sekundärluft eine Temperatur von 982ºC (1800ºF) und eine Konzentration von 10 Vol.- % Sauerstoff im Verhältnis zum Trockenmaterial auf. Die Sauerstoffanreicherung entfernt inerten Stickstoff aus dem Rauchgas und erlaubt es, zusätzlichen FSA zu verbrennen.
Der Anstieg in der Verbrennungstemperatur, der normalerweise eine Sauerstoffanreicherung begleitet, wird durch das unmittelbare Hinzufügen eines flüssigen Löschmittels zu dem FSA in der Zuführrutsche 2 gemildert. Das Löschmittel wird durch die Leitung 50 und die Vorrichtung zur Durchflußsteuerung 51 in die Rutsche 2 eingeführt. Alternativ hierzu kann das Löschmittel auch durch die Leitung 53 auf eine Vielzahl von Sprühdüsen 54 oberhalb des Rostes 4 geleitet werden. Obwohl das verdampfte Wasser des Löschmittels bis zu einem gewissen Grade den aus dem Rauchgas durch die Sauerstoffanreicherung entfernten Stickstoff ersetzt, ist das Nettoresultat ein Anstieg in der FSA-Kapazität bei gleicher Rauchgasdurchflußrate. Der Durchflußsteuerer 55 steuert die Durchflußrate der Durchflußsteuervorrichtung 51 in Abhängigkeit von der Temperatur in dem ersten Dampfkessel nach dem Brenner 1, die durch das Thermoelement 56 gemessen wird. Die Durchflußsteuerung 55 paßt die Steuervorrichtung 51 so an, daß als Reaktion auf einen Anstieg in der ersten Durchgangstemperatur die Durchflußrate des Löschmittels ebenfalls gesteigert wird. Eine Änderung der Durchflußrate des Löschmittels steuert wiederum die Durchflußrate des Sauerstoffanreicherungsstromes durch das Steuerventil 42.
Die letzte kritische Steuereinrichtung der vorliegenden Erfindung ist die, welche die Durchflußrate des überhitzten Dampfes, der durch die Leitung 60 und den Durchflußmesser 62 strömt, aufrechterhält. Änderungen des Dampfstromes durch das Meßgerät 62 verursachen Änderungen in der Durchflußrate des FSA, welcher in den Brenner 1 eintritt, und zwar so, wie im folgenden detailliert beschrieben wird.
Die synergistische Kombination der Steuerung der Durchsatzrate des FSA, der Steuerung der Durchflußrate des in die Verbrennungsluft eingeführten Sauerstoffs und die Steuerung der Durchflußrate des flüssigen Löschmittels ermöglichen es dem Bediener, die Parameter Verbrennungstemperatur und Überschußsauerstoffkonzentration im Rauchgas im Vergleich zu dem ursprünglichen Verfahren unverändert zu lassen, während eine Steigerung der FSA-Kapazität erzielt wird.
Obwohl als Löschflüssigkeit gewöhnliches Brauchwasser benutzt werden kann, ist es bevorzugt, entweder nassen Klärschlamm aus einer öffentlichen Kläranlage oder das Abwasser aus der FSA-Verbrennungsanlage selbst zu verwenden. Die Verwendung von Klärschlamm ist insbesondere deshalb attraktiv, weil er in manchen Gegenden des Landes hohe Deponiegebühren verursacht. Außerdem ist die Verwendung von zusätzlichem Brennstoff, der normalerweise bei der Verbrennung von Klärschlamm nötig ist, nicht erforderlich, wenn er mit einer Sauerstoffanreicherung wie im Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung angewendet wird.
Klärschlamm enthält normalerweise 80 bis 98% Wasser in Abhängigkeit von dem Grad der Behandlung in der Kläranlage. Der Wasseranteil des Schlammes verhält sich wie das Löschmedium in dem vorgeschlagenen Verfahren. Die festen Bestandteile des Klärschlammes enthalten einen großen Anteil von Kohlenstoff, welcher brennbar ist und zusätzliche Wärme in das Verfahren einbringt. Die festen Bestandteile repräsentieren daher einen Anteil der Kapazitätsverbesserung für den Brenner zusammen mit dem Ansteigen der FSA-Kapazität.
