EP1606553A1 - Verfahren und vorrichtung zur beschickung von industriellen feuerungsanlagen mit abfallmaterial, insbesondere mit sekund rbre nnstoff - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur beschickung von industriellen feuerungsanlagen mit abfallmaterial, insbesondere mit sekund rbre nnstoff

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EP1606553A1
EP1606553A1 EP04721891A EP04721891A EP1606553A1 EP 1606553 A1 EP1606553 A1 EP 1606553A1 EP 04721891 A EP04721891 A EP 04721891A EP 04721891 A EP04721891 A EP 04721891A EP 1606553 A1 EP1606553 A1 EP 1606553A1
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EP
European Patent Office
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waste material
discharge
conveying
fuel
unit
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Rolf Tews
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    • F23G5/444—Waste feed arrangements for solid waste
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    • F23G2205/20—Waste feed arrangements using airblast or pneumatic feeding

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for loading industrial combustion plants, in particular power plant boilers and rotary kilns, with waste material, in particular with secondary fuel, and a fuel produced therewith.
  • DE 196 39 330 Cl discloses a method and a device for producing a substitute fuel from waste, in which a waste material is first finely comminuted and then punched into loose and essentially disk-shaped piece goods by means of a ring die and pressing members. It is also already known to pelletized waste material.
  • an intermediate storage and the transport of the pretreated waste material will affect its physical properties.
  • moisture absorbed by the waste material can lead to problems with feeding the product into the actual boiler room due to caking in the conveyor units.
  • the secondary fuel gets entangled with one another, so that there is not only the risk of blockage, but in particular larger units of secondary fuel are formed which are injected via a lance or the like. do not burn completely into a combustion chamber.
  • the surface of the shredded material is reduced by storage and under the additional influence of various environmental and material parameters, in particular by moisture which is absorbed from the ambient air, and by the dead weight of the secondary fuel, which in addition to transport also reduces the burning behavior is adversely affected.
  • moisture which is absorbed from the ambient air
  • dead weight of the secondary fuel which in addition to transport also reduces the burning behavior is adversely affected.
  • they In order to achieve problem-free combustion of secondary fuels, they must burn completely in the first seconds after they have been entered into the combustion chamber.
  • a disadvantage of the prior art is that, on the one hand, two individual process steps that take place in succession are necessary to produce a usable substitute fuel, since the waste material first has to be crushed and then subjected to a shaping, such as pelleting, and on the other hand, the pretreated waste material has to be stored and transported in a complex manner , Insufficiently digested material cannot be used economically as a secondary fuel.
  • the invention is therefore based on the object of designing and developing the method mentioned at the outset and the corresponding device for loading industrial combustion plants with waste materials, in particular with secondary fuel, in such a way that better handling and ultimately complete combustion of the waste material, in particular secondary fuel, is achieved becomes.
  • An operational product should be manufactured with the least possible effort.
  • an improved introduction of the material is desired, in order in particular to reliably prevent blockages in the delivery line leading to the boiler and to achieve complete combustion of the secondary fuel.
  • a corresponding device should also be inexpensive and small.
  • the object is achieved by a method comprising the following steps:
  • the solid secondary fuel which is preferably used as waste material, has been freed from metal and contaminants, was sifted, then pre-crushed and, as a rule, also re-crushed and, if necessary, pelletized.
  • the secondary fuel mainly consists of shredded plastic in the form of foils, shaped objects such as bottles or the like. It can also have parts of textiles, in particular cords, etc., as well as papers. In particular, it does not contain organic waste and other liquid or similar components, as well as glass and metals.
  • the material can be supplied to the combustion chamber alone or together with, for example, coal, secondary air, etc.
  • the method according to the present invention saves the final comminution or shaping by means of pelleting in the secondary fuel production, as was required in the prior art, for example from the method known from DE 196 39 330 Cl, and storage / ensiling of the secondary fuel.
  • a closed process chain is achieved in which the shredded waste material does not come into contact with moisture and blockages of the device and dust development are achieved with the best burnout results at the same time.
  • the proportion of unburned waste material in the ash if it becomes more expensive is drastically reduced.
  • the discharge device comprises not only a conveyor device, but also, in the sense of the invention, further components, in particular a discharge shoe, in particular a side discharge shoe.
  • a screw conveyor / screw conveyor preferably with a short conveying path, is preferably provided as the conveying device, but other possible conveying means deraggregate can be used, such as gear locks, rotary lobe blowers or the like.
  • the provision of a conveying device ensures that comminuted waste material coming from the comminution unit does not accumulate in corners / angles of the discharge shoe and blockages occur there.
  • the conveying distance of the screw conveyor is preferably not more than 2 m, more preferably not more than 1.50 m or not more than 1 m.
  • discharge into the boiler is essentially immediate if no storage / ensiling is interposed, that is to say the comminuted waste material is always moved over the entire conveying path.
  • the object is that it has a comminution unit for comminuting the waste material, a discharge device in which a conveying device is arranged which discharges the comminuted waste material onto a pneumatic conveying device, the comminution unit essentially being pneumatic Conveyor is connected upstream.
  • the pneumatic delivery according to the invention is optimally matched to the shredded and shredded fuel material.
