DE69713468T2

DE69713468T2 - Wirbelschichtverbrennungsanlage

Info

Publication number: DE69713468T2
Application number: DE69713468T
Authority: DE
Inventors: Norihiro Aoki; Takeshi Matsui; Yoshimasa Miura; Seiichi Nakai; Yusuke Okada; Ryozo Shiji
Original assignee: Hitachi Zosen Corp
Current assignee: Hitachi Zosen Corp
Priority date: 1996-04-26
Filing date: 1997-04-21
Publication date: 2003-01-30
Anticipated expiration: 2017-04-22
Also published as: KR19990028234A; EP0836053B1; EP0836053A1; KR100304199B1; DE69713468D1; JP3037134B2; JPH09292113A; US5915309A; TW323328B; EP0836053A4; WO1997041390A1; ATE219565T1; ES2179323T3

Description

Bereich der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wirbelschicht-Verbrennungsanlage für die Verbrennung von städtischem Feststoffabfall, industriellem Abfall, und ähnlichem, durch Einbringen desselben in ein Wirbelschichtmaterial.

Hintergrund der Erfindung

In der japanischen Patentanmeldung Nr. 5-225269 (japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 7-83424) schlagen die vorliegenden Erfinder und andere eine Wirbelschicht-Verbrennungsanlage vor, welche die Probleme löst, die bei der schnellen Verbrennung von in ein Wirbelschichtmaterial zugeführtes Verbrennungsmaterial, bestehend aus einem Fließmedium, wie z. B. Kieselerde oder ähnlichem, und unverbrannten Abfall und verbrannter Asche, entstehen.
In dieser Wirbelschicht-Verbrennungsanlage sind ein Paar von Trennwänden, die sich von der Seite des Einlasses für Verbrennungsmaterial zu der Seite des Asche-Abzugsauslasses erstrecken, auf jeder Seite der Bettoberfläche einer Verbrennungskammer in einer Ofen-Haupteinheit vorgesehen, so dass die Verbrennungskammer in einer seitlichen Richtung dreigeteilt ist, wodurch die Fließschicht in eine zentrale Fließschicht und eine rechte und linke seitliche Fließschicht aufgeteilt ist. Emissionsrohre für Fluidisationsluft sind entsprechend in dem Basisabschnitt jeder Fluidschicht vorgesehen und so aufgebaut, dass durch die Regelung der Geschwindigkeit der Dispersionsluft, die von den Emissionsrohren in jeder Fließschicht ausgestoßen wird, das Wirbelschichtmaterial fluidal in der Reihenfolge von der zentralen Fließschicht beim Einlass zu der zentralen Fließschicht beim Asche-Abzugauslass zu den seitlichen Fließschichten beim Asche-Abzugauslass zu den seitlichen Fließschichten beim Einlass zirkuliert.
Gemäß dem oben beschriebenen Aufbau wird eine konstante Verbrennung erreicht, wodurch die Fließgeschwindigkeit des Verbrennungsmaterials, das in die zentrale Fließschicht beim Einlass zugeführt wird, reduziert ist, das Material verbrennt langsam und außerdem kann die Entstehung von Kohlenmonoxid und Dioxin unterdrückt werden.
Jedoch wurden folgende Probleme bei dem oben genannten Aufbau einer Wirbelschicht-Verbrennungsanlage beobachtet.
(1) Um die Hitzebeständigkeit und Haltbarkeit zu erhöhen sind die Trennwände wassergekühlte Trennwände mit innenliegenden Wasserrohren, wodurch die Stärke der Trennwände vergrößert wird, die Bettoberfläche der zentralen Fließschicht enger wird und dieser Bereich der Bettoberfläche nicht effektiv genutzt werden kann. Des weiteren ist die Struktur komplex und die Anlagekosten steigen.
(2) Wenn die Höhe der Fließschichten wechselt, dann wird sich die Beziehung zwischen dem Wirbelschichtmaterial und der Höhe der Trennwände sich ändern, was es schwierig macht, eine konstante Zirkulation des Wirbelschichtmaterials zu erhalten, und deshalb eine Kontrolle der Schichthöhe und der Fließgeschwindigkeit erfordert.
(3) Um die Bettoberfläche der zentralen Fließschicht beim Einlass zu verbreitern, strukturell betrachtet, haben die seitlichen Fließschichten beim Einlass einen engen Oberflächenbereich und der Auslassraum an der Oberseite der Trennwände wird eng. Darum ist es notwendig, das Wirbelschichtmaterial mit einer hohen Fließgeschwindigkeit aufwärts zu treiben, damit es von den seitlichen Fließschichten beim Einlass zu der zentralen Fließschicht beim Einlass übertragen wird, und deshalb kann die Fließgeschwindigkeit des Wirbelschichtmaterials in diese Region nicht reduziert werden. Folglich gibt es eine Begrenzung bis zu dem Ausmaß, zu dem die Fließgeschwindigkeit des Wirbelschichtmaterials in der zentralen Fließschicht reduziert werden kann.
(4) Da die seitlichen Fließschichten beim Einlass und die zentrale Fließschicht beim Einlass mit niedrigen, bogenförmigen Deckenteilern, die das Wirbelschichtmaterial leiten, bedeckt sind, erhalten diese keine von der Verbrennung der pyrolisierten Gase oder ähnlichen ausgestrahlten Hitze. Darum sinkt die thermische Effektivität und die Temperatur der zentralen Fließschicht des Einlasses und der zentralen Fließschicht des Auslasses ist übermäßig reduziert.