Wenn Klärschlamm als Löschmedium benutzt wird, wird der Schlamm von der Kläranlage ohne zusätzliche Aufbereitung oder Trocknung zu dem Brenner verbracht, wo er mit sauerstoffangereicherter Luft, wie oben beschrieben, verbrannt wird. Die Durchflußraten des Schlammes und des FSA und der Grad der Sauerstoffanreicherung werden alle gleichzeitig gesteuert, um die Verbrennungstemperatur, die Durchflußrate des überhitzten Dampfes und den Sauerstoffgehalt in dem aus dem Brennersystem ausströmenden Rauchgas im Vergleich zu dem Ausgangsverfahren ohne Sauerstoffanreicherung unverändert zu halten.
Wasserschlamm mit einem hohen Feuchtegehalt (größer oder gleich 85 Gew.-% Wasser) hat einen negativen unteren Heizwert. Dies bedeutet, daß die aus der Verbrennung der festen Schlammbestandteile erzeugten Energie geringer ist, als die Energie, die nötig ist, um die Feuchtebestandteile des Schlammes zu verdampfen. Daher muß, um die gleiche Wärmemenge abzugeben, d.h. um einen konstanten Durchfluß von überhitztem Dampf aus dem Dampferzeuger, wie dieser mit dem Durchflußmesser 62 gemessen wird, und die gleiche Verbrennungstemperatur wie ohne Schlamm aufrechtzuerhalten, zusätzlicher FSA durch die Zuführeinrichtung 3 dem Brenner 1 zugeführt werden. Dies ist in Figur 2 dargestellt. Bei geringen Feuchtigkeitsgehalten, weniger als ungefähr 85 Gew.-% Wasser, weist der Schlamm einen positiven unteren Heizwert auf. Das heißt, daß die durch die Verbrennung der festen Bestandteile des Schlammes freigesetzte Energie größer ist, als benötigt wird, um die Feuchtigkeit zu verdampfen. Um die vorgegebene Wärmeabgabe und Verbrennungstemperatur aufrechtzuerhalten, muß die Durchsatzrate des FSA zu dem Brenner reduziert und durch Stickstoff aus der Luft ersetzt werden. Die Kapazitätsverbesserung in diesem Fall wird vollständig in Form der festen Bestandteile des Klärschlammes unter geringen Einbußen der FSA-Kapazität erzielt. Der Feuchtegehalt des Schlammes beeinflußt seinen physikalischen Zustand und die Art, wie er in den Brenner eingespritzt wird. Bei sehr hohen Feuchtegehalten, oberhalb 95 Gew.-% Wasser, ist der Klärschlamm ein Flüssigschlamm und kann in den Brennraum oberhalb des Brennbettes des FSA durch Sprühdüsen 54 auf den Rost 4 gesprüht werden. Bei geringen Feuchtegehalten, unterhalb ungefähr 85 Gew.-% Wasser, liegt der Schlamm in einer festeren Phase vor und muß daher mit dem FSA, welcher auf den Rost 4 durch die FSA-Zuführrutsche 2 zugeführt wird, gemischt werden. Das Rauchgas durch die Leitung 49 verbleibt in dem obigen Beispiel konstant.
Die Figuren 3 bis 7 zeigen die gesamte FSA-Kapazität und den Löschstrom in Abhängigkeit vom Sauerstoffverbrauch und der prozentualen Sauerstoffanreicherung für Feuchtegehalte des nassen Klärschlammlöschmittels von 70%, 80%, 95% und 98% und für 100% Wasser. Die Ergebnisse der Figuren 3 bis 7 wurden in einer Computersimulation eines FSA-Brenners erzeugt, welcher ursprünglich für ein Verfahren mit 500 Tonnen pro Tag FSA ausgelegt war. Die Verfahrensparameter für den vorgesehenen Fall sind:
Adiabatische Verbrennungstemperatur 1343 ºC (2450 ºF)
Sauerstoffüberschuß in äquivalentem Rauchgasvolumen 10% (trocken)
Durchflußrate des Rauchgases 5044 kg(mol)/h (1120 lb.moles/hr.)
Diese Parameter werden in den Beispielen, bei denen eine Sauerstoffanreicherung mit Klärschlammlöschmittel verwendet werden, unverändert aufrechterhalten. Typische Zusammensetzungen des FSA und des Trockenschlammes in den Beispielen der Computersimulation sind die folgenden: Tabelle I FSA [Gew.-%] Trockenklärschlamm [Gew.-%] Kohlenstoff Wasserstoff Sauerstoff Stickstoff Schwefel Chlor Asche Feuchte