  • the conveying units such as screw conveyors, cellular wheel sluices, rotary lobe blowers or the like
  • the at least one blower arranged directly behind the conveying device of the discharge device of the shredding unit in particular suction-draft blower / suction-pressure blower, the reinforcement is achieved by the changed surface and grain properties - the clogging tendency in the delivery line is reliably countered.
  • the suction power of the suction pressure blower is preferably in a range from approximately 2,000 to approximately 4,000 m 3 / h, more preferably approximately 2,500 to approximately 3,500 m 3 / h, and the pressure side is preferably in a range from approximately 1,300 to approximately 3,300 m 3 / h, more preferably about 1,700 to about 2,400 m 3 / h.
  • the ratio of the power on the suction side to the pressure side is in a range from about 1 to 0.3 to about 1 to 0.85.
  • the comminuted waste material is fed into the combustion chamber, preferably via a lance, at a speed in a range from approximately 20 to 30 m / sec, preferably approximately 20 to approximately 25 m / sec.
  • the intake port of the pneumatic conveying device in front of the blower has a diameter that is approximately 30 to 50% larger than the compensating port arranged downstream of the blower, as a result of which an optimum delivery rate is achieved.
  • a mill is provided as the crushing unit, the mill preferably being a high-speed hammer mill.
  • the hammer mill is preferably designed as a hammer mill and has about 80 to about 150 hammers, which can be exchangeable up to four times.
  • the comminuted waste material removed from the comminution unit has a geometrically determined diameter in a range from approximately 0.001 to 25 mm, preferably 0.01 to 10 mm. It has a cottony consistency.
  • the hammer mill operates at a speed in a range from approximately 2,000 to approximately 4,000 rpm, preferably in a range from approximately 2,500 to approximately 3,000 rpm.
  • Waste material comminuted in this way with the hammer mill, in particular secondary fuel, is almost completely burned in connection with the provision of a pneumatic conveying device and the overall very short total conveying path in the device according to the invention after it has been blown into a combustion chamber.
  • the discharge of the comminution unit is designed as a side discharge shoe. This can have one or more lateral discharge openings, and two opposite discharge openings can also be provided.
  • a perforated plate is arranged between the shredding unit and the side discharge shoe.
  • the perforated plate preferably has regularly distributed circular holes through which the crushed material is sifted out to a maximum of about 25 mm, preferably a maximum of 20 mm.
  • the pneumatic conveying device has, behind the blower, a feed pipe which opens into a conveying line leading into the boiler and which preferably forms an acute angle with the conveying line.
  • the relationship between the conveying air and the fuel can preferably be influenced in that the feed pipe is designed to be axially displaceable in the conveying line.
  • the pressure difference (rise) between the end of the feed pipe and immediately in front of the combustion chamber is in a range from approximately 5 to approximately 25 mbar, preferably in a range from approximately 6 to approximately 15 mbar. Due to the axial displacement of the delivery line, the burning behavior of the fuel can be optimally adapted to different furnaces or power plants.
  • a further blower can be provided in the delivery line. This can be designed as a radial fan, but a rotary piston fan is preferably used.
  • a feed device is expediently connected upstream of the actual device, which preferably has a weigh feeder and a screw conveyor to ensure a metered task.
  • the with the inventive Fuel produced by ric device is so well-digested that its complete combustion can be reliably guaranteed.
  • a cyclone is particularly preferably arranged behind the fan in the conveying device.
  • the part of the conveyed air that can usually be removed via the overflow of the cyclone is fed back to the shredding unit in the circulatory system.
  • the amount of air is preferably metered into the comminution unit in such a way that there is essentially no pressure drop in the circuit, in particular in the area between the comminution unit and the cyclone, or only a very small one.
  • Such an embodiment is particularly advantageous particularly in the case of conveyor devices which have a length of 20 or more meters, preferably 50 or more meters, more preferably 100 or more meters.
  • the fuel according to the invention preferably has a dry residue in accordance with DIN EN 12 880 (S2) in a range from approximately 75 to approximately 90% by weight, a water content in accordance with DIN EN 12 880 (S2) in a range from approximately 12 to approximately 25% by weight .%, an ash content according to DIN 51 719 in a range from about 4 to about 10 wt.%, each based on the total amount of fuel.
  • a feed device 1 has a weigh feeder 2 and a screw conveyor 3. Via this feed device 1, the possibly pre-comminuted waste material is fed to a comminution unit, in the illustrated and in this respect preferred exemplary embodiment, a mill 4, preferably a snow-hammer hammer mill. In it, the supplied material is crushed to a defined grain size (geometrically determined diameter of the waste material) and surface quality. The waste product is fed to the mill 4 in bulk from above.
  • the discharge below the mill 4 is designed as a side discharge shoe 5, which is described in more detail below in FIGS. 2 and 3.
  • the shredded material is transported out of the side discharge shoe 5 via a conveying device arranged therein, in particular a screw conveyor 14, onto the pneumatic conveying device 15, which in particular has a suction fan 6.
  • the material fed is given a fibrous, cottony consistency with a large surface area by the crushing effect.
  • This fuel can be completely removed from the side discharge shoe by means of the suction fan 6 connected downstream of the side discharge shoe 5 and the screw conveyor 14 5 remove and pneumatically feed the combustion chamber / combustion chamber, not shown. In an advantageous further development of the invention, this takes place via a feed pipe 7, which opens into a delivery line 8 leading into the combustion chamber.