Beschreibung der Erfindung

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Wirbelschicht-Verbrennungsanlage vorzusehen, bei der Trennwände entfernt sind, während zur gleichen Zeit eine Niedergeschwindigkeitszirkulation des fluidisierten Bettmaterials erreicht werden kann, die Bettoberfläche effektiv verwendet ist und Verbrennungsmaterial langsam verbrennt, und des weiteren die Fließschichten in der Temperatur erhöht werden können für einen vorteilhaften Effekt.
Um diese Aufgabe zu lösen, ist die Abfallverbrennungsanlage gemäß der vorliegenden Erfindung so gestaltet, dass in einer Wirbelschicht-Verbrennungsanlage ein Fließmedium auf der Bettoberfläche einer Ofen-Haupteinheit, in der eine Verbrennungskammer und ein sich daran oberhalb anschließender Freiraum ausgebildet sind, zuführbar ist und eine Fließschicht durch Fluidisierung des Fließmediums durch Dispersionsluft, die von der Bettoberfläche emittiert wird, ausgebildet wird, wobei die Wirbelschicht-Verbrennungsanlage folgendes aufweist: einen Einlass für Verbrennungsmaterial, der in der Vorderwand der Ofen-Haupteinheit ausgebildet ist; einen Asche-Abzugsauslass für zu verbrennendes Material, der in dem rückwärtigen unteren Teil der Ofen-Haupteinheit ausgebildet ist; eine zentrale Fließschicht, eine linke seitliche Fließschicht und eine rechte seitliche Fließschicht, die ausgebildet sind durch eine Dreiteilung der Verbrennungskammer in einer seitlichen Richtung; Dispersionsluft-Zufuhrmittel zum Auslass von Dispersionsluft, die entsprechend in bzw. an der Bettoberfläche der zentralen Fließschicht und der linken und rechten seitlichen Fließschichten vorgesehen sind; eine schräge Bettwand, die an der Bettoberfläche der Ofen-Haupteinheit ausgebildet ist, die von der Seite des Einlasses zum Asche-Abzugsauslasses hin in eine Abwärtsrichtung geneigt ist; und schräge Seitenwände, die entsprechend in den linken und rechten Seitenwänden an der Seite des Einlasses der Ofen-Haupteinheit ausgebildet sind, die von deren unterem Teil zu deren oberem Teil in Richtung des Zentrums hin geneigt sind, um das aufgeblasene bzw. aufgewirbelte Wirbelschichtmaterial, das aus dem Fließmedium und Verbrennungsmaterial besteht, von den seitlichen Fließschichten zu der zentralen Fließschicht zu leiten; somit einen Aufbau vorsehend, mit welchem das Wirbelschichtmaterial zur Zirkulation veranlasst wird in der Reihenfolge von der zentralen Fließschicht auf der Seite des Einlasses zu der zentralen Fließschicht auf der Seite des Asche-Abzugsauslasses, zu den seitlichen Fließschichten auf der Seite des Asche-Abzugsauslasses, zu den seitlichen Fließschichten an der Seite des Einlasses, und zu der zentralen Fließschicht auf der Seite des Einlasses mittels Dispersionsluft, die von den Dispersionsluft-Zufuhrmitteln emittiert wird.
