EP0862019A1 - Verfahren und Vorrichtung zur thermischen Behandlung von Flugstäuben aus Rostverbrennungsanlagen - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur thermischen Behandlung von Flugstäuben aus Rostverbrennungsanlagen Download PDF

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EP0862019A1
EP0862019A1 EP97810110A EP97810110A EP0862019A1 EP 0862019 A1 EP0862019 A1 EP 0862019A1 EP 97810110 A EP97810110 A EP 97810110A EP 97810110 A EP97810110 A EP 97810110A EP 0862019 A1 EP0862019 A1 EP 0862019A1
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EP
European Patent Office
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dusts
ash
incinerator
high temperature
grate
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Bruno Carcer
John Millard
Verena Dr. Schmidt
Adrian Dr. Selinger
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Martin GmbH fuer Umwelt und Energietechnik
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ABB Research Ltd Switzerland
ABB Research Ltd Sweden
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    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
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    • F23J2217/00—Intercepting solids
    • F23J2217/10—Intercepting solids by filters
    • F23J2217/102—Intercepting solids by filters electrostatic

Definitions

  • the invention relates to the field of waste incineration. It affects one Method and device for the thermal treatment of airborne dust and possibly fine ash from rust incineration plants.
  • a method is known from DE 38 11 820 A1, in which waste in a pyrolysis reactor in carbonization gas and in essentially non-volatile pyrolysis residues is converted.
  • the carbonization gas is then a separate one Afterburner supplied, as well as the fine fraction (smoked coke and Fine dust) of the residues and those in the dust filter system or in the heat recovery steam generator accruing fly ash (dust).
  • the dust and the fine particles are burned in this high temperature chamber and the solid parts melted.
  • the molten slag is then removed from the combustion chamber passed a water container, where it solidifies into a glass-like granulate.
  • AshArc furnace is designed for very large throughputs, it is possible to the fine fraction of the grate ash (approx. 8% of the waste used) together with the filter ash from the particle separation of the flue gas cleaning (approx. 2.5% of waste used).
  • the invention tries to avoid all of these disadvantages. You have the task based, a method and an apparatus for the thermal treatment of Fly dusts and possibly fine ash from waste incineration plants develop with those in a simple manner and at low cost Product is generated, which either slammed into the grate ash or else can be recycled separately and thus the remaining amount of fly ash is reduced becomes.
  • this is achieved in that in a method according to the preamble of claim 1 at least part of the dusts in the High temperature range of the incinerator is fed back, the Temperature in said high temperature range above the melting temperature or sintering temperature of the airborne dusts, and that the airborne dusts are in the high temperature range of the incinerator remain sufficiently long so that they at least partially glazed or sintered. These products can then added to the grate ash or recycled separately.
  • this is the case with a device according to the preamble of Claim 13 achieved in that the ash conveyor up to close the high temperature area of the incinerator extends that of the ash conveyor there a metering device for introducing at least one Part of the returned dusts in the high temperature area of the incinerator is connected downstream and that in the high temperature area of the incinerator Means to ensure a sufficient dwell time of the ashes are arranged.
  • the advantages of the invention include the elimination of separate ones High-temperature combustion chamber or the external furnace unit, which were previously used Melting of the fly ash was necessary. This can save costs will.
  • the product can be added to the grate ash so that the remaining amount of fly ash with a high proportion of pollutants compared to State of the art is reduced.
  • Another advantage of the invention is that existing systems can be easily retrofitted.
  • the dusts after discharge from the boiler or the dust filter system first into a low-pollutant and a pollutant-rich fraction are separated and only that Low pollutant fraction of the airborne dust in the high temperature area of the incinerator is recycled because it produces a low-pollutant product and the risks of corrosion problems from increased concentrations Heavy metals in the boiler area can be reduced.
  • the dusts are removed after discharge from the boiler or the dust separator with the fine fraction ( ⁇ 2 mm), for example
  • the dryEx / DryRec process dry discharge and dry sorting
  • the fine fraction ⁇ 2 mm
  • the dryingEx / DryRec process dry discharge and dry sorting
  • the melting properties e.g. B. viscosity, Melting temperature, the liquid slag improves, and it becomes a dry, but hardly any dusty rust ash.
  • Fig. 1 shows schematically a waste incineration plant according to a first embodiment the invention.
  • the waste incineration plant essentially consists of an incinerator 1, a boiler 2 and a dust collector 3, z. B. an electrostatic filter, are connected downstream.
  • a combustion grate 4 is arranged in the incinerator 1, on which the waste 5, for example household waste, with the supply of primary air 6 in the primary combustion chamber 7 is burned. The combustion takes place in the secondary combustion chamber 8 further completed due to the supply of secondary air 9.
  • flue dusts 10 which are associated with the flue gas 11 via the primary combustion chamber 7, the secondary combustion chamber 8, the radiation train 12 and the contact trains 13 of the boiler 2 in the boiler 2 and in the filter 3 be shipped.