Figur 3 (70 Gew.-% Feuchte im Schlamm) und Figur 4 (80 Gew.-% Feuchte im Schlamm) zeigen an, daß die FSA-Kapazität mit der Zunahme der Sauerstoffanreicherung und dem Ablöschen mit Schlamm abnimmt. Wie oben angedeutet, weisen Schlämine mit einem Feuchtegehalt unterhalb ungefähr 85% einen positiven unteren Heizwert auf. Daher wird, wenn Schlämme mit relativ geringem Feuchtegehalt verwendet werden, zusätzliche Wärme in den Brenner eingebracht und der FSA muß vermindert werden, um die Gesamtbrennerwärme innerhalb der erwünschten Grenzen zu halten.
Figur 5 (95 Gew.-% Feuchte im Schlamm), Figur 6 (98 Gew.-% Feuchte im Schlamm) und Figur 7 (100% Wasser) zeigen an, daß die FSA-Kapazität mit einer Steigerung der Sauerstoffanreicherung und dem Ablöschen mit Schlamm ansteigt. Schlämme mit einem derartig hohen Feuchtegehalt haben einen negativen unteren Wärmewert. Wenn sie verbrannt werden, absorbieren sie daher Wärme aus dem Brenner, so daß zusätzliche FSA-Verbrennung nötig ist, um die Gesamtwärmeabgabe des Brenners innerhalb der gewünschten Grenzen und die Brennertemperatur konstant zu halten.
Figur 2 faßt die Daten aus den Figuren 3 bis 7 zusammen und zeigt die Gesamt- FSA-Kapazität des Verbrennungssystems als Funktion des Naßschlammdurchflusses bei den fünf Feuchtegehalten 70, 80, 95, 98 und 100 Gew.-% Wasser. Der sechste Feuchtegehalt wurde hinzugefügt, um zu zeigen, daß ein Feuchtegehalt im Schlamm von 84% die FSA-Kapazität unverändert beläßt, während die Schlammverbrennungsrate ansteigt. Figur 2 zeigt deutlich, wie die FSA-Kapazität mit der O&sub2;- Anreicherung und in Abhängigkeit vom Feuchtegehalt des Schlammes variieren kann.
Die Figuren 3 bis 7 zeigen die Leistungsfähigkeit des vorliegend beanspruchten Verfahrens bis zu einem Maximum von 50% O&sub2;. Allerdings gibt es keinen Grund, weshalb man grundsätzlich die O&sub2;-Anreicherung auf 50% begrenzen sollte, da die Anreicherung der Verbrennungsluft bis 100% O&sub2; möglich ist, wenn mit Schlamm gelöscht wird und wenn die FSA-Durchsatzrate so angepaßt wird, daß die erwünschte Verbrennungstemperatur, die Rauchgasdurchflußrate und die O&sub2;- Überschußkonzentration im Rauchgas aufrechterhalten wird.
Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung löst jedes der vier Probleme, welche im Abschnitt > Hintergrund der Erfindung< diskutiert worden sind.
(1) Die Sauerstoffanreicherung der Verbrennungsluft resultiert normalerweise in einem großen Anstieg der Verbrennungstemperatur, welche darauf zurückzuführen ist, daß der inerte Stickstoff aus dem Rauchgas entfernt wird. Jede Kapazitätssteigerung, die mit einer Anreicherung verbunden ist, wird daher durch Temperaturbeschränkung im Brenner oder in den nachgeschalteten Dampferzeugern bestimmt. Im Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Temperaturanstieg, der normalerweise mit einer O&sub2;-Anreicherung verbunden ist, sofort durch die Injektion eines flüssigen Löschmittels gesteuert. Da die latente Wärmekapazität des Wassers im Löschmittel viel größer ist als die Wärmekapazität des Stickstoffes, welcher aus dem Rauchgas durch die O&sub2;-Anreicherung entfernt wird, wird die Netto-Rauchgasdurchflußrate bei gleichem FSA-Durchsatz reduziert. Daher wird eine Steigerung der Brennerkapazität ohne Steigerung der Verbrennungstemperatur erzielt. Die Kapazitätssteigerung, die mit einer Anreicherung bis zu einer theoretischen Grenze von 100% O&sub2; verbunden ist, kann wegen des hinzugefügten Freiheitsgrades aus der Hinzufügung des flüssigen Löschmittels erzielt werden.