Gemäß dem oben beschriebenen Aufbau kann -da die konventionellen Trennwände entfernt sind, und Wirbelschichtmaterial durch Dispersionsluft-Zufuhrmittel mittels einer schrägen Bettwand und schrägen Seitenwänden geleitet wird, die das Wirbelschichtmaterial veranlassen, in einer in etwa Horizontalebene zu zirkulieren- das Wirbelschichtmaterial veranlasst werden, mit einer geringen Geschwindigkeit ruhig zu fließen, kann das Verbrennungsmaterial langsam verbrannt werden, kann eine konstante Verbrennung erreicht werden, und kann des weiteren die Entstehung von Kohlenmonoxid und Dioxin unterdrückt werden. Außerdem kann, da keine Trennwände vorhanden sind, die Bettoberfläche der Verbrennungskammer effektiv verwendet werden. Ebenso, da die Fließschichten auf der Einlassseite nicht von den durch niedrige Deckenteiler abgedeckt sind, erhalten diese direkt Strahlungswärme von den Verbrennungsgasen oder ähnlichem und sind effektiv erhitzt, so dass die thermische Effizienz der Fließschichten im ganzen ansteigt.
In dem oben beschriebenen Aufbau ist die Erfindung ebenso dadurch gekennzeichnet, dass eine schräge Rückwand, die von deren unterem Teil zu deren oberem Teil in eine Vorwärtsrichtung geneigt ist, in der Rückwand der Ofen- Haupteinheit ausgebildet ist, um aufgeblasenes bzw. aufgewirbeltes Wirbelschichtmaterial von den Fließschichten auf der Seite des Asche-Abzugsauslasses in eine Vorwärtsrichtung zu leiten.
Gemäß dem oben beschriebenen Aufbau, ist es möglich, da der Vorwärtsfluss des Wirbelschichtmaterials mittels einer schrägen Rückwand gefördert wird, die Fluidisierung effektiv in den Fällen zu unterstützen, bei denen die Bettoberfläche in einer Längsausrichtung groß ist.
Außerdem ist die Erfindung im oben beschriebenen Aufbau dadurch gekennzeichnet, dass sie zweite Luftdüsen, die in der Ofen-Haupteinheit vorgesehen sind, um Luft für eine Sekundärverbrennung in den unteren Teil des Freiraums zu blasen, und dritte Luftdüsen aufweist, die oberhalb dieser zweiten Luftdüsen vorgesehen sind, um Luft für eine tertiäre Verbrennung in den Freiraum zu blasen, wodurch die Verbrennungsgase einer zweistufigen Verbrennung unterworfen sind.
Gemäß dem oben beschriebenen Aufbau kann eine Reduzierung von CO und NOx mittels der zweistufigen Verbrennung der Verbrennungsgase erreicht werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist ein allgemeiner Längsschnitt, der eine Wirbelschicht-Verbrennungsanlage einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 2 ist ein Horizontalschnitt durch die gleiche Wirbelschicht-Verbrennungsanlage;
Fig. 3 ist ein Prinzipseitenschnitt durch die gleiche Wirbelschicht-Verbrennungsanlage;
Fig. 4 ist ein Schnitt entlang I-I der Fig. 3;
Fig. 5(a) ist eine vergrößerte Seitenansicht, die eine schräge Ofenwand der gleichen Wirbelschicht-Verbrennungsanlage zeigt; und
Fig. 5(b) ist ein Horizontalschnitt, der Schrägbett-Dispersionsluftrohre, die in einer schrägen bzw. geneigten Ofenwand vorgesehen sind, zeigt.