  • a cyclone 17 is arranged downstream of the blower 6. A partial amount of the conveyed air is fed back to the mill 4 via this cyclone 17 via its overflow via a schematically drawn return line 19.
  • a control device such as a valve, for metering the amount of air to be fed back in the return line 19 can also be provided. Carrying small particles in the air stream can be accepted, but the cyclone 17 is preferably set such that this does not take place.
  • the feed pipe 7 is preferably axially freely displaceable in a receiving pipe of the delivery line 8, so that an optimal chimney effect can be set at the end of the feed pipe 7, but can also be arranged in a fixed manner.
  • the chimney effect occurs depending on the position of the end of the feed pipe 7 in the cross section of the delivery line 8 and reliably prevents blockages in the delivery line 8.
  • the conveying line 8 can be supplied with conveying air on its side facing away from the boiler via a further fan 9.
  • the conveying air flows past the end of the supply pipe 7, which is attached at an acute angle, and takes the material ready for the boiler with it.
  • This configuration allows a very precise metering of the conveying air, the amount of which can be adjusted to an optimal level with the conveying air of the primary fuel supplied.
  • the blower 9 is designed as a rotary lobe blower which is arranged upstream of the combustion chamber
  • Cell wheel lock 18 works.
  • the cellular wheel sluice 18 can optionally be omitted, in particular if the material is fed continuously into the combustion chamber.
  • the side discharge shoe 5 has a funnel shape due to the inner, inclined metal sheets 10 and has a single lateral outlet opening 11.
  • the dimensioning of the side discharge shoe 5 depends on the type of waste material and the firing system. Such a configuration, in conjunction with the screw conveyor 14, ensures that no material remains in the shoe 5 and thus possibly leads to blockages.
  • a perforated plate 12, preferably with round holes 13, is arranged between the mill 4 and the side discharge shoe 5.
  • the perforated plate 12 is, as shown in Fig. 2, adapted to the outer shape of the mill. It has holes with a diameter of, for example, 16 mm. It goes without saying that the dimensions of the openings (diameter or edge length) correspond to the upper grain size selected for the respective intended use of the secondary fuel.
  • the waste material thus sufficiently digested is discharged through the perforated plate 12, fed via the screw conveyor 14 to the pneumatic conveying device 15 and pneumatically to the combustion chamber. Due to the suction effect and the very light fuel it comes in the one behind Delivery line 7 or 8 not to blockages. Furthermore, the short and closed conveying path of the device according to the invention avoids dust formation.
  • the invention proposes a device which generates a conditioned fuel in situ which has significantly improved burnout properties compared to secondary fuel produced, stored and transported to the furnace.
  • the device has an extremely compact design and can therefore be optimally assembled for the respective application.
  • the device according to the invention can be used to set an optimal temperature profile in the rotary kiln.

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Description

Verfahren und Vorrichtung zur Beschickung von industriellen Feuerungsanlagen mit Abfallmaterial, insbesondere mit Sekundärbrennstoff
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Beschickung von industriellen Feuerungsanlagen, insbesondere Kraftwerkskesseln und Drehrohröfen, mit Abfallmaterial, insbesondere mit Sekundärbrennstoff, sowie einen damit hergestellten Brennstoff.
Insbesondere beim Einsatz von Sekundärbrennstoffen aus Abfällen und/oder Abfallgemischen ist bei der Verwendung in Kraftwerkskesseln die Form und Oberfläche des Materials von erheblicher Bedeutung. Dabei stellt sich bis heute insbesondere das unzureichende Ausbrandverhalten der festen Sekundärbrennstoffe als problematisch dar. Bei zu fester Konsistenz bzw. zu großen Abfallstücken findet eine unvollständige Verbrennung statt, so daß z.Z. noch immer erhebliche Mengen unverbrannten Materials in die Kesselschlacke gelangen. Das wie- derum führt zu erschwerten Bedingungen bei der Entsorgung solcher Aschen, bzw. der Verwertung der Schlacken.
Sekundärbrennstoffe werden neben ihrer Verwendung in Kraftwerkskesseln seit längerem auch bei der Zement- und Kalkher- Stellung als Substitutionsbrennstoff eingesetzt. Auch hier ist jedoch eine vollständige Verbrennung von erheblicher Wichtigkeit, da insbesondere das fertige Produkt Zement keine unvollständig verbrannte Rückstände erlaubt, die, nicht zuletzt aufgrund einer möglichen Braunfärbung des Klinkers, das jeweilige Produkt unbrauchbar machen würden.
Die Substitutionsrate des Sekundärbrennstoffs beträgt bei Braunkohlekraftwerken bis zu 25%, bei der Zement- und Kalkherstellung reicht sie sogar bis zu 50% der Menge des ur- sprünglichen Primär- oder Regelbrennstoffs. Bei der Herstellung von Sekundärbrennstoffen ist bereits versucht worden, Abfallprodukte nach erfolgter Zerkleinerung einer Formgebung zu unterwerfen, um den Bennstoff besser transportieren zu können. Aus DE 196 39 330 Cl sind ein Verfahren und eine Einrichtung zur Herstellung eines Ersatzbrennstoffs aus Abfällen bekannt, bei denen ein Abfallmaterial zunächst fein zerkleinert und anschließend mittels einer Ringmatrize und Preßorganen in loses und im wesentlichen scheibenförmiges Stückgut gestanzt wird. Auch ist es bereits bekannt, zerklei- nertes Abfallmaterial zu pelletieren.
