NL7812034A - Verbrandingsoven. - Google Patents

Description

* P & c W 4762-4 Ned.

- , *

Bruun & Sorensen AB te Farsta, Zweden Verbrandingsoven

De uitvinding heeft betrekking op een verbrandingsinstallatie met een verbrandingsoven waardoorheen te verbranden materiaal wordt gevoerd tijdens de verbranding en het ontgassen, waarbij achter deze verbrandingsoven een tweede verbrandingskamer is aangebracht met organen 5 voor de toevoer van lucht en bestemd voor de verbranding van produkten, die de oven zijn gepasseerd zonder dat zij volledig zijn verbrand, waarbij verbrandingsgassen, die de tweede verbrandingskamer binnengaan, worden onderworpen aan een roterende beweging, waardoor de afscheiding daaruit van meegedragen deeltjes wordt bevorderd, en waarbij de slakken verbranden 10 die deze kamer zijn binnengegaan.

In verbrandingsinstallaties, in het bijzonder voor vuilnis en afval, maar ook voor steenkool, turf en andere fossiele brandstoffen, ontstaan bij de verbranding in de eigenlijke oven restprodukten van in hoofdzaak twee soorten, namelijk die welke door de verbrandingsgassen 15 worden meegevoerd en die welke as of slakken vormen doordat zij zwaar zijn of moeilijk smeltbaar.

De samenstelling van de verbrandingsgassen kan tot op zekere hoogte worden bestuurd door een juiste instelling van de zuurstoftoevoer, welke nodig is voor de verbranding. Deeltjes welke door de gassen worden 20 meegenomen kunnen verder verbranden in een tweede verbrandingsstap en de overblijvende fijne deeltjes kunnen worden afgescheiden in filters van verschillende soort.

De andere restprodukten, as en slakken, welke worden afgevoerd en ergens opgeslagen nadat zij zijn afgekoeld, worden beschouwd als afval 25 dat moeilijk te verwerken is omdat het vrij grote hoeveelheden onverbrand brandbaar materiaal kan bevatten en eveneens schadelijke stoffen die onder bepaalde omstandigheden kunnen worden uitgeloogd en schade toebrengen aan bijvoorbeeld de bodem en het grondwater.

Op andere terreinen is reeds voorgesteld schadelijke en giftige 30 stoffen te neutraliseren door deze te verhitten tot een hoge temperatuur, maar deze processen zijn te duur gezien het grote volume in verhouding tot het betrekkelijk lage percentage van deze stoffen in de as en slakken.

Het doel van de uitvinding is het verschaffen van een ver- 78 1 20 34 2 * » i brandingsinstallatie waarin de warmte maximaal wordt gebruikt en tegelijk de verbrandingsresten, d.w.z. de verbrandingsgassen zowel als de daardoor meegevoerde deeltjes, ook de as en de slakken, in een continu proces kunnen worden behandeld zodanig dat de uiteindelijke restprodukten minimaal 5 zijn in volume en eveneens zijn geneutraliseerd.

Het hoofdkenmerk van de installatie volgens de uitvinding is dat de oven, die is voorzien van een rooster, dat is aangepast aan het te verbranden materiaal, en van organen voor de bestuurde toevoer van verbrandingslucht in de juiste verhouding, is voorzien van' een sluis aan 10 de inlaatopening voor de lading, waardoor drukveranderingen in de oven worden vermeden, terwijl een kanaal voor slakken en onverbrande resten van het materiaal voert van de verbrandingsoven naar het onderste deel van de secundaire verbrandingskamer, welke kamer is voorzien van organen voor het omroeren van dit materiaal en van organen voor het verhogen van 15 de temperatuur in het onderste deel van de kamer.

Hierdoor is het mogelijk niet alleen een doelmatig gebruik te verkrijgen van de warmte maar ook dat de rookgassen reeds wanneer zij de tweede verbrandingskamer verlaten een zeer kleine hoeveelheid vervuilende stoffen bevatten, die door het gas worden meegedragen, of zelf de vorm 20 hebben van gassen zodat zij gemakkelijk verder kunnen worden behandeld, waarbij ook de restprodukten in vaste vorm door de behandeling op hoge temperatuur geheel vrij zijn van brandbaar materiaal of uit loogbare schadelijke bestanddelen, zodat zij kunnen worden gebruikt als vulmateriaal of dergelijk materiaal.