Beschreibung der Ausführungsformen

Eine Ausführungsform der Wirbelschicht-Verbrennungsanlage entsprechend der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis Fig. 5 beschrieben.
Wie in Fig. 1 bis Fig. 3 gezeigt, ist die Ofen-Haupteinheit 1 mit einem in etwa quadratischen Querschnitt ausgebildet und weist eine Verbrennungskammer 2 und einen sich daran oberhalb anschließenden Freiraum 3 auf. Ein Einlass 4 für Abfall, welches das zu verbrennende Material ist, ist in der Vorderwand 1a der Ofen-Haupteinheit 1 ausgebildet, und ein Asche-Abzugsauslass 5 ist in dem unteren Teil der Rückwand 1b ausgebildet. Der Basisabschnitt der Verbrennungskammer 2, der das Wirbelschichtmaterial S trägt, umfasst eine schräge Bettwand 6, welche eine Trocknungs- und Pyrolyse-Zone A (auch Hauptkopf genannt) für eine langsame Verbrennung, bei der die Vermischungsgeschwindigkeit und die Temperatur aufgrund einer langsamen Fluidisierungsgeschwindigkeit niedrig sind, auf der Seite des Einlasses 4 ausbildet, und einen Dispersionsrohr-Bettabschnitt 7, welcher eine Verbrennungszone B (ebenso Hauptkopf genannt) über dem Asche-Abzugsauslass 5 ausbildet. Die Fließschicht in der Trocknungs- und Pyrolyse-Zone A und der Verbrennungszone B ist dreigeteilt: eine zentrale Fließschicht CS, und linke und rechte seitliche Fließschichten RS, LS, in der seitlichen Richtung der Verbrennungskammer 2.
Eine Wirbelschichtmaterial-Entladungseinrichtung 8, mit der eine Entladung der durch das Fließmedium bildenden Kieselerde (im folgenden Sand genannt) und der verbrannten Asche möglich ist, in festgelegten Mengen, ist am Asche- Abzugsauslass 5 vorgesehen, und der entladene Sand und die verbrannte Asche werden durch eine Siebzuführung 9 zu einer Sortiereinrichtung 10 transportiert, bei der der Sand, die verbrannte Asche und unverbrennbares Material getrennt werden. Der Sand wird zu dem Einlass 5 über eine Sandrecyclingdüse 12 mittels einer Sandrecyclingeinrichtung 11 recycelt.
Zweite Luftdüsen 13 für die Bereitstellung von Luft für eine Sekundärverbrennung sind entsprechend in der Vorderwand 1a und in der Rückwand 1b vorgesehen, mit dem unteren Abschnitt des Freiraumes 3 korrespondierend. Dritte Luftdüsen 14, die Luft für eine tertiäre Verbrennung zur Verfügung stellen, sind in der Rückwand 1b über den zweiten Luftdüsen 13 vorgesehen, und die Verbrennungsgase sind einer zweistufigen Verbrennung unterworfen, um Reduzierungen von CO und NOx zu erhalten. Bezugszeichen 15 ist eine Ofenbett-Kühlwassersprühdüse, durch die Kühlwasser in die Trocknungs- und Pyrolyse-Zone B von der Vorderwand 1a ausgegeben wird, und 16 ist eine Ofenkopf-Kühlwassersprühdüse, mit der Kühlwasser von oben in den Freiraum 3 abgegeben wird. Hilfsbrenner (in den Figuren weggelassen) sind ebenfalls vorgesehen.
Wie in Fig. 3 gezeigt, sind die Längen der schrägen Bettwand 6 und des Dispersionsrohr-Ofenbetts 7 in Längsrichtung in dem Bereich m < M ≤ 1,5 · m gesetzt, wobei m die Länge der schrägen Bettwand 6 und M die Länge des Dispersionsrohr-Ofenbetts 7 ist. Die schräge Bettwand 6 ist mit einem Neigungswinkel α von ungefähr 15º gesetzt oder sie ist von oben von der Vorderwand 1a in einer Abwärisrichtung und sie ist so ausgebildet, dass das Wirbelschichtmaterial S bestehend aus dem Fließmedium, unverbrannten Abfall, verbrannter Asche und ähnlichem langsam von der Trocknungs- und Pyrolyse- Zone A in die