DE2945500A1 - Verfahren zur verbrennung von kot-stallstreugemischen sowie dazu geeignete verbrennungsvorrichtung - Google Patents

Description

Anmelder:

1. Heinrich Wichmann Bracht 19

4401 Sendenhorst 1

2. Anna Ptascheck, geb. Babik Erlenweg 13 4401 Sendenhorst 1

Verfahren zur Verbrennung von Kot-Stallstreugemischen sowie dazu geeignete Verbrennungsvorrichtung

Vertreter: Patentanwälte

Dipl. Ing. S. Schulze Horn M. Sc. Dr. H. Hoffmeister Goldstraße 4400 Münster

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbrennung von Kot-Stallstreugemisch, die bei der Intensivtierhaltung anfallen sowie eine Verbrennungsvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Bei der Intensivtierhaltung, insbesondere bei der BodenhaLtung von Jungmastgeflügel, sind erhebliche Mengen an Kot-Stallstreugemisch zu beseitigen. Man kann davon ausnehen, daß zur Erzeuauna von 1 ka Geflügelfleisch bei der Masttierhaltung etwa 1,5 kg Kot produziert werden. Durch das Abfall-Beseitigungs-Gesetz sind die Tierhaltungsbetriebe gezwungen, die großen anfallenden Kotmengen in irgendeiner Weise zu Düngezwecken zu verarbeiten oder zu vernichten. Trotz der guten Düngequalitäten des anfallenden Kot-Stallstreugemisches ist es wegen der Ausbreitung von Tierseuchen nicht gestattet, das Gemisch auf beliebigen Ackern auszubreiten, sondern das Gesetz erlaubt nur, daß der Kotstreu auf dem eigenen Land des Geflügelzüchters ausgebracht wird.

Es ist deshalb schon vorgeschlagen worden, den Kot zu verbrennen. Jedoch sind hierfür erhebliche zusätzliche Brennstoffmengen erforderlich, insbesondere Heizöl, so

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daß hierin ein großer wirtschaftlicher Nachteil gesehen werden kann. Außerdem ist vorgeschlagen, Kot und Branntkalk zu mischen und damit eine streufähige Gartendünger-Mischung herzustellen. Diese Arten der Entfernung des Kot-Stallstreugemisches haben jedoch den Nachteil, daß sie auf Abnehmer angewiesen sind, wobei es sich erfahrungsgemäß erweist, daß diese nicht immer leicht zu finden sind.

Es stellt sich daher die Aufgabe, ein Verfahren zur Verbrennung oder Vernichtung von Kot-Stallstreugemischen anzugeben, das nicht auf die zusätzliche Zugabe von Brennstoffen, wie Heizöl, angewiesen ist, auf der anderen Seite das Gemisch durch Verbrennung so weit in seinem Volumen reduziert, so daß die Asche entweder als Düngerzuschlag oder als deponierbares, unschädliches Produkt auf Mülldeponien abgelagert werden kann.

Diese Aufgaben werden gemäß Verfahren durch ein Verbrennungsverfahren gelöst, bei dem

a) ein Brennrost, das aus mit Belüftungsöffnungen versehenen Rohren besteht, mit dem zu verbrennenden Gemisch beschickt wird, wobei dieses vorzugsweise eine Feuchte von 20 - 50 Gew.-% aufweist. Dabei ist zu bemerken, daß die untere Feuchtigkeitsgrenze bei

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Trocknung selbstverständlich unterschritten werden kann. Es ist jedoch nicht sehr wirtschaftlich, entweder das Kot-Stallstreugemisch aus dem Stall vor Erreichen einer bestimmten "Tränkung" mit Kot zu entfernen oder in einer Trocknungsvorrichtung zwischenzulagern. Die obere Feuchtigkeitsgrenze kann überschritten werden, wobei die Verbrennung evtl. schwieriger wird. Die Grenze wird insbesondere dann überschritten, wenn das aus dem Stall kommende Gemisch, das vorzugsweise eine Feuchte von etwa 30 % aufweist, im Regenwetter unter freiem Himmel gelagert wird.

b) Anschließend wird das Gemisch gezündet,

c) die Verbrennung wird in Gang gehalten, durch Einblasen von Luft in die auf dem Rost aufliegende Schicht.