  • the fly dusts 10 are on the boiler tube walls, not shown here, and the E-filter plates.
  • discharge devices also not shown here, such as cellular wheel locks or double flaps that Airborne dusts 10 from an ash conveyor system 14, preferably a trough chain conveyor, a pneumatic conveyor or a screw conveyor.
  • the ash conveyor 14 extends close to the high temperature area of the incinerator 1.
  • the ash conveyor 14 is one Dosing device 15, for. B. a plug screw or a piston pump, downstream.
  • the total dust 10 discharged is in this first Embodiment of the invention via the ash conveyor 14, if necessary with the addition of additives 16, for example water or melting point lowering Substances supplied to the metering device 15.
  • the additives 16, if any, are mixed Airborne dusts 10 metered into the high temperature range of the incinerator 1. If the ash (flue dust 10) was added to water 1 before being returned to the oven, so the already cooling effect of the recycled ash is on the surrounding refractory bricks of the incinerator 1 are reinforced. In order to a contribution is made to reducing corrosion. As can be clearly seen in FIG. 1 is in this primary embodiment, the dust 10 in the primary combustion chamber 7 returned.
  • the Airborne dusts 10 can be traced back to the high temperature region of the secondary combustion chamber 8 (see Fig. 2). It is crucial that the temperature in this area is higher than the melting temperature or the sintering temperature of the dusts 10 or the mixture of dusts 10 and additives 16, and that the residence time the dusts 10 or the mixture of dusts 10 and additives 16 is so large in this high-temperature region of the incinerator 2, that glazing or sintering of at least some of the dusts 10 takes place. It is particularly favorable if the entire proportion of the returned Product is melted or sintered. Shouldn't the temperatures may be sufficient, via support burner 17 (not shown here), which by means of Oil, gas or waste operations are operated, an additional amount of heat supplied will.
  • Means 18 arranged to ensure a sufficient residence time of the ashes.
  • These means 18 can, for example, channels, crucibles, baffles and or Slabs, but also specially shaped refractory bricks.
  • the products created during glazing / sintering slammed the grate ash 19, either dry or over a water bath is discharged wet from the incinerator 1.
  • the discharge is dry it is important that the ash discharge provides an airtight seal for the combustion chamber forms what is guaranteed in conventional systems by a water lock is.
  • the grate ash 19 is then via methods known per se, for. Legs Dry sorting, further processed.
  • Fig. 2 shows a second embodiment of the invention. It differs from the first embodiment only in that the dusts 10 after their Discharge from the boiler 2 and the filter 3 via the ash conveyor 14 in one Bunker 20 temporarily stored, then transported to a pelletizing plant 21 and then the pelletized dusts 10, if necessary again mixed with additives 16, in the high temperature range of the secondary combustion chamber 8 can be introduced in doses.
  • the schematically indicated in Fig. 2 external temperature source 17 (burner, burner lance) can the secondary combustion chamber 8 additionally supply thermal energy. This will in everyone If a temperature is guaranteed that is above the melting or sintering temperature the dusts 10 or the mixture of dusts 10 and additives 16 lies, so that the melting / sintering of the ash is supported.
  • Airborne dusts 10 are returned to the high-temperature region of the primary combustion chamber 7. Before being introduced into the combustion chamber 7, the flying dust 10 gets in a separation chamber 22, in which the dust 10 in a low-pollutant fraction 10.1 and be separated into a pollutant-rich fraction 10.2. Only the low pollutant Fraction 10.1 is on the ash conveyor 14 and the metering device 15 returned to the high temperature area of the incinerator 1 and slammed after the glazing of the grate ash 19.
  • Fig. 4 an embodiment of the invention is shown schematically, the differs from the first exemplary embodiment described in FIG. 1 only as a result distinguishes that the dusts 10 after discharge from the boiler 2 and the Filter 3 together with a fraction of the grate ash 19.1, which is smaller than 2 mm and was separated from the rest of the grate ash 19.2 in the sorting system 23 (e.g. at approx. 2 mm grain size), in the high temperature area of the incinerator 1 can be returned.
  • a fraction of the grate ash 19.1 which is smaller than 2 mm and was separated from the rest of the grate ash 19.2 in the sorting system 23 (e.g. at approx. 2 mm grain size)
  • FIG. 5 shows a possible embodiment of the in the high temperature range in the primary combustion chamber 7 or arranged in the secondary combustion chamber 8 Means 18 for ensuring a sufficient dwell time of the dusts 10.
  • the stuffing screw 15 is followed by a channel 18 in which the dusts 10 can stay under high temperature conditions for so long that at least partly melt and glaze or sinter and these products can then be slammed into the grate ash 19 or else be recycled separately.
  • FIG. 6 shows a further exemplary embodiment.
  • the firebox is 7.8 Afterburner 26 downstream, which is designed so that the melted Ash 25 can be discharged separately from the grate ash 19.
