DE10341207A1 - Ofenanlage und Verfahren zur Stufenverbrennung von festen und pastösen Abfallstoffen - Google Patents

Ofenanlage und Verfahren zur Stufenverbrennung von festen und pastösen Abfallstoffen Download PDF

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Abstract

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Ofenanlage für eine Stufenverbrennung von Abfallstoffen zu schaffen, die die oben beschriebenen Nachteile vermeidet und in nacheinander liegenden Prozessstufen eine Vorwärmung und Trocknung, Entgasung ohne wesentliche Staubentwicklung, eine Vergasung der Abfallstoffe in einzelne gasförmige Bestandteile vornimmt, eine Vorverbrennung und eine Nachverbrennung der beim Prozess entstehenden Gase vornimmt und insbesondere bei kohlenwasserstoffhaltigen Abfallstoffen eine dioxinfreie Entsorgung der Abfallstoffe ermöglicht und ein an die Ofenlage angepasstes Verfahren zur Aufbereitung, Behandlung und Entsorgung dieser Abfallstoffe vorzuschlagen, wobei insbesondere bei den einzelnen Prozessstufen, die vorzugsweise in separaten Ofenanlagen untereinander gekoppelt in Kaskadenform durchgeführt werden, keine oder nur minimale Staubpartikel aus den behandelten Abfallstoffen mitgerissen werden. DOLLAR A Ein Bandofen besitzt zwischen den Umlenkwalzen 1 des Bandes 2 über die gesamte Länge eine Unterbeheizung 3 und oberhalb des Bandes 2 eine Oberbeheizung 4. Die Oberbeheizung 4 bildet zusammen mit Flossen 5 eine Kammerwand 6, die oberhalb des Bandes 2 eine Entgasungskammer 7 von einer darüber angeordneten Vorverbrennungskammer 8 trennt. Die Flossen besitzen Durchbrüche. Hierüber erfolgt der Gasstrom von der Entgasungskammer 7 zur Vorverbrennungskammer 8. zur besseren Prozessbeherrschung wird die Anordnung von mehreren Ofenanlagen in Kaskadenform ...

Description

  • Ofenanlage zur Stufenverbrennung von festen und pastösen Abfallstoffen, insbesondere von kohlenwasserstoffhaltigen Schüttgütern unter Einbeziehung eines Bandofens.
  • So genannte Bandöfen zur Verbrennung von Müll oder anderweitigen Abfallstoffen sind in den unterschiedlichsten Ausführungsformen bekannt. Unter der Vielzahl sei als naheliegenste Lösung des Standes der Technik die DE 44 08 654 aufgeführt. In dieser Schrift wird ein Ofen zur Verschwelung von Feststoffen beschrieben, der innerhalb eines Ofengehäuses eine Behandlungskammer mit einer Bandanlage und eine Brennkammer, in der die Verbrennung eines Brennstoffes stattfindet und der Schwelgase aus der Behandlungskammer und ggf. Luft zuführbar sind. Die Behandlungskammer und die Brennkammer sind im Ofen räumlich getrennt. Damit die in den Brennergasen enthaltene Wärme maximal an die Behandlungskammer abgegeben werden kann und sich eine gleichmäßige Erwärmung auch lang gestreckter Behandlungskammern möglich ist, besitzt die Brennkammer an einem Ende ein axial angesetztes Mantelrohr, welches mit der Brennkammer in Verbindung steht und am anderen Ende verschlossen ist. Das Mantelrohr besitzt ein durchmesserkleineres Innenrohr, welches in einem Abstand vor dem verschlossenen Ende des Mantelrohres endet und durch die Brennkammer nach außen geführt ist und zwischen Innenrohr und Mantelrohr eine Führungswendel für die Brennergase besitzt.