Bei dieser Art der Verbrennung läßt sich die Flamme in dem Kot-Stallstreugemisch ohne weiteres unterhalten, ohne daß zusätzliche Brennstoffe hinzugefügt werden müssen. Lediglich zum Zünden des Gemisches zum Beginn des Verbrennungsvorganges ist es erforderlich, mit Stroh, Holz oder sonstigen, an sich bekannten Entzündungsmitteln, das Gemisch zu entzünden. Für diesen Zweck können auch Gas-Brennlanzen eingesetzt werden.

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Bei der Verbrennung des Gemisches entsteht bei einer Brenntemperatur von etwa 600 - 800° C ein temperiertes Brenngas, das ohne weiteres durch einen Gas-Gas-Wärmeaustauscher geschickt werden kann, so daß mit dem Verbrennen des Kotes auch die Stall-Luft beheizt werden kann. Hierdurch werden erhebliche Mengen an Brennstoffen und Energie gespart, so daß das Verfahren sich trotz der Investitionen für den Verbrennungsofen sich sehr schnell als rentabel erweist.

Vorzugsweise wird der Luftstrom durch die Belüftungsoffnungen geregelt, wobei die Regelung aufgrund der Abweichung von einer Solltemperatur in der Verbrennungskammer ergibt.

Eine Verbrennungsvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens besitzt einen Brennraum mit wenigstens einem Rost, das wenigstens teilweise aus Rohren besteht, die Belüftungsöffnungen aufweisen.

Zwar ist es bekannt, bei Müllverbrennungsofen Roste mit derartigen Belüftungsoffnungen zu verwenden. Allerdings wurden derartige öfen auf dem Gebiete der Tierhaltung bisher nicht verwendet, da offensichtlich von der Fachwelt angenommen wurde, daß sich das sehr feuchte Kot-

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Stallstreugemisch nicht zur Verbrennung eigne.

Insbesondere werden an die Belüftungsöffnungen nach oben ragende Belüftungsröhrchen angeschlossen. Diese Belüftungsröhrchen, die vorzugsweise aus rundem oder eckigem Hohlprofil gefertigt sind, besitzen Endöffnungen und Bohrungen, über die die Verbrennungsluft durch den Rost hindurch in die aufliegende Gemisch-Masse eingeblasen werden kann.

Dabei werden vorzugsweise Belüftungsröhrchen verwendet, die auf dem oberen, frei stehenden Enden Luftleitbleche besitzen, die eine seitliche Öffnung freigeben, über diese öffnung wird dann die Luft direkt in das mehr oder weniger lockere Gemisch eingeblasen. Zur besseren Verteilung der Luft werden die Blasrichtungen jeweils abwechselnd in entgegengesetzte Richtungen gelenkt.

Die durch die Rohre des Brennrostes strömende Luft kühlt die Rohre auch ab. Für eine weitere Kühlung bzw. Vorwärmung der Verbrennungsluft wird der Brennraum wenigstens im Bereiche des Rostes von einer Doppelwand mit dazwischenliegendem Luftkanal umgeben. Durch diesen Luftkanal wird die von außen angesaugte Luft zunächst hindurchgeschickt. Die Brennraumwand wird gekühlt, und die anschließend durch

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die Rohre des Rostes geschickte Luft ist bereits vorgewärmt .

Einzelheiten des Verfahrens und der Verbrennungsvorrichtung werden in der nachfolgenden Beschreibung anhand der Zeichnung dargestellt. Die Figuren der Zeichnung zeigen:

Figur 1 eine schematische Vorderansicht der Verbrennungsvorrichtung;

Figur 2 eine Seitenansicht,
Figur 3 eine Draufsicht,

Figur 4 Einzelheiten des Rostes mit den Rohren und den

Belüftungsröhrchen.
Figur 4A Teil der Belüftungsröhre.

Das zur Verbrennung gelangende Kot-Stallstreugemisch hat einen Feuchteanteil von etwa 20 - 50 Gew.-%. Es wird in einem Vorratsbunker, vorzugsweise einem Anhänger mit Kratzboden und Verteilerwalze, vorrätig gehalten, so daß eine gleichmäßige Beschickung der Verbrennungsvorrichtung über mehrere Tage hinweg möglich ist.