  • a mixture or a single fraction of the ash (boiler ash, Filter ash, fine fraction of the rust ash) with or without the addition of additives 16 in the combustion chamber 7,8 or the afterburning chamber 26 can be returned.
  • Another advantage of this design is the ability to get the dust over the nozzles for the secondary air 9 and / or tertiary air 24 in the hot area attributed.
  • a vortex flow can be generated in the afterburning chamber 26.
  • the vortex leads to better separation of the ash particles on the walls of the afterburner 26.
  • the recycled ash which by means of the secondary air 9 or Tertiary air 24 is introduced into the afterburner 26 is against the walls thrown, where an ash melt flow caused by the very high temperatures arises.
  • the molten ash 25 flows through the walls of the high temperature afterburner 26 down and is about a specially designed Device 27 removed from the afterburner 26.

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Abstract

Bei einem Verfahren zur thermischen Behandlung von Flugstäuben (10) aus Müllverbrennungsanlagen, bei denen der Müll auf einem Verbrennungsrost (4) in einem Verbrennungsofen (1) verbrannt wird, wobei Rostasche (19) sowie Flugstäube (10) enthaltendes Rauchgas (11) entstehen, die Rostasche (19) aus dem eine Primär- (7) und eine Sekundärbrennkammer (8) aufweisenden Verbrennungsofen (1) abgezogen und weiter aufbereitet wird und die sich im nachgeschalteten Kessel (2) und in der nachgeschalteten Staubfilteranlage (3) absetzenden Flugstäube (10) ausgetragen und zumindestens ein Teil der Flugstäube (10) geschmolzen oder gesintert werden, wird zumindestens ein Teil der Flugstäube (10) in den Hochtemperaturbereich des Verbrennungsofen (1) zurückgeführt, wobei die Temperatur im besagten Hochtemperaturbereich oberhalb der Schmelztemperatur bzw. Sintertemperatur der Flugstäube (10) liegt, und die Flugstäube (10) im Hochtemperaturbereich des Verbrennungsofens (1) ausreichend lange verweilen, so dass sie zumindestens zum Teil verglast oder gesintert werden. Anschliessend werden diese Produkte entweder der Rostasche (19) zugeschlagen oder sie werden separat verwertet. <IMAGE>

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Abfallverbrennung. Sie betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur thermischen Behandlung von Flugstäuben und gegebenenfalls Feinaschen aus Rostverbrennungsanlagen.
Stand der Technik
Zur thermischen Behandlung von Abfall/Müll ist eine Vielzahl von Verfahren bekannt, bei denen der Müll vergast, verschwelt oder verbrannt wird. Die dabei entstehenden festen Reaktionsprodukte können in unterschiedlicher Weise, z. B. thermisch, weiterbehandelt und die nicht mehr verwertbaren Produkte anschliessend deponiert werden. Dabei sollen die zu deponierenden Flugaschemengen möglichst gering sein, weil diese einen hohen Anteil an Schwermetallen aufweisen.
So ist beispielsweise aus DE 38 11 820 A1 ein Verfahren bekannt, bei dem Müll in einem Pyrolysereaktor in Schwelgas und in im wesentlichen nicht-flüchtige Pyrolysereststoffe umgewandelt wird. Das Schwelgas wird anschliessend einer separaten Nachbrennkammer zugeführt, ebenso wie der Feinanteil (Schwelkoks und Feinstaub) der Reststoffe und die in der Staubfilteranlage bzw. im Abhitzedampferzeuger anfallende Flugasche (Staub). Der Flugstaub und die Feinanteile werden in dieser Hochtemperaturkammer verbrannt und die festen Anteile aufgeschmolzen. Die schmelzflüssige Schlacke wird dann aus der Brennkammer in einen Wasserbehälter geleitet, wo sie zu einem glasartigen Granulat erstarrt.
Eine solche Lösung erfordert jedoch eine Aufbereitung des verschwelten Materials und eine separate Nachbrennkammer, was sich in einem erhöhten Platzbedarf und in hohen Kosten äussert.
Das trifft auch auf die in EP 0 446 888 B1 beschriebenen Verbrennungs-Schmelz-Anlage zur Stadtmüllentsorgung zu. Dort ist dem Verbrennungsofen ein Schmelzofen zum Schmelzen der Asche aus dem Verbrennungsofen nachgeschaltet, wobei die Asche über einen Trockenförderer zum Schmelzofen transportiert wird. Über spezielle Düsen wird zusätzlich Filterstaub aus dem Staubabscheider in den Schmelzofen eingebracht, so dass im Schmelzofen Asche aus dem Verbrennungsofen und Flugstaub aus dem Staubabscheider gemeinsam geschmolzen werden.
