DE1526099A1 - Process for incinerating sludge and shaft furnace to carry out this process - Google Patents
Process for incinerating sludge and shaft furnace to carry out this processInfo
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Description
Patentanwalt Münchens. Erhardlshaß· U r... .. . , Munich patent attorney. Erhardlshaß · U r ... ... ,
C3, iJXJ. l C3, iJXJ. l
Verfahren zum Verbrennen von Schlamm und Schachtofen zur Durchrührung dieses VerfahrensMethod for incinerating sludge and shaft furnace for agitation this procedure
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbrennen von Schlamm und einen Schachtofen zur Durchführung dieses Verfahrens, insbesondere zur Verbrennungvon Kehricht und Kehricht/Schlamm ·The present invention relates to a method of burning Sludge and a shaft furnace to carry out this process, in particular for the incineration of refuse and refuse / sludge
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.From the sewage treatment plants for municipal and industrial wastewater sow! e τοη Gel separators drop amounts of sludge, their destruction and / or recycling with increasing number of such sewage treatment plants becoming more and more problems represents. The recycling of this sludge comes up against ever larger ones Difficulties, and they went on to burn this sludge.
a.a.
Die bisher bekannten Verfahren stellen aber grosse maschinelle und finanzielle Anforderungen· Daneben lässt ihreBetriebsicherheit zu wünschen übrig ·The previously known methods, however, represent large mechanical and Financial requirements · In addition, your operational security leaves something to be desired left over ·
Das wesentliche-Merkmal des erfindungsgemässen Verfahrens besteht darin, dass Schlamm gemeinsam mit brennbaren Abfällen, z.B. Kehricht in einem Schachtofen verbrannt wird·The essential feature of the method according to the invention is that that sludge is burned together with combustible waste, e.g. garbage in a shaft furnace
Beim Schachtofen handelt es sich um ein seit Jahrzehnten in der Müllverbrennung bewährtes Gerät, welches für den vorliegenden Zweck besonders geeignet ist*The shaft furnace is a device that has been tried and tested for decades in waste incineration, which is particularly suitable for this purpose suitable is*
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.The loading can be done in such a way that the shaft furnace with Waste and sludge is charged · Instead of pure sludge, this can can also be fed into the shaft furnace mixed with additives · The preferred additive is slag.
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.It is also possible to clean the shaft furnace with a mixture of waste, To load sludge and additives. A further variation of the method can consist in that the shaft furnace alternates with layers from a mixture of waste, sludge and additives and layers is fed from unmixed waste.
Di· oberst· Schicht im Schachtofen besteht vorzugsweise aus' brennbaren Abfall·».The top layer in the shaft furnace preferably consists of combustible materials Waste·".
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Das erfindungsgemässe Verfahren ermöglicht eine wirtschaftliche Verbrennung τοπ Schlamm und ergibt einen den behördlichen Anforderungen entsprechenden Ausbrand.The method according to the invention enables economical combustion τοπ sludge and results in a burnout corresponding to the official requirements.
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 .A shaft furnace with direct Incineration, the feed consisting of waste and sludge, uses · The incineration process is better when the shaft furnace is heated beforehand without sludge.
In der Praxis fällt der Schlamm hauptsächlich Ton kommunalen Kläranlagen oder Industrieanlagen an. Er wird vor der Verbrennung eingedickt.In practice, the sludge falls mainly on clay municipal sewage treatment plants or industrial plants. It is thickened before it is burned.
Als Brennstoff dienen Abfälle, die die für das Verfahren nötige Wärmemenge abgeben·Waste that provides the amount of heat required for the process is used as fuel hand over·
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 .Contains a mixture suitable for combustion in a shaft furnace for example sewage sludge with a water content of approx. 80 ίj and garbage as waste with a calorific value of approx. 1400 to 1800 Kcal / kg. With these The mixing ratio between sewage sludge and garbage can be valued in terms of weight Be 1: 1.
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-Unfortunately, the shaft furnaces of the previously known types can only be up to a certain cross-sectional size of the loading area can be built. This upper limit of the cross-section of known shaft furnaces
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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.consistently results from the requirements for adequate ventilation of the furnace contents over the entire cross-section of the same, so that the fire front that is as flat as possible, which is necessary for optimal operation of the furnace is obtained. The previous ovens have a circular cross-section and an air supply from the outside through provided all around the circumference Openings.
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.If such a furnace were to be manufactured with a cross-section that would be larger is than the depth of penetration of the air, the combustion should take place at the points to which no air can penetrate, e.g. in ovens with a circular cross-section in the center, stagnate. The front of the fire in the furnace would be uneven and it would arise at the cross-section edge air channels through which the unevenness of the Fire front would be intensified.
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.The present invention therefore further aims to create a shaft furnace for carrying out the method according to the invention, which overcomes these disadvantages of previously known shaft furnaces and which is not tied to any such cross-sectional limitation.
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.For this purpose, the shaft furnace is characterized in that it has, in addition to circumferentially arranged air openings, means for direct supply of clay air into the core of the charge.
In der Zeichnung sind stark schematisiert eine Reihe von Ausführungsbeispielen erfiiidungsgemässer Schachtöfen dargestellt« Es zeigt;The drawing shows a number of exemplary embodiments in a highly schematic manner Shaft furnaces according to the invention shown «It shows;
Fig»1 eine teilweise geschnittene Ansicht eines Schachtofens nach einer Fig »1 is a partially sectioned view of a shaft furnace according to a
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ersten Ausfiihrungsforni. 4 first execution form. 4th
" 'ϋϋΐΐ"'ϋϋΐΐ
Fig. 2 einen Querschnitt durch den Ofen der Fig. 1 angenähert in der Höhe der Luftzufuhr.FIG. 2 shows a cross-section through the furnace of FIG. 1 approximated in FIG Air supply level.
Fig. 3 einen Querschnitt wie bei Fig. 2 durch eine zweite Ausführungsform eines Schachtofens, undFIG. 3 shows a cross section as in FIG. 2 through a second embodiment a shaft furnace, and
Fig, 4 einen Teilschnitt zur Veranschaulichung einer dritten Ausführungsform . 4 shows a partial section to illustrate a third embodiment.
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 ·The example of FIGS. 1 and 2 shows a cylindrical shaft furnace with upper filling flap 1 and emptying slides 2 and 8. The trigger of the Combustion gases are carried out through a Fuchs 3. For air supply to the Fire fronts are in addition to the usual nozzle openings arranged on the circumference 4, at the lower end of a tube 5 protruding vertically and centrally into the charging chamber 5 radial openings are present. That Tube 5 is also designed as a poking rod and at its oven-out s he end via a hose 6 with an air source, z.3. one Fan connected and at the same time displaceable in the direction of the longitudinal axis. This poking rod 5 is advantageously gas-cooled or liquid-cooled. If only a grate is attached instead of the slide 2, the oven can continuously detoxified without the central air supply through the poke into the core of the charge during the detoxification has to be interrupted or disturbs
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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.Another embodiment for the supply of air in the kei'n of the feeder a shaft furnace is in Pig. 3 shown. In this embodiment, the additional air is via nozzle rods 7 from the side introduced at the level of the normal air openings 4. Like the poke in the example of FIG. 1, the nozzle rods 7 are in this example with Advantage gas or liquid cooled.
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. ; These nozzle rods 7 are advantageously arranged to be adjustable in terms of their penetration depth. In addition, it is useful if the nozzle rods can be pulled out completely in order to facilitate the batch-wise deslagging of the Cfen. ;
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.However, an arrangement could also be built in which the nozzle rods 7 can be continuously inserted into the loading and pulled out of the oven again. With such an arrangement, the oven could be used without further be continuously detoxified.
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.The nozzle rods 7 can be at any point in their length and their Be provided with air openings around the circumference. The nozzle rods are advantageous however, it can be rotated about its longitudinal axis and is provided with outlet openings for the air only on a section of its circumference. This will it is possible to turn the openings when loading the furnace so that that they cannot be clogged.
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BÄu Ur^ NALBÄu Ur ^ NAL
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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 .The additional air supply via nozzle rods such as those shown in FIG. 3 has the advantage that it can also be used to build shaft furnaces whose cross-section does not need to be circular, but rather how For example, shown in Fig. 3, oval or rectangular can be selected, because with the nozzle rods ir.i contrast to the only circumferentially arranged openings at any point of any To supply cross-section of air in order to produce a fire front that is just moving forward guarantee .
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.Another advantage of the arrangement with nozzle rods can be achieved if in the individual rods automatically or by iland adjustable valves be switched on, with which the air supply through the nozzle rod in question can be throttled or shut off completely if vertical air ducts form at the exit point through the feed, leading to a would lead to uneven combustion. Automatically controlled valves could be controlled as a function of pressure, since the formation of a such an air duct entails a pressure drop.
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.According to a further variant shown in FIG. 4, the air is supplied into the core of the loading from below through the usual upper sliding plate S (Fig. 1), which closes the furnace downwards, which is on its surface facing the charging has openings 9 for the exit of the air supplied from the outside.
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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. '.- weckinKssi ^; If this opening 9 is not directed upwards, as shown, there is a danger of it being blocked; to reduce as much as possible by loading. In a shaft furnace with such an additional air supply, naturally &e'.uüss can only be purged in batches, since for this purpose the sliding plate 0 from the; Oven can be pulled out.
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.Another variant of the air supply not shown in detail in the drawing In a modification of the embodiment shown in FIG the slides 2 and 8 (Fig. 1) generated and maintained an overpressure will. Instead of the air supplied from the outside for the exhaust in the form shown in Fig. To be designed in the manner shown, the sliding plate 8 could be designed as a grate for this variant. Also one constructed in this way Shaft furnace is not tied to any cross-section restrictions.
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 ·Of course, there are also a number of combinations of those described i.Üttel for the direct supply of air into the core of the feed executable, whereby the effects achieved with the individual means accumulate
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 derFor example, it is possible to build a furnace 4, for example with an oval cross-section as shown in FIG. 3, in which the air supply into the core of the
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Beschickung statt mit den für dieses Beispiel beschriebenen DUsenstan^en vermittels mehrerer Stocherstangen entsprechend der Stangen 5 in Fig. erfolgt.Loading instead of the DUs described for this example by means of several poking rods corresponding to the rods 5 in Fig. he follows.
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. ■Or the sliding plate 3 in the example of Figure 1 could as this in The example shown in FIG. 4 is designed v / erdon and additionally: sur Feed rod 5 air into the core of the feed. ■
Ein Schiebeblech gemäss Figur 4 könnte auch zusätzlich zu den Düsenstangen nach dem Beispiel der Figur 3 vorgesehen sein .A sliding plate according to FIG. 4 could also be used in addition to the nozzle rods be provided according to the example of Figure 3.
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.In all of the versions described, mainly if the The heating value of the feed is low, hot or cold air is supplied can be achieved, whereby a significant improvement in the combustion process can be achieved.
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· According to another variant, also not shown, see Stir its layered loading with sludge so that from above through the flap 1 or through the flap opening by means of a The pipe the sludge is distributed over the entire cross-section * Such a sludge feed could easily be mechanized
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0022132A3 (en) * | 1979-06-28 | 1981-05-27 | Innova Wiener Innovationsgesellschaft M.B.H. | Process for burning straw, apparatus for carrying out this process and device for cutting straw |
| DE102007050132A1 (en) | 2007-10-19 | 2009-04-23 | Deutsche Rockwool Mineralwoll Gmbh + Co Ohg | Nozzle implant for cupola or shaft furnaces |
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1966
- 1966-05-23 DE DE19661526099 patent/DE1526099C3/en not_active Expired
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| EP0022132A3 (en) * | 1979-06-28 | 1981-05-27 | Innova Wiener Innovationsgesellschaft M.B.H. | Process for burning straw, apparatus for carrying out this process and device for cutting straw |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE1526099B2 (en) | 1975-01-02 |
| DE1526099C3 (en) | 1975-08-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |