DE2518128A1

DE2518128A1 - Verbrennungsanlage, insbesondere zum verbrennen von muell

Info

Publication number: DE2518128A1
Application number: DE19752518128
Authority: DE
Inventors: Heinz Mallek
Original assignee: Kernforschungsanlage Juelich GmbH
Current assignee: Forschungszentrum Juelich GmbH
Priority date: 1975-04-24
Filing date: 1975-04-24
Publication date: 1976-11-04
Also published as: JPS6066936U; NL184050B; CH606910A5; NL7601731A; US4055125A; FR2308864B1; DE2518128B2; GB1531517A; JPS5228184A; DE2518128C3; NL184050C; BE839011A; FR2308864A1

Description

Kernforschungsanlage Jülich Gesellschaft mit beschränkter Häftling

Verbrennungsanlage, insbesondere zum Verbrennenlvon Müll

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verbrennungsanlage, insbesondere zum Verbrennen von Müll, mit einer den für die zu verbrennenden Stoffe vorgesehenen Feuerraum nacngeschalteten Einrichtung zum Reinigen der Rauchgase, wobei im Feuerraum Leitungsöffnungen für die Zufuhr von Frischluft vorgesehen sind.

Verbrennungsanlagen, insbesondere Anlagen zum Verbrennen von Müll werden eingesetzt, um das Volumen brennbarer Abfallstoffe unterschiedlicher Zusammensetzung aus Haushalt, Verwaltung und Industrie, aber auch Tierkadaver oder Klinikabfälle weitgehend zu verringern und dabei sterile, möglichst nicht brennbare Rückstände zu erhalten. Dabei wird zugleich angestrebt, bei der Verbrennung entstehende Rauchgase vor der Freigabe in die Atmosphäre von für die Umwelt schädlichen Stoffen zu reinigen.

Es gehört zum bekannten Stande der Technik, daß dem Feuerraum der Verbrennungsanlagen Anlagen zur Rauchgasreinigung, wie Zyklone, Elektrofilter, Sackfilter, Kerzenfilter oder Einrichtungen, bei denen die Reinigung der Gase durch Naßreinigung erfolgt, nachgeschaltet sind. Dabei ist jedoch von großem Uachteil, daß der apparative Aufwand für

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diese bekannten Reinigungsanlagen etwa ebenso groß ist wie für den Teil der Verbrennungsanlage, der für die Verbrennung der Abfallstoffe vorgesehen ist. Denn diese bekannten Reinigungsanlagen müssen in der Lage sein, auch die maximal anfallende Menge an Abfallstoffen auffangen zu können. Von Nachteil ist ferner, daß bei Verwendung der bekannten, dem Feuerraum nachgeschalteten Reinigungsanlagen nicht verhindert wird, daß in den Fällen, in denen eine Rückgewinnung der Abwärme vorgesehen ist, sich an der Austauscherfläche von Wärmeaustauschern oder Heizkesseln Verbrennungsrückstände anlagern und dadurch der Wirkungsgrad der Abwärmerückgewinnung mit zunehmender Betriebsdauer verringert wird.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Verbrennungsanlage, insbesondere zum Verbrennen von Müll mit einer dem für die zu verbrennenden Stoffe vorgesehenen Feuerraum nachgeschalteten Einrichtung zum Reinigen der Rauchgase zu schaffen, bei der die Rauchgase auf einfache Weise und ohne großen apparativen Aufwand so weit gereinigt werden, daß diese, ohne daß ein weiterer Reinigungsschritt erforderlich wäre, in die Atmosphäre entlassen werden können. Dabei soll die dem Feuerraum nachgeschaltete Einrichtung zum Reinigen der Rauchgase zugleich einfach zu warten sein. Außerdem soll sie in den Fällen, in denen eine Rückgewinnung der Abwärme vorgesehen ist, in wirksamer Weise die Ablagerung der Verbrennungsrückstände an Wärmeaustauscherflächen verhindern und somit zur Erzielung einer

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höheren Wirtschaftlichkeit der Abwärmerückgewinnung beitragen, als dies bisher möglich war.

Diese Aufgabe wird bei einer Verbrennungsanlage der eingangs bezeichneten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Einrichtung zum Reinigen der Rauchgase aus einem am Ausgang des Feuerraumes für die heißen Rauchgase vorgesehenen, die von den Rauchgasen mitgeführten Asche- und Rußteilchen aufnehmenden Filter aus hochwarmfesten Material besteht. Für den Fall, daß der Feuerraum aus Haunt- und TTachverbrennungskammer besteht, wird das Filter am Ausgang der Ilachverbrennungskammer angeordnet.