Verbrennungszone B fließt. Außerdem sind vordere Schrägbett- Dispersionsluftrohre 21A und rückwärtige Schrägbett-Dispersionsluftrohre 21B, die die Dispersionsluft-Zufuhrmittel ausbilden, in angrenzenden Positionen schräg entlang der Oberfläche der schrägen Bettwand 6 vorgesehen, und sie sind in festen Intervallen in seitlicher Richtung positioniert. Diese vorderen und rückwärtigen Schrägbett-Dispersionsluftrohre 21A, 21B sind entsprechend mit Dispersionswindgehäusen 22A, 22B verbunden, die an der Außenseite des Basisabschnitts der Ofen-Haupteinheit 1 vorgesehen sind, wobei über Verbindungsrohre 23A, 23B Dispersionsluft zugeführt wird.
Wie in den Fig. 5(a) und (b) gezeigt, sind eine Vielzahl von Dispersionsluftlöchern 21a in einheitlichen Intervallen bzw. Abständen an jeder Seite der Schrägbett-Dispersionsluftrohre 21A, 21B mit einem Neigungswinkel β von 20º bis 40º vorgesehen. Dispersionsluft wird von diesen Dispersionsluftlöchern 21a in einer rückwärtigen und schräg nach unten gerichteten Richtung zu der Verbrennungszone B ausgegeben, wodurch das Wirbelschichtmaterial S veranlasst werden kann, von der Trocknungs- und Pyrolyse-Zone A zu der Verbrennungszone B zu fließen. Die Schrägbett-Dispersionsluftrohre 21A, 21B, die mit der zentralen Fließschicht CS in Verbindung stehen, und die Schrägbett-Dispersionsluftrohre 21A, 21B, die mit der rechten und linken seitlichen Fließschicht RS, LS in Verbindung stehen, sind so ausgebildet, dass die Geschwindigkeit der daraus ausgegebenen Dispersionsluft unabhängig kontrolliert werden kann. Außerdem sind, da die Dispersionsluftlöcher 21a in den Seiten der Schrägbett-Dispersionsluftrohre 21A, 21B ausgebildet sind, keine von der Oberfläche vorstehenden, ein Eindringen verhindernden Elemente erforderlich, um die Infiltration des Wirbelschichtmaterials S in die Dispersionsluftrohre zu verhindern, wie dies in Verbrennungsanlagen der Fall ist, die im Ofenbettabschnitt eine Dispersionsluftlöcher enthaltende Dispersionsplatte verwenden, und daraus folgend ist keine Störung des Flusses des Wirbelschichtmaterials S gegeben.
Wie in Fig. 4 gezeigt, sind verschleißfeste schräge Seitenwände 24R, 24L, die vom unteren Abschnitt in Richtung des oberen Abschnitts zum Zentrum hin geneigt sind und in das Zentrum mit einer Vorstehweite Wb von 1/4 bis 1/8 der Weite Wa der Verbrennungskammer 2 hineinragen, entsprechend in der rechten und linken Seitenwand 1c, 1d in der Trocknungs- und Pyrolyse-Zone A ausgebildet, so dass ein Aufbau geschaffen wird, bei dem das Wirbelschichtmaterial S von der rechten und linken seitlichen Fließschicht RS, LS an den Seiten der Trocknungs- und Pyrolyse-Zone A (Einlassseite) zu der zentralen Fließschicht CS transferiert wird.
Das Wirbelschichtmaterial S wird mittels der schrägen Seitenwände 24R, 24L hochgeblasen und fällt in die zentrale Fließschicht CS nieder wie Regen. Der Abfall ist gut innerhalb des Wirbelschichtmaterials S eingeschlossen und da die Bewegung dieses Wirbelschichtmaterials S direkt von den Seiten auf die zentrale Fließschicht CS drückt, sollte ein Aufwühlen bzw. Aufschütteln zum Mischen der zentralen Fließschicht CS nicht unterstützt werden. Des weiteren wird das feuerresistente Material der schrägen Seitenwände 24R, 24L eine erhöhte Haltbarkeit haben, falls die Vorstehweite Wb kleiner ist, da weniger Verschleiß auftritt, wenn das Wirbelschichtmaterial S in einem schrägen Winkel auftrifft. Deshalb ist eine bevorzugte Ausgestaltung diese, bei der die schrägen Seitenwände 24R, 24L einen flachen Neigungswinkel haben, in einem Bereich, so dass die Fließgeschwindigkeit des Wirbelschichtmaterials S nicht übermäßig ansteigt.
