DE69724562T2

DE69724562T2 - Verbrennungs/schmelzverfahren für einen abfallschmelzofen

Info

Publication number: DE69724562T2
Application number: DE69724562T
Authority: DE
Inventors: Yoshihiro Kitakyushu City ISHIDA; Youichi Kitaakyushu City TAWARA; Yasuhiko Kitakyushu City KATO; Yoshihiro Kitakyushu City ONO; Kazuhiro Kitakyushu City KURIBAYASHI; Norio Kitakyushu City FUKINAKA; Hachiro Kitakyushu City HARAJIRI; Kazuki Kitakyushu City MURAHASHI
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1996-06-24
Filing date: 1997-06-23
Publication date: 2004-04-08
Anticipated expiration: 2017-06-24
Also published as: EP0846919A4; EP0846919B1; DE69724562D1; WO1997049954A1; US6189462B1; KR19990044091A; EP0846919A1

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein optimales Verfahren zur Beseitigung von Abfall, der wiederaufgearbeitet werden soll, wie allgemeinen Abfall und industriellen Abfall, in einem Abfallschmelzofen und insbesondere ein Verbrennungsund Schmelzverfahren, durch das der Betrieb des Abfallschmelzofens stabilisiert werden kann, selbst wenn die Zusammensetzung des Abfalls geändert wird, und ferner das Verfahren auf die Beseitigung von verschiedenen Zusammensetzungen von Abfall angewendet werden kann und ferner das Verfahren auf eine vielseitige Abfallbeseitigung und auf die Beseitigung eines Veraschungsrückstands, rückgewonnenen Abfall und Schlamm angewendet werden kann, wenn sie im selben Abfallschmelzofen beseitigt werden.
Stand der Technik
Kürzlich ist eine große Anzahl von Anlagen vorgeschlagen worden, in denen Abfall, der in Städten erzeugt wird, mittels thermischer Zersetzung beseitigt wird. Ferner ist eine große Anzahl von Schachtöfen vorgeschlagen worden, in denen der Rückstand der thermischen Zersetzung geschmolzen wird, um das Volumen des Rückstands zu senken und ferner die Menge gefährlicher Komponenten zu senken. Die japanischen geprüften Patentveröffentlichungen (Kokoku) Nr. 46-34349 und Nr. 52-24790 schlagen die führende Technologie in dieser Technik vor. Auf 1 bezugnehmend, wird die Schmelz- und thermische Zersetzungsabfallbeseitigungsanlage, die durch die obigen Patent veröffentlichungen offenbart wird, unten erläutert. 1 ist eine Ansicht, die eine Reaktion im Verbrennungs- und Schmelzofen zeigt. Abfall und Koks werden über die Eingangsöffnung (Beschickungsöffnung) 11 in den Schachtabschnitt 1a gefüllt, der auf der Ofenoberseite angeordnet ist. Während der so eingefüllte Abfall und Koks Beschickungsschichten (Packungsschichten) im Ofen bilden, bewegen sie sich sukzessiv nach unten. Während sie sich nach unten bewegen, wird durch die Wirkung von Reaktionsgas (thermisch zersetzten Gas), das im Ofen aufsteigt, sukzessiv Abfall geschmolzen. Abgas, das in dieser Behandlung erzeugt wird, wird vom Abgasrohr (Rohrleitung) 12, die angrenzend an die Beschickungsöffnung angeordnet ist, zu einer Abgasbehandlungsvorrichtung transportiert, die in der Zeichnung nicht gezeigt wird. In dieser Abgasbehandlungsvorrichtung wird Wärme im Abgas zurückgewonnen, und das Abgas wird einer Gasbehandlung unterzogen. Insbesondere sammelt sich Müll, der von der Eingangsöffnung 11 in den Ofen gefüllt worden ist, im Schachtabschnitt 1a an. Wasser wird aus dem Abfall im obersten Abschnitt 6 des Schachtabschnitts 1a entfernt. Der untere Schachtabschnitt und der Rastabschnitt 5 bilden eine thermische Zersetzungszone 7. Im unteren Abschnitt der thermischen Zersetzungszone ist eine große Menge von Halbkoks vorhanden, der aus Karbid besteht. Kohlenstoffhaltige massive Brennstoffe, die in dieser Beschreibung im folgenden als Koks bezeichnet werden, wie Koks und Kohle, werden durch die Wirkung eines Verbrennungsunterstützungsgases verbrannt, das aus Blasdüsen zugeführt worden ist. Dieser Abschnitt des Ofens, in dem die Brennstoffe verbrannt werden, wird als eine Verbrennungs- und Schmelzzone 8 bezeichnet. Da die geschmolzene Schlacke und Eisen im Becken 13 aufbewahrt werden, werden sie mit Unterbrechungen aus den (in der Zeichnung nicht gezeigten) Schlackenabzugslöchern ab gezogen, die nahe dem Becken 13 angeordnet sind, wenn die Schlackenabzugslöcher durch Bohrer und anderes geöffnet werden. Nachdem die Schlacke aus dem Ofen abgezogen worden ist, werden die Schlackenabzugslöcher mit Mörtel oder dergleichen geschlossen. Bezugsziffer 10 wird als ein Feuerstellenabschnitt als allgemeiner Ausdruck bezeichnet, wenn sie mit den Bezugsziffern 5 und 1a verglichen wird. Abgas, das im Prozeß der Verbrennung und thermischen Zersetzung erzeugt wird, wird aus der Rohrleitung 12 abgelassen.
Nachdem der Abfall in den Ofen gefüllt worden ist, wird er in den drei Schritten der Trocknung, der thermischen Zersetzung und des Verbrennungsschmelzens behandelt. Wenn der Abfall nicht ausreichend getrocknet wird, tritt Abfall, der eine große Menge Wasser enthält, in die Verbrennungs- und Schmelzzone ein. Als Ergebnis wird die Temperatur in der Verbrennungs- und Schmelzzone merklich gesenkt. Folglich ist es notwendig, gleichzeitig die folgenden beiden Funktionen bereitzustellen. Eine dient dazu, eine ausreichend große Wärmemenge bereitzustellen, um den Abfall zu trocknen, der in den Ofen gefüllt wird, und die andere dient dazu, eine ausreichend große Wärmemenge bereitzustellen, um den Abfall zu schmelzen, so daß die Reaktion durch Erhitzung stattfindet.
In diesem Zusammenhang enthält ein Beispiel von Abfall, der in einer Stadt erzeugt wird, 47,4 Brennstoffe, 26,6% Müll, 8,0% Gummi und Kunststoffe und 18,0 Unverbrennbares (Feuchtbasis). In diesem Fall beträgt der Wassergehalt im Abfall 40 bis 60%. Wenn folglich der Schmelz- und thermische Zersetzungsofen verwendet wird, ist es aus den obigen Gründen notwendig, Wasser aus dem Abfall zu entfernen.
Gemäß der Technik, die in der japanischen geprüften Patentveröffentlichung (Kokoku) Nr. 60-11766 offenbart wird, die der Stand der Technik auf diesem technischen Gebiet ist, ist es unmöglich, den Verbrennungs- und Schmelzofen im Fall einer Änderung der Zusammensetzung des üblichen Abfalls, einer vielseitigen Abfallbeseitigung, eines Wiederaufarbeitungs-Veraschungsrückstands aus einer anderen Veraschungseinrichtung oder eines Mischprozesses mit rückgewonnenen Abfall, Schlamm oder dergleichen im selben Ofen stabil zu betreiben.
Die Gründe sind wie folgt. Wenn das Verhältnis von entweder Wasser oder Unverbrennbarem hoch ist, ist es notwendig, die Koksmenge zu erhöhen, die ein Hilfsbrennstoff ist, und ferner ist es notwendig, eine Sauerstoffgasmenge, die aus den unteren Blasdüsen zugeführt werden soll, entsprechend der Zunahme der Koksmenge zu erhöhen. Wenn im Gegensatz dazu ein Verhältnis von Brennstoffen hoch ist, ist es notwendig, um den Ofen stabil und effektiv zu betreiben, eine Koksmenge zu senken und eine Abfallmenge zu erhöhen, die durch die oberen Blasdüsen verbrannt werden soll.
Gemäß der japanischen geprüften Patentveröffentlichungen (Kokoku) Nr. 63-3207 und 2-606 ist ein Verfahren offenbart worden, in dem eine Menge kohlenstoffhaltiger Brennstoffe, die dem Ofen zugeführt werden soll, und eine Gasmenge, die Sauerstoff enthält, die der Feuerstelle hoher Temperatur zugeführt werden soll, gesteuert werden, um die Sauerstoffkonzentration in einem oberen Abschnitt der eingefüllten Schicht auf annähernd null zu halten und ebenso die Abgastemperatur auf 700 bis 1200°C zu halten. Auch wird ein Verfahren offenbart, in dem eine Abfallmenge, die in den Ofen gefüllt werden soll, gesteuert wird, um die Abgastemperatur in einem oberen Abschnitt der gefüllten Schicht auf 400 bis 1200°C zu halten.
