DE2321194A1

DE2321194A1 - Verfahren und vorrichtung zur beseitigung von fluessigkeiten in einem fliessbettreaktor

Info

Publication number: DE2321194A1
Application number: DE2321194A
Authority: DE
Inventors: Richard Griffith Reese
Original assignee: Combustion Power Co Inc
Current assignee: Combustion Power Co Inc
Priority date: 1972-04-26
Filing date: 1973-04-26
Publication date: 1973-11-08
Also published as: JPS547274B2; CH579236A5; BR7303007D0; FR2182105A1; JPS4947261A; IT985082B; AU5471073A; GB1434789A; CA1002734A; US3818846A; FR2182105B1

Description

Hintergrund der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Fließbettreaktoren und insbesondere auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur umweltfreundlichen Beseitigung von flüssigen Abfallstoffen mit hohem Wassergehalt unter Anwendung von festen und/oder flüssigen und/oder gasförmigen Abfallstoffen als Brennstoff.

In der ganzen Welt erzeugen Gemeinwesen ebenso wie viele Industrieanlagen flüssige Abfallstoffe der verschiedensten Art, angefangen von städtischem Abwasserschlamm bis zu Schlamm aus industriellen Prozessen. Die Behandlung und letztliche¹Beseitigung dieser flüssigen Abfallstoffe hat sich zu einem ernsten Umweltproblem und einer wirtschaftlichen Last für diejenigen,die solche Anlagen betreiben,und für die umliegenden Gemeinwesen entwickelt. Feste und flüssige Abfall— stoffe wurden bisher üblicherweise unabhängig voneinander beseitigt, was zu hohen Kosten für die betreffende Industrieanlage oder das Gemeinwesen führte. Die US-Patentschrift 35B9313 mit der Bezeichnung "Verfahren u::d Vorrichtung zur Beseitigung von festen Abfallstoffen" beschreibt ein System zur Beseitigung von festen Abfallstoffen, für das unter anderem die Verwendung von Fließbettreaktoren charakteristisch ist. Die amerikanische Reissue-Patentschrift Nr. 26514 mit der Bezeichnung 'Verarbeitung und Beseitigung von Abfallschlamm" beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Beseitigung von entwässertem Abwasserschlamm, der organische Abfallstoffe enthält. Bei diesem Verfahren und dieser Vorrichtung können ebenfalls Fließbettverbrennungsreaktoren verwendet werden. In der deutschen Patentanmeldung Nr. P 20 3B 545.9 wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Beseitigung von festen Abfallstoffen und zur Wasserreinigung beschrieben, bei' dem eine Vergasungsanlage'dazu verwendet wird, feste Abfallstoffe durch Hitzeeinwirkung zu zersetzen und heiße Brenngase und Aktivkohle zu erzeugen. Die Aktivkohle wird aus der Vergasungsanlage entfernt und zur Wasserreinigung..,mit anströmendem verschmutztem Wasser gemischt,

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worauf die verunreinigte Aktivkohle teils in einem Brenner zur Wärmeerzeugung für die Pyrolysestufe verwendet wird, während ein anderer Teil zur Wiederverwendung für die Wasserreinigung wieder aufbereitet wird.

Zusammenfassung der Erfindung

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein neuartiges Verfahren und eine Vorrichtung zur gleichzeitigen Beseitigung von flüssigen und festen Abfallstoffen auf wirtschaftliche, wirkungsvolle und umweltfreundliche Weise zu schaffen.

Allgemein gesagt bezieht sich die vorliegende Erfindung, die weiter unten im einzelnen genauer beschrieben wird, auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Beseitigung von Abfallstoffen unter Verwendung einer Verbrennungskammer, die ein Bett aus inerten oder chemisch reagierenden körnigen Partikeln mit der Fähigkeit zur Wärmespeicherung, '■fllärmeabstrahlung und manchmal auch zur chemischen Reaktion enthält, und in die Verbrennungsluft zum Boden des Bettes eingeführt wird, um das körnige Material in einem fließfähigen Zustand zu erhalten. Verbrennungszusätze, wie z.B. zerkleinerte feste Abfallstoffe, Reisschalen, Sägemehl, oder Petroleurnabfallprodukte werden ebenso wie flüssige Abfallstoffe, wie z.B. Abwasserschlamm, Industrieschlamm, Abfälle aus der Nahrungsmittelverarbeitung usw. in den Brenner eingeführt und die Verbrennungsbedingungen im Bett werden derart geregelt, daR sowohl die festen Abfallstoffe als auch die flüssigen auf umv/eltfreundliche 'Weise verbrannt und beseitigt werden.

Es wurde gefunden, daß Arten sowohl von festen als auch flüssigen Abfallstoffen in dieser FlieBbettverbrennungsvorrichtung auf neuartige V/eise kombiniert werden können, um die beiden Stoffarten gleichzeitig wirkungsvoll und wirtschaftlich zu beseitigen.

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Es wurde Weiter gefundenj daD bei Verwendung vnn der Verbrennung als !Brennstoff zugesetztem Abfall flüssige Abfallstoffe mit ei Wassergehalt von bis zu hundert Prozent in dieser FlieHbettverbrennungsvorrichtung auf umweltfreundliche, wirkungsvolle und wirtschaftliche Weise beseitigt werden können.

GemäB einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Zuflußrate der flüssigen Abfallstoffe oder des Abwasserschlamms geregelt, um die Temperatur des Bettes auf dem gewünschten Wert zu halten. Die Kühl— eigenschaften der flüssigen Abfallstoff3 kennen die Termei"atur dos FlieBbetts auf einem ausgewählten Wert haiton, bei dem unerwünschte luftverschmutzende Stoffe nicht entstehen.

GemäB der Erfindung werden ferner Vorkehrungen getroffen, um die festen Abfallstoffe der Verbrennungsstufe in einer Menge zuzuführen, bei der das gewünschte Gleichgewicht zwischen Sauerstoff und Brennmaterial in der Verbrennungszone aufrechterhalten wird, wodurch auch sichergestellt wird, daB die Verbrennungsgase, die als Ergebnis der Beseitigung der festen und flüssigen Abfallstoffe entstehen, sich innerhalb annehmbarer Grenzwerte bewegen, so daß din Atmosphäre nicht verschmutzt wird.

In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung werden bei dem Verfahren und der Vorrichtung auch Vorkehrungen zur zusätzlichen Anordnung eines Sekundärbettes - Aus- > schlämmungshemmers getroffen. Diese Einrichtung kann in der Verbrennungskammer über der statischen Lage des Primärbettes zur Verhinderung der Ausschlämmung der Primärbett-Teilchen angeordnet sein und dadurch eine Vergrößerung des zur Herstellung der Fließfähigkeit disnenden Luftstromes und eine damit verbundene Erhöhung der Systemkapazität ermöglichen, wie sie mit einem System, das die besagte Sekundärbett—Ausschlämmungshemmereinrichtung nicht besitzt, nicht erzielt werden kann. Die Sekundärbett-Ausschlämmungshemmer— einrichtung dämpft auch Schwingungen des Hauptbettes sowie Schwappen,

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Fontänen-und Blasenbildung, usvy.. Sie dient als Flammenbarriere ■für die Verbrennung im Primärbett, ermöglicht eine gründlichere Mischung und ein längeres Verweilen der Brennstoffe im Primärbett, wirkt als Filter und Teilchensammei- bzw. Auffängereinrichtung, sowie als ein Turbulenzgenerator, wodurch eine zusätzliche und noch gründlichere Vermischung von Luft und Brennstoff zustande kommt. Während der Verbrennung von verschiedenen festen und flüssigen Abfallstoffen entstehen geschmolzene Gebilde aus verschiedenen Stoffen wie z.B. Aluminium. Diese Gebilde brechen beim Auftreffen auf die Sekundärbett-Ausschlämmungshemmereinrichtung auseinander und bilden kleinere Tröpfchen, die sich leichter oxidieren oder verdampfen lassen, so daß Verschlackungs- und binterprozesse sowie Aschenbildung vermindert oder verhindert werden. Die Kombination der erfindungsgemäßen Sekundärbett-Ausschlämmungshemmereinrichtung mit den Teilchenabscheidern nach der Erfindung führt zu einer Reinig ng der Abgase bis zu einem Grad, wo die Teilchenbelastung typischerweise weniger als 0,01 Korn pro 0,028 cbm beträgt, ein Wert, der weit unter den derzeit geltenden oder vorgeschlagenen Richtsätzen für die Luftverschmutzung liegt.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist bei dem Verfahren und der Vorrichtung auch vorgesehen, dem Bett der inerten Teilchen bei Bedarf Mittel zur Unterdrückung der Luftverschmutzung zuzusetzen. Da feste Abfallstoffe naturgemäß Chemikalien beinhalten, welche als verschmutzende Stoffe in Erscheinung treten, versetzt diese automatische Zuführung von die Verschmutzung unterdrückendem Material das Verbrennungssystem in die Lage, sich an Änderungen in der Art und im Gehalt des der Verbrennungsstufe zugeführten Fest- und Flüssigmülls anzupassen.

Gemäß einem weiterem Aspekt der Erfindung ist ein geschlossenes System zur Sammlung und Speicherung von Rückständen vorgesehen, wodurch ein staub- und geruchfreier Sammel- und Speicherbereich für alle Rückstandsmaterialien entsteht, die bei der Verarbeitung und Verbrennung der festen und flüssigen Abfallstoffe erzeugt werden.

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Dies betrifft die Entfernung der i-lugasche durch die Teilchensammler, das verbrauchte FlieBbettmaterial, das von dem in den fließfähigen Zustand versetzten Bett entfernt werden kann, und das schwere, nicht brennbare Material, das mittels eines Luftsichters ausgesondert werden kann, der auf eine Zerkleinerungsstufe für besondere Arten von Feststoffmüll folgt.

Bei dem Verfahren und der Vorrichtung nach der Erfindung ist es auch möglich, Turbolader in den Abgasstram einzubauen. Die Verwendung von Turboladern zur Entnahme von Energie aus den Abgasen des Systems stellt einen weiteren, wirkungsvollen und wirtschaftlichen Weg dar, um einen Teil oder die gesamte Verbrennungs- und Kühlluft zum Betreiben des Systems zur Verfügung zu stellen, wodurch auch die Benutzung des derzeit üblichen Verfahrenr zur Versorgung mit Verbrennungs— und Kühlluft und der damit zusammenhängende Leistungsbedarf während des Betriebs des Systems eingeschränkt wird oder ganz entfällt. Pie vom Turbolader vorgenommene Vorwärmung der Luft erhöht ebenfalls den Wirkungsgrad des gesamten Systems.

Das Verfahren und die Vorrichtung nach der Erfindung beinhalten ferner Maßnahmen zur,Ausnutzung der thermischen Energie der heißen Abgase für die Beheizung der Anlage oder die Klimaregelung, die Erzeugung von Dampf für Trocknungsprozesse und andere Zwecke.

Das Verfahren und die Vorrichtung nach der Erfindung können schließlich auch als ein wirksames, wirtschaftliches und umweltfreundliches System zur Beseitigung von festen Abfallstoffen unter Verwendung von Wasser oder anderen Strömungsmitteln als die Verbrennungstemperatur regelnde Mittel eingesetzt werden.

Weitere Ziele und Vorteile dieser Erfindung ergeben sich ats der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen, in denen bei jeder der verschiedenen Darstellungen sich entsprechende Teile durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet sind.

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Bevorzugtes Ausführungsbeispisl - Städtisches System

Viährend die vorliegende Erfindung dadurch, daß sie die bei der gleichzeitigen Verbrennung von einem oder mehreren Feststeffmüll-Brennmaterialien entstehende Wärme ausnutzt, sehr gut zur Beseitigung verschiedener flüssiger Stoffe ohne Verschmutzung der Umwelt geeignet ist, eignet sich eine Anordnung des erfindungsgemäßen Systems in idealer Weise zur Verwendung von städtischem festen Abfallstoffen als Brennstoff, um den einen hohen Anteil an Wasser enthaltenden städtischen Abwasserschlamm eines bestimmten VJohngebietes zu beseitigen. Demgemäß wird die Erfindung im folgendem unter Bezugnahme auf solch ein System beschrieben.

