WO2000047779A1 - Verfahren zum abzug von schlacke aus einem brennraum und vorrichtung zur durchführung des verfahrens - Google Patents

Verfahren zum abzug von schlacke aus einem brennraum und vorrichtung zur durchführung des verfahrens Download PDF

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WO2000047779A1
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grate
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cooling
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Joachim Kümmel
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Kuemmel Joachim
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    • F28G—CLEANING OF INTERNAL OR EXTERNAL SURFACES OF HEAT-EXCHANGE OR HEAT-TRANSFER CONDUITS, e.g. WATER TUBES OR BOILERS
    • F28G7/00—Cleaning by vibration or pressure waves
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    • C21B3/04—Recovery of by-products, e.g. slag
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    • Y02P10/25—Process efficiency

Definitions

  • the invention relates to a method for removing slag from a combustion chamber or a combustion chamber according to the preamble of claim 1 and a device for carrying out the method according to the preamble of claim 9.
  • slags solid combustion residues in the form of ashes and slags, hereinafter referred to simply as slags, from a combustion chamber with a liquid slag accumulation
  • mechanical systems are installed in water bath containers, which are referred to as wet detoxifiers, which move the slags to be cooled, crush them and convey them from the water bath into appropriate slag containers.
  • the slags are dropped and frozen in correspondingly large slag trap spaces, which are generally arranged below a furnace. After the maximum filling mark has been reached, the system must be shut down in order to be able to remove the cooled slag from the slag area by mining.
  • the slag companions or flue gases on top can be toxic or corrosive.
  • the cooling water accumulates with these toxic or corrosive gas companions, and the detoxification systems are usually relatively complicated, difficult to handle and involve a relatively high investment in order to achieve the required corrosion resistance.
  • the partially toxic salts contained in saline slags e.g. from the thermal treatment of salt solutions, bases or bases are dissolved in the slag cooling water. The solution must then be evaporated with a relatively high expenditure of energy in order to recover the water-soluble constituents.
  • the invention has for its object to provide a method and an apparatus which ensure an extremely efficient and reliable and with a particularly low design effort trouble-free removal of slag from a combustion chamber or a combustion chamber.
  • the object is achieved by the features of claim 1 and in terms of the device by the features of claim 9.
  • Appropriate and advantageous embodiments are features of the subclaims and set out and explained in the description of the figures.
  • a basic idea of the method according to the invention is to allow liquid slag accumulating in a combustion chamber or a combustion chamber to drip onto a migrating slag layer made of recirculated slag, which expediently has a corresponding layer thickness.
  • the migrating slag layer composed of, in particular, comminuted slag particles is cooled and transported to a slag discharge, the liquid slags dripping onto this slag layer cooling, solidly and being comminuted at the same time.
  • the dwell time of the recirculated and the liquid slag to be cooled on the grate and, consequently, the transport route of the grate is of particular importance. It is particularly advantageous that the slag is cooled both by heat radiation, heat conduction and convection, so that the required cooling of the liquid slag parts is ensured below the slag melting point.
  • the physical processes described below are important.
  • the slag drops are crushed by the impact on the migrating slag layer consisting of comminuted, angular slag portions and in particular deformed to form flat cakes.
  • the dripped, crushed slag parts or slag patties have a larger surface, which cools down faster.
  • the slag cakes are cooled by heat radiation from the slag surface facing the combustion chamber on the cold or cooled surfaces of the combustion chamber and at the same time by heat conduction on the lower surface of the still liquid slag facing the cold slag support.
  • the slag layer is permeable to gas or air and thus can be additionally cooled by convection by means of air or recirculation gases - similar to a fire grate.
  • the slag dripping onto the cold, migrating slag layer cools down to a slag discharge opening at different speeds and to different extents.
  • the resulting thermal stresses cause a further self-comminution of the partially amorphous, cooling slag particles, which is supported by the transport movement.
  • the recirculation of the slags comprises at least comminution of the slags after a slag discharge, conveying and placing them on the grate, which is expediently designed as a coolable shaking grate.
  • the liquid slag can drip on again, migrate with the slag layer until the ash is discharged, be cooled and additionally crushed.
  • the cooled, crushed slag is at least partially recirculated. Another part can be removed from the slag cycle, in particular with the aid of a connection in a slag storage space.
  • the device according to the invention for carrying out the method has, as a grate, an oscillating bottom or shaking grate, a drive attached to the grate, e.g. a flywheel drive, a slag outlet opening, a slag crusher, for example a slag crusher, a slag holding container or storage space with at least one slag discharge, and a slag conveying system and a slag feed for the grate, which is expediently provided with a feed device, for example a filling funnel.
  • a feed device for example a filling funnel.