(2) Die Steuerung der Verbrennungsbedingungen und das Aufrechterhalten des FSA-Durchsatzes und der Dampferzeugung in Zeiträumen, in denen der FSA sehr naß ist, ist ein häufiges Problem beim Betrieb von FSA-Brennern. Um eine vorgegebene Verbrennungstemperatur im Brenner aufrechtzuerhalten, wenn Abfälle mit hohem Feuchtegehalt verwendet werden, muß der Luftüberschuß vermindert werden. Dieses in Kombination mit einem höheren Feuchtegehalt des Abfalls führt zu einem reduzierten Brennerwirkungsgrad, d.h. einer Steigerung der CO- Konzentration im Rauchgas, und zu einer erhöhten Verweildauer im Brenner, um eine vollständige Verbrennung in der Bodenasche zu erzielen. Die einzige Alternative für einen Bediener, welcher mit der Situation konfrontiert wird, daß er die CO-Konzentration im Rauchgas über einen vorbestimmten Grenzwert hinaus ansteigen lassen muß, liegt in der Notwendigkeit, den FSA-Durchsatz bis zu einem Wert zurückzufahren, welcher noch gehandhabt werden kann, während das erwünschte Ascheausglühen und der Brennerwirkungsgrad aufrechterhalten werden müssen. Dieses führt hingegen dazu, daß die Dampferzeugung und die Energiegewinnung in der Anlage reduziert werden. Im Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung beinhalten die zwei zusätzlichen Steuerparameter oder Freiheitsgrade, welche dem Verfahren hinzugefügt werden, die Sauerstoffanreicherung und die Durchflußrate des flüssigen Löschmittels. Wenn man diese beiden Betriebsparameter vorsichtig steuert, können alle realistisch auftretenden FSA-Feuchtegehalte verarbeitet werden, während die Wärmeabgabe im Brenner aufrechterhalten werden kann, d.h. man erzielt eine konstante Dampferzeugung und ein vollständiges Ausglühen der Herdasche. Wenn beispielsweise ein FSA mit einem höheren Feuchtegehalt (einer mit einem niedrigen Heizwert) zusammen mit dem flüssigen Löschmittel verbrannt wird, wird die Löschmitteldurchflußrate vermindert und die FSA-Durchflußrate erhöht, so daß die Gesamtdurchflußrate von FSA-Festbestandteilen und Wasser in der Kombination aus FSA und Löschmittel im Verhältnis zum normalen Verfahrensablauf gleichbleibt. Daher bleibt die Temperatur und die Wärmeabgabe im Brenner unverändert. Selbst in einem so extremen Fall, daß der FSA so naß ist, daß der Löschmitteldurchfluß ganz eliminiert wird, können die Verbrennungstemperatur und der FSA-Durchsatz immer noch aufrechterhalten werden, und zwar durch ein Hochfahren des Wertes der Sauerstoffanreicherung.
Die unten dargestellte Tabelle II faßt die vorgenannten Ansätze zusammen, wobei Beispiel 1 auf einer Verbrennung einer typischen FSA-Zusammensetzung, wie diese in der obigen Tabelle I ausgeführt ist und ungefähr 25 Gew.-% Feuchte enthält, und Beispiel 2 auf der Verbrennung eines nassen FSA, d.h. eines mit 40 Gew.-% Feuchte, basiert. Diese Beispiele zeigen, daß bei höheren Feuchtegehalten des FSA der FSA-Durchsatz ansteigt, der Schlammdurchsatz abfällt und die Verbrennungstemperaturen und die Dampferzeugung konstant gehalten werden. Tabelle II Beispiel 1: typischer FSA Beispiel 2: nasser FSA FSA-Feuchte [Gewichts-%] FSA-Durchsatz [Tonnen pro Tag] Naß-Schlamm-Durchsatz [95 Gewichts-% Feuchte; Tonnen pro Tag) O&sub2;-Anreicherung [% O&sub2;] Verbrennungstemperatur [ºC;(ºF)] Dampferzeugung [kg/h;(lbs./hr.)]
Die unten dargestellten Tabellen III und IV stellen eine vollständigere Stoffbilanz in dem FSA-Verbrennungssystem zur Dampferzeugung gemäß der vorliegenden Erfindung dar, welches in Figur 1 für die Beispiele 1 bzw. 2 dargestellt ist.
