EP3252377A1 - Verfahren zum aufbereiten von schlacke einer verbrennungsvorrichtung - Google Patents

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EP3252377A1
EP3252377A1 EP17000677.9A EP17000677A EP3252377A1 EP 3252377 A1 EP3252377 A1 EP 3252377A1 EP 17000677 A EP17000677 A EP 17000677A EP 3252377 A1 EP3252377 A1 EP 3252377A1
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EP
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slag
separator
fraction
combustion device
microns
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Johannes Martin
Ulrich Martin
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Martin GmbH fuer Umwelt und Energietechnik
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Martin GmbH fuer Umwelt und Energietechnik
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03B—SEPARATING SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS
    • B03B9/00—General arrangement of separating plant, e.g. flow sheets
    • B03B9/04—General arrangement of separating plant, e.g. flow sheets specially adapted for furnace residues, smeltings, or foundry slags
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J1/00—Removing ash, clinker, or slag from combustion chambers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J2217/00—Intercepting solids
    • F23J2217/10—Intercepting solids by filters
    • F23J2217/101—Baghouse type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J2900/00—Special arrangements for conducting or purifying combustion fumes; Treatment of fumes or ashes
    • F23J2900/01001—Sorting and classifying ashes or fly-ashes from the combustion chamber before further treatment

Definitions

  • the invention relates to a method for processing slag of a combustion apparatus, in which the slag is separated from the combustion apparatus by means of a slagger.
  • the gas stream after the air classification can first be fed to a cyclone separation and then to a filtering process as required. This makes possible separating the slag into a coarse fraction of several millimeters in diameter and a fine fraction having a smaller diameter, whereby dust is avoided as much as possible and unavoidable dust can be separated by means of a cyclone and a filter.
  • the combustion residues could contain health-relevant, respirable, fractions thereof. This is uncritical for the discharged with the combustion exhaust gas due to the thermal convection or the velocity of these gases from the combustion chamber in a downstream steam generator and the subsequent exhaust gas purification particles, as a nearly quantitative separation takes place in the filters of the emission control system. More problematic is the flow of material from these materials, leaving the combustion chamber with the burnt fuel remains, z. B. with the ash and slag, and then to be used for further use. These are not only the majority of these substances but also a contamination of the entire solid waste fraction after incineration.
  • the invention is therefore based on the object of developing a generic method such that the slag of incinerators has as little as possible particle dust and fibers from these fractions even with a combustion of CFRP, GFRP and / or nano-materials.
  • the invention is based on the finding that it is advantageous to produce a very fine fraction which essentially has particles with a diameter of less than 500 ⁇ m.
  • This ultrafine fraction can be separated from the residual slag, for example, with an air classifier.
  • the diameter of the particles corresponds to the diameter that would have a particle with the same volume in spherical shape or it corresponds to the aerodynamic diameter.
  • the aerodynamic diameter is thus above the diameter of the fiber. For example, if one speaks of a fraction with a diameter less than 2,000 microns, then this fraction may also have thin fibers, for example, 10 mm in length and a few microns in diameter.
  • the separator or a subsequent separating or separating device ensures that the ultrafine fraction has the predominant proportion of a fraction of fiber materials, fragments thereof and nanoparticles. It is envisaged to quantitatively remove fiber materials, fragments thereof as well as nanoparticles with this ultrafine fraction, ie to remove more than 80% and preferably more than 95% and particularly preferably more than 98% of the fiber materials, the fragments thereof and the nanoparticles from the slag ,
  • the separator can be based on different physical separation principles and, in particular, it is also possible to use several separation principles one after the other or even superimposed simultaneously.
  • the separator has a fabric filter.
  • a fabric filter makes it possible to separate very fine materials from a gas stream.
  • a mass separator also referred to as a mass decompressor, is an apparatus for separating particulates due to inertial forces.
  • the operating principle of mass force separators relies on the fact that the particles suspended in the gas can no longer follow the flow movement and are deposited on internals or walls.
  • Mass energy separators are distinguished by the effective transport forces of gravity, inertial force and centrifugal force. The mass forces responsible for the particle separation act transversely or against the flow resistance force and are directly proportional to the particle mass, so that the respective forces are proportional to the third power of the particle diameter.