Im erstgenannten Fall, in dem die oberen Blasdüsen angeordnet sind, ist es unmöglich, das Verfahren so anzuwenden, wie es ist. Das heißt, es ist unmöglich, den Ofen stabil zu betreiben, wenn nur eine Menge kohlenstoffhaltiger Brennstof fe und eine Gasmenge, die Sauerstoff enthält, die der Feuerstelle hoher Temperatur zugeführt werden sollen, gesteuert werden. (Erfindungsgemäß wird Gas, das Sauerstoff enthält, der Feuerstelle hoher Temperatur aus den unteren Blasdüsen zugeführt.) Der Grund, warum es unmöglich ist, einen stabilen Betrieb des Ofens zu erhalten, wird wie folgt beschrieben. Wenn nur die Menge kohlenstoffhaltiger Brennstoffe und die Sauerstoffgasmenge, die von den unteren Blasdüsen zugeführt wird, gesteuert werden, wird nur die Verbrennungs- und Schmelzbedingung geändert. Daher ist es im Fall von Abfall, dessen Brennstoffmenge groß ist, unmöglich, eine Abfallmenge, die durch die oberen Blasdüsen verbrannt werden soll, auf einem geeigneten Wert zu halten. Folglich kann kein stabiler Betrieb durchgeführt werden.
Im letztgenannten Fall, in dem die gepackten Schichten in der Trocknungszone, der thermischen Zersetzungszone und der Verbrennungs- und Schmelzzone gebildet werden und die oberen Blasdüsen angeordnet sind, ist es unmöglich, das Verfahren so anzuwenden, wie es ist, da eine Abfallmenge, die zugeführt werden soll, durch den Gesamtbetrag der Beseitigungsgeschwindigkeiten in der Trocknungszone, der thermischen Zersetzungszone und der Verbrennungs- und Schmelzzone bestimmt wird. Daher ist es unmöglich, die Abgastemperatur einzustellen, es sei denn, die Abfallmenge, die durch die oberen Blasdüsen verbrannt werden soll, wird auf einen geeigneten Wert gesteuert.
JP-A-55-89612 offenbart ein Verfahren zum Einblasen eines verbrennungsunterhaltenden Gases zum Schmelzen von Abfall unter Verwendung eines pyrolytischen Schmelzofens, der mit zweistufigen Blasdüsen versehen ist, wobei die theoretische Verbrennungstemperatur durch die Kombination der Vorheiztemperatur und der Sauerstoffkonzentration des verbrennungsun terhaltenden Gas gesteuert wird, das aus der unteren Blasdüse eingeblasen wird, um die Mengen von zu verwendenden Hilfsstoffen zu reduzieren.
Offenbarung der Erfindung
Gemäß des Stands der Technik wird hinsichtlich Abfall, der Brennstoffe enthält, die Temperatur des Unverbrennbaren, das sich zu den Zonen der Trocknung, thermischen Zersetzung und des Verbrennungsschmelzens hinab bewegt, und auch die Temperatur des Rückstands der thermischen Zersetzung ausreichend hoch gehalten, so daß der Abfall stabil geschmolzen werden kann. Jedoch kann das obige stabile Schmelzen nur aufrechterhalten werden, wenn die Zusammensetzung des zu beseitigenden Abfalls in einem normalen Änderungsbereich geändert wird. Im Fall einer vielseitigen Abfallbeseitigung des letzten Problems, oder einem Prozeß für einen Veraschungsrückstand einer anderen Veraschungseinrichtung, rückgewonnenen Abfall, Schlamm oder dergleichen im selben Ofen wird die Zusammensetzung des zu beseitigenden Abfalls beträchtlich geändert. Daher ist es schwierig, den Ofen durch das Verfahren des Stands der Technik effektiv und stabil zu betreiben. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Verbrennung und zum Schmelzen von Abfall zu verwirklichen, durch das Koks und Brennstoffe, die im Abfall enthalten sind, am geeignetsten im Ofen verbrannt werden, selbst wenn die Zusammensetzung des Abfall beträchtlich geändert wird, wie oben beschrieben.
Wenn die Beseitigung des Abfalls unter der Bedingung derselben Dicke der gepackten Schicht, die aus eingefüllten Materialien besteht, durchgeführt wird, wird eine Menge ausgetauschter Wärme variiert, wenn die Zusammensetzung des Abfalls geändert wird. Daher wird es schwierig, die Abgastemperatur konstant zu halten. Selbst unter der obigen Bedingung, wenn die Dicke der gepackten Schicht der eingefüllten Materialien gesteuert wird, kann der geeignetste Betrieb beibehalten werden, und der stabile Betrieb durchgeführt werden.
Die vorliegende Erfindung dient dazu, ein Verfahren zur Steuerung einer Menge eines Verbrennungsunterstützungsgases bereitzustellen, das in den Abfallschmelzofen aus mehreren oberen Blasdüsen geblasen wird, die auf einer ebenen Richtung des Abfallschmelzofens angeordnet sind, so daß sich der eingefüllte Abfall und die Brennstoffe einheitlich in die Querschnittsrichtung im Abfallschmelzofen nach unten bewegen können, und die Erzeugung von Hohlräumen, die vereiteln, daß sich der eingefüllte Abfall und die Brennstoffe einheitlich herunter kommen, verhindert wird, und das Ausbleiben eines Wärmeaustauschs durch einen konzentrierten lokalen Gasstrom auf ein Minimum unterdrückt werden kann. Die Zusammenfassung der vorliegenden Erfindung, um die obigen Aufgabe zu lösen, wird im folgenden beschrieben.

(1) Ein Schmelzverfahren für Abfall, in dem Abfall, der eine Brennstoffsubstanz enthält, und kohlenstoffhaltige massive Brennstoffe von einem oberen Abschnitt eines Ofen zugeführt werden, gepackte Schichten eingefüllten Abfalls, die Zonen der Trocknung, Wärmezersetzung und der Verbrennung/des Schmelzens aufweisen, im Ofen gebildet werden, geschmolzener Abfall aus einem unteren Abschnitt des Ofens abgezogen wird, und Brennstoffgas aus einem oberen Abschnitt des Ofens abgelassen wird, wobei der Ofen mit mehreren Stufen unterer Blasdüsen in der Verbrennungs- und Schmelzzone und mehreren Stufen oberer Blasdüsen an den oberen Positionen der unteren Blasdüsen versehen ist, wobei das Schmelzverfahren für Abfall die Schritte aufweist: Verbrennung hauptsächlich kohlenstoffhaltiger massiver Brennstoffe, indem Verbrennungsunterstützungsgas der unteren Stufe zugeführt wird, das Sauerstoff enthält; Zuführen von Sauerstoff mit 130 bis 600 Nm³ pro eine Tonne Abfall, der sowohl im Verbrennungsunterstützungsgas der oberen als auch der unteren Stufe enthalten ist, wenn ein Anteil des Abfalls verbrannt wird, indem Verbrennungsunterstützungsgas der oberen Stufe zugeführt wird; Zuführen von Verbrennungsunterstützungsgas der oberen Stufe aus den Blasdüsen der oberen Stufe, so daß ein Verhältnis der Sauerstoffmenge, die von den Blasdüsen der oberen Stufe zugeführt wird, zum Gesamtbetrag der Sauerstoffmengen, die sowohl von den Blasdüsen der oberen als auch der unteren Stufe zugeführt werden, 0,2 bis 0,8 betragen kann; und Steuern einer Sauerstoffmenge, die von den Blasdüsen der unteren Stufe zugeführt werden, so daß eine Sauerstoffmenge, die von den Blasdüsen der unteren Stufe zugeführt wird, nicht kleiner als das 0,8-fache der theoretischen Sauerstoffmenge sein kann, die zur Verbrennung der kohlenstoffhaltigen massiven Brennstoffe erforderlich ist, wodurch die Temperatur des Brennstoffabgases an den gepackten Abfallschichten auf 150 bis 700°C gehalten wird, und wobei die Abgastemperatur an den gepackten Schichten gesteuert wird, indem die Dicke der gepackten Schichten eingestellt wird. Besondere Ausführungsformen der Erfindung weisen die folgenden Verfahrensschritte auf.
(2) Ein Schmelzverfahren für Abfall gemäß dem obigen Punkt (1), wobei eine Menge des Verbrennungsunterstützungsgases aus den mehreren Blasdüsen der oberen Stufe, die in die Querschnittsrichtung des Abfallschmelzofens angeordnet sind, durch Messung der Temperaturen im Abfallschmelzofen mit mehreren Thermometern, die in die Querschnittsrichtung des Schachtabschnitts des Abfallschmelzofens angeordnet sind, und auch mit Thermometern, die in mehrere Stufen in die senkrechte Richtung angeordnet sind, gesteuert wird, und die Menge des Verbrennungsunterstützungsgases der Blasdüsen der oberen Stufe eingestellt wird, wenn die detektierten Temperaturen außerhalb vorbestimmter Bereiche liegen.
(3) Ein Schmelzverfahren für Abfall gemäß dem obigen Punkt (1), wobei die Sauerstoffkonzentration eines Verbrennungsunterstützungsgases der unteren Stufe nicht niedriger als 30% ist, und die Sauerstoffkonzentration eines Verbrennungsunterstützungsgases der oberen Stufe nicht höher als 21% ist.
(4) Ein Schmelzverfahren für Abfall gemäß dem obigen Punkt (1), wobei der Kohlenstoffgehalt in den kohlenstoffhaltigen massiven Brennstoffen nicht kleiner als 30 Trocken-% ist, und der Aschengehalt in den kohlenstoffhaltigen massiven Brennstoffen nicht größer als 70 Trocken-% ist.
(5) Die vorliegende Erfindung dient dazu, ein Schmelzverfahren für Abfall gemäß dem obigen Punkt (2) bereitzustellen, wobei die Dicke der gepackten Schichten den folgenden Ausdruck erfüllt: H/D ≥ 1 wobei H: Dicke der gepackten Schichten, die die Höhe (m) von der Mitte des Endes der Blasdüse der unteren Stufe zum oberen Ende der gepackten Schichten ist D: minimaler Innendurchmesser (m) des Ofens, der üblicherweise der Innendurchmesser des Ofen in der Verbrennungsund Schmelzzone im Ofenbodenabschnitt ist.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Darstellung, die einen Umriß des erfindungsgemäßen Abfallschmelzofens zeigt.