  • the vibrating base or shaking grate preferably consists of a boiling water-cooled construction, which enables the slag to be cooled and any liquid slag to penetrate through the cold slag layer and base without damage. Boiling water cooling also enables the grate construction above the smoke dew points to be operated without corrosion.
  • the arrangement according to the invention of a vibrating floor or shaking grate and the slag recirculation enable advantageous slag cooling and, in particular, continuous, dry, ie cooled, slag discharge.
  • Another advantage is that the grating tendency and oscillation frequency of the grate can be adjusted to adjust the traveling speed of the slag layer and the slag patties to be dripped on and cooled depending on the amount of liquid slag and its physical properties.
  • the larger parts of the slag float due to the rust vibration, with the positive effect that the slag cakes on the larger, cold parts of the slag are broken or e.g. contains numerous notches due to the inhomogeneous slag underlayer and the slag cooling is more intensive due to the enlarged surface.
  • the grate surface is largely sealed and evenly covered with downward graded fine fractions of the recirculated slag.
  • a possible dripping through of the liquid slag ends at the latest on this fine layer, since dripping slag parts do not adhere to the surface of the shaking grate.
  • Another advantage is that the Schwing Inc. Vibration movement on the grate the heat transfer of the
  • the grate cooling capacity can be increased further.
  • An oscillating floor can advantageously also be converted into a shaking grate by installing slots or nozzles. Cooling air or recirculation gases can be fed through the slots from the system, which further improve the cooling in the slag resting on the grate.
  • the slag cooled on the vibrating floor or shaking grate flows via a slag outlet of the boiler system through a shredder, in particular a slag crusher, into a slag storage space. It is advantageous that the dimensions of the slag storage space and by means of built-in cooling, e.g. through cooling coils in this storage space, the desired slag cooling can be additionally guaranteed.
  • FIG. 1 shows a cross section of a device according to the invention
  • FIG. 2 shows a section of the device according to the invention according to FIG. 1;
  • Fig. 3 shows a longitudinal section along line CC in Fig. 2 in the area of the grate and
  • Fig. 4 shows a longitudinal section along line C-C in Fig. 2 in the region of an alternatively designed grate.
  • a water tube boiler 1 with membrane tube walls 2 a feed water preheater 3, an evaporator 4, an evaporation drum 5, downpipes 6, riser or overflow pipes 7 and a combustion or jet chamber 11 is shown.
  • the combustion chamber floor 20 is designed as a grate 32 and in this exemplary embodiment as a shaking grate.
  • the grate 32 consists essentially of a grate surface 12, which is boiled with water, a substructure 13 and movable oscillating plates 14 (see also FIGS. 3 and 4). A horizontal, oscillating or vibrating movement of the grate 32 takes place with the aid of a drive 15, for example with an infinitely adjustable flywheel drive.
  • a slag layer 35 which consists of dry, recirculated slag 25 and the slag 26 to be cooled and dripped on.
  • the slag layer 35 is fed via a slag outlet opening 16 to a slag crusher 17, for example a slag crusher, and passes through a Slag diverter 18 with a connection 39 for the partial removal of slag from the circulatory system.
  • a slag accumulation 19 after the slag crusher 17 can be provided with cooling surfaces or cooling coils 30.
  • the comminuted slags 25, 26 pass via a slag discharge device 21 into a slag conveying line 22, which can be provided with a cooling jacket 31.
  • the slag 25, 26 is fed to the grate 12 for the purpose of forming the cooled, recirculated slag layer 35 via a slag feed device 23, which can be designed as a filling funnel.
  • a layer height divider 24 or regulator for adjusting a height H of the slag layer 35 on the grate 12 is arranged between the slag feed device 23 and the combustion chamber 11 with grate 12 (see FIG. 2).
  • Movable vibrating plates 14 below the substructure 13 of the grate 32 form grate zones R1, R2 and R3 for the supply and distribution of cooling air or recirculation gases under the grate 32.
  • the supply of the cooling air or the recirculation gases into the grate zones R1 to R3 takes place with the aid of a Blower 27 via lines 28 with built-in trim tabs 33.
  • the trim tabs 33 allow the amount of cooling air or cooling gas to be trimmed such that, for example Depending on the physical parameters and the nature of the slag, the slag pre-cooling in the rust zone R1 is increased or the slag after-cooling is intensified in the rust zones R2 or R3.
  • the cooling capacity of the grate 32 can also be increased by an appropriate configuration of the grate 32, for example by an extension of the grate 32 in the area L behind the last slag opening S.
  • the amount of slag fed to the recirculation can be set as a function of the physical parameters of the slag 25, 26.
  • the grate surface 12 is provided with slots or nozzles 29 through which cooling air and / or cooling gases, e.g. Recirculation gases, evenly distributed and fed to the slag layer 35 to be cooled.