  • inertial force separators are preferably used to deposit particles having an aerodynamic diameter of at least 2 ⁇ m, it is proposed to use a mass force separator to separate from the dust particles with an aerodynamic diameter of more than 1 ⁇ m or more than 2 ⁇ m. For particles of this size, the influence of diffusion can be neglected.
  • the aerodynamic diameter is defined as the diameter of a spherical particle with the density 1 g / cm 3 , which has the same rate of descent as the particle to be considered.
  • the rate of descent of the particle to be considered refers to still air.
  • the mass separator has a gravitational separator.
  • Gravity separators are usually designed as so-called crossflow or countercurrent separators.
  • the dust-laden gas flow undergoes a slowing down by the entry into the device and thus an increase in the residence time in the system.
  • cross-flow separator cross-flow separator
  • countercurrent separator countercurrent separator
  • a centrifugal separator can also be used as a mass-flow separator.
  • the flow is caused to rotate due to its own velocity after entering the device.
  • the particles suspended in the gas are partially separated due to the centrifugal force acting on them.
  • the mass separator may also have an inertial separator.
  • inertial separators which are also called “Umlenkabscheider”
  • flows are deflected such that the particles suspended in the gas can not follow the flow movement and are deposited. Frequently, obstacles are built into the deposition apparatus.
  • Air separation is a mechanical separation process in which particles are separated by their ratio of inertial and / or gravitational force to flow resistance in a gas stream. It is a classification process and uses the principle of gravity or centrifugal separation. Fine particles follow the flow, rough the mass force.
  • a device can be used which is already in the DE 10 2006 035 260 A1 is described. The content of this patent application is incorporated in full in the present application.
  • the combustion device has a combustion chamber of a waste incineration plant.
  • the waste to be incinerated can be burned on a combustion grate and thereby transported in the direction of the Entschlackervoriques.
  • the waste to be incinerated can also be burned in a fluidized bed.
  • the slag can be transported in the slagger towards the separator. This is particularly preferably done by means of a plunger.
  • the Entschlackervoriques is filled in operation with slag, that the passage between the incinerator and separator is filled with slag.
  • the ultrafine fraction can be supplied to the combustion apparatus with ambient air and / or with recirculation gas.
  • the ultrafine fraction can also be supplied to the flue gases of the combustion device of a dust separator.
  • the ultrafine fraction can also be fed to a separate, controlled disposal.
  • the object underlying the invention is also achieved with a device for processing slag of a combustion device, wherein the device comprises a slagging device and a separator, wherein the slagging device has a slag access and a slag outlet and separates the separator from the combustion device and wherein the separator in a arranged space having a Schlackezu Glassö Maschinen, an air supply opening, a Feinstfr reliesab Chinaö réelle and a residual slag removal opening.
  • the ultrafine fraction discharge opening may lead to a dust collector which is designed as a fabric filter or preferably as a cyclone.
  • the apparatus 1 for processing slag 2 of a combustion apparatus 3 shown has a slagger 4 and a separator 5.
  • the slagger 4 has a slag access 6 and a slag outlet 7.
  • the slagger separates the combustor 3 from the separator 5.
  • the separator 5 is arranged in an enclosed space 8, which is designed as an accessible cabin.
  • This space 8 has a slag feeder 9 following the slag outlet 7, an air supply opening 10 for supplying ambient air 11, a fine fraction discharge opening 12 and a residual slag discharge opening 13 arranged on a wall, not shown, lying in the drawing sheet plane.
  • the Feinstfr forcingsab Chinaö réelle 12 leads via a line 14 to a dust collector 15, which is designed as a cyclone.
  • the heavy particles are removed and the residual dust is supplied via line 16 and a blower 17 of the secondary combustion zone 18 of the combustion device 3.
  • the polymer matrix in which the carbon fibers are embedded burns.
  • the dust separator 15 is of the ultrafine fraction 24 means Centrifugal force a dust fraction 26 deposited and the rest is supplied with the secondary combustion air 27 of the secondary combustion zone 18 of the combustion device 3.
  • the slag thus migrates from the end of the combustion grate 21 in the Entschlacker 4 and is there conveyed by means of a plunger 27 to the separator 5.
  • the purger 4 is filled with slag such that the passage 28 between the incinerator 3 and the separator 5 is filled with slag 2.
  • the separator 5 is designed as an air classifier.
  • the fine particles of ultrafine fraction 24 follow the flow of the supplied ambient air 11 and the coarse particles follow the mass force and are discharged as residual slag 25.