  • Mittels Lösung nach DE 44 08 654 können jedoch keine nacheinanderliegenden Prozessstufen, die mit unterschiedlichen Temperaturbereichen arbeiten, realisiert werden. Die einzelnen Teilschritte des Verbrennungsprozesses: Vorwärmen, Trocknen, Entgasen und Vergasen der festen Rückstände sowie Verbrennen der freigesetzten Gase laufen weitgehend unkontrolliert ab, was als Ursache für die häufig auftretenden Betriebstörungen anzusehen ist. Verstärkt werden diese Störungen vor allem durch den Staub, der mit den erzeugten Gasen aus dem Verbrennungsraum ausgetragen wird. Diese Stäube können je nach Art der eingesetzten Rohstoffe und der Art des Erweichungs- und Schmelzverhaltens der Ascheanteile in diesen Stäben in kürzester Zeit an einzelnen Anlagenteilen beachtliche Ansätze bilden, was zumindest mit einem erheblichen Reparaturbedarf verbunden ist. Nicht selten führen diese Erscheinungen sogar zur Stilllegung ganzer Anlagen. Entsprechendes gilt auch für Pyrolyseanlagen, die häufig Verbrennungsprozessen vorgeschaltet werden. Die zunächst erzeugten Pyrolysegase enthalten außer Stäben kondensierbare Kohlenwasserstoffe, die an kalten Anlagenteilen abgeschieden werden und die Ansatzbildungen noch verstärken können. Die im einzelnen zu treffenden Gegenmaßnahmen führen darüber hinaus zu einer merklichen Verschlechterung der Energieausbeute, so dass dann kaum noch von einer energetischen Nutzung der eingesetzten Rohstoffe gesprochen werden kann. Dies ist besonders dann der fall, wenn die primär erzeugten Verbrennungsgase erhebliche Frachten an Schadstoffen mit sich führen.
  • Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Ofenanlage für eine Stufenverbrennung von Abfallstoffen zu schaffen, die die obenbeschriebenen Nachteile vermeidet und in nacheinanderliegenden Prozessstufen eine Vorwärmung und Trocknung, Entgasung ohne wesentliche Staubentwicklung, ein Vergasung der Abfallstoffe in einzelne gasförmige Bestandteile vornimmt, eine Vorverbrennung und eine Nachverbrennung der beim Prozess entstehenden Gase vornimmt und insbesondere bei kohlenwasserstoffhaltigen Abfallstoffen eine dioxinfreie Entsorgung der Abfallstoffe ermöglicht und ein an die Ofenanlage angepasstes Verfahren zur Aufbereitung, Behandlung und Entsorgung dieser Abfallstoffe vorzuschlagen, wobei insbesondere bei den einzelnen Prozessstufen, die vorzugsweise in separaten Ofenanlagen untereinander gekoppelt in Kaskadenform durchgeführt werden, keine oder nur minimale Staubpartikel aus den behandelten Abfallstoffen mitgerissen werden.
  • Mit der Erfindung wird erreicht, dass eine saubere Entsorgung von Abfallstoffen zu problemlosen Ascheresten erfolgen kann. Entsprechend der Art der zu behandelnden Abfallstoffe können spezielle Gase aus den Abfallstoffen in konkreten Arbeitsstufen herausgetrennt werden und z. B. für den Ablauf der einzelnen Prozessstufen als Prozessgas Verwendung finden, für Heizzwecke oder für die Elektroenergiegewinnung genutzt werden.