NL9300549A

NL9300549A - METHOD AND APPARATUS FOR COOLING AND SEALING THE EXHAUST END OF A ROTATABLE DIRT COMBUSTION DRUM.

Info

Publication number: NL9300549A
Application number: NL9300549A
Authority: NL
Original assignee: Ekokem Oy Ab
Priority date: 1992-03-26
Filing date: 1993-03-26
Publication date: 1993-10-18
Also published as: FI92435B; FI921329A; FI92435C; DE4308482A1; FI921329A0

Description

Werkwijze en inrichting voor het afkoelen en afdichten van het uitlaat-einde van een draaibare vuilverbrandingstronnnel.Method and device for cooling and sealing the outlet end of a rotatable waste incinerator.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het afkoelen en afdichten van het uitlaateinde van een draaibare vuilverbrandingstrom-mel, bij welke werkwijze het uitlaateinde met behulp van een in de nabijheid daarvan toe te voeren koelmedium afgekoeld wordt. Bovendien heeft de uitvinding betrekking op een inrichting voor het afkoelen en afdichten van het uitlaateinde van een draaibare vuilverbrandingstrommel met middelen voor het toevoeren van een koelmedium voor het afkoelen van het uitlaateinde .The invention relates to a method for cooling and sealing the outlet end of a rotatable waste incineration drum, wherein the outlet end is cooled by means of a cooling medium to be supplied in the vicinity thereof. In addition, the invention relates to an apparatus for cooling and sealing the outlet end of a rotatable waste combustion drum with means for supplying a cooling medium for cooling the exhaust end.

Voor het verbranden van bijzonder afval worden vaak draaibare trom-melverbrandingsovens gebruikt. Alle verbrandingsovens voor bijzonder afval zijn zogenaamde onderdrukverbrandingsovens, waarbij in de oven tijdens het bedrijf een onderdruk van ongeveer 10 tot 430 mmWk moet heersen. Daarbij kunnen door lekplaatsen belangrijke hoeveelheden lucht in de oven binnendringen. De verbranding van bijzonder afval vindt steeds min of meer ladingsgewijs plaats. Vanwege deze ladingsgewijze voorziening en de verschillende brandbaarheid van afval werkt de oven tijdens het normale bedrijf vaak onder overdruk.Rotary drum incinerators are often used to burn special waste. All special waste incinerators are so-called negative pressure incinerators, where an underpressure of approximately 10 to 430 mmWk must exist in the oven during operation. Significant amounts of air can enter the oven through leakage points. The incineration of special waste always takes place more or less batchwise. Because of this batchwise provision and the different flammability of waste, the oven often operates under overpressure during normal operation.

Bij deze ovens is de constructie van het uitlaateinde problematisch. De problemen zijn onder andere te herleiden tot het feit dat eigenlijk niemand zich in de afdichting van het uitlaateinde verdiept heeft. Bijna alle Europese ovens stammen van een en dezelfde fabrikant en deze vond het niet nodig zijn produkten in dit opzicht verder te ontwikkelen. Bovendien ontbreken duidelijke normen voor het dichtzijn en opbouwen van verbrandingsovens. Het afvoeren van bijzonder afval door verbranding vormt heden nog een jonge techniek, zodat de technische oplossingen in de verschillende deelgebieden nog niet erg ver ontwikkeld zijn.With these ovens, the construction of the exhaust end is problematic. The problems can be traced back, among other things, to the fact that no one has really studied the sealing of the exhaust end. Almost all European ovens come from one and the same manufacturer and they did not consider it necessary to further develop products in this regard. Moreover, clear standards for the sealing and construction of incinerators are lacking. The disposal of special waste by incineration is still a young technique, so that the technical solutions in the various sub-areas are not yet very advanced.