(3) Die Verbrennung von Klärschlamm erfordert normalerweise die Verwendung von zusätzlichem Brennstoff, um die Verbrennungstemperatur aufrechtzuerhalten. Zusätzlicher Brennstoff wird ebenfalls benötigt, wenn der Rohklärschlamm in erheblichen Mengen gemeinsam mit dem FSA verbrannt wird. Die vorliegende Erfindung eliminiert die Notwendigkeit zusätzlichen Brennstoffs durch die Verwendung einer O&sub2;-Anreicherung in der Verbrennungsluft zur Aufrechterhaltung der Verbrennungstemperatur. Bei einer Kombination mit einer O&sub2;-Anreicherung kann also zusätzlich Klärschlamm in den bestehenden Brennern, welche ursprünglich nicht für die gemeinsame Verbrennung von Schlamm und FSA ausgelegt worden waren, beseitigt werden, während gleichzeitig die ursprünglich erwünschte Verbrennungstemperatur (d.h. bei ausschließlicher Verwendung von FSA), Rauchgasdurchflußrate und O&sub2;- Überschuß aufrechterhalten werden kann.
(4) Die Verwendung von in der FSA-Anlage erzeugtem Abwasser oder von Abwasser aus einer anderen Quelle als flüssiges Löschmedium eliminiert jegliche Abwasserabführung aus der Anlage oder die Kosten der Verdampfung des Abwassers in einem getrennten System. Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung stellt eine hocheffektive Möglichkeit zur Beseitigung von Abwasser dar. Das Abwasser wird vollständig im Brenner verdampft und verläßt diesen im wesentlichen als reiner Wasserdampf im Abgas. Organische Bestandteile werden zerstört, Feststoffe werden in der Bodenasche gesammelt oder in dem Flugascherückhaltesystem aufgefangen, Chlorverbindungen, Schwefelbestandteile und Salze werden in dem bestehenden Gasreinigungssystem behandelt.
Zusammengefaßt basiert das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung auf dem neuartigen Konzept, zwei neue Freiheitsgrade zu der Anlage und dem Betrieb eines FSA-Brenners hinzuzufügen: Die O&sub2;-Anreicherung und das Löschen mit einem flüssigen Löschmittel. Die Probleme, welche mit der getrennten Verwendung jedes Freiheitsgrades alleine verbunden sind, werden gelöst, wenn diese in der vorstehend beanspruchten Weise kombiniert werden. Die O&sub2;-Anreicherung alleine resultiert in einem starken Anstieg der Verbrennungstemperatur, welche jegliche Kapazitätssteigerung, die erzielt werden könnte, stark einschränkt. Wenn Klärschlamm zusammen mit FSA verbrannt wird, reduziert er die Brennertemperatur und schränkt entweder die Schlammkapazität stark ein oder erfordert die Notwendigkeit der Verwendung eines zusätzlichen Brennstoffes. Die Kombination der O&sub2;-Anreicherung und des Löschens mit Klärschlamm gemaß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung erlaubt es allerdings, hohe Werte der O&sub2;-Anreicherung und erhebliche Anstiege der FSA- und Schlammkapazität zu erzeugen, wobei die Verbrennungsbedingungen oder die Rauchgasdurchflußrate gegenüber dem ursprünglichen Prozeß ohne Anreicherung oder Schlammentsorgung unverändert bleiben kann. Tabelle III Beispiel 1 Name des Stroms FSA-Zufuhr Zufuhr an entwässertem Schlamm Gesamte Primär- und Sekundär-Luft Sauerstoff Rauchgas Produktion an überhiztem Dampf Temperatur [ºC;(ºF)] Druck [kPa; (PSIA)] Durchsatzrate [kg/h; (LB/HR)] Tabelle IV Beispiel 2 Name des Stroms FSA-Zufuhr Zufuhr an entwässertem Schlamm Gesamte Primär- und Sekundär-Luft Sauerstoff Rauchgas Produktion an überhiztem Dampf Temperatur [ºC;(ºF)] Druck [kPa; (PSIA)] Durchsatzrate [kg/h; (LB/HR)]