Eine weitere Möglichkeit, die Flugaschemenge zu reduzieren, besteht z. B. darin, bei Müllverbrennungsanlagen dem Verbrennungsprozess Ascheschmelzanlagen Off-Line nachzuschalten. Ein derartiges Verfahren ist in F.-G. Simon und K.-H. Andersson:"In-Rec-Verfahren - Verwertung von Reststoffen aus der thermischen Abfallbehandlung", ABB Technik 9/1995, S. 15-20, beschrieben. Die Feinfraktion der Rostasche wird bei diesem, AshArc-Prozess genannten, Verfahren gemeinsam mit der Filterasche in einem Gleichstrom-Lichtbogenofen geschmolzen. Durch die hohen Temperaturen werden organische Verbindungen sofort zersetzt. Metallchloride werden abgedampft, und Schwermetallverbindungen werden zum Element reduziert und sinken dann entweder in das Metallbad und bilden so eine Legierung, oder sie verlassen den Ofen in gasförmigem Zustand. Das Abgas durchläuft eine Nachverbrennung für CO und eine Schnellkühlung mit Wasser und viel Luft, um vor allem die Neubildung von toxischen organischen Verbindungen zu verhindern. Abgedampfte Metallchloride resublimieren und werden auf einem Schlauchfilter abgeschieden. Dieses Schwermetallkonzentrat lässt sich verhütten.
Da der AshArc-Ofen für sehr grosse Durchsatzmengen konzipiert ist, ist es möglich, die Feinfraktion der Rostasche (ca. 8% vom eingesetzten Abfall) zusammen mit der Filterasche aus der Partikelabscheidung der Rauchgasreinigung (ca. 2,5% vom eingesetzten Abfall) zu behandeln.
Nachteilig an diesem Stand der Technik ist, dass ein externes Ofenaggregat gebaut werden muss, welches zu 100% fremdbeheizt ist. Ausserdem ist das dabei entstehende glasartige Produkt nicht Bestandteil der Rostasche.
Darstellung der Erfindung
Die Erfindung versucht, alle diese Nachteile zu vermeiden. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur thermischen Behandlung von Flugstäuben und gegebenenfalls Feinaschen aus Müllverbrennunganlagen zu entwickeln, mit denen auf einfache Art und Weise und mit geringen Kosten ein Produkt erzeugt wird, welches entweder der Rostasche zugeschlagen oder aber separat verwertet werden kann und somit die verbleibende Flugaschemenge reduziert wird.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass bei einem Verfahren gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zumindestens ein Teil der Flugstäube in den Hochtemperaturbereich des Verbrennungsofen zunickgeführt wird, wobei die Temperatur im besagten Hochtemperaturbereich oberhalb der Schmelztemperatur bzw. Sintertemperatur der Flugstäube liegt, und dass die Flugstäube im Hochtemperaturbereich des Verbrennungsofens ausreichend lange verweilen, so dass sie zumindestens zum Teil verglast oder gesintert werden. Diese Produkte können anschliessend der Rostasche zugeschlagen oder separat verwertet werden.
Erfindungsgemäss wird dies bei einer Vorrichtung gemäss dem Oberbegriff des Anspruches 13 dadurch erreicht, dass sich die Ascheförderanlage bis nahe an den Hochtemperaturbereich des Verbrennungsofens erstreckt, dass der Ascheförderanlage dort eine Dosiereinrichtung zur Einbringung zumindestens eines Teils der rückgeführten Flugstäube in den Hochtemperaturbereich des Verbrennungsofens nachgeschaltet ist und dass im Hochtemperaturbereich des Verbrennungsofens Mittel zur Gewährleistung einer ausreichenden Verweilzeit der Asche angeordnet sind.
Die Vorteile der Erfindung bestehen unter anderem im Wegfall der separaten Hochtemperaturbrennkammer bzw. des externen Ofenaggregates, die bisher zur Schmelzung der Flugasche notwendig waren. Dadurch können Kosten gespart werden. Das Produkt kann der Rostasche zugeschlagen werden, so dass die verbleibende Flugaschemenge mit hohem Schadstoffanteil im Vergleich zum Stand der Technik verringert wird. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass bestehende Anlagen problemlos nachgerüstet werden können.
Es ist besonders zweckmässig, wenn die gesamte Menge der Flugstäube in den Hochtemperaturbereich des Verbrennungsofens zurückgeführt wird, weil auf diese Weise ein Produkt entsteht, dass nicht als Sonderabfall deponiert werden muss.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn im Falle einer nur teilweisen Rückführung der Flugstäube in den Hochtemperaturbereich des Verbrennungsofens die Flugstäube nach dem Austrag aus dem Kessel bzw. der Staubfilteranlage zunächst in eine schadstoffarme und eine schadstoffreiche Fraktion getrennt werden und nur die schadstoffarme Fraktion der Flugstäube in den Hochtemperaturbereich des Verbrennungsofens zurückgeführt wird, weil dabei ein schadstoffarmes Produkt entsteht und die Risiken von Korrosionsproblemen durch erhöhte Konzentrationen an Schwermetallen im Kesselbereich verringert werden.