  • the slag 2 is conveyed to cascade-like successively arranged moving plates 29 to 32, wherein in each case during the fall from one plate to the other plate and during the promotion on a plate by means of the air flow 33 of the ambient air 11 dust is removed from the residual slag 25, which is conveyed as ultrafine fraction 24 via the line 14 to the separator 15.
  • the plates 29 to 32 are driven by a motor with eccentric 34 and are mounted on the frame 35 by means of the spring 36.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combined Means For Separation Of Solids (AREA)
  • Gasification And Melting Of Waste (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

Bei einem Verfahren zum Aufbereiten von Schlacke (2) einer Verbrennungsvorrichtung wird die Schlacke mittels einer Entschlackervorrichtung (4) von der Verbrennungsvorrichtung getrennt und anschließend einem Abscheider (5) zugeführt, in dem eine Feinstfraktion von der Restschlacke getrennt wird, die im Wesentlichen Partikel mit einem Durchmesser von weniger als 500 µm aufweist. Eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens besteht aus einer Entschlackervorrichtung und einem Abscheider, wobei die Entschlackervorrichtung einen Schlackezugang und einen Schlackeausgang aufweist und den Abscheider von der Verbrennungsvorrichtung trennt. Der Abscheider ist in einem umschlossenen Raum angeordnet, der eine Schlackezuführöffnung, eine Luftzuführöffnung, eine Feinstfraktionsabführöffnung und eine Restschlackeabführöffnung aufweist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbereiten von Schlacke einer Verbrennungsvorrichtung, bei dem die Schlacke mittels einer Entschlackervorrichtung von der Verbrennungsvorrichtung getrennt wird.
  • Aus der EP 0 691 160 B1 ist bekannt, aus einer Abfallbehandlungsanlage bzw. einer Feuerungsanlage trocken ausgetragene Reststoffe zunächst auf ein Stangensieb aufzugeben, wo das Überkorn mit mehr als 300 mm Abmessung mechanisch abgetrennt wird. Dieses grobgesichtete Material läuft dann über ein elektromagnetisch angetriebenes 2 mm Sieb. Auf diese Weise wird der Feinanteil abgetrennt, der einer Sonderbehandlung zugeführt wird. Der verbleibende übrige Teil der Reststoffe wird einer Zerkleinerung, einer Eisenabtrennung sowie einer Nichteisenabtrennung zugeführt.
  • Da derartige Siebe zur Abtrennung der Feinfraktion von kleiner als 2 mm den Nachteil haben, dass einerseits die Siebe verstopfen und andererseits diese Siebe einem starken Verschleiß unterliegen, schlägt die DE 10 2006 035 260 A1 vor, die Reststoffe unter Aufbringen einer Rüttelbewegung kaskadenförmig in schrägen Bahnen und dazwischenliegenden freien Fallstrecken über mehrere Stufen nach unten zu fördern und dabei im Bereich der Rüttelförderbewegung und insbesondere im Bereich der freien Fallstrecken die Feinfraktion durch eine Gasströmung quer zur Fallrichtung und gegenläufig zur Rüttelbewegung auszutragen.
  • Diese Verfahren sind dazu geeignet, eine Feinfraktion von kleiner als 2 mm von einer Grobfraktion zu trennen, wobei die Stäube mit der Feinfraktion von der Grobfraktion getrennt werden.
  • Zur Gewinnung der durch die Windsichtung von der Hauptfraktion abgetrennten Feinfraktion kann der Gasstrom nach der Windsichtung zunächst einer Zyklonabscheidung und nach Bedarf anschließend einem Filtervorgang zugeführt werden. Dies ermöglicht es, die Schlacke in eine Grobfraktion mit mehreren Millimetern Durchmesser und eine Feinfraktion mit einem kleineren Durchmesser zu trennen, wobei Stäube möglichst vermieden werden und unvermeidbarerer Staub mittels Zyklon und Filter abgetrennt werden kann.
