EP0621449B1

EP0621449B1 - Verfahren zum Verbrennen von Kehricht auf einem Verbrennungsrost sowie Verbrennungsrost zur Ausübung des Verfahrens und Rostplatte zur Herstellung eines solchen Verbrennungsrostes

Info

Publication number: EP0621449B1
Application number: EP93810393A
Authority: EP
Original assignee: Doikos Investments Ltd
Current assignee: Doikos Investments Ltd
Priority date: 1993-04-20
Filing date: 1993-06-01
Publication date: 1995-08-09
Anticipated expiration: 2013-06-01
Also published as: DK0621449T4; US5673636A; EP0621449A1; DE59300462D1; CA2138666C; CZ320294A3; NO932063L; WO1994024487A1; CZ282274B6; NO932063D0; CN1105871C; JP2935752B2; DK0621449T3; ATE126342T1; CN1107282A; JPH07508829A; FR2704303B3; CA2138666A1; ES2080601T3; ES2080601T5

Description

Die Erfindung betrifft in erster Linie eine Rostplatte zur Herstellung eines Verbrennungsrostes und einen aus einer Mehrzahl derartiger Rostplatten aufgebauten Verbrennungsrost zur Verbrennung von Kehricht. In zweiter Linie betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Verbrennen von Kehricht auf einem derartigen Verbrennungsrost.
Verbrennungsroste sind seit jeher für die Verbrennung von Kehricht bekannt. Von einem besonderen Typ Verbrennungsrost ist dabei der sogenannte Schubverbrennungsrost, welcher bewegliche Teile einschliesst, die geeignetsind, Schürhübe auszuführen, wodurch das Brenngutaufdem Rost gefördert wird. Grundsätzlich sind dabei die Vorschub- von den Rückschubrosten zu unterscheiden. Auf den ersteren wird das Brenngut in Vorwärtsrichtung zur Brenngut-Beschickung gefördert, auf den letzteren in Rückwärtsrichtung dazu. Die in Vorwärtsrichtung nach abwärts geneigten Rückschubroste und Vorschubroste sind seit Jahrzehnten bekannt und haben eine grosse Verbreitung in Kehrichtverbrennungsanlagen gefunden. Obwohl sich die vorliegende Erfindung ganz allgemein aufVerbrennungs-Schubroste bezieht, egal ob diese das Brenngut vorwärts oder rückwärts zur Beschickungsrichtung fördern, wird zunächst auf den Vorschubrost eingegangen.
Am besten kann man sich einen solchen konventionellen Vorschubrost vorstellen, wenn man sich ein gewöhnliches Ziegeldach vor Augen führt. Die einzelnen Ziegel stellen dann die einzelnen sogenannten Roststäbe des Vorschubrostes dar, während eine horizontal verlaufende Reihe von Ziegeln einer horizontal verlaufenden Reihe von Roststäben entspricht, welche zusammen je eine einzelne Roststufe bilden. Jede Roststufe überlappt somit die nächsttiefer angeordnete. Die typische Neigung eines Verbrennungs-Vorschubrostes beträgt dabei etwa 20 Winkelgrade, kann aber auch grösser oder kleiner sein. Bei einem solchen Vorschubrost ist nun jede zweite Roststufe ortsfest angeordnet und die dazwischenliegenden Roststufen sind mechanisch beweglich gelagert. Eine mechanische Antriebsvorrichtung sorgt dafür, dass jede solche zweite Roststufe einen Schürhub ausführt, welcher darin besteht, dass diese Roststufen in Fallrichtung ihrer Neigung hin und her bewegbar sind. Damit wird erreicht, dass der auf dem Vorschubrost liegende, brennende Kehricht bei einer hohen Verweilzeit von 45 bis 120 Minuten ständig umgelagert und auf dem Rost gleichmässig verteilt wird. Am oberen Rostanfang wird der Vorschubrost mit Kehricht beschickt. In diesem sogenannten Beschickungsbereich wird der ankommende Kehricht vorerst durch die auf ihn einwirkende Wärmestrahlung getrocknet. Danach folgt ein Bereich auf dem Vorschubrost, in welchem die Vergasung einsetzt, in der nämlich die festen Bestandteile des Kehrichts in den gasförmigen Zustand wechseln und Energie freisetzen.
Im Vergleich zum Vorschubrost ist der Rückschubrost mit einem Ziegeldach mit umgekehrter Neigung zu vergleichen. Er bringt den Vorteil, dass die Glutmasse zum Rostanfang zurückgeschoben wird. Vom Rostanfang bis zu seinem Ende erstreckt sich überlappend die Primärverbrennung. Dieses intensive, direkt am Rostanfang beginnende Kehrichtfeuer ist ein wesentliches Merkmal bei einem Rückschubrost. Es entsteht, indem bereits brennende Kehrichtbestandteile mit der aufwärts gerichteten Förderwirkung des Rostes mit noch nicht gezündeten Brenngutanteilen zusammengebracht und gemischt werden, wodurch eine Zone sehr hoher Temperatur mit grosser Verbrennungsintensität bereits am Rostanfang erzeugt wird. Die Schürbewegung besteht einerseits aus der natürlichen Abwärtsbewegung des Brenngutes infolge der Schwerkraft und der entgegengesetzt wirkenden Schubbewegung des Rostes. Gleichzeitig lässt sich damit eine Pufferwirkung gegenüber Heizwertschwankungen des Brenngutes erzeugen, indem ein Abreissen der Zündung oder ein Weglaufen des Feuers in Richtung Rostende zuverlässig verhindert wird. Solche Rückschubroste sorgen für eine gleichmässig hohe Brennschicht ohne Löcher, die den Rost unbedeckt lassen würden und damit zu seinem thermischen Verschleiss führen würden.