Bij gebruikelijke draaibare verbrandingsovens wordt voor het afkoelen van het uitlaateinde luchtkoeling gebruikt. Dit betekent in praktijk dat door het uitlaateinde ongeveer 2000 tot 10.000 Nm3 lucht per uur in de oven moet lekken om het uitlaateinde af te koelen. De lekkage wordt door de normale onderdruk van de oven en door een van een veelheid van gaten voorzien uitlaateinde bewerkstelligd. Zonder lekkage wordt het uitlaateinde bijgevolg niet afgekoeld. Bij gebruikelijke oplossingen wordt lucht met behulp van passende ventilatorstelsels aan het buitenvlak van het uitlaateinde van trommel toegevoerd. In de praktijk wordt lucht in een tussenruimte tussen het buitenvlak van de trommel en een deze omgevende mantel ingebracht. Deze ruimte is aan de zijde van de naverbrandingskamer door gietstukken van een vuurvast materiaal gedeeltelijk gesloten. Deze gietstukken zijn zo aangebracht, dat daartussen sleuven overblijven, waardoor lucht in de naverbrandingskamer kan binnenstromen. Daardoor wordt bijgevolg lekkage bewerkstelligd, die zeer belangrijk voor het afkoelen is. Bij gebruikelijke oplossingen is eveneens de constructie tussen het uitlaateinde van de trommel en de wand van de naverbrandingskamer niet dicht, want daardoor kunnen aanzienlijke hoeveelheden lucht, b.v. 50 tot 200 Nm3/h, in de naverbrandingskamer binnenstromen.In conventional rotary incinerators, air cooling is used to cool the exhaust end. In practice, this means that through the outlet end, approximately 2000 to 10,000 Nm3 of air per hour must leak into the oven to cool the outlet end. The leakage is effected by the normal vacuum of the furnace and by a multi-hole outlet. The exhaust end is therefore not cooled without leakage. In conventional solutions, air is supplied to the outer surface of the outlet end of the drum using appropriate fan assemblies. In practice, air is introduced into an intermediate space between the outer surface of the drum and a surrounding jacket. This space is partially closed on the side of the post-combustion chamber by castings of a refractory material. These castings are arranged in such a way that slots remain between them, through which air can flow into the post-combustion chamber. Consequently, leakage is effected, which is very important for cooling. In conventional solutions, the construction between the outlet end of the drum and the wall of the afterburning chamber is also not tight, because this allows considerable amounts of air, e.g. 50 to 200 Nm3 / h, flow into the afterburning chamber.

De gebruikelijke oplossingen omvatten onder andere het nadeel dat deze niet controleerbare emissies in de proceskamers en in het milieu toelaten. Een verder probleem omvat dat oncontroleerbare hoeveelheden lucht, die niet te meten of in te stellen zijn, in het proces komen. Het wegnemen van afval door verbranding is erop gebaseerd dat de verbranding zo volledig mogelijk is. Voor de verbranding 2ijn lucht en zuurstof nodig. Om de verbranding volledig en gecontroleerd te doen zijn, moet eveneens de luchttoevoer controleerbaar en meetbaar zijn. De gebruikelijke oplossingen bij uitlaateinden zijn eveneens gecompliceerd en worden gemakkelijk beschadigd en bovendien veroorzaakt een uitlaateinde, waardoor koude lucht lekt, oncontroleerbare slakvorming bij het uitlaateinde van de trommel. Omdat het uitlaateinde van de trommel grote lekkage toelaat, vond men het niet nodig, de ruimte tussen de draaibare oven en de vaststaande naverbrandingskamer af te dichten, omdat de lekkage tussen de oven en de naverbrandingskamer in elk geval klein is in vergelijking met de lekkage van koellucht door het uitlaateinde.The usual solutions include the drawback that they allow uncontrollable emissions into the process chambers and into the environment. A further problem involves uncontrollable amounts of air, which cannot be measured or adjusted, enter the process. The removal of waste by incineration is based on the fact that the incineration is as complete as possible. Air and oxygen are required for combustion. In order for the combustion to be complete and controlled, the air supply must also be controllable and measurable. The usual solutions at outlet ends are also complicated and easily damaged and in addition, an outlet end through which cold air leaks causes uncontrollable slagging at the outlet end of the drum. Since the outlet end of the drum allows for large leakage, it was not considered necessary to seal the space between the rotary furnace and the fixed afterburning chamber, since the leakage between the furnace and the afterburning chamber is in any case small compared to the leakage of cooling air through the exhaust end.