Dadurch, daß bei der Verbrennungsanlage gemäß der Erfindung das Filter am Ausgang des Feuerraumes angeordnet ist, vird eine wirksame Filterung der Rauchgase erzielt. In den Fällen, in denen eine Abwärmerückgewinnung vorgesehen ist, befindet sich das Filter somit zwischen Feuerraum und den Anlageteil zur Rückgewinnung der Abwärme, wodurch eine Ablagerung von Verbrennungsrückständen auf den Austauscherflächen des der Abwärmerückgewinnung dienenden Anlageteils wirksam verhindert und somit die Wirksamkeit der Abwärmerückgewinnung erhöht wir α.

Vorteilhaft ist, daß dadurch, daß die am Filter zurückgehaltenen Asche- und Rußteilchen im noch heißen Teil der Verbrennungsanlage verbleiben, eine wirksame Nachverbrennung der Ascheteilchen erzielt wird. Dieser Effekt wird noch dadurch erhöht,

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daß das Filter in unmittelbarer Nachbarschaft der für die Zufuhr von Frischluft vorgesehenen Leitungsöffnungen so angeordnet ist, daß sich die Frischluft mit den dem Filter zuströmenden Rauchgasen vernischt.

Als besonders vorteilhaft hat sich außerdem erwiesen, daß das Filter aus einer, den ankommenden Rauchgasen zugewandten, aus gasdurchlässigem Gewebe oder aus gasdurchlässigem Festkörper gebildeten, die Filterfläche bildende Filterschicht und aus einem, als Halterung für die Filterschicht ausgebildeten, Kanäle oder Löcher aufweisenden Träger aus feuerbeständigem Material besteht. Dadurch ist es auf einfache Weise möglich, das Filter durch Auswechseln der Filterschichten zu erneuern, wobei es sich in den nsisten Anwendungsfällen sogar als zweckmäßig erweist, gebrauchte Filterschichten nicht etwa als ganzes herauszunehmen, sondern vielmehr diese zu zerstoßen und die dabei entstehenden Teile in den Feuerraum oder direkt in ein dem Feuerraum nachgeschaltetes Aschesilo fallen zu lassen, von wo aus sie mit den gröberen Verbrennungsrückständen der Verbrennungsanlage entnommen werden.

Geeignet als Material für die Filterschicht sind Fasern aus keramischem Material oder aus hochwarmfesten Metallen, wie austenitischem Stahl oder dergleichen, wobei diese Fasern zweckmäßigerweise zu Matten verpreßt verwendet werden. Als Träger für die Filterschicht sind beispielsweise Lochplatten aus keramischem Material oderjein Gerüst aus hochwarmf estern Stahl verwendbar. Wie sich gezeigt hat, werden auf den Filterr

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schichten die Asche- und Rußteilchen abgelagert, ohne daß das Filter durch die abgelagerten Teilchen verstopft wird. Vielmehr bilden die abgelagerten Teilchen selbst eine feste Filterschicht, die die Wirkung der ursprünglich eingebrachten Filterschicht unterstützt und mit zunehmender Betriebsdauer bei Erreichen einer genügenden Schichtdicke selbständig zur Filterung der Rauchgase ausreicht. Unter hochwarmfestern Material für die Filterschichten werden daher auch solche Materialien verstanden, die nur so lange feuerbeständig sind, bis sich die als Filterschicht wirkende Ascheschicht gebildet hat.

Aus/führungsbeispiele der Verbrennungsanlage gemäß der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Verbrennungsanlage mit Anlage zur

Abwärmerückgewinnung und mit einem Filter nach Fig. 2

Fig. 2 einen teilweisen Längsschnitt durch ein Filter mit plattenförmig ausgebildeten und parallel zueinander angeordneten Teilen

Fig. 3 eine als Drehrohrofenanlage ausgebildete Verbrennungsanlage mit einem Filter nach Fig. 2

Fig. k eine Verbrennungsanlage mit Haupt- und Nachverbrennungskammer und mit einem Filter nach Fig. 2

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Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, besteht die Verbrennungsanlage mit Anlage zur Abwärmerückgewinnung aus einem über einen Füllschacht 1 beschickbaren Wanderrost 2, von dem aus die nicht von den Rauchgasen mitgeführten Verbrennungsrückstände in die unterhalb des Wanderrostes 2 angeordneten Aschesilos 3 fallen sowie aus einer oberhalb des Wanderrostes 2 angeordneten und der Rückgewinnung der Abwärme dienenden Kesselanlage U, über die die heißen Rauchgase geleitet werden. Von der Kesselanlage k gelangen die Rauchgase dann zur Abgasleitung 5 und von dort über einen in Fig. 1 nicht dargestellten Saugzug in einen - in Fig. 1 ebenfalls nicht dargestellten - Kamin. Wie aus Fig. ferner hervorgeht, ist die aus einem Filter mit den Filterschichten 6 und 7 sowie aus den Trägerelementen 8 bestehende - und in Fig. 2 vergrößert dargestellte - Einrichtung zum Reinigen der Rauchgase oberhalb des Wanderrostes 2 so angeordnet, daß die bei der Verbrennung gebildeten Rauchgase über das Filter geleitet werden, bevor sie zur Kesselanlage h gelangen. Dadurch wird erreicht, daß eine Ablagerung von Verbrennungsrückständen an den Austauscheroberflächen der Kesselanlage h praktisch nicht mehr auftritt. Zur besseren Nachverbrennung der von dem Filter zurückgehaltenen Ascheteilchen sind Zuleitungen 9 für die Zufuhr von Frischluft unterhalb des Filters vorgesehen.

Wie aus Fig. 2 hervorgeht, besteht die beispielsweise bei der Verbrennungsanlage nach Fig. 1 dem Feuerraum nachgeschaltete Einrichtung zum Reinigen der Rauchgase aus einem Filter mit den Filterschichten 6, den als Halterung für die Filterschichten dienenden Trägerelementen 8 und den nach einer ausreichenden Betriebsdauer durch Ablagerung von Ascheteilchen gebildeten Filterschichten 7. Wie aus Fig. 2 ebenfalls hervorgeht, sind die

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mit Löchern 10 versehenen Trägerelemente 8 jeweils so miteinander verbunden, daß die Rauchgase - bei Anwendung des Filters wie in den in den Fig. 1 sowie 3 und k dargestellten Anwendungsfällen - nur in der in Fig. 2 angezeigten Pfeilrichtung durch die jeweils paarweise einander gegenüberliegenden Filterschichten hindurchgelangen. Durch diese Anordnung der Filterschichten wird infolge der so erzielten großen Filterfläche auf engstem Raum eine hohe Filterwirkung erzielt. Die Trägerelemente 8 und die an den Trägerelementen 8 angebrachten Filterschichten 6 sind - wie in der Zeichnung nicht dargestellt - zweckmäßigerweise plattenförmig ausgebildet und parallel zueinander angeordnet. Die Filter können dadurch auf einfache Weise erneuert werden, indem neue plattenförmige Filterschichten nach Entfernen der alten Filterschichten einfach eingeschoben werden. Um dabei bei den Verbrennungsanlagen gemäß der Erfindung nach den Fig. 1 und 3 eine leichte Handhabung des Filters zu ermöglichen, wird zweckmäßigerweise ein in der Zeichnung nicht dargestellter, seitlich des Filters angeordneter, verschließbarer Zugang zum Filter vorgesehen. Für den Fall, daß neue Filterschichten eingesetzt werden sollen, werden die alten Filterschichten mittels geeigneter Werkzeuge einfach zerstoßen und die entstehenden Teile in das Aschesilo oder - bei der in Fig. 1 dargestellten Verbrennungsanlage - auf den Wanderrost 2 fallengelassen. Die neuen Filterschichten brauchen dann lediglich von der Seite in ihre Halterurfg eingeschoben zu werden.

Die in Fig. 3 dargestellte Verbrennungsalage besteht aus einem in gleicher Weise wie die Verbrennungsanlage nach Fig. 1 durch einen Füllschacht 1 beschickbaren Drehrohrofen 11, von

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dem aus die groben, von dem Rauchgas nicht mitgeführten Verbrennungsrückstände in das Aschesilo 3 gelangen. Die Rauchgase werden über das aus den Filterschichten 6 und 7 und den Trägerelementen 8 bestehende Filter nach Fig. 2 geleitet und gelangen über einen Rauchgaskühler 12 und einen Saugzug 13 in den Kamin 1U. Wie aus der Darstellung der Drehronrofenanlage in Fig. 3 ferner hervorgeht, ist das Filter unmittelbar hinter dem Ausgang des Drehrohrofens und somit des Feuerraums angeordnet, so daß von den Rauchgasen mitgeführte Asche- und Rußteilchen im noch heißen Teil der Verbrennungsanlage verbleiben und dadurch eine wirksame Nachverbrennung der Ascheteilchen erzielt wird. Zur besseren Verbrennung der Rauchgase sowie zur Erzielung einer optimalen Nachverbrennung der von dem Filter zurückgehaltenen Ascheteilchen wird - ebenso wie bei der Verbrennungsanlage nach Fig. 1 - über am Ausgang des Feuerraumes angeordnete Zuleitungsöffnungen 9 Frischluft zugeführt.