2(a) ist eine longitudinale Querschnittansicht zur Erläuterung des Abfallschmelzofen des dritten erfin dungsgemäßen technischen Merkmals, und 2(b) ist eine transversale Querschnittansicht.
3 ist ein Zeitdiagramm eines Beispiel des dritten erfindungsgemäßen technischen Merkmals.
4 ist ein Zeitdiagramm eines weiteren Beispiels des dritten erfindungsgemäßen technischen Merkmals.
Beste Art der Ausführung der Erfindung
Die gegenwärtigen Erfinder haben eine große Anzahl von Experimenten an einem Abfallschmelzofen vorgenommen und die folgenden Kenntnisse erlangt. Die vorliegende Erfindung ist gemäß den so erhaltenen Kenntnissen erreicht worden. Zuerst ist es notwendig, Schlacke in diesem Schachtofen in einem Temperaturbereich von 1350 bis 1550°C zu schmelzen. Es wird bevorzugt, daß die Schlacke in diesem Schachtofen in einem Temperaturbereich von 1400 bis 1500°C geschmolzen wird. Nachdem die Schlacke auf den obigen Temperaturbereich erwärmt worden ist, wird sie aus dem Schachtofen abgezogen. Wenn die Temperatur der Schlacke niedriger als 1350°C ist, wird Eisen, das im Abfall enthalten ist, nicht geschmolzen. Daher sammelt sich Eisen, das im Abfall enthalten ist, im Schachtofen an, so daß die Funktion des Schachtofens verschlechtert wird. Andererseits schädigt Schlacke, die auf hohe Temperaturen erwärmt wird, merklich feuerfeste Stoffe im Ofen. Auf diese Weise können, wenn die Schlacke auf übermäßig hohe Temperaturen erwärmt wird, Probleme verursacht werden. Aus den obigen Gründen wird die geeignetste Betriebstemperatur des Schachtofen so festgelegt, daß die Temperatur der Schlacke, die aus dem Ofen abgezogen werden soll, im Temperaturbereich von 1400 bis 1500°C liegt.
Zweitens können die obenerwähnten hohen Temperaturen nicht nur durch die Verbrennung von Brennstoffsubstanz, die im Abfall enthalten ist, erreicht werden. Wie zuvor beschrie ben, enthält der Abfall eine beträchtliche Menge Brennstoffsubstanz, und ihr niedriger Heizwert beträgt annähernd 1000 bis 3000 kcal/kg. Um jedoch die Brennstoffsubstanz, die im Abfall enthalten ist, bei hohen Temperaturen zu verbrennen, ist es notwendig, ein Gas zuzuführen, das Sauerstoff in einer hohen Konzentration enthält. In der vorliegenden Erfindung wird Koks verwendet, der bei hohen Temperaturen verbrannt werden kann, um eine Sauerstoffmenge mit hoher Konzentration zu senken, die zur Verbrennung der Brennstoffsubstanz im Abfall verwendet wird.
Gewöhnlicher Abfall, der im Stadtbereich erzeugt wird, wurde in einem Schachtofen beseitigt, der eine einzige Stufe von Blasdüsen aufweist. Als Ergebnis des Experiments wurde der Betrieb des Schachtofens bei den obigen Schlackentemperaturen unter den folgenden Betriebsbedingungen stabilisiert. 50 bis 150 kg Koks wurden zu einer Tonne Abfall hinzugegeben, und Luft, die zur Verbrennung verwendet wurden, wurde mit Sauerstoff angereichert, so daß ein Verhältnis Sauerstoff zu Luft, das zur Verbrennung verwendet wurde, 25 bis 40% betragen konnte. Auf die obige Weise mit Sauerstoffgas angereicherte Luft wurde von den Blasdüsen in den Ofen geblasen. Unter den obigen Betriebsbedingungen wurde der Betrieb des Ofens bei den obenerwähnten Temperaturen stabilisiert. Es wurde in diesem Fall, um das Verhältnis Sauerstoff zu Luft als mittlere Bedingung auf etwa 32% einzustellen, 110 Nm³ reiner Sauerstoff einer Tonne Abfall zugeführt, und ebenfalls wurden 100 kg Koks einer Tonne Abfall zugeführt.
Um die Mengen dieser Hilfsmaterialien so klein wie möglich zu machen, wählt die vorliegende Erfindung einen Ofen, der zwei Stufen Blasdüsen aufweist. Es werden neue Blasdüsen 3 über den Blasdüsen der unteren Stufe 2 angeordnet, wie in 1 gezeigt. Daher wurde eine Luftmenge, die dem Ofen zu geführt wird, in zwei Anteile geteilt, wobei eine Anteil Luft den Blasdüsen der oberen Stufe zugeführt wurde und der andere Anteil Luft den Blasdüsen der unteren Stufe zugeführt. Den Blasdüsen der oberen Stufe zuzuführende Luft wurde nicht vorgewärmt, und den Blasdüsen der unteren Stufe zuzuführende Luft wurde mit Sauerstoff angereichert, so daß die Sauerstoffkonzentration 30 bis 40% betrug. Wenn in der obigen Weise mit Sauerstoff angereicherte Luft von den Blasdüsen in den Ofen geblasen wurde, wurde die im Ofen zu verwendende Koksmenge auf 20 bis 100 kg pro eine Tonne Abfall gesenkt. Wenn zum Beispiel das Verhältnis des Sauerstoffs in den Blasdüsen der unteren Stufe in der mittleren Betriebsbedingung 28% betragen würde, könnte die Menge reinen Sauerstoffs 24 Nm³ pro eine Tonne Abfall betragen, und eine Koksmenge könnte 20 kg pro eine Tonne Abfall betragen.
Als Ergebnis des obigen Experiments könnte eine Menge des Hilfsmaterials, wie Sauerstoff beträchtlich gesenkt werden, wenn der Schmelzofen ein wenig verbessert würde.
Daher machten die Erfinder ein Experiment, um das geeignetste Profil des Schachtofens zu finden. Als die Zufuhr des Verbrennungsunterstützungsgases aus den Blasdüsen während des Betriebs des Ofens gestoppt wurde und Stickstoffgas anstelle des Verbrennungsunterstützungsgases zugeführt wurde, wurde die Reaktion im Ofen gestoppt und der Ofen würde im Haltezustand gehalten. Als die Untersuchung in der obigen Weise vorgenommen wurde, wurde Wasser aus dem Abfall im oberen Abschnitt des Ofens entfernt, wie in 1 gezeigt, und der Abfall wurde getrocknet. Anschließend wurde der Abfall unmittelbar vor dem Rastabschnitt im Ofen thermisch zersetzt. Daher sind feine Karbidteilchen im Rastabschnitt vorhanden. Hinsichtlich der obigen Umstände ist es notwendig, daß Stücke des Abfalls, deren Profile nicht geändert werden, in einem oberen Abschnitt des Rastabschnitts gehalten werden. Aus den obigen Gründen ist es notwendig, den Rastabschnitt im Ofen anzuordnen, und ferner ist es notwendig, daß die Blasdüsen der oberen Stufe im Rastabschnitt für den Zweck der Verbrennung feiner Karbidteilchen in diesem Abschnitt des Ofens angeordnet werden. Die Blasdüsen der unteren Stufe sind im Feuerstellenabschnitt des Ofens angeordnet, und das Verbrennungsunterstützungsgas wird von diesen Blasdüsen der unteren Stufe zugeführt, so daß Koks im Ofen und Kohlenstoff (Halbkoks), der aus dem festen Abfall erzeugt wird, durch die Wirkung des Verbrennungsunterstützungsgases verbrannt werden. Üblicherweise bleibt Koks in einem Abschnitt nahe den Blasdüsen der unteren Stufe, und Koks sammelt sich in einem Abschnitt des Ofens an, dessen Höhe von den unteren Blasdüsen aus 300 bis 500 mm beträgt. Dieser Abschnitt wird als Koksbett bezeichnet. Wie später beschrieben wird, ist das Verfahren der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß: unverbrennbares Material, das im Abfall enthalten ist, bei hohen Temperaturen in einem unteren Abschnitt des Ofens geschmolzen wird, und Abfall durch eine große Menge Gas niedriger Temperaturen in einem oberen Abschnitt des Ofens getrocknet wird. Aus den obigen Gründen wird es bevorzugt, daß Luft dem Koksbett zugeführt wird und ein Volumen des Verbrennungsgases erhöht wird, so daß Gas einer sehr hohen Temperatur verdünnt werden kann. Vom obigen Gesichtspunkt her sind die Blasdüsen 3 der oberen Stufe an Positionen angeordnet, die um 300 mm höher als die Blasdüsen der unteren Stufe sind. Wenn ein Abstand von der Blasdüse des unteren Stufe zur Blasdüse der oberen Stufe zu groß ist, wird die Temperatur des Gases im unteren Abschnitt des Ofens übermäßig abgekühlt. Folglich gibt es eine Möglichkeit, daß das Gas an den Blasdüsen 3 der oberen Stufe nicht erneut gezündet werden kann. Folglich ist es notwendig, daß die Blasdüsen 3 der oberen Stufe in einer Region angeordnet sind, in der der thermische Einfluß der Blasdüsen der unteren Stufe 2 noch anhält.
In dem Fall eines Großofens wird der Abstand von den Blasdüsen der unteren Stufe zu den Blasdüsen der oberen Stufe erweitert. In diesem Fall werden keine Probleme verursacht, wenn mehrere obere Stufen von Blasdüsen in die senkrechte Richtung angeordnet sind.
Wie oben beschrieben, ist es notwendig, daß die Temperatur der Schlacke, die aus dem Ofen abgezogen wird, in dem Temperaturbereich von 1350 bis 1550°C gehalten wird, und es wird bevorzugt, daß die Temperatur der Schlacke, die aus dem Ofen abgezogen wird, im Temperaturbereich von 1400 bis 1500°C gehalten wird. In dem Fall eines Ofens, in dem Abfall durch eine Stufe unterer Blasdüsen beseitigt wird, wird das unverbrennbare Material, das im Abfall enthalten ist, geschmolzen, wenn Koks bei einer hohen Temperatur in einem Abschnitt nahe der unteren Blasdüsen verbrannt wird. Anschließend wird der Abfall durch dieses Verbrennungsgas bei einer hohen Temperatur thermisch zersetzt und getrocknet. Wenn folglich die Zusammensetzung des Abfalls geändert wird und eine Wassermenge, die im Abfall enthalten ist, erhöht wird, das heißt, wenn der Trocknungsbetrieb, der durch das Verbrennungsgas durchgeführt werden soll, verstärkt werden muß, oder wenn eine zu schmelzende Materialmenge groß ist, das heißt, wenn Abfall auf eine hohe Temperatur erwärmt werden muß, damit er geschmolzen werden kann, ist die Anordnung dieses Ofens, in dem nur eine Stufe unterer Blasdüsen angeordnet ist, nicht geeignet.
Wenn die beiden Stufen oberer und unterer Blasdüsen im erfindungsgemäßen Ofen angeordnet sind, können, die obigen Probleme gelöst werden, und gleichzeitig die Mengen der Hilfsmaterialien, wie Koks und Sauerstoff gesenkt werden. Die Blasdüsen der unteren Stufe 2 sind zu dem Zweck angeordnet, die Temperatur des Abfalls zu erhöhen. Daher werden die Bedingungen so eingestellt, daß die Temperatur des Abfalls so weit wie möglich erhöht werden kann. Um die oben beschriebene Schlackentemperatur zu erhalten, war es notwendig, Verbrennungsluft zu verwenden, die mit Sauerstoff angereichert war, dessen Verhältnis nicht niedriger als 30% war. Eine obere Grenze der Konzentration von Sauerstoff ist nicht besonders festgesetzt, um jedoch die Mengen an Koks und reinem Sauerstoffgas zu vermindern, welche Hilfsmaterialien sind, und um ferner die Beschädigung der Ofenwand zu unterdrücken, die durch eine lokal abnormal hohe Temperatur verursacht wird, kann die Obergrenze der Sauerstoffkonzentration auf etwa 40% festgelegt werden. Es ist für die Blasdüsen der oberen Stufe unnötig, hohe Temperaturen zu erhalten. Daher wird die Sauerstoffkonzentration so festgelegt, daß sie nicht höher als 21% ist, bei der die Verbrennungsluft nicht mit Sauerstoff angereichert wird, und die Verbrennungstemperatur kann auf die folgende Weise vermindert werden. Es wird vorgewärmte Luft oder nicht vorgewärmte Luft verwendet, oder um die Erzeugung von Klinker zu unterdrücken, die durch hohe Temperaturen in einem Abschnitt nahe der Blasdüsen der oberen Stufe verursacht wird, wird Dampf oder ein inertes Gas, wie Stickstoffgas in die Luft gemischt, oder alternativ wird Gas mit einer niedrigen Sauerstoffkonzentration, wie Abgas in die Luft gemischt, oder es wird nur Abgas verwendet, um die Verbrennungstemperatur zu vermindern.
Theoretisch wird Kohlenstoff effektiv verbrannt, wenn zwei Stufen von Blasdüsen im Ofen angeordnet sind und Gas, das in der unteren Stufe erzeugt wird, auf dem Koksbett verbrannt wird. Daher wird die gesamte Sauerstoffmenge, die von der Luft und reinem Sauerstoff zugeführt wird, im Fall einer Stufe von Blasdüsen auf mehr als die gesamte Sauerstoffmenge erhöht. Jedoch war als Ergebnis des durch die Erfinder durchgeführten Experiments die Gesamtsauerstoffmenge annähernd dieselbe, wenn dieselbe Koksmenge verwendet wurde. Jedoch wurde die Koksmenge, die für den Ofen verwendet wurde, durch die Wirkung der zwei Stufen von Blasdüsen gesenkt. Infolge des vorhergehenden wurde die Gesamtsauerstoffmenge vermindert.
Hinsichtlich Koks, der ein Hilfsmaterial ist, ist es notwendig, Koks zu verwenden, dessen Menge 20 bis 100 kg pro eine Tonne Abfall beträgt, wenn üblicher fester Abfall beseitigt wird, insbesondere wenn gewöhnlicher Abfall, der in Japan erzeugt wird, beseitigt wird. Im Fall gewöhnlichen Abfalls, dessen Wassergehalt 40 bis 60% beträgt, ist es notwendig, Koks mit 30 bis 80 kg pro eine Tonne Abfall zu verbrennen. Im Fall von Abfall, dessen Wassergehalt hoch ist, oder dessen unverbrennbarer Gehalt hoch ist, wird die zu verbrennende Koksmenge erhöht.
In dem Fall, wo die Zusammensetzung des Abfall beträchtlich geändert wird, kann der Betrieb stabil und effektiv durchgeführt werden, wenn die folgenden Betriebsbedingungen gewählt werden.
Eine Sauerstoffmenge, die zur Beseitigung einer Tonne Abfall erforderlich ist, wird entsprechend einer Menge benötigten Kokses geändert, wenn jedoch die Sauerstoffmenge nicht größer als 130 Nm³ ist, werden Koks und das Brennstoffmaterial, das im Abfall enthalten ist, im Ofen nicht vollständig verbrannt. Daher kann die Wärmemenge, die zur Trocknung, thermischen Zersetzung und zum Schmelzen erforderlich ist, nicht sichergestellt werden. Als Ergebnis wird es schwierig, das geschmolzene Material aus dem Ofen abzuziehen, und der Betrieb des Ofens wird unmöglich. Wenn die Sauerstoffmenge nicht kleiner als 600 Nm³ ist, werden Koks und die im Abfall enthaltene Brennstoffsubstanz übermäßig im Ofen verbrannt, so daß die Abgastemperatur stark erhöht wird. Folglich ist es unmöglich, einen effektiven Betrieb des Ofens durchzuführen. Wenn die Sauerstoffmenge des Verbrennungsunterstützungsgases der unteren Stufe, die aus den Blasdüsen der unteren Stufe zugeführt wird, 0,8 mal so groß wie die theoretische Verbrennungssauerstoffmenge ist, kann Koks vollständig verbrannt werden, und ein durch die endotherme chemische Reaktion verursachter Verlust kann unterdrückt werden. Folglich ist es möglich, eine Wärmequelle zum Schmelzen und zur Trocknung sicherzustellen, während Koks am effektivsten verbrannt wird. Daher ist möglich, die Abgastemperatur hoch zu halten.
Das Verbrennungsunterstützungsgas der oberen Stufe wird von den Blasdüsen der oberen Stufe zugeführt, so daß das Verhältnis der Sauerstoffmenge, die im Verbrennungsunterstützungsgas der oberen Stufe enthalten ist, zur Gesamtsauerstoffmenge, die im Verbrennungsunterstützungsgas der oberen und der unteren Stufe enthalten ist, 0,2 bis 0,8 betragen kann. Wenn dieses Verhältnis nicht höher als 0,2 ist, kann thermisch zersetztes pulverförmiges Karbid, das im Abfall enthalten ist, nicht vollständig verbrannt werden. Wenn dieses Verhältnis nicht niedriger als 0,8 ist, wird dem thermisch zersetzten pulverförmigen Karbid, das im Abfall enthalten ist, eine übermäßig große Sauerstoffmenge zugeführt. Daher wird es unmöglich, lokal eine reduzierende Verbrennungsbedingung aufrechtzuerhalten, und die im Abgas enthaltene Wärmemenge wird gesenkt. In diesem Fall ist sie nicht imstande, eine sich selbst tragende Verbrennung durchzuführen, selbst wenn eine sekundäre Verbrennungskammer in der hinteren Stufe angeordnet ist, um die Verbrennung vollständig durchzuführen.
Die Temperatur an den gepackten Schichten wird so festgesetzt, daß sie im Bereich von 150 bis 700°C liegt. Um den Ofen stabiler und effektiver zu betreiben, wird es jedoch bevorzugt, daß die Temperatur an der eingefüllten Abfallschicht im Bereich von 200° bis 300°C gehalten wird. Wenn die Abgastemperatur niedriger als 150°C ist, wird im Fall von Abfall, dessen Wassergehalt groß ist, und im Fall von Abfall, wie Kunststoff, dessen Teererzeugungsverhältnis hoch ist, die Abgastemperatur gesenkt, und die Temperatur des Abfalls wird allmählich erhöht. Als Ergebnis wird die thermische Zersetzung bei niedrigen Temperaturen durchgeführt, und das Verhältnis des Teers, der durch die thermische Zersetzung bei niedrigen Temperaturen erzeugt wird, wird erhöht. Infolge des vorhergehenden wird die Menge des Teers, die im Abgas enthalten ist, erhöht. Folglich wird die Kondensationsmenge des Teers erhöht, wenn der in der thermischen Zersetzungszone erzeugte Teer durch eine Trocknungszone geht, die im oberen Abschnitt der gepackten Schichten angeordnet ist. Als Ergebnis wird die Gasdurchlässigkeit in der Trocknungszone verschlechtert, und schließlich wird es schwierig, den Betrieb des Ofens fortzusetzen.