Die einzelnen Roststäbe bestehen unabhängig vom Rosttyp aus einem Chromstahl-Guss, welcher eine hohe Verschleissfestigkeit und Hitzebeständigkeit gewährleisten soll. An den Seitenflächen sind die Roststäbe maschinell plangeschliffen, um ein dichtes Aneinanderliegen und damit für die von unten anströmende Primärluft einen hohen Strömungswiderstand des Rostbelages bei einer möglichst geringen Menge an Rostdurchfall zu erreichen. Die Primärluft tritt über einen ebenfalls aus der Seitenfläche herausgeschliffenen Spalt im Bereich des Kopfendes des Roststabes in das Brennbett ein. Das Kopfende wird vom nach unten nächstfolgenden, überlappenden Roststab überstrichen, was diese Luftspalten freihalten soll. Um ausserdem einen weiteren Reinigungseffekt zu erzielen, erfolgt die Hin- und Herbewegung der benachbarten Roststäbe etwas phasenverschoben, sodass eine Relativbewegung zwischen ihnen entsteht, welche dazu beiträgt, dass die Lüftungsschlitze nicht verstopfen. Eine möglichst zu jeder Zeit und an jedem Ort des Rostes definierte Verbrennungsluftzufuhr ist die wichtigste Voraussetzung für den Betrieb einer Kehrichtfeuerung, die möglichst niedrige Emissionen aufweisen soll. Hierzu wird die Primärluft in der Rostlängsrichtung dem Brennbett über 5 bis 6 separate Luftzonen zugeführt. Bei neueren Anlagen wird die Zufuhr der Verbrennungsluft zu jeder solchen einzelnen Luftzone separat gemessen und geregelt. Dies erfolgt entweder über Zuleitungsrohre mit Venturi-Mess-Stellen oder Druckmessungen über die einzelnen Blenden, die jeder Primärluftzone zugeordnet sind. Eine genaue Kontrolle der Luftverhältnisse unter dem Rost an jeder Stelle wird dadurch weitgehend sichergestellt. Weitere Luft wird der Verbrennung als sogenannte Sekundärluft von oberhalb des Rostes zugeführt. Dieser Sekundärluftanteil macht etwa 25 bis 35% der Gesamtverbrennungsluft aus und wird über Luftdüsen von 50 bis 90 mm Durchmesser von oben auf das Brenngut zugeführt. Die durchschnittliche Betriebstemperatur der Roststäbe in der Hauptbrennzone des Rostes liegt nur etwa 50° C über der eingestellten Primärlufttemperatur und somit etwa bei 200° C, wobei aber die Oberfläche Temperaturen von 800 bis 1'100 °C aushalten muss. Die Standzeit eines Roststabes ist jedoch praktisch nur von seiner mechanischen, thermischen und chemischen (Oxidation in saurem Milieu) Verschleissfestigkeit abhängig. Je nach Fabrikat erreicht man zwischen 5'000 bis 35'000 Stunden Standzeit. Weil die Roststäbe infolge der immer noch grossen Temperaturdifferenzen zwischen Betrieb und Nichtbetriebszustand einer erheblichen Dilatation unterworfen sind, die sich direkt auf die von ihnen gebildete Rostbreite auswirkt, weist ein Rückschubrost Ausgleichssegmente auf. Diese bestehen meist aus beweglichen Mittelstückplatten und beweglichen Seitenplatten des Rostes, welche diese Dilatation zu kompensieren vermögen.
Aus der FR-A 2'587'092 ist ein Rost bekanntgeworden, der aus zwei perforierten, in Abstand zueinander parallel verlaufenden Blechen besteht, wobei die Perforationslöcher übereinanderliegen und mit konischen, eingeschweissten Rohren verbunden sind. Der Hohlraum ist von Wasser durchströmbar. Ein derartiger einstückiger Rost ist allerdings zum Einbau in eine Kehrichtverbrennungsanlage undenkbar, denn hier weisen die Roste lichte Breiten von mehreren Metern auf und die Länge solcher Roste misst in der Regel ein Mehrfaches der Breite. Dass eine einzelne Rostbahn aus einer einzigen geneigten Platte aus einem oberen und einem unteren Blech gemäss FR-A 2'587'092 besteht, wäre aus verschiedenen Gründen nicht möglich: Erstens wäre eine solche Plattenkonstruktion für das Handling viel zu schwer, zweitens würden unüberwindbare Dilatationsprobleme entstehen, die zu inneren Spannungen und zum Verziehen einer solchen Platte führen würden, und drittens wäre die Müllförderung auf dem Rost nicht beeinflussbar, was für die Erzielung eines einigermassen optimalen Verbrennungsprozesses aber unerlässlich ist.
Aus der US-A 5'033'396 ist ein Rost aus horizontalen und geneigten Abschnitten bekanntgeworden, die treppenförmig nach unten versetzt sind. Die einzelnen Rostelemente weisen Düsen für die Zufuhr von Primärluft auf.