Das in den Figuren und speziell in Figur 1 gezeigte Verbrennungssystein beinhaltet drei Hauptanlagen, nämlich erstens die Anlage 10 für die Anlieferung der festen Abfallstoffe, in der die festen Abfallstoffe gssammelt, zerkleinert und gesichtet werden, zweitens die Anlage GO für die Anlieferung des Abwasserschlamms oder des Abwassers, und drittens die Verbrennungsanlage 30, in der die festen Abfallstoffe als Brennstoff für die Beseitigung des Abwasserschlamms benutzt werden.

In der Anlage 10 für die Anlieferung der festen Abfallstoffe wi"d der Feststoffmüll 11 üblicherweise von Müll— oder Abfallsammelwagen 12 in Empfang genommen; von diesen Wagen wird der Müll entweder in zusammengepreßter oder loser Form einer Aufnahmegrube 13 zugeführt, die so ausgelegt ist, daß sie als Sammelfläche wirkt,· so daß das System kontinuierlich arbeiten kann, während es nur während einer bestimmten Zeitspanne des Tages feste Abfallstoffe in Empfang nimmt. Aus der Grube 13 wird iier Abfall 11 zunächst mittels eines Gruben- _: förderbandes 14 und dann mittels eines Förderbandes 15 zur Beschickung der zerkleinerungsanlage in das Oberteil einer Zerkleinerungseinrichtung 16 transportiert; bei letzterer kann es sich beispielsweise um einen riemengetriebenen Zerkleinerer mit einem vertikalen Rotor handeln. Der Müll wird nach und nach in seiner Größe verringert

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und in einen Auswurfkanal 17 eingespeist, der zu einem Luftsichter führt.

Der Ausfluß aus der Zerkleinerungseinrichtung ist eine homogene Mischung, deren Teilchengröße je nach der Einstellung, der Beschickung und der Leistung des Zerkleinerers, von sehr feiner Größe bis zu einer Größe von 2 1/2 bis 5 cm und größer variferen kann. Stahl und andere dehnbare Metalle treten als kleine Kugeln mit einer gewissen Prägung auf. Holz fällt in Zahnstocher- bis Bleistiftgröße an. Biegsameres Material, wie z.B. weiche Plastikstoffe oder gummiartige Stoffe, ergeben die größten Teilchen.

Nicht brennbare Teilchen hoher Dichte, die aus der Zerkleinerungseinrichtung 16 herauskommen, werden aus dem Prozeßstrom mittels des Luftsichters 18 ausgesondert. Dies geschieht in erster Linie, um die nachfolgenden Beschickungsprozesse zu schützen, da das ausgesonderte Material nur einen geringen Wärmewert hat und daher durch den Verbrennungsprozeß nur wenig in seiner Größe und seinem Gewicht verändert würde. Im Luftsichter sind auch Mittel zur Ausscheidung regenerierbarer Metalle, Gläser usw. vorgesehen, die im Bedarfsfall geeigneten Industriezweigen zur Wiederverwendung zugeführt werden können.

Im Luftsichter 18 wird ein großes Gebläse 19 dazu verwendet, den Müll nach oben durch einen geneigten tückischen Weg 21 und durch eine Röhre 22 zu einer Geschwindigkeitsreduzier- und Feststoffmüllsammei— einrichtung in Form eines Zyklonträgheitsabscheiders 23 abzusaugen. Der Zyklonträgheitsabscheider entfernt den Hauptteil¹ der während des Luftsichtungsprozesses verwendeten Luft und führt sie dem Einlaß des Luftsichters wieder zu. Die Größe der schweren Teilchen, die durch den Luftsichter ausgeworfen werden, kann durch Einstellung der Geschwindigkeit der durch das System gehenden Luft reguliert werden. Das Luftsichter— Feststoffmüllbeschickungsuntersystem ist in sich völlig abgeschlossen, wen zur Folge hat, daß alle Gerüche, Staub und möglicher Schmutzanfall völlig abgekapselt sind.

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Bei der speziellen, im einzelnen weiter unten genauer beschriebenen praktischen Ausführungsform nach der Erfindung beträgt die für die Einspeisung übt festen Abfallstaffe in das Bett des Fließbettbrenners erforderliche Luftzufuhr ungefähr 15 cbm pro f.ünute. Folglich ist es notwendig, die Luftmenge, die aus dem Luftsichter zum Fließbettbrenner gelangt, zu reduzieren. Dies wird durch den zur Luftzufuhrreduzierung dienenden Zyklonträgheitsabscheider 23 erreicht, der auch als Speicherreservair wirkt und zu einem gleichmäßigen Fluß der festen Abfallstaffe vor Eintritt in den Brenner führt. Der Feststoffmüll aus dem Zyklonabscheider 23 wandert durch eine Röhre 24 zu einem V/erbrennungsbeschickungsgebläse 25, von wo aus er dem Fließbett des Brenners durch die Röhre 26 zugeführt wird. Das Beschickungsgebläse 25 sorgt für einen positiven Luftzusatz und den Transport der festen Abfallstoffe aus dem Ausgang des Zyklons, wodurch eine eventuelle Verstopfung verhindert wird. Das Beschickungsgebläse 25 erhöht auch den vom Gebläse 19 herrührenden Druck auf den gewünschten, für die richtige Speisung des Fließbettbrenners erforderlichen Wert. Andere Beschickungssysteme werden weiter unten unter Bezugnahme auf die Figuren 16 und 17 beschrieben.

Eine große Menge an sauberer Luft wird vom Zyklon 23 ausgeblasen und mittels der Röhre 27 dem Speicherraum des Auswurfmaterial-Sammelbehälters des Luftsichters wieder zugeführt.

Das schwere, nicht brennbare vom Luftsichter ausgeschiedene Material wird mittels eines Förderbandes 28 zu einem Speicherbehälter für Rückstände oder zu Speicherbehältern 29 transportiert, wo es entweder in einem eigenen Behälter oder zusammen mit der aus den Ver— brennungsabgasen ausgesonderten Flugasche und mit dem aus der Ver— brennungsstufe auf die weiter unten beschriebene Weise entfernten verbrauchten Fließbettmaterial in einem gemeinsamen Behälter gesammelt wird. Das Material in dem Speicherbehälter 29 kann periodisch dadurch beseitigt werden, daß es zur Landauffüllung verwendet wird;

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oder aber kann es schließlich zur weiteren Rückgewinnung einiger oder aller in den Rückständen enthaltenen Stoffe ausgenutzt werden.

Das Verbrennungsgehäuse 31 der Verbrennungsanlage 30 wird durch die Zusammenfügung fabrikvorgefertigter und zusammengebauter Brennersegmente 32, 33 und 34 und der Brennerhaube 35 gebildet. Der Brenner ist so konstruiert, daß jedes Segment vor der Verfrachtung zum Erstellungsort der Anlage komplett, also einschließlich der Isolation, des feuerfesten Materials,, der Ausrüstung mit Meßgeräten, usw., vorgefertigt werden kann, so daß am Erstellungsort weniger lohnintensive und weniger Spezialkenntnisse erfordernde Arbeit anfällt. Wenn auch das Verbrennungsgehäuse und die Bre^ncrsegmente in beliebiger Größe ausgeführt werden können, so sind als zwei besonders vorteilhafte Größen ein Außendurchmesser von ungefähr 3 m bzw. 2,5 m anzusehen, wobei die maximale Höhe eines jeden Segments 2,5 m beträgt. Segmente mit 2,5 m Durchmesser und 2,5 m Höhe können auf der Straße, auf der Schiene ,in der Luft oder zu V/asser an jeden Ort der Vereinigten Staaten ohne spezielle Bsforderungsbeschrankungen verfrachtet werden. Das 2,5 m hohe Segment mit 3 m Durchmesser kann nach 95 ^o.der Vereinigten Staaten befördert werden, ohne das abgesehen von der Beantragung einer Großlast— Beförderungserlaubnis, die durch einen schlichten Akt der Unterzeichnung des Antrags gewährt wird, irgendwelche speziellen Beschränkungen zu beachten sind. Über die angegebenen Maße hinausgehende Größen erfordern eine Sondererlaubnis, mit der bestimmte Straßenbeschränkungen und in einigen Fällen auch Gebühren verbunden sind.

Figur 2 erläutert eine bevorzugte Konstruktion zur Zusammenfügung der einzelnen Segmente 32 bis 35. Jedes der Segmente umfaßt, wie am Beispiel der Teile 32 und 33 gezeigt, Metallmantel 32* bzw. 33' sowie eine Gehäuseisolierung 36, die den Schamottstein 37 umgibt, und die Mäntel 32' und 33* werden mittels einer Schraubverbindung zusammengefügt.

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Die Vprbindungen 38 werden durch ein Paar ringförmiger Flanschplatten 41 gebildet, deren jede bei 42 an einen der Mäntel und an mehrere Wihkelplatten 43, die am Umfang des Mantels verteilt angeordnet sind, angeschweißt ist. Eine Dichtung 44 ist zwischen den Flanschplatten 41 mittels Schraubenbolzen 45 eingeklemmt, die durch innerhalb der Plattenumrandung angeordnete Löcher gesteckt sind. Am Erstellungsort der Anlage «/erden die Segmente aufeinandergesetzt und an den Verbindungsstellen 38 miteinander verschraubt.

Eine alternative Ausführungsform der Verbindungsstelle wird in Fig. 2a dargestellt; diese Ausführungsform beinhaltet eine Umfang— Schweißnaht 47 zwischen den Flanschplatten 41, Zur Ausrichtung sind Stifte 4B vorgesehen, um die verschiedenen Segmente vor der Herstellung der Schweißverbindung 46 zueinander auszurichten. An den Mänteln 32' und 33* sind Befestigungsrippen 49 vorgesehen, um ein Sägewerkzeug in Stellung bringen zu können, welches für den Fall, daß eine Reparatur oder eine Erneuerung der Segmentelemente eine Demontage der Einheit erforderlich macht, dazu verwendet wird, die Schweißverbindung 46 aufzuschneiden.

Das Luftkastensegment 32 an der Basis der Verbrennungsanlage 30 führt vorerwärmte Luft mittlerer Temperatur (typischerweise von 38° Celsius bis 380 ' Celsius) zur Erzeugung des fließfähigen Zustandes im Brenner.

Am oberen Ende des Luftkastens 32 ist eine Luftverteilerplatte 51 als Auflagefläche für das Bettmaterial 61 im anschließenden nächsten Segment 33 des Gehäuses 31 angeordnet. Die Verteilerplatte 51 besteht aus einer Anzahl von porösen Metall- oder Keramikplatten 52 (siehe Figur 3 und 4), die durch Metallteile 53 in ihrer Stellung gehalten und durch einen Metallrahmen 54 gestützt werden. Die Verteilerplatte 51 kann auch auf verschiedene andere Arten hergestellt werden; eine besteht in der Verwendung einer Anzahl von einzelnen porösen keramischen

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oder metallischen Tüllen oder Diasdüsen 55 (siehe Figur 3a und 4a), die in einer feuerfesten isolierten Tragplatte 56 installiert sind.

Die Verteilerplatte 51 trägt das Fließbettmaterial 61, wenn es sich nicht im fließfähigen Zustand befindet, und sorgt für eine gleichmäßige Verteilung der Luft durch den Boden des Bettes während der Erzeugung des Fließzustandes. Während der im einzelnen weiter unten beschriebenen Vorerwärmung des Brenners wird dafür gesorgt, daß heiße Luft in entgegengesetzter Richtung durch das Fließbettmaterial 61 und durch die Verteilerplatte 51 strömt. Die porösen keramischen Platten 52 oder die Blasdüsen 55 stellen die notwendige Auflagefläche für das Cettmaterial während der Vorerwärmung dar, während sie gleichzeitig das Bottmaterinl daran hindern, in den Luftkasten 32 einzudringen.

Es wird dafür gesorgt, daß die zur Erzeugung des Fließzustandes dienende Luft durch die Bettmaterialteilchen unter sorgfältig überwachten Bedingungen strömt. Die wesentlichste unter diesen Bedingungen ist die Erfordernis, daß die Luftgeschwindigkeit durch das Bett, und somit der Druckabfall, größer als der zum Tragen des Bettgewichtes erforderliche Wert und kleiner als der Wert sind, der erforderlich ist, um die Teilchen aus dem Bett hinauszubefördern. Darüber hinaus muß das Bett aus Teilchen bestehen, deren Größe, Form und Dichte innerhalb eines bestimmten Bereiches liegt. Wenn diese Bedingungen alle erfüllt sind, dehnt sich das stationäre Bett aus und die Teilchen befinden sich in einem fließfähigen Zustand. Falls die Bewegung eines einzelnen bestimmten Teilchens beobachtet werden könnte, könnte man sehen, wie es einer kontinuierlichen turbulenten Bewegung unterliegt und in zufälliger Weise durch das Bett wandert. Im Ganzen gesehen ähnelt der dynamische Zustand des fließfähig gemachten Bettes in dem Ginne sehr stark einem Tank mit kochendem Wasser, als eine beträchtliche Turbulenz und ein Platzen von Blasen an der Oberfläche auftritt. Diesem charakteristischen dynamischen Verhalten verdankt das in den fließfähigen Zustand versetzte Bett seine einzigartigen Vorteile.

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Oic inerten oder chemisch reaktiven Bettmateriaüen, die in Verbindung mit dem Fließbettbrenner verwendet werden, werden so gewählt, daß sie den Verbrennungstemperaturen ohne zu schmelzen oder zu verschlacken widerstehen. Die spezifischen Dettmateri'alien können aus einer Vielfalt von inerten Materialien ausgewählt v/erden, angefangen vom billigen Siliziumstrandsand über die etwas ausgefalleneren keramischen Materialien (üblicherweise Aluminium oder Siliziumcarbid) bis zu den chemisch reaktiven t.'aterialien wie im Boden vorhandener Kalkstein, Dolomit und andere. Das Bettmaterial wird auf eine vorbentinmte Temperatur vorerwärmt und dann auf die weiter unten im einzelnen näher beschriebene Weise in den fließfähigen Zustand versetzt. Wenn dieser Fließzustand und diese Temperatur erreicht sind, werden die Trennstoffe in das Bett eingespeist.

Unter den verschiedenen bedeutsamen Faktoren, die den Verbrennungsprozeß beim Vorherrschen der zur Herstellung der Fließfähigkeit erforderlichen Ternperaturbedingungen beeinflussen, sind die folgenden: Die .'/ärmekapazitnt des Bettes führt zusammen mit dem innigen Kontakt zwischen dem Bett und den eingespeisten Brennstoffen zu einer schnellen Erhitzung der Brennstoffe bis zur Entzündungstemperatur und damit zu einer Erhöhung der Pyrolysegeschvvindigkeit eines jeden brennbaren Teilchens. Das Bettmaterial dient dazu, die Brennstoffe zurückzuhalten und zu mischen, wodurch eine schnelle und volllständige Verbrennung für einen großen Bereich von festen Teilchengrößen gewährleistet wird. Die verkohlte Oberfläche des brennenden festen Materials wird durch das Bettmaterial kontinuierlich abgeschabt, wodurch unverbranntes Material dem heißen Bett ausgesetzt und die Bildungsrate neuer Kohle und die Oxidation erhöht wird. Gase in dem Bett werden kontinuierlich mit dem Bettmcterial gemischt, wordurch der Gasfluß zu und von der brennenden Oberfläche der Feststoffe ebenso erhöht v/ird wie die Vollständigkeit und Geschwindigkeit der Gasphasen— Verhronnungsreaktion. große Wärmekapazität des Bettmaterials nie l-nntinuierlicho und gründliche Vermischung der Brennstoffe mit dem Bett— rna'snrial sargen für eine sehr gleichrnäß^r tb Bett-Temperatur und die vollständige Verhinderung von heißen Ste Llen, die in konventionellen

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Brennern üblicherweise auftreten, und wahrscheinlich zur Erzeugung von unerwünschten luftverschmutzenden Stoffen wie z.B. Stickoxiden führen. Darüber hinaus absorbiert das öettrnaterial während der Verbrennung Wärme von den Verbrennungsgasen, wodurch die Verbrennungstemperatur stabilisiert wird. Die absorbierte Wärme wird durch die Einspeisung der flüssigen Abfallstaffe dergestalt überwacht, daR die geeignete Temperatur innerhalb der Verbrennungszone und des Verbrennungsgehäuses aufrecht erhalten wird.

Ηϊηε .chtlich der Luftverschmutzung sind vor allem vier Arten von schädlichen Gasen in Betracht zu ziehen. Es l-andelt sich um Oxide von Stickstoff, Schwefel, und Wasserstoff'ialogenidpn und urn Kohlenmonoxid sowie unverbrannte Kohlenwasserstoffe. 'Towohl die Düdungsgeschwinriicjkeit als auch die Glenchgewichtskonzentrationswerte von Oxid und Stickstoff werden durch die Temperatur sehr stark beeinflußt, und die niedrige gleichförmige Temperatur des erfindungsgemäßen Verbrennungssystems (70S Celsius bis 867 Celsius) beschränkt die Entstehung von Htickoxiden. Kalk (CaO) und Kalkstein sind für die Überwachung der Schwefeldioxidemission hilfreich. Kalk ist in den festen Abfallstoffen vorhanden und Kalkstein, der auf die unten beschriebene Weise in die Verbrennungskammer eingespeist wird, wird durch die Hitze zu Kalk gebrannt. Auf der Kalkoberfläche wird Schwefeldioxid zu S0„ oxidiert und dann in Calziumsulfat CaSO umgewandelt, welches in der Asche verbleibt. Wenn es sich auch bei den im !laushalt verwendeten Plastikstoffen überwiegend um Polyäthylen und Polystyrol handelt, welche keine korrosiven Verbrennungsnrodukte erzeugen, so ist dach Polyvinylchlorid mit ungefähr 16 % an dem für den Haushaltsgebrauch verkauften Plastikmaterial beteiligt. Polyvinylchlorid (PVC) erzeugt bei der Verbrennung i'alzsfiuregase. Die Emission dieser Wasserstoffhalogenide (vor allem HCl) wird sich voraussichtlich bei zukünftigen Verbrennungsöfen zu einem nach bedeutsameren Problem als die Schwefeldioxidemission entwickein, wenn diese Öfen mit Feststaffmüll betrieben werden. Wenn auch

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Untersuchungen über die Unterdrückung der HCl Emission nur in beschränktem Umfang zur Verfugung stehen, so deuten doch Überlegungen chemischer Art darauf hin, daB die Kalksteinreaktion oder eine andere chemische Reaktion dieser Art, wie sie früher für die Schwefeldioxidunterdrückung beschrieben wurde, gleichermaßen für HCl wirksam se-· η kann. Die hochgradig gemischte, sauerstoff reiche Umgebung des FlieBbsttreaktors schafft sehr günstige Bedingungen für nine vollständige Verbrennung, wodurch die Emission von Kohlenmonoxid und unverbrannten Kohlenwasserstoffen auf einen minimalen Wert abgesenkt wird.

Am Oberteil des Gehäusesegments 33 ist ein Sekundärbett - Ausschlämmunnnhemmer 62 in Form einer unteren und einer oberen perforierten Auffängerplatte (73 beziehungsweise 64 vorgesehen. Der Raum zwischen den Platten ist mit einem labyrinthartigen Hindernis 05 beispielsweise aus Aluminiumkugeln von ungefähr 2 cm Durchmesser oder aus im Abstand voneinander angeordneten Plattenteilstücken gefüllt, die einen Ablenkweg bilden. Die Platten 63 und 64 sind in dem Gehäuse 31 entweder in einer waagrechten Ebene oder unter einem leichten Winkel montiert, wobei ein nach unten fahrender Rückführ— schacht 66 an einem oder mehreren Punkten entlang des Umfangs des Bettes angeordnet ist (siehe Fig. 5). Der Rückführschacht 66 ist nur an der oberen Platte 64 offen, während er das Bekundärbett 62, die untere Stützplatte 63 und das HauptflieBbett 61 durchdringt und kurz vor der Verteilerplatte 51 endet.

,Die Querschnittsfläche des nach unten führenden Schachtes 66, die Tiefe, bis zu der er das HauptflieHbett 61 durchdringt, die Anordnung der unteren Auslaßäffnung des nach unten führenden Schachtes 66, der Neigungswinkel der Stützplatten 63 und 64, die Dicke, Anordnung und Größe der öffnungen in den Stützplatten 63 und 64, der Aufbau des labyrinthartigen Hindernisses 65, und das Verhältnis zwischen der Höhe der Sekundärbett-Ausschlämmungshemmereinrichtung 62 zu der den Primärbettes Cl werden im Hinblick auf die spezielle Anwendung

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gewählt, um ein seichtes Bett aus im fließfähigen Zustand befindlichem Material 61' auf dem Sekundärbett 62 zu schaffen und aufrecht zu erhalten. Diese seichte Bett-Tiefe sorgt zusammen mit dem labyrinthartigen Hindernis im Sekundärbett 62, dessen Hohlräume während des Betriebs des unteren Bettes im fließfähigen Zustand mit kleineren Teilchen angefüllt werden, für einen sehr gleichmäßigen Gasfluß durch das obere Bett und bewirkt, daß nur eine geringe Chance zur Blasenbildung und der damit zusammenhängenden Ausschlämmung von der obersten Bettschicht besteht.

Die Stützplatten 63 und 64 werden von hohlen TrHgern 67 aus rostfreiem Stahl getragen, welche an zwischen den Platten an deren Umfang angeordneten Rohren 6B aus rostfreiem Stahl und mit rechteckigem Querschnitt geschweißt sind. Diese Rohre sind an dem Mantel 33' des Brennersegmentes 33 befestigt und mit Anschlußstücken 69 verbunden, die von der selben oder von gegenüberliegenden Seiten des Mantels 33' wegstehen und den Durchfluß von Zusatzluft vom Brennergebläse ermöglichen. Die gestützte Struktur des Sekundärbettes 62 wird während des Brennbetriebes durch den Fluß von einem Teil der der Verbrennung zugeführten Luft durch die hohlen Bereiche des Stützsystems kühl und folglich in einem strukturell festen Zustand gehalten.

Die in den Platten 63 und 64 angebrachten Perforationen 70 sind .größenmäßig räumlich derart getrennt, daß die inerten hocherhitzten 2 cm Kugeln 65 nicht durchfallen oder durchgeblasen werden können. Diese Öffnungen erlauben es jedoch, dem Schlämmsand aus dem Primärbett 61, eine Scheuerwirkung auf und rund um die Oberflächen auszuüben, wodurch diese frei von irgendwelcher Asche oder Fremdstoffaufbau gehalten werden. Es wurde gefunden, daß die Verwendung eines Sekundärbettes die Ausschlämmungsrate des Primär— bettes drastisch reduziert, und daß die Teilchen, die bei Anwendung des Sekundärbettes ausgeschlämmt werden, nur von sehr geringer Größe sind.

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An der Seite des oberen Gehäusesegmentes 34 sind eine oder mehrere Abgasteilchensaramlereinheiten 71 befestigt, in denen mehrere Abgas— teilchEnsammler 72 wie z.B. Trägheitsabscheider angebracht sind, deren untere zur Teilchensammlung dienende Bereiche mit einem Speicherraum 73 für die ausgesonderte Flugasche verbunden sind, um das Material durch eine Röhre 74 zu einer pneumatisch arbeitenden Entleereinrichtung 75 und dann zu dem Speicherbehälter 29 für die Rückstände überzuführen. Jeder Trägheitsabscheider 72 beinhaltet einen Abgaskamin 76, um das gereinigte Gas an die Atmosphäre oder an andere Einrichtungen wie z.B. Turbosuperlader, Dampfkessel usw. abzugeben, falls die Ausnutzung der Abgasenergie erwünscht ist. Die Verbrennungsluft für das System wird von einem Luftgebläse 81 durch eine Röhre 82, ein Ventil 83 und ein Anschlußstück 84 in die Abgasteilchensammlereinheit 71 geblasen, um für die Kühlung der heißen Teile dieser Einheit zu sorgen und um die Verbrennungsluft vor ihrer Verwendung zur Erzeugung des Fließzustandes vorzuwärmen. Vorerwärmte Verbrennungsluft entweicht durch den Anschluß 85 und wird dann durch die Röhre 86 zu dem Luftspeichersegment 32 geblasen.

Das mit Teilchen beladene Gas aus der Verbrennungskammer tritt in die Trägheitsabscheider 72 an deren Oberteil ein, wobei es dort befindliche Leitbleche passiert, welche bewirken, daß die Teilchen durch Zentrifugalkräfte an die äußere Wand geworfen werden, wo sie dann ihre Geschwindigkeit verlieren und auf den Boden der Teilchensammler und in den Speicherraum 73 für die ausgesonderte Flugasche fallen. Das in den Abscheidern verbleibende gereinigte Gas strömt durch die Abgaskamine 76 nach oben und wird an die Atmosphäre abgegeben.

In Wirklichkeit dienen die Trägheitsabscheider 72, wenn ein Sekundärbett-Ausschlämmungshemmer verwendet wird, als sekundäre Teilchensammelstufe. Das Sekundärbett 62 wirkt als körniges Filter und filtert einige der groben und feinen Teilchen heraus, die ansonsten in die Teilchensammler 72 gelangen würden.

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- IB

Die durch die Trägheitsabscheider 72 ausgesonderte Flugasche wird durch eine Röhre 74 zu der pneumatisch betätigten Entleereinrichtung 75 transportiert. Von dem Luftgebläse 81 des Verbrennungssystems stammende, der Hauptleitung 82 über eine Beipaßleitung 91 und eine Zweigleitung 92 mit Ventilen 90 und 93 entnommene Luft wird dazu verwendet, die Entleereinrichtung 75 zu betreiben und die Flugasche pneumatisch zu kühlen und zum Speicherbehälter 29 für die Rückstände zu transportieren. Die mit Asche beladene Luftmischung gelangt in den Speicherbehälter 29 durch einen oder mehrere Trägheitsabscheider 87, in denen der größte Teil der Asche von der Luft getrennt wird. Die gereinigte, von dem Trägheitsabscheider B7 abgegebene Abluft kann irrvner noch einige Teilchen enthalten. Um zu vermeiden, daß irgendwelche umweltschädliche Stoffe an dieser Stelle an die Atmosphäre abgegeben werden, wird die Abluft dem oberen Segment 34 der Brenner— anlage 30 mittels der Röhre 88 und des Anschlußstücks 89 wieder zugeführt.

Vom Verbrennungsluftgebläse 81, das z.B. als Zentrifugalgebläse ausgebildet sein kann, wird nicht nur Verbrennungsluft für den Luftkasten sondern auch Kühlluft für verschiedene Untersysteme und andere pneumatisch betriebene Einrichtungen geliefert. Außer der Beiöaßleitung 91 wird eine weitere Beipaßleitung 94 von der Röhre 82 dazu benutzt, der Stützstruktur des Sekundärbettes 62 Kühlluft zuzuführen, welche von da durch die Röhre 95 zur Röhre 86 und zum Luftspeicherkasten 32 gelangt.

Die Verarbeitungsanlage für städtische oder industrielle flüssige Abfallstoffe oder Abwasser (oder eine andere Quelle flüssiger Ab— fallstoffe) ist bei 101 dargestellt. Der Schlamm oder andere flüssige Abfallstoffe wird von dieser Stelle durch geeignete Leitungen und Pumpen zum Brenner transportiert. Das erfindungsgemäße System ist in der Lage, Abwasserschlamm von sehr hohem Wassergehalt (falls nötig bis zu 100 °/a) aufzunehmen und zu beseitigen, ohne daß irgendeine Art von Entwässerungsschritt oder Prozeß, wie er bei anderen

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Abwasserschlamm-Bessitigungssystemen erforderlich ist, vorgesehen werden muß. Falls das erfindungsgemäße System in Verbindung mit einer Abwasseraufbereitungsanlage betrieben wird, welche Faultürme verwendet, so kann das Faulturmsystem außer Betrieb gesetzt werden und ei IEr der Faulturmtanks kann als Speicher- und/oder Verdichtungstank 102 benutzt werden. Auf diese Weise wird der gesamte Abwasserschlamm zusammen mit der darüber schwimmenden Flüssigkeit (welche bisher dem Abwasseraufbereitungssystem wieder eingespeist wurde) idem Brenner zugeführt und ohne Verschmutzung der Umwelt beseitigt. Die Still-Legung des Faulturmsystems führt nicht nur zur Einsparung von Betriebskosten, sondern eliminiert auch die hohen Konzentrationen an löslichen Stickstoff- und Phosphorverbindungen (teilweise bekannt als die darüber schwimmenden Flüssigkeiten), welche der Abwasserauf— bereitungsanlage von den Faultürmen bei deren normaler Arbeitsweise als Einfluß wieder zugeführt werden, von wo sie dann in den Ausflußstrom gelangen. Man hat mittlerweile erkannt, daß die Anreicherung der ankommenden Wasser mit Nitraten und Phosphaten eines der Hauptwasserverschmutzungsprobleme darstellt. Bei der vorliegenden Erfindung entfällt dabei das Erfordernis der Landtrocknung, der Landauffüllung oder andere Methoden zur Beseitigung des verarbeiteten Schlamms, der aus den Faultürmen der Anlage entfernt werden muß.

Zusätzlich zu den von Flüssigkeitsaufbereitungsanlagen erzeugten flüssigen Abfallstoffen oder dem Abwasserschlamm können andere schwer verarbeitbare Abfallstoffe in dem erfindungsgemäßen Verbrennungssystem auf direktem Wege beseitigt werden. Dabei kann es sich handeln um Siebdurchfall, wie zum Beispiel Fetzen, Stöcke, Küchenabfälle usw., um anorganische Stoffe, welche sich normalerweise unter der Wirkung der Schwerkraft im Sandfang absetzen, wie z.B. Sand, Kies, Gries, Kaffeesatz, Asche, Schlick usw., und um Schwimmschlamm oder Schaum, der sich in Seriimentationdaeriken oder eigenen Schaumtanks ansammelt und gewöhnlich einen hohen Anteil an fettigem und fasrigem Abfall enthält.

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Da das Fließbett unempfindljch gegen,Materialien mit hohem oder niedrigem 7/nrmowert lot, !tonnen flüssige Abfallstoffe wie z.B. vorbi-auchtes 01, Fette undDchäumc der Flüssigkeit oder dem Abwasserschlamm zugesetzt und in das 3ett eingespeist werden. Dort v/erden diese Stoffe ohne Verschmutzung der Umwelt und ohne die Arbeitsweise des Systems zu beeinflussen völlig beseitigt.

Der Schlamm aus dem Schlammsneichertank 102 wird über eine oder .lehrere Röhren 103 zu einer oder mehreren Schlammpumpen 104 und über eine oder mehrere Röhren 105 durch ein oder mehrere Ventile IOC zu der Verbrennungskammer befördert, wo er als Spray oben auf das Bett Gl oder oberhalb und unterhalb des Sekundärbetts 62 an einen oder mehreren Stellen eingespritzt wird. Die flüssigen Abfallstoffe werden dazu verv>'en^rlFt, sowohl dir Temperatur des iJettmaterials als auch die Lufttemperatur (nachdem die Verbrennung im Gange ist) über dem Dett zu regeln, um eine optimale Verbrennung und umweltunsch.'iriliche Arbeitsbedingungen zu gewährleisten. Falls der Feststoffmüll im stöchiornetrischen Verhältnis verbrennen kann, erreicht nr Temperaturen von 1870 bis 2150 Celsius, die für eine geeignete Stickoxidemissionskontrolle zu hoch sind. Zusätzlich ermöglicht es die Flüssigkeitseinspritzung zusammen mit der Wirkung des ^ekundärbetts, die Bildung von stickiger Flugasche und Schlacken— und Sinterstoffen, welche in Verbrennungsöfen mit einer schlechteren Temperaturregelung und den daraus resultierenden heißen Stellen üblicherweise auftreten, zu steuern. Die Einspeisungsgeschwindigkeit des Abwasserschlamms wird geregelt, um din erwünschte Temperatur in den Verbrennungszonen, wie im einzelnen weiter unten ausgeführt wird, aufrecht zu erhalten.

Ein Qettaussonderungssystem 111, dessen Konstruktion und Arbeitsweise mit dem Aussonderungssystem für die Flugasche vergleichbar ist, ermöglicht e?\nr kontinuierliche Entfernung von kleinen Mengen von Bett— material während des Betriebs des Brenners, Im fließfähigen Zustand befindet sich das Hott in kontinuierlicher Bewegung so daß alle Teilchen in dem Dett mit den Ob'erflächengeschwindigkeiten, bei denen das

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Eintt betrieben wird, homogen vermischt werden. Qettmoteria? -'.ann daher von einer beliebigen Stelle innerhalb des ijettes entnommen worden, ohne die Mischung des Materials, an welchem die Entnahme erfolgt, zu beeinflussen. Das Cettmater^a¹ vr.rö derart entnommen, dafl verbrauchter oder vergifteter Kalkstein oder Kalk oder andere zugesetzte Dettnaterialchemikalinn, welche mit den Schwefel- und VJnr.norstoffhalogeniden im Bett reagiert haben, entfernt werden können und somit frisches Dettmaterial zur'kontinuierlichen Reinigung von diesen korosiven Gasen zugesetzt werden kann. Darüber hinaus werden unvermeidlich kleine Mengen an brennbaren Teilchen zusammen mit dem brennbaren Abfallmaterial in das üett eingespeist und verbleiben dort, bis sie entweder völlig oxidiert und verbraucht sind oder bis sie mit dem verbrauchten Bettmaterial entnommen werden. Weiterhin besteht eine Tendenz zur Bildung kleiner sgg¹ nrnerierter Ascheteilchen innerhalb des Bettes; diese Teilchen werden ebenfalls mit dem Dettmaterial entnommen.

In dem Dettaussonrierungssystem 111 ist eine Abflußrohre 112 vorgesehen, in der das Bettmaterial aufgrund der Schwerkraftwirkung durch ein Kolbenventil 113 zur pneumatischen Entleereinrichtung 114 abfließt, von wo aus es dann mittels vom Gebläse Bl in der Röhre 91 gelieferter Zusatzluft, die stromaufwärts von der Abflußröhre durch ein Ventil 117 strömt, pneumatisch durch ein Ventil 115 und e:ne Röhre 116 zu dem Speicherbehälter 29 für die Rückstände befördert wird. Die Tiefe des Primärbettsysterns kann,- wie weiter unten genauer ausgeführt wird, -ixt Hilfe des Bettmaterial-Aussonderungssystemsgeregelt werden.

