DE1526099A1

DE1526099A1 - Verfahren zum Verbrennen von Schlamm und Schachtofen zur Durchfuehrung dieses Verfahrens

Info

Publication number: DE1526099A1
Application number: DE19661526099
Authority: DE
Inventors: Peter Reusser
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1965-05-26
Filing date: 1966-05-23
Publication date: 1970-01-22
Also published as: DE1526099B2; DE1526099C3

Description

Df pi-Ing. H. ZOEPO

Patentanwalt Münchens. Erhardlshaß· U _r... .. . ,

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Peter ü. R e u s s e r Meilen (Schweiz)

Verfahren zum Verbrennen von Schlamm und Schachtofen zur Durchrührung dieses Verfahrens

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbrennen von Schlamm und einen Schachtofen zur Durchführung dieses Verfahrens, insbesondere zur Verbrennungvon Kehricht und Kehricht/Schlamm ·

Von den Kläranlagen für kommunale und industrielle Abwässer sow! e τοη Gelabscheidern fallen Schlammmengen ab, deren Vernichtung und/oder Ver-Wertung mit zunehmender Zahl solcher Kläranlagen immer grössere Probleme stellt. Di· Verwertung dieser Schlämme stösst dabei auf immer grössere Schwierigkeiten, und man ist daara fibergegangen, diese Schlämme zu verbrennen.

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Die bisher bekannten Verfahren stellen aber grosse maschinelle und finanzielle Anforderungen· Daneben lässt ihreBetriebsicherheit zu wünschen übrig ·

Das wesentliche-Merkmal des erfindungsgemässen Verfahrens besteht darin, dass Schlamm gemeinsam mit brennbaren Abfällen, z.B. Kehricht in einem Schachtofen verbrannt wird·

Beim Schachtofen handelt es sich um ein seit Jahrzehnten in der Müllverbrennung bewährtes Gerät, welches für den vorliegenden Zweck besonders geeignet ist*

Die Beschickung kann so erfolgen, dass der Schachtofen schichtweise mit Abfällen und Schlamm beschickt wird· Anstelle von reinem Schlamm kann dieser auch mit Zusatzstoffen gemischt dem Schachtofen zugeführt werden · Als Zusatzstoff lässt sich vorzugsweise Schlacke verwenden.

Ferner ist es möglich, den Schachtofen mit einer Mischung aus Abfällen, Schlamm und Zusatzstoffen zu beschicken. Eine weiter· Variation des Verfahrens kann darin bestehen, dass der Schachtofen abwechselnd mit Schichten aus einer Mischung von Abfällen, Schlamm und Zusatzstofen und Schichten aus unvermischten Abfällen beschickt wird.

Di· oberst· Schicht im Schachtofen besteht vorzugsweise aus' brennbaren Abfall·».

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Das erfindungsgemässe Verfahren ermöglicht eine wirtschaftliche Verbrennung τοπ Schlamm und ergibt einen den behördlichen Anforderungen entsprechenden Ausbrand.

Zur praktischen Ausführung des Verfahrens wird ein Schachtofen mit direkter Verbrennung, der aus Abfall und Schlamm bestehenden Beschickung, verwendet· Der Verbrennungsprozess läuft besser ab, wenn der Schachtofen vorher ohne Schlamm aufgeheizt wird .

In der Praxis fällt der Schlamm hauptsächlich Ton kommunalen Kläranlagen oder Industrieanlagen an. Er wird vor der Verbrennung eingedickt.

Als Brennstoff dienen Abfälle, die die für das Verfahren nötige Wärmemenge abgeben·

Eine für die Verbrennung in einem Schachtofen geeignete Mischung enthält beispielsweise Klärschlamm mit einem Wassergehalt von ca. 80 ίj und Müll als Abfall mit einem Heizwert von ca. 1400 bis 1800 Kcal/kg. Bei diesen Werten kann das Mischungsverhältnis zwischen Klärschlamm und Müll gewichtsmässig 1:1 betragen .

Leider können die Schachtofen der bisher bekannten Bauarten nur bis zu einer bestimmten Querscbnittsgrösse des Beschickungsraumes gebaut werden. Diese obere Begrenzung des Querschnittes bekannter Schachtofen er-

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gibt sich durchwegs aus den Anforderungen an eine genügende Belüftung des Ofeninhalts über den ganzen Querschnitt desselben, damit die für den optimalen Betrieb des Ofens erforderliche, möglichst ebene Feuerfront erhalten wird. Die bisherigen Oefen besitzen kreisrunden Querschnitt und eine Luftzuführung von aussen durch ringsum am Umfang vorgesehene Oeffnungen.