Die FR-A 2'247'134 offenbart einen Rost aus mehreren stapelförmig aufeinanderliegenden Elementen, wobei die Rostoberfläche in ihrer Gesamtheit eine Abwärtsneigung in Förderrichtung aufweist, während die einzelnen Elemente gegen die Förderrichtung hin nach unten geneigt sind. Die Elemente sind ausserdem gegeneinander bewegbar.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es in erster Linie, einerseits eine Rostplatte zu schaffen, mittels einer Anzahl derselben sich ein Schub-Verbrennungsrost herstellen lässt, und somit ist es andrerseits eine Aufgabe der Erfindung, einen derartigen Schub-Verbrennungsrost zu schaffen, welcher bedeutend kostengünstiger in der Herstellung ist, eine bedeutend längere Standzeit als herkömmliche Schubverbrennungsroste erreicht, nur noch einer minimalen Dilatation unterworfen ist, sodass entsprechende Ausgleichssegmente entfallen können, und welcher einen kleineren Rostdurchfall aufweist als herkömmliche Verbrennungsroste, sowie der in einer speziellen Ausführung auch eine gezieltere Primärluftzufuhr ermöglicht.
In zweiter Linie ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, basierend auf der erfindungsgemässen Rostplatte und dem erfindungsgemässen Schubverbrennungsrost ein Verfahren zu schaffen, welches eine besser optimierte Verbrennung des Kehrichts auf einem Verbrennungsrost erlaubt, indem der Schlackendurchfall reduziert wird und der Verbrennungsrost auf einem tieferen Temperaturniveau haltbarwird, sodass die Primärluftzufuhr so gesteuert werden kann, dass ein optimales Feuerraum-Temperaturspektrum erzielt wird und so der Heizwert des zu verbrennenden Kehrichts besser ausgenutzt wird. Die erste Aufgabe wird einerseits gelöst von einer Rostplatte zur Herstellung eines Verbrennungsrostes bzw einer Rostbahn zum Verbrennen von Kehricht, deroderdie aus mehreren zueinander beweglichen Roststufen besteht, wobei sich die Rostplatte durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 auszeichnet.
Eine solche Rostplatte ersetzt eine ganze Reihe von herkömmlichen Roststäben und bildet so eine volle Roststufe. Ihre Herstellung ist bedeutend einfacher und kostengünstiger als jene von Roststäben aus Chromstahlguss. Weil sie kühlbar ist, ist sie nur einer geringfügigen Dilatation unterworfen, sodass ein Ausgleich dieser Dilatation entfallen kann. Der Rostdurchfall ist stark reduziert, weil sich die Rostplatte über die ganze Breite des Rostes erstreckt.
Die erste Aufgabe wird andrerseits gelöst von einem Verbrennungsrost zum Verbrennen von Kehricht, der aus mehreren zueinander beweglichen Roststufen besteht und sich dadurch auszeichnet, dass er aus einer Mehrzahl von Rostplatten gemäss einem der Patentansprüche 1 bis 6 besteht, und sich weiter durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 7 auszeichnet.
Die zweite Aufgabe wird gelöst von einem Verfahren zum Verbrennen von Kehricht auf einem Verbrennungsrost, dessen Inneres von einer Flüssigkeit durchströmt wird, welche den Verbrennungsrost temperiert, und der von einer Vielzahl von Löchern durchsetzt ist, die von durchgehenden Rohrabschnitten gebildet sind, durch welche dem Feuer von unterhalb des Verbrennungsrostes Luft zugeführt wird, wobei sich das Verfahren durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 12 auszeichnet.
Durch die Kühlung kann der Rost auf einer tieferen Temperatur gehalten werden und kann deswegen aus wenigen durchgehenden Rostplatten bestehen, sodass die Anzahl Schlitze, durch welche Schlacke durch den Rost fallen kann, reduziert ist. Weiter ermöglicht die im Betrieb relativ tiefe Temperatur des Rostes, dass optional an seiner Unterseite Primärluft-Zuleitungen direkt an den Rost angeschlossen werden können, wodurch die Primärluft lokal ganz gezielt zugeführt werden kann. Ein solcher Rost erlaubt es, ein geometrisch annähernd definiertes Feuer zu fahren, indem die Primärluftzufuhr sehr gezielt erfolgen kann. Damit wird ein besserer Ausbrand erzielt und damit auch eine höhere Kesseleffizienz und bessere Rauchgaswerte. Ausserdem sind die Standzeiten eines solchen Rostes sehr viel grösser und die Gestehungskosten erheblich tiefer. Schliesslich ist der Schlackendurchfall stark reduziert.
Anhand der Zeichnungen wird eine beispielsweise Rostplatte sowie ein aus einer Mehrzahl solcher Rostplatten hergestellter Verbrennungsrost beschrieben und dessen Funktion sowie auch das mit ihm betriebene erfindungsgemässe Verfahren werden im einzelnen erläutert.
Es zeigt:

Figur 1 : Eine einzelne Rostplatte eines Verbrennungsrostes;
Figur 2 : Eine einzelne Rostplatte eines Verbrennungsrostes mit Schikanen, teilweise aufgeschnitten;
Figur 3 : Einen schematischen Querschnitt durch einen Verbrennungsrost aus einer Mehrzahl von Rostplatten, wobei a) und b) zwei unterschiedliche Momentaufnahmen im Betrieb dieses Verbrennungsrostes zeigen, dessen bewegliche Rostplatten Schürhübe ausführen;
Figur 4 : Einen geneigten Verbrennungsrost aus Rostplatten in einer Ausführung als Rückschubrost;
Figur 5 : Ein unterhalb des Verbrennungsrostes anzubauender Zuluft-Siphon mit Rostdurchfallbehälter und die Vorrichtung zu dessen ferngesteuerter Entleerung.

Um das Verständnis des erfindungsgemässen Verfahrens zu erleichtern wird zunächst die zu dessen Ausübung nötige Rostplatte sowie der aus solchen Rostplatten konstruierte Verbrennungsrost beschrieben. In der Figur 1 ist eine einzelne Rostplatte 1 eines solchen Verbrennungsrostes in perspektivischer Darstellung gezeigt. Die beispielsweise Ausführung der Rostplatte 1 besteht aus zwei Chromstahl-Blechschalen, nämlich aus einer Schale für die Rostplatten-Oberseite 2 und einer Schale für die Rostplatten-Unterseite 3. Die beiden Blechschalen 2,3 sind miteinander verschweisst. Hierzu sind ihre Ränder vorteilhaft so geformt, dass die beiden Schalen 2,3 mit ihren Rändern etwas ineinandergestülpt werden können. Die beiden Stirnseiten des so entstandenen Hohlprofils werden mit Abschlussblechen dicht verschweisst. In der Zeichnung ist das hintere Abschlussblech 4 eingesetzt, während die vordere Stirnseite 5 noch frei ist und Einblick in das Innere des Hohlprofils gewährt. Nach Zuschliessen beider Stirnseiten wird im Inneren der Rostplatte 1 ein nach aussen hin abgedichteter Hohlraum gebildet. Auf beiden Seiten der Rostplatten-Unterseite 3 befinden sich je ein Anschluss-Stutzen 6,7 zum Anschliessen einer Zu- und Abfuhrleitung für ein die Rostplatte 1 durchströmendes Medium. Dieses Medium wird grundsätzlich zum Temperieren der Rostplatte 1 benützt und ist eine Flüssigkeit. Die Kühlflüssigkeit kann dabei zum Beispiel Wasser oder Öl oder eine andere zum Kühlen geeignete Flüssigkeit sein. Umgekehrt kann die Flüssigkeit aber auch zum Erwärmen der Rostplatte 1 eingesetzt werden. Je nach Wahl des Mediums kann dieses je nach Bedarf sowohl zum Kühlen wie auch zum Erwärmen, also ganz allgemein zum Temperieren der Rostplatte 1 eingesetzt werden. An der Rostplatten-Oberseite 2 und an der Rostplatten-Unterseite 3 befinden sich Öffnungen 8,9, wobei die Öffnungen 8 an der Oberseite 2 kleiner sind als die Öffnungen 9 an der Unterseite 3. Die auf der Rostplatten-Oberseite 2 und der Rostplatten-Unterseite 3 gegenüberliegenden Öffnungen 8,9 sind mit rohrförmigen Elementen 21, zum Beispiel konischen Rohren 21 mit einem runden, elliptischen oderschlitzförmigen Durchmesser, dicht miteinander verbunden, wobei jedes dieser Elemente 21 in die Rostplatten-Oberseite 2 und die Rostplatten-Unterseite 3 dicht eingeschweisst ist. Die so entstehenden trichterförmigen Durchführungen durch die Rostplatte 1 ermöglichen durch Anströmen mit Luft von der Rostplatten-Unterseite 3 her eine gezielte Belüftung des auf dem Rost liegenden Brenngutes. Hierzu werden an die einzelnen Mündungen der durchgehenden Rohre auf der Unterseite 3 der Rostplatte 1 Zufuhrrohre oder -Schläuche für die anzublasende Primärluft angeschlossen. Die hier gezeigte Rostplatte 1 hat einen solchen Querschnitt, dass auf der Oberseite 2 der Platte 1 eine weitgehend ebene Fläche 2 gebildet wird, auf welcher das Brenngut zu liegen bestimmt ist. Die untere Seite 3 weist Abkantungen auf, sodass gewissermassen Füsse 10,11 gebildet werden. Längs des einen Fusses 10, welcher hier einen Känel 12 enthält, verläuft im Innern dieses Känels 12 ein Rundstab 13, auf welchem die Rostplatte 1 hier aufliegt. Der andere Fuss 11 ist unten plan und dazu bestimmt, auf der benachbarten Rostplatte, welche von gleicher Form ist, aufzuliegen.