25 De uitvinding zal,hieronder nader worden toegelicht aan de .

hand van de tekening, waarin een uitvoeringsvoorbeeld van de installatie volgens de uitvinding schematisch in doorsnede is weergegeven.

De verbrandingsoven 1 van de installatie moet zijn aangepast aan de soort van het materiaal dat in hoofdzaak daarin moet worden verbrand. 30 Wanneer het materiaal hoofdzakelijk bestaat uit vuilnis met een groot volume vergeleken met het gewicht, wordt gewoonlijk een rooster 2 toegepast van het weergegeven type, dat afvoer en beweging veroorzaakt van het materiaal tijdens de verbranding.

Indien echter het te verbranden' materiaal een grote hoeveel-35 heid brandbaar materiaal per volume-eenheid bevat, bijvoorbeeld koolstof, wordt bij voorkeur een rooster gebruikt waarin het materiaal wordt ver- 78 1 2 0 3 4 _3_ * · i, 3 -plaatst door middel van een trillingsinrichting. Natuurlijk kunnen ook andere typen roosters en verbrandingsbedden gebruikt.

In de weergegeven uitvoeringsvorm wordt de lucht toegevoerd van beneden langs de zijden van het rooster 2, terwijl de hoeveelheid 5 lucht en de temperatuur daarvan continu worden geregeld afhankelijk van het verbrandingsproces.

Teneinde een gelijkmatig verbrandingsproces te verkrijgen en de temperatuur in de oven op de gewenste hoogte te houden is het van belang dat de bestuurde luchttoevoer en de drukopbouw in de oven niet 10 worden verstoord. Daartoe is de inlaat 3 voor het te verbranden materiaal voorzien van een sluis 4 die in de weergegeven uitvoeringsvorm bestaat uit twee schuiven, welke een ladingsruimte 5 begrenzen. Door het openen van de bovenste schuif is het mogelijk de bedoelde hoeveelheid brandbaar materiaal in de ladings ruimte te brengen. Nadat de bovenste schuif 15 is gesloten kan de onderste schuif worden geopend zodanig dat het materiaal naar omlaag valt in de oven 1. Ook andere soorten sluizen kunnen worden toegepast, bijvoorbeeld toevoerwielen met schoepen. Het hoofdpunt is dat het inwendige van de oven afgesloten moet worden gehouden van de omgeving.

20 In de oven vinden het ontgassen en verbranden van het materiaal plaats onder omstandigheden vergelijkbaar met die bij pyrolyse.

Twee kanalen 6, 7 voeren van de oven naar een tweede ver-brandingskamer 8. Deze kamer is in hoofdzaak cilindrisch en bekleed met een temperatuurbestendig materiaal. Het kanaal 6 mondt tangentiaal uit 25 in het bovendeel van de kamer 8. Van de bovenzijde van de kamer steekt een ringvormig afschennorgaan 9 naar omlaag uit zover dat de mond van het kanaal 6 is gelegen in de ruimte buiten dit afschermorgaan. Bij de weergegeven uitvoeringsvorm staat het afschennorgaan 9 stil maar het kan ook roteerbaar zijn gemonteerd. In het afschermorgaan 9 is een aantal 30 mondstukken 10 of dergelijke organen gemonteerd waarvan de functie hieronder wordt beschreven.

De tweede verbrandingskamer 8 heeft een uitlaat waarvan het eerste deel wordt gevoerd door het afschermorgaan 9 en daarvoorbij is een verwijde ruimte 11 aangebracht die voert naar de eigenlijke uitlaat 35 12, welke is verbonden met een ketel of dergelijke inrichting.

Het kanaal 7 van het onderste deel van de verbrandingsoven 1 78 1 20 3 4 ,4.

4 / » mondt uit in het onderste deel van de secundaire verbrandingskamer 8 boven een kegelvormige bodem 13 die in de weergegeven uitvoeringsvorm roteerbaar is. In de bodem 10 zijn mondstukken 14 aangebracht, waarvan de functie hieronder wordt beschreven.

5 In de bodem zijn eveneens organen aangebracht voor de toevoer van warmte, bijvoorbeeld tenminste één gasbrander 15 en/of een elektrische verwaxmingsinrichting 16, welke met gebroken lijnen is aangegeven. De bodem heeft een afsluitbare afvoeropening 17.

De werking van de tweede verbrandingskamer is in grote lijnen 10 als volgt.

De verbrandingsgassen van de oven 1 komen via het kanaal 6 tangentiaal in de kamer 8, waardoor zij bewegen volgens een schroeflijnvormige, naar omlaag gerichte baan. Tijdens deze beweging worden de zwaardere delen afgescheiden, d.w.z. het grootste deel van de meegevoerde delen 15 en deze zwaardere delen bewegen naar de wand van de kamer toe terwijl de lichtere delen geleidelijk snelheid verliezen ten gevolge van het lagere gewicht en bewegen naar het midden van de kamer, waarna zij de centrale opening van het afschermorgaan 9 verlaten.

De zwaardere delen zakken geleidelijk naar omlaag langs de 20 kamerwand en, wanneer zij nog brandbaar materiaal bevatten, wordt dit verbrand. De overblijvende niet-brandbare delen vallen achtereenvolgens op de bodem van de kamer waarna zij deelnemen aan de hieronder beschreven werking.

In een andere niet-weergegeven uitvoeringsvorm is het afscherm-25 orgaan 9 roteerbaar en wordt de cirkelbeweging van de gassen versterkt ·.

en de afscheiding vergemakkelijkt met dit afschermorgaan. De rotatie van het afschermorgaan draagt ook bij tot het voorkomen van afzettingen op het afschermorgaan.

De lichte delen, in hoofdzaak de gasvormige delen, maar ook 30 bepaalde lichte vaste deeltjes, die het afschermorgaan 9 verlaten en nog een zeer hoge temperatuur hebben, worden verder in temperatuur verhoogd wanneer zij de ruimte bereiken binnen het afschermorgaan 9 daar lucht, zuurstof of warmte wordt toegevoerd door de mondstukken 10.

Wanneer de gassen de verwijde ruimte 11 bereiken bewegen zij 35 met lagere snelheid en het uiteindelijke uitbranden, dat is ingeleid door de extra toegevoerde warmte, kan plaatsvinden voordat de gassen, 78 1 20 3 4 -5- 5 / , * geheel uitgebrand, de uitlaat 12 verlaten.

Wanneer het te verbranden materiaal van zodanige soort is dat de verbrandingsgassen bepaalde stoffen bevatten, die moeilijk te verwerken zijn, is het mogelijk neutraliserende stoffen toe te voeren via de mond-5 stukken in het afschermorgaan 9.

Wanneer het te verbranden materiaal van meer gebruikelijke o aard is, is de temperatuur van tot 1700 C, hetgeen zeer hoog is vergeleken met de bekende verbrandingsinstallaties, welke eerst in de verbrandings-kamer 8 en zijn uitlaat, voldoende voor het ontleden van de stoffen die 10 normaal worden beschouwd als moeilijk verwerkbaar wat betreft de ver branding, bijvoorbeeld zwaveldioxide.

Zware verbrandingsresten zoals as, slakken, metalen en dergelijke stoffen, afkomstig van de oven, gaan geleidelijk via het kanaal 7 de tweede verbrandingskamer binnen en worden verzameld op de roterende bodem 15 13, tezamen met de delen die langs de kamerwand naar omlaag vallen.

Doordat de bodem 13 roteerbaar is wordt het daarop verzamelde materiaal continu geroerd zodat brugvormig wordt voorkomen. Opgemerkt wordt echter dat ook andere soorten roer- of schudorganen kunnen worden toegepast, bijvoorbeeld een centraal gemonteerd conisch lichaam, opgenomen 20 in een afvoerinrichting en aangebracht in een opening in de bodem van de verbrandingskamer 8.

Daar de organen 15, 16 zijn aangebracht in of nabij de bodem 13 voor het verhogen van de temperatuur vein de reeds hete produkten worden de produkten geheel omgezet in een smelt.

25 Lucht of zuurstof die wordt toegevoerd via de mondstukken 15 veroorzaakt een ontkoling van de smelt waarbij de in de smelt aanwezige koolstof tezamen met de toegevoerde zuurstof koolstofmonoxide vormt dat kan worden verbrand en verder de temperatuur verhoogt in de secundaire verbrandingskamer, zodat het nuttig is voor de werking van de installatie 30 en voor een daarop volgende ketel. Tot op zekere hoogte wordt door de toegevoerde zuurstof ook metaal in de smelt geoxideerd.

