EP0385098B1 - Drehrohrofen mit radialer Lufteinblasung durch das Futter - Google Patents

Drehrohrofen mit radialer Lufteinblasung durch das Futter Download PDF

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EP0385098B1
EP0385098B1 EP90101366A EP90101366A EP0385098B1 EP 0385098 B1 EP0385098 B1 EP 0385098B1 EP 90101366 A EP90101366 A EP 90101366A EP 90101366 A EP90101366 A EP 90101366A EP 0385098 B1 EP0385098 B1 EP 0385098B1
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combustion air
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Francesco Ferrero
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OFFICINE MECCANICHE FERRERO SpA
Ferrero SpA
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OFFICINE MECCANICHE FERRERO SpA
Ferrero SpA
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    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/20—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor having rotating or oscillating drums
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23M—CASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F23M5/00—Casings; Linings; Walls
    • F23M5/02—Casings; Linings; Walls characterised by the shape of the bricks or blocks used
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2203/00—Furnace arrangements
    • F23G2203/20—Rotary drum furnace
    • F23G2203/207—Rotary drum furnace with air supply ports in the sidewall

Definitions

  • this invention will permit to blow primary air in prefixed and independent adjustable quantities below the mass of material to be incinerated, in various sections along the longitudinal furnace axis, while a controlled amount of secondary air is directly let into the combustion chamber, in the free space above the fuel bed, thus obtaining an optimum combustion which is carefully controlled during all process stages.
  • the combustion air is blown in through a longitudinal piping system 10, mounted along the peripheral shell plating 1; these pipes are placed in parallel and at equal distance, having their axis parallel to the generating line of the shell, as shown in fig. 1 and 2.
  • each valve in each furnace zone S1, S2 and S3 is adjusted twice: once to control the primary air flow rate below the fuel bed and once to adjust the secondary air flow rate in the upper furnace zone occupied by air and gaseous combustion products.

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Incineration Of Waste (AREA)
  • Muffle Furnaces And Rotary Kilns (AREA)
  • Drying Of Solid Materials (AREA)

Claims (10)

  1. Röhrenförmiger Drehofen, der spezifisch für die Verbrennung von Brennstoff jeglicher Art bestimmt ist und der sich um eine in bezug auf die horizontale Ebene leicht geneigte erste Achse (X - X') dreht,
       wobei der Ofen umfasst:
       einen innen mit feuerfesten, keilförmigen Ziegeln (2,3) ausgekleideten Ofenmantel (1), wobei der Mantel (1) Löcher (11) aufweist, durch welche die Verbrennungsluft strömt und wobei die Löcher (11) so ausgebildet sind, dass sie mit Hilfe von Ventilen (12) verschlossen werden können;
       einen Zuführkanal (8), durch den das zu verbrennende Material in den Ofen gelangt;
       abgedichtete Mittel (27, 28) zum Abzug der Abgase und Mittel oder Dichtungen (27, 28, 30), um die Asche zu den Löschbecken (25) zu transportieren;
       parallel verlaufende Längskanäle bzw. Leitungen (10) ausserhalb des Ofenmantels (1) zur Zufuhr von Verbrennungsluft zu einer Anzahl von Löchern (14, 15, 16) und Ventilen (12);
       und wobei die keilförmigen Ziegel (2, 3) schräg ausgebildete Kanäle (17) und Öffnungen (18) aufweisen, welche das Luftzuführsystem mit dem Ofeninnenraum verbinden;
       um den Verbrennungsvorgang in dem Drehofen zu verbessern, indem Primärverbrennungsluft in die verschiedenen Ofenabschnitte unterhalb der Brennstoffmasse und Sekundärverbrennungsluft in den mit Gas gefüllten Raum oberhalb der brennenden Abfallmasse geblasen wird, dadurch gekennzeichnet, dass:
    - er weiters einen Brenner zum Anzünden des Ofens umfasst, der in einer geeigneten Durchgangsleitung (9) untergebracht ist, durch die auch Sekundärluft zugeführt werden kann;
    - die feuerfesten Ziegel, mit denen der Ofenmantel ausgekleidet ist, zum Teil Vollziegel (2) und zum Teil Hohlziegel (3) sind, so dass die letzteren ringförmige Verteilungskammern (14, 15, 16) für die Verbrennungsluft bilden und mit den längs verlaufenden Kanälen bzw. Leitungen (10) verbunden sind, wobei die schräg verlaufenden Kanäle (17) und Öffnungen (18) an den keilförmigen Hohlziegeln (3) ausgebildet sind, welche somit die Verteilungskammern (14, 15, 16) mit dem Ofeninnenraum verbinden;
    - die Ventile (12) mit automatischen Regulationsvorrichtungen ausgestattet sind;
    - die längs verlaufenden Kanäle bzw. Leitungen (10) zum Ofenkopf hin zusammenlaufen, welcher dem Ende, an dem der zu verbrennende Abfall in den Ofen eingefüllt wird, gegenüberliegt, und dabei eine "Einströmspinne" bilden (von C1 bis C24);
    - ein Verteiler sowohl für Primär- als auch für Sekundärverbrennungsluft im Mittelpunkt der Spinne angeordnet ist (C1 - C24) und zwei Vorrichtungen bildet, von denen die innere feststehend ist (20b) und durch eine Gelenkkupplung (24) mit dem Lufteinlassrohr (19) verbunden ist, wogegen die äussere Vorrichtung (20a), die zu der ersteren koaxial verläuft, sich mit dem Ofen mitdreht und einen torischen Ring mit trapezförmigen Abschnitten bildet, der durch Trennplatten (21) in Kammern (C) unterteilt ist, welche jeweils mit der Spinne und mit den entsprechenden längs verlaufenden Kanälen bzw. Leitungen (10) verbunden sind;
    - die zylinderförmige Innenfläche des äusseren torischen Rings bzw. der "Ringleitung" (20a), welche die Spinnenkammern (C) bildet, offen ist, wogegen die Aussenoberfläche der inneren Vorrichtung (20b) zwei Öffnungen aufweist, wobei die erste Öffnung (F1) es erlaubt, Primärverbrennungsluft in den Ofenbereich unterhalb des brennenden Materials zu blasen, während die zweite Öffnung (F2) es erlaubt, Sekundärluft in den mit Gas gefüllten Bereich oberhalb des brennenden Materials zu blasen;
    - die zweite Öffnung (F2), durch welche Sekundärverbrennungsluft zugeführt wird, mit einer Schleusenklappe (42) zur Regulierung des Luftstroms ausgestattet ist.
  2. Röhrenförmiger Drehofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das automatische Regulationssystem der Ventile (12) und Löcher (11), durch welche Verbrennungsluft aus den Längskanälen (10) in die ringförmigen Verteilungskammern (14, 15, 16) geblasen wird, umfasst:
    - ein Drehscheibenventil (12) für jedes Loch (11)
    - einen Drehstift (32) für jedes Ventil (12), der sich in einer an dem Drehofen befestigten Trägervorrichtung (33) dreht;
    - einen Arm (13), von dem ein Ende mit dem Drehstift (32) verbunden ist, so dass die Ventilöffnung nach Belieben von teilweise bis gänzlich offen bzw. geschlossen reguliert werden kann.