In einer Variante kann eine solche Rostplatte auch aus einem vorgefertigten Hohlprofil bestehen, bei dem bloss noch die beiden Endseiten mit einem passenden Abschlussblech zugeschweisst werden. Die trichterförmigen durchgehenden Rohre können nachträglich eingeschweisst werden, indem auf der Oberseite entsprechend kleine Löcher ausgefräst oder ausgebohrt werden, und gegenüberliegend auf der Unterseite der Rostplatte entsprechend etwas grössere Löcher. Von der Seite der grösseren Löcher her können sodann trichterförmige Rohre oder Elemente durch die Rostplatte geschoben werden, die hernach dichtend mit der Rostplatten-Aussenseite verschweisst werden. Diese Rohre oder Elemente 21 werden deshalb konisch oder trichterförmig gewählt, weil damit ein Hängenbleiben eines allfälligen Rostdurchfalls in ihnen praktisch auszuschliessen ist, indem die Wandungen durch die Konizität gewissermassen überhängend sind. Anschliessend können die Mündungen mit der Rostplatten-Oberseite plangeschliffen werden. Unten können Anschlussrohre oder - schläuche an diese durchgehenden Rohre angeschraubt werden.
Um die Hitzebeständigkeit einer solchen Rostplatte zu gewährleisten, eignet sich zum Beispiel ein Mangan-legiertes Blech von einer solchen Stärke, dass es gerade noch abkantbar ist, das heisst von einer Stärke in der Grössenordnung von etwa 10 Millimetern. Das Blech sollte zudem eine hinreichend gute Wärmeleitfähigkeit aufweisen, sodass keine grossen Temperaturdifferenzen innerhalb des Rostes auftreten können und so Spannungen in seinem Material vermieden werden. Ganz gleich, ob eine solche Rostplatte aus zwei Halbschalen oder mit Hohlprofilen gefertigt wird, sie ist in jedem Fall im Vergleich zur Stufe eines herkömmlichen Rostes, die ja aus einer Vielzahl von Roststäben besteht, bedeutend kostengünstiger herzustellen.
In Figur 2 ist eine Rostplatte teilweise aufgeschnitten gezeigt. Diese Rostplatte ist mittels eines Trennschotts 50 in zwei Kammern 51,52 unterteilt. Es handelt sich bei dieser Rostplatte um eine, die im ersten Teil eines Verbrennungsrostes eingebaut wird, in welchem nicht mit Primärluftzufuhr gearbeitet wird, weswegen die hier gezeigte Platte im Unterschied zu jener in Figur 1 keine rohrförmigen Elemente enthält und somit auch keine Öffnungen aufweist. Verbrennungsroste bestehen nämlich in der Regel aus drei bis fünf unterschiedlichen Zonen, welche je aus einer Anzahl mehrerer Rostplatten bestehen, wobei erst ab der zweiten Zone Primärluft zugeführt wird. Im Innern der beiden Kammern 51,52 sind Schikanen 53 eingebaut, welche unten dicht mit der Rostplatte verschweisst sind, auf der Oberseite hingegen einen Luftspalt von wenigen Zehntelsmillimeter zur Innenseite der Oberseite der Rostplatte offenlassen, damit durch diese Luftspalten ein Gasaustausch innerhalb des von den Schikanen 53 gebildeten Labyrinths stattfinden kann. Durch den Anschluss-Stutzen 6 wird ein Kühlmedium in die Rostplattenkammer 52 gepumpt, welches dann wie von den Pfeilen angezeigt durch das von den Schikanen 53 gebildete Labyrinth strömt und schliesslich durch den Stutzen 7 wieder aus der Kammer herausfliesst. Weil das Kühlmedium so während des Durchströmens eine grössere Fläche für die Wärmeaufnahme vorfindet, wird ein besserer Wärmeaustausch erzielt. Als Kühlmedium kann zum Beispiel Wasser verwendet werden. Im Innern der Kammer 51 sieht es genau gleich aus. Selbstverständlich kann eine solche Rostplatte mit innerem Labyrith jedoch auch von rohrförmigen Elementen durchsetzt sein, sodass Oeffnungen zum Einblasen von Primärluft vorhanden sind. An beiden seitlichen Rändern der Rostplatte sind Planken 54 angeordnet, längs welchen die beweglichen Rostplatten hin und her schieben. Im gezeigten Beispiel besteht jede Planke 54 aus zwei übereinanderliegenden Vierkantrohren 55,56, wobei die so gebildete Zwischenwand 57 an einem Ende verkürzt ist, sodass dort eine Verbindung zwischen dem Innern der beiden Vierkantrohre 55,56 gebildet wird. Von einem Anschluss 58 wird Kühlmedium durch die Planke 54 gepumpt, welches dann durch die beiden Vierkantrohre 55,56 strömt, wie das mit den Pfeilen angegeben ist, und schliesslich durch den Stutzen 59 wieder aus der Planke 54 herausströmt. Zwischen der Planke 54 und der Rostplatte kann ausserdem ein hier nicht gezeigtes Abschirmblech angeordnet sein, welches die Planke 54 auf der Seite der Verbrennungsplatte einfasst und als Verschleisselement wegen der zwischen Rostplatte und Planke auftretenden Reibung dient.
In Figur 3 ist ein schematischer Querschnitt durch einen Verbrennungsrost gezeigt, welcher aus einer Mehrzahl von Rostplatten besteht, wie sie eben beschrieben wurden. Figur 3a) und Figur 3b) zeigen dabei zwei unterschiedliche Momentaufnahmen im Betrieb dieses Verbrennungsrostes, dessen bewegliche Rostplatten Schürhübe ausführen. Diejenigen Rostplatten 14,15, die mit durchgezogenen Linien gezeichnet sind, bilden stationäre Rostplatten, während diejenigen Rostplatten 16,17, die mit schraffiertem Querschnitt gezeichnet sind, bewegliche Rostplatten darstellen. Diese beweglichen Rostplatten 16,17 können nun Schürhübe ausführen, indem sie sich wie mit den Pfeilen angegeben hin- und herbewegen. Der Antrieb erfolgt dabei über die Rundstäbe 13, welche auf Profilen 18 befestigt sind, die ihrerseits über einen mechanischen Antrieb hin und her bewegbar sind.
