DE3925729A1 - Muellofenanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Müllofenanlage nach dem Ober­ begriff des Anspruchs 1 zum Betrieb als Verbrennungsofen oder als Pyrolyseofen.

Das gegenwärtige Bedürfnis an der Beseitigung von Abfall­ stoffen, und zwar sowohl von Hausmüll als auch von Industrie­ müll, bereitet zahlreiche Probleme. Einerseits ist es wünschenswert, die Müllentsorgung in möglichst wirtschaft­ licher Weise vorzunehmen. Andererseits aber ziehen ent­ sprechende Versuche andere Probleme nach sich, beispielsweise die Emission schädlicher Gase und Feststoffe in die Atmosphäre. Es sind aber auch schon verschiedene Versuche unternommen worden, Müll wirtschaftlich und ohne Verunreini­ gung der Atmosphäre zu verbrennen. Das Problem stellt sich besonders dann, wenn gefährlicher und giftiger Abfall betroffen ist. Solche Stoffe dürfen jedenfalls nicht in die Atmosphäre austreten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Müllofenanlage zu schaffen, die besser als bisher eine einerseits wirtschaftliche, andererseits aber unter Ausschluß einer Verunreinigung der Atmosphäre mit schädlichen Stoffen stattfindende Müllverbrennung oder Müllpyrolyse erlaubt.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete und nach den Unteransprüchen weiter ausgebildete Müllofenanlage gelöst.

Mit der erfindungsgemäßen Müllofenanlage wird erreicht, daß die Wahrscheinlichkeit der Bildung chlorinierter aromatischer Verbindungen herabgesetzt wird, indem sie schon vor der Verbrennung thermisch in kleinere Moleküle wie beispielsweise Methan, Äthylen, HCl, Benzol, freie Radikale usw. aufgespal­ ten werden. Der Drehrohreinsatz der erfindungsgemäßen Müll­ ofenanlage kann in einer oxidierenden oder in einer redu­ zierenden Atmosphäre betrieben werden, und die Bildung von Dioxinen und Furanen wird vermieden. Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß die erfindungsgemäße Müllofenanlage mit nur minimaler Falschluft und nur minimalem Wärmeverlust arbeitet, was folglich bessere Steuerung und Energieausnutzung bedeutet.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbei­ spiels unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen mehr im einzelnen beschrieben, in welchen zeigt:

Fig. 1 die Müllofenanlage in Drauf­ sicht,

Fig. 2 einen Querschnitt in der Ebene II-II in Fig. 1,

Fig. 3 einen vertikalen Längsschnitt in der Ebene III-III in Fig. 1, und

Fig. 4 in perspektivischer Darstellung den Drehrohreinsatz des Ofens.

Die dargestellte Müllofenanlage 5 weist gemäß Fig. 1 einen wärmeisolierten Ofen 7, einen gegebenenfalls mit einer Zer­ kleinerungsvorrichtung ausgestatteten Aufgabetrichter 9, einen Schneckenförderer 11 (Fig. 3), eine Wärmequelle, nämlich einen Plasmabrenner 13, einen Gasabzug 15 und einen Drehrohreinsatz 17 auf. Die ganze Anlage 5 ruht auf einem Sockel 18.

Der Ofen 7 weist einen feuerfesten Ofenmantel aus entspre­ chendem Material auf und umschließt eine Nachverbrennungs­ kammer 19 mit einer Kammerdecke 21 und einem Kammerboden 23, Stirnwänden 25 und 27 und Seitenwänden 29 und 30. Der Kammer­ boden 23 befindet sich auf dem Sockel 18 und weist einen Aus­ laß 31 für feste Rückstände auf. Der Drehrohreinsatz 17 ist um eine horizontale Achse drehbar in der Nachverbrennungs­ kammer 19 angeordnet. An seinen beiden Enden ist der Dreh­ rohreinsatz 17 mittels drehbarer Wellen 39 und 41 drehbar in Lagern 43 bzw. 45 gelagert, die an den Kammerstirnwänden 25 und 27 angeordnet sind. Die Welle 39 ist hohl und dient als Hilfseinlaß zum Einleiten von Luft, Chemiekalien wie bei­ spielsweise Calziumoxid oder Chlorwasserstoffsäure, oder zur Probenentnahme. Der Drehantrieb des Drehrohreinsatzes 17 erfolgt durch einen Motor 51, der über einen Antriebs­ riemen 49 und eine fest auf der Welle 39 montierte Riemen­ scheibe 47 auf die Welle 39 wirkt.