Der die Verbrennungszone B formende Dispersionsrohr-Bettabschnitt 7 ist mit unabhängigen Dispersionsrohren 25, die die Dispersionsluft-Zufuhrmittel bilden, versehen, welche seitlich verlaufen und in einer horizontalen Ebene in festen Intervallen in der Längsrichtung positioniert sind. Folglich wird ein Aufbau erhalten, bei dem das Wirbelschichtmaterial S fluidisiert wird mittels der Dispersionsluft, die von den in den Seiten ausgebildeten Dispersionsluftlöchern ausgelassen wird, während einem unverbrennbares Material und Asche enthaltenden Wirbelschichtmaterial S der Durchgang erlaubt ist.
Des weiteren ist eine verschleißfeste schräge Rückwand 26, welche von dem unteren Abschnitt zum oberen Abschnitt in Richtung des Zentrums geneigt ist und deren Ende in einer Vorwärtsrichtung um eine Vorstehweite Wc, die eigentlich die gleiche ist als die der schrägen Seitenwände 24R, 24L, vorsteht, in der Rückwand 1b auf der Seite der Verbrennungszone B ausgebildet. Mittels dieser schrägen Rückwand 26 ist es möglich, das von der rechten und linken seitlichen Fließschicht RS, LS und der zentralen Fließschicht CS auf der Seite der Verbrennungszone B (Asche-Abzugsauslassseite) aufgeblasene bzw. aufgewirbelte Wirbelschichtmaterial S zum Zirkulieren durch eine Leitung in eine Vorwärtsrichtung zu veranlassen. Außerdem, wenn die Verbrennungskammer 2 partiell in einer Längsrichtung groß ist, kann die Fluidisierung des Wirbelschichtmaterials S effektiv unterstützt werden.
In der oben beschriebenen Ausführung, wenn Abfall von dem Einlass 4 in die Verbrennungskammer 2 eingeführt wird, ist das Wirbelschichtmaterial S in der Trocknungs- und Pyrolyse-Zone A, durch Abfall bedeckt, und sie werden gemischt, erhitzt und getrocknet und dann pyrolisiert. Das pyrolisierte Gas verbrennt in dem oberen Freiraum 3 und die Hitzeausstrahlung von dieser Verbrennung erhitzt das Wirbelschichtmaterial S und den Abfall in der Trocknungs- und Pyrolyse-Zone A. Der Abfall wird dann mit dem Wirbelschichtmaterial S in die Verbrennungszone B transferiert, wo er verbrennt. Verbrannte Asche von dem Abfall geht zwischen den unabhängigen Dispersionsrohren 25 im Dispersionsrohr-Bettabschnitt 7 hindurch, fällt abwärts und wird vom Asche-Abzugsauslass 5 mittels der Wirbelschichtmaterial-Entladungseinrichtung 8 ausgelassen. Hierauf werden die verbrannte Asche und der Sand mittels der Sortiereinrichtung 10 getrennt, und der Sand wird wieder in die Verbrennungskammer 2 mittels der Sandrecyclingeinrichtung 11 und der Sandrecyclingdüse 12 eingeführt.
Die Verbrennungsgase werden in dem Freiraum 3 mittels der Luft für eine Sekundärverbrennung, die von den zweiten Lüftdüsen 13 ausgelassen wird, verbrannt, und werden dann vollständig mittels der Luft für eine tertiäre Verbrennung, die von den dritten Luftdüsen 14 ausgelassen werden, verbrannt. Die CO- und NOx-Gehalte in den Abgasen werden mittels dieser zweistufigen Verbrennung reduziert.
Während dieses Verbrennungsprozesses, zusammen mit der schrägen Bettwand 6, den Schrägbett-Dispersionsluftrohren 21A, 21B und den schrägen Seitenwänden 24R, 24L, wird das Wirbelschichtmaterial S zum Zirkulieren in einer virtuell horizontalen Ebene veranlasst in der Reihenfolge von der zentralen Fließschicht CS an der Seite des Einlasses 4 zu der zentralen Fließschicht CS an der Seite des Asche-Abzugsauslasses 5, zu den seitlichen Fließschichten RS, LS auf der Seite des Asche-Abzugsauslasses 5, zu den seitlichen Fließschichten RS, LS auf der Seite des Einlasses 4, zu der zentralen Fließschicht CS auf der Seite des Einlasses 4, wie durch die Pfeile eingezeichnet, und die Verbrennungskammer 2 wird bei einer einheitlichen Temperatur gehalten, während zur gleichen Zeit ein Mischen des Wirbelschichtmaterials S unterstützt wird und eine effektive Verbrennung erhalten wird. Abhängig vom Verbrennungsstatus sollte, um eine zufriedenstellende Zirkulation zu erhalten, die Geschwindigkeit (z. B. 1,5 m/s) der Dispersionsluft, die von den Schrägbett-Dispersionsluftrohren 21A, 21B von den seitlichen Fließschichten RS, LS ausgegeben wird, so gesteuert werden, dass diese dreimal schneller als die Geschwindigkeit (z. B. 0,6 m/s) der Dispersionsluft von den anderen Schrägbett-Dispersionsluftrohren 21A, 21B ist.
Gemäß der oben beschriebenen besten Art der Ausführung:
(1) Da das Wirbelschichtmaterial S ohne Trennwände, wie diese im Stand der Technik vorgesehen sind zirkuliert, kann der Bettoberflächenbereich der Verbrennungskammer 2 effektiv verwendet werden.
(2) Da die schrägen Seitenwände 24R, 24L nicht mehr von beiden Seiten wie im Fall mit Trennwänden erhitzt werden, dann ist ein gebräuchliches, feuerresistentes Material, wie z. B. ein gießbares Material, für den Gebrauch geeignet, ohne irgendwelche Probleme bezüglich der Haltbarkeit.
(3) Da die schrägen Seitenwände 24R, 24L von einer niedrigen Position ausgehend ausgebildet werden können, gerade wenn die Schichthöhe wechselt, wird dies einen extrem geringen Effekt auf die Fließfähigkeit und Zirkulation des Wirbelschichtmaterials S haben und selbst wenn die Dispersionsluftgeschwindigkeit langsam ist, kann ein ausreichender Aufwärtsfluss des Wirbelschichtmaterials S erzielt werden und das Wirbelschichtmaterial S kann zu einem ruhigen Zirkulieren in der zentralen Fließschicht CS auf der Seite des Einlasses 4 veranlasst werden.
Wenn die zentrale Fließschicht CS auf eine niedrige Fließgeschwindigkeit ohne horizontale Zirkulation gesetzt wird, dann erwachsen, während eine langsame Verbrennung erhalten wird, Probleme dahingehend, dass die Ofenbettbeladung infolge der langsamen Verbrennungsgeschwindigkeit absinkt, was einen größeren Ofen fordert, und außerdem wird unverbranntes Material in das Wirbelschichtmaterial S gemischt, abgezogen von unterhalb des Ofenbettes.
Jedoch, hier, da das schließlich verbleibende unverbrannte Material durch das Zirkuliertwerden zu der Verbrennungszone B mittels einer horizontalen Zirkulation verbrannt werden kann, wird eine konstante, langsame Verbrennung zu jeder Zeit in der zentralen Fließschicht CS erhalten. Dadurch kann die Fließgeschwindigkeit des Wirbelschichtmaterials S in der Trocknungs- und Pyrolyse- Zone A reduziert werden und die Entstehung von CO und Dioxin kann unterdrückt werden.
(4) Da die Oberseite der Trocknungs- und Pyrolyse-Zone A offen ist und mittels den schrägen Seitenwänden 24R, 24L zu dem Freiraum 3 verbunden ist, ist es möglich, das Wirbelschichtmaterial S effektiv durch Ausnutzung der Hitzestrahlung von der Verbrennung im Freiraum 3 zu erhitzen.