In jedem Fall führt eine Zwischenlagerung und der Transport des vorbehandelten Abfallmaterials zu einer Beeinflussung seiner physikalischen Eigenschaften. So kann beispielsweise vom Abfallmaterial aufgenommene Feuchtigkeit dazu führen, daß durch Anbackungen in den Förderaggregaten Probleme beim Zuführen des Produkts in den eigentlichen Kesselraum auftreten. Dies gilt insbesondere für den Einsatz von Förderschnecken. Denn bei einem Transport mittels Förderschnecken kommt es zu Verhakelungen des Sekundärbrennstoffs untereinander, so daß hier nicht nur die Gefahr von Verstopfung besteht, sondern insbesondere sich größere Einheiten Sekundärbrennstoffs bilden, welche nach Eindüsung über eine Lanze o.a. in einen Brennraum nicht vollständig abbrennen.
Zudem wird durch eine Lagerung und unter dem zusätzlichen Einfluß von verschiedenen Umgebungs- und Stoffparametern, insbesondere durch Feuchtigkeit, die aus der Umgebungsluft aufgenommen wird, und durch das Eigengewicht des Sekundär- brennstoffs die Oberfläche des zerkleinerten Materials vermindert, wodurch neben dem Transport auch das Brennverhalten negativ beeinflußt wird. Um eine problemlose Verbrennung von Sekundärbrennstoffen zu erzielen, müssen sich diese in den ersten Sekunden nach Eingabe derselben in den Brennraum voll- ständig abbrennen. Nachteilig am Stand der Technik ist also, daß einerseits zwei einzelne hintereinander stattfindende Verfahrensschritte zur Erzeugung eines brauchbaren Ersatzbrennstoffs notwendig sind, da das Abfallmaterial zunächst zerkleinert und dann einer Formgebung wie beispielsweise Pelletierung unterzogen werden muß, und andererseits das vorbehandelte Abfallmaterial aufwendig gelagert und transportiert werden muß. Unzureichend aufgeschlossenes Material ist als Sekundärbrennstoff wirtschaftlich nicht verwertbar.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Verfahren und die entsprechende Vorrichtung zur Beschickung von industriellen Feuerungsanlagen mit Abfallmaterialien, insbesondere mit Sekundärbrennstoff, so auszugestal- ten und weiterzubilden, daß eine bessere Handhabung und letztendlich vollständige Verbrennung des Abfallmaterials, insbesondere Sekundärbrennstoffs, erreicht wird. Dabei soll mit möglichst geringem Aufwand ein einsatzfähiges Produkt hergestellt werden. Zusätzlich ist ein verbessertes Einbrin- gen des Materials erwünscht, um insbesondere Verstopfungen in der zum Kessel führenden Förderleitung zuverlässig zu vermeiden und eine vollständige Verbrennung des Sekundärbrennstoffs zu erreichen. Eine entsprechende Vorrichtung sollte zudem preisgünstig sein und klein bauen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren gelöst, umfassend die folgenden Schritte:
- Zerkleinerung des Abfallmaterials in einem Zerkleinerungs- aggregat;
- Austrag des zerkleinerten Abfallmaterials aus dem Zerkleinerungsaggregat im wesentlichen unmittelbar vor der Aufgabe in den Brennkessel mittels einer in der Austragungsvorrich- tung angeordneten Fördervorrichtung auf eine pneumatische Fördereinrichtung hin; und - Förderung des Abfallmaterials mittels der pneumatischen Fördereinrichtung in den Brennraum.
Der vorzugsweise als Abfallmaterial eingesetzte feste Sekun- därbrennstoff ist metall- und störstoffentfrächtet, wurde gesichtet, anschließend vor- und in aller Regel auch nachzerkleinert und gegebenenfalls pelletiert. Der Sekundärbrennstoff besteht zum überwiegenden Teil aus zerkleinertem Kunststoff in Form von Folien, Formgegenständen wie Flaschen o.a. Er kann auch Anteile an Textilien, insbesondere Schnüre etc., sowie Papiere aufweisen. Er enthält insbesondere nicht Biomüll und sonstige flüssige oder ähnliche Bestandteile, sowie Glas und Metalle. Das Material kann dabei dem Brennraum allein, oder aber auch zusammen mit beispielsweise Kohle, Se- kundärluft etc. zugeführt werden.
Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung erspart die abschließende Zerkleinerung bzw. Formgebung mittels Pelletierung bei der SekundärbrennstoffProduktion, wie dies beim Stand der Technik, beispielsweise von dem aus DE 196 39 330 Cl bekannten Verfahren, erforderlich war, sowie eine Lagerung/Silierung des Sekundärbrennstoffs. Durch die unmittelbar nach Erzeugung des zerkleinerten Abfallmaterials erfolgende Austragung und Förderung desselben in den Brennraum wird eine geschlossene Verfahrenskette erzielt, in welcher das zerkleinerte Abfallmaterial nicht in Kontakt mit Feuchtigkeit gelangt und Verstopfungen der Vorrichtung sowie Staubentwicklungen bei gleichzeitig besten Ausbrandergebnissen erzielt werden. Der Anteil an unverbranntem Abfallmaterial in der Asche bei Verteuerung desselben wird drastisch herabgesetzt.
Die Austragungsvorrichtung umfaßt nicht nur eine Fördervorrichtung, sondern im Sinne der Erfindung auch weitere Bauelemente, insbesondere einen Austragsschuh, insbesondere Seiten- austragsschuh. Als Fördervorrichtung ist bevorzugt ein Schneckenförderer/Förderschnecke, bevorzugt mit kurzer Förderstrecke, vorgesehen, wobei aber auch andere mögliche För- deraggregate Anwendung finden können, wie Zahnradschleusen, Drehkolbengebläse o. dgl. Durch die Vorsehung einer Fördervorrichtung wird sichergestellt, daß aus dem Zerkleinerungsaggregat kommendes zerkleinertes Abfallmaterial sich nicht in Ecken/Winkeln des Austragsschuhs ansammelt und es dort zu Verstopfungen kommt. Bevorzugt beträgt dabei die Förderstrek- ke des Schneckenförderers nicht mehr als 2 m, weiter bevorzugt nicht mehr als 1,50 m bzw. nicht mehr als 1 m.
Im wesentlichen unmittelbar ist der Austrag vor Aufgabe in den Brennkessel im Sinne der vorliegenden Erfindung dann, wenn keinerlei Lagerung/Silierung zwischengeschaltet ist, das zerkleinerte Abfallmaterial also über den gesamten Förderweg immer bewegt wird. Zwischen dem Austrag aus dem Zerkleine- rungsaggregat und der Aufgabe über die pneumatische Fördereinrichtung in den Brennraum liegt vorzugsweise ein Zeitraum von weniger als etwa 1 min. , bevorzugt weniger als etwa 30 sec.
Hinsichtlich der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht die Lösung der Aufgabe darin, daß diese ein Zerkleinerungsaggregat zur Zerkleinerung des Abfallmaterials, eine Austragungsvorrichtung aufweist, in welcher eine Fördervorrichtung angeordnet ist, die das zerkleinerte Abfallmaterial auf eine pneumatische Fördereinrichtung hin austrägt, wobei das Zerkleinerungsaggregat im wesentlichen unmittelbar der pneumatischen Fördereinrichtung vorgeschaltet ist, umfaßt.
Die erfindungsgemäße pneumatische Förderung ist optimal auf das zerkleinerte und zerfaserte Brennstoffmaterial abgestimmt. Anstelle der üblicherweise eingesetzten Förderaggregate wie Schneckenförderer, Zellenradschleusen, Drehkolbengebläse o. dgl. wird mittels des mindestens einen unmittelbar hinter der Fördervorrichtung der Austragungsvorrichtung des Zerkleinerungsaggregats angeordneten Gebläses, insbesondere Saugzuggebläses/Saug-Druckgebläses, erreicht, daß durch die veränderte Oberflächen- und Kornbeschaffenheit der verstärk- ten Verstopfungsneigung in der Förderleitung zuverlässig begegnet wird. Die Ansaugleistung des Saug-Druckgebläses liegt bevorzugt in einem Bereich von etwa 2.000 bis etwa 4.000 m3/h, weiter bevorzugt etwa 2.500 bis etwa 3.500 m3/h, druck- seitig liegt die Leistung vorzugsweise in einem Bereich von etwa 1.300 bis etwa 3.300 m3/h, weiter bevorzugt etwa 1.700 bis etwa 2.400 m3/h. Das Verhältnis der Leistung auf der Ansaugseite zur Druckseite liegt in einem Bereich von etwa 1 bis 0,3 bis etwa 1 bis 0,85. Das zerkleinerte Abf llmaterial wird mit einer Geschwindigkeit in einem Bereich von etwa 20 bis 30 m/sec, bevorzugt etwa 20 bis etwa 25 m/sec, in den Brennraum, bevorzugt über eine Lanze, aufgegeben. Hierdurch ist sichergestellt, daß dieses vollständig innerhalb weniger Sekunden verbrennt. Der Ansaugstutzen der pneumatischen För- dereinrichtung vor dem Gebläse weist einen etwa um 30 bis 50% größeren Durchmesser auf als der nachfolgend dem Gebläse angeordnete Ausgleichsstutzen, wodurch eine optimale Förderleistung erreicht wird.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist als Zerkleinerungsaggregat eine Mühle vorgesehen, wobei die Mühle vorzugsweise eine Schnellaufende Hammermühle ist. Die Hammermühle ist vorzugsweise als Schlaghammermühle ausgebildet und weist etwa 80 bis etwa 150 Hämmer auf, die bis zu vierfach wechselbar sein können. Das dem Zerkleinerungsaggregat entnommene zerkleinerte Abfallmaterial weist einen geometrisch ermittelten Durchmesser in einem Bereich von etwa 0,001 bis 25 mm, bevorzugt 0,01 bis 10 mm, auf. Es hat eine wattige Konsistenz. Die Hammermühle arbeitet mit einer Drehzahl in einem Bereich von etwa 2.000 bis etwa 4.000 U/min, vorzugsweise in einem Bereich von etwa 2.500 bis etwa 3.000 U/min. Derartig mit der Hammermühle zerkleinertes Abfallmaterial, insbesondere Sekundärbrennstoff, wird in Verbindung mit der Vorsehung einer pneumatischen Fördereinrichtung und der ins- gesamt sehr kurzen Gesamtförderstrecke in der erfindungsgemäßen Vorrichtung so gut wie vollständig nach Einblasen desselben in eine Brennkammer verbrannt. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Austrag des Zerkleinerungsaggregats als Seitenaustragsschuh ausgeführt. Dieser kann eine oder mehrere seitliche Austragsöffnungen ha- ben, wobei auch zwei gegenüberliegende Austragsöffnungen vorgesehen sein können.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß zwischen Zerkleinerungsaggregat und Seitenaustragsschuh ein Lochblech angeordnet ist. Das Lochblech weist bevorzugt regelmäßig verteilt angeordnete Rundlöcher auf, durch welche eine Aussiebung des zerkleinerten Materials bis maximal etwa 25 mm, bevorzugt maximal 20 mm, erfolgt.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die pneumatische Fördereinrichtung hinter dem Gebläse ein in eine in den Kessel führende Förderleitung mündendes Zuführungsrohr auf, welches mit der Förderleitung bevorzugt einen spitzen Winkel bildet. Eine Beeinflussung des Verhältnisses von För- derluft und Brennstoff läßt sich nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung bevorzugt dadurch realisieren, daß das Zuführungsrohr in der Förderleitung axial verschiebbar ausgeführt ist. Die Druckdifferenz (Anstieg) zwischen dem Ende des Zuführungsrohrs und unmittelbar vor dem Brennraum liegt in einem Bereich von etwa 5 bis etwa 25 mbar, bevorzugt in einem Bereich von etwa 6 bis etwa 15 mbar. Durch die axiale Verschiebbarkeit der Förderleitung kann auf unterschiedliche Öfen bzw. Kraftwerke hin das Abbrennverhalten des Brennstoffs optimal angepaßt werden. Insbesondere bei längeren Förderlei- tungen kann in der Förderleitung ein weiteres Gebläse vorgesehen sein. Dieses kann als Radialgebläse ausgestaltet sein, bevorzugt findet jedoch eine Drehkolbengebläse Verwendung.
Der eigentlichen Vorrichtung vorgeschaltet ist zweckmäßiger- weise eine Aufgabevorrichtung, welche zur Gewährleistung einer dosierten Aufgabe bevorzugt eine Dosierbandwaage und eine Förderschnecke aufweist. Der mit der erfindungsgemäßen Vor- ric tung hergestellte Brennstoff ist so gut aufgeschlossen, daß seine vollständige Verbrennung zuverlässig gewährleistet werden kann.
Besonders bevorzugt ist insbesondere hinter dem Gebläse in der Fördereinrichtung ein Zyklon angeordnet. Die in der Regel über den Überlauf des Zyklon entnehmbare Teilmenge der geförderten Luft wird im Kreislaufsystem wieder dem Zerkleinerungsaggregat zugeführt. Dies hat den großen Vorteil, daß ei- ne Druckabfall über die Fördereinrichtung vermieden werden kann. Die Luftmenge wird dem Zerkleinerungsaggregat bevorzugt dosiert so zugeführt, daß im Kreislauf im wesentlichen kein Druckabfall, insbesondere im Bereich zwischen Zerkleinerungsaggregat und Zyklon, auftritt, oder aber nur eine sehr gerin- ger. Besonders vorteilhaft ist eine solche Ausführungsform insbesondere bei Fördereinrichtungen, welche eine Länge von 20 oder mehr Metern, bevorzugt 50 oder mehr Metern, weiter bevorzugt 100 oder mehr Metern, aufweisen.
Der erfindungsgemäße Brennstoff weist bevorzugt einen Trok- kenrückstand gemäß DIN EN 12 880 (S2) in einem Bereich von etwa 75 bis etwa 90 Gew.%, einen Wassergehalt gemäß DIN EN 12 880 (S2) in einem Bereich von etwa 12 bis etwa 25 Gew.%, einen Aschegehalt gemäß DIN 51 719 in einem Bereich von etwa 4 bis etwa 10 Gew.%, jeweils bezogen auf die Gesamtmenge an Brennstoff, auf. Vorzugsweise weist der erfindungsgemäße Brennstoff gemäß DIN 51 900 einen Brennwert in einem Bereich von etwa 21.000 bis etwa 24.000 kJ/kg und einen Heizwert in einem Bereich von etwa 19.000 bis etwa 22.000 kJ/kg berechnet gemäß der Formel Hu = Ho x F.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert, ist jedoch auf die dort gezeigte Ausführungsform keineswegs beschränkt. Die Figuren zeigen im einzelnen: Fig. 1: die erfindungsgemäße Vorrichtung in schematischer Darstellung;
Fig. 2: den Austrag des Zerkleinerungsaggregats der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Querschnitt; und
Fig. 3: den Austrag des Zerkleinerungsaggregats der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Längsschnitt entlang der Linie III — III in Fig. 2.