Schliesslich werden mit Vorteil die Flugstäube nach dem Austrag aus dem Kessel bzw. der Staubabscheideanlage mit der Feinfraktion (<2 mm) der beispielsweise nach dem DryEx/DryRec-Verfahren (trockener Ausstrag und trockene Sortierung) aufbereiteten Rostasche gemischt und diese Mischung anschliessend in den Hochtemperaturbereich des Verbrennungsofens zurückgeführt wird. Das hat den Vorteil, dass die schadstoffreiche Fraktion der Rostasche gezielt behandelt werden kann. Gleichzeitig werden die Schmelzeigenschaften, z. B. Viskosität, Schmelztemperatur, der flüssigen Schlacke verbessert, und es wird eine trockene, jedoch kaum staubende Rostasche erzeugt.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Unteransprüchen beschrieben.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Es zeigen:
Fig. 1
eine schematische Darstellung einer erfindungsgemässen Müllverbrennungsanlage nach einem ersten Ausführungsbeispiel, bei welchem die Gesamtmenge der Flugstäube in die Primärbrennkammer zurückgeführt wird;
Fig. 2
eine schematische Darstellung einer erfindungsgemässen Müllverbrennungsanlage nach einem zweiten Ausführungsbeispiel, bei welchem die Gesamtmenge der Flugstäube nach Zwischenlagerung und Pelletiesierung in die Sekundärbrennkammer zurückgeführt wird;
Fig. 3
eine schematische Darstellung einer erfindungsgemässen Müllverbrennungsanlage nach einem dritten Ausführungsbeispiel, bei welchem nur ein Teil der Flugstäube in die Primärbrennkammer zurückgeführt wird;
Fig. 4
eine schematische Darstellung einer erfindungsgemässen Müllverbrennungsanlage nach einem vierten Ausführungsbeispiel, bei welchem die Flugstäube gemeinsam mit der Feinfraktion der Rostasche in die Primärbrennkammer zurückgeführt werden;
Fig. 5
ein Detail des Hochtemperaturbereiches des Ofens mit einer speziellen Ausführungsform eines Mittels zur Gewährleistung einer für die rückgeführten Flugstäube ausreichenden Verweilzeit in diesem Bereich;
Fig. 6
eine schematische Darstellung einer erfindungsgemässen Müllverbrennungsanlage nach einem fünften Ausführungsbeispiel, bei welchem die geschmolzene Asche separat von der Rostasche ausgetragen wird.
Es sind nur die für das Verständnis der Erfindung wesentlichen Elemente gezeigt. Die Strömungsrichtung der Arbeitsmittel ist mit Pfeilen bezeichnet.
Weg zur Ausführung der Erfindung
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und der Figuren 1 bis 6 näher erläutert.
Fig. 1 zeigt schematisch eine Müllverbrennungsanlage nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Die Müllverbrennungsanlage besteht im wesentlichen aus einem Verbrennungsofen 1, dem ein Kessel 2 und eine Staubabscheideanlage 3, z. B. ein Elektrofilter, nachgeschaltet sind. Im Verbrennungsofen 1 ist ein Verbrennungsrost 4 angeordnet, auf dem der Müll 5, beispielsweise Hausmüll, unter Zufuhr von Primärluft 6 in der Primärbrennkammer 7 verbrannt wird. Die Verbrennung wird in der Sekundärbrennkammer 8 infolge Zufuhr von Sekundärluft 9 weiter vervollständigt. Bei der Verbrennung des Hausmülls entstehen Flugstäube 10, die mit dem Rauchgas 11 über die Primärbrennkammer 7, die Sekundärbrennkammer 8, den Strahlungszug 12 und die Berührungszüge 13 des Kessels 2 in den Kessel 2 und in den Filter 3 verfrachtet werden. Die Flugstäube 10 (Kesselasche und Flugasche) werden an den hier nicht dargestellten Kesselrohrwänden und den E-Filterplatten abgeschieden. Nach einer Klopfung werden über hier ebenfalls nicht dargestellte Austragsvorrichtungen, wie beispielsweise Zellradschleussen oder Doppelklappen, die Flugstäube 10 einer Ascheförderanlage 14, vorzugsweise einem Trogkettenförderer, einem pneumatischen Förderer oder einer Förderschnecke, zugeführt. Erfindungsgemäss erstreckt sich die Ascheförderanlage 14 bis nahe an den Hochtemperaturbereich des Verbrennungsofens 1. Dort ist der Ascheförderanlage 14 eine Dosiereinrichtung 15, z. B. eine Stopfschnecke oder eine Kolbenpumpe, nachgeschaltet. Die gesamten ausgetragenen Flugstäube 10 werden in diesem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung über die Ascheförderanlage 14, gegebenenfalls unter Zugabe von Additiven 16, beispielsweise Wasser oder schmelzpunkterniedrigende Substanzen, der Dosiereinrichtung 15 zugeführt.