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung der Ofenanlage sind in den Ansprüchen 2 bis 11, das Verfahren in Anspruch 12 und weitere Verfahrensvarianten in den Ansprüchen 13 bis 15 beschrieben. Bei der Weiterbildung nach Anspruch 2 ist die Kammerwand zwischen Entgasungskammer und Vorverbrennungskammer durchgehend von Bandofenwand zu Bandofenwand ausgebildet. Entsprechende Durchbrüche in den Flossen garantieren die Verbindung zwischen beiden Kammern. Diese Ausführungsart kann für die Verarbeitung bestimmter Abfallstoffe gewünscht sein. Bei der Weiterbildung nach Anspruch 3 besitzt die Unterheizung zwischen dem Band eine thermische Isolation nach unten und zu den beiden Seiten hin. Dadurch wird die Wärme auf das Band und damit auf die zu behandelnden Abfallstoffe konzentriert. Beim Einsatz von Heißdampfeinlässen nach Anspruch 4 am Ende des Bandes zum Einblasen von Heißdampf wird unterhalb des Bandes die Ansammlung von explosiven Gasgemischen vermieden und eine Gassperre am Ende des Bandes gebildet. Nach Anspruch 5 kann zusätzlich am Anfang des Bandes ein Heißdampfeinlass in Richtung der Feststoffaufgabe vorgesehen sein. Hierdurch wird der Abfall erhitzt und gleichzeitig eine zusätzliche Gassperre erzeugt. Bei der Weiterbildung nach Anspruch 6 besitzt die Ofenanlage an der Feststoffaufgabe und am Feststoffaustrag jeweils eine Sperrgasentnahme. Diese sind insbesondere bei der Kaskadenbildung von mehreren Öfen notwendig, um eine klare Trennung der einzelnen Prozessgase zu realisieren. Bei der Weiterbildung nach Anspruch 7 ist oberhalb des Überganges von der Entgasungskammer zur Vorverbrennungskammer ein Zündbrenner mit Primärluft und am Ende der Vorverbrennungskammer eine Entnahmestelle und Weiterleitung der Heißgase zu einer Nachbrennkammer vorgesehen. Die Weiterleitung der Heißgase von der Vorbrennkammer zur Nachbrennkammer dient dem energetischen Konzept der Ofenanlage. Bei der Weiterbildung nach Anspruch 8 wir das in der Ofenanlage erzeugte Gas zunächst erst dem Unterofen zugeführt und erst danach der Nachbrennkammer. Hierdurch wird eine Spülung des Unterofens mit Prozessgas ermöglicht. Die Weiterbildung nach Anspruch 9 ist ein wesentlicher Aspekt bei der Realisierung der Entgasung und Vergasung der Abfallstoffe und die Trennung in die verschiedenen Prozessgase. Dies wird durch die Kopplung mehrerer der vorerwähnten Anlagen miteinander als Treppen- oder Turmkaskade realisiert. Die Weiterbildungen nach Anspruch 10 und 11 dienen zur Ausnutzung der vorhandenen Energie zur Anwärmung der eingesetzten Medien im Prozess der Anlage oder zur Energieherstellung z. B. in Form von Elektroenergie.
  • Durch das Aneinanderreihen mehrerer Bandöfen in Kaskadenform und die Durchführung der einzelnen Verfahrensschritte nach Anspruch 12 in den einzelnen Kaskadenstufen erhöht zwar den Investitionsaufwand, ermöglicht jedoch eine saubere Trennung der einzelnen Verfahrensschritte oder sogar die Aufnahme zusätzlicher Verfahrensschritte, wie z. B. nach Anspruch 14. Der Verfahrensschritt nach Anspruch 15 dient zur zusätzlichen Energiegewinnung.
  • Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen
  • 1 die schematische Darstellung eines Bandofens für Schüttgüter,
  • 2 die schematische Darstellung einer Variante des Bandofens zur Stufenverbrennung von Schüttgütern,
  • 3 die schematische Darstellung einer weiteren Variante des Bandofens zur Stufenverbrennung von Schüttgütern,
  • 4 die schematische Darstellung mehrerer Bandöfen untereinander verbunden als Treppenkaskade,
  • 5 die schematische Darstellung mehrerer Bandöfen untereinander verbunden als Turmkaskade,
  • 6 die schematische Darstellung eines Blockheizkraftwerkes zur energetischen Nutzung von biologischen Reststoffen unter Nutzung von drei Bandöfen verbunden als Treppenkaskade und
  • 7 die schematische Darstellung einer weiteren möglichen Schaltung unter Nutzung von drei Bandöfen verbunden als Treppenkaskade.
  • Die Anlage nach 1 besteht aus einem Ofen zur Stufenverbrennung von kohlenwasserstoffhaltigen Brennstoffen bzw. Abfallstoffen und einem Nachverbrennungssystem. Die Nachverbrennung 62 ist dem Ofen nachgeschaltet. Der links aufgegebene Abfall 55 wird im Schacht der Feststoffaufgabe 11 vorgewärmt und anschließend mittels eines umlaufenden Transportbandes 2 von links nach rechts transportiert und dabei einer Trocknung 58 und anschließend einem Schwelprozess mit Teilverbrennung unterzogen. Die Betthöhe auf diesem Band 2 beträgt einige Zentimeter. Die Länge des Bandes 2 beträgt für eine Leistung von 1 bis 2 t Abfall / h etwa 9 m und die Breite 2 m. Die brennbaren Bestandteile gelangen in die über dem Band 2 angeordnete Schwelkammer oder Entgasungskammer 7. Die Asche 33 wird rechts im Bild abgezogen. Die für diesen Prozess erforderliche Luft 34 wird als Primärluft über den Einlass 14 zugeführt. Die Schwelgastemperatur beträgt etwa 400 bis 500 °C. Nach oben hin wird die Entgasungskammer 7 durch eine beheizte Decke 6 abgeschlossen. Die beheizte Decke besteht aus der Oberheizung 4 mit dazwischenliegenden Flossen 5. Die Flossen 5 besitzen Durchbrüche bzw. Öffnungen für den Durchgang der Gase. Die Temperatur des Gases beträgt bei Eintritt in die Decke 6 etwa 500 °C. In der beheizten Decke 6 ist eine große Zahl von nach oben weisenden Kanälen angeordnet, durch die das erzeugte Gas in den oberen Gassammelkanal oder Vorverbrennungskammer 8 abgeführt wird. Die Zahl dieser Kanäle ist so gewählt, dass das Gas jeweils am Ort der Entstehung nach oben abgeführt werden kann. Größere Gasgeschwindigkeiten über dem Band 2 werden auf diese Weise und durch die Anordnung einer Unterbeheizung 3 und einer Oberbeheizung 4 vermieden, so dass das erzeugte Gas weitgehend staubfrei bleibt. Das Abfall 55 durchläuft nacheinander die beiden Prozessstufen Entgasung 59 und Vergasung 60, wobei die dabei entstandenen Schwelgasmengen von den Anteilen an flüchtigen und an festen Kohlenstoffrückständen abhängen. Bei optimierter Einstellung dieses Prozesses ist die rechts abgezogene Asche 33 praktisch kohlenstofffrei.
  • Das fast staubfreie Schwelgas wird mittels eines Verdichters oder Umwälzgebläses 27 aus dem oberen Sammelkanal oder Vorverbrennungskammer 8 an der Entnahmestelle 15 abgesaugt und über eine außerhalb des Ofens verlegte Leitung als Umwälzung 28 mit Umwälzgebläse 27 dem Unterofen zu einem Gasverteiler 26 zugeführt. Der Gasverteilerrohr 26 im Unterofen sorgt dafür, dass sich das Gas weitgehend gleichmäßig über den gesamten Raum ausbreiten kann. Die Unterbeheizung 3 gibt seine Wärme nicht nur an das Gut ab, sondern erwärmt das Gas zusätzlich, so dass die kondensierbaren Komponenten noch weit über deren Taupunkte hinweg erwärmt werden. Am anderen Ende des Raumes unterhalb des Gutes wird schließlich mittels eines Saugzuggebläses 29 das Gas aus dem Ofen entnommen und zu den jeweils nachgeschalteten Apparaten, wie z. B. einer Nachbrennkammer 16 geführt. Die Anordnung von zwei Gebläsen, nämlich dem Umwälzgebläse 27 und dem Saugzuggebläse 29 am Ofenende ist erforderlich, um den Ofen mit Überdruck betreiben zu können und den Druckunterschied zwischen Oberofen und Unterofen möglichst niedrig zu halten. Außerdem wird das im Oberofen entstehende Gas deshalb durch den Unterofen geführt, um unter dem Gut keinen strömungsfreien Raum entstehen zu lassen. Die mögliche Entstehung von explosiven Gasgemischen, z. B. infolge von Undichtigkeiten im Unterofen, wird dadurch vermieden.
  • Der Bandofen nach 2 ist ähnlich wie der vorherbeschriebene aufgebaut. Zwischen den Umlenkwalzen 1 des Bandes 2 ist über die gesamte Länge eine Unterbeheizung 3 und oberhalb des Bandes 2 eine Oberbeheizung 4 angeordnet. Die Unterbeheizung 3 ist thermisch nach unten und zu beiden Seiten hin isoliert. Die Wärmeübertragung der beiden Beheizungssysteme erfolgt im wesentlichen durch Strahlung und zusätzlich durch freie Konvektion. Die im Ofen erzeugten Gase werden direkt über die Entnahmestelle 15 zu einer Nachbrennkammer 16 geführt. Dies geschieht mit Hilfe eines Gebläses 27. Der Unterofen wird ständig mit Heißdampf gespült, so dass sich an keiner Stelle ein explosives Gemisch bilden kann. Hierzu sind am Ende unterhalb und oberhalb des Bandes 2 Heißdampfeinlässe 10 angeordnet.