  3. Röhrenförmiger Drehofen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Arme (13), welche die zu den ringförmigen Verteilungskammern (14, 15, 16) führenden Ventile (12) betätigen, eine doppelte V-Form aufweist, mit einem zusätzlichen Fortsatz (13a), der an seinem freien Ende eine Leitrolle (34) trägt, die bei der Drehung des Ofens mit einer keilförmigen Leitvorrichtung (36) in Eingriff steht, welche von einem Stift (37) getragen wird, der mit dem feststehenden Ofengerüst verankert ist und mit zwei einstückig damit ausgebildeten Krempen (P, P') ausgestattet ist, welche in Richtung auf die Bewegung der Leitrolle (34) hin zusammenlaufen und die eine Öffnung mit einem grösseren Durchmesser als die Leitrolle (34) freilassen und die sich mittels eines Hydrozylinders (40) um den oben erwähnten Stift in einem Winkelbereich γ hin und her drehen lassen, wobei alle Arme (13) durch Stangen (41) miteinander verbunden sind, so dass es möglich ist, alle Ventile (12) einer ringförmigen Verteilungskammer (14, 15, 16) mit Hilfe des Doppelarms (13, 13a) eines einzigen Ventils, der Stangen (41) und der einfachen Arme (13) gleichzeitig zu betätigen.
  4. Röhrenförmiger Drehofen nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen unterschiedlichen Öffnungsgrad der Primär- und Sekundärverbrennungsluftventile zum Einlassen der Luft in die ringförmigen Verteilungskammern (14, 15, 16), wobei zwei keilförmige Leitvorrichtungen (36, 36') zur Verfügung stehen, die untere Leitvorrichtung für die Primärluftzufuhr und die obere Leitvorrichtung für die Sekundärluftzufuhr, und wobei alle Ventile mit einem Doppelarm (13, 13a) und mit Spannscheiben zwischen dem Stift (32) und der Trägervorrichtung (33) ausgestattet sind, um zu verhindern, dass sich die Ventile (12) von selbst verdrehen, so dass diese Ventile der Reihe nach durch unterschiedliche Öffnung und Zufuhr der benötigten Primär- und Sekundärluftstrommengen eingestellt werden können.
  5. Röhrenförmiger Drehofen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ebensoviele keilförmige Leitvorrichtungen (36) vorhanden sind wie Ventile (12) mit einem Doppelarm (13, 13a), wodurch eine individuelle Einstellung der Strömungsmenge für jedes Ventil ermöglicht wird.
  6. Röhrenförmiger Drehofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die in den feuerfesten Hohlkegeln (3) ausgebildeten Kanäle (17) in einem der Drehrichtung des Ofens entgegengesetzten Neigungswinkel verlaufen, während ihre Achse t--t' tangential zu einem entsprechenden Umfangsabschnitt verläuft und über einen etwas kleineren Durchmesser (d) verfügt als der konzentrische I/D (D) der feuerfesten Verkleidung.
  7. Röhrenförmiger Drehofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das innere, feststehende Element (20b) des Verteilers durch einen Bügel (45) mit dem feststehenden Ofengerüst verankert ist und von dem äusseren, sich drehenden Element (20a), welches auf den Lagern (22, 23) ruht, unterstützt wird, wobei eine ringförmige Dichtung (44) zwischen dem feststehenden (20b) und dem sich drehenden Element (20a) angeordnet ist.
  8. Röhrenförmiger Drehofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Längskanäle (10) am Ofen zu Gruppen zusammengefasst sind, so dass ein Zwischenraum (W) für die Entfernung von Gasen und Asche frei bleibt.
  9. Röhrenförmiger Drehofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die in dem letzten Ofenabschnitt (S5), in welchem Gas und Asche entfernt werden, in Gruppen zusammengefassten Längskanäle (10) durch feuerfeste, kegelförmige Ziegel (31) geschützt sind.
  10. Verfahren zum Betrieb des Ofens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Schritte, dass:
    - das Brennmaterial durch den Kanal (8) in einen ersten Ofenbereich (S1) geleitet wird, in dem das Material erhitzt und getrocknet wird, bis es durch Wärmestrahlung und durch den Kontakt mit der weissglühenden, feuerfesten Ofenauskleidung zur Selbstentzündung kommt, wobei nur eine geringe Menge an Primärluft durch die feuerfesten Kegelsteine (3) und durch die ringförmige Verteilungskammer (14) dieses Abschnitts geblasen wird;
    - in einem zweiten Bereich (S2) das aus dem ersten Bereich (S1) kommende Material konzentriert und einem raschen Verbrennungsvorgang unterzogen wird, während es durch thermisches Kracken und unter Freisetzung von brennbaren Gasen und hochreaktiven, porösen Kohlepartikeln zerfällt, wobei durch die entsprechende, ringförmige Kammer (15) in diesem zweiten Bereich eine sehr grosse Luftmenge zugeführt wird;
    - in einem darauffolgenden dritten Ofenbereich (S3) das aus dem Bereich (S2) kommende Material oxydiert wird und es zur Verbrennung der kohlehaltigen Rückstände kommt, die Temperatur des Materials und der Gase dabei ihre Höchstwerte erreicht und die Luftstrommenge reguliert und so eingestellt wird, dass die Temperatur niemals den Schmelzpunkt bzw. den Sinterpunkt der Asche überschreitet;
    - in dem darauffolgenden vierten Ofenbereich (S4) sich die Verbrennung des aus dem dritten Bereich (S3) kommenden Materials ohne weitere Zuführung von Primärverbrennungsluft erschöpft;
    - in dem letzten Bereich (S5) die Gase abgeführt werden, wobei die ungebundene Wärme wiederverwendet wird, wogegen die noch glühende Asche in die Löschbecken (25) fällt.
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