DE2359730C3 - Abfallverbre mungseinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Abfallverbrennungseinrichtung mit vorgeschalteter Zerkleinerungsvorrichtung für den Abfall mit einem Feuerungsrost, auf dem Grobabfälle verbrennen, und einer Brennkammer für den zerkleinerten Feinabfal! über dem Feiserungs*

730 ₂

rost, wobei die Brennkammer mil eigener Luftversorgung versehen ist und wobei unverbninnic und unvollslftndig verbrannte Anteile des Feinnbfalls auf den Feuerungsrost gelangen und ausbrennen.

Eine Abfall verbrcnnungseinriehlung dieser ArI ist bereits in einer alleren Anmeldung (DT-OS 2J 32 6b 1) vorgeschlagen worden. Bei diesem alleren Vorsehlag wird der zerkleinerte Feinabfall in die Brennkammer oberhalb des Feuerungsrostes mittels Tragluft eingeblasen, wonach die Brennkammer mil eigener Luftversorgung versehen ist. Bei diesem älteren Vorschlag wird also ein Teil der zu verbrennenden Abfälle in der Schwebe über dem Feuerungsrost verbrannt.

Zur Verbrennung von Müll auf Feuerungsrosten ist ein relativ hoher Luftüberschuß erforderlich, um einerseits gelegentliche Schlackenschmclzcn im Rostbett und andererseits Strähnen unverbrannier Gase und damit zusammenhängende Korrosion zu vermeiden. Dieser hohe Luftüberschuß ist auch erforderlich, um eine Verbrennung von zerkleinertem Feinabfall in der Schwebe über dem Feuerungsrost durchführen zu können. Ein höherer Luflüberschuß führt aber andererseits zu einem entsprechend größeren Abgaswärmeverlust und somit zu einer geringeren Ausnutzung der Verbrennungswärme.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Abfallverbrennungseinrichiung der eingangs erläuterten Art zu schaffen, bei de. sämtliche in einem Einzugsgebiet anfallenden Abfallstoffe mit höherem Wirkungsgrad, d.h. mit einem geringeren Energie- und Bauaufwand verbrannt werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Brennkammer als Zyklonbrennkammer ausgebildet und deren Feuerungsraum unabhängig von dem Feuerungsraum oberhalb des Feuerungsrostes ist.

Hierdurch ist es möglich, sämtliche Abfallstoffe in einer Abfallverbiennungseinrichtung zu verbrennen, da die groben ^Teile auf dem Feuerungsrost verbrannt werden, während die feineren Teile in der unabhängigen Zyklonbrennkammer verbrannt werden. Ein wesentlicher Vorteil der Anordnung einer zusätzlichen Zyklon· brennkammer mit Abscheidewirkung besteht gegenüber einer Anlage mit Verbrennung in der Schwebe darin, daß wesentlich geringere Mengen an Staub. Sand und Metallteilchen von den Verbrennungsgasen mitge rissen werden, die an den nachgeschaltetcn Kesselhcizflächen zu Erosionen und Verschmutzungen und generell zu hohem Staubgehalt im Abgas führen. Dieser Vorteil beruht darauf, daß durch die Verbrennung des Feinabfalls in einer getrennten Brennkammer die Rostfeuerung mit geringerem Luftdurchsatz gefahren werden kann. Bei bekannten Einrichtungen mit einer Schwebeverbrennung sind zur Behebung der erläuterten Mängel Magnet-, Zentrifugal- und Windsichter in der Förderleitung zwischen der Einrichtung zum Zerkleinern und der Brennkammer eingeschaltet, doch wird außer Staub, Sand und Metallischen auch ein erheblicher Anteil an brennbaren Faserstoffen abgeschieden, da diese durch Feuchtigkeit oder Verfilzung an den schwereren Teilen anlagern. Durch die erfindungsgemäße Anordnung einer Zyklonbrennkammer mit Abscheidewirkung für schwere Teile ist der erwähnte zusätzliche Aufwand nicht erforderlich und außerdem werden die Verluste an brennbaren Matcria lien, die durch die Vorabscheidung bei Vorrichtungen mit Verbrennung in der Schwebe entstehen, vermieden.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Anordnung einer Zyklonbrennkammer besieht darin, daß in einer

.solchen Zyklonbrennkammer die Abfallstoff^· im turbulenten Luft-Staubgemisch mit niedrigerem l.ufltibcr· .schuö und deshalb ii höherer Temperatur als bei Rostfeuerungon verbrannt werden. Der niedrigere Gesamt-I-ufti'ibersdnif] ergibt einen geringeren Abgaswiirmeverlust und führt außerdem /ti kleineren Buugröücn der nachgesdialteien Aggregate, wie Kessel, Elektrofilter, Saugzug und Kamin. Außerdem ist es mit Hilfe einer Zyklonbrennkainmcr in einfacher Weise möglich, diejenigen Teile, die im turbulenten I.iif(gemisch innerhalb der Brennkammer nicht oder nur unvollständig verbrennen, abzutrennen, so daß sie auf dem feuerungsrost weiterbrennen können, Bei einer Zyklonbrennkammer ist es außerdem möglich mit hoher Luflgcschwindigkeil zu arbeiten, woraus sich eine schnelle und vollkommene Verbrennung der feineren Teile bei hoher Vcrbrenmingstemperaturund niedrigem I. uf (Überschuß ergibt.

Wegen der hohen Verbrenniingstemperatur, die in der Zyklonbrennkammer aufgrund des niedrigeren Luftubcrschusses und der konzentrierten Verbrennung ur/iclbar ist, ist es möglich, den festen Abfallstoffen flüssige Abfälle, wie /. B. Klärschlamm oder flüssige Industrieabfall in Form von Wasser-Öl-Gemiscben bei/.umischen, was die niedrigeren Temperaluren bei einer Schwebeverbrennung über dem Feuerungsrost nicht erlauben wurden. Diese Beimischung kann direkt in die Zyklonbrennkammer hinein oder in die Zufuhrungsleitung der Abfallstoffe vor der Zcrkleincrung.seinrichiung erfolgen.

Ls ist zwar aus der Zeilschrift »Aufbereitungstecbnik«, Nr. 5, 1967, S. 271, linke Spalte bekannt, zur Verbrennung von festen oder flüssigen Abfallteilchen einen Zyklonverdampfer zu verwenden, doch ergibt sich '^hieraus nicht die Anordnung einer Zyklonbrennkammer oberhalb eines Verbrennungsiosles eirer Abfallverbrennungseinrichiung.

Gemäß eine weiteren Ausgestaltung der Hrfindung kann ein zusätzlicher Feuerungsrost, oberhalb dem die .Zyklonbrennkammer angeordnet ist, als Transportein richtung für die Beförderung der aus der Zyklonbrennkammer ausgeschiedenen schwereren Abfallteile auf den für die Verbrennung von Grobabfall vorgesehenen Feuerungsrost dienen. Der Feuerungsrost unterhalb der Zyklonbrcnnkammer, der mit Unterwindzonen ausgebildet sein kann, stellt demnach in bezug auf den Feuerungsrost, auf den die Grobabfälle gelangen, einen Hilfs-Feuerungsrost dar, auf dem zwar die abgeschiedenen schwereren Teile weiterbrennen, aber nicht vollständig ausbrennen, so daß sie auf dem Feuerungsrost für Grobabfälle vollständig ausbrennen können. Diese Ausgestaltung empfiehlt veh dann, wenn eine einstufige Zerkleineriingseinrichtung der Abfallverbrenniingseinrichtung vorgeschaltet ist, die mit wenig Energie betrieben wird, so daß der Anteil der in der Zyklonbrennkammer abgeschiedenen Abfallteile verhältnismäßig hoch ist. Hierdurch wird der Vorteil besonders genutzt, der sich aus der erfindungsgemäßen Ausbildung grundsätzlich ergibt und darin besteht, daß die Zerkleinerung der Abfallstoffe im Gegensatz zu einer Schwebeverbrennung nicht so weit durchgeführt werden muß, daß alle Abfallstoffe in der Schwebe verbrannt werden können, sondern es genügt, eine einstufige Zerkleinerung mit nachfolgender Unterteilung in zwei Fraktionen, wobei die eine Grobfraktion dem Feuerungsrost zugeführt wird, während die andere Feinfraktion in die Zyklonbrennkammer gelangt.

Es sind verschiedene Ausführungsformen und Anord-

!Hingen dei Zyklonnrcnnkammcr möglich, die mit cuv<i horizontaler oder vertikaler Achse angeordnet sein kann. Außerdem können mehrere Zyklonbrennkammern in Parallel , Boxer- odci lickennnordnung vorgesehen sein, um die Verbrennungslcisiiing entsprechend z.u erhöhen.

Ausführurigsbeispiele der (.IrHn(Jung sind in der Zeichnung beispielsweise dargestellt In dieser zeigt

Fig. 1 eine Feuerungsanlage mich der Erfindung mit einer waagerecht über einem Feuerungsrost angeordneten Zyklonbrennkammer.

[ig. 2 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles I in Fig. 1.

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie JM-Il! in Fig, I,

I·' i g, 4 eine schematische Darstellung mit einer gegenüber Fig. I geänderten Ausgestaltung und Anordnung der Zyklonbrennkamnier über dem Feuerungsrost, wobei die übrigen zum Verständnis der Erfindung nicht erforderlichen Teile weggelassen sind,

F i g. 5 einen Schnitt der Linie V-V in F i g. 4,
, Fig.b eine weitere, abgeänderte Ausführungsform und

Fig. 7a bis 9b jeweils schematiche .Seitenansichten und Draufsichten auf verschiedeneMelirfachanordnungen von Zyklonbrcnnkammern.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, gelangen die Abfallstoffe, nachfolgend auch Müll genannt, übtr die Trichterschurre 1 beispielsweise auf ein regelbares Förderband 4 oder eine Schwingrinne, von wo der Müll einer Zerkleinerungseinrichtung 5 zugeführt wird. Der zerkleinerte Müll gelangt durch «in Sieb oder eine Sichteinrichtung 6 über einen Trichter 7 in eine Förderleitung 14. Grobabfal!, der nicht zerkleinert werden kann, wird von der Zerkleinerung.seinrichtung 5 über einen Trichter 8 ausgeschieden und entweder wegtransportiert oder über eine Schurre 10 und eine Beschickungseinrichtung 11 dem Feuerungsrost 2b zugeführt.

Die zum Transport des zerkleinerten Feinmülls erforderliche Tragluft wird entweder mittels eines Injektors oder Schleuse 15 hinter der Zcrkleinerungseinrichtung 5 oder über eine Leitung 13 vor der Zerkleinerungseinrichtung zugeführt. Ms Tragluft kann Kaltluft aus einer Leitung 12 und/oder Heißluft aus einer Leitung 37 verwendet werden, um in der Zerkleinerungseinrichtung oder hinter dieser eine Vortrocknung des Mülls z.u erzielen. Die Förderleitung 14 mündet entweder in eine Leitung 21 oder 22. Wie in Verbindung mit den F i g. 2 und 3 hervorgeht, wird der Feinmüfl mit der Tragluft durch die Leitung 21 am Umfang einer horizontal angeordneten Zyklonbrsnnkammer 16 in tangentialcr Richtung durch einen Längsschlitz 20 emgeblasen, der auch der Zuführung der Verbrennungsluft durch die leitung 37 dient. Die Leitung 22 führt die Tragluft mit dem Feinabfal! an einem Stirnende der Zyklonbrennkaiiimcr 16 in axialer Richtung ein. Dabei ist zur Erzielung einer Spiralströmung die Leitung 22 bogenförmig gekrümmt.

Die Zyklonbrennkammer 16 besteht aus zwei gegeneinander versetzten Spira!schalen 17 und 18, die so zueinander angeordnet sind, tlaß im oberen Bei eich ein Längsschlitz 20 und im unteren Bereich ein Längsschlitz 19 entsteht, aus demdie aufgrund der in der Zyklonbrennkammer 16 ausgebildeten Spiralsirömung abgeschiedenen schwereren urwerbrannten oder unvollständig verbrannten Teile ausgetragen werden.

Die Zyklonbrennkammer 16 if>t mit horizontaler oder mit etwa horizontaler Achse über dem Feuerungsrost 25

angeordnet, auf dem der durch eine Beschickungseinrichtung 11 zugeführte Grobabfall verbrannt wird.

Das durch die Leitung 21 oder 22 in die Zyklonbrennkammer 16 eingeführte Gemisch aus Feinabfall und Tragluft vermischt sich mit der durch den Längsschlitz 20 über die Leitung 37 zugeführten Verbrennungsluft und wird in der Zyklonbrennkammer gezündet und verbrannt. Die schwereren Teile, die aufgrund der in der Zyklonbrennkammer 16 herrschenden Spiralströmung gegen die Zyklonwand prallen, werden durch den unleren Längsschlitz 19 ausgetragen. Diese Teile können noch unverbrannt oder nur teilweise verbrannt sein und fallen auf den vorderen Bereich des Feuerungsrostes 25, auf dem sie ausbrennen.

Die in der Zyklonbrennkammer 16 entstandenen Verbrennungsgase gelangen über eine zentrale Austrittsöffnung 23 am Ende der Zyklonbrennkammer in eine Hauptbrennkammer 24, in die auch die Verbrennungsgase vom Feuerungsrosl 25 gelangen.

Die Verbrennungsgase durchströmen dann der Reihe nach in bekannter Weise den Strahlraum 31 eines Kessels.

Aus den Fig.4 und 5 ist eine andere Anordnung einer Zyklonbrennkjmmer 16' ersichtlich, die mit vertikaler Achse über dem Feuerungsrost 25 angeordnet ist. Bei dieser Anordnung wird der Feinabfall und die Tragluft durch die Leitung 14 in die Leitung 21 eingeführt, die in einen Längsschlitz 20' der zylindrischen Zyklonbrennkammerwand 39 einmündet, die sich oben und unlen bis auf öffnungen 40 und 41 verjüngt. Die durch den Schlitz 20' eintretende Luft bewegt sich auf einer .spiraligen Bahn 42 nach oben, wobei der mitgeführte Feinmüll zündet und verbrennt. Die Verbrennungsgase treten durch die Öffnung 40 in die Hauptbrennkammer 24 ein, während die schwereren unverbrannten oder unvollständig verbrannten Teile aus der unteren Öffnung 41 auf den vorderen Bereich des Feuerungsrostes 25 fallen. Die Verbrennungsgase vom Feuerungsrost treffen oberhalb der öffnung 4ö mit den Gasen der Zyklonbrennkammer zusammen.

Gemäß Fig.6 ist eine Zyklonbrennkammer 16 entsprechend der Ausgestaltung nach Fig. 1 mit horizontal liegendet Hauptachse über einen zusätzlichen Feuerungsrost 43 angeordnet, welcher die aus der Zyklonbrennkammer 16 durch den Längsschlitz 19 ausgetragenen unverbrannten oder unvollständig verbrannten groben Teile aufnimmt und sie auf dem Feuerungsrost 25 fördert. Die Fig.6 veranschaulicht die Möglichkeit, eine bereits vorhandene Müllrostfeuerung durch zusätzlichen Einbau einer oder mehrerer Zyklonbrennkammern 16 und dazugehöriger Transporteinrichtungen zu erweitern und damit die Müllverbrennungsleistung der vorhandenen Restfeuerung zu steigern.

Die F i g. 7a und 7b zeigen mehrere Zyklonbrennkammern 16 entsprechend der Ausgestaltung nach Fig. 1, wobei die Zyklonbrennkammern in einer Parallelanordnung vorgesehen sind.

Die F i g. 8a und 8b zeigen eine Boxer-Anordnung, bei der zwei Zyklonbrennkammern entsprechend der Anordnung nach F i g. 1 parallel nebeneinander angeordnet sind, denen zwei weitere parallel angeordnete Zyklonbrennkammern entsprechend der Anordnung nach Fig.6gegenüberliegen.

Die F i g. 9a und 9b zeigen eine weitere Anordnungsmöglichkeit von Zyklonbrennkam/nern 16. Hier sind die einzelnen Zyklonbrc-nnkammern in den Ecken einer im Querschnitt etwa quadratischen Hauptbrennkammer 24 vorgesehen und bilden somit eine Eckenanordnung. Die Achsen 48 der einzelnen Zyklonbrennkammern 16 liegen dabei als Tangenten an einem gedachten Kreis 49 im Zentrum der Hauptbrennkammer 24 oder auch auf unterschiedlichen Ebenen.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen ■1 ■« •r. '"

#■

Claims (7)

PiilentimsprOehe: 23

1. Abfallverbrennungseinnchtung mil vorgeschalteler Zerkleinerungsvorrichtung für den Abfall mil einem Feuerungsrost, auf dem Grcbabfälle verbrennen, und einer Brennkammer für zerkleinerten Fcinnbfiill über dem Feuerungsrost, wobei die Brennkammer mit eigener Luftversorgung versehen ist und wobei unvcrbrannlc und unvollständig verbrannte Anteile des Feinabfalls auf den Feuerungsrost gelangen und ausbrennen, dadurch gekcn Ii zeichnet, dal3 die Brennkammer als Zyklonbrennkammer (16,16') ausgebildet und deren Feucrungsraum unabhängig von dem Feuerungsraum oberhalb des Feuerungsrostes (25,43) ist.

2. Einrichtung nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß ein zusätzlicher Feuerungsrost (43), oberhalb dem die Zyklonbrennkammer (16) an- «geordnet ist, als Transporteinrichtung für die Beförderung der aus der Zyklonbrcnnkammcr (16) ausgeschiedenen schwereren Abfiillteile auf den für die Verbrennung von Grobanfall vorgesehenen Feuerungsrost (25) dient (Fig. 6).

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, da(3 die Zyklonbrennkammer (16) mit etwa horizontaler Achse angeordnet ist und neben einer zentralen Austrittsöffnung (23) einen Längsschlitz (19) im unteren Bereich des Mantels für den Austrag der gröberen oder schwereren Abfallteile aufweist.

4. Hinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zyklonbrennkammer (16) einen über nahezu den gesamten zylindrischen Mantel verlaufenden Längsschlitz (20) für die Einführung von Verbrennungsluft und gegebenenfalls für die Einführung von mit Tragluft vermischter Feinabfälle aufweist.

5. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zyklonbrennkammer (16) aus zwei mittig versetzten Zylinder- oder Spiralschalen (17, 18) besteht, die zwischen sich im oberen itiereich den Längsschlitz (20) für die Einführung der Verbrennungsluft und gegebenenfalls der mit Trag-Juft vermischten Feinabfälle und im unteren Bereich den Längsschlitz (19) für den Austrag der gröberen oder schwereren Teile belassen.

6. Einrichtung nach Anspruch I oder 2, dadurch ,gekennzeichnet, daß die Zyklonbrennkammer (16) frnit senkrechter Achse über dem Feuerungsrost (25) angeordnet ist, eine oder mehrere tangentiale Zuführungen (20') für die Feinabfälle und Verbrennungsluft, eine obere Öffnung (40) für den Austritt der Verbrennungsgase und eine untere öffnung (4i) für den Austritt der schwereren, unverbrannten oder unvollständig verbrannten Anteile aufweist.

7. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Zyklonbrennkammern (16) in Parallel-, Boxer- oder Eckenanordnung vorgesehen sind.