  • Beim Bandofen nach 3 bildet die Oberbeheizung 4 zusammen mit Flossen 5 eine Kammerwand 6, die oberhalb des Bandes 2 eine Entgasungskammer 7 von einer darüber angeordneten Vorverbrennungskammer 8 trennt. Die Kammerwand 6 lässt seitlich am Ende des Bandes 2 einen Übergang 9 von der Entgasungskammer 7 zur Vorverbrennungskammer 8 frei. Hierüber erfolgt der Gasstrom von der Entgasungskammer 7 zur Vorverbrennungskammer 8. Zur Beruhigung des Entgasungsvorganges kann die Kammerwand 6 mehr hin zur Vorverbrennungskammer 8 verschoben sein.
  • Die Zufuhr der Primärluft erfolgt über den Einlass 14 oberhalb des Überganges 9 in die Vorverbrennungskammer 8. Die Temperatur in der Vorverbrennkammer 8 wird bei der vorliegenden Konstruktion auf etwa 850 °C eingestellt. Das vorverbrannte Gas wird an der Entnahmestelle 15 mittels eines Gebläses 29 als Heißgas zur Nachbrennkammer 16 unter Zugabe von Luft 34 gefördert.
  • Damit in die Ofenanlage mit dem Abfall 55 keine Luft eintreten kann, ist nach der Feststoffaufgabe 11 eine Sperrgasentnahme 13 angeordnet, über die sowohl eine geringe Menge der Ofengase als auch die mit dem Abfall 55 eingetragene Luft als Sperrgas abgesaugt werden. Eine entsprechende weitere Sperrgasentnahme 13 ist vor der Förderschnecke 17 am Feststoffaustrag 12 angeordnet, um ein Austausch von Gasen zu vermeiden. Auch hier wird der Unterofen ständig mit Heißdampf gespült, so dass sich an keiner Stelle ein explosives Gemisch bilden kann. Hierzu sind am Ende unterhalb und oberhalb des Bandes 2 Heißdampfeinlässe 10 angeordnet.
  • Die einzelnen Verfahrenstufen Trocknen 58, Entgasen 59 und Vergasen 60 erfolgen in den bis jetzt beschriebenen Ofenanlagen innerhalb eines Ofens hintereinander. Wesentlich günstigere Effekte lassen sich z. B. dadurch erreichen, dass jeder einzelne Verfahrensschritt in einem gesonderten Ofen durchgeführt wird. Die konkret benötigten Temperaturen lassen sich so wesentlich genauer einstellen. Die einzelnen Öfen werden hintereinander in Kaskadenform als Treppenkaskade oder als Turmkaskade, so wie in 4 und 5 schematisch dargestellt, angeordnet. Durch die Sperrgasentnahmen 13 werden keine Gase von Ofenanlage zu Ofenanlage weitergegeben. Mittels Förderschnecken 17 erfolgt die Weitergabe der behandelten Abfallstoffe 55 von Ofenanlage zu Ofenanlage.