In Figur 3a) sind alle Rostplatten in einer identischen Position. Die beweglichen Rostplatten 16 und 17 bewegen sich aus dieser Position wie mit den Pfeilen angegeben. Die Rostplatte 16 bewegt sich also nach rechts oben und schiebt mit ihrer Front 19 das Brenngut vor sich her. Das Material, welches bei diesem Vorschieben der Rostplatte 16 über die untere Rostplatte 14 von ihrer Frontseite 19 hergeschoben wird, wird dabei nach rechts gefördert. Je nach dem, ob es sich hier um einen Rückschub- oder um einen Vorschubrost handelt, wird das Material dadurch entgegen der allgemeinen Förderrichtung oder eben in allgemeiner Förderrichtung verschoben. Die nach rechts übernächste Rostplatte 17 ist ebenfalls eine bewegliche Rostplatte. Sie bewegt sich im Augenblick nach links und hat zuvor mit ihrem vorderen Fuss 11 die oberen Öffnungen der Primärluftzufuhr auf der unter ihr liegenden Rostplatte 15 überstrichen. Dieses Überstreichen der Öffnungen bewirkt einen Reinigungseffekt.
In Figur 3b) ist eine sich etwas später präsentierende Momentaufnahme gezeigt. Die Rostplatte 16 ist an ihrer obersten Position angelangt. Die nach rechts übernächste Rostplatte 17 ist inzwischen in ihrer untersten Position angelangt und ihr Fuss 11 liegt somit auf dem unteren Bereich der Oberseite der darunterliegenden Rostplatte 15 auf. Im nächsten Schürhub wird sich diese Rostplatte 17 in Richtung des angegebenen Pfeils verschieben und das Brenngut vor ihrer Front 20 herschieben.
Der Verbrennungsrost wie in Figur 3 gezeigt ist in bezug auf die allgemeine Förderrichtung horizontal. Es handelt sich dabei um einen Vorschubrost, weil das Brenngut vom Rost beziehungsweise von den sich bewegenden Rostplatten, von denen jede zweite beweglich ist und Schürhübe ausführt, gefördert wird.
Eine andere Ausführung zeigt die Figur 4. Hier ist der Verbrennungsrost an sich identisch aus mehreren Verbrennungsrostplatten aufgebaut, bloss ist er jetzt auf eine Seite hin um etwa 25° geneigt. Daher schieben jetzt die Rostplatten mittels der von ihnen ausgeführten Schürhübe das Brenngut gegen die allgemeine Förderrichtung aufwärts. Dadurch wird erreicht, dass das Brenngut, welches infolge der Schwerkraft sich langsam auf dem Rost gegen abwärts bewegt, durch die Schürhübe stets wieder etwas zurückgeschoben und dabei umgelagert wird, was einer vollständigen Verbrennung förderlich ist. Grundsätzlich kann ein Verbrennungsrost aus solchen Rostplatten horizontal, abwärts oder auch aufwärts geneigt ausgeführt sein, je nach Bedarf.
Figur 5 zeigt schliesslich noch einen Zufuhr-Siphon 30, wie er unterhalb des Verbrennungsrostes zu jeder Primärluft-Zufuhrleitung montiert werden kann. Weil durch die kleinen Öffnungen in den Rostplatten unvermeidbar noch etwas Rostdurchfall nach unten fallen kann, fällt dieser Rostdurchfall in Form von feinpulvriger Schlacke in die Zufuhrleitungen für die Primärluft. Es ist daher nötig, solche Zufuhr-Siphons 30 vorzusehen, in welchen der Rostdurchfall aufgefangen wird, und gleichzeitig die ungehinderte kontinuierliche Luftzufuhr gewährleistet wird. Ein solcher Siphon ist unten zum Beispiel ähnlich der Form eines Erlenmeyerkolbens ausgeführt, wobei der Boden des Siphons durch eine federbelastete Klappe 31 verschlossen ist. Die Klappe 31 ist um ein Scharnier 32 schwenkbar und eine Feder 33 belastet mit ihrem einen Schenkel 34 die Klappe 31 von unten und mit dem anderen Schenkel 35 die Seitenwand des Siphons. Ein fest mit der Klappe 31 verbundener Betätigungshebel 36 ragt vom Scharnier 32 weg und befindet sich im Wirkungsbereich eines Solenoids 37. Dieser Elektromagnet vermag, wenn seine Spule 38 unter elektrische Spannung gesetzt wird, den Betätigungshebel 36 an seinen Kern 39 anzuziehen, wodurch die Klappe 31 geöffnet wird und der angesammelte Rostdurchfall 40 in eine darunterliegende Sammelmulde fällt. Im oberen Bereich des Siphons 30 führt die Primärluft-Zuleitung 41 in das Innere des Siphons 30. Diese Zuleitung führt abwärts geneigt in den Siphon, sodass unter keinen Umständen Rostdurchfall in diese Zuleitung fallen kann, denn diese muss nicht unbedingt ständig von einem kräftigen Luftstrom durchströmt sein. Der Hals 42 des Siphons ist über eine wärmebeständige flexible Leitung 43 mit der unteren Mündung eines einzelnes konischen Rohres verbunden, das durch eine Rostplatte 1 führt.
