DE2220998A1 - Verfahren zur verbrennung von abfallprodukten aus gummi oder aehnlichen stoffen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Verbrennung von Abfallprodukten aus Gummi oder ähnlichen Stoffen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Verbrennung von Abfallprodukten aus Gummi und/oder ähnlichen, der Beseitigung im Wege der Verbrennung nur schwer zugänglichen Stoffen, bei dem auf die zu verbrennenden Produkte bei Anwesenheit von Sauerstoff bzw. Verbrennungsluft über eine die Verbrennung gewährleistende Verweiizeit eine über der Zündtemperatur der Abfallstoffe liegende Temperatur einwirkt.
• Bei der Beseitigung von Abfallstoffen, sei es in Gestalt von Hausmüll und/oder Industrieruckständen gewinnt die Verbrennung zunehmend an Bedeutung. Obgleich insoweit schon erfolgreiche Versuche mit ufrel- und Kammeröfen, it Drehrohröfen und Drehetagenöfen angestellt worden sind, herrscnen zumindest in komr,lunalen Bereichen Verbrennungsverfahren vor, die sich sog. Wanderroste mit ggf. aufeinanderfolgenden Zonen unterschiedlicher Verbrennungstemperaturen bedienen.
• Bekanntlich stellt die Beseitigung von Abfallprodukten aus gummi oder ähnlichen Stoffen im Wege der Verbrennung insoweit ein bisher ungelöstes Problem dar, als bei den bekannten Verbrennungsverfahren infolge relativ langsamer Erwärmung in erheblichem Maße gasförmige Zersetzungsprodukte anfallen, die zu starken Rauch- und Geruchsbelästigungen führen und deren Nachverbrennung selbst bei laufender Energiezufuhr und unter Einsatz kostspieliger Nachverbrennungsanlagen nur schwer gelingt. In kommunalen Müllverbrennungsanlagen wird daher aus den vorgenannten Gründen die Beseitigung von Abfallprodukten aus Gummi oder ähnlichen Stoffen (Autoreifen) in aller Regel grundsätzlich abgelehnt, soweit man von der Zugabe ganz geringer Gummimengen, etwa in Gestalt einzelner Altreifen oder Reifenteile, zum übrigen Müll absieht. Die Beseitigung der tatsächlich anfallenden Abfallprodukte aus Gummi oder ähnlichen Stoffen ist dadurch nicht gewährleistet und auch aus verbrennungstechnischen Gesichtspunkten in herkömmlichen Müllverbrennungsanlagen nicht durchführbar, weil die bei der Verbrennung größerer Gummimengen anfallenden Verbrennungsrückstände leicht Störungen der Anlagen verursachen können.
• Gesichts der offenbaren Unzulänglichkeiten der bekannten Verbrennungsverfahren soll durch die Erfindung nun ein Weg zur weitestgehend vollständigen, also von gasförmigen Zersetzungsprodukten und somit dem Anfall von Rauch- und Geruchsbelästigungen freien, Verbrennung von Abfallprodukten aus Gummi und/oder artverwandten Stoffen aufgezeigt werden.
• Ausgehend von einem Verfahren, bei dem auf die zu verbrennenden Produkte bei Anwesenheit von Sauerstoff bzw. Verbrennungsluft eine über der Sündtemperatur der Abfallstoffe liegende Temperatur über eine die Verbrennung gewährleistende Verweilzeit einwirkt, ist die gestellte Aufgabe erfindungsgemaß dadurch gelöst, daß die Abfallprodukte in vorzerkleinerter Stückfonn in den Verbrennungsprozeß eingeführt und uei einer erheblich über der Zündtemperatur der Abfallstoffe liegenden Temperatur in einer von Verbrennungsluft aurchströmten Wirbelschicht, die aus vorwiegend inertem Material gebildet ist, verbrannt werden.
• Erfindungsemäß handelt es sich somit um die Anwendung des im industriellen Bereich bekannten Wirbelschichtverfahrens zur Verbrennung von Abfallprodukten aus Gummi und/ozer artverwandten Stoffen. Bei der Verbrennung dieser Stoffe in einer Wirbelschicht aus vorwiegend inertem Material, beispielsweise feinkörnigem Sand, hat sich gezeigt, daß einerseits durch die von unten durch die Wirbelschicht hinaurchgeblasene Verbrennungsluft eine intensive Auflockerung der Schüttung (Wirbelschicht) und somit deren wirksame mischung mit den zu verbrennenden Abfallprodukten erreicht wird, andererseits als Folge der innigen Durchr.lischung eine äußerst intensive Gas-Feststoffreaktion, die schnellste und vollständige Verbrennung der in Stückform geeigneter Stückgröße zugeführten Abfallstoffe gewährleistet, wobei keinerlei gasförmige Zersetzungsprodukte festgestellt werden konnten, die eine nur sehr schwer durchführbare Nachverbrennung notwendig machen würden.
• Das vornehmlich im Bereich der chemischen Technologie beispielsweise für die Durchführung von Schwelprozessen, die Vergasung von Kohle, zur Röstung sulfidischer Erze, ferner bei der Verkokung und zur katalytischen Krackung bkannte Wirbelschichtverfahren ist zwar auch schon zur Verbrennung von Klärschlamm angewendet worden, aber dabei handelt es sich insoweit um einen in zwei Verfahrensstufen ablaufenden Prozeß, als der eigentlichen Verbrennung eine Trocknung und Aufheizung des Klärschlamms vorangeht. Der bereits durchgeführten Klärschlammverbrennung in der Wirbelschicht sind somit keinerlei Hinweise auf die Möglichkeit einer von Zersetzungsprodukten freien Verbrennung von Abfallprodukten aus Gummi oder artverwandten Stoffen zu entnehmen, zumal dabei keine einer Nachverbrennung in der Gasphase kaum zugängliche Zersetzungsprodukte auftreten.
• So sind auch in jüngster Zeit von der Gummi herstellenden und verarbeitenden Industrie speziell auf die Gummiverbrennung gerichtete Versuche unternommen worden, bei denen beispielsweise Altreifen oder sonstige Gumrniabfälle in Rost-oder Drehrohrfeuerungen verbrannt wurden. Da bei Rostfeuerungen verfahrensbedingt Zonen verschiedener Temperaturen auftreten, weil das Gut vor der eigentlichen Verbrennung erst aufgewärmt werden muß, fallen bei diesen Verbrennungsverfahren unvermeidbar thermische Zersetzungsprodukte an, die in der Gasphase nur sehr schwer verbrennbar sind. Der Anfall von Zersetzungsprodukten ist bei einer Rostfeuerung verfahrensbedingt, weil die Verbrennung in einem Haufenwerk erfolgt und dabei, bedingt durch Dichteunterschiede und Unterschiede im Verhältnis Oberfläche zu Volumen der zu verbrennenden Teile, nicht sichergestellt werden kann, daß in jedem Zeitpunkt an jeder Stelle im Verbrennungsraum ein ausreicnendes Sauerstoffangebot vorliegt. Dem insoweit bestehenden zedürfnis der Wirtschaft nach Schaffung eines wirksamen und wirtschaftlichen Verfahrens zur Verbrennung von Abfallprodukten aus Gummi oder artverwandten Stoffen vermochte erst die Erfindung zu genügen, nach der die Verbrennung in einer Wirbelschicht erfolgt, deren Temperatur merklich über der Zündtemperatur der Abfallstoffe liegt.
• Bei der erfindungsgemäßen Verbrennung müssen selbstverstanalich Verbrennungstemperatur und Stückgröße der in den Verbrennungsprozeß eingeführten Abfallstoffe aus Gummi oa. dgl.
• aufeinander abgesti.mnt sein. Als besonders zweckmßig hat es sich erwiesen, die zu verbrennenden Gummiprodukte einer Vorzerkleinerung auf Stückgrößen mit Kantenlangen von weniger als 50 mm, vorzugsweise bis zu 20 mm, zu unterwerfen und den Verbrennungsprozeß auf eine im wesentlichen konstante Verbrennungstemperatur in der Wirbelschicht von ca. 9000 C einzustellen. Bei einem so eingestellten und entsprechend den Erfordernissen einer vollständigen Verbrennung mit Luftüberschuß gefahrenen Verbrennungsprozeß verbrennen auch in die Abfallprodukte eingebettete Fremdstoffe, ja selbst Stahlarmierungen in Gürtelreifen.
• Die von Zersetzungsprodukten freie Verbrennung cier einer vollständigen Beseitigung im Wege der Verbrennung nur ußerst schwer zugänglichen Gummiabfallprodukte gelingt in überraschend einfacher und wirksamer Weise im Wirbelbett offenbar darum, weil die in Stückform in die Wirbelschicht eingetragenen Abfallprodukte sofort von Inertmaterial des der Wirbelschicht eigenen Temperaturniveaus umgeben und augenblicklich auf diese Temperatur der Schüttung, die mit beispielswetse 9000 C weit über der Zündtemperatur von Gummi liegt, aufgeheizt-und sofort zur Entzündung gebracht werden.
• Zur Gewährleistung eines ausreichenden Sauerstoffangebotes ist es dabei zweckmäßig, die Verbrennungsluft mit solchem überschub zuaführen, daß nach der Verbrennung noch ein gewisser Sauerstoffüberschuß im Abgas~vorliegt. Angesichts der heftigen Turbulenz in der von der Verbrennungsluft durchströmen Schüttung ist die Ausbildung von Gas zone mit für die Verbrennung nicht ausreichendem Sauerstoffgehalt um die verbrennenden Abfallteilchen nicht möglich. Es wird vielmehr durch das in jedem Zeitpunkt des Verbrennungsvorganges auch an der Grenzschicht herrschende, ausreichende Sauerstoffangebot die sofortige, vollständige Verbrennung des Materials gewährleistet Auf grund der hohen Wärmeleitfähigkeit innerhalb der Wirbelschicht wird die Verbrennungswärme an das Inertmaterial abgegeben, so daß duale überhitzungen, die zu einem Zusamensintern des Inertmaterials oder der Aschebestandteile führen könnten, nicht auftreten.
• Bei der Verbrennung von Gummi oder artverwandten Stoffen handelt es sich bekanntlich um einen stark exothermen Prozeß. Um der insoweit bestehenden Gefahr des Auftretens unerwünscht hoher Temperaturen in der Schüttung und somit der Gefahr einer thermischen Agglomeration der Schüttung und/oder einer thermischen Spaltung der Verbrennungsprodukte wirksam zu begegnen, kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die Einstellung der Verbrennungstemperatur in an sicht bekannter Weise durch stetige Wärmeabfuhr aus der Wirbelschicht erfolgen- Als besonders zweckmäßig hat sich dabei die Steuerung der Verbrennungstemperatur durch mehr oder weniger Luftüberschuß, durch Wassereindüsung, Zugabe von kühlem Inertmaterial und/oder Durchführung endothermer Reaktionen in der Schüttung erwiesen. So können im Rahmen der Erfindung beispielsweise der Wirbelschicht kontinuierlich Teile der Schüttung aus inertem Material entnommen, einer Kühlung unterworfen und dann im Kreislauf, ggf. unter Zusatz frischen Inertmaterials, wieder zugeführt werden oder es kann im Interesse einer Verbesserung der Wirtschafthchkeit des Verbrennungsverfahrens auch eine Abwärmenutzung erfolgen, beispielsweise unter Einsatz bekannter Mittel die Erzeugung von Dampf.
• In Anpassung des an sich bekannten Wirbelschichtverfahrens an die erfindungsgemäße Verwendung zur Verbrennung von Abfallprodukten aus Gummi oder artverwandten Stoffen hat sich als zweckmäßig erwiesen, den Querschnitt des Wirbelbettes zwischen 0,3 - 3,o m2 je 1000 Nm3/h eingeblasener Verbrennungsluft zu bemessen und die Schüttung so einzustellen, daß die Verbrennungsluft beim Durchströmen der Wirbelschicht einen Druckabfall zwischen 400 - 3000 mm WS erfährt.
• Die vorliegende Erfindung zeigt somit einen überraschend einfachen und wirksamen Weg zur Beseitigung von Gummi oder artverwandten Abfallstoffen auf, der sich neben technischer Überlegenheit insbesondere auch durch Wirtschaftlichkeit von bekannten Verfahren unterscheidet.

Claims (9)

1. Patentansprüche

   Verfahren zur Verbrennung von Abfallprodukten aus Gummi und/oder ähnlichen, der Beseitigung im Wege der Verbrennung nur schwer zugänglichen Stoffen, bei dem auf die zu verbrennenden Produkte bei Anwesenheit von Sauerstoff bzw. Verbrennungsluft über eine die Verbrennung gewährleistende Verweilzeit eine über der Zündtemperatur der Abfallstoffe liegende Temperatur einwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfallprodukte in vorzerkleinerter Stückform in den Verbrennungsprozeß eingeführt und bei einer erheblich über der Zündtemperatur der Abfallstoffe liegenden Temperatur in einer von Verbrennungsluft durchströmten Wirbelschicht, die aus vorwiegend inertem Material gebildet ist, verbrannt werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfallprodukte aus Gummi oder artverwandten Stoffen vor der Einführung in den Verbrennungsprozeß einer Zerkleinerung in Stückform mit Kantenlängen bis etwa 50 mm, vorzugsweise bis 20 mm, unterworfen werden.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch Einstellung einer im wesentlichen konstanten Verbrennungstemperatur von ca. 9000 G in der Wirbelschicht.
4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung der Verbrennungstemperatur in an sich bekannter Weise durch stetige Wärmeabfuhr aus der Wirbelschicht erfolgt.
5. 5. Verfahren nach Anspruch lt, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennungstemperatur in der Wirbelschicht durch Luftüberschuß, Wassereindüsung, Zugabe von kühlem Inertmaterial und/oder Durchführung endothermer Reaktionen in der Schüttung gesteuert wird.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Wirbelschicht kontinuierlich Teile der Schüttung aus inertem Material entnommen, einer Kühlung unterworfen und dann im Kreislauf, ggf. unter Zusatz frischen Inertmaterials, wieder zugeführt werden.
7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche lt bis 6, gekennzeichnet durch Abwärmenutzung, beispielsweise zur Dampferzeugung.
8. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch einen Querschnitt des Wirbelbettes zwischen 0,3 - 3,0 je 1000 Nm3/h eingeblasener Verbrennungsluft.
9. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch einen Druckabfall der Verbrennungsluft beim Durchströmen der Wirbelschicht zwischen 400 - 3000 mm WS.