  • Die Offenanlagen, gekoppelt untereinander z. B. als Treppenkaskade wie in 6 dargestellt, ist zweckmäßig mit weiteren Anlagenteilen verbunden, die teilweise eine Rückkopplung zu den einzelnen Offenanlagen besitzen und zur Energiegewinnung dienen. Wie aus 6 weiterhin zu entnahmen ist, wird der ersten Ofenanlage über die Feststoffaufgabe 11 vorbehandelter Abfallstoff 55 zugeführt. Die für eine Verbrennung vorgesehenen festen Abfallstoffe 55 werden zur Abscheidung von Metallen, Glas und mineralischen Beimengungen in einem Vorprozess aufbereitet, getrocknet und auf eine mittlere Korngröße von z. B. 5 mm bis 10 mm zerkleinert. Die für die einzelnen Verfahrenstufen Trocknen 58, Entgasung 59 und Vergasung 60 notwendigen Ofenanlagen werden alle durch eine indirekte Beheizung 56 beheizt. Die in der ersten Ofenanlage, bzw. in der ersten Kaskade entstehenden Brüden 31 werden unter Zugabe von Luft 34 den nachfolgenden beiden Ofenanlagen bzw. Kaskadenstufen für Beheizungszwecke zur Verfügung gestellt. Den beiden letzten Ofenanlagen werden die Prozessgase 30 abgezogen und unter Zugabe von Luft 34 der Nachbrennkammer 16 zugeführt. In der Nachbrennkammer 16 erfolgt die Nachverbrennung bei etwa 1200 °C. Hierzu kann z. B. ein Drallbrennkammersystem Verwendung finden, um eine möglichst vollständige Vermischung der Reaktionspartner zu erreichen. Nach der Nachbrennkammer 16 kann sich ein Abhitzekessel 21 anschließen, der einmal zur Dampferzeugung genutzt wird und zum anderen die Abgase 35 zu einem Luftvorwärmer 19 weiterleitet. Ein Teil der Abgase 35 kann zur ersten Ofenanlage für den Trockenprozess zurückgeführt werden. Im Luftvorwärmer 19 wird die kalte Luft 34 erwärmt. Diese vorgewärmte Luft 34 wird an den vorher beschriebenen Prozesspunkten eingesetzt. Die Abgase können weiterhin durch einen Filter 20 oder durch eine Gasreinigung 36 durchlaufen. Der im Abhitzekessel 21 erzeugte Dampf wird mittels einer Dampfverbindung 22 zu einer Dampfturbine oder Dampfmotor 23 zur Erzeugung von Strom 37 geleitet und weiterhin kann dieser Dampf zu einem Heißwasserkessel mit Kondensator 24 geleitet werden, der über einen Heißwasservorlauf 38 und einen Heißwasserrücklauf 39 ein Fernwärmesystem 40 mit Heizwärme 41 versorgt. Vom Kondensator 24 wird das Kondensat über eine Kondensatrückleitung 25 wieder dem Abhitzekessel 21 zugeführt.
  • Das Verfahren zur Stufenverbrennung von festen und pastösen Abfallstoffen, insbesondere von kohlenwasserstoffhaltigen Schüttgütern unter Einbeziehung eines oder mehrerer Bandöfen, besteht im wesentlichen in fünf Stufen zur thermischen Behandlung der Abfallstoffe 55. Im einzelnen handelt es sich um folgende Stufen:
    • – die Vortrocknung 58, d.h. das Aufheizen der Abfallstoffe 55 auf etwa 100 °C und Trocknen 58 bis auf eine Restfeuchte von 10 %, bezogen auf die Anfangsfeuchte und das anschließende Vorwärmen auf etwa 300 °C, wobei die entstehenden Brüden 31 keinen Luftsauerstoff enthalten, die Brüden 31 anschließend durch eine indirekte Strahlungsheizung 32 aufgeheizt und folgend zur Beheizung genutzt und teilweise bei der Vergasung 60 als Vergasungsmittel zugegeben und der Überschuss entnommen und kondensiert wird,
    • – die Entgasung 59, d.h. das Aufheizen der Abfallstoffe 55 auf etwa 500 °C, wobei eine indirekte Beheizung erfolgt,
    • – die Vergasung 60, d.h. das Aufheizen der Abfallstoffe 55 auf etwa 850 °C und Vergasen des Restkohlenstoffgehaltes, wobei ebenfalls eine indirekte Beheizung erfolgt und als Vergasungsmittel ein Gas-Luft-Wasserdampf-Gemisch eingesetzt wird,
    • – eine Vorverbrennung 61 der weitgehend staubfreien Primärgase bei etwa 800 °C bis 900 °C und
    • – die verbliebenen Restgase in einer nachgeschalteten Nachbrennkammer 16 einer Nachverbrennung 62 unterzogen und bei etwa 1000 °C bis 1200 °C verbrannt oder in einem Sammelbehälter gesammelt werden.