Wenn andererseits die Abgastemperatur höher als 700°C ist, insbesondere wenn Abfall, dessen Brennstoffsubstanzverhältnis niedrig ist, beseitigt wird, wird das Verhältnis des thermisch zersetzten Gases erhöht. Daher wird die Menge des thermisch zersetzten Rückstandes, der ein Brennstoff ist, der im Ofen zurückbleibt, vermindert, so daß die Verbrennungsmenge des Brennstoffmaterials, das im Abfall enthalten ist, im Ofen vermindert wird. Als Ergebnis wird die Kapazität der Heizleistung, die zur Trocknung verwendet werden soll, unzureichend, und es wird notwendig, die zuzuführende Koksmenge zu erhöhen. Daher ist dieser Ofenbetrieb nicht wirtschaft- lich. Wenn die Abgastemperatur 700°C überschreitet, wird Chlorgas, das im Abgas neutralisiert wird, durch die chemische Reaktion, die durch die Formel CaCl₂ + H₂O → CaO + 2HCl repräsentiert wird, zu Hydrochlorgas geändert. Da Hydrochlorgas erzeugt wird, wie oben beschrieben, wird der obere Teil des Ofens und die Abgasrohrleitung korrodiert. Um die Korrosion zu verhindern, ist es notwendig, den Ofen unter Berücksichtigung der Korrosionsbeständigkeit zu entwerfen, was zu einer Zunahme der Anlagenkosten führt. Ferner haften chemische Verbindungen mit niedrigen Schmelzpunkten, die im Abgas enthalten sind, am oberen Teil des Ofens und der Abgasrohrleitung. Daher wird es schwierig, den Ofen über eine lange Zeitspanne zu betreiben.
Da die Abgastemperatur eine Änderung der Zusammensetzung des Abfalls am deutlichsten ausdrückt, wie oben beschrieben, wird sie als ein wichtiger Index verwendet, wenn die Mengen des zuzuführenden Kokses, des Sauerstoffs und des Sauerstoffs der unteren Stufe eingestellt werden. Das heißt, wenn die Abgastemperatur gesenkt wird, ist der Wassergehalt oder der Aschengehalt im Abfall hoch. Um die Heizleistung zur Trocknung und zum Schmelzen wettzumachen, wird eine zuzuführende Koksmenge erhöht, und das Sauerstoffverhältnis in den Blasdüsen der unteren Stufe wird entsprechend dazu erhöht. Wenn im Gegensatz dazu die Abgastemperatur erhöht wird, ist das Brennstoffmaterialverhältnis im Abfall hoch. Folglich wird die zuzuführende Koksmenge gesenkt, und das Sauerstoffverhältnis der Blasdüsen der unteren Stufe wird entsprechend dazu gesenkt, und das Sauerstoffverhältnis der Blasdüsen der oberen Stufe wird erhöht. Infolge des vorhergehenden wird die Verbrennungsmenge des thermisch zersetzten Rückstands des Brennstoffmaterials erhöht, so daß die Heizleistung zur Trocknung sichergestellt werden kann und die Temperatur des unverbrennbaren Materials erhöht werden kann. Als Ergebnis wird es möglich, die zuzuführende Koksmenge durch den Synergieeffekt weiter zusenken. Das heißt, gemäß der vorher beschriebenen Beziehung wird das Verhältnis des Zufuhrkokses (kg/Tonne Abfall) so eingestellt, daß es den folgenden Ausdruck erfüllt, und ferner wird das Verhältnis der Sauerstoffmenge der Blasdüsen der oberen Stufe im Bereich von 0, 2 bis 0,8 eingestellt, und ferner wird die zur Beseitigung einer Tonne Abfall notwendige Sauerstoffmenge eingestellt. Auf diese Weise wird die Abgastemperatur gesteuert.
(Verhältnis des zuzuführenden Kokses) ≤ (1 – (Sauerstoffmengenverhältnis der Blasdüsen der oberen Stufe)) × (Sauerstoffmenge, die zur Beseitigung einer Tonne Abfall benötigt wird)/(theoretische Sauerstoffmenge zur Verbrennung von Koks eines kg) × 0.8
Das obige Verhältnis des zuzuführenden Kokses und das Sauerstoffmengenverhältnis der Blasdüsen der unteren Stufe kann manuell oder automatisch gesteuert werden, das heißt, das Steuerungsverfahren ist nicht besonders beschränkt.
Erfindungsgemäß werden, wenn die Zusammensetzung des Abfalls geändert wird, selbst wenn die Verhältnisse des Brennstoffmaterials, von Wasser und unverbrennbarer Substanz dieselben sind, die Formen der Abfallstücke in einigen Fällen geändert. Dies ist ein Fall, in dem die folgenden beiden Formen von Abfall beseitigt werden. Die Größe einer Form ist groß und die spezifische Oberfläche ist klein, und die Größe der anderen Form ist klein und die spezifische Oberfläche groß. Wenn im obigen Fall Abfall durch dieselbe Dicke der gefüllten Materialschicht beseitigt wird, selbst wenn im Fall der großen Form und kleinen spezifischen Oberfläche die Temperatur der Abgases auf einem geeigneten Wert gehalten werden kann, wird im Fall der kleinen Form und großen spezifischen Oberfläche die Menge ausgetauschter Wärme an der eingefüllten Materialschicht übermäßig erhöht. Folglich wird es unmöglich, die Abgastemperatur auf einem geeigneten Wert zu halten, der nicht niedriger als 150°C ist. Um die obigen Probleme zu lösen, wie im Anspruch 1 beschrieben, ist es möglich, ein Verfahren zur Einstellung der Sauerstoffmenge, der Zufuhrrate von Koks und des Verhältnisses der Sauerstoffmenge der unteren Stufe zu wählen. Mit der Ausnahme des obigen Verfahrens ist es möglich, ein Verfahren zur Änderung des Volumens der eingefüllten Materialschicht zu wählen, so daß der Unterschied zwischen den spezifischen Oberflächen ausgeglichen werden kann, ohne die obigen Bedingungen zu ändern. Da die Querschnittsfläche des Ofens in diesem Fall konstant ist, kann der Betrieb stabil durchgeführt werden, wenn die Dicke der eingefüllten Materialschicht eingestellt wird.
Es ist notwendig, daß die Dicke der eingefüllten Materialschicht die Ungleichung H/D ≥ 1 erfüllt. Wenn die obige Bedingung nicht erfüllt wird, kann ein Gasstrom in der eingefüllten Materialschicht abweichen. Daher fluktuiert die Effizienz des Wärmeaustausches der eingefüllten Materialschicht, und der Betrieb wird instabil.
Bezugnehmend auf Beispiele, wird die vorliegende Erfindung im folgenden im Detail erläutert.
Beispiele
Beispiel 1
Dies ist ein Beispiel, in dem ein Abfallschmelzofen, der zwei Stufen Blasdüsen aufweist, betrieben wurde, um üblichen Abfall zu beseitigen. Es wurde in diesem Beispiel der in 1 gezeigte Abfallschmelzofen verwendet. Gas zur Verbrennung und zum Schmelzen des Abfalls wurde aus den Blasdüsen der oberen und unteren Stufe zugeführt, um den üblichen Abfall zu schmelzen.
Der Abstand zwischen den Blasdüsen der oberen Stufe und den Blasdüsen der unteren Stufe betrug 500 mm, und die Anzahl der Blasdüsen der oberen Stufe war 8 und die Anzahl der Blasdüsen der unteren Stufe war 4.
Die Zusammensetzung des in diesem Beispiel beseitigten Abfalls wird wie folgt beschrieben.
Wasser: 42,4%
Asche: 15,0%
Brennstoffsubstanz: 42,6%
Unterer Heizwert: 1720 kcal/kg
Die Betriebsbedingungen wurden so eingestellt, daß die Abgastemperatur an der Ofenoberseite ein geeigneter Wert sein konnte. Die Betriebsbedingungen werden wie folgt beschrieben. Wenn Abfall in den Abfallschmelzofen gefüllt wurde, wurden 30 kg Koks und 20 kg Kalkstein zu einer Tonne Abfall hinzugegeben. Luft mit normaler Temperatur wurde von den Blasdüsen der unteren Stufe in den Ofen geblasen, deren Volumen 120 Nm³ betrug, zu der reines Sauerstoffgas mit normaler Temperatur, dessen Volumen 33 Nm³ betrug, hinzugefügt wurde, das heißt, es wurde ein Verbrennungsunterstützungsgas, das um insgesamt 38% angereichert wurde, in den Ofen geblasen. Luft mit normaler Temperatur, deren Volumen 495 Nm³ betrug, wurde von den Blasdüsen der oberen Stufe in den Ofen geblasen. Das Verhältnis des Volumens des Sauerstoffs, der von den Blasdüsen der oberen Stufe in den Ofen geblasen wurde, zum Gesamtvolumen des Sauerstoffs betrug 0,6. Das Volumen des aus den Blasdüsen der unteren Stufe in den Ofen geblasenen Sauerstoffs war 1,3 mal so groß wie das theoretische Volumen des Sauerstoffs, das zur Verbrennung erforderlich ist. Das Gesamtvolumen des Sauerstoffs pro eine Tonne Abfall betrug 162 Nm³. In diesem Abfallschmelzofen wurde Abfall mit einem Verhältnis von 3,0 t/h beseitigt.
Als Ergebnis wurden 109 kg Schlacke und 47 kg Metall pro eine Tonne Abfall im Ofen geschmolzen und aus dem Schlackenabzugsloch abgezogen. Zu dieser Zeit betrug die Temperatur der Schlacke 1480°C. Es wurde Abgas, das 58,6% N₂, 15,9 CO₂, 14,6 CO, 9,4% H₂ und 1,5% CH₄ enthielt, dessen Temperatur 350°C betrug, an der Ofenoberseite erzeugt. In diesem Fall betrug das Volumen des so erzeugten Abgases 1420 Nm³ pro Tonne Abfall.