  • cooling air and / or cooling gases e.g. Recirculation gases
  • FIGS. 3 and 4 show sections of a grate 32 designed as a shaking grate with an overlying slag layer 35 made of recirculated slag 25.
  • the grate 32 according to FIG. 3 has a coolable grate surface 12 made of a gas-tight welded tube-web-tube construction.
  • the cooling air flows into the slag layer 35 via slots or nozzles 29, which are each formed between the cooling tubes 34 in the region of webs 36, so that the recirculated slag 25 and the liquid slag 26 dripped on in a pancake are cooled.
  • Fig. 4 shows as grate surface 12 a plate welded together from square tubes 38. Slots or nozzles 29 for introducing cooling air or recirculation gases into the overlying slag layer 35 are formed between the square tubes 38.
  • the variants of the grate 32 shown in FIGS. 3 and 4 enable an advantageous adaptation to the physical parameters of the slags 25, 26 in terms of quantity, temperature, viscosity, specific heat, adhesive behavior, etc.
  • the cooling effect of the grate 32 or grate surface 12 can be further increased by welding on cooling fins (not shown) with the same surface geometry.
  • grate systems for example feed grates, roller grates or traveling grates, instead of a vibrating floor or shaking grate if cooling and / or transporting the slag layer 35 to the slag outlet opening 16 is ensured and heat exchange in the slag layer 35 and self-comminution of the dripped slags 26 are guaranteed.
  • the method and the device can advantageously be used in incineration plants with outputs in the range from 1 to 50 MW.

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Abstract

Durch ein Verfahren und eine Vorrichtung wird Schlacke aus einer Brennkammer oder einem Brennraum besonders effizient und kostengünstig abgezogen, indem die anfallende Schlacke flüssig auf einem schwingenden, gekühlten und mit einer Schlackenschicht aus zerkleinerter und abgekühlter, rezirkulierter Schlacke bedeckten Rost auftropft. Durch eine geeignete Neigung und Schwingfrequenz des Rostes wird die erkaltete Schlacke der Schlackenschicht über eine Schlackenauslauföffnung einem Schlackenzerkleinerer zugeführt, zerkleinert und gemischt und gelangt über einen Schlackenstauraum und eine Schlackenfördereinrichtung, welche zweckmäßigerweise gekühlt werden, wieder auf den Rost. Der Rost ist mit Düsen oder Schlitzen versehen, durch welche Kühlluft oder gekühltes Rezirkulationsgas in die Schlackenschicht gepreßt wird.

Description

Verfahren zum Abzug von Schlacke aus einem Brennraum und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abzug von Schlacke aus einem Brennraum oder einer Brennkammer gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 9.
Um feste Verbrennungsrückstände in Form von Aschen und Schlacken, nachfolgend vereinfachend als Schlacken bezeichnet, aus einem Brennraum mit flüssigem Schlackenanfall abzuziehen ist es bekannt, die flüssige Schlacke in ein Wasserbad einzuleiten. In Wasserbadbehältern, welche als Naß- entschlacker bezeichnet werden, sind mechanische Systeme eingebaut, welche die abzukühlenden Schlacken bewegen, zerkleinern und aus dem Wasserbad in entsprechende Schlackenbehälter fördern.
Nach einem weiteren bekannten Verfahren werden die Schlak- ken in entsprechend große Schlackenfangräume, welche in der Regel unterhalb einer Feuerung angeordnet sind, eingetropft und eingefroren. Nach Erreichung der maximalen Füllungsmarke muß die Anlage abgestellt werden, um die erkaltete Schlacke aus dem Schlackenraum bergmännisch entfernen zu können.
Nachteile der bekannten Verfahren sind der Verbrauch von Kühlwasser für die Aschekühlung. Außerdem wird bei den Naß- entschlackern das Wasser kontinuierlich mit Feinstaub angereichert. De »r dabei entstehende Schlamm muß durch unver- brauchtes Kühlwasser ersetzt werden, und die Schiammentsorgung kann je nach Kontaminierung oft nur in Sonderanlagen erfolgen.
Außerdem können die Schlackenbegleiter oder aufliegenden Rauchgase toxisch oder korrosiv sein. Das Kühlwasser reichert sich mit diesen toxischen oder korrosiven Gasbegleitern an, und die Entschlackungssysteme sind in der Regel relativ kompliziert, schwer handhabbar und zum Erreichen der erforderlichen Korrosionsbeständigkeit mit einem relativ hohen Investitionsaufwand verbunden. Die in salzhaltigen Schlacken enthaltenen, teilweise toxischen Salze, z.B. aus der thermischen Behandlung von Salzlösungen, Basen oder Laugen, werden in dem Schlackenkühlwasser gelöst. Die Lösung muß dann für die Rückgewinnung der wasserlöslichen Bestandteile mit einem relativ hohen Energieaufwand eingedampft werden.
Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß bei den Naßent- schlackern aufsteigende Brüden über einen Schlackenauslauf in einen Brennraum, z.B. in einen Strahlraum einer Dampf- kesselanlage, gelangen und dort zu Verschmutzungen, insbesondere der nachgeschalteten Wärmetauscherflächen, führen. Bei Schlackenfangräumen ist es erforderlich, die Anlage für die Schlackenausräumung stillzulegen. Bei toxischen Schlacken kann eine Gefährdung des Personals während der Schlackenausräumung nicht ausgeschlossen werden.
Der Erfindung liegt die A u f g a b e zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, welche außerordentlich effizient und betriebssicher und mit einem besonders geringen konstruktiven Aufwand einen störungsfreien Abzug von Schlacken aus einer Brennkammer oder einem Brennraum gewährleisten. Verfahrensmäßig wird die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 und vorrichtungsmäßig durch die Merkmale des Anspruchs 9 gelöst. Zweckmäßige und vorteilhafte Ausgestaltungen sind Merkmale der Unteransprüche und in der Figurenbeschreibung dargelegt und erläutert.
Ein Grundgedanke des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, in einer Brennkammer oder einem Brennraum anfallende, flüssige Schlacke auf eine wandernde Schlackenschicht aus rezirkulierter Schlacke, welche zweckmäßigerweise eine entsprechende Schichtdicke aufweist, auftropfen zu lassen. Die wandernde Schlackenschicht aus insbesondere zerkleinerten Schlacketeilchen wird gekühlt und transportierend einem Schlackenaustrag zugeführt, wobei die auf diese Schlackenschicht auftropfenden flüssigen Schlacken erkalten, fest und gleichzeitig zerkleinert werden.
Für die Abkühlung der Schlacken ist insbesondere die Verweildauer der rezirkulierten und der abzukühlenden flüssigen Schlacke auf dem Rost und demzufolge der Transportweg des Rostes von Bedeutung. Dabei ist es besonders vorteilhaft, daß die Kühlung der Schlacken sowohl durch Wärmestrahlung, Wärmeleitung und Konvektion erfolgt, so daß die erforderliche Abkühlung der flüssigen Schlackenteile unter den Schlackenschmelzpunkt gesichert ist.
Besonders vorteilhaft ist eine als Kühlbett ausgebildete, wandernde Schlackenschicht, welche aus kalten, zerkleinerten und rezirkulierten Schlacken besteht. Es wird dann ein kontinuierlicher, freier Austrag der abgekühlten Schlacken gewährleistet . Beim Auftropfen der Schlacken auf die abgekühlten, zerkleinerten, teils kantigen Schlackenteilchen der Schlacken- schicht sind nachfolgend beschriebene physikalischen Vorgänge von Bedeutung. Die Schlackentropfen werden auf der aus zerkleinerten, kantigen Schlackenanteilen bestehenden, wandernden Schlackenschicht durch den Aufprall zerkleinert und insbesondere zu flachen Fladen verformt. Die aufgetropften, zerkleinerten Schlackenteile oder Schlackenfladen haben eine größere Oberfläche, welche schneller abkühlt. Dabei erfolgt die Abkühlung der Schlackenfladen durch Wärmeabstrahlung der dem Brennraum zugekehrten Schlackenoberfläche an den kalten bzw. gekühlten Flächen des Brennraums und gleichzeitig durch Wärmeleitung der der kalten Schlackenunterlage zugekehrten Unterfläche der noch flüssigen Schlacken.
Außerdem ist es vorteilhaft, daß die Schlackenschicht gas- oder luftdurchlässig ist und somit durch Luft oder Rezirku- lationsgase - ähnlich wie bei einem Feuerrost - zusätzlich durch Konvektion gekühlt werden kann.
Die auf die kalte, wandernde Schlackenschicht auftropfende Schlacke kühlt bis zu einer Schlackenaustragsöffnung unterschiedlich schnell und unterschiedlich stark ab. Die hierbei entstehenden Wärmespannungen bewirken eine weitere, durch die Transportbewegung unterstützte Selbstzerkleinerung der teilweise amorphen, sich abkühlendenn Schlacketeilchen.