Über die Einrichtung 15 gelangen die gegebenenfalls mit Additiven 16 gemischten Flugstäube 10 dosiert in den Hochtemperaturbereich des Verbrennungsofens 1. Wurde der Asche (Flugstäube 10) vor der Rückführung in den Ofen 1 Wasser zugegeben, so wird der ohnehin schon kühlende Effekt der rückgeführten Asche auf die umgebenden Feuerfeststeine des Verbrennungsofens 1 noch verstärkt. Damit wird ein Beitrag zur Korrosionsminderung geleistet. Wie in Fig. 1 gut zu erkennen ist, wird der Flugstaub 10 bei diesem ersten Ausführungsbeispiel in die Primärbrennkammer 7 zurückgeführt.
Selbstverständlich ist es in einem anderen Ausführungsbeispiel auch möglich, die Flugstäube 10 in den Hochtemperaturbereich der Sekundärbrennkammer 8 zurückzuführen (vgl. Fig. 2). Entscheidend ist, dass in diesem Bereich die Temperatur höher ist als die Schmelztemperatur bzw. die Sintertemperatur der Flugstäube 10 bzw. des Gemisches aus Flugstäuben 10 und Additiven 16, und dass die Verweilzeit der Flugstäube 10 bzw. des Gemisches aus Flugstäuben 10 und Additiven 16 in diesem Hochtemperaturbereich des Verbrennungsofens 2 so gross ist, dass eine Verglasung bzw. Sinterung zumindestens eines Teils der Flugstäube 10 stattfindet. Besonders günstig ist es, wenn der gesamte Anteil des zurückgeführten Produktes geschmolzen bzw. gesintert wird. Sollten die Temperaturen nicht ausreichend sein, kann über Stützbrenner 17 (hier nicht dargestellt), die mittels Öl-, Gas- oder Abfallbetrieb betrieben werden, eine zusätzliche Wärmemenge zugeführt werden.
Im Hochtemperaturbereich des Verbrennungsofens 1 sind erfindungsgemäss Mittel 18 zur Gewährleistung einer ausreichenden Verweilzeit der Asche angeordnet. Diese Mittel 18 können beispielsweise Rinnen, Tiegel, Schikanen und oder Platten sein, aber auch speziell geformte Feuerfeststeine.
Anschliessend werden die bei der Verglasung/Sinterung entstandenen Produkte der Rostasche 19 zugeschlagen, die entweder trocken oder über ein Wasserbad nass aus dem Verbrennungsofen 1 ausgetragen wird. Beim trockenen Austrag ist es wichtig, dass der Ascheaustrag einen luftdichten Abschluss des Feuerraumes bildet, was bei herkömmlichen Anlagen durch eine Wasserschleusse gewährleistet ist. Die Rostasche 19 wird dann über an sich bekannte Verfahren, z. B. eine Trockensortierung, weiter aufbereitet.
Fig. 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung. Es unterscheidet sich vom ersten Ausführungsbeispiel nur darin, dass die Flugstäube 10 nach ihrem Austrag aus dem Kessel 2 und dem Filter 3 über die Ascheförderanlage 14 in einem Bunker 20 zwischengelagert, dann in eine Pelletiesierungsanlage 21 transportiert werden und anschliessend die pelletisierten Flugstäube 10, gegebenenfalls wiederum mit Additiven 16 gemischt, in den Hochtemperaturbereich der Sekundärbrennkammer 8 dosiert eingebracht werden. Die in Fig. 2 schematisch angedeutete externe Temperaturquelle 17 (Brenner, Brennerlanze) kann der Sekundärbrennkammer 8 zusätzlich Wärmeenergie zuführen. Dadurch wird in jedem Falle eine Temperatur gewährleistet, die oberhalb der Schmelz- oder Sintertemperatur der Flugstäube 10 bzw. des Gemisches aus Flugstäuben 10 und Additiven 16 liegt, so dass das Ausschmelzen/Sintern der Asche unterstützt wird.
Bei dem in Fig. 3 dargestellten dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nur ein Teil der aus dem Kessel 2 und der Staubabscheideanlage 3 ausgetragenen Flugstäube 10 in den Hochtemperaturbereich der Primärbrennkammer 7 zurückgeführt. Vor der Einbringung in die Brennkammer 7 gelangt der Flugstaub 10 in eine Trennkammer 22, in der die Flugstäube 10 in eine schadstoffarme Fraktion 10.1 und in eine schadstoffreiche Fraktion 10.2 getrennt werden. Nur die schadstoffarme Fraktion 10.1 wird über die Ascheförderanlage 14 und die Dosiereinrichtung 15 in den Hochtemperaturbereich des Verbrennungsofens 1 zurückgeführt und nach Verglasung der Rostasche 19 zugeschlagen.
In Fig. 4 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch abgebildet, das sich von dem in Fig. 1 beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel nur dadurch unterscheidet, dass die Flugstäube 10 nach Austrag aus dem Kessel 2 und dem Filter 3 gemeinsam mit einer Fraktion der Rostasche 19.1, die kleiner 2 mm ist und in der Sortieranlage 23 vom Rest der Rostasche 19.2 getrennt wurde (z. B. bei ca. 2 mm Korngrösse), in den Hochtemperaturbereich des Verbrennungsofens 1 zurückgeführt werden.
Fig. 5 zeigt eine mögliche Ausgestaltungsform der im Hochtemperaturbereich in der Primärbrennkammer 7 bzw. in der Sekundärbrennkammer 8 angeordneten Mittel 18 zur Gewährleistung einer ausreichenden Verweilzeit der Flugstäube 10. Der Stopfschnecke 15 ist hier eine Rinne 18 nachgeschaltet, in der die Flugstäube 10 so lange unter Hochtemperaturbedingungen verweilen können, dass sie zumindestens zum Teil aufschmelzen und verglasen bzw. versintern und diese Produkte anschliessend der Rostasche 19 zugeschlagen werden können oder aber separat verwertet werden.
Fig. 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel. Dort ist dem Feuerraum 7,8 ein Nachbrennraum 26 nachgeschaltet, der so gestaltet ist, dass die geschmolzene Asche 25 separat von der Rostasche 19 ausgetragen werden kann. Wie bei den bereits oben beschriebenen Ausführungsbeispielen können auch bei dieser Art der Ausführung ein Gemisch oder eine einzelne Fraktion der Asche (Kesselasche, Filterasche, Feinfraktion der Rostasche) mit oder ohne Zusatz von Additiven 16 in den Feuerraum 7,8 oder den Nachbrennraum 26 zurückgeführt werden.
Ein weiterer Vorteil dieser Ausführung besteht in der Möglichkeit, den Staub über die Düsen für die Sekundärluft 9 und/oder Tertiärluft 24 in den heissen Bereich zurückzuführen. Ausserdem kann mittels eines nicht konzentrischen Übergangs zwischen dem Feuerraum und dem Nachbrennraum 26 und/oder durch tangentiale Eindüsung der Sekundärluft 9 oder der Tertiärluft 24 in den Nachbrennraum 26 eine Vortex-Strömung im Nachbrennraum 26 erzeugt werden. Der Vortex führt zu einer besseren Abscheidung der Aschepartikel an den Wänden des Nachbrennraumes 26. Die rückgeführte Asche, welche mittels der Sekundärluft 9 oder der Tertiärluft 24 in den Nachbrennraum 26 eingeführt wird, wird gegen die Wände geschleudert, wo ein durch die sehr hohen Temperaturen bedingter Ascheschmelzfluss entsteht. Die geschmolzene Asche 25 fliesst die Wände des Hochtemperaturnachbrennraumes 26 hinunter und wird über eine speziell dafür angebrachte Einrichtung 27 vom Nachbrennraum 26 entfernt.
Bezugszeichenliste
1
Verbrennungsofen
2
Kessel
3
Staubabscheider
4
Verbrennungsrost
5
Müll
6
Primärluft
7
Primärbrennkammer
8
Sekundärbrennkammer
9
Sekundärluft
10
Flugstaub
(10.1 schadstoffarme Fraktion von Pos. 10)
(10.2 schadstoffreiche Fraktion von Pos 10)
11
Rauchgas
12
Strahlungszug von Pos. 2 13 Berührungszug von Pos. 2
14
Ascheförderanlage
15
Dosiereinrichtung
16
Additive
17
Stützbrenner
18
Mittel zur Gewährleistung einer ausreichenden Verweilzeit der Flugstäube
19
Rostasche
(19.1 Fraktion 1 von Pos. 19)
(19.2 Fraktion 2 von Pos. 19)
20
Bunker
21
Pelletisierungsanlage
22
Trennkammer
23
Sortieranlage
24
Tertiärluft
25
geschmolzene Asche
26
Nachbrennraum
27
Einrichtung zum Austrag von Pos. 25 aus Pos. 26

Claims (16)

  1. Verfahren zur thermischen Behandlung von Flugstäuben (10) und gegebenenfalls Teilen der Rostasche (19) aus Müllverbrennungsanlagen, bei denen der Müll auf einem Verbrennungsrost (4) in einem Verbrennungsofen (1) verbrannt wird, wobei Rostasche (19) und Flugstäube (10) enthaltendes Rauchgas (11) entstehen, die Rostasche (19) aus dem eine Primär- (7) und eine Sekundärbrennkammer (8) aufweisenden Verbrennungsofen (1) abgezogen und weiter aufbereitet wird und die sich in einem nachgeschalteten Kessel (2) und in einer nachgeschalteten Staubfilteranlage (3) absetzenden Flugstäube (10) ausgetragen und zumindestens ein Teil der Flugstäube (10) geschmolzen oder gesintert wird, dadurch gekennzeichnet, dass zumindestens ein Teil der Flugstäube (10) in den Hochtemperaturbereich des Verbrennungsofen (1) zurückgeführt wird, wobei die Temperatur im besagten Hochtemperaturbereich oberhalb der Schmelztemperatur bzw. Sintertemperatur der Flugstäube (10) liegt, und dass der zumindestens eine Teil der Flugstäube (10) im Hochtemperaturbereich des Verbrennungsofens (1) ausreichend lange verweilt, so dass er zumindestens zum Teil verglast oder gesintert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die im Hochtemperaturbereich des Verbrennungsofens (1) verglasten oder gesinterten Flugstäube (10) anschliessend der Rostasche (19) zugeschlagen werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die gesamten Menge der Flugstäube (10) in den Hochtemperaturbereich des Verbrennungsofens (1) zurückgeführt wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Flugstäube (10) in den Hochtemperaturbereich der Primärbrennkammer (7) zurückgeführt werden.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Flugstäube (10) in den Hochtemperaturbereich der Sekundärbrennkammer (8) zurückgeführt werden.