Der Schneckenförderer 11 verläuft innerhalb der ebenfalls hohlen Welle 41 vom unteren Ende des Aufgabetrichters 9 aus, wo eine Dichtung 53 zwischen dem Förderer und dem Aufgabe­ trichter angeordnet ist, in den Drehrohreinsatz 17. Der An­ trieb des Förderers weist ein Antriebsrad 55 auf, das auf einer Antriebswelle zum Antrieb des Schneckenförderers 11 innerhalb der Welle 41 montiert ist. Der Drehrohreinsatz 17 ist konisch und bildet so eine vom schneckenfördererseitigen Ende zu seinem anderen Ende 35 leicht geneigte Innenwand­ fläche. Demzufolge wandert das aus dem Aufgabetrichter 9 durch die Hohlwelle 41 mittels des Schneckenförderers zugeführte Müllmaterial beim Drehen des Drehrohreinsatzes in Richtung des Pfeiles 57 abwärts zu dem größeren Stirnende 35 des Drehrohreinsatzes hin. Nahe des größeren Stirnendes 35 ist der Drehrohreinsatz mit Auslaßschlitzen 59 versehen, durch welchen feste Verbrennungsrückstände und Gase austreten können. Der Drehrohreinsatz 17 ist aus einem Werkstoff hergestellt, der eine hohe Wärmeleitfähigkeit besitzt, also beispielsweise aus einem Metall, und vorzugsweise aus einer Legierung wie Hastelloy oder dgl. An seiner Außenfläche kann er isoliert sein.

Wie die Fig. 3 und 4 zeigen, weist der Drehrohreinsatz 17 eine Anzahl von an seiner konischen Innenwand montierten Schaufeln 61 auf, wobei diese Schaufeln mittels stützender Verbindungsstücke 63, welche den jeweils gewünschten Abstand zwischen den einzelnen Schaufeln 61 aufrechterhalten, starr im Drehrohreinsatz gehaltert sind. Jede Schaufel 61 verläuft zwischen den beiden Stirnenden des Drehrohreinsatzes und ist jeweils mittels einwärts ragender Speichen am aufgabeseitigen Stirnende an der Hohlwelle 41 und am anderen Stirnende an der Hohlwelle 39 befestigt.

Wie Fig. 3 außerdem zeigt, ist auf der Außenumfangsfläche des Drehrohreinsatzes eine Schnecke 67 angeordnet.

Wenn Müll vom Aufgabetrichter 9 durch den Schneckenför­ derer 11 durch die umlaufende Hohlwelle 41 in den Drehrohr­ einsatz zugeführt wird, fällt das Müllmaterial auf die umlau­ fende Innenwandung des Drehrohreinsatzes und bewegt sich dort unter dem Einfluß der durch die Konusform bedingten Wandnei­ gung und der Schaufeln 61 zum größeren Stirnende des Dreh­ rohreinsatzes hin, wo die Rückstände durch die Auslaß­ schlitze 59 auf den Kammerboden 23 des Ofens 7 fallen. Dabei kann der Ofen entweder mit oxidierender oder reduzierender Atmosphäre betrieben werden, indem ein jeweils geeignetes Reaktionsmittel durch die Hohlwelle 39 in den Drehrohreinsatz eingeleitet wird, je nach dem aufzubereitenden Material und dem gewünschten Aufbereitungsverfahren. Ebenso können nach Bedarf Chemiekalien wie beispielsweise CaCO₃ zugeführt werden, wenn das Müllmaterial Chlor enthält, beispielsweise in Form von polychlorierten Biphenylen oder Salzsäure, wodurch das Chlorradikal in Form einer nichtschädlichen Ver­ bindung wie beispielsweise CaCl₂ eliminiert werden kann. Die auf dem Außenumfang des Drehrohreinsatzes angeordnete Schnecke 67 fördert während der Drehung des Drehrohreinsatzes das durch die Auslaßschlitze 59 auf den Kammerboden heraus­ gefallene Material wieder rückwärts d.h. in der Darstellung nach Fig. 3 nach rechts, bis es schließlich durch den Rück­ standsauslaß 31 aus dem Ofen herausfällt.

Gleichzeitig können während der Verbrennung bzw. Reaktion des Müllmaterials entstehende oder freigesetzte Gase oder Dämpfe durch die Auslaßschlitze 59 des Drehrohreinsatzes in die Nachverbrennungskammer 19 gelangen, aus welcher sie schließlich durch den Gasabzug 15 aus dem Ofen austreten.

Die Temperatur in der Nachverbrennungskammer wird in einem Bereich zwischen etwa 990°C und 1220°C (1800°F bis 2200°F) gehalten, während im Drehrohreinsatz des Ofens eine Temperatur im Bereich von etwa 540°C bis 870°C (1000°F bis 1600°F) aufrechterhalten wird. Dazu dient eine entsprechende Energiequelle, beispielsweise ein Propangasbrenner, Ölbrenner oder Plasmabrenner in der Nachverbrennungskammer.

Der Müllofen (als Verbrennungsofen oder Pyrolyseofen) ermöglicht die Aufbereitung von organisch verseuchten Erd­ reichmaterialien, Schlämmen oder Flüssigkeiten durch Anwen­ dung der Pyrolysetechnik. Ein besonderes Merkmal des erfin­ dungsgemäßen Müllofens liegt darin, daß kein Brenner im Dreh­ rohreinsatz selbst angeordnet ist. Die konische Form des metallenen Drehrohreinsatzes und die inneren Schaufeln oder Rippen verbessern die Durchmischung des Abfallmaterials im Inneren des Einsatzes. Die am Außenumfang des Einsatzes an­ geordnete Schnecke fördert das verbrannte bzw. pyrolysierte Abfallmaterial nach dem Verlassen des Drehrohreinsatzes ent­ lang des Ofenkammerbodens zum Rückstandsauslaß, der z.B. in einen Aschenbehälter fährt. Da die Hohlwellen des Drehrohr­ einsatzes sehr viel kleinere Durchmesser als der Drehrohrein­ satz selbst haben, kann höchstens ein minimaler Falschluftzu­ tritt durch die Wellendurchführungen an den Kammerstirnwänden auftreten.

Da folglich weniger Gase im Drehrohreinsatz vorhanden sind, wenn der Ofen pyrolytisch betrieben wird, ist die Verweilzeit der Gase im Drehrohreinsatz sehr viel länger als bei herkömm­ lichen Öfen.

Zusammenfassend läßt sich sagen, daß der erfindungsgemäße Müllofen die Vorteile einer sehr kompakten Bauweise, energie­ technischer Wirtschaftlichkeit, kalter Wellenlager, gesteuerter Luftzuführung (pyrolytische Oxidation, Trocknen, Reduktion), geringen Wartungsaufwands, geringen Gewichts, langer Verweildauer der Feststoffe (in Drehrohreinsatz sowie in der Nachbrennkammer) und langer Gasverweilzeit im Dreh­ rohreinsatz bietet.

Claims (11)

1. Als Verbrennungs- oder Pyrolyseanlage betreibbare Müll­ ofenanlage für kontinuierlichen Betrieb, mit einer Beschickungsvorrichtung (9, 11) und einem Ofen (7) mit einer Beheizungseinrichtung (13), einem Gaseinlaß (39), einem Gas­ abzug (15) und einem Auslaß (31) für feste Rückstände, gekennzeichnet durch einen drehbar im Ofen (7) angeordneten und über einen Drehantrieb (47, 49, 51) drehbaren Drehrohr­ einsatz (17), in dessen Inneres die Beschickungsvorrich­ tung (9, 11) am einen Drehrohreinsatzende ausmündet, während am anderen Drehrohreinsatzende ein Rückstandsauslaß (59) gebildet ist, eine im Ofen (7) gebildete, den Drehrohrein­ satz (17) umgebende Nachverbrennungskammer (19), der die Beheizungseinrichtung (13) und der Gasabzug (15) zugeordnet sind und an deren Boden (23) der Auslaß (31) für feste Rück­ stände angeordnet ist, und durch ein Organ zum Fördern von durch den Auslaß (59) des Drehrohreinsatzes (17) aus diesem herausgefallenen festen Rückständen entlang des Nachver­ brennungskammerbodens (23) zum Auslaß (31) für feste Rück­ stände.

2. Müllofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beheizungseinrichtung (13) zur Erzeugung einer Temperatur in der Nachverbrennungskammer (19) von oberhalb 980°C ausgelegt ist.

3. Müllofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein in das Innere des Drehrohreinsatzes (17) führender Einlaß (39) zum Zuführen eines Reaktionsmittels vorgesehen ist.

4. Müllofen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktionsmitteleinlaß (39) durch eine den Drehrohrein­ satz (17) an seinem auslaßseitigen Ende lagernde Hohlwelle gebildet ist.

5. Müllofen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Beschickungsvorrichtung (9, 11) einen Schneckenförderer (11) aufweist, der in einer den Drehrohr­ einsatz (17) an seinem beschickungsseitigen Ende lagernden Hohlwelle untergebracht ist.

6. Müllofen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Ofen (7) als im wesentlichen luftdichte Konstruktion ausgeführt ist.

7. Müllofen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Drehrohreinsatz (17) konisch ausgebildet ist und sich von seinem Beschickungsende zum Auslaßende hin erweitert.

8. Müllofen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Drehrohreinsatz (17) mit einer Anzahl von in seinem Inneren angeordneten Schaufeln (61) zur Bewegung des darin befindlichen Mülls ausgestattet ist.

9. Müllofen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Schaufeln (61) des Drehrohreinsatzes als entlang dessen Innenwandfläche axial verlaufende Stege ausgebildet sind.

10. Müllofen nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Organ zum Fördern aus dem Drehrohr­ einsatz (17) ausgetretener fester Rückstände zum Festrück­ standsauslaß (31) eine auf dem Außenumfang des Drehrohr­ einsatzes (17) angeordnete Förderschnecke (67) ist.

11. Müllofen nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß (59) des Drehrohrein­ satzes (17) durch einen Kranz von an seinem Außenumfang gebildeten Durchtrittsöffnungen gebildet ist.