Claims

1. Eine Wirbelschicht-Verbrennungsanlage, die so aufgebaut ist, dass ein Wirbelschichtmaterial (S) auf der Bettoberfläche einer Ofen-Haupteinheit (1), in der eine Verbrennungskammer (2) und ein sich daran oberhalb anschließender Freiraum (3) ausgebildet sind, zuführbar ist, und das Wirbelschichtmaterial (S) mittels von der Bettoberfläche ausströmender Dispersionsluft fluidisierbar ist, um eine Fließschicht bzw. Wirbelschicht auszubilden, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Wirbelschicht-Verbrennungsanlage aufweist:

einen Einlass (4) für Verbrennungsmaterial, der in der Vorderwand (1a) der Ofen-Haupteinheit (1) ausgebildet ist;

einen Asche-Abzugsauslass (5) für zu verbrennendes Material, der in dem rückwärtigen unteren Teil der Ofen-Haupteinheit (1) ausgebildet ist;

eine zentrale Fließschicht (CS), eine linke seitliche Fließschicht (LS) und eine rechte seitliche Fließschicht (RS), die ausgebildet sind durch eine Dreiteilung der Verbrennungskammer in einer seitlichen Richtung;

Dispersionsluft-Zufuhrmittel (21A, 21B, 25) zum Auslaß von Dispersionsluft, die entsprechend an der Bettoberfläche entsprechend der zentralen Fließschicht (CS) und der linken und rechten seitlichen Fließschichten (LS, RS) vorgesehen sind;

eine schräge Bettwand (6), die an der Bettoberfläche der Ofen-Haupteinheit (1) ausgebildet ist, die von der Seite des Einlasses (4) in Richtung zu der Seite des Asche-Abzugsauslasses (5) hin in eine Abwärtsrichtung geneigt ist;

und schräge Seitenwände (24R, 24L), die entsprechend in den linken und rechten Seitenwänden (1c, 1d) an der Seite des Einlasses (4) der Ofen- Haupteinheit (1) ausgelbildet sind, die von deren unterem Teil zu deren oberem Teil in Richtung des Zentrums hin geneigt sind, um von den seitlichen Fließschichten (LS, RS) aufgewirbeltes bzw. aufgeblasenes Wirbelschichtmaterial (S) zu der zentralen Fließschicht (CS) zu leiten;

somit einen Aufbau vorsehend, mit welchem das Fließbettmaterial (S) zur Zirkulation veranlasst wird in der Reihenfolge von der zentralen Fließschicht (CS) auf der Seite des Einlasses (4) zu der zentralen Fließschicht (CS) auf der Seite des Asche-Abzugsauslasses (5), zu den seitlichen Fließschichten (LS, RS) auf der Seite des Asche-Abzugsauslasses (5), zu den seitlichen Fließschichten (LS, RS) an der Seite des Einlasses (4) und zu der zentralen Fließschicht (CS) auf der Seite des Einlasses (4) mittels Dispersionsluft, die von den Dispersionsluft-Zufuhrmitteln (21A, 21B, 25) emittiert wird.

2. Eine Wirbelschicht-Verbrennungsanlage nach Anspruch 1, bei der eine schräge Rückwand (26), die von deren unterem Teil zu deren oberem Teil in eine Vorwärtsrichtung geneigt ist, in der Rückwand (1b) der Ofen-Haupteinheit (1) ausgebildet ist, um von den Fließschichten auf der Seite des Asche-Abzugsauslasses (5) in eine Vorwärtsrichtung aufgewirbeltes bzw. aufgeblasenes Wirbelschichtmaterial (S) zu leiten.

3. Eine Wirbelschicht-Verbrennungsanlage nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, die weiter zweite Luftdüsen (13), die in der Ofen-Haupteinheit (1) vorgesehen sind, um Luft für eine Sekundärverbrennung in den unteren Teil des Freiraums (3) zu blasen, und dritte Luftdüsen (14) aufweist, die oberhalb dieser zweiten Lüftdüsen (13) vorgesehen sind, um Luft für eine tertiäre Verbrennung in den Freiraum (3) zu blasen, wodurch die Verbrennungsgase einer zweistufigen Verbrennung unterworfen sind.