In dem in Fig. 1 schematisch dargestellten Ausführungsbei- spiel weist eine Aufgabevorrichtung 1 eine Dosierbandwaage 2 und eine Förderschnecke 3 auf. Über diese Aufgabevorrichtung 1 wird das gegebenenfalls vorzerkleinerte Abfallmaterial ei- nem Zerkleinerungsaggregat, im dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiels einer Mühle 4, bevorzugt einer schneilaufenden Schlaghammermühle, zugeführt. Darin wird das zugeführte Material auf eine definierte Korngröße (geometrisch ermittelter Durchmesser des Abfallmaterials) und Ober- flächenbeschaffenheit zerkleinert. Die Aufgabe des Abfallprodukts auf die Mühle 4 erfolgt in loser Schüttung von oben. Der Austrag unterhalb der Mühle 4 ist als Seitenaustragsschuh 5 ausgeführt, der in den Fig. 2 und 3 weiter unten näher beschrieben wird. Aus dem Seitenaustragsschuh 5 wird das zer- kleinerte Material über eine in diesem angeordnete Fördervorrichtung, insbesondere einen Schneckenförderer 14, auf die pneumatische Fördereinrichtung 15 hintransportiert, die insbesondere ein Saugzuggebläse 6 aufweist.
In der Mühle 4 bekommt das zugeführte Material durch die Zerkleinerungswirkung eine faserige, wattige Konsistenz mit großer Oberfläche. Dieser Brennstoff läßt sich mittels des dem Seitenaustragsschuh 5 nachgeschalteten Saugzuggebläses 6 und der Förderschnecke 14 vollständig aus dem Seitenaustragsschuh 5 entnehmen und pneumatisch dem nicht dargestellten Feuerungsraum/Brennraum zuführen. Dies geschieht in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung über ein Zuführungsrohr 7, welches in eine in den Brennraum führende Förderleitung 8 mün- det.
In der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform ist dem Gebläse 6 nachgeordnet ein Zyklon 17. Über diesen Zyklon 17 wird eine Teilmenge der geförderten Luft über dessen Überlauf wieder über eine schematisch gezeichnete Rückführleitung 19 der Mühle 4 zugeführt. Dabei kann noch eine hier nicht gezeigte Steuervorrichtung, wie beispielsweise eine Ventil, zur Dosierung der wieder zuzuführenden Luftmenge in der Rückführleitung 19 vorgesehen werden. Ein Mitschleppen kleiner Partikel im Luftstrom kann dabei in Kauf genommen werden, bevorzugt ist jedoch der Zyklon 17 derart eingestellt, daß dies nicht erfolgt.
Das Zuführungsrohr 7 ist bevorzugt in einem nicht näher be- zeichneten Aufnahmerohr der Förderleitung 8 axial frei verschiebbar, so daß ein optimaler Kamineffekt am Ende des Zuführungsrohrs 7 eingestellt werden kann, kann jedoch auch fest angeordnet sein. Der Kamineffekt entsteht in Abhängigkeit von der Position des Endes des Zuführungsrohrs 7 im Querschnitt der Förderleitung 8 und verhindert zuverlässig Verstopfungen in der Förderleitung 8.
Bei längeren Förderwegen kann die Förderleitung 8 an ihrer dem Kessel abgewandten Seite über ein weiteres Gebläse 9 mit Förderluft beaufschlagt werden. Die Förderluft strömt an dem Ende des im spitzen Winkel angebrachten Zuführungsrohrs 7 vorbei und nimmt das kesselfertige Material mit. Diese Ausgestaltung erlaubt eine sehr genaue Dosierung der Förderluft, deren Menge sich mit der Förderluft des zugeführten Primärbrennstoffs auf ein optimales Niveau einregeln läßt.
Das Gebläse 9 ist dabei als Drehkolbengebläse ausgebildet, welches in Richtung auf eine dem Brennraum vorgeschaltete
Zellenradschleuse 18 arbeitet. Die Zellenradschleuse 18 kann gegebenenfalls insbesondere bei einer kontinuierlichen Zufuhr des Materials in den Brennraum weggelassen werden.
Die Fig. 2 und 3 zeigen schließlich den zuvor genannten Seitenaustragsschuh 5 in detaillierter Darstellung. Der Seitenaustragsschuh 5 hat durch innen liegende, geneigt angeordnete Bleche 10 eine Trichterform und weist eine einzige seitliche Auslaßöffnung 11 auf. Die Bemessung des Seitenaustragsschuhs 5 richtet sich nach der Art des Abfallmaterials und der Feuerungsanlage. Durch eine derartige Ausbildung wird in Verbindung mit der Förderschnecke 14 sichergestellt, daß kein Material im Schuh 5 verbleibt und so gegebenenfalls zu Verstopfungen führt .
Zwischen Mühle 4 und Seitenaustragsschuh 5 ist ein Lochblech 12, vorzugsweise mit Rundlöchern 13, angeordnet. Das Lochblech 12 ist dabei, wie in Fig. 2 ersichtlich, der äußeren Form der Mühle angepaßt. Es weist Löcher mit einem Durchmes- ser von beispielsweise 16 mm auf. Es versteht sich, daß dabei die Abmessungen der Öffnungen (Durchmesser oder Kantenlänge) der für den jeweiligen Einsatzzweck des Sekundärbrennstoffs gewählten oberen Korngröße entsprechen.
Das so ausreichend aufgeschlossene Abfallmaterial wird durch das Lochblech 12 ausgetragen, über die Förderschnecke 14 zur pneumatischen Fördereinrichtung 15 und pneumatisch dem Feuerungsraum zugeführt. Aufgrund der Saugwirkung und des sehr leichten Brennstoffs kommt es in der dahinter befindlichen Förderleitung 7 bzw. 8 nicht zu Verstopfungen. Des weiteren wird durch die kurze und geschlossene Förderstrecke der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine Staubentwicklung vermieden.