Ein üecchickungssystem 121 für Bettzusätze "dient dazu, dem in den fließfähigen Zustand versetzten Bett im Betrieb bei Bedarf automatisch frischen Kalkstein oder ein anderes chemisch reagierendes Bettzusatz- :nnt rial zuzuführen. Wie weiter oben ausgeführt, reagieren diese Additive mit den korrosiven oder anderen verschmutzenden Gasen oder fviaterialien im bett und vermindern oder verhindern das Entweichen von schädlichen

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Dünsten in die Atmosphäre. Dieses Beschickungssystein für Bett— zusatzstoffe besitzt eine stromabwärts von dem den Brenner speisenden Gebläse 25 gelegene Schnittstelle mit der Speiseleitung 26 für die festen Abfallstoffe. Der Kalkstein 122 oder ein anderes Additiv/ wird in einem Behälter 123 gehalten und durch oin Lufi schlrurcn^', führventil 124 und ein Gpeiserohr 125 zu dem Opeiserohr 26 bef'rriert. Andere Möglichkeiten zum Zusetzen van Bettmaterialadriitiven oder Kombinationen solcher Additive können angewendet werden und könnten ein von dem Beschickungssystem für die festen oder flüssigen Abfallstoffe getrenntes Beschickungssystem umfassen;' oder sie könnten als Pulver oder flüssiger Brei mit dem Strom der flüssigen Abfallstoffe

eingespritzt werden.

Die Geschickungsrate des Beschickungssystems für das Dettmatnrialadditäν wird, wie genauer weiter unten erläutert wird, mittels eines Abgasüberwachungssystems geregelt.

Ein Vorwärmsystem 131 für das Bett dient dazu, das Bettmaterial auf eine Temperatur zu bringen, die hoch genug ist, den Fsststoffmüll zu entzünden, sobald er in das Fließbett eingespeist wird. Die für diese Selbstentzündung mindestens erforderliche Temperatur beträgt ungefähr 540 Celsius. Das Vorwärmsystem 131 umfaßt einen mit Naturgas, Diesel- oder Brennstofföl betriebenen ölbrenner 132, oder irgendeine andere Art von Brenner, der in der Haube des Brenners 3D über dem Sekundärbett-Ausschlämmungshemmer 62 installiert ist. Brennstoff wird dem Brenner 132 aus einem Tank 133 über eine Leitung 134 mittels einer Pumpe 135 und eines Ventils 136 zugeführt, während er mit Verbrennungsluft über ein Ventil 137 und eine Beipaßleitung 138 aus einer Leitung 83 und dem ! iauptverbrennungsgebläse 81 versorgt wirr!.

Um das Bettmaterial vorzuwärmen, werden Magnetstellglieder 13.9 betätigt, um Klappenventile 139' am Auslaßende der Trngheitcsammler-Abgaskamine 76 in einerdicht sch]ießnnden Stellung zu halten, wodurch die Kamine verschlossen werden. Das Varwärmausla.-ventil 141 in der Leitung 142,die von dem Luftkasten 32 kommt, wird gpöffnot, rinn

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Verbrennungsluftventil 14-3 in der Röhre E-.' wird teilweise geschlossen und ^Hns Verbrennungsluftbeinnßventil 14-4 j π einer Dc-'naPleitung 145 vr'rri c-eöffnet. Das Verbrnnnungsluftgebläse Pl vr.v^ angeschaltet u-i das -ettvorvärmnystem 131 wird nach eincni geeigneten Luftdurchsatz des Brenners entzündet. Die Luft über dem Hauptbett wird auf ungefähr F. 15 erhitzt und mittels Regelung der Ülbrenner-Verbrennungsluft auf dlnsrr? 'Vert gehalten. Diese auf 015° erhitzte Luft wird in bezüglich zur normalen Betriebsweise umgekehrter Richtung durch den aufgrund der jetzt geschlossenen Abgaskamine 7n und der Erhitzung der Luft durch das Vorwärmbrennersystem aufgebauten Druck durch das Hauptbett geblasen. Pas Hauptbett wird von der Oberseite her in Richtung zum 3oden fortschreitend erhitzt, und die Vorwärmluft wird dann über den Luftkasten 32, die Leitung 142, das Ventil 141 und den Abgaskamin 140 an die Atmosphäre abgegeben. Luft aus dem Hauptverbrennungsgebläse Pl kühlt die Teilchensammeieinheit 71, die Stützstruktur für das Sekundärbett 62, die Speiseröhre für die festen und flüssigen Abfallstoff e usw. während des Vorwärmarbeitsganges. Kühlluft wird auch von der Röhre 86 durch das teilweise geöffnete Ventil 143 in den Luftkasten 32 geblasen, wo sie sich mit ausströmender Vorwärmluft vermischt, so daB die Temperatur des austretenden Vorwärmgases niedrig ist, wenn es durch die Leitung 142, das Ventil 141 und den Abgaskamin 140 strömt. Vienn der der Verteilerplatte 51 nächst gelegene Bereich des Bettes eine von einem Temperaturfühler 146 im unteren Bereich des Fließbettes gerneiisene Temperatur von ungefähr 43U Celsius erreicht, so wird das Vorwärmsystem automatisch außer Betrieb gesetzt, und der Brenner ist bereit, in den FlieBzustand übergeführt und mit festen Abfallstoffen beschickt zu werden. Aufgrund des vom Rückfluß der auf einer Temperatur von B15° befindlichen Luft verursachten Temperaturgradienten in der Verbrennungskammer bedeutet eine Temperatur von ungefähr 430 Celsius an der Verteilernlatte 51 eine mittlere Bett—Temperatur von ungefähr 550ⁿCelsius. Ceim Eintreten .des fließfähigen Zustandes stabilisiert sich die Gesamtbett-Temperatur sehr schnell auf ungefähr 650 Celsius, ein für die Selbstentzündung des festen Abfallmaterials mehr als ausreichender Vtert. Wenn einmal das feste Abfallmaterial in das Bett eingeführt wird und so lange wie die Beschickung andauert begeht kein

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Bedarf mehr für das Vorwärm-Startsystem, so daß dieses während der gesamten Verbrennung der festen und flüssigen Abfallstoffe außer Betrieb gesetzt wird.

Zum Betrieb des Verbrennungssystems wird ein Meßgeräte- und Regeluntersystem verwendet, welches aus den folgenden sechs Kontrollgruppen und ihren zugehörigen Kontrollsystemen besteht, wie sie in Figur 8 schematisch dargestellt sind: Der Brennervorwärmkontrolleinrichtung 151, der Förderband/Zerkleinerungsanlagen- Kontrolleinrichtung 152, der Kontrolleinrichtung 153 für das Feststoffmüllbeschickungssystem, der Kontrolleinrichtung 154 für das Flüssigmüllbeschickungssystem, der Kontrolleinrichtung 155 für das Bettadditiv-Beschickungssystem und der Kontrolleinrichtung 156 für die Fließbettstoff-Aussonderungseinrichtung.

Figur 9 zeigt die Kontrolleinrichtung 152 für die Förderband/ Zerkleinerungsanlage und die Kontrolleinrichtung 153 für das Feststoff müllbeschickungssystem, und Figur 10 zeigt die Kontrolleinrichtung 151 für die Brennervorwärmeinrichtung, die Kontrolleinrichtung 152 für das Flüssigmüllbeschickungssystem, die Kontrolleinrichtung 155 für das Bettmaterialadditiv-Beschickungssystem und die Kontrolleinrichtung 156 für die Fließbettmaterial-Ausspnderungseinrichtung.

Die Kontrolleinrichtung 151 für das Brennervorwärmsystem in Figur 10 enthält folgende Schaltkreise und Schalter: Schalter 161 zur Einschaltung des Verbrennungsluftversorgungsgebiäses 81; Schalter 162 zum Schließen der Ventile 90, 93, 115, 113, 117, 26' und 106; zum Betätigen der magnetischen Verriegelungen 139; zum Öffnen der Ventile 144 und 143, zum Öffnen des Vorwärmauslaßventil 141; zum Öffnen des Versorgungsventils 137 für die Vorwärmbrennerluft; zur Betätigung czines zeitlich festgelegten Luftreinigungsarbeitsganges des Brenners; Schalter 163 zum Anschalten einer Ölpumpe 135; Schalter 164 zum Anschalten der Vorwärmbrennerzündung des Brenners 132; und zum Öffnen

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des Ölleitungsabsperrventils 136. Diese Schalter können durch ein elektronisches Logiksystem gesteuert werden, welches, wenn im Bedarfsfall auf Handbetrieb übergegangen wird, automatisch außer Betrieb gesetzt wird.

Wenn die Bett-Temperatur in der Nähe der Verteilerplatte 51 ungefähr 430° Celsius erreicht (was mittels des Temperaturfühlers 101 nachgewiesen wird), werden die'Schalter 163, 164 und das Ventil 137 ausgeschaltet, wodurch die Brennstoff- und Luftzufuhr zum Vorwärmsystem unterbunden wird. Luftventile 90 und 93 werden geöffnet, die magnetische Verriegelung 139 außer Betrieb gesetzt und das Vorwärmauslaßventil 141 geschlossen.

Um den Fließzustand zu erzeugen wird das Verbrennungsluftversorgungsgebläse Bl, bevor mit der Beschickung mit Feststoffmüll begonnen wird, auf seine Betriebsbereitschaft hin überprüft, das Beipaßventil 144 wird geschlossen und das Verbrennungsluftventil 143 wird voll geöffnet.

las Kontrollsystem 152 für die Förderband/ Zerkleinerungsanlage umfaßt, wie im Detail in Figur 9 dargestellt ist, einen Schalter 171 für das Grubenförderband 14, einen Schalter 142 für das Beschickungsförderband 15, einen Schalter 173 für den Zerkleinerer 16, einen Schalter 174 für das Luftsichtergebläse 19, eine Fotozelle als Lastfühler 175 auf dem Beschickungsförderband für den Zerkleinerer und ein Btromstärkemeßgerät 176 auf dem Zerkleinerermotor. Wenn der Fotozellenbelastungsfühler 175 so angebracht wird, daß er die Höhe der Last aus festen Abfallstoffen auf dem Beschickungsförderband registriert, dann spürt die Fotozelle 175 eine Überlastung und schaltet das Grubenfürderband so lange ab, bis das Beschickungsförderband für den Zerkleinerer von der Last befreit ist. Das Stromstärkemeßgerät 176 regelt die dem Zerkleinerer zugeführte Menge an festen Abfallstoffen durch Abschalten des Beschickungsförderbandes, wenn eine vorher bestimmte Überlastung am Motor registriert wird. Das Luftsichtergebläse und die übrigen Teile des Feststaffmüll-Beschickungssystems werden im Falle ßinnr versehentlichen Abschaltung der Feststoffmüllbaförderungs-

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anlage oder des Zerkleinerers automatisch mittels einer verzögerten Zeitschaltereinrichtung ausgeschaltet«

Wie weiter in Figur 9 gezeigt wird, umfaßt das Kontrollsystem 1E3 für das Feststoffmüll-Beschickungssystem einen Schalter 181 für das Förderband 28 für die vom Luftsichter ausgesonderten Bestandteile, einen Schalter 163 für das Feststoffmüll-Beschickungsgebläse 25 und einen Sauerstoffanalysator 184, der den für die Verbrennung zur Verfügung stehenden Sauerstoffgehalt bestimmt. Das System regelt die Menge an Feststoffmüll, welche dem Brenner zugeführt wird, durch Messung des Sauerstoffgehalts im Brenner. Falls der Luftüberschuß (die Sauerstoffmenge) unter einen vorgegebenen Betrag sinkt (ungefähr 15 $ Luftüberschuß) so wird das Feststoffmüll-Beschickungsforder— band 15 verlangsamt oder gestoppt. Falls der Sauerstoffgehalt 15 % Luftüberschuß überschreitet, wird das Feststoffmüll-Beschickungsforder— band 15 beschleunigt, bis der Grenzwert für die Betriebslast des Zerkleinerers 16 erreicht wird.