  • Wenn das verbrannte Material beispielsweise Karbonfasern, glasfaserverstärkte Kunststoffe oder Nanopartikel enthält, könnten die Verbrennungsrückstände gesundheitsrelevante, da lungengängige, Fraktionen hiervon enthalten. Dies ist für die mit dem Verbrennungsabgas aufgrund der thermischen Konvektion bzw. der Geschwindigkeit dieser Abgase aus dem Verbrennungsraum in einen nachgeschalteten Dampferzeuger sowie die daran anschließende Abgasreinigung ausgetragenen Partikel unkritisch, da eine nahezu quantitative Abscheidung in den Filtern der Abgasreinigungsanlage erfolgt. Problematischer ist derjenige Stoffstrom dieser Materialien, der den Verbrennungsraum mit den ausgebrannten Brennstoffresten verlässt, z. B. mit der Asche und Schlacke, und dann einer weiteren Nutzung zugeführt werden soll. Hier handelt es sich nicht nur um den überwiegenden Anteil dieser Stoffe sondern auch eine Kontamination der gesamten festen Reststofffraktion nach der Verbrennung. Problematisch ist auch, dass selbst Carbonfasern trotz ihrer Zusammensetzung aus Kohlenstoff auch bei hohen Temperaturen im Verbrennungsraum nicht oxidieren und lediglich die faserverbindenden Stoffe abbrennen. Übrig bleiben die einzelnen Fasern bzw. Partikel, die mit hoher Wahrscheinlichkeit kanzerogen sind, ähnlich der Asbestproblematik zum Ende des 20. Jahrhunderts.
  • Es hat sich herausgestellt, dass eine Rückgewinnung von Fasern aus z.B. recyceltem CFK/GFK oder auch von Nanopartikeln weder durch mechanische Trennverfahren noch durch die thermischen Verfahren der Verbrennung oder Pyrolyse sinnvoll möglich ist. Auch das Vermischen dieser Stoffe mit Zement/Beton stellt nur eine Verlagerung bzw. zeitliche Verschiebung des Problems dar, da jedes Bauwerk irgendwann abgerissen wird und der Bauschutt dann kontaminiert wäre.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Verfahren derart weiterzubilden, dass die Schlacke von Verbrennungsanlagen auch bei einer Verbrennung von CFK-, GFK- und/oder Nano-Materialien möglichst wenig Partikelstaub und Fasern aus diesen Fraktionen aufweist.
  • Diese Aufgabe wird mit einem gattungsgemäßen Verfahren gelöst, das die Merkmale des Patentanspruchs 1 aufweist.
  • Während bekannte Schlackeaufbereitungsvorrichtungen so konzipiert sind und betrieben werden, dass möglichst wenig feiner Staub entsteht, liegt der Erfindung die Erkenntnis zugrunde, dass es vorteilhaft ist, eine Feinstfraktion zu erzeugen, die im Wesentlichen Partikel mit einem Durchmesser von weniger als 500 µm aufweist. Diese Feinstfraktion kann beispielsweise mit einem Windsichter von der Restschlacke getrennt werden.
  • Dies hat zur Folge, dass besonders viel besonders feiner Staub entsteht. Dadurch erschließt sich jedoch die Möglichkeit, mit dieser Feinstfraktion besondere Partikel, wie beispielsweise Reststoffe von thermisch behandelten CFK-Materialien, von der Schlacke zu trennen. Die zunächst nachteilhafte Staub-erzeugung hat somit den Vorteil, dass auf einfache Art und Weise insbesondere gesundheitsrelevante Materialien von der Restschlacke getrennt und anderweitig weiterbehandelt werden können.
  • Der Durchmesser der Partikel entspricht demjenigen Durchmesser, den ein Partikel mit gleichem Volumen in Kugelform hätte oder er entspricht dem aerodynamischen Durchmesser. Bei Fasern liegt der aerodynamische Durchmesser somit oberhalb des Durchmessers der Faser. Wenn beispielsweise von einer Fraktion mit einem Durchmesser kleiner 2 000 µm gesprochen wird, dann kann diese Fraktion auch dünne Fasern mit beispielsweise 10 mm Länge und wenigen µm Durchmesser aufweisen.