Das so erzeugte Abgas wurde durch eine Verbrennungsvorrichtung verbrannt, die mit dem Abfallschmelzofen verbunden war, und die Wärme wurde in einem Kessel und einem Wärmetauscher ausgetauscht, so daß die Wärme im Verbrennungsgas zurückgewonnen wurde.
In diesem Zusammenhang machten die Erfinder Experimente, in denen der Abstand zwischen den Blasdüsen der oberen und unteren Stufe auf 1500 und 2000 mm eingestellt wurde. Als Ergebnis der Experimente wurde bestätigt, daß der Abfall beseitigt werden konnte, ohne die obigen Betriebsbedingungen zu ändern.
Beispiel 2
Dies ist ein Beispiel, in dem ein Abfallschmelzofen, der eine Blasdüsenstufe aufweist, betrieben wurde, um üblichen Abfall zu beseitigen. Es wurde in diesem Beispiel der in 1 gezeigte Abfallschmelzofen verwendet. Gas zur Verbrennung und zum Schmelzen des Abfalls wurde nur aus den Blasdüsen der unteren Stufe zugeführt, um den üblichen Abfall zu schmelzen, das heißt, die Blasdüsen der oberen Stufe wurden in diesem Beispiel nicht verwendet.
Die Anzahl der Blasdüsen der unteren Stufe betrug 4.
Die Zusammensetzung des in diesem Beispiel beseitigten Abfalls wird wie folgt beschrieben.
Wasser: 42,4%
Asche: 15,0%
Brennstoffsubstanz: 42,6%
Unterer Heizwert: 1720 kcal/kg
Die Betriebsbedingungen werden wie folgt beschrieben. Wenn Abfall in den Abfallschmelzofen gefüllt wurde, wurden 60 kg Koks und 20 kg Kalkstein zu einer Tonne Abfall hinzugegeben. Luft mit normaler Temperatur wurde von den Blasdüsen der unteren Stufe in den Ofen geblasen, deren Volumen 334 Nm³ betrug, zu der reiner Sauerstoff mit normaler Temperatur, dessen Volumen 92 Nm³ betrug, hinzugefügt wurde, das heißt, es wurde das Verbrennungsunterstützungsgas, das um insgesamt 38% angereichert wurde, in den Ofen geblasen. Das Volumen des aus den Blasdüsen der unteren Stufe in den Ofen geblasenen Sauerstoffs war 1,7 mal so groß wie das theoretische Volumen des Sauerstoffs, das zur Verbrennung erforderlich ist. Das Gesamtvolumen des Sauerstoffs pro eine Tonne Abfall betrug 162 Nm³.
Als Ergebnis wurden 109 kg Schlacke und 47 kg Metall pro eine Tonne Abfall im Ofen geschmolzen und aus dem Schlackenabzugsloch abgezogen. Zu dieser Zeit betrug die Temperatur der Schlacke 1490°C. Es wurde Abgas, das 42,5 N₂, 19,0 CO₂, 24,0 CO, 12,5 H₂ und 2,0% CH, enthielt, dessen Temperatur 340°C betrug, an der Ofenoberseite erzeugt. In diesem Fall betrug das Volumen des so erzeugten Abgases 1210 Nm³ pro Tonne Abfall.
Das so erzeugte Abgas wurde durch eine Verbrennungsvorrichtung verbrannt, die mit dem Abfallschmelzofen verbunden war, und die Wärme wurde in einem Kessel und einem Wärmetauscher ausgetauscht, so daß die Wärme im Verbrennungsgas zurückgewonnen wurde.
Beispiel 3
Dies ist ein Beispiel, in dem ein Abfallschmelzofen, der zwei Stufen Blasdüsen aufweist, betrieben wurde, um üblichen Abfall und Abfall, der eine große Menge Wasser enthielt, wie Schlamm zu beseitigen. Es wurde in diesem Beispiel der in 1 gezeigte Abfallschmelzofen verwendet. Gas zur Verbrennung und zum Schmelzen des Abfalls wurde aus den Blasdüsen der oberen und unteren Stufe zugeführt, um den oben beschriebenen gemischten Abfall zu schmelzen.
Der Abstand zwischen den Blasdüsen der oberen Stufe und den Blasdüsen der unteren Stufe betrug 500 mm, und die Anzahl der Blasdüsen der oberen Stufe war 8 und die Anzahl der Blasdüsen der unteren Stufe war 4.
Die Zusammensetzung des in diesem Beispiel beseitigten Abfalls wird wie folgt beschrieben.
Wasser: 61,6%
Asche: 10,0%
Brennstoffsubstanz: 28,4%
Unterer Heizwert: 950 kcal/kg
Die Betriebsbedingungen wurden so eingestellt, daß die Abgastemperatur an der Ofenoberseite ein geeigneter Wert sein konnte. Die Betriebsbedingungen werden wie folgt beschrieben. Wenn Abfall in den Abfallschmelzofen gefüllt wurde, wurden 60 kg Koks und 20 kg Kalkstein zu einer Tonne Abfall hinzugegeben. Luft mit normaler Temperatur wurde von den Blasdüsen der unteren Stufe in den Ofen geblasen, deren Volumen 185 Nm³ betrug, zu der reiner Sauerstoff mit normaler Temperatur, dessen Volumen 50 Nm³ betrug, hinzugefügt wurde, das heißt, es wurde ein Verbrennungsunterstützungsgas, das um insgesamt 38% angereichert wurde, in den Ofen geblasen. Luft mit normaler Temperatur, deren Volumen 340 Nm³ betrug, wurde von den Blasdüsen der oberen Stufe in den Ofen geblasen. Das Verhältnis des Volumens des Sauerstoffs, der von den Blasdüsen der oberen Stufe in den Ofen geblasen wurde, zum Gesamtvolumen des Sauerstoffs betrug 0,4. Das Volumen des aus den Blasdüsen der unteren Stufe in den Ofen geblasenen Sauerstoffs war 0,9 mal so groß wie das theoretische Volumen des Sauerstoffs, das zur Verbrennung erforderlich ist. Das Gesamtvolumen des Sauerstoffs pro eine Tonne Abfall betrug 159 Nm³. In diesem Abfallschmelzofen wurde Abfall mit einem Verhältnis von 3,0 t/h beseitigt.
Als Ergebnis wurden 76 kg Schlacke und 33 kg Metall pro eine Tonne Abfall im Ofen geschmolzen und nach außen aus dem Schlackenabzugsloch abgezogen. Zu dieser Zeit betrug die Temperatur der Schlacke 1480°C. Es wurde Abgas, das 57,6 N₂, 17,0% CO₂, 17,0% CO, 7,3% H₂ und 1,2% CH₄enthielt, dessen Temperatur 230°C betrug, an der Ofenoberseite erzeugt. In diesem Fall betrug das Volumen des so erzeugten Abgases 1520 Nm³ pro Tonne Abfall.
Das so erzeugte Abgas wurde durch eine Verbrennungsvorrichtung verbrannt, die mit dem Abfallschmelzofen verbunden war, und die Wärme wurde in einem Kessel und einem Wärmetauscher ausgetauscht, so daß die Wärme im Verbrennungsgas zurückgewonnen wurde.
Die Ergebnisse der obigen Beispiele werden in Tabelle 1 gezeigt.
Wie in der Tabelle 1 zu sehen ist, nehmen sowohl die Verbrauchseinheit von Koks und jene von reinem Sauerstoff im Fall zweistufiger Blasdüsen verglichen mit dem Fall einstufiger Blasdüsen ab. Im Fall von Abfall, dessen Wassergehalt hoch ist, ist es notwendig, die Bedingungen von Koks, reinem Sauerstoff und anderes zu ändern, um die Abgastemperatur auf einem geeigneten Wert zu halten. Wenn die vorliegende Erfindung angewendet wird, können die folgenden Vorteile bereitgestellt werden. Selbst wenn die Zusammensetzung des Abfalls beträchtlich geändert wird, ist es möglich, die Wärmeenergie, die unwirtschaftliche im Abgas emittiert worden ist, für die Reaktion zu nutzen, die im Ofen durchgeführt wird, so daß die Mengen verschiedener zu verwendender Hilfsmaterialien gesenkt werden kann und das Auftreten von Betriebsproblemen verhindert werden kann. Daher wird es möglich, den Betrieb stabil auszuführen. Das heißt, um die Hilfsmaterialien, wie Koks und reinen Sauerstoff entsprechend der Zusammensetzung des Abfalls effektiv zu nutzen und den Ofen zu betreiben, ohne Probleme zu verursachen, wird ein Verbrennungsunterstützungsgas dem Ofen zugeführt, das Sauerstoff von 130 bis 600 Nm³ pro eine Tonne Abfall enthält, und es wird von den Blasdüsen der oberen Stufe Verbrennungsunterstützungsgas so zugeführt, daß das von den Blasdüsen der oberen Stufe zugeführte Sauerstoffvolumen 0,2 bis 0,8 mal so groß wie das Gesamtvolumen des Sauerstoffs ist. Ebenso kann das folgende verstanden werden. Die Sauerstoffkonzentration, die im Verbrennungsunterstützungsgas enthalten ist, das von den Blasdüsen der unteren Stufe zugeführt wird, wird auf nicht weniger als 30% gehalten, und die zuzuführende Koksmenge wird so eingestellt, daß das Sauerstoffvolumen, das von den Blasdüsen der unteren Stufe zugeführt wird, einen Wert von nicht weniger als das 0,8-fache des theoretischen Sauerstoffvolumens annehmen kann, das zur Verbrennung von Koks erforderlich ist, und die Abgastem peratur an der eingefüllten Abfallschicht auf 150 bis 700°C gehalten wird.
In der vorliegenden Erfindung wird die Dicke der eingefüllten Abfallschicht durch eine Gewichtsmeßvorrichtung oder Ultraschallmeßvorrichtung in einer solchen Weise gemessen, daß das obere Endniveau der eingefüllten Abfallschicht durch die Meßvorrichtung detektiert wird. Wenn die Dicke der eingefüllten Abfallschicht geändert wird, wird das obere Endniveau der gepackten Schichten steigen und fallen gelassen.
Um die Dicke der gepackten Schichten zu senken, wird die Zufuhr des Abfalls, die zu dieser Zeit kontinuierlich oder im wesentlichen kontinuierlich durchgeführt wird, zeitweilig gestoppt, und wenn das obere Endniveau der gepackten Schichten ein vorbestimmtes Niveau erreicht, wird die Zufuhr des Abfalls wiederaufgenommen. Um die Dicke der gepackten Schichten zunehmen zu lassen, wird der Betrieb umgekehrt zum obigen durchgeführt.
Wenn der Abfall im dritten Beispiel entsprechend den folgenden Bedingungen beseitigt wird, ist es unmöglich, die Abgastemperatur bei 150°C zu halten. Die Bedingungen sind: (Höhe der gepackten Schichten)/(Innendurchmesser des Ofenbodens) = 2,0; die Höhe der gepackten Schichten beträgt 4 m; und der Abfall wird einer Zerkleinerungsbehandlung unterzogen, so daß die spezifische Oberfläche groß ist.
Daher war es nur dann möglich, die Abgastemperatur auf einen Wert von mehr 200°C zu halten, ohne die Bedingungen des Sauerstoffvolumens, der zuzuführenden Koksmenge und des Sauerstoffverhältnisses der unteren Stufe zu ändern, wenn die Höhe der gepackten Schichten durch den vorher beschriebenen Änderungsvorgang der Schichtendicke auf 3 m gesenkt wurde. Zu dieser Zeit wurde (Höhe der gepackten Schichten) / (Innendurchmesser des Ofenbodens) = 1,5, das heißt der Wert (Höhe der gepackten Schichten)/(Innendurchmesser des Ofenbodens) auf nicht weniger als 1,0 gehalten. Folglich wurde der Abgasstrom im Ofen nicht beeinflußt, und der Betrieb wurde stabil ausgeführt.
Beispiel 4
Als nächstes wird im folgenden ein Beispiel einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. Die 2(a) und 2(b) sind schematische Darstellungen des Abfallschmelzofens dieses Beispiels. 2(a) ist eine longitudinale Querschnittansicht des Abfallschmelzofens, und 2(b) ist eine transversale Querschnittansicht.
Die Struktur des Abfallschmelzofens ist dieselbe wie jene des herkömmlichen zuvor beschriebenen Schmelzofens. An jeder Blasdüse 3 der oberen Stufe ist ein Absperrventil 16 vorgesehen, um das Volumen des Verbrennungsunterstützungsgases der Blasdüse der oberen Stufe zu steuern.
Um in die Querschnittsrichtung zu detektieren, daß die gefüllten Materialien 1b heruntergekommen sind, und auch um die Bildung von Hohlräumen zu detektieren, sind in der vorliegenden Erfindung mehrere Thermometer 15 vorgesehen, die in die Querschnittsrichtung des Schachtabschnitts 1a in regelmäßigen Abständen angeordnet sind, und es sind mehrere Stufen von Thermometern 15 in die senkrechte Richtung des Ofens vorgesehen. Es werden die Temperaturen von Gas und Festkörpern im Schmelzofen durch diese Thermometer gemessen. Die Thermometer 15 sind an Positionen über den Blasdüsen 3 der oberen Stufe in einer solchen Weise angeordnet, daß die Thermometer 15 mit den Blasdüsen 3 der oberen Stufe ausgerichtet sind.
In der obigen Struktur messen die Thermometer die Temperaturen von Festkörpern, wenn die eingefüllten Materialien 1b stabil herabkommen. Folglich zeigen die Thermometer verhältnismäßig niedrige Temperaturen an. Wenn andererseits die eingefüllten Materialien 1b nicht stabil herabkommen und Hohlräume im Ofen gebildet werden, oder wenn ein lokal konzent rierter Gasstrom im Ofen erzeugt worden ist, kann die Wärme nicht ausreichend zwischen den Festkörpern und dem Gas im Ofen ausgetauscht werden. Folglich zeigen die Thermometer verhältnismäßig hohe Temperaturen an.
3 ist ein Zeitdiagramm dieses Beispiels.
Wenn die Thermometer 15a bis 15d, die in einer bestimmten Stufe angeordnet sind, in 3 Werte anzeigen, die nicht höher als ein vorbestimmter Wert sind, das heißt, wenn die Thermometer 15a bis 15d, die in einer bestimmten Stufe angeordnet sind, in 3 null anzeigen, messen die Thermometer 15a bis 15d die Temperaturen von Festkörpern. Folglich sind in diesen Abschnitten Festkörper im Ofen vorhanden, das heißt, die eingefüllten Materialien kommen stabil im Ofen herab. Daher werden die Absperrventile 16a bis 16d offen gehalten, und ein vorbestimmtes Volumen eines Verbrennungsunterstützungsgases der oberen Stufe wird in den Ofen geblasen.
Wenn andererseits zum Beispiel das Thermometer 15a einen Wert anzeigt, der einen vorbestimmten Wert überschreitet, wie durch die Bezugsziffer 1 des Thermometers 15a in 3 gezeigt, wird die Wärme unzureichend zwischen den Festkörpern und dem Gas im Ofen ausgetauscht, das heißt die eingefüllten Materialien kommen nicht stabil herab. Daher wird das Volumen des Verbrennungsunterstützungsgases der Blasdüse 3a der oberen Stufe durch das Absperrventil 16a vermindert, und die Volumina des Verbrennungsunterstützungsgases der Blasdüsen 3b, 3c, 3d der oberen Stufe werden erhöht. Wenn danach das Thermometer 15a einen Wert anzeigt, der niedriger als der vorbestimmte Wert ist, wird das Absperrventil 16a geöffnet, so daß das Volumen des Verbrennungsunterstützungsgases in der oberen Stufe auf den Anfangswert zurückgebracht wird.
Wenn das Volumen des Verbrennungsunterstützungsgases in der oberen Stufe, das in den Ofen geblasen wird, gesteuert wird, wie oben beschrieben, ist es möglich, daß die einge füllten Materialien stabil herabkommen, und zwischen dem Gas und den eingefüllten Materialien kann der Wärmeaustausch ausreichend durchgeführt werden. In einem Abschnitt, wo die eingefüllten Materialien nicht stabil herabkommen, sammelt sich eine große Wärmemenge an. Wenn daher das Volumen des Verbrennungsunterstützungsgases in der oberen Stufe vermindert wird, wird die erzeugte Wärmemenge gesenkt, so daß der Ofen thermisch ausgeglichen werden kann.
4 ist ein Zeitdiagramm eines weiteren Beispiels der vorliegenden Erfindung.
In 4 wird ein Betriebsverfahren gezeigt, in dem das Volumen des Verbrennungsunterstützungsgases der oberen Stufe, das aus jeder Blasdüse der oberen Stufe geblasen wird, zum Zweck der Stabilisierung des Ofenbetriebs periodisch erhöht und gesenkt wird, indem dafür gesorgt wird, daß die eingefüllten Materialien einheitlich im Ofen herabkommen. Am Beginn des Einblasen des Gases wird kein Verbrennungsunterstützungsgas der oberen Stufe aus der Blasdüse 3a des oberen Stufe geblasen, sondern es wird dasselbe Volumen des Verbrennungsunterstützungsgases der oberen Stufe aus jeder der restlichen Blasdüsen 3b, 3c, 3d der oberen Stufe in den Ofen geblasen. Dann wird, nachdem eine vorbestimmten Zeitspanne verstrichen ist, üblicherweise nachdem 10 Minuten vergangen sind, das Einblasen von Verbrennungsunterstützungsgas der oberen Stufe aus der Blasdüse 3b der oberen Stufe gestoppt, und gleichzeitig wird das Einblasen des Verbrennungsunterstützungsgases der oberen Stufe aus der Blasdüse 3a der oberen Stufe begonnen. Ferner wird, nachdem eine vorbestimmte Zeitspanne verstrichen ist, das Einblasen des Verbrennungsunterstützungsgases der oberen Stufe aus der Blasdüse 3c der oberen Stufe gestoppt, und gleichzeitig wird das Einblasen des Unterstützungsgases der oberen Stufe aus der Blasdüse 3b der oberen Stufe wiederaufgenommen. Ferner wird, nachdem eine vorbestimmte Zeitspanne verstrichen ist, das Einblasen des Verbrennungsunterstützungsgases der oberen Stufe aus der Blasdüse 3d der oberen Stufe gestoppt, und gleichzeitig wird das Einblasen des Unterstützungsgases der oberen Stufe aus der Blasdüse 3c der oberen Stufe wiederaufgenommen. Die obigen Bewegungen werden periodisch durchgeführt. Trotz des Stoppens des Einblasens von Gas aus jeder Blasdüse 3a bis 3d der oberen Stufe kann das Gesamtvolumen des Gases, das von den Blasdüsen der oberen Stufe pro Einheitszeit ausgeblasen wird, konstant gehalten werden.