Die Kontrolleinrichtung 154 für die Flüssigmüllbeschickungseinrichtung umfaßt ein Absperrventil 106 und einen Ein- Ausschalter und eine Kontrolleinrichtung 186 zur Geschwindigkeitsregelung für die Schlammpumpen 104 mit einer Logiksteuerung für die Kontrolleinrichtung 186 zur Geschwindigkeitsregelung, wobei die Logiksteuerung mit den Temperaturfühlern 146 im Bett, 147 im Sekundärbett und 148 in der Nähe des Abgasauslasses verbunden ist. Diese Kontrolleinrichtung für das Flüssigmüll-Beschickungssystem dient dazu, die Temperatur innerhalb des Brenners durch die Regelung der dem Bett zugeführten Menge an Flüssigmüll zu regeln. Die in verschiedenen '"3* reichen des Bettns registrierten Temperaturen werden dazu verwendet, den Fluß der . flüssigen Abfallstoffe durch Variation der Geschwindigkeit der Schlammpumpen zu modulieren.

Die Kontrolleinrichtung 155 für die Bett-Adriitiv-Beschickungseinrichtung umfaßt einen Schalter 188, der auf einen Abgasanalysator

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anspricht, um das Luftschleuseriteschickungsventil 124 in Betrieb zu setzen, damit es Material aus dem Behälter 123 durchläßt. Diese Elemente regeln die Beschickungsrate für Kalkstein (oder andere Bettadditive) zum Fließbett, indem sie die Menge an korrosiven oder schädlichen Gasen im Abgasstrdm des Brenners registrieren. Der Abgasanalysator 189 überwacht den Gehalt an korrosiven oder schädlichen Stoffen in den Abgasen kontinuierlich.

Die Kontrolleinrichtung 156 für die Fließbettmaterial-Aussonderungs— einrichtung umfaßt eine Logiksteuerung 191 zur Steuerung des Ventils 117 für den Luftfluß-zur Aussonderung des Bettmaterials, das Absperrventil 113 und das Taktventil 115. Ein Fühler 192 für den Differentialdruck des Bettes mißt kontinuierlich die Betthöhe und bewirkt die Öffnung der Ventile 117, 113 und 115 in der genannten Reihenfolge, wenn die Höhe des Bettes ansteigt, und schließt die Ventile 115, 113 und 117 in dieser Reihenfolge, wenn Gleichgewicht oder eine geringe Betthöhe registriert wird.

Beispiel 2a

Zur weiteren Erläuterung der vorliegenden Erfindung ist eine andere bevorzugte Ausführungsfarm des Systems in Form einer von vielen Variationsmöglichkeiten einer industriellen Type und Größe schematisch in Figur 11 dargestellt. Aus Gründen der Klarheit, der leichteren Bezugnahme auf vorangegangene Ausführungen und um Gemeinsamkeiten in der Konstruktion, soweit sie angebracht sind (nicht aber notwendigerweise bezüglich Größe, Kapazität oder Wirkungsweise) aufzuzeigen, v/erden in Figur 11 für die darin gezeigten Systembestandteile in einigen Fällen die gleichen Bezugszeichen wie in Figur 1 verwendet. Wie aus der schematischen Darstellung hervorgeht, ist das System dem bereits in Figur 1 gezeigten ähnlich. Daher werden nur die neuen Merkmale diskutiert.

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Die ürenneranlage 30 besitzt einen Außendurchmesser von 1,5 m, eine Dicke des Orennermantels 31 von S,5 mm, eine ungefähr 7 cn dicke Isolation 36 aus Glaswolle, eine feuerfeste Ochamottsteinschicht der Marke Λ.Ρ. Green Empire' DP von 15 cm Dicke, einen Innenriurch-

2 messer von 92 cm und eine Bettfläche von ungefähr 0,65 m . Die Höhe des Brenners beträgt abzüglich der Höhe des Vorwärmbrenners 132' (Eclipse Modell Nr. 126 LCF-O) 5,25 rn. Das Verbrennungsluftgeblnse Gl (Hofmann Modell Nr. 38405A) hat eine Kapazität von 75 m°/min bei einem Ausblasdruck von 0,42 kg/cm , was ausreicht, das Bett in den fließfähigen Zustand mit einer Oberflächengeschwindigkeit von mehr als 4,5 m/sec zu versetzen. Die Feststoff- und Flüssigmüllkapazität des Systems variiert je nach Art des verarbeiteten Abfallmatnrials. Im Vergleich mit dem vorstehend diskutierten Gystem kann es jedoch 180 kg/h an Feststoffmüll (20 ^rp Feuchtigkeitsgehalt,-2G00 Kcal/kg V/ärmewert) end 63Π l/h sn flüssigen Abfallstoffen bei einer Oberflächengeschwindigkeit von 2,25 m/sec verarbeiten; bei einer Oberflächengeschwindigkeit von 6 m/sec können 545 kg/h an Feststoffmüll und 1820 l/h an Flüssigmüll verarbeitet werden.

Dieses System ist speziell aber nicht ausschließlich für industrielle Anwendungszwecke ausgelegt, wo der Feststoffmuli nicht zerkleinert werden muß, um pneumatisch transportiert und in den Brenner eingeführt werden zu können und wo die flüssigen Abfallstoffe aus einer oder vielen Flüssigkeiten bestehen, die-in den Speicher- und Mischtank 225 für flüssige Abfallstoffe eingeführt werden können. Ein Rührmischer 226 dient dazu, die Flüssigkeiten in Suspension zu halten, wenn dies für eine gleichförmige Beschickung erforderlich ist. Zwei Pumpen 104 für flüssige Abfallstoffe pumpen die Flüssigkeit durch Strömungsschalter 227 und durch Röhren 105 zu der Düse ader den Düsen im Brenner 31. Während des Vorwärmarbeitsganges (und zu jeder anderen Zeit, während der die Düsen beim Brennerbetrieb keine Flüssigkeit führen) werden die Röhren und Düsen im Grenner mittels Luft gekühlt, die vom Verbrennungsgebläse 81 durch die Röhre 41, die Röhre 231

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c'io automatisch (oder per Hnncl) gesteuerten Absperrventile 232 und durch die Prüfventile 233 der Rühre und der Hüse 236 zugeführt vdrd.

Fos^e Abfallstoffen vAc ζ.Γϊ. Reisschalen, Sägemehl, Holzschnitzcl, bei der Np.hrunnsnittBl verarbeitung anfallende feste Abfallstoffe, Gummi, Plnstikstoffe usw. aber nicht nur diese werden durch dafür geeignete Einrichtungen zu einem Aufnahmesystem 223 für feste Abfallstoffe transportiert. Von diesem Aufnahmesystem wird der Feststaffmüll mittels eines Förderbandes, pneumatisch oder auf irgend eine andere Weise zu einer Einrichtung 222 (Mulcher) transportiert, welche Klumpen und Brocken, die sich während der Speicherung gebildet haben können, auseinanderbrachte Eine Kombination aus der Einrichtung 222 und einem Zerkleinerer führt das Material dem Fest— stoffmüllgebläse 221 der ersten Stufe zu, welches die festen Abfallstoffe pneumatisch bei einem Druck von ungefähr 0,14 kg/cm durch eine Leitung 27' zu einem Geschwindigkeitsreduzier-Feststoffmüll— speichersystem in Form eines Zyklonträgheitsabscheiders 23 befördert, welcher einen Teil der für den pneumatischen Transport verwendeten Luft entfernt und den Überschuß in einem geschlossenen System zur Haubenabdeckung 236 über der Einrichtung 222 wieder zurückführt und der auch als ein Speicherraum oder Reservoir wirkt, um den FIuB von festen Abfallstoffen vor Eintritt in den Brenner gleichförmig zu machen. Der Feststoffmüll wird dem Gebläse 25 zugeführt, wo der pneumatische Beschickungsdruck auf ungefähr 0,28 kg/cm erhöht wird, um den pneumatischen Transport durch das Steuerventil 26' und die Feststoffmüll-Beschickungsröhre 26 sowie die Injektion in das Fließbettrnaterial 61 zu gewährleisten. Kühlluft zur Kühlung der Feststoffmüllbeschickung 26 während des Vorwärmarbeitsganges und zu .jeder anderen Zeit, während der das Feststoffmüllsystem nicht in Betrieb ist, wird durch das Ventil 234 und die Röhre 235 zugeführt.

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Beispiel 2b

Als weiteres bevorzugten Ausführungsbeispiel kann, wie schon zuvor diskutiert wurde, auf Wunsch ein Wasserzuleitungssystem vorgesehen sein, um diese oder irgend eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in die Lage zu versetzen, ausschließlich als ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Beseitigung von festen Abfallstoffen auf umweltfreundliche Weise zu dienen. Ein V.'escerzuleitungssystem 223 (Figur 11} kann in Verbindung mit oder unabhängig von dem zuvor abgehandelten Beschickungssystem für flüssige Abfallstoffe verwendet werden. Wenn es in Verbindung mit dem Qeschickungssystem für flüssige Abfellstoffe verwendet wird, so wird dem System Wasser durch das Absperrventil 223, durch das Prüfventil 230, durch den Strömungsschalter oder die Schalter 227 in die Röhre oder die Rohren 105 eingespeist. Von da ab folgt das Wasser dem gleichen Weg und wird auf die gleiche Weise geregelt, wie es vorstehend im Zusammenhang mit der Beschreibung des Beschickungs- und Kontrollsystems für die flüssigen Abfallstoffe erläutert wurde.

Bei der vorliegenden Erfindung mag der Fall eintreten, daß entweder der Wärmewert der festen Abfallstoffe zu niedrig ist als daß sich das System selbst erhalten könnte, ader daß die Zufuhr an festen Abfallstoffen aus einem bestimmten Grund unterbrochen wird. In .jedem dieser Fälle kann ein Hilfsbrennstoff system 245 (Figur 11) installiert werden, um, falls dies gewünscht ist, einen kontinuierlichen Betrieb jeder beliebigen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu gewährleisten.

Das Hilfsbrennstoffsystem besteht aus Brennstoffspritzen 239, welche mit Öl (oder irgendeinem anderen flüssigen oder gasförmigen Brennstoff) gespeist werden. Das Öl wird von einem Öltank 133 mittels einer Pumpe 135 durch die Röhre 246 zum Absperrventil 237 und zu den FluBsteuerventilen 238 geliefert. Luft wird dazu verwendet, das

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On^! -".use der ülspritzen zu kühlen, bei der Atomisierung dos Öls behilflich zu sein und die Ölleitungen durchzublasen, wenn das ül abgedreht ist. Die Luft wird durch die Röhre 240, das Absperrventil 24?. _f-'ie Prüf ventile 242 ,die Kühlluftventile 243 und die Atomisierungs- und Durchblasventile 244 herangeführt.

Zur näheren Erläuterung des vorstehend erwähnten Turboladeruntersystems, welches unter bestimmten Bedingungen zu einer Verbesserung der bevorzugten oder anderer Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung führen !dünnte, wird die Figur 12 aufgenommen, Um schematisch darzustellen, welche Funktion die Turbolader bei der Erfindung zu erfüllen hätten.

Im folgenden wird auf Figur 12 Bezug genommen. Der Turbinenabschnitt 2Cl des Turboladers 200 (welcher aus dem Turbinenabschnitt 201 und dem Kompressorabschnitt 202 besteht) ist am Abgaskamin 7 ■ des Trägheitsabscheiders oder einer anderen Teilchensammeieinrichtung 72 montiert. Abgase aus der Brenneranlage 30 strömen durch die Gasteilchensammler 72. wo sie von partikelförmigen Stoffen befreit werden, und dann durch das Abgasrohr 76 zum Turbinenabschnitt 201. Die Energie der Abgase treibt die Turbinenschaufel und anschließend entweichen die verbrauchten Abgase durch die Abgasröhre 205 in die Atmosphäre. Der Turbinenabschnitt 201 seinerseits treibt den Kompressorabschnitt 202, der durch ein Filter 206 und eine Leitung 210 Umgebungsluft empfängt. Die komprimierte und nun vorerwärmte Luft verläßt den Kompressorabschnitt und wird durch das Ventil 207 und die Leitung 208 zum Kühl- · anschluß der Teilchensammeieinheit geleitet, und von da zum Luftkasten 32, wo sie als Verbrennungsluft zur Verfugung steht, und zur Herstellung des FTieDzustandes im Brenner 30 dient. Eine Abflußtorsteuerung 204 und ein Ventil 203 werden dazu verwendet, den Ausstoß des Turboladers 200 durch Umleitung der Abgase an dem Turbinenabschnitt 201 vorbei zu regeln.

Die Turbolader können nicht arbeiten, bevor nicht der Brenner in Betrieb ist, so daß andere Mittel zur Vorwärmung des Brenners und

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zur anfänglichen Erzeugung des fließfähigen Zustandes im Brenner verwendet werden müssen. Eine Möglichkeit, dies zu erreichen, besteht darin, ein ähnliches aber kleineres Gebläse 81 zu verwenden, um die für den Vorwärmarbeitsgang erforderliche Luft sowie genügend Luft zur Erzeugung des fließfähigen Zustands bei Beginn zur Verfugung zu stellen. Wenn das System einmal vorerwärmt und der fließfähige Zustand eingetreten ist, kann das Turboladersystem 200 in Gebrauch genommen werden, um die Wirkung des Gebläses Bl zu verstärken und um mit zunehmender Verbrennung für immer mehr Luft zu sorgen, bis die maximal zulässige Fließfähigkeit erreicht ist. Das Gebläse 81 wird während des normalen Betriebs durch Schließen des Ventils 83 vom System getrennt.

Die Turbolader können eine mehr als ausreichende Leistung haben, um den gesamten Bedarf an Luft bei der vorliegenden Erfindung, wie z.B. an der durch die Röhre 91 strömenden Zusatzkühlluft,zu decken. Bei einer anderen Konstruktion könnte die überschüssige Turboladerluft auch dazu verwendet werden, feste und flüssige Abfallstoffe zuzuführen oder irgendein anderes mit Luft betriebenes System zu speisen.

Die Wärme der den Turbolader verlassenden Abgase stellt genügend übrige thermische Energie dar, um sie weiter auszunutzen, wie z.B. zur Dampferzeugung, welcher in Trocknungsprozessen usw. verwendet werden kann.

Zur Veranschaulichung werden Turbolader wie sie z.B. von hergestellt werden (Modell TH08 der AiResearch Industrial Division der Garret Corporation) als zur Verwendung geeignet erwähnt. Eine von vielen Ausgestaltungsmöglichkeiten bestünde in der Verwendung von einem oder mehreren AiResearch TH08 Turboladern, welche an einen oder mehrere der Abgaskamine des Brenners nach Beispiel 2a mit dem 1,5 m Außendurchmesser befestigt werden könnten. Um den

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für den Betrieb des bevorzugten industriellen Systems erforderlichen Luftbedarf zu decken, würde ein TH08 Turbolader, der in alle vier Abgaskamine mündet, die gesamte Verbrennungs- und Kühlluft liefern, welche erforderlich ist, um das System bei zur Herstellung des fließfähigen Zustande ausreichenden Luftflußraten (Oberflächencjeschwindigkeit) bis zu ungefähr 0,24 m /sek. zu betreiben. Zwei TH08 Turbolader wurden mehr als genug Luft zur Verfugung stellen, um das System bei maximaler Oberflächengeschwindigkeit zu betreiben, wobei Energie übrigbleibt.

Zur weiteren Erläuterung eines anderen oben erwähnten auf Wunsch zusätzlich verfügbaren Untersystems dient das schematische Diagramm in Figur 13, welches ein Material-Aufbereitungssystem zeigt, das zur vorliegenden Erfindung hinzugefügt wird, um vom Luftsichtsr ausgesondertes Material aufzunehmen und es in verwendbare und dem Kreislauf wieder zuführbare Materialien zu trennen. Ein Materialaufbereitungssystem könnte aus einer oder aus allen der folgenden Komponenten bestehen: Der Luftsichter 18 trennt das nicht brennbare Material von dem zerkleinerten Feststoffmüll. Das Förderband 28 befördert das ausgesonderte Material zu einem Magnettrenner 211, wo magnetisches Material (wie z.B. eisenhaltige Stoffe) herausgenommen und in einer Speichereinrichtung 212 abgelagert wird. Das nicht magnetische Material wandert dann weiter auf vibrierende Siebe 213, wo Glas, kleine Felsbrocken usw. in verschiedene Größen separiert und in der Speichereinrichtungen 214, 215 und 216 abgelagert werden. Das verbleibende Material wird dann zu Flotationseinrichtungen oder Schwermaterialtrennern 217 und 218 befördert, wo irgendwelche anorganische oder leicht brennbare Stoffe ausgesondert und über die Transporteinrichtung 219 zur Aufnahmegrube 13 zurückbefördert werden. Andere Stoffe aus den Schwermaterialtrennern, wie z.B. Aluminium, Kupfer, Zink usw. werden in Speichereinrichtungen 219 und 220 abgelagert.

Ein weiteres auf Wunsch verfügbares Untersystem wird anhand des schematischen Diagramms in Figur 14 ausführlicher erläutert. Dieses

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Diagramm zeigt ein Feststoffmülltrocknungssystem, welches zur . vorliegenden Erfindung hinzugefügt werden kann, um eine Einrichtung zur Trocknung unnormal feuchterfesterAbfallstoffe vor der Einspeisung in das Verbrennungsgehäuse zu schaffen. Im Trocknungssystem werden heiße Abgase aus den Abgaskaminen 76 mittels eines Abgaskamin-S'^L:suerventils299 durch eine Leitung 300 zu den Kontroll— ventilen 301 und 302 abgezweigt. Ein Teil der heißen Abgase wird durch die Leitung 303 vom Ventil 301 aus in den Oberteil des Zer-• kleinerers 16 geleitet, wo es sich mit dem Feststoffmüll 11 mischt und'diesen trocknet, wenn der Feststaffmüll in den Zerkleinerer eintritt. Der Temperaturfühler 310 moduliert das Steuerventil 301, um die Temperatur im Oberteil des Zerkleinerers 16 auf einem Wert zu halten, der dazu geeignet ist, eine brauchbare Trocknung des Feststoffmülls zu gewährleisten, und um gleichzeitig zu verhindern, daß die Temperatur Werte übersteigt, bei welchen der Betrieb des Zerkleinerers gefährdet ist. Abgase werden auch aus der Leitung 300 mittels des Ventils 302 durch die Leitung 304 zum Luftspeicherkasten des Luftsichters 18 abgezweigt. Die heißenAbgase bewirken eine Trocknung des vom Luftsichter ausgeschiedenen Materials und mischen sich auch mit den leicht brennbaren Stoffen, die durch den Luftsichter 18 strömen. Der Temperaturfühler 311 moduliert das Ventil 302, um die passende Temperatur im Luftsichter 18 aufrecht zu erhalten, um so die weitere Trocknung des Feststoffmülls zu fördern und zu verhindern, daß Temperaturen überschritten werden, bei denen das Luftsichtergebläse und andere weiter stromabwärts liegende Komponenten Schaden nehmen könnten. Der erhitzte und getrocknete Feststoffmüll wandert zusammen mit der wasserdampfbeladenen heißen Luft durch die Röhre 22 zum Zyklonträgheitsabscheider 23.

Ein großer Teil der wasserdampfbeladenen Gase wird aus dem Strom fester Abfallstoffe mittels des Zyklonträgheitsabscheiders 23 entfernt und durch die Röhre 27 zu den Steuerventilen 305 und befördert. Der Großteil des mit Wasserdampf beladenen heißen Gases strömt über das Ventil 306 durch die Leitung 307 zum Gebläse 308,

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wo der Druck verstärkt wird, und wird dann in die Brenneranlage 30 durch die Leitung 309 injiziert« Die wasserdampfbeladenen heißen Gase werden in die Brenneranlage 30 oberhalb des Sekundärbettes eingespeist, go daß der Wasserdampf und schädliche Gase und Gerüche aus den Trocknungsgasen thermisch verbraucht werden, ohne daß der Betrieb des Primärfließbettes beeinflußt wird. Ein Teil der wasser— dampfbeladenen Abgase kann auch durch das Ventil 305 zur Luftspeicherkammer des Luftsichters IB zurückgeleitet werden.

Als Alternative zur Verwendung des Gebläses 308 bietet sich die Verwendung einer pneumatischen Entleereinrichtung 312 an, wie sie schematisch in Figur 15 dargestellt ist. Bei dieser Ausführungsform wird Luft von der Verbrennungsluftquelle 81 des Systems durch die Röhre 313 zum Ventil 314 geführt. Das Ventil 314 steuert die Menge an Hochdruckluft, welche von der Brennerluftquelle 81 des Systems zur Entleereinrichtung 312 strömt. Das aus dem Zyklonträgheitsabscheider 23 entnommene mit Wasserdampf beladene. heiße Gas strömt durch das Ventil 306 und die Leitung 307, wird von der Entleereinrichtung mitgerissen und in die Brenneranlage 30 durch die Leitung 309 eingespeist.

Bei Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, bei welchen der erwähnte Zerkleinerer 16 und der erwähnte Luftsichter 18 zur geeigneten Verarbeitung und Behandlung der festen Äbfallstoffe 11 nicht erforderlich sind , kann ein Trocknungsarbeitsgang ähnlich dem beschriebenen und schematisch in Figur 14 dargestellten verwendet werden, zusammen mit dem in Figur 11 gezeigten System· und der Abzweigung der Abgase aus den Abgaskaminen 76 durch die Leitung 300 und das Ventil. 301 (dargestellt in Figur 14) in den Feststoffmüllbeschickungsstrom, oberhalb der Einrichtung 222 (mulcher) der Figur 11, Ein Temperaturfühler stromabvjärts von der Einrichtung 222 würde in diesem Fall das Ventil 301 derart modulieren, daß die Temperaturen innerhalb des restlichen Teils des Feststoffmüll-Beschickungssystems zur Trocknung des Feststoffmülls ausreichend wären ,aber zugleich auf einen ausreichend niedrigen Wert geregelt wären, so da!3 keine der Komponenten der verbleibenden Teile des

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Systems Schaden nehmen würde. Die Betriebsweise des restlichen Trocknungssystems wäre ähnlich der zuvor beschriebenen und in Figur 14 dargestellten.

Zur weiteren Erläuterung eines weiteren auf Wunsch verfügbaren Untersystems dienen die Figuren 16 und 17. Diese beiden Figuren zeigen zwei von vielen möglichen Untersystemen, die als Alternativmethoden für die Feststoffmüllbeschickung verwendet werden könnten. Figur 16 zeigt ein luftschleusenartiges Beschickungsventil 402, welches in die Konstruktion mitaufgenommen wurde und welches an die Stelle des Gebläses 19, des Zyklonträgheitsabscheiders 23 und des Gebläses 25 tritt, welche in dem in Figur 11 gezeigten industriellen System verwendet werden. In dem in Figur 16 gezeigten Untersystem wurden die festen Abfallstoffe von der Einrichtung 222 in das luftschleusenartige Beschickungs— ventil 402 befördert, von wo aus sie pneumatisch in die Brenneranlage 30 durch eine Leitung 404 und eine Feststoffmüllbeschickungsröhre 26 überführt würden. Luft für die pneumatische Beförderung und zur Erzeugung des zur Injektion in die Brenneranlage 30 geeigneten Druckes würde durch die Verbrennungsluftquelle 51 des Systems geliefert und würde dem Luftkasten 32 durch eine- Leitung 400 entnommen und durch das Ventil 401 gesteuert.

Figur 17 zeigt eine andere Ausführungsform eines alternativen Feststoffmüllbeschickungssystems, welches mit der vorliegenden Erfindung, so wie sie in Figur 1 gezeigt ist, kompatibel ist. Dieses System käme dort zur Anwendung, wo ein Zerkleinerer-Luftsichteruntersystem zur Verarbeitung der festen Abfallstoffe erforderlich ist. Das in Figur 17 gezeigte System würde das Feststoffbeschickungsgebläse 25 ersetzen und das gleiche Luftsichtergebläse 19 und den Zyklonträgheitsabscheider 23 verwenden. Ein Schraubenspindelbeschickungsmechanismus 405 würde in diesem Fall stromabwärts von dem Zyklonträgheitsabscheider 23 installiert,

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um für einen positiven Zufluß von Feststoffmüll in das luft— schleusenartige Beschickungsventil 402 zu sorgen. Der Feststoff— müll würde pneumatisch in die Brenneranlage 30 injiziert, so wie es bezüglich des in Figur 16 gezeigten Systems beschrieben wurde.

In vorangegangenen Ausführungen zu den bevorzugten Ausführungs— formen der vorliegenden Erfindung wurden,wenn auch nur in einigen Fällen ,spezielle Angaben bezüglich des Verfahrens und der Vorrichtung gemacht. Es liegt jedoch in der Absicht der Erfindung, daß jede der beschriebenen Vorrichtungen in beliebiger Größe und Form ausgeführt, aus jedem beliebigen passenden.Material und auf jede geeignete YJeise hergestellt werden kann. Weiter liegt es in der Absicht der Erfindung, daß jedes der beschriebenen Verfahren auf jede beliebige, einen brauchbaren Betrieb des Systems gewährleistende Art und Weise durchgeführt und/oder bewirkt werden kann.

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Claims

Patentansprüche

1. !Vorrichtung zur Beseitigung von flüssigen Abfallstoffen, gekennzeichnet durch eine Fließbettreaktoranordnung mit einem ersten Bett aus körnigem Material, welches in einen fließfähigen Zustand versetzt wird, um mit anderem eingespeistem Material zu reagieren, durch ein Gehäuse, durch Einrichtungen zum Tragen des Bettes aus körnigem Material in dem Gehäuse, durch Einrichtungen zur Zuführung eines den FlieBzustand erzeugenden Mediums zum Boden des Bettes, um das körnige Material in einem fließfähigen Zustand zu halten, und durch ein labyrinthartiges Hindernis, welches in dem Gehäuse über dem ersten Bett angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Einrichtungen zur Einführung fester Abfallstoffe in das Gehäuse.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch Einrichtungen zur Einführung flüssiger Abfallstoffe in das Gehäuse.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch Einrichtungen zur Bestimmung der Temperatur in dem Gehäuse und durch auf die Temperaturbestimmungseinrichtungen ansprechende Mittel zur Einspeisung der flüssigen Abfallstoffe mit einer Geschwindigkeit, die geeignet ist, die Temperatur in dem Gehäuse auf einem gewünschten Wert zu halten.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch Einrichtungen zur Bestimmung des Gehalts an Abgasen aus dem Gehäuse, und durch

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auf die den Atagesgehalt bestimmende Einrichtung ansprechende Mittel zur Et nspeisuna der festen Abfallstoffe mit einer Geschwindigkeit, die geeignet ist, das erwünschte Gleichgewicht zwischen Sauerstoff und Brennstoffen in dem Gehäuse aufrechtzuerhalten.

ß. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch Einrichtungen zum Bestimmen der Temperatur im Gehäuse, durch auf die zur Temperaturbestimmung dienende. Einrichtung ansprechende Mittel zur Einspeisung der flüssigen Abfallstoffe mit einer Geschwindigkeit, die geeignet ist, die Temperatur im Gehäuse auf einem' gewünschten Wert zu halten, durch Einrichtungen zur Bestimmung des Gehalts an Abgasen aus dem Gehäuse und durch auf die zur Bestimmung des Abgasgehalts dienende Einrichtung ansprechende Mittel zur Einspeisung des Abfallmaterials mit einer Geschwindigkeit, die geeignet in- ^r'as erwünschte Gleichgewicht zwischen Sauerstoff und Brennstoffen im Gehäuse aufrechtzuerhalten.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2, 4, 5 oder 6, gekennzeichnet durch Einrichtungen zur pneumatischen Beschickung des Gehäuses mit den festen Abfallstoffen, welche mindestens eine erste und eine zweite Gebläsestufe zur Erzeugung einer Luftströmung und eines Druckes und einen Abfallspeicher zur Geschwindigkeitsverminderung umfassen, der zwischen den Gebläsestufen zur Erzeugung eines gleichförmigen Abfallflusses und zur Rückführung von Überschußluft zur ersten Gebläsestufe angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2, 4, 5 oder 6, gekennzeichnet durch eine Luftschleusenbeschickungseinrichtung zur Beschickung des Gehäuses mit den festen Abfallstoffen.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2, 4, 5 oder 6, gekennzeichnet durch einen Zyklonabscheider zur Aussonderung fester Abfallbestandteile, eine Luftschleusenbeschickungseinrichtung, und durch Mittel

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zur Beförderung von festen Abfallstoffen vom Zyklonabscheider zur Luftschleusenbeschickungsoinrichtung und von der Luftschleusenbeschiclcungneinrichtung zim Gehäuse.

10.Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2. oder 4 bis Ό, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Zerkleinerung car fostea Abfallstoffe.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 4 bis 10, gekennzeichnet durch Einrichtungen zur Trennung schwerer nicht brennbarer Stnffe von den festen Abfallstoffen.

12.Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch Einrichtungen zur Trennung schwerer nicht brennbarer Stoffe von den festen Abfallstoffen mittels Luftsichtung auf der ersten Gebläsestufe. '

13.Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 4 bis 12, gekennzeichnet durch Einrichtungen zur Zertrümmerung fester Drocken der festen Abfallstoffe.

14.Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 4 bis 13," gekennzeichnet durch Einrichtungen zur Trocknung der festen Abfallstoffe mit Abgasen vor Einführung in das Gehäuse und durch Einrichtungen zur Leitung wasserdarnpfbeladener heißer Gase von den Trocknungseinrichtungen zum Gehäuse. '..-."

15.Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 14, gekennzeichnet durch Ein— ^; richtungen zum Zusetzen, von die Verschmutzung verhindernden Stoffen in das Gehäuse. ·

lötvorrichtung nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch Einrichtungen zur Bestimmung der Menge an Bestandteilen der Abgase und durch Einrichtungen zur Steuerung der Einrichtungen zur Zusetzung der die Verschmutzung verhindernden Stoffe, um eine vertretbare Höhe der Bestandteile zu gewährleisten. ₌

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CGPY

Vorrichtung nacSi πϊπεκν der Ansprüche 1 bir. IC, gnfconnze?ehret durch Einrichtungen zur Auc.snnderunc; von Teilchen aus ricn

V . .7'irri..^!v'.!.:nrj nach Anr.prunh 17, dadurch gekennzeichnet, daß dr'.R '•Einrichtungen zur Teilchenabsondnrung mindestens sine rrstn litufc von Trf"cjiΌ3 trcabr.chc'dern und Einrichtungen zur Aufnahme und Kühlung cH.Rsnr AbEr.hc^riiir umfr.nrcn. '

Vm Vorrichtung nec!i Anspruch IX, nokrnnzrichnr·¹' durch rninc'Enntens ο'no orsto "tufe von Trügheitnahr>chG:idnrn .?ur Aussonderung von Tr..llchrn aus den Abgnsnrodukton und durch Ej nrichtungen" zur Entnahnn und Aufbewahrung von durch die?. TrMgheitsabscheider und durch die Aussonderunpseinrichtungen ausgesonderten Teilchen in einem geschlossenem Sammelnchäuse.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis ID, gekennzeichnet durch Turbolader, vyelche mit dern^ Gehäuse in Verbindung stehen und vnn den Abgasen aus dem Hehäuse getrieben werden und welche Luft zun Betrieb der Vorrichtung liefern.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, gekennzeichnet durch Einrichtungen zur Lieferung gasförmiger Strömungsmittel zum Getreiben von weiteren Anlagen sowie? _zum !Betreiben der Vorrichtung.

22. Vorrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch Einrichtungen znr Absonderung wieder aufbereitbarer Stoffe aus den abgesonderten festen Gtoffen.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekenn— zeichnet^ riaT das Gehäuse mehrere Segmentabschnitte umfaOt, welche am Erstellungsort zusammengefügt werden.

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^G°PY BAD ORIGINAL

24. Vorrichtung nach ninem drr Ansprüche 1 his C oder .1 ' bis 23, gekennzeichnet durch eine Ochrauh5pindelheschickung::cinrichtur,g zur Beschickung des Gehäuses mit Foststoffmüll unter Vervnnriung einer schraubenindnlartigen Zuführeinrichtung.

25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 hin 24, gekennzeichnet durch mit umgekehrter ütrümungori-chtung arbeitende Vorwrir-icinrichtungen nur Vorwärmung rins Verhrennungsgehäuses.

26. Vorrichtung noch einem der Ar-isprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daS die Einrichtung zum Tragen des körnigen Materials mehrere Platten aus porösen Material umfaOt, die von einer Struktur aus anderem Material umschlossen und gestützt werden.

27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet daß die Einrichtung zum Tragen des körnigen Materials mehrere Düsen, welche zumindest teilweise aus porösen f.'atcriol bestehen, und Einrichtung zum Tragen dieser Düsen umfaBt.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 27, gekohnzeichnet durch Einrichtungen zur Rückführung von Teilchen aus dem ersten Bett zu diesem Bett, welche zu dem labyrinthartdgen Hindernis getragen werden.

29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2ß, gekennzeichnet durch Einrichtungen zur internen Kühlung des labyrinthartigen Hindernisses.

30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß das labyrinthartige Hindernis mindestens ein Paar von im Abstand zueinander angeordneten Plattenbereichen umfafit, welche einen Urnlenkweg durch die Platten bilden.

31. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß das labyrinthartigs Hindernis mindestens ein Paar

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-«Air-

/on im Abstand zueinander ang.-nrdneten pBrforiertcn Platten und zwischen den Platten eine Vielzahl van Teilchen umfaßt, welche grüner sind als die Teilchen des ersten Oettes.

32, Vorrichtung nach Anspruch 30 oder 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Plattenbereiche oder die perforierten Platten öffnungen aufweisen, welche größer sind als die Grüße des körnigen Materials im ersten Oett.

Π3. Vorrichtung nnch einem der Ansprüche 1 bis 32, gekennzeichnet durch Einrichtungen zur Bestimmung der Tiefe des Betten und. zur Haltung dor Bett—Tiefe auf einem bestimmton '^ert.

3Λ. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 33, gekennzeichnet ■ durch Einrichtungen zur automatischen "ntnahrne ure abgeschlossenen Aufbewahrung von Teilen des Bettes.

3Γ·. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 34, dadurch gekennzeichnet, riaB dos Gehäuse mehrere Segmente umfaßt, welche fluchtend zusammengeschweißt werden.

3G. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 35, dadurch gekennzeich— '· net, da^ das Gehäuse mehrere Segmente umfaßt, welche zusammengeschraubt werden.

37. Verfahren zur Beseitigung von flüssigen Abfallstoffen, bei dem die Stoffe in ein Fließbett eingeführt und zur Reaktion gebracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bett aus körnigem Material in einen fließfähigen Zustand versetzt wird, daß gleichzeitig ein anderes Material in das fließfähige Bett eingeführt wird und daH die Ausgangsstoffe aus dem Flicnbettschritt durch einen labyrinthartirfen Weg geleitet worden.

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