Das erfindungsgemässe Verfahren kann jetzt mit einem aus derartigen Rostplatten 1 aufgebauten Verbrennungsrost ausgeübt werden. Als Medium zum Temperieren des Rostes werden Flüssigkeiten eingesetzt. Ziel des Verfahrens ist es dabei, die Temperatur des Rostes auf einem konstanten Niveau zu halten und dabei dessen Verschleiss erheblich zu reduzieren. Die Temperaturen sollen sich so im Bereich von bis zu etwa 150° bewegen, was eine geringe thermische Materialbelastung nach sich zieht und sich entsprechend positiv auf die mechanische Belastbarkeit und Verschleissfestigkeit der Rostplatten 1 auswirkt. Verfahrensgemäss kann das zum Temperieren eingesetzte Medium in einem Wärmeaustausch mit der zuzuführenden Primärluft stehen. Hierzu kann ein handelsüblicher Wärmetauscher eingesetzt werden, der nach dem Gegenstromprinzip arbeitet. Mittels eines solchen Wärmeaustauschers ist es etwa möglich, die Primärluft vorzuwärmen, was einer optimalen Verbrennung bei gewissen Brenngütern förderlich ist. Gerade bei organischen Müllbestandteilen, zum Beispiel bei angefaultem oder faulem Gemüse oder Früchten, ist eine Vorerwärmung der Primärluft sehr erwünscht, da sie die Verbrennung verbessert.
Andrerseits ist es auch möglich, in umgekehrter Richtung des Wärmeflusses den Verbrennungsrost zu wärmen, etwa zum Anfahren eines Verbrennungsprozesses, um den Rost so rasch wie möglich auf die optimale Betriebstemperatur zu fahren. Hierzu kann das Temperiermedium die Wärme von der Abluft der bereits erfolgenden Verbrennung aufnehmen, und sodann in die Rostplatten des Verbrennungsrostes einbringen.
Ein zweiter, ebenso bedeutungsvoller Teil des erfindungsgemässen Verfahrens besteht darin, dass das Brenngut optimal mit Primärluft versorgt wird, sodass dessen Heizwert bestmöglich ausgenützt wird und seine Verbrennung so vollständig wie möglich erfolgt. Hierzu wird das Temperaturspektrum im Feuerraum oberhalb des Verbrennungsrostes mittels einer Vielzahl von Temperatur-Mess-Sonden ermittelt. Diese Messsonden können durchaus auch in der Oberfläche der Rostplatten eingebaut sein. Andrerseits aber kann das Temperaturspektrum auch mittels eines Pyrometers ermittelt werden. Durch die gezielte Dosierung der Primärluftzufuhr für jede einzelne Zufuhrleitung, von denen es im erfindungsgemässen Verbrennungsrost eine grosse Anzahl gibt, gelingt es, das aktuelle Temperaturspektrum im Feuerraum annähernd an das optimale Spektrum heranzufahren. Zur individuellen Steuerung der Primärluftzufuhr für jede Zuleitung können zum Beispiel Magnetventile in den Zuleitungen eingesetzt werden, welche von einem zentralen Mi kroprozessor gesteuert werden, in welchem das optimale gewählte Feuerraum-Temperaturspektrum abspeicherbar ist. Durch das ständige Messen des realen Spektrums und Vergleichen mit dem idealen Spektrum kann ein Regelkreis gebildet werden, wonach die einzelnen Magnetventile individuell ganz fein dosiert etwas mehr oder weniger geöffnet werden und Primärluft durch die einzelnen Zufuhrleitungen strömen lassen. Die Primärluftversorgung erfolgt über einen oder mehrere leistungsfähige Kompressoren oder Ventilatoren.
Das erfindungsgemässe Verfahren ermöglicht eine stark verbesserte Verbrennung und somit eine bessere Ausnützung der Heizwerte der verschiedenen Brenngüter. Durch das Temperieren und insbesondere durch das Kühlen der Rostplatten lässtsich eine erhebliche Steigerung der Standzeiten der Verbrennungsroste erzielen. Der erfindungsgemässe Verbrennungsrost ist in seiner Herstellung mit einzelnen Rostplatten einfach und viel kostengünstiger als herkömmliche Verbrennungsroste, die aus einer Vielzahl gegeneinander beweglicher Roststäbe bestehen, die überdies einem hohen mechanischen und thermischen Verschleiss ausgesetzt sind. Zum Beispiel fällt die problematische Dilatation durch die Konstanthaltung der Temperatur auf einem vergleichsweise tiefen Niveau praktisch weg und somit erübrigen sich die bisher aufwendigen Massnahmen zum Ausgleich dieserwärmebedingten Dilatationen. Schliesslich ist zu erwähnen, dass mit dem Einsatz derartiger Verbrennungsroste der Rostdurchfall stark reduziert wird, da nur noch kleine, dafür viele Zufuhröffnungen für die gezielt eingesetzte Primärluft vorhanden sind, die ausserdem zumeist relativ stark durchströmt werden, sodass ein grösserer Rostdurchfall praktisch kaum auftritt.