Het is het doel van de uitvinding in een werkwijze en een inrichting te voorzien, waarmee de nadelen van de gebruikelijke oplossingen weg te nemen zijn. Dit doel wordt bij de onderhavige uitvinding verwezenlijkt waarbij de werkwijze gekenmerkt wordt doordat om het buitenvlak van het uitlaateinde een naar het uitlaateinde toe vloeistofdichte kamer gevormd wordt, dat op het vlak van het uitlaateinde in het gebied van de vloeistofdichte kamer een vloeistof gespoten wordt en dat de van het vlak wegstromende vloeistof door wanden van de vloeistofdichte kamer verzameld wordt en naar een gewenste plaats geleid wordt om daar afgevoerd te worden. De inrichting wordt weer gekenmerkt doordat deze omvat een gelei-dingscilinder, die dient om een naar het uitlaateinde toe vloeistofdichte kamer om het uitlaateinde te vormen, en buis- en mondstukmiddelen voor het opspuiten van een vloeistof op het buitenvlak van het uitlaateinde in een door de geleidingscilinder begrensd gebied, waarbij de wanden van de geleidingscilinder dienen om de van het buitenvlak van het uitlaateinde wegstromende vloeistof naar een gewenste plaats te leiden, waar deze dan afgevoerd wordt.The object of the invention is to provide a method and an apparatus with which the drawbacks of the usual solutions can be removed. This object is achieved in the present invention, wherein the method is characterized in that a liquid-tight chamber is formed around the outer surface of the outlet end, a liquid is sprayed on the surface of the outlet end in the region of the liquid-tight chamber and that the liquid flowing away from the plane is collected through walls of the liquid-tight chamber and is directed to a desired location for discharge there. The device is again characterized in that it comprises a guide cylinder, which serves to form a liquid-tight chamber towards the outlet end around the outlet end, and tube and nozzle means for spraying a liquid onto the outer surface of the outlet end in a guide cylinder limited area, the walls of the guide cylinder serving to direct the liquid flowing away from the outer surface of the outlet end to a desired location, where it is then discharged.

De uitvinding heeft vooral als voordeel dat oncontroleerbare emissies in de proceskamers en in het milieu belemmerd worden. De verbranding is zo volledig mogelijk, omdat nadelige en oncontroleerbare luchttoevoer in het proces belemmerd wordt. Door de uitvinding wordt een eenvoudig en standvastig uitlaateinde verkregen. Door de uitvinding is eveneens de bij de gebruikelijke oplossingen problematische slakvorming bij het trommel-uitlaateinde belemmerd en bovendien wordt een dichte constructie voor de draaibare trommel en de vaststaande naverbrandingskamer verkregen.The invention has the main advantage that uncontrollable emissions in the process chambers and in the environment are hindered. Combustion is as complete as possible, because adverse and uncontrollable air supply is impeded in the process. The invention provides a simple and steady outlet end. The invention also obviates the problem of slag formation at the drum outlet end which is problematic in the usual solutions and, moreover, a tight construction for the rotatable drum and the fixed afterburning chamber is obtained.

De uitvinding wordt hieronder aan de hand van de bijgevoegde figuren van de tekening nader verduidelijkt. Daarbij tonen:The invention is explained in more detail below with reference to the appended figures of the drawing. Show:

Figuur 1 in principe afgebeeld een deel van een vuilverbrandingsinstallatie; figuur 2 in principe afgebeeld een zijaanzicht van een eerste uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding; en figuur 3 in principe afgebeeld een zijaanzicht van een tweede uitvoeringsvorm van een inrichting volgens de uitvinding.Figure 1 basically depicts part of a waste incineration plant; figure 2 shows in principle a side view of a first embodiment of the device according to the invention; and figure 3 shows in principle a side view of a second embodiment of a device according to the invention.