Die Rezirkulation der Schlacken umfaßt wenigstens eine Zerkleinerung der Schlacken nach einem Schlackenaustrag, eine Förderung und Aufgabe auf den Rost, welcher zweckmäßigerweise als kühlbarer Schüttelrost ausgebildet ist. Auf die Schlackenschicht aus rezirkulierten, zerkleinerten Schlak- kenteilen kann die flüssige Schlacke erneut auftropfen, mit der Schlackens »chicht bis zum Ascheaustrag wandern, dabei gekühlt und zusätzlich zerkleinert werden. Wenigstens teilweise wird die abgekühlte, zerkleinerte Schlacke rezirkuliert. Ein weiterer Teil kann aus dem Schlackenkreislauf, insbesondere mit Hilfe eines Anschlusses in einem Schlak- kenstauraum, entfernt werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens weist als Rost einen Schwingboden bzw. Schüttel- rost, einen an dem Rost befestigten Antrieb, z.B. einen Schwungmassenantrieb, eine SchlackenauslaufÖffnung, einen Schlackenzerkleinerer, beispielsweise einen Schlackenbrecher, einen Schlackenaufnahmebehälter oder Stauraum mit wenigstens einem Schlackenabzug, sowie ein Schlackenför- dersystem und eine Schlackenaufgabe für den Rost, welcher zweckmäßigerweise mit einer Aufgabeeinrichtung, beispielsweise einem Fülltrichter, versehen ist, auf.
Bevorzugt besteht der Schwingboden oder Schüttelrost aus einer siedewassergekühlten Konstruktion, welche eine Kühlung der Schlacke und ein eventuelles Durchdringen flüssiger Schlacke durch die kalte Schlackenschicht und Unterlage schadlos ermöglicht. Durch die Siedewasserküh- ϊung kann außerdem die Rostkonstruktion oberhalb der Rauchgastaupunkte korrosionsfrei betrieben werden.
Die erfindungsgemäße Anordnung eines Schwingbodens oder Schüttelrostes und die Schlackenrezirkulation ermöglichen eine vorteilhafte Schlackenkühlung und einen insbesondere kontinuierlichen, trockenen, d.h. erkalteten Schlackenaus- trag. Dabei kann der Anteil der auf den Schwingboden bzw. Schüttelrost zurückgeführten Schlackenmenge in Abhängigkeit von der Schlackenkorngröße und dem Wärmeleitwert der Schlacke die Masse bestimmen, an welche die Schmelzwärme der auftropfenden Schlacke durch Leitung und Konvektion abgegeben wird.
Vorteilhaft ist eine Regelung der Schlackenschichthöhe auf dem Rost, welche in Abhängigkeit von der anlagenspezifisch zu erwartenden, flüssigen Schlackentropfen- bzw. der Schlackenfladengröße eingestellt werden kann.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Rostneigung und Schwingfrequenz des Rostes zur Einstellung der Wandergeschwindigkeit der Schlackenschicht und der auftropfenden und abzukühlenden Schlackenfladen in Abhängigkeit von der anfallenden flüssigen Schlackenmenge und deren physikalischen Eigenschaften eingestellt werden kann.
Vorteilhaft ist des weiteren eine einstellbare Schwingfrequenz und Schwingamplitude des Rostes, welche eine mechanische Klassierung der zerkleinerten, erkalteten Schlackenteile auf dem Schüttelrost oder Schwingboden ermöglichen. Die größeren Schlackenteile schwimmen durch die Rostvibration auf, mit dem positiven Effekt, daß die Schlackenfladen an den größeren, kalten Schlacketeilen gebrochen oder z.B. durch die inhomogene Schlackenunterschicht zahlreiche Bruchkerben enthält und die Schlackenabkühlung durch die vergrößerte Oberfläche intensiver abläuft.
Durch den Klassierungseffekt wird die Rostoberfläche wei- testgehend dicht und gleichmäßig mit nach unten klassierten Feinanteilen der rezirkulierten Schlacke bedeckt. Ein mögliches Durchtropfen der flüssigen Schlacke endet spätestens auf dieser Feinschicht, da durchtropfende Schlacketeile nicht an der Schüttelrostoberflache festhaften. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß durch die Schwingbzw. Rüttelbew »egung auf dem Rost der Wärmeübergang der
Schlackenwärme an den gekühlten Rost wie auch die Wärmeleitung innerhalb der aufliegenden Schlackenschicht intensiviert wird.
Wenn an dem Schwingboden bzw. Schüttelrost zusätzliche Kühlrippen, insbesondere in Längsrichtung, aufgebracht werden, kann die Rostkühlleistung weiter erhöht werden. Ein Schwingboden kann vorteilhafterweise auch durch Einbau von Schlitzen oder Düsen zu einem Schüttelrost umfunktioniert werden. Durch die Schlitze können Kühlluft oder Rezirkula- tionsgase aus der Anlage zugeführt werden, welche die Kühlung in der auf dem Rost aufliegenden Schlacke weiter verbessern.
Die auf dem Schwingboden bzw. Schüttelrost abgekühlte Schlacke fließt über einen Schlackenauslauf der Kesselanlage durch einen Zerkleinerer, insbesondere einen Schlackenbrecher, in einen Schlackenstauraum. Es ist vorteilhaft, daß über die Dimensionierung des Schlackenstauraumes sowie durch eine eingebaute Kühlung, z.B. durch Kühlschlangen in diesem Stauraum, die angestrebte Schlackenabkühlung zusätzlich gewährleistet werden kann.
Die Erfindung wird nachstehend anhand einer Zeichnung weiter erläutert; in dieser zeigen in einer stark schematisierten Darstellung
Fig. 1 einen Querschnitt einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Fig. 2 einen Ausschnitt der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß Fig. 1; Fig. 3 einen Längsschnitt nach Linie C-C in Fig. 2 im Bereich des Rostes und
Fig. 4 einen Längsschnitt nach Linie C-C in Fig. 2 im Bereich eines alternativ ausgebildeten Rostes.
In Fig. 1 und ausschnittsweise in Fig. 2 ist ein Wasserrohrkessel 1 mit Membranrohrwänden 2, einem Speisewasservorwärmer 3, einem Verdampfer 4, einer Ausdampf rommel 5, Fallrohren 6, Steig- oder Überströmrohren 7 sowie einem Brenn- oder Strahlraum 11 dargestellt.
Aus einer Brennkammer 8 mit einem Brenner 9 und Verbrennungsluftzuführung 10 tropft flüssige Schlacke 26 durch den Brennraum 11 auf einen Brennkammerboden 20. Der Brennkammerboden 20 ist als ein Rost 32 und in diesem Ausführungsbeispiel als ein Schüttelrost ausgebildet. Der Rost 32 besteht im wesentlichen aus einer Rostfläche 12, welche siedewassergekühlt wird, einer Unterkonstruktion 13 und aus beweglichen Schwingblechen 14 (siehe auch Fig. 3 und 4). Eine horizontale, schwingende oder vibrierende Bewegung des Rostes 32 erfolgt mit Hilfe eines Antriebs 15, beispielsweise mit einem stufenlos einstellbaren Schwungmassenantrieb.
Auf der Rostfläche 12 liegt eine Schlackenschicht 35 auf, welche aus trockener, rezirkulierter Schlacke 25 und der auftropfenden, abzukühlenden Schlacke 26 besteht. Die Schlackenschicht 35 wird über eine Schlackenauslauföff- nung 16 einem Schlackenzerkleinerer 17, beispielsweise einem Schlackenbrecher, zugeführt und gelangt über eine Schlackenweiche 18 mit einem Anschluß 39 zur teilweisen Schlackenentfernung aus dem Kreislaufsystem. Ein Schlacken- staurau 19 nach dem Schlackenzerkleinerer 17 kann mit Kühlflächen oder Kühlschlangen 30 versehen werden. Die zerkleinerten Schlacken 25, 26 gelangen über eine Schlacken- austragsvorrichtung 21 in eine Schlackenförderleitung 22, welche mit einem Kühlmantel 31 versehen sein können. Die Zuführung der Schlacken 25, 26 zu dem Rost 12 zwecks Ausbildung der gekühlten, rezirkulierten Schlackenschicht 35 erfolgt über eine Schlackenaufgabeeinrichtung 23, welche als Fülltrichter ausgebildet sein kann. Zwischen der Schlackenaufgabeeinrichtung 23 und dem Brennraum 11 mit Rost 12 ist ein Schichthöhensteiler 24 oder -regier zur Einstellung einer Höhe H der Schlackenschicht 35 auf dem Rost 12 angeordnet (siehe Fig. 2).
Bewegliche Schwingbleche 14 unterhalb der Unterkonstruktion 13 des Rostes 32 bilden Rostzonen Rl, R2 und R3 für die Zuführung und Verteilung von Kühlluft oder Rezirkulationsga- sen unter dem Rost 32. Die Zuführung der Kühlluft oder der Rezirkulationsgase in die Rostzonen Rl bis R3 erfolgt mit Hilfe eines Gebläses 27 über Leitungen 28 mit eingebauten Trimmklappen 33. Durch die Trimmklappen 33 kann die Kühlluft- oder Kühlgasmenge so vertrimmt werden, daß z.B. in Abhängigkeit von den physikalischen Parametern und der Beschaffenheit der Schlacke die Schlackenvorkühlung in der Rostzone Rl verstärkt oder die Schlackennachkühlung in den Rostzonen R2 bzw. R3 intensiviert wird.
Durch eine entsprechende Ausgestaltung des Rostes 32, z.B. durch eine Verlängerung des Rostes 32 im Bereich L hinter der letzten Schlackenauf ropfstelle S, kann die Kühlleistung des Rostes 32 ebenfalls erhöht werden. Mit einem entsprechenden Neigungswinkel α und in Verbindung mit der Frequenz des Rostes 32 kann die der Rezirkulation zugeführte Schlackenmenge in Abhängigkeit von den physikalischen Parametern der Schlacken 25, 26 eingestellt werden.
Die Rostfläche 12 ist mit Schlitzen oder Düsen 29 versehen, durch welche Kühlluft und/oder Kühlgase, z.B. Rezirku- lationsgase, gleichmäßig verteilt und der zu kühlenden Schlackenschicht 35 zugeführt werden.
In den Figuren 3 und 4 sind Ausschnitte eines als Schüttel- rost ausgebildeten Rostes 32 mit einer aufliegenden Schlak- kenschicht 35 aus rezirkulierter Schlacke 25 dargestellt.
Der Rost 32 gemäß Fig. 3 weist eine kühlbare Rostfläche 12 aus einer gasdicht verschweißten Rohr-Steg-Rohr-Konstruktion auf. Die Kühlluft strömt über Schlitze oder Düsen 29, welche jeweils zwischen den Kühlrohren 34 im Bereich von Stegen 36 ausgebildet sind, in die Schlackenschicht 35 ein, so daß die rezirkulierte Schlacke 25 sowie die fladenartig aufgetropfte flüssige Schlacke 26 abgekühlt werden.
Fig. 4 zeigt als Rostfläche 12 eine aus Vierkantrohren 38 zusammengeschweißte Platte. Zwischen den Vierkantrohren 38 sind Schlitze bzw. Düsen 29 zur Einleitung von Kühlluft oder Rezirkulationsgasen in die aufliegende Schlackenschicht 35 ausgebildet.
Die in den Figuren 3 und 4 gezeigten Varianten des Rostes 32 ermöglichen eine vorteilhafte Anpassung an die physikalischen Parameter der Schlacken 25, 26 in bezug auf Menge, Temperatur, Viskosität, spezifischer Wärme, Haftverhalten etc. Die Kühlwirkung des Rostes 32 bzw. der Rostfläche 12 kann durch Aufschweißen von Kühlrippen (nicht dargestellt) bei gleicher Flächengeometrie weiter erhöht werden.
Es besteht auch die Möglichkeit, anstelle eines Schwingbodens oder Schüttelrostes andere Rostsysteme, beispielsweise Vorschubroste, Walzenroste oder Wanderroste einzusetzen, wenn eine Kühlung und/oder ein Transportieren der Schlackenschicht 35 zu der Schlackenauslauföffnung 16 gewährleistet ist und ein Wärmeaustausch in der Schlackenschicht 35 sowie eine Selbstzerkleinerung der aufgetropften Schlacken 26 gewährleistet sind.
Das Verfahren und die Vorrichtung können vorteilhaft in Verbrennungsanlagen mit Leistungen im Bereich von 1 bis 50 MW eingesetzt werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zum Abzug von Schlacke aus einem Brennraum (11) oder einer Brennkammer (8), bei welchem Schlacke (26) einem Brennraumboden (20) zugeführt wird, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß als Brennraumboden (20) ein Rost (32) verwendet, einer nahezu horizontalen, schwingenden oder virbrie- renden Bewegung unterworfen und mit einer Schlackenschicht (35) aus rezirkulierter, trockener Schlacke (25) belegt wird, und daß die Schlacke (26) aus dem Brennraum (11) oder der Brennkammer (8) flüssig auf die Schlackenschicht (35) aufgetropft, unter die Schlackenschmelztemperatur abgekühlt und ausgetragen und wenigstens teilweise als rezirkulierte Schlacke ( 25 ) dem Rost ( 32 ) zur Bildung der Schlackenschicht (35) zurückgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Schlacke (26) beim Auftropfen auf die Schlak- kenschicht (35) zerkleinert und kontinuierlich mit der Schlackenschicht (35) ausgetragen wird, danach in einem Schlackenzerkleinerer (17) zerkleinert und zu einer Schlackenaufgabeeinrichtung (23) des Rostes (32) gefördert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Schlackenschicht (35) aus rezirkulierter Schlacke (25) und flüssig auftropfender Schlacke (26) mit Hilfe von Kühlluft oder gekühlten Rezirkulations- gasen abgekühlt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die dem Schlackenzerkleinerer (17) zugeführten Schlacken (25, 26) zerkleinert und intensiv gemischt werden und wenigstens teilweise einem nachgeschalteten Schlackenstauraum (19) zugeführt werden.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Schlacken (25, 26) während der Zirkulation gekühlt werden und nach einer wärmeaustauschspezifischen Verweilzeit kontinuierlich dem Rost (32) zur Bildung der Schlackenschicht (35) aufgegeben werden.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Verweildauer der rezirkulierten Schlacke ( 25 ) und der auftropfenden, flüssigen Schlacke (26) auf dem Rost (32) in Abhängigkeit von der Schlackenmenge und -beschaffenheit geregelt wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Höhe H der Schlackenschicht (35) eingestellt und insbesondere in Abhängigkeit von der Größe der flüssigen und fladenartig aufgetropften Schlackentropfen geregelt wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Wandergeschwindigkeit der Schlackenschicht (35) in Abhängigkeit von einer Neigung α und Schwingfrequenz des Rostes (32) eingestellt wird.
9. Vorrichtung zum Abzug von Schlacke aus einem Brennraum (11) oder einer Brennkammer (8), mit einem Brennraumboden (20) und einer Schlackenaustragsöffnung (16), insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Brennraumboden ( 20 ) als ein Rost ( 32 ) ausgebildet ist, daß der Rost (32) zur Belegung mit einer Schlackenschicht (35) aus zerkleinerter, rezirkulierter Schlacke (25) und zur Kühlung flüssig auftropfender Schlacke (26) ausgebildet ist, daß der Brennraum (11) über die Schlackenaustragsöffnung (16) für die Schlacken (25, 26) der Schlak- kenschicht (35) mit einem Schlackenzerkleinerer (17) verbunden ist, daß ein Schlackenstauraum ( 19 ) zur Zuführung der im Schlackenzerkleinerer ( 17 ) zerkleinerten Schlacken (25, 26) vorgesehen ist und daß eine Schlackenförderleitung (22) den Schlackenstauraum (19) mit dem Rost (32) des Brennraums (20) zur Zirkulation der Schlacken (25, 26) verbindet.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Rost (32) als schwingender oder vibrierender Rost, insbesondere als Schüttelrost oder Schwingboden, ausgebildet ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß als Schlackenzerkleinerer ( 17 ) ein Schlackenbrecher angeordnet ist, welcher die Schlacken (25, 26) brechend und zerkleinernd intensiv mischt.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Schlackenstauraum ( 19 ) mit einer Schlackenweiche (18) und einem Anschluß (39) zur teilweisen Schlackenentfernung aus dem Kreislaufsystem versehen ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Schlackenstauraum (19) mit Kühlflächen oder Kühlschlangen (30) versehen ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß eine Schlackenaustragsvorrichtung ( 21 ) zwischen dem Schlackenstauraum (19) und der Schlackenförder- leitung ( 22 ) angeordnet ist und daß die Schlackenaustragsvorrichtung ( 21 ) und/oder die Schlackenför- derleitung (22) mit einem Kühlmantel (31) versehen sind.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Rost (32) eine Rostfläche (12), eine Unterkonstruktion (13) und Schwingbleche (14), welche mit einem Antrieb (15) verbunden sind, aufweist. ---.
- 16 -
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Rostfläche (12) Kühlrohre (34) aufweist, welche über Stege (36) miteinander verbunden sind und daß die Kühlrohre ( 34 ) mit Fallrohren ( 6 ) und Steigrohren (7) eines Wasserrohrkessels (1) verbunden sind.
17. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Rostfläche (12) Vierkantrohre (38) und Schlitze oder Düsen (29) zur Zuführung von Kühlluft oder gekühltem Rezirkulationsgas aufweist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die aus Kühlrohren (34) und Stegen (36) bestehende Rostfläche (12) im Bereich der Stege (36) mit Düsen und Schlitzen (29) versehen ist.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 18, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Rostfläche ( 12 ) um einen Winkel α geneigt ist und daß der Winkel einer Neigung von wenig- o stens 3 und maximal dem halben Wert des Schut - winkeis der rezirkulierten Schlacke (25) entspricht.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 19, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß zur Aufgabe der rezirkulierten Schlacke (25) auf den Rost (32) eine Schlackenauftragseinrichtung (23) vorgesehen ist und daß zwischen dem Rost (32) und der Schlackenaufgabeeinrichtung ( 23 ) ein Schichthöheneinsteller (24) angeordnet ist.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 20, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Rost (32) eine Wanderlänge L aufweist, welche wenigstens dem Abstand zwischen einem vorderen und hinteren Schlackentropfrand S, in Wanderrichtung der Schlackenschicht (35) gesehen, und maximal der halben Länge L des Rostes (32) entspricht.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Schlitze oder Düsen ( 29 ) der Rostfläche ( 12 ) mit Leitungen (28) zur Zuführung von Kühlluft oder gekühltem Rezirkulationsgas in durch Schwingbleche (14) gebildete Rastzonen Rl, R2 und R3 sowie in die Schlackenschicht (35) verbunden sind.
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Kühlfläche oder Kühlrohre (30) des Schlacken- Stauraums (19) als Innen- und/oder Mantelkühlung ausgebildet sind.
24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Rost (32) ein Vorschubrost, ein Wanderrost oder ein Walzenrost ist.
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