  6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle einer teilweisen Rückführung der Flugstäube (10) in den Hochtemperaturbereich des Verbrennungsofens (2) die Flugstäube (10) nach dem Austrag aus dem Kessel (2) bzw. der Staubfilteranlage (3) zunächst in eine schadstoffarme (10.1) und eine schadstoffreiche Fraktion (10.2) getrennt werden und nur die schadstoffarme Fraktion (10.1) der Flugstäube (10) in den Hochtemperaturbereich des Verbrennungsofens (1) zurückgeführt wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass dem Hochtemperaturbereich des Verbrennungsofens (1) zusätzlich Wärme über einen Stützbrenner (17) zugeführt wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Flugstäube (10) nach dem Austrag aus dem Kessel (2) bzw. der Staubabscheideanlage (3) mit einer Fraktion 19.1 der aufbereiteten Rostasche (19), vorzugsweise < 2 mm, gemischt und diese Mischung anschliessend in den Hochtemperaturbereich des Verbrennungsofens (1) zurückgeführt wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Flugstäube (10) nach dem Austrag aus dem Kessel (2) bzw. der Staubabscheideanlage (3) mittels einer Ascheförderanlage (14) transportiert werden, wahlweise zwischengelagert, pelletisiert und/oder befeuchtet werden und anschliessend über geeignete Mittel (18) dosiert in den Hochtemperaturbereich des Verbrennungsofens (1) eingebracht werden.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Einbringung der Flugstäube (10) bzw. des Gemisches aus Flugstäuben (10) und Feinanteil der Rostasche (19) in den Hochtemperaturbereich des Verbrennungsofens (1) Additive (16), vorzugsweise Wasser und/oder schmelzpunkterniedrigende Substanzen, zugemischt werden.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die in den Hochtemperaturbereich des Verbrennungsofens (1) zurückgeführte Asche mittels Sekundär- und/oder Tertiärlufteindüsung in die Primärbrennkammer (7) oder den Nachbrennraum (26) eingebracht wird.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vortex-Strömung der Rauchgase (11) im Nachbrennraum (26) erzeugt wird.
  13. Vorrichtung zur thermischen Behandlung von Flugstäuben (10) und gegebenenfalls Teilen der Rostasche (19) aus Müllverbrennungsanlagen, im wesentlichen bestehend aus einem eine Primär- (7) und eine Sekundärbrennkammer (8) aufweisenden Verbrennungsofen (1) mit einem Verbrennungsrost (4) und einer Austragsvorrichtung für Schlacke und Rostasche (19), einem dem Verbrennungsofen (1) nachgeschalteten Kessel (2) mit Strahlungs- (12) und Berührungszügen (13), und einer dem Kessel (2) nachgeschalteten Staubabscheideanlage (3), wobei am Kessel (2) und an der Staubabscheideanlage (3) Austragsvorrichtungen für die Flugstäube (10) angeordnet sind und besagte Austragsvorrichtungen einer Ascheförderanlage (14) zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass
    a) sich die Ascheförderanlage (14) bis nahe an den Hochtemperaturbereich des Verbrennungsofens erstreckt,
    b) der Ascheförderanlage (14) dort eine Dosiereinrichtung (15) zur Einbringung zumindestens eines Teils der rückgeführten Flugstäube (10) in den Hochtemperaturbereich des Verbrennungsofens (1) nachgeschaltet ist, und
    c) im Hochtemperaturbereich des Verbrennungsofens (1) Mittel (18) zur Gewährleistung einer ausreichenden Verweilzeit der Asche angeordnet sind.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass als Ascheförderanlage (14) ein Trogkettenförderer, ein pneumatischer Förderer oder eine Förderschnecke eingesetzt werden.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass als Dosiereinrichtung (15) eine Stopfschnecke oder eine Kolbenpumpe eingesetzt werden.
  16. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass als Mittel (18) zur Gewährleistung einer ausreichenden Verweilzeit der Asche im Hochtemperaturbereich des Verbrennungsofens (1) Rinnen, Tiegel, Schikanen und/oder Platten eingesetzt werden.
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