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Von dem Vorratsbunker 1 fällt das Kot-Stallstreugemisch, das etwa die Konsistenz von angefeuchtetem Torfmull hat, in den Aufnahmebereich 2 einer Förderschnecke 2o. Die Förderschnecke 2o wird anaetrieben durch einen Motor 21. Das Gemisch 22 gelangt anschließend in einen Trichter 23, der auf eine Verteilerschnecke 3 aufgesetzt ist. Die Verteilerschnecke wird angetrieben durch den Motor 24. Sie verteilt das Gemisch über die Länge eines Brennraumes 4, wobei das Kot-Stallstreugemisch auf ein sich im unteren Bereich des Brennraumes befindliches Rost 25 aufschichtet. Das Rost besteht aus einer etwa 5 - 8 cm zwischen den einzelnen Roststäben freihaltenden Stabanordnung aus einem Vierkantprofil, das an den Wänden 26, 27 in einer hohlen Auflage 28 gehalten ist. Die hohlen Roststäbe werden durch ein seitlich angebrachtes Gebläse 31 mit Luft unter einem Druck von etwa 1,1 - 1, 5 bar beschickt. Dabei wird die Verbrennungsluft bzw. die zu erwärmende Heizluft (s.u.) zunächst durch eine Doppelwand 32 geschickt, die sich im Bereiche des Rostes um die Wandungen 26, 27 herumzieht und an der hohlen Rohrhalterung endet.

Unterhalb des Rostes befindet sich in der Wand des Brennraumes eine Zuqanqsöffnung 33 sowie ein Aschenauffangtrichter 7, der ebenfalls in seiner tiefsten Stelle von einer Schnecke durchzogen ist, mit der die vom Rost

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fallende Asche ausgebracht werden kann.

Die Höhe der gesamten Beschichtung des Rostes mit dem Kot-Stallstreugemisch ist begrenzt durch die Höhe der Brennkammer. Zur Steuerung der Zufuhr ist ein Anschlagschalter 34 vorgesehen, so daß beim Erreichen der Beschichtung bis zu einer Maximalhöhe die Antriebsmotoren der Förderschnecken ausgeschaltet werden können. Die Beschichtungsschicht hat etwa eine Höhe zwischen 10 und

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40 cm, wobei eine etwa 5 - 15 cm starke Schicht<uie eigentliche Brennzone 35 und eine darüber liegende, ca. 15 - 25 cm starke Sicht als Vortrocknungszone für das Brenngut dient. Wesentlich ist, daß eine bestimmte Mindesttemperatur der Rauchgase nicht —schritten wird. Durch den Temperaturfühler 36 wird die Temperatur der Brenngase überwacht. Sollte ein bestimmter Sollwert unterschritten werden, so wird das Gebläse 31 eingeschaltet oder zu einer höheren Leistung gebracht, wobei erhöhte Mengen Verbrennungsluft in den Brennraum einströmen.

Die heißen Verbrennungsgase, vermischt mit einem großen Anteil an Wasserdampf, dQf dem auf dem Rost aufliegenden Stallstreugemisch entweicht, gelangen in einen Gas-Gas-Wärmeaustauscher 5, der von zahlreichen Röhren durchzogen ist, an dessen Umfangsflachen ein quer zu

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den Röhren liegender Luftstrom strömt, der beispielsweise zur Beheizung der Stallräume dient. Dabei wird zunächst Atmosphärenluft durch ein Gebläse 60 angesaugt und durch die Doppelwand 32 geschickt, wo sie den Brennraum kühlt und sich schon teilweise erwärmt. Anschließend strömt sie durch den Kanal 61 durch den Wärmetauscher 5 an den Rohron vorbei in den Auslaß 62. Anschließend gelangen die abgekühlten Brenngase in einen Rohrabzug. Hier ist möglich, die Gase noch über eine Filtervorrichtung, einen Abscheider oder dergleichen zu schicken, bevor sie über die Esse 6 in die Atmosphäre gelassen werden.

Mit der vorstehend beschriebenen Verbrennungsvorrichtung ist es möglich, das relativ feuchte Kot-Stallstreugemisch zu verbrennen, ohne daß zusätzliche Brennstoffe erforderlich sind. Wesentliches Merkmal für die Aufrechterhaltung der Verbrennung ist dabei die Gestaltung des Rostes, auf dem das brennende bzw. trocknende Gemisch aufliegt. Wie aus der Figur 4 ersichtlich ist, besteht das Brennrost aus 8-15 Rohren 36, die einen rechteckigen Querschnitt haben mit folgenden Abmessungen:
Höhe: 12 cm; Breite: 5 cm;
Abstand von Mitte zu Mitte gemessen: Io cm. In die Rohre 36 sind Belüftungsöffnungen 4o eingebohrt, an die sich aufragende Belüftungsröhrchen 41 anschließen. In der Figur 4flist nur ein Teil dieser Röhrchen 41 dargestellt. Die Belüftungsröhrchen haben eine Höhe von etwa Io cm, wobei es sich erwiesen hat, daß die Länge der Belüftungsröhrchen etwa zwischen 8 und 2o cm liegen sollte, um optimale Brennergebnisse zu erhalten. Die Belüftungs-