Claims

1. Verfahren zur Verbrennung von festem Abfall zum Liefern von Wärme, um Dampf in einem Verbrennungssystem mit einem Verbrennungsbereich (7), einem Dampfkessel (36) und einer Einrichtung (10-15, 30-32, 34) zum Einbringen von Luft in den Verbrennungs-bereich (7) zu erzeugen, das folgende Schritte aufweist:

Einbringen von festem Abfall in den Verbrennungsbereich (7);

Leiten eines Luftstroms in den Verbrennungsbereich (7);

Messen der Temperatur im Verbrennungsbereich (7);

Messen der den Dampfkessel (36) verlassenden Dampfmenge;

Messen und Einstellen der Durchflußrate des festen Abfalls in den Verbrennungsbereich (7) in Abhängigkeit von der den Dampfkessel (36) verlassenden Dampfmenge;

Leiten eines Löschmittels in den Verbrennungsbereich (7); Messen und Einstellen der Durchsatzrate des Löschmittels in den Verbrennungsbereich (7) in Abhängigkeit von der Temperatur im Verbrennungsbereich (7); Leiten eines Sauerstoffstroms in den Verbrennungsbereich und Messen und Einstellen der Durchflußrate des Sauerstoffstroms, der in Abhängigkeit von einer Änderung der Durchflußrate des flüssigen Löschmittels zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Löschmittel aus den Alternativen Wasser, Abwasser und nassem Schlamm ausgewählt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Verbrennungsbereich (7) des Verbrennungssystems einen schrägen Rost (4) enthält und der feste Abfall auf den schrägen Rost (4) eingebracht wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem der Sauerstoffstrom dem Luftstrom zugegeben wird und der gemeinsame sauerstoffangereicherte Luftstrom unter den schrägen Rost (4) geführt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem auch ein Sekundärluftstrom dem Verbrennungsbereich (7) zugegeben wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem der Sekundärluftstrom oberhalb des festen Abfalls auf dem schrägen Rost (4) zugeführt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem mindestens ein Teil des Sauerstoffstroms dem Sekundärluftstrom zugegeben wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Löschmittel nasser Schlamm mit einem Wassergehalt von mindestens etwa 85 Gewichtsprozent ist und das Löschmittel dem Verbrennungsbereich (7) durch eine Sprüheinrichtung (54) zugeführt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Löschmittel nasser Schlamm mit einem Wassergehalt von weniger als etwa 85 Gewichtsprozent ist und das Löschmittel dem festen Abfall zugegeben wird, bevor er in den Verbrennungsbereich (7) eingebracht wird.

10. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Temperatur im Verbrennungsbereich (7) innerhalb bestimmter Parameter gehalten wird.

11. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der den Dampfkessel (36) verlassende Dampfstrom im wesentlichen konstant gehalten wird.

12. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Verbrennungssystem ein Rauchgas mit einer im wesentlichen konstanten Sauerstoffkonzentration verläßt.

13. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem zur Kontrolle der Verbrennung und der Temperatur die durch die Einrichtung (10-15, 30-32, 34) zum Einbringen von Luft in den Verbrennungsbereich (7) eingebrachte Luft mit Sauerstoff angereichert wird, der in den Verbrennungsbereich (7) eingebrachte feste Abfall als Brennstoff zum Erzeugen von Dampf im Dampfkessel (36) dient,

ein Primärluftstrom dem Verbrennungsbereich (7) zugeführt wird, um die Verbrennung zu unterstützen,

die Durchflußrate an festem Abfall gemessen wird und eingestellt wird, um die Verbrennung durch Aufrechterhaltung eines im wesentlichen konstanten, den Dampfkessel (36) verlassenden Dampfstroms zu regeln,

ein flüssiges Löschmittel in den Verbrennungsbereich (7) geführt wird, Rauchgas vom Verbrennungssysten weggeführt wird,

die Durchflußrate des flüssigen Löschmittels gemessen und eingestellt wird, um die Temperatur im Verbrennungsbereich (7) innerhalb bestimmter Parameter zu regeln, ein Sauerstoffstrom dem Primärluftstrom zugegeben wird, und

der dem Primärluftstrom zugegebene Sauerstoffstrom gemessen wird und in Abhängigkeit von einer Änderung der Durchsatzrate des flüssigen Löschmittels und um eine im wesentlichen konstante Sauerstoffkonzentration im Rauchgas zu halten, eingestellt wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem das flüssige Löschmittel aus den Alternativen Wasser, Abwasser und nassem Schlamm ausgewählt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem der Verbrennungsbereich (7) des Verbrennungssystems einen schrägen Rost (4) enthält und der feste Abfall auf den schrägen Rost (4) eingebracht wird.