Zum Beispiel wurde im Fall eines Abfallschmelzofens, dessen Durchsatz 20 Tonnen/Tag betrug, dessen Anzahl von Blasdüsenstufen 2 war, und dessen Anzahl von Blasdüsen 4 Stück/Stufe war, ein Gesamtvolumen von 400 Nm³/Stunde Verbrennungsunterstützungsgas der oberen Stufe hintereinander von den Blasdüsen der oberen Stufe 3a bis 3d für 10 Minuten in den Abfallschmelzofen geblasen, und danach wurde das Verbrennungsunterstützungsgas gesperrt. Das obige Muster wurde mehrere Male wiederholt. Als Ergebnis des obigen Betriebs des Schmelzofens wurde Abfall, dessen Zusammensetzung verhältnismäßig einheitlich war, effektiv beseitigt.
Jedoch im Fall der Beseitigung von Abfall, dessen Zusammensetzung merklich uneinheitlich war, kamen die eingefüllten Materialien nicht einheitlich herab, so daß die Anzeige der Thermometer einen vorbestimmten Wert überschritt. Folglich wurde der Betrieb des Schmelzofens wie folgt durchgeführt, um den Ofen stabil zu betreiben.
Das Volumen des Verbrennungsunterstützungsgases der oberen Stufe der Blasdüse 3a der oberen Stufe wurde durch das Absperrventil 16a gesenkt. Danach wurde, als sich die Anzeige des Thermometers 15a auf einen Wert änderte, der niedriger als der vorbestimmte Wert war, das Volumen des Verbrennungsunterstützungsgases der oberen Stufe durch das Absperrventil 16a entsprechend dem obigen Muster eingestellt. Auf diese Weise wurde der Abfallschmelzofen stabil betrieben. Hinsichtlich der Blasdüse 3d der oberen Stufe wurde der Betrieb auf dieselbe Weise durchgeführt, das heißt, wenn sich die Anzeige des Thermometers 15d auf einen Wert änderte, der höher als der vorbestimmte Wert war, wurde das Volumen des Verbrennungsunterstützungsgases der oberen Stufe der Blasdüse 3d der oberen Stufe durch das Absperrventil 16d gesenkt.
Wenn in dem Schmelzofen Hohlräume erzeugt werden, kann eine Reduzierung der Zeitspanne, die zum Füllen der Hohlräume mit eingefüllten Materialien notwendig ist, effektiver durch Senken des Volumens des Verbrennungsunterstützungsgas der oberen Stufe, um den Auftrieb zu senken, der den eingefüllten Materialien erteilt wird, als durch Erhöhen des Volumens des Verbrennungsunterstützungsgases der oberen Stufe, um die Behandlungsgeschwindigkeit der eingefüllten Materialien zu erhöhen, erreicht werden.
Industrielle Anwendbarkeit
Wenn die vorliegende Erfindung auf den Abfallschmelzofen angewendet wird, kann Wärmeenergie, die im Fall eines Schmelzofens des Stands der Technik unwirtschaftlich im Abgas emittiert wurde, effektiv für die Reaktion genutzt werden, die im Ofen durchgeführt wird. Daher ist es möglich, die Mengen verschiedener Hilfsmaterialien zu senken. Ferner kann dafür gesorgt werden, daß eingefüllte Materialien im Schmelzofen einheitlich herabkommen. Selbst wenn Hohlräume im Ofen erzeugt werden, ist es möglich, zu verhindern, daß die eingefüllten Materialien nicht einheitlich im Ofen herabkommen, und ferner ist es möglich, ein Versagen des Wärmeaustausches zwischen den eingefüllten Materialien und einem Gas zu verhindern, das durch einen lokale Konzentration des Gasstroms im Ofen verursacht wird.
Selbst wenn der Wärmeaustausch infolge der erzeugten Hohlräume nicht ausreichend durchgeführt werden kann, ist es möglich, die Erzeugung von Wärme durch Senken des Volumens des Verbrennungsunterstützungsgases der oberen Stufe zu unterdrücken. Daher kann die Temperatur des Gases gesenkt werden. Folglich kann verhindert werden, daß feuerfeste Stoffe an der Ofenwand lokal erwärmt werden, und die Lebensdauer der Vorrichtung kann verlängert werden.
Selbst wenn ein Gasstrom im Ofen konzentriert wird und die zwischen dem Abfall und dem Gas ausgetauschte Wärmemenge gesenkt wird, ist es erfindungsgemäß für den Ofen möglich, sich schnell von der obigen unerwünschten Bedingung zu erholen, und die Behandlungsgeschwindigkeit des Abfalls kann im Mittel erhöht werden. Ferner ist es möglich, die Querschnittsfläche des Abfallschmelzofens zu minimieren. Daher kann die Vorrichtung kompakt gemacht werden.
Selbst wenn ein konzentrierter Gasstrom im Ofen erzeugt wird, ist es möglich, das durch den konzentrierten Gasstrom verursachte Problem schnell zu lösen, und der Betrieb kann stabil durchgeführt werden. Daher kann in dem Fall, wo eine Stromerzeugungsvorrichtung installiert ist, die einen Kessel und eine Turbine aufweist, Energie effektiv zurückgewonnen werden, und die Stromerzeugungseffizienz kann im Mittel verbessert werden. Auf diese Weise kann Energie eingespart werden.

Claims

Schmelzverfahren für Abfall, in dem Abfall, der eine Brennstoffsubstanz enthält, und kohlenstoffhaltige massive Brennstoffe von einem oberen Abschnitt (11) eines Ofens (1) zugeführt werden, gepackte Schichten eingefüllten Abfalls, die Zonen der Trocknung (6), Wärmezersetzung (7) und der Verbrennung/des Schmelzens (8) aufweisen, im Ofen gebildet werden, geschmolzener Abfall aus einem unteren Abschnitt (13) des Ofens abgezogen wird, und Brennstoffgas aus einem oberen Abschnitt (12) des Ofens abgelassen wird, wobei der Ofen mit mehreren Stufen unterer Blasdüsen (2) in der Verbrennungs- und Schmelzzone und mehreren Stufen oberer Blasdüsen (3) an den oberen Positionen der unteren Blasdüsen versehen ist, wobei das Schmelzverfahren für Abfall die Schritte aufweist: Verbrennung hauptsächlich kohlenstoffhaltiger massiver Brennstoffe durch Zufuhr von Verbrennungsunterstützungsgas der unteren Stufe, das Sauerstoff enthält; Zuführen von Sauerstoff mit 130 bis 600 Nm³ pro eine Tonne Abfall, der sowohl im Verbrennungsunterstützungsgas der oberen als auch der unteren Stufe enthalten ist, wenn ein Anteil des Abfalls durch Zufuhr von Verbrennungsunterstützungsgas der oberen Stufe verbrannt wird; Zuführen von Verbrennungsunterstützungsgas der oberen Stufe aus den Blasdüsen der oberen Stufe, so daß ein Verhältnis der Sauerstoffmenge, die von den Blasdüsen der oberen Stufe zugeführt wird, zum Gesamtbetrag der Sauerstoffmengen, die sowohl von den Blasdüsen der oberen als auch der unteren Stufe zugeführt werden, 0,2 bis 0,8 betragen kann; und Steuern einer Sauerstoffmenge, die von den Blasdüsen der unteren Stufe zugeführt wird, so daß eine Sauerstoffmenge, die von den Blasdüsen der unteren Stufe zugeführt wird, nicht kleiner als das 0,8-fache der theoretischen Sauerstoffmenge sein kann, die zur Verbrennung der kohlenstoffhaltigen massiven Brennstoffe erforderlich ist, wodurch die Temperatur des Brennstoffabgases an den gepackten Abfallschichten auf 150 bis 700°C gehalten wird, und wobei die Abgastemperatur an den gepackten Schichten gesteuert wird, indem die Dicke der gepackten Schichten eingestellt wird.
Schmelzverfahren für Abfall nach Anspruch 1, wobei eine Menge des Verbrennungsunterstützungsgases aus den mehreren Blasdüsen (3) der oberen Stufe, die in die Querschnittsrichtung des Abfallschmelzofens (1) angeordnet sind, durch Messung der Temperaturen in die Querschnittsrichtung des Schachtabschnitts (1a) des Abfallschmelzofens und auch in die senkrechte Richtung gesteuert wird, und die Menge des Verbrennungsunterstützungsgases der Blasdüsen (3) der oberen Stufe eingestellt wird, wenn die detektierten Temperaturen außerhalb vorbestimmter Bereiche liegen.
Schmelzverfahren für Abfall nach Anspruch 1, wobei die Sauerstoffkonzentration eines Verbrennungsunterstützungsgases der unteren Stufe nicht niedriger als 30% ist, und die Sauerstoffkonzentration eines Verbrennungsunterstützungsgases der oberen Stufe nicht höher als 21% ist.
Schmelzverfahren für Abfall nach Anspruch 1, wobei der Kohlenstoffgehalt in den kohlenstoffhaltigen massiven Brennstoffen nicht kleiner als 30 Trocken-% ist, und der Aschengehalt in den kohlenstoffhaltigen massiven Brennstoffen nicht größer als 70 Trocken-% ist.
Schmelzverfahren für Abfall nach Anspruch 1, wobei die Dicke der gepackten Schichten den folgenden Ausdruck erfüllt. H/D ≥ 1 wobei H: Dicke der gepackten Schichten, die die Höhe (m) von der Mitte des Endes der Blasdüse (2) der unteren Stufe zum oberen Ende der gepackten Schichten ist, und D: minimaler Innendurchmesser (m) des Ofens (1), der üblicherweise der Innendurchmesser des Ofens in der Verbrennungs- und Schmelzzone (8) im Ofenbodenabschnitt ist.