  • Es hat sich herausgestellt, dass im Hinblick auf CFK-Materialien eine Feinstfraktion mit einem Durchmesser von weniger als 100 µm, vorzugweise von weniger als 10 µm und besonders bevorzugt weniger als 5 µm relevant ist. Damit wird sichergestellt, dass auch beispielsweise Partikel mit einer Länge von weniger als 3 µm mit dieser Fraktion erfasst werden.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn durch den Abscheider oder eine nachfolgende Abscheide- oder Trennvorrichtung dafür gesorgt wird, dass die Feinstfraktion den überwiegenden Anteil an einer Fraktion von Fasermaterialien, Bruchstücken hiervon sowie Nanopartikeln aufweist. Es wird angestrebt, mit dieser Feinstfraktion Fasermaterialien, Bruchstücke hiervon sowie Nanopartikel quantitativ zu entfernen, das heißt mehr als 80 % und bevorzugt mehr als 95 % und besonders bevorzugt mehr als 98 % der Fasermaterialien, der Bruchstücke hiervon sowie der Nanopartikel aus der Schlacke zu entfernen.
  • Der Abscheider kann auf unterschiedlichen physikalischen Trennprinzipien beruhen und es können insbesondere auch mehrere Trennprinzipien nacheinander oder sogar gleichzeitig überlagert angewendet werden.
  • Als vorteilhaft hat sich herausgestellt, wenn der Abscheider einen Gewebefilter aufweist. Ein Gewebefilter ermöglicht es, besonders feine Materialien von einem Gasstrom zu trennen.
  • Verschiedene vorteilhafte Verfahrensvarianten erschließen sich, wenn als Abscheider ein Massenkraftabscheider verwendet wird. Ein Massenkraftabscheider, der auch als ein Massenkraftentstauber bezeichnet wird, ist ein Apparat zur Abscheidung von Partikeln bzw. Stäuben aufgrund von Massenkräften. Das Wirkprinzip von Massenkraftabscheidern beruft darauf, dass die im Gas suspendierten Partikel der Strömungsbewegung nicht mehr folgen können und an Einbauten oder Wandungen abgeschieden werden. Massenkraftabscheider werden nach den wirksamen Transportkräften Schwerkraft, Trägheitskraft und Fliehkraft unterschieden. Die für die Partikelabscheidung verantwortlichen Massenkräfte wirken quer oder gegen die Strömungswiderstandskraft und sind direkt proportional zur Partikelmasse, sodass die jeweiligen Kräfte proportional zur dritten Potenz des Partikeldurchmessers sind.
  • Da Massenkraftabscheider bevorzugt dazu eingesetzt werden, Partikel mit einem aerodynamischen Durchmesser von mindestens 2 µm abzuscheiden, wird vorgeschlagen, einen Massenkraftabscheider zu verwenden, um aus dem Staub Partikel mit einem aerodynamischen Durchmesser von mehr als 1 µm oder mehr als 2 µm abzuscheiden. Bei Partikeln dieser Größe kann der Einfluss der Diffusion vernachlässigt werden.
  • Der aerodynamische Durchmesser ist definiert als der Durchmesser eines kugelförmigen Partikels mit der Dichte 1 g/cm3, der dieselbe Sinkgeschwindigkeit aufweist wie das zu betrachtende Partikel. Die Sinkgeschwindigkeit des zu betrachtenden Partikels bezieht sich dabei auf ruhende Luft.
  • Vorteilhaft ist es, wenn der Massenkraftabscheider einen Schwerkraftabscheider aufweist. Schwerkraftabscheider werden in der Regel als sogenannte Querstrom- oder Gegenstromabscheider ausgeführt. Die staubbeladene Gasströmung erfährt durch den Eintritt in die Vorrichtung eine Verlangsamung und somit eine Erhöhung der Verweilzeit im System. Durch eine Relativbewegung der Partikel quer zur Strömungsrichtung (Querstromabscheider) oder entgegen der Strömungsrichtung (Gegenstromabscheider) werden diese teilweise abgeschieden.
  • Dabei hat sich herausgestellt, dass besonders gute Ergebnisse erzielt werden, wenn die Schlacke im Schwerkraftabscheider im Querstromverfahren, vorzugweise durch einen horizontal verlaufenden Luftstrom, getrennt wird.
  • Alternativ oder kumulativ zu einem Schwerkraftabscheider kann als Massenkraftabscheider auch ein Fliehkraftabscheider eingesetzt werden. Bei einem Zyklon- oder Fliehkraftabscheider wird die Strömung aufgrund ihrer eigenen Geschwindigkeit nach dem Eintritt in die Vorrichtung in eine Rotationsbewegung versetzt. Die im Gas suspendierten Partikel werden in Folge der auf sie wirkenden Zentrifugalkraft teilweise abgeschieden.
  • Je nach Schlackezusammensetzung und Anforderungen an den Abscheider kann der Massenkraftabscheider auch einen Trägheitsabscheider aufweisen. In Trägheitsabscheidern, die auch "Umlenkabscheider" genannt werden, werden Strömungen derart umgelenkt, dass die im Gas suspendierten Partikel der Strömungsbewegung nicht folgen können und abgeschieden werden. Häufig werden dazu Hindernisse in den Abscheideapparat eingebaut.
  • Das Windsichten ist ein mechanisches Trennverfahren, bei dem Partikel anhand ihres Verhältnisses von Trägheits- und / oder Schwerkraft zum Strömungswiderstand in einem Gasstrom getrennt werden. Es ist ein Klassierverfahren und nutzt das Prinzip der Schwer- oder Fliehkrafttrennung aus. Feine Partikel folgen der Strömung, grobe der Massenkraft. Hierzu kann beispielsweise eine Vorrichtung verwendet werden, die bereits in der DE 10 2006 035 260 A1 beschrieben ist. Der Inhalt dieser Patentanmeldung wird vollinhaltlich in die vorliegende Anmeldung genommen.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Verbrennungsvorrichtung einen Feuerraum einer Müllverbrennungsanlage aufweist. Dabei kann der zu verbrennende Müll auf einem Verbrennungsrost verbrannt und dabei in Richtung der Entschlackervorrichtung befördert werden. Der zu verbrennende Müll kann aber auch in einer Wirbelschicht verbrannt werden. Die Schlacke kann in der Entschlackervorrichtung in Richtung zum Abscheider befördert werden. Dies geschieht besonders bevorzugt mittels eines Stößels.
  • Um ein Rückströmen von Gas oder Staub aus dem Entschlacker in die Verbrennungsvorrichtung zu vermeiden, ist es vorteilhaft, wenn die Entschlackervorrichtung im Betrieb derart mit Schlacke gefüllt ist, dass der Durchgang zwischen Verbrennungsanlage und Abscheider mit Schlacke gefüllt ist.
  • Nach dem Trennen der Feinstfraktion bestehen verschiedene Möglichkeiten, diesen Schlackeanteil weiterzubehandeln. Die Feinstfraktion kann mit Umgebungsluft und / oder mit Rezirkulationsgas der Verbrennungsvorrichtung zugeführt werden. Die Feinstfraktion kann auch mit den Rauchgasen der Verbrennungsvorrichtung einer Staubabscheidereinrichtung zugeführt werden. Letztlich kann die Feinstfraktion auch einer separaten, kontrollierten Entsorgung zugeführt wird.
  • Diese Weiterbehandlungsarten können auch kombiniert werden.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn eine quantitative Abscheidung erreicht wird. Dabei werden mindestens 50 %, vorzugsweise mindestens 90 % und besonders bevorzugt mindestens 95 % der Fasermaterialien, der Bruchstücke hiervon sowie der Nanopartikel mit der Feinstfraktion von der Restschlacke entfernt werden. Bei einer Verbrennung von CFK-Abfällen sollten entsprechend 50 %, 90 % oder 95 % des Fasermaterials und / oder der Nanopartikel von der Restschlacke entfernt werden.
  • Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird auch mit einer Vorrichtung zum Aufbereiten von Schlacke einer Verbrennungsvorrichtung gelöst, wobei die Vorrichtung eine Entschlackervorrichtung und einen Abscheider aufweist, wobei die Entschlackervorrichtung einen Schlackezugang und einen Schlackeausgang aufweist und den Abscheider von der Verbrennungsvorrichtung trennt und wobei der Abscheider in einem umschlossenen Raum angeordnet ist, der eine Schlackezuführöffnung, eine Luftzuführöffnung, eine Feinstfraktionsabführöffnung und eine Restschlackeabfuhröffnung aufweist.
  • Bei einer derartigen Vorrichtung kann die Feinstfraktionsabfuhröffnung zu einem Staubabscheider führen, der als Gewebefilter oder vorzugsweise als Zyklon ausgebildet ist.
  • Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Feinstfraktionsabführöffnung direkt oder indirekt mit der Verbrennungsvorrichtung, vorzugsweise mit der Sekundärverbrennungszone, in Verbindung steht.
  • Ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Aufbereiten von Schlacke ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert. Es zeigt
    • Figur 1
    eine Übersicht als Schnittdarstellung mit Verbrennungsvorrichtung und Entschlackervorrichtung und
    Figur 2
    vergrößert die in der Figur 1 dargestellte Entschlackervorrichtung.
  • Die in Figur 1 gezeigte Vorrichtung 1 zum Aufbereiten von Schlacke 2 einer Verbrennungsvorrichtung 3 hat eine Entschlackervorrichtung 4 und einen Abscheider 5. Die Entschlackervorrichtung 4 hat einen Schlackezugang 6 und einen Schlackeausgang 7. Damit trennt die Entschlackervorrichtung die Verbrennungsvorrichtung 3 vom Abscheider 5.
  • Der Abscheider 5 ist in einem umschlossenen Raum 8 angeordnet, der als zugängliche Kabine ausgebildet ist. Dieser Raum 8 hat eine Schlackezuführeinrichtung 9 im Anschluss an den Schlackeausgang 7, eine Luftzufuhröffnung 10 für das Zuführen von Umgebungsluft 11, eine Feinstfraktionsabführöffnung 12 und eine Restschlackeabführöffnung 13, die an einer nicht gezeigten Wandung angeordnet ist, die in der Zeichnungsblattebene liegt.
  • Die Feinstfraktionsabführöffnung 12 führt über eine Leitung 14 zu einem Staubabscheider 15, der als Zyklon ausgebildet ist.
  • Im Zyklon werden die schweren Partikel entfernt und der Reststaub wird über die Leitung 16 und ein Gebläse 17 der Sekundärverbrennungszone 18 der Verbrennungsvorrichtung 3 zugeführt.
  • Beim Betrieb der Anlage wird Müll 19 über den Zuführtrichter 20 auf dem Verbrennungsrost 21 gegeben und verbrennt im Feuerraum 22 der Müllverbrennungsanlage.
  • Sofern der Müll Laminate mit Carbon- und / oder Glasfasern aufweist, verbrennt die Polymermatrix, in die die Carbonfasern eingebettet sind. Ein Teil der Carbonfasern, die bei Temperaturen oberhalb von 560 °C einen Partikelstaub aus mikroskopisch kleinen Carbonfasern bilden, gelangt in das Rauchgas 23 und ein anderer Teil gelangt in die Schlacke 2 und mit ihr zum Abscheider 5. Dort wird eine Feinstfraktion 24 von der Restschlacke 25 abgetrennt. Im Staubabscheider 15 wird von der Feinstfraktion 24 mittels Zentrifugalkraft eine Staubfraktion 26 abgeschieden und der Rest wird mit der Sekundärverbrennungsluft 27 der Sekundärverbrennungszone 18 der Verbrennungsvorrichtung 3 zugeführt.
  • Die Schlacke wandert somit vom Ende des Verbrennungsrostes 21 in den Entschlacker 4 und sie wird dort mittels eines Stößels 27 zum Abscheider 5 befördert.
  • Im Betrieb ist der Entschlacker 4 derart mit Schlacke gefüllt, dass der Durchgang 28 zwischen der Verbrennungsanlage 3 und dem Abscheider 5 mit Schlacke 2 gefüllt ist.
  • Der Abscheider 5 ist als Windsichter ausgeführt. Dabei folgen die feinen Partikel der Feinstfraktion 24 der Strömung der zugeführten Umgebungsluft 11 und die groben Partikel folgen der Massekraft und werden als Restschlacke 25 ausgetragen. Dabei wird die Schlacke 2 auf kaskadenartig hintereinander angeordnete bewegte Platten 29 bis 32 befördert, wobei jeweils während des Falls von einer Platte auf die andere Platte und während der Förderung auf einer Platte mittels der Luftströmung 33 der Umgebungsluft 11 Staub von der Restschlacke 25 entfernt wird, der als Feinstfraktion 24 über die Leitung 14 zum Abscheider 15 befördert wird.
  • Die Platten 29 bis 32 werden durch einen Motor mit Exzenter 34 angetrieben und sind auf dem Gestell 35 mittels der Feder 36 gelagert sind.

Claims (21)

  1. Verfahren zum Aufbereiten von Schlacke (2) einer Verbrennungsvorrichtung (3), bei dem die Schlacke (2) mittels einer Entschlackervorrichtung (4) von der Verbrennungsvorrichtung (3) getrennt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlacke (2) anschließend einem Abscheider (5) zugeführt wird, in dem eine Feinstfraktion (24), die im wesentlichen Partikel mit einen Durchmesser von weniger als 500 µm aufweist, von der Restschlacke (25) getrennt wird, oder in dem eine Feinstfraktion (24) die im wesentlichen Partikel mit einen Durchmesser von weniger als 2 000 µm und vorzugsweise weniger als 1 000 µm aufweist, von der Restschlacke (25) getrennt wird und mit einem Fliehkraftabscheider oder einem Gewebefilter die Feinstfraktion (24), die im wesentlichen Partikel mit einen Durchmesser von weniger als 500 µm aufweist, separiert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Feinstfraktion (24) im wesentlichen Partikel mit einen Durchmesser von weniger als 100 µm und vorzugsweise von weniger als 10 µm und besonders bevorzugt von weniger als 5 µm aufweist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Feinstfraktion mehr als 80 % und bevorzugt mehr als 95 % und besonders bevorzugt mehr als 98 % der Fasermaterialien, der Bruchstücke hiervon sowie der Nanopartikel aus der Schlacke entfernt werden.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abscheider (5) einen Gewebefilter aufweist.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abscheider (5) einen Massenkraftabscheider aufweist.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Massenkraftabscheider einen Schwerkraftabscheider aufweist.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Schwerkraftabscheider die Schlacke (2) im Querstromverfahren, vorzugsweise durch einen horizontal verlaufenden Luftstrom, getrennt wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Massenkraftabscheider einen Fliehkraftabscheider aufweist.
  9. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Massenkraftabscheider einen Trägheitsabscheider aufweist.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungsvorrichtung (3) einen Feuerraum (22) einer Müllverbrennungsanlage aufweist.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der zu verbrennende Müll (19) in einer Wirbelschicht verbrannt wird oder auf einem Verbrennungsrost (21) verbrannt wird und auf dem Rost in Richtung der Entschlackervorrichtung (4) gefördert wird.
  12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlacke (2) in der Entschlackervorrichtung (4) in Richtung zum Abscheider (5) gefördert wird.
  13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlacke (2) in der Entschlackervorrichtung (4) mittels eines Stößels (28) in Richtung zum Abscheider (5) gefördert wird.
  14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Entschlackervorrichtung (4) im Betrieb derart mit Schlacke (2) gefüllt ist, dass der Durchgang (28) zwischen Verbrennungsanlage (3) und Abscheider (5) mit Schlacke (2) gefüllt ist.
  15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Feinstfraktion (24) mit Umgebungsluft (11) und/oder mit Rezirkulationsgas der Verbrennungsvorrichtung (3) zugeführt wird.
  16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Feinstfraktion (24) mit den Rauchgasen (23) der Verbrennungsvorrichtung (3) einer Staubabscheideeinrichtung zugeführt wird.
  17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Feinstfraktion (24) einer separaten, kontrollierten Entsorgung zugeführt wird.
  18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens 50 %, vorzugsweise mindestens 90 % und besonders bevorzugt mindestens 95 % der Feinstfraktion (24) von der Restschlacke (25) entfernt werden.
  19. Vorrichtung (1) zum Aufbereiten von Schlacke (2) einer Verbrennungsvorrichtung (3) insbesondere nach einem der vorhergehenden Verfahren, wobei die Vorrichtung eine Entschlackervorrichtung (4) und einen Abscheider (5) aufweist, wobei die Entschlackervorrichtung (4) einen Schlackezugang (6) und einen Schlackeausgang (7) aufweist und den Abscheider (5) von der Verbrennungsvorrichtung (3) trennt und wobei der Abscheider (5) in einem umschlossenen Raum (8) angeordnet ist, der eine Schlackezuführöffnung (9), eine Luftzuführöffnung (10), eine Feinstfraktionabführöffnung (12) und eine Restschlackeabführöffnung (13) aufweist.
  20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Feinstfraktionabführöffnung (12) zu einem Staubabscheider (15) führt, der als Gewebefilter oder vorzugsweise als Zyklon ausgebildet ist.
  21. Vorrichtung nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Feinstfraktionsabführöffnung (12) direkt oder indirekt mit der Verbrennungsvorrichtung (3), vorzugsweise mit der Sekundärverbrennungszone (18), in Verbindung steht.
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