16. Verfahren nach Anspruch 15, bei dem der sauerstoffangereicherte Primärluftstrom unter den schrägen Rost (4) geführt wird.

17. Verfahren nach Anspruch 16, bei dem auch ein Sekundärluftstrom dem Verbrennungsbereich (7) zugegeben wird.

18. Verfahren nach Anspruch 17, bei dem der Sekundärluftstrom oberhalb des festen Abfalls auf dem schrägen Rost (4) zugeführt wird.

19. Verfahren nach Anspruch 18, bei dem Sauerstoff dem Sekundärluftstrom zugegeben wird.

20. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem das flüssige Löschmittel nasser Schlamm mit einem Wassergehalt von mindestens etwa 85 Gewichtsprozent ist und das flüssige Löschmittel dem Verbrennungsbereich durch eine Sprüheinrichtung zugegeben wird.

21. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem das flüssige Löschmittel nasser Schlamm mit einem Wassergehalt von weniger als etwa 85 Gewichtsprozent ist und das flüssige Löschmittel dem festen Abfall zugegeben wird, bevor er in den Verbrennungsbereich (7) eingebracht wird.

22. Verbrennungssystem zum Verbrennen von Abfall und zum Umwandeln der bei der Verbrennung entstehenden Energie in Dampf mit:

einem Verbrennungsbereich (7),

einer Einrichtung (2, 3) zum Einbringen des festen Abfalls in den Verbrennungsbereich (7),

einer Einrichtung (10-15, 30-32, 34) zum Einbringen eines Luftstroms in den Verbrennungsbereich (7),

einer Einrichtung (40, 42-48) zum Einbringen von Sauerstoff in den Luftstrom, einer Einrichtung zum Messen der Temperatur im Verbrennungsbereich (7), einem Dampfkessel (36) im Verbrennungssystem;

einer Einrichtung (62) zum Messen des den Dampfkessel verlassenden Dampfes;

einer Einrichtung (50, 51; 53; 54) zum Zuführen eines Löschmittels in den Verbrennungsbereich;

einer Einrichtung zum Einstellen der in den Verbrennungsbereich (7) gebrachten Menge an festem Abfall in Abhängigkeit von der den Dampfkessel (36) verlassenden Dampfmenge

einer Einrichtung (55, 51) zum Einstellen der in den Verbrennungsbereich (7) eingebrachten Löschmittelmenge, um die Temperatur im Brenner zu regeln, einer Einrichtung (55, 51), um die Menge an in den Luftstrom gegebenen Sauerstoff in Abhängigkeit von einer Änderung im Löschmittelfluß zu regeln.

23. Verbrennungssystem nach Anspruch 22, bei dem ein schräger Rost (4) im Verbrennungsbereich (7) vorgesehen ist und eine Einrichtung vorgesehen ist, um den festen Abfall auf den schrägen Rost einzubringen.

24. Verbrennungssystem nach Anspruch 23, bei dem eine Einrichtung (40, 42-44, 46, 47) vorgesehen ist, um den sauerstoffangereicherten Luftstrom unter den schrägen Rost (4) einzubringen.

25. Verbrennungssystem nach Anspruch 24, bei dem eine Einrichtung (30-32, 34) zum Einbringen eines Sekundärluftstroms in den Verbrennungsbereich (7) vorgesehen ist.

26. Verbrennungssystem nach Anspruch 25, bei dem eine Einrichtung (34) zum Einbringen des Sekundärluftstroms oberhalb des festen Abfalls auf dem schrägen Rost vorgesehen ist.

27. Verbrennungssystem nach Anspruch 26, bei dem eine Einrichtung (45, 48) zum Zugeben von Sauerstoff zum Sekundärluftstrom vorgesehen ist.

28. Verbrennungssystem nach Anspruch 22, bei dem eine Sprüheinrichtung (54) vorgesehen ist, um das Löschmittel aus einem nassen Schlamm mit einem Wassergehalt von mindestens etwa 85 Gewichtsprozent auf den festen Abfall auf dem schrägen Rost zu bringen.