Claims

1. Rostplatte (1) zur Herstellung eines Verbrennungsrostes bzw. einer Rostbahn zum Verbrennen von Kehricht, der oder die aus mehreren zueinander beweglichen Roststufen besteht, wobei die Rostplatte (1) aussen im allgemeinen die Form eines Brettes aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Rostplatte (1) sich über die ganze Breite des Verbrennungsrostes bzw. der Rostbahn erstreckt und so eine volle Roststufe bildet, dass diese Rostplatte (1) aus Blech gefertigt ist, einen Hohlkörper mit Ober- und Unterseite (2,3) bildet und auf der einen Seite der Unterseite (3) mindestens einen Anschlussstutzen (6) und auf der anderen Seite der Unterseite (3) mindestens einen Abführstutzen (7) für die Zu- und Abfuhr eines sie durchströmenden flüssigen Mediums zu ihrer Temperierung aufweist.

2. Rostplatte (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rostplatte (1) von einer Anzahl konischer Rohre mit einem runden, elliptischen oder schlitzförmigen Querschnitt für die Zufuhr von Primärluft durchsetzt ist, deren Mündungen (8) bündig mit der Rostplatten-Oberfläche (2) verschweisst sind.

3. Rostplatte (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus zwei Blech-Halbschalen (2,3) besteht, die mit ihren Hohlseiten gegeneinander gerichtet und mit ihren Rändern aufeinandergestülpt miteinander verschweisst sind.

4. Rostplatte (1) nach einem derAnsprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Inneren der Rostplatte (1) Schikanen zur Schaffung eines Labyrinths vorhanden sind, durch welches das Kühlmedium zur Verbesserung des Wärmeaustausches zwangsweise zu strömen bestimmt ist.

5. Rostplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Innere der Rostplatte mittels Trennschoten (50) in mehrere dichte Kammern (51,52) unterteilt ist, wovon jede einen Anschluss-(6) und einen Abführstutzen (7) aufweist.

6. Rostplatte (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einem beidseits verschlossenen einstückigen Hohlprofil gefertigt ist.

7. Verbrennungsrost zum Verbrennen von Kehricht, der aus mehreren zueinander beweglichen Roststufen besteht, dadurch gekennzeichnet, dass er aus einer Mehrzahl von Rostplatten (14-17) gemäss einem der Patentansprüche 1 bis 6 besteht, indem diese Rostplatten (14-17) sich in ihrer Längsrichtung über die gesamte Breite des Verbrennungsrostes oder einer Rostbahn erstrecken und so je eine volle Roststufe bilden, wobei diese Roststufe die in oder gegen Förderrichtung des Rostes nächstfolgende benachbarte Roststufe überlappt und auf ihr aufliegt.

8. Verbrennungsrost nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass jede zweite Rostplatte (16,17) mit einem mechanischen Antrieb verbunden ist, mittels dessen sie gegenüber den stationären Rostplatten (14,15) der benachbarten Roststufen zwecks Erzeugung eines Schürhubes in der Fall-Linie ihrer Neigung hin und her bewegbar ist.

9. Verbrennungsrost nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsrost vom Typ Rückschubrost oder vom Typ Vorschubrost ist und in bezug auf die Förderrichtung des Brenngutes horizontal, aufwärts oder abwärts geneigt ist.

10. Verbrennungsrost nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die unten am Verbrennungsrost mündenden, ihn durchsetzenden Rohre fürdie Zufuhrvon Primärluft unterhalb des Rostes an Zuluft-Siphons (30) angeschlossen sind, durch welche die Primärluft zum Rost hin pumpbar ist, und dass diese Syphons (30) unten je eine Fallklappe (31) aufweisen, die zur Entleerung des darin anfallenden Rostdurchfalls (40) mittels eines Solenoids (37) ferngesteuert betätigbar ist.

11. Verbrennungsrost nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Rostplatten (1) seitlich an Planken (54) geführt sind, deren Inneres von einem Kühlmedium durchströmbar ist.

12. Verfahren zum Verbrennen von Kehricht auf einem Verbrennungsrost, dessen Inneres von einer Flüssigkeit durchströmt wird, welche den Verbrennungsrost temperiert, und der von einer Vielzahl von Löchern durchsetzt ist, die von durchgehenden Rohrabschnitten gebildet sind, durch welche dem Feuer von unterhalb des Verbrennungsrostes Luft zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Kehricht auf einem Schub-Verbrennungsrost aus mehreren, relativ zueinander Schürbewegungen ausführenden Roststufen aus hohlen, flüssigkeitsdurchströmten, sich über die ganze Rostbreite erstreckenden Rostplatten (1;14-17) verbrannt wird, und dass die Primärluft für jedes Loch (8) individuell dosiert zugeführtwird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung der Primärluftzufuhr mittels eines Mikroprozessors erfolgt, der die Luftzufuhr zu jedem einzelnen Loch (8) im Verbrennungsrost abhängig von der im Bereich des betreffenden Loches (8) ermittelten Temperatur steuert, derart, dass das Feuerraum-Temperaturspektrum einem vorgebbaren Temperatur-Spektrum angenähert wird.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Temperiermedium mittels eines Wärmetauschers mit der zugeführten Primärluft und/oder mit der Verbrennungsabluft in einem Wärmeaustausch steht.