De rest van de smelt wordt afgevoerd door de opening 17 en komt daarbij bij voorkeur terecht in water. Wanneer de smelt in aanraking komt met het water vindt een korrelvorming plaats en het gekoelde granulaat, 35 dat geen uitloogbare schadelijke stoffen bevat, kan vrij worden gebruikt voor vuldoeleinden en behoeft niet te worden opgeslagen op speciale opslag- 78 1 2 0 3 4 _6_

Claims (9)

15 CONCLUSIES

1. Verbrandingsinstallatie bestaande uit een verbrandingsoven waardoorheen het te verbranden materiaal kan worden gevoerd tijdens het verbranden en ontgassen, waarbij achter de oven een· secundaire verbrandingskamer is aangebracht met organen voor de toevoer van lucht en bestemd 20 voor de verbranding van produkten die de oven zijn gepasseerd zonder volledig te zijn verbrand, waarbij de verbrandingsgassen die de secundaire verbrandingskamer binnengaan worden onderworpen aan een roterende beweging, waardoor de afscheiding van meegevoerde deeltjes wordt vergemakkelijkt, terwijl de slakken, die deze kamer zijn binnengegaan, worden verbrand, 25 met het kenmerk dat de verbrandingsoven, die is voorzien van een rooster, dat is aangepast aan los opgehoopt te verbranden materiaal en voorzien van organen voor de bestuurde toevoer van verbrandingslucht in de juiste verhouding, is voorzien van een sluis aan de inlaatopening, waardoor drukveranderingen in de oven worden voorkomen, terwijl een kanaal is 30 aangebracht voor slakken en onverbrande resten van het materiaal, dat voert van de verbrandingsoven naar het onderste deel van de secundaire verbrandingskamer, waarbij deze kamer is voorzien van organen voor het roeren of schudden van het materiaal en van organen voor het verhogen van de temperatuur in het onderste deel ervan.

2. Installatie volgens conclusie 1, met het kenmerk dat de toevoerorganen voor het de temperatuur verhogende gas, lucht of een dergelijk 781 20 34 medium zijn aangebracht aan de uitlaat van de secundaire verbrandingskamer, welke uitlaat op een op zichzelf bekende wijze uitsteekt in deze kamer.

3. Installatie volgens conclusie 1, met het kenmerk dat de organen voor het roeren van het materiaal in het onderste deel van de 5 secundaire verbrandingskamer bestaan uit een roteerbare bodem van de kamer.

4. Installatie volgens conclusie 1, met het kenmerk dat de organen voor het verhogen van de temperatuur in het onderste deel van de secundaire verbrandingskamer tenminste één brander omvatten voor gas, olie of een dergelijke stof.

5. Installatie volgens conclusie 1, met het kenmerk dat de organen voor het verhogen van de temperatuur in het onderste deel van de secundaire verbrandingskamer elektrische verwarmingsorganen omvatten.

6. Installatie volgens conclusie 1, met het kenmerk dat mondstukken zijn aangebracht in het onderste deel van de secundaire 15 verbrandingskamer voor de toevoer van lucht of zuurstof aan materiaal op de bodem van de kamer.

7. Installatie volgens conclusie 2, met het kenmerk dat de uitlaat van de secundaire verbrandingskamer een ruimte omvat met een grotere doorsnede dan de rest van de uitlaat en is gelegen voorbij het 20 gedeelte dat is voorzien van de toevoerorganen voor gas, lucht of dergelijk medium voor verhoging van de temperatuur, welke ruimte de gasstroomsnelheid doet afnemen en de eindverbranding en ontleding vein de gassen mogelijk maakt.

8. Installatie volgens conclusie 2, met het kenmerk dat het 25 gedeelte van de uitlaat van de secundaire verbreuidingskamer, dat in deze kamer uitsteekt, roteerbaar is.

9. installatie volgens conclusie 1, met het kenmerk dat de secundaire verbrandingskamer is voorzien van toevoerorganen voor de toevoer van neutraliserende stoffen. 78 1 2 0 3 4