Die in Fig. k dargestellte Verbrennungsanlage besteht aus einer Hauptverbrennungskammer 15, der von der Hauptverbrennungskammer 15 durch einen Rost 16 getrennten ITachverbrennungskammer 17 und dem der Iiachverbrennungskammer 17 nachgeschalteten Filter nach Fig. 2, von den aus die Rauchgase in die Abgasleitung 5 gelangen und von dort über einen in Fig. k nicht dargestellten Saugzug in einen - in Fig. h ebenfalls nicht dargestellten - Kamin« Wie aus Fig. h hervorgeht, werden die brennbaren Abfallstoffe über eine Beschickungsbox 18 in den von der Beschickungsbox 18 durch eine Rückschlagklappe 19 getrennten Füllschacht 1 gegeben. Die durch den Rost 16 gelangten gröberen Ascherückstände, die nicht von den Rauchgasen zum Filter mitgeführt werden, fallen auf einen unterhalb des Filters angeordneten verschließbaren Boden 20 und gelangen nach der Verbrennung nach Öffnen des Bodens 20 in ein Aschesilo 3, Während der

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Verbrennung wird Frischluft durch die doppelwandig ausgebildete Wandung 21 der Hauptverbrennungskammer 15 sowie über seitlich angeordnete Zuleitungen 22 in die Nachverbrennungskammer 17 eingeleitet.

Mit einer Verbrennungsanlage, die der in Fig. k dargestellten Verbrennungsanlage entsprach, wurde Haushaltsmüll mit einem Heizwert von etwa 2 500 bis 3 000 kcal/kg bei einem Durchsatz von 50 kg pro Stunde verbrannt. Als Filterschichten 6 wurden aus Fasern von etwa 0,003 mm Stärke gepreßte Filtermatten von etwa 10 bis 15 mm verwendet. Das Raumgewicht dieser Filtermatten beträgt etwa 200 kg/m . Die Fasern bestehen etwa zu gleichen Teilen aus SiO und Al 0 . Sie sind temperaturbeständig bis etwa 1 500 C. Als Trägerelemente 8 wurden Lochplatten aus keramischem Material verwendet. Die Temperatur an den Filterschichten betrug während der Verbrennung 900 bis 950 C. Der Staubgehalt desjdie Filtereinrichtung gemäß der Erfindung verlassenden Gases war kleiner als 50 mg/m . Ilach einer Betriebsdauer von etwa tOO Stunden wurde die Ve rbrennungsanlage abgeschaltet und die Filterschichten 6 und T untersucht. Dabei zeigte es sich, daß eine nahezu einheitliche Filterschicht von 12 mm Dicke entstanden war. Die ursprüngliche, aus dem keramischen Filtermaterial gebildete Filterschicht war nicht mehr erkennbar.

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Claims

Patentansprüche

/1 .j Verbrennungsanlage, insbesondere zum Verbrennen von Müll, mit einer dem für die zu verbrennenden Stoffe vorgesehenen Feuerraum nachgeschalteten Einrichtung zum Reinigen der Rauchgase, wobei im Feuerraum Leitungsöffnungen für die Zufuhr von Frischluft vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Reinigen der Rauchgase aus einem am Ausgang des Feuerraumes für die heißen Rauchgase vorgesehenen, die von den Rauchgasen mitgeführten Asche- und Rußteilchen aufnehmenden Filter aus hochwarmfestem Material besteht.
2. Verbrennungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter in unmittelbarer Nachbarschaft der für die Zufuhr von Frischluft vorgesehenen Leitungsöffnungen so angeordnet ist, daß sich die Frischluft mit den dem Filter zuströmenden Rauchgasen vermischt.
3. Verbrennungsanlage nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter aus einer den ankommenden Rauchgasen zugewandten, aus gasdurchlässigem Gewebe oder aus gasdurchlässigem Festkörper gebildeten, die Filterfläche bildende Filterschicht (6) und aus einem, als Halterung für die Filterschicht ausgebildeten, Kanäle oder Löcher aufweisenden Träger (8) aus feuerbeständigem Material besteht.

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