Figuur 1 is een schematische afbeelding van een deel van een typische vuilverbrandingsinstallatie. Met 1 is een draaibare vuilverbran-dingstrommel aangegeven en met 2 een vaststaande naverbrandingskamer. Figuur 1 stelt een gebruikelijke installatie voor, zodat daarin met 3 middelen voor het toevoeren van koel lucht naar het uitlaateinde van de draaibare vuilverbrandingstrommel 1 aangegeven zijn. In figuur 1 is verder met A het gebied bij het uitlaateinde van de vuilverbrandingstrommel 1 aangegeven welke de uitvinding betreft. De techniek en de opbouw van de in figuur 1 afgebeelde installatie is overigens volledig gebruikelijk en bekend voor de vakman, zodat een verdere verduidelijking overbodig is.Figure 1 is a schematic representation of part of a typical waste incineration plant. 1 indicates a rotatable waste incineration drum and 2 indicates a fixed afterburning chamber. Figure 1 represents a conventional installation, so that there are indicated by 3 means for supplying cool air to the outlet end of the rotatable waste combustion drum 1. In Figure 1, A further denotes the region at the outlet end of the waste incineration drum 1 which concerns the invention. The technique and the construction of the installation shown in figure 1 is otherwise completely customary and known to the skilled person, so that further clarification is unnecessary.

Figuur 2 toont een uitvoeringsvorm van de uitvinding. In figuur 2 zijn dezelfde delen van dezelfde verwijzingscijfers als in figuur 1 voorzien, dat wil zeggen 1 staat voor de vuilverbrandingstrommel en 2 voor de naverbrandingskamer. Volgens de uitvinding wordt een als koelmedium dienende vloeistof op het buitenvlak van het uitlaateinde van de vuilverban-dingstrommel 1 gespoten en de van het vlak wegstromende vloeistof wordt verzameld en naar een gewenste plaats geleid om daar afgevoerd te worden. Deze gedachte is bij de uitvoeringsvorm volgens figuur 2 zo verwezenlijkt, dat om het uitlaateinde via een geleidingscilinder 5 een naar het uitlaateinde toe vloeistofdichte kamer gevormd wordt, waarbij de vloei stof, die het uitlaateinde afkoelt, via buis- en mondstukmiddelen 4 in een door de geleidingscilinder begrensd gebie.d op het buitenvlak van het uitlaateinde gesproeid wordt. De van het buitenvlak van het uitlaateinde •wegstromende vloeistof wordt door wanden van de geleidingscilinder 5 op een gewenste plaats geleid om daar afgevoerd te worden. Onder de aanduiding "naar het uitlaateinde toe" moet begrepen worden dat de door de geleidingscilinder 5 begrensde kamer in de openingsrichting van het uitlaateinde dicht is, zodat de vloeistof niet in de naverbrandingskamer kan binnenstromen. De geleidingscilinder 5 is bij voorkeur als een geheel met het uitlaateinde van de vuilverbrandingstrommel 1 gevormd. Als koelvloeistof wordt bijvoorbeeld water gebruikt, waarbij de buis- en mondstukmiddelen A op het drukwaternet van de installatie aangesloten kunnen worden. De temperatuur van het koelwater bedraagt bijvoorbeeld ongeveer 45®C.Figure 2 shows an embodiment of the invention. In Figure 2, the same parts are provided with the same reference numerals as in Figure 1, i.e. 1 stands for the waste combustion drum and 2 for the afterburning chamber. According to the invention, a liquid serving as a cooling medium is sprayed onto the outer surface of the outlet end of the dirt-collecting drum 1 and the liquid flowing away from the surface is collected and directed to a desired location for discharge there. In the embodiment according to Figure 2, this idea has been realized in such a way that a liquid-tight chamber is formed around the outlet end via a guide cylinder 5, with the liquid cooling the outlet end via pipe and nozzle means 4 in a guide cylinder bounded by spraying on the outer surface of the exhaust end. The liquid flowing away from the outer surface of the outlet end is led through walls of the guide cylinder 5 at a desired location for discharge there. By the term "towards the exhaust end" it is to be understood that the chamber bounded by the guide cylinder 5 is closed in the opening direction of the exhaust end, so that the liquid cannot flow into the post-combustion chamber. The guide cylinder 5 is preferably formed integrally with the outlet end of the waste combustion drum 1. The coolant used is, for example, water, whereby the pipe and nozzle means A can be connected to the pressurized water network of the installation. The temperature of the cooling water is, for example, approximately 45®C.

De inrichting volgens figuur 2 is een oplossing die in oude, reeds bestaande ovens gebruikt kan worden, dat wil zeggen de inrichting volgens figuur 2 wordt in plaats van het in figuur 1 afgebeelde ventilatorstelsel gemonteerd. De geleidingscilinder 5 kan uit metaalplaat, bijvoorbeeld door lassen vervaardigd worden. Het is duidelijk dat in figuur 2 slechts een deel van de geleidingscilinder afgeheeld is. In werkelijkheid omgeeft de geleidingscilinder 5 het uitlaateinde van de oven zoals hierboven vastgesteld is. Het naar de naverbrandingskamer toegekeerde einde van de geleidingscilinder is vloeistofdicht uitgevoerd, waarbij het binnenstromen van de koelvloeistof bijvoorbeeld in de naverbrandingskamer 2 verhinderd wordt. De van het buitenvlak van het uitlaateinde van de oven wegstromende vloeistof stroomt langs het buitenste binnenvlak van de geleidingscilinder in een trog of bak 6 terug, waar deze hetzij afgevoerd wordt hetzij opnieuw gebruikt kan worden. De stroming van de terugstromende vloeistof is in figuur 1 met pijlen afgeheeld.The device according to figure 2 is a solution that can be used in old, already existing ovens, that is to say the device according to figure 2 is mounted instead of the fan system shown in figure 1. The guide cylinder 5 can be manufactured from metal sheet, for example by welding. It is clear that only part of the guide cylinder is tilted in figure 2. In reality, the guide cylinder 5 surrounds the outlet end of the oven as determined above. The end of the guide cylinder facing the post-combustion chamber is designed to be liquid-tight, the inflow of the cooling liquid for instance into the post-combustion chamber 2 being prevented. The liquid flowing away from the outer surface of the outlet end of the oven flows back along the outer inner surface of the guide cylinder into a trough or tray 6, where it is either discharged or can be reused. The flow of the backflowing liquid is shown in arrows in Figure 1.

Zoals uit figuur 2 blijkt is de tussenruimte tussen de roteerbare oven 1 en de naverbrandingskamer 2 met passende afdichtconstructies 7 afgedicht. Deze afdichting is eenvoudig te verwezenlijken. Opgemerkt wordt dat door het volgens de uitvinding afgedichte uitlaateinde de bij gebruikelijke inrichtingen optredende schadelijke emissies voorkomen worden, omdat het koelmedium niet in het proces komen kan.As can be seen from figure 2, the gap between the rotatable oven 1 and the post-combustion chamber 2 is sealed with suitable sealing structures 7. This sealing is easy to achieve. It is noted that the outlet end sealed according to the invention prevents the harmful emissions occurring in conventional devices, because the cooling medium cannot enter the process.

Duidelijkheidshalve worden in figuur 2 de volgende waarden aangegeven: 1300eC temperatuur in de oven; i050eC temperatuur en A tot 50 mmWk druk in de naverbrandingskamer; A5°C temperatuur van de koelvloeistof.For the sake of clarity, the following values are indicated in figure 2: 1300eC temperature in the oven; i050eC temperature and A up to 50 mmWk pressure in the afterburning chamber; A5 ° C temperature of the coolant.

De uitvoeringsvorm volgens figuur 3 komt in verregaande mate met die volgens figuur 2 overeen. Het enige verschil omvat dat de uitvoe ringsvorm volgens figuur 3 voor nieuwe verbrandingsovens bedoeld is. In figuur 3 zijn dezelfde delen van dezelfde verwijzingscijfers voorzien als in figuur 2. In relatie tot de werking komt de uitvoeringsvorm volgens figuur 3 met die volgens figuur 2 overeen, waarbij de verschillen in eerste instantie constructief zijn.The embodiment according to figure 3 largely corresponds to that according to figure 2. The only difference includes that the embodiment of Figure 3 is for new incinerators. In Figure 3, the same parts are provided with the same reference numerals as in Figure 2. In relation to the operation, the embodiment of Figure 3 corresponds to that of Figure 2, the differences being initially constructive.

De uitvinding is geenzins tot de hierboven beschreven uitvoerings-voorbeelden beperkt, maar is het kader van de bijgevoegde conclusies eveneens anders uit te voeren. Het is bijgevolg duidelijk dat de inrichting volgens de uitvinding of de delen daarvan niet zonder meer zo uitgevoerd moeten zijn als deze in de figuren afgebeeld zijn maar andere oplossingen komen eveneens in aanmerking. Het is bijvoorbeeld zonder meer mogelijk het buitenvlak van het uitlaateinde van de vuilverbrandingstrom-mel uit elke gewenste staalconstructie te vormen, waarbij de in de figuren van de tekening afgeheelde oplossingen niet de enige zijn. Slechts het feit dat de koelvloeistof zo op het uitlaateinde gespoten wordt dat deze het uitlaateinde afkoelt is wezenlijk. Het opsproeien vindt bijvoorbeeld op het staaloppervlak van het uitlaateinde plaats. De koelvloeistof hoeft eveneens niet zonder meer water te zijn maar het is mogelijk andere passende stoffen alleen of met water vermengd te gebruiken.The invention is in no way limited to the above-described exemplary embodiments, but the scope of the appended claims can also be carried out differently. It is therefore clear that the device according to the invention or the parts thereof need not necessarily be designed as shown in the figures, but other solutions are also suitable. For example, it is readily possible to form the outer surface of the outlet end of the waste incineration drum from any desired steel structure, the solutions included in the figures of the drawing being not the only ones. Only the fact that the coolant is sprayed on the exhaust end in such a way that it cools the exhaust end is essential. Spraying takes place, for example, on the steel surface of the exhaust end. The coolant does not have to be plain water either, but it is possible to use other suitable substances alone or mixed with water.

Claims

Method for cooling and sealing the outlet end of a rotatable waste incineration drum, in which method the outlet end is cooled by means of a cooling medium to be supplied in the vicinity thereof, characterized in that around the outer surface of the outlet end liquid-tight chamber is formed towards the outlet end, a liquid is sprayed on the surface of the outlet end in the area of the liquid-tight chamber (4) and the liquid flowing away from the surface is collected via walls of the liquid-tight chamber and to a desired place is led to be removed there.

A method according to claim 1, with the chamber that the liquid sprayed on the outer surface of the outlet end is water.

3. Device for cooling and sealing the outlet end of a rotatable waste combustion drum with means for supplying a cooling medium for cooling the exhaust end, characterized. comprising a guide cylinder (5), which serves to form a liquid-tight chamber towards the outlet end and exhaust pipe and nozzle means (4) for spraying a liquid on the outer surface of the outlet end in a bounded by the guide cylinder area, the walls of the guide cylinder (5) serving to direct the liquid flowing away from the outer surface of the outlet end to a desired location, where it is then discharged.

Device according to claim 3, characterized in that the guide cylinder (5) is designed as a part with the outlet end of the waste incinerator.

Device according to claims 3 or 4, characterized in that the pipe and nozzle means (4) are connected to a pressurized water network.