Würde nun ein solcher Ofen mit einem Querschnitt hergestellt, der grosser ist alsdie Eindringtiefe der Luft, so müsste die Verbrennung an den Stellen zu denen keine Luft dringt, z.B. bei Oefen mit kr eisrundem Querschnitt im Zentrum, stocken. Die Feuerfront im Ofen würde uneben und es entstünden am Querschnittsrand Luftkanäle, durch welche die Ungleichmässigkeit der Feuerfront noch verstärkt würde.

Die vorliegende Erfindung setzt sich daher weiter zum Ziel einen Schachtofen zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens zu schaffen, der diese Nachteile bisher bekannter Schachtofen überwindet und der an keine solche Querschnittslimitation gebunden ist.

Hierzu ist der ©rfinduagsgeraässe Schachtofen dadurch gekennzeichnet, dass er zusätzlich zu am Umfang angeordneten Luftöffnungen Mittel zur direkten Zuführung Ton Luft in den Kern der Beschickung aufweist.

In der Zeichnung sind stark schematisiert eine Reihe von Ausführungsbeispielen erfiiidungsgemässer Schachtöfen dargestellt« Es zeigt;

Fig»1 eine teilweise geschnittene Ansicht eines Schachtofens nach einer

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ersten Ausfiihrungsforni. ₄

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Fig. 2 einen Querschnitt durch den Ofen der Fig. 1 angenähert in der Höhe der Luftzufuhr.

Fig. 3 einen Querschnitt wie bei Fig. 2 durch eine zweite Ausführungsform eines Schachtofens, und

Fig, 4 einen Teilschnitt zur Veranschaulichung einer dritten Ausführungsform .

Das Beispiel der Fig. 1 und 2 zeigt einen zylindrischen Schachtofen mit oberer Einfüllklappe 1 und Entleerungs Schiebern 2 und 8. Der Abzug der Verbrennungsgase erfolgt durch einen Fuchs 3. Zur Luftzuführung zur Feuerfront sind zusätzlich zu den üblichen, am Umfang angeordneten Düsen-Oeffnungen 4, am unteren Ende eines von oben vertikal und zentral in den Beschickungsraum ragenden Rohres 5 radiale Oeffnungen vorhanden. Das Rohr 5 ist zugleich als Stocherstange ausgebildet und an seinem ofenaus s er en Ende Über einen Schlauch 6 mit einer Luftquelle, z.3. einem Gebläse verbunden und zugleich in Richtung der üfenlängsachse verschiebbar. Diese Stocherstange 5 ist mit Vorteil gas- oder flüssigkeitsgekühlt. Wird an Stelle der Schieber 2 nur ein Rost angebracht, so kann der Ofen kontinuierlich entschlackt werden, ohne dass die zentrale Luftzuführung durch die Stocherstange in den Kern der Beschickung während der Entschlackung unterbrochen werden muss oder stört ·

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Sine weitere AusfUhrungsforrn zur Zufuhr von Luft in den Kei'n der beschickung eines Schachtofens ist in Pig. 3 dargestellt. Bei dieser Ausführung wird die zusätzliche Luft über Düsenstangen 7 von der Seite her auf der Höhe der normalen Luftöffnungen 4 eingeführt. Wie die Stocherstange beim Beispiel der Fig. 1 sind in diesem Beispiel· die Düsenstangen 7 mit Vorteil gas- odor flUssigkeitsgekühlt.

Diese Düsenstangen 7 sind mit Vorteil in ihrer Eindringtiefe verstellbar angeordnet, Ausserdem ist es zweckmässig, wenn die Düsenstangen ganz ausgezogen werden können um die chargenweise Entschlackung des Cfens zu erleichtern. _;

Es Hesse sich aber auch eine Anordnung bauen, bei welcher die Düsenstangen 7 laufend in die Beschickung eingeführt und wieder aus dem Ofen herausgezogen werden. Bei einer solchen Anordnung könnte der Ofen ohne weiteres kontinuierlich entschlackt werden.

Die Düsenstangen 7 können an beliebigen Stellen ihrer Länge und ihres Umfanges mit Luftöffnungen versehen sein . Mit Vorteil werden die Düsenstangen jedoch um ihre Längsachse drehbar und nur an einem Abschnitt ihres Umfangs mit Austrittsöffnungen für die Luft versehen. Dadurch wird es möglich, beim Beschicken des Ofens die Oeffnungen so zu verdrehen, dass sie nicht verstopft werden können.

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Die zusätzliche Luftzufuhr über solche Düsenstangen wie sie in Fig. 3 dargestellt sind, hat den Vorteil, dass damit auch Schachtöfen gebaut werden können, deren Querschnitt nicht kreisförmig zu sein braucht, sondern, wie in Fig. 3 beispielsweise dargestellt, auch oval oder rechteckig gewählt werden kann, denn mit den Düsenstangen lässt sich ir.i Gegensatz zu den nur am Umfang angeordneten Oeffnungen an jedem Punkt eines beliebigen Querschnittes Luft zufiiliren um eine eben fortsclireitende Feuerfront zu gewährleisten .

Ein weiterer Vorteil der Anordnung mit Düsenstangen lässt sich erreichen, wenn in die einzelnen Stangen automatisch oder von iland einstellbare Ventile eingeschaltet werden, mit denen die Luftzufuhr durch die betreffende Düsenstange gedrosselt oder ganz abgestellt werden kann, wenn sich an der Aus— trittsstelle vertikale Luftkanäle durch die Beschickung bilden, die zu einer ungleichmässigen Verbrennung führen würden. Automatisch gesteuerte Ventile könnten druckabhängig gesteuert werden, da die Bildung eines solchen Luftkanals einen Druckabfall nach sich zieht.

Nach einer weiteren, in Fig. 4 dargestellten Variante erfolgt die Luftzufuhr in den Kern der Beschickung von unten her durch das übliche den Ofen nach unten abschliessende obere Schiebeblech S (Fig. 1), das auf seiner der Beschickung zugewendeten Fläche Oeffnungen 9 für den Austritt der von aussen zugeführten Luft aufweist.

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'.- weckinKssi^; ist dieso C öffnung 9 wie dargestellt nicht ^erndo nach oben gerichtet, uivi die Gefahr ihrer Verstopfung; durch die Beschickung tunlichst zu verringern. Sin Schachtofen mit einer solchen zusätzlichen Luftzuführung kann natur&e'.uüss nur chargenweise entschlackt werden, da hierzu das Schiebeblech 0 aus den; Ofen herausgezogen werden .nuss.

Sine weitere in der Zeichnung nicht näher dargestellte Variante zur Luftzufuhr in den Kern der Beschickung von unten her besteht in Abwandlung der in Fig. 4 dargestellten Ausführung darh, dass im ganzen liaum zwischen den Schiebern 2 und 8 (Fig. 1) ein Ueberdruck erzeugt und aufrechterhalten wird. Statt für das Austx-eten von aussen zugeführte Luft in der in Fig. dargestellten Weise ausgebildet zu sein könnte für diese Variante das Schiebeblech 8 als Rost ausgebildet sein. Auch ein in dieser Weise konstruierter Schachtofen ist an keine Querschnittsbegrenzung gebunden.

Selbstverständlich sind auch eine Reihe von Kombinationen der beschriebenen i.Üttel zur direkten Zuführung von Luft in den Kern der Beschickung ausführbar, wodurch die mit den einzelnen Mitteln erzielten Wirkungen kumulieren ·

So ist es beispielsweise möglich einen Ofen₄z.B. mit ovalem Querschnitt wie in Fig. 3 gezeigt zu bauen, bei dem die Luftzufuhr in den Kern der

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Beschickung statt mit den für dieses Beispiel beschriebenen DUsenstan^en vermittels mehrerer Stocherstangen entsprechend der Stangen 5 in Fig. erfolgt.

Oder das Schiebeblech 3 beim Beispiel der Figur 1 könnte wie dies beim Beispiel der Figur 4 gezeigt ist ausgebildet v/erdon und zusätzlich :sur Stange 5 Luft in den Kern der Beschickung leiten. ■

Ein Schiebeblech gemäss Figur 4 könnte auch zusätzlich zu den Düsenstangen nach dem Beispiel der Figur 3 vorgesehen sein .

Bei allen beschriebenen Ausführungen kann, hauptsächlich wenn der Heizwert der Beschickung niedrig ist, Warm- oder Ileissluft zugeführt werden, wodurch eine wesentliche Verbesserung des Verbrennungsvorganges erzielt werden kann.

Gemäss einer weiteren, ebenfalls nicht dargestellten Variante liessesieh dessen schichtweise Beschickung mit Schlamm so durchrühren, dass von oben her durch die Klappe 1 oder durch die Klappenöffnung mittels eines Rohres der Schlammbrei ^ über den ganzen Querschnitt verteilt wird* Eine solche Schlammbeschickung liesse sich ohne weiteres mechanisieren·

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Claims

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PATENTANSPRUSC II Ξ

1 . Verfahren zum Verbrennen von Schlamm, dadurch gekennzeichnet, dass Schlamm gemeinsam mit brennbaren Abfällen in einem Schachtofen verbrannt wird .

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Schachtofen schichtweise mit Abfällen und mit Schlamm beschickt wird.

3· Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlamm mit Zusatzstoffen, z.B. Schlacke gemischt als Schichtmaterial dem Schachtofen zugeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dassder Schachtofen mit einer Mischung aus Abfällen und Schlamm, sowie gegebenenfalls Zusatzstoffen, z.B.Schlacke beschickt v/ird.

5 · Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schachtofen abwechselnd mit Schichten aus einer Mischung von Abfällen, Schlamm und Zusatzstoffen und Schichten aus unvermischten Abfällen beschickt wird.

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G · Verfahren nach einem der vor au gehenden Ansprüchen 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, dass die oberste Schicht im Schachtofen aus brennbaren Abfällen besteht.

7 · Schachtofen zur Durchführung des Verfalirens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er zusätzlich zu am Umfang angeordneten Luftöffnungen Mittel zur direkten Zuführung von Luft in den Kern der Beschickung aufweist .

8. Schachtofen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass dieLuftzufuhr in den Kern der Beschickung über mindestens ein axial und angenähert uentral von oben in den Ofen eingeführtes Rohr (5) erfolgt, das seitliche Luftaustrittsöffnungen aufweist, und dessen ofenäusseres Ende mit einer Luftquelle verbunden ist.

9. Schachtofen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass dieses Rohr axial auin Cfen hin- und herbeweglich geführt ist und gleichzeitig als Stocherstange dient.

10. Schachtofen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftzufuhr in den Kern der Beschickung durch auf der Höhe der Umfangsb'ffnungen fiir Luftzutritt angenähert radial in die Beschickung ragende Düsenstangen (7) erfolgt, deren ofenäusseres Ende mit einer Luftquelle verbunden ist·

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11 . Schachtofen nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Eindringtief ο der Düsenstangen verstellbar ist.

12. Schachtofen nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Düsen stangen kontinuierlich ein- und ausführbar angeordnet sind.

13. Schachtofen nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Du sen Stangen um ihre Längsachse drehbar sind und nur auf einem Abschnitt ihres Uiiifan«;es Luftaustrittsöffnungen aufweisen.

1*1. Schachtofen nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftzufuhr zu den einzelnen Dlisenstangen oder zu den einzelnen Düsen regulierbar ist.

15. Schachtofen nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die, Luftzufuhr automatisch druckabhängig gesteuert ist.

16. Schachtofen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftzufuhr in den Kern der Beschickung von unter her durch ein doppel- \.andiges den Ofen η rich unten abschliessendes Schiebeblech erfolgt.

17. Schachtofen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftzufuhr in den Kern der Beschickung von unten hex* aus einer Ueberdruckkammer durch ein die Beschickung tragender Rost erfolgt.

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13. Schachtofen nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur Erwärmung oder 2i*hit:;un^· der zugeführten Luft vorhanden siiid.

19, Schachtofen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass nuslit

noch Luft von unten her über die Fläche eines den C fen nach unten abschliessenden Schiebebleches zuführbar ist.

20. Schachtofen nach Anspruch 7, dadurcli gekennzeichnet, dass zu seiner Beschickung mit Schlair.m von oben her ein liohr in die !'awner einfiilirbar Ist.

Für: Peter U, Heusser Dor Vertreter:

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