Mit der Erfindung wird eine Vorrichtung vorgeschlagen, welche in situ einen konditionierten Brennstoff erzeugt, der gegenüber an einem anderen Ort hergestellten, gelagerten und zur Feuerung transportierten Sekundärbrennstoff deutlich verbesserte Ausbrandeigenschaften aufweist. Die Vorrichtung ist äu- ßerst kompakt aufgebaut und läßt sich daher für den jeweiligen Einsatzzweck optimal konfektionieren.
Ohne vorherige Behandlung findet eine vollständige Verbrennung statt, so daß bei der Kraftwerksverbrennung der Anteil unverbrannten Materials in der Kesselschlacke minimiert und die Entsorgung solcher Aschen, bzw. die Verwertung der Schlacken erleichtert wird. Bei der Zementherstellung läßt sich mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein optimales Temperaturprofil im Drehrohrofen einstellen.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Beschickung von industriellen Feuerungsanlagen, insbesondere Kraftwerkskesseln oder Drehrohröfen, mit Abfallmaterial, insbesondere mit Sekundärbrennstoff, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
- Zerkleinerung des Abfallmaterials in einem Zerkleinerungsaggregat;
- Austrag des zerkleinerten Abfallmaterials aus dem Zerkleinerungsaggregat im wesentlichen unmittelbar vor der Aufgabe in den Brennkessel mittels einer in der Austragungsvorrichtung angeordneten Fördervorrichtung auf eine pneumatische Fördereinrichtung hin; und
- Förderung des Abfallmaterials mittels der pneumatischen Fördereinrichtung in den Brennraum.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zerkleinerungsaggregat so auf das Abfallmaterial abgestimmt ist, daß das Abfallmaterial nach der Zerkleinerung eine faserige Konsistenz mit großer Oberfläche aufweist.
3. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung eine mit Luft beaufschlagbare Förderleitung aufweist und so ausgebildet ist, daß das Abfallmaterial durch Saugwirkung über die Förderleitung dosiert dem Brennraum zugeführt wird.
4. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Abfallmaterial dem Zerkleinerungsaggregat über eine Dosiervorrichtung dosiert zugeführt wird.
5. Vorrichtung zur Beschickung von industriellen Feuerungsanlagen, insbesondere von Kraftwerkskesseln oder Drehrohröfen, mit Abfallmaterial, insbesondere mit Sekundärbrennstoff, umfassend ein Zerkleinerungsaggregat (4) zur Zerkleinerung des Abfallmaterials, eine Austragungsvorrichtung, in welcher eine Fördervorrichtung (14) angeordnet ist, die das zerkleinerte Abfallmaterial auf eine pneumatische Fördereinrichtung (15) hin austrägt, wobei das Zerkleinerungsaggregat (4) im wesentlichen unmittelbar der pneumatischen Fördereinrichtung ( 15 ) vorgeschaltet ist.
6. Vorrichtung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Zerkleinerungsaggregat eine Mühle (4) vorgesehen ist.
7. Vorrichtung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mühle (4) eine Schnellaufende Hammermühle ist.
8. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 5 bis 7 , dadurch gekennzeichnet, daß die Austragsvorrichtung einen Seitenaustragsschuh (5) aufweist.
9. Vorrichtung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Seitenaustragsschuh (5) gegenüberliegende Austragsöffnungen (11) aufweist.
10. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Zerkleinerungsaggregat (4) und dem Seitenaustragsschuh (5) der Austragungsvorrichtung ein Lochblech (12) angeordnet ist.
11. Vorrichtung gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Lochblech (12) regelmäßig verteilt angeordnete Rundlöcher (13) aufweist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die pneumatische Fördereinrichtung (15) mindestens ein unmittelbar hinter der Fördervorrichtung (14) der Austragungsvorrichtung angeordnetes Gebläse (6), insbesondere ein Saugzuggebläse, umfaßt.
13. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die pneumatische Fördereinrichtung (15) hinter dem Gebläse (6) ein in eine in den Kessel führende Förderleitung (8) mündendes Zuführungsrohr (7) umfaßt.
14. Vorrichtung gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Zuführungsrohr (7) mit der Förderleitung (8) einen spitzen Winkel bildet.
15. Vorrichtung gemäß Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Zuführungsrohr (7) in der Förderleitung (8) axial verschiebbar ausgeführt ist.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß in der Förderleitung (8) ein weiteres Gebläse (9) vorgesehen ist.
17. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 5 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß dem Zerkleinerungsaggregat (4) eine Auf- gabevorric tung (1) vorgeschaltet ist.
18. Vorrichtung gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufgabevorrichtung (1) eine Dosierbandwaage (2) aufweist.
19. Vorrichtung gemäß Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufgabevorrichtung (1) eine Förderschnecke (3) aufweist.
20. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 5 bis 19, dadurch gekennzeichnet in der Fördereinrichtung (15) ein Zyklon, bevorzugt nach dem Gebläse (6), angeordnet ist, über welchen eine Teilmenge der geförderten Luft entnommen und im Kreislauf dem Zerkleinerungsaggregat (4) zugeführt wird.
21. Brennstoff, hergestellt mit der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoff vor dem dosierten Einbringen in den Brennraum zerkleinert und/oder konditioniert worden ist.
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