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röhrchen sind an ihrem oberen Ende mit einem haubenförmigen Luftleitblech 42 versehen, die eine definierte Öffnungsund Strömrichtung der durch die Belüftungsröhrchen strömenden Verbrennungsluft ermöglichen. Dabei liegen bei benachbarten Röhrchen 41 die Blasrichtungen jeweils entgegengesetzt, jedoch jeweils senkrecht zur Achse des zugehörigen Rostrohres. Zusätzlich zu den Belüftungsöffnungen am freien Ende der Röhrchen sind diese noch mit vier, um jeweils 90° um den Umfang des Röhrchens versetzten Bohrungen 43 versehen, durch die eine zusätzliche Luftführung möglich ist.

Um den zur Mitte des Rostes hin abnehmenden Luftwiderstand zu berücksichtigen, sind die Bohrungen 43 bei den Rosten an der Außenseite relativ weit gebohrt, während sie zur Mitte hin immer enger werden. Hierdurch wird erreicht, daß die gleiche Luftmenge im Prinzip seitlich und mittig zum Rost ausströmt. Selbstverständlich ist auch möglich, die Durchmesser der Roststäbe jeweils zu variieren.

Bei der Inbetriebnahme der Verbrennungsvorrichtung ist zunächst ein Vorheizen oder Vorzünden erforderlich, das beispielsweise mit einer Gas-Brennlanze erfolgen kann.

Nachdem das Kot-Stallstreugemisch entzündet ist, wird

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Luft eingeblasen. Dabei entwickelt sich eine Flamme bzw. Glut, die das darüberliegende Gut in einer Schicht von etwa 20 - 50 cm vortrocknet, so daß nach Herabfallen der Asche durch das Rost weiteres Brennmaterial zur Verfügung steht. Die erheblichen, bei dem Verbrennungsverfahren entstehenden Wassermengen dürfen nicht kondensieren, so daß die Austrittstemperatur der Brenngase überwacht werden muß. Sobald die Temperatur unter einen Sollwert von beispielsweise 180° C sinkt, wird das Gebläse für die Luftzuführung zu den Rostrohren angestellt bzw. verstärkt.

Durch den nachgeschalteten Wärmeaustauscher ist es möglich, erhebliche Energiemengen, die in dem zu verbrennenden Gemisch vorhanden sind, zu gewinnen und einzusetzen.

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Claims (9)

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   Patentansprüche

   Verfahren zur Verbrennung von Kot-Stallstreugemischen, die bei der Intensivtierhaltung anfallen, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

   a) Beschicken eines Brennrostes, das aus mit Belüftungsöffnungen versehenen Rohren besteht, mit dem zu verbrennenden Gemisch, das eine Feuchte von 20 ... 50 Gew.-% aufweist,

   b) Entzündung des Gemisches,

   c) anschließenden Inganghalten der Verbrennung durch einblasen von Luft in die auf dem Rost aufliegende Schicht.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftstrom durch die Belüftungsöffnungen regelbar ist.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die entstehenden Abgase durch einen Wärmeaustauscher bzw. Kühler geleitet werden.
4. 4. Verbrennungsvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Brennraum (4)

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   ORIGINAL INSPECTED

   mit wenigstens einem Rost (25), das wenigstens teilweise aus Rohren besteht, die Belüftungsöffnungen (40) aufweisen.
5. 5. Verbrennungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich an die Belüftungsöffnungen aufragende Belüftungsröhrchen (41) anschließen.
6. 6. Verbrennungsvorrichtung nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Belüftungsröhrchen mit einem auf dem oberen, freistehenden Ende angeordneten, eine seitliche Öffnung freigebenden Luftleitblech (42) versehen sind.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Blasrichtungen benachbarter Belüftungsröhrchen (40) jeweils senkrecht zur Achse des zugehörigen Rostrohres, jedoch in entgegengesetzten Richtungen liegen.
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des oberen, freistehenden Endes jeweils wenigstens eine Bohrung (43) in die Wandung des Röhrchens eingebracht ist.

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9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennraum wenigstens im Bereiche des Rostes von einer Doppelwand mit dazwischenliegendem Luftkanal umgeben ist.