DE2356039B2

DE2356039B2 - RUST-FIRED INCINERATOR FOR THE COMBUSTION OF WASTE MATERIALS AND SEWAGE SLUDGE

Info

Publication number: DE2356039B2
Application number: DE19732356039
Authority: DE
Inventors: Balduin Dr. 8035 Gauting Pauli
Original assignee: Wärmetechnik Dr. Pauli GmbH & Co Vertriebs-KG, 8035 Gauting
Priority date: 1973-11-09
Filing date: 1973-11-09
Publication date: 1976-07-29
Also published as: DE2356039A1

Description

2. Verbrennungsofen nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß dem Schlammverteiler (17) ein mechanisch, hydraulisch oder pneumatisch betätigbarer zusätzlicher Schlammstrangzerteiler (-) für eine steuerbare Verteilung kleinstückig abgetrennter Klärschlammteile über die gesamte Breite des Mehrstufenschwenkrostes (3 — 5) zugeordnet ist.2. Incinerator according to claim I. characterized in that the sludge distributor (17) is a mechanically, hydraulically or pneumatically operated additional sludge strand splitter (-) for a controllable distribution of small pieces of separated sewage sludge over the entire width of the Multi-stage swivel grate (3 - 5) is assigned.

3. Verbrennungsofen nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß -der Schlammstrangzerteiier3. Incinerator according to claim 2, characterized in that -the sludge strand dividers

. aus ejner mil Messern oder Schneiddrähten bestückten Abschneidevorrichtung besteht, deren Drehzahl in Abhängigkeit von der Beschaffenheit des Klärschlamms bzw. von der in Abhängigkeit von der jeweiligen Feuerraumtemperatur benötigten Menge an Klärsehlammteileri einstellbar ist.. consists of a cutting device equipped with knives or cutting wires, whose Speed depending on the nature of the sewage sludge or depending on the amount of sludge lamb dividers required depending on the furnace temperature.

Die Erfindung betrifft einen Verbrennungsofen mit Rostfeuerung zur gemeinsamen Verbrennung von Abfallstoffen und von über eine Schlammzuteil- und -dosiervorrichtung aufgegebenem Klärschlamm (Schweizer Patentschrift 4 34 539).The invention relates to an incinerator with grate firing for the joint combustion of Waste materials and sewage sludge fed in via a sludge proportioning and metering device (Swiss patent 4 34 539).

Bei dieser bekannten Maßnahme ist eine Unterteilung In Hauptfeuerraum und Schlammaufgabeschacht vorgesehen, wobei ein Teil der Rauchgase durch die Schlammaufgabe geführt wird. Ob dies jemals erreicht wird, ist fraglich, da der Zug im Feuerraum sich so stark einstellen wird, daß im Schacht bestenfalls Gase aufsteigen werden. Gerade im Bereich der Aufgabe und der Vermischung von Müll und Klärschlamm werden die aufsteigenden luftverschmutzenden und geruchsbelästigenden Gase nicht mehr verbrannt werden. Spätestens dann, wenn sich die heißen Feuerraumgase mit den Gasen aus dem Schlammschacht vermischen, ist mit erheblicher Explosionsgefahr zu rechnen. Zudem macht die hohe Fallgeschwindigkeit bei Berücksichtigung jedes Fehlens von Verteilereinrichtungen die gewünschte Vorwärmung des Klärschlamms wegen zu kleiner Verweilzeit völlig wirkungslos.In this known measure, a subdivision into main combustion chamber and sludge feed shaft is provided, whereby a part of the flue gases is led through the sludge feed. Whether this is ever achieved is questionable because the draft in the furnace will be so strong that at best gases in the shaft will rise. Especially in the area of the task and the mixing of garbage and sewage sludge the rising, polluting and odorous gases are no longer burned. At the latest when the hot combustion chamber gases mix with the gases from the sludge shaft there is a considerable risk of explosion. In addition, the high speed of fall makes when taken into account the desired preheating of the sewage sludge due to any lack of distribution devices short dwell time completely ineffective.

Ein solcher Verbrennungsofen soll nun so weitergebildet werden, daß eine bessere Verkleinerung und Durchmischung bei höherem Durchsatz erreicht wird, ohne daß eine Umweltverschmutzung, Geruchsbelästigung oder Explosionsgefahr in Kauf zu nehmen wäre.Such an incinerator is now to be developed so that a better reduction in size and Mixing at a higher throughput is achieved without environmental pollution or unpleasant odors or the risk of explosion would have to be accepted.

Erreicht wird dies erfindungsgemäß dadurch, daß die Schlammzuteil- und -dosiervorrichtung höhenverstellbar gegenüber einem Mehrstufenschwenkrost oberhalb dessen ersten Flach- und Steilrosten angeordnet ist und eine im Querschnitt rechteckige Rohrdüse und daran anschließend ein trapezförmig sich erweiterndes, oben und unten paralleJwandiges Rohrteil mit einem den Schlammstrang über eine einengende Widerstandsstrecke ausformenden Formstück und am unteren Ende des Schlammschachtes nebeneinander angeordnete, auf den Schlammstrang gerichtete Rauchgastrenndüsen umfaßt.This is achieved according to the invention in that the sludge metering and metering device is height-adjustable is arranged opposite a multi-stage swivel grate above the first flat and steep grates and a tubular nozzle with a rectangular cross-section followed by a trapezoidal widening at the top and at the bottom, a parallel-walled pipe part with a section of resistance that restricts the mud strand forming shaped piece and arranged side by side at the lower end of the sludge chute comprises smoke gas separation nozzles directed towards the sludge strand.

ίο Zweckmäßig ist dem Schlammverteiler ein mechanisch, hydraulisch oder pneumatisch betätigbarer zusätzlicher Schlammstrangzerteiler für eine steuerbare Verteilung kleinstückig abgetrennter Klärschlammteile ' über die gesamte Breite des Mehrstufenschwenkrostes zugeordnet.ίο The sludge distributor has a mechanical, Hydraulically or pneumatically operated additional sludge strand splitter for a controllable one Distribution of small pieces of separated sewage sludge parts over the entire width of the multi-level swivel grate assigned.

Vorzugsweise besteht der Schlammstrangzerteiler aus einer mit Messern oder Schneiddrähten bestückten Abschneidevorrichtung, deren Drehzahl in Abhängigkeit von der Beschaffenheit des Klärschlamms bzw. von der in Abhängigkeit von der jeweiligen Feuerraumtemperatur benötigten Menge an Klärschlammteilen einstellbar istThe sludge strand divider preferably consists of one equipped with knives or cutting wires Cutting device, the speed of which depends on the nature of the sewage sludge or on the amount of sewage sludge required depending on the respective furnace temperature is adjustable

Die Schlämme werden mit einem Wassergehalt von 75 bis 85 % in variabler Menge und in Abhängigkeit von der jeweiligen Müllbeschaffenheit und der dadurch bedingten Feuerraumtemperatur zugeführt.The sludges are made with a water content of 75 to 85% in variable amounts and depending on depending on the nature of the waste and the resulting combustion chamber temperature.

Die z. B. über elektronische Hilfsmittel steuerbare Schlammzuteil- und -dosiervorrichtung umfaßt insbesondere einen regelbaren Antriebsmotor zum Antrieb }o einer unterhalb des Schlammbehälters angeordneten einstellbaren Förderpumpe mit Schlammdruckleitung und dem gegenüber dem Mehrstufenschwenkrost höhenverstellbaren bereits erwähnten Schlammverteiler. The z. B. via electronic aids controllable sludge proportioning and dosing device comprises in particular a controllable drive motor to drive } o an adjustable feed pump arranged below the sludge container with sludge pressure line and the above-mentioned sludge distributor, which is height-adjustable compared to the multi-stage swivel grate.

Auch die auf die Schlammstrangteile gerichteten Trenndüsen dienen dazu, die Schlammteile in flockenar-(ige Partikel aufzureißen und diese unter gleichzeitigem Vortrocknen fein verteilt dem Müllfeuerbett zuzuführen. The separating nozzles directed at the sludge strand parts also serve to divide the sludge parts into flaky (ige Tear open particles and feed them to the garbage fire bed in finely divided form with simultaneous predrying.

Die Zufuhr der nassen Klärschlämme bedarf also keiner besonderen Ofenabänderung, insbesondere keiner zusätzlichen komplizierten Einrichtung zum restlosen Austrocknen und Verbrennen des Klärschlamms, da die Schlammzuteil- und -dosiervorrichtung aus einfachen, leicht zu wartenden Bauelementen besteht, die auch nachträglich noch einem mit Mehrstufenschwenkrost ausgerüsteten Verbrennungsofen zugeordnet werden können.The supply of the wet sewage sludge therefore does not require any special furnace modification, in particular none additional complicated device for the complete drying out and incineration of the sewage sludge, there the sludge distribution and dosing device consists of simple, easy-to-maintain components that can also be subsequently assigned to an incinerator equipped with a multi-stage swivel grate can.

Infolge der einstellbaren Fallhöhe des Schlamms zwischen Schlammverteiler und Rost erfolgt aufgrund der kinetischen Energie der Schlammteile beim Aufplatzen auf dem Müllbett oder direkt auf dem Rost eine vorwählbare zusätzliche Zerteilung und Zerkleinerung des Schlamms.As a result of the adjustable height of fall of the sludge between the sludge distributor and the grate the kinetic energy of the sludge particles when they burst open on the garbage bed or directly on the grate a preselectable additional division and size reduction of the sludge.

Ein maximaler Klärschlammdurchsatz in Anpassung an den Heizwert der jeweiligen Abfallstoffe ist durch elektronische Hilfsmittel und automatische Regelung der Verbrennungsanlage erreichbar.A maximum sewage sludge throughput in adaptation to the calorific value of the respective waste materials is through electronic aids and automatic control of the incineration system accessible.

Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung sollen nun mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert werden. Diese zeigen in ^iJ*Exemplary embodiments of the invention will now be explained in more detail with reference to the drawings. These show in ^iJ *

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch einen Verbren- ^ nungsofen mit Mehrstufenschwenkrost und einer -^ Schlammzuteil- und -dosiervorrichtung, 1' Fig. 1 is a vertical section through an incineration furnace with a multi-stage swivel grate and a - ^ sludge proportioning and dosing device, 1 '

Fig. 2 eine Ausführungsform der Schlammzuteil-und ^t;: Fig. 2 shows an embodiment of the sludge proportioning and ^t;:

-dosiervorrichtung in Ansicht, ;'■-dosing device in view,; '■

Fig. 3 einen Vertikalschnitt durch einen weiteren ..'.Fig. 3 is a vertical section through a further .. '.

Mehrstufenschwenkrost, wobei der letzte Rost Her ,-■Multi-stage swivel grate, with the last grate Her, - ■

Verbrennungsstufe als Ausbrennrost ausgebildet ist. undCombustion stage is designed as a burnout grate. and

F ι g. 4 einen Querschnitt durch einen in Mulden- oder Wannenform angeordneten Mehrstufenschwenkrost.Fig. 4 shows a cross section through a trough or Multi-level swivel grate arranged in a tub shape.

Gemäß Fig. 1 und 3 gelangen die zu verbrennenden Abfallstoffe 1. z. B. Hausmüll. Industrieabfall u. dgl, über die Einlaufschurre 2 auf die um die Drehachse 3 schwenkbar gelagerte Flachstrecke 4 bzw. Steüstrecke S des Iviehrstufenschwenkrostes. Über die Stößel 6. die von außerhalb des Feuerraums angeordneten Hebevorrichtungen antreibbar sind, wird durch Anheben und Senken der Flachstrecken 4 und der zwangsläufig damit bewegten Steilstrecken 5 das zu verbrennende Gut gerüttelt, umgewälzt und weitergesch^ben, brs die Verbrennungsrückstände über die als Ausbrennrost 7 ausgebildete letzte Stufe des Mehrstufenschwenkrostsystems in den Aschefallschacht 8 gelangen.According to FIGS. 1 and 3, those to be burned arrive Waste materials 1. z. B. Household waste. Industrial waste and the like, Via the inlet chute 2 onto the flat section 4 or control section pivoted about the axis of rotation 3 S of the Iviehr step swivel grate. About the plunger 6. the can be driven by lifting devices arranged outside the combustion chamber, by lifting and Lowering the flat stretches 4 and the steep stretches 5 inevitably moved with them, the material to be burned shaken, circulated and pushed on, brs the combustion residues over the as a burn-out grate 7 trained last stage of the multi-stage swivel grate system get into the ash chute 8.

Durch die Hubvorrichtung können die Stößel 6 so betätigt werden, daß z. B. gemäß F i g. 4 zwischen je zwei ortsfesten Roststäben 9 ein auf- und abbeweglicher Roststab 10 der Flachstrecke 4 periodisch gehoben und gesenkt wird. Durch diese Auf- und Abbewegung wird nicht nur eine zusätzliche Schür- und Vorschubbewegung des Verbrennungsgutes erreicht, sondern dadurch wird auch die Rostspalte gründlich gereinigt, so daß die Verbrennungsluft stets von unten freien Zutritt durch die Roststabspalte hatThrough the lifting device, the plunger 6 can be operated so that, for. B. according to FIG. 4 between each two stationary grate bars 9 an up and down grate bar 10 of the flat section 4 periodically lifted and is lowered. This up and down movement not only creates an additional poking and advancing movement of the material to be burned, but also the grate gap is thoroughly cleaned so that the Combustion air always has free access from below through the grate bar gap

Neben der Einlaufschurre 2 kann der fur die Zufuhr der wasserhaltigen Klärschlämme 11 entsprechend hoch ausgebildete Schlammschacht 12 angeordnet sein. Das Ende des Schlammschachtes kann an beliebiger Stelle oberhalb des Mehrstufenschwenkrostes liegen, ist jedoch vorzugsweise oberhalb der ersten Roste 4,5, d. h. in Höhe der Emiaufschurre 2 vorgesehen, sofern die Beschaffenheit des Klärschlamms 11 uieses zuläßt. Durch diesen Schlammschacht werden dem Mehrstufenschwenkrost ggf. über die automatisch regelbare Schlammzuteil- und -dosiervorrichtung der Klärschlamm oder sonstige Schlämme zugeführt.In addition to the inlet chute 2, the one for the supply of the water-containing sewage sludge 11 can be used accordingly highly trained mud shaft 12 may be arranged. The end of the sludge chute can be at any Place above the multi-level swivel grate is but preferably above the first grids 4, 5, i. H. provided in the amount of Emiaufschurre 2, provided that the Nature of the sewage sludge 11 uieses allows. Through this sludge chute, the multi-stage swivel grate if necessary, the sewage sludge via the automatically controllable sludge metering and metering device or other sludge supplied.

Von dem hochgelegenen Schlammbehälter 13 wird der Klärschlamm 11 über die mit einem regelbaren Antriebsmotor 14 angetriebene und einstellbare Förderpumpe 15 in eine Schlammdruckleitung 16 gepreßt, deren unteres Ende mit einem Schlammverteiler 17 ausgerüstet ist Zwischen der Schlammdruckleitung 16 und dem Schlammverteiler Π kann aber auch gemäß F i g. 2 eine im Querschnitt rechteckige, über einen Revisionsdeckel 20 zugängliche Rohrdüse 18 angeordnet sein, an der anschließend ein trapezförmig sich erweiterndes, oben und unten parallelwandiges Rohrteil 19 mit einem das Schlämmst^rangbad über eine einengende ggf. veränderbare Widerstandsstrecke ausformenden und gleichmäßig oder in Intervallen austragenden, in seiner Länge ggf. veränderlichen Formstück vorgesehen sein, so daß der Schlamm 11 durch den Schlammverteiler 17 über die ganze Breite des Mehrstufenschwenkrostes in vaiiabler Unterteilung in den entsprechend hohen Schlammschacht 12 entlassen und mit seiner Fallgeschwindigkeit auf den Mehrstufenschwenkrost gestreut werden bzw. in das Feuerbett fallen kann.From the elevated sludge tank 13 the sludge is pressed 11 via the driven with a controllable drive motor 14 and adjustable feed pump 15 to a sludge discharge line 16, whose lower end is equipped with a mud manifold 17 between the mud pressure line 16 and but the slurry distributor Π may also according to F i G. 2 is a rectangular in cross section, be positioned over a revision lid 20 accessible pipe nozzle 18, then a trapezoidal widening, above and parallel-walled bottom tubular member 19 with a the Schlämmst ^r angbad shaped out and at a constricting possibly variable resistor track-discharging uniformly or at intervals , in its length possibly variable fitting, so that the sludge 11 discharged through the sludge distributor 17 over the entire width of the multi-level swivel grate in variable subdivision into the correspondingly high sludge shaft 12 and sprinkled with its falling speed on the multi-level swivel grate or into the fire bed can fall.

Der Schlammverteiler 17, der vorzugsweise dem oben offenen Ende des Schlammschachtes 12 zugeordnet ist. kann in seiner Höhe gegenüber dem Mehrstufenschwenkrost beliebig eingestellt werden. Der Schlammschacht 12 kann von einem mehr oder weniger groß°n Teil der heißen Rauchgase oder Heißluft durchströmt sein. Unterhalb des Schlammschachtes 12 können aber auch zusätzliche schräggestellte oder schrägstellbare Srennerdüsen 21 angeordnet sein, deren Flammen dem Klarschlamm Wasseranteile entziehen. Eine besonders intensive Fe:nverteilung des Klärschlamms 1) kann aber auch durch einen nirht dargestellten mechanisch, hydraulisch oder auch pneumatisch betätigten Schlammstrangzerteiler erreicht werden, der zudem eine beliebig regelbare Zuteilung kleinstückig abgetrennter Klärschlammteile gestattet. Der Zerteiler kann eine mit Messerklingen, Schlagleisten, Schneiddrähten 17 od. dgl. bestückte Abschneidevorrichtung aufweisen, deren Drehzahl je nach der Beschaffenheit des Klärschlamms bzw. der in Abhängigkeit von der jeweiligen Feuerraumtemperatur benötigten Menge an Klärschlammpartikel einstellbar ist. Es können aber auch als Zerteiler vorzugsweise am Ende des Schlammfallschachtes nebeneinander angeordnete, auf das Schlammstrangbandteil gerichtete Trenndüsen 26 dienen, deren diese durchströmenden ggf. heißen Medien den Schlammstrangteil in flockenartige Partikel autreißen und diese unter gleichzeitigem Vortrocknen fein verteilt dem Müllfeuerbett zuführen. Eine weitere Zerteilung des Schtammstrangbandteiles bewirkt das Aufplatzen auf dem Rost oder dem Müllbett. Außer diesen verschiedenen Maßnahmen zur Aufbereitung eines schnell mit den aufgegebenen großen Abfallstoffen sich mischenden und verbrennenden Klärschlammes kommt es bei der Verbrennung unterschiedlicher Abfallstoffe und Klärschlamm neben der Gestaltung und Anordnung der diese Verbrennungsmaterialien tragenden bzw. umwälzenden und weiterfuhrenden Flach- und Steilroste wesentlich auf die Ausbildung der letzten Stufe des Mehrstufenschwenkrostes, den zu diesem Zweck als Kipprost von außen betätigbaren Ausbrennrost 7 an. Seine Roststäbe sind mit größerem Abstand voneinander angeordnet, so daß bei Rüttelbewegungen durch die Stößel 6 die ausgebrannte Asche, die insbesondere bei der Verbrennung von Klärschlamm reichlich anfällt, ununterbrochen durch die breit gehaltenen Spalten der Roststäbe hindurch in den Aschefallschacht 8 gelangen kann, während größere Verbrennungsrückstände lange Zeit auf dem Ausbrennrost 7 verweilen können. Die jeweils erforderliche Verweilzeit für diese nachzubrennenden Teile auf diesem Kipprost kann automatisch, beispielsweise über Zeitschaltuhren, geregelt werden, so daß das von Zeit zu Zeit erforderliche Anheben und Entleeren des Ausbrennrostes 7 nicht vom Bedienungspersonal genau überwacht zu werden braucht.The sludge distributor 17, which is preferably assigned to the end of the sludge shaft 12 which is open at the top is. can be adjusted in height as required compared to the multi-level swivel grate. The mud shaft 12 can be traversed by a more or less large part of the hot flue gases or hot air be. Below the sludge chute 12, however, additional inclined or inclined Separator nozzles 21 may be arranged, the flames of which extract water from the clear sludge. A special one intensive fine distribution of the sewage sludge 1) can also be achieved by a mechanical, hydraulically or pneumatically operated sludge strand splitter can also be achieved an arbitrarily controllable allocation of small pieces of separated sewage sludge is allowed. The divider can one with knife blades, blow bars, cutting wires 17 or the like. Equipped cutting device, the speed of which depends on the nature of the Sewage sludge or the amount required depending on the respective furnace temperature Sewage sludge particles is adjustable. But it can also be used as a splitter, preferably at the end of the sludge chute separating nozzles 26 arranged next to one another and directed towards the sludge strand belt part are used, whose media flowing through them, possibly hot, tear the sludge strand part into flake-like particles and feed these finely divided into the garbage fire bed while pre-drying them at the same time. Another This is the effect of the splitting up of the strand part Popping on the grate or the garbage bed. Besides these various measures for processing of a sewage sludge that quickly mixes and burns with the abandoned large waste materials It comes from the incineration of various waste materials and sewage sludge in addition to the design and arrangement of these combustion materials carrying or circulating and continuing Flat and steep grids have a significant impact on the formation of the last stage of the multi-level swivel grate for this purpose as a tilting grate that can be operated from the outside. Its grate bars are larger Arranged at a distance from each other, so that the burnt-out ash, which is produced in abundance, especially in the incineration of sewage sludge, uninterrupted by the wide columns of the grate bars can get through into the ash chute 8, while larger Combustion residues can linger on the burnout grate 7 for a long time. The respectively required Dwell time for these parts to be burned on this tilting grate can be automatic, for example about Timers, are regulated, so that the lifting and emptying of the burnout grate that is required from time to time 7 does not need to be closely monitored by the operating personnel.

Bei der Verbrennung der verschiedensten Abfallstoffe und Klärschlämme sowie sonstigen Schlämme hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Schwenkroste im Querschnitt der Verbrennungsanlage, das h;ißt von Seitenwand zu Seitenwand 22 des Verbrennungsofens nach Art einer Mulde oder Wanne auszubilden. Hierbei sind die den Seitenwänden 22 unmittelbar benachbarten Wandroststäbe 25 in höherer Lage als die übrigen Roststäbe 9,10 angeordnet, so daß glühende Abfallstoffe sich nicht an diesen Seitenwänden 22 und insbesondere an den Mauerspalten 23 ansammeln können, deren Breite gegenüber dem Mauerwerk in gewissen Grenzen variabel bleiben muß, während die Roststabspalte 24 insbesondere im Hinblick auf die durchzuleitende Frischluftmenge genau zu bemessen ist.In the incineration of various waste materials and sewage sludge as well as other sludge it has The swivel grates in the cross-section of the incinerator, that is to say eats from, have proven to be advantageous Form side wall to side wall 22 of the incinerator in the manner of a trough or tub. Here the wall grate bars 25 immediately adjacent to the side walls 22 are in a higher position than the others Grate bars 9,10 arranged so that glowing waste materials are not on these side walls 22 and can accumulate in particular at the wall gaps 23, the width of which compared to the masonry in must remain variable to certain limits, while the grate bar column 24 in particular with regard to the the amount of fresh air to be passed through must be measured precisely.

Hierzu 4 Blatt ZeichnungenFor this purpose 4 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Incinerator with grate firing for the joint incineration of waste materials and sewage sludge applied via a sludge proportioning and dosing device, characterized in that the sludge proportioning and dosing device (13-17) is height-adjustable compared to a multi-stage swivel grate (3-5) above its first flat - and steep gratings \ 4, 5) and a tubular nozzle with a rectangular cross-section / IiJ). and adjoining it a trapezoidal shape ^ Fw £ u | 9id £ f.ebe | [u'n, c! at the bottom ppralielwandiges Rohheil (19) with a fTden sludge strand over a form piece forming a single resistance section and at the lower end of the sludge shaft (12) arranged side by side, directed towards the sludge strand Raach gas separation nozzles (26).