  • 1
    Umlenkwalzen
    2
    Band
    3
    Unterbeheizung
    4
    Oberbeheizung
    5
    Flossen
    6
    Kammerwand / Decke
    7
    Entgasungskammer
    8
    Vorverbrennungskammer oder Gassammelkanal
    9
    Übergang
    10
    Heißdampfeinlässe
    11
    Feststoffaufgabe
    12
    Feststoffaustrag
    13
    Sperrgasentnahme
    14
    Einlass
    15
    Entnahmestelle
    16
    Nachbrennkammer
    17
    Förderschnecke
    18
    Dampferhitzer
    19
    Luftvorwärmer
    20
    Filter
    21
    Abhitzekessel
    22
    Dampfverbindung
    23
    Dampfturbine oder Dampfmotor
    24
    Kondensator
    25
    Kondensatrückleitung
    26
    Gasverteilerrohr
    27
    Umwälzgebläse
    28
    Umwälzung
    29
    Gebläse
    30
    Prozessgas
    31
    Brüden
    32
    Indirekte Beheizung
    33
    Asche
    34
    Luft
    35
    Abgas
    36
    Gasreinigung
    37
    Strom
    38
    Heißwasservorlauf
    39
    Heißwasserrücklauf
    40
    Fernwärmesystem
    41
    Heizwärme
    42
    Heißdampf
    43
    Zusatzbrennstoff
    44
    Staub
    55
    Abfall, Abfallstoff oder vorbehandelter Rohstoff
    56
    Indirekte Beheizung
    58
    Verfahrensschritt Vortrocknen und Trocknen, gleichzeitig Trockner
    59
    Verfahrensschritt Entgasung, gleichzeitig Entgaser
    60
    Verfahrensschritt Vergasung, gleichzeitig Vergaser
    61
    Verfahrensschritt Vorverbrennung
    62
    Verfahrensschritt Nachverbrennung

Claims (15)

  1. Ofenanlage zur Stufenverbrennung von festen und pastösen Abfallstoffen, insbesondere von kohlenwasserstoffhaltigen Schüttgütern unter Einbeziehung eines Bandofens, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden Umlenkwalzen (1) des Bandes (2) über die gesamte Länge des Bandes (2) eine Unterbeheizung (3) und oberhalb des Bandes (2) eine Oberbeheizung (4) angeordnet ist und somit ein Unter- und ein Oberofen vorliegt, wobei die Oberbeheizung (4) zusammen mit Flossen (5) eine Kammerwand (6) bilden, die oberhalb des Bandes (2) eine Entgasungskammer (7) von einer darüber angeordneten Vorverbrennungskammer (8) trennt und Öffnungen in den Flossen (5) der Oberbeheizung (4) zwischen der Entgasungskammer (7) und der Vorverbrennungskammer (8) besitzt.
  2. Ofenanlage nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Kammerwand (6) zwischen der Entgasungskammer (7) und der Vorverbrennungskammer (8) am Ende des Bandes (2) einen Übergang (9) zwischen der Entgasungskammer (7) und der Vorverbrennungskammer (8) freilässt.
  3. Ofenanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, die Unterbeheizung (3) nach unten und zu den beiden Seiten thermisch isoliert ist
  4. Ofenanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Ende oberhalb und unterhalb des Bandes (2) jeweils Heißdampfeinlässe (10) angeordnet sind.
  5. Ofenanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich oberhalb am Anfang des Bandes (2) ein Heißdampfeinlass (10) angeordnet ist, wobei dieser Heißdampfeinlass (10) am Anfang des Bandes (2) in Richtung der Feststoffaufgabe (11) gerichtet ist.
  6. Ofenanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Anfangsbereich der Feststoffaufgabe (11) und kurz vor dem Ende des Feststoffaustrages (12) Sperrgasentnahmen (13) vorgesehen sind.
  7. Ofenanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb des Überganges (9) von der Entgasungskammer (7) zur Vorverbrennungskammer (8) ein Einlass (14) für ein Luft Primärbrennstoff-Luftgemisch und am Ende der Vorverbrennungskammer (8) eine Entnahmestelle (15) und Weiterleitung der Heißgase zu einer Nachbrennkammer (16) vorgesehen ist.
  8. Ofenanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vom Oberofen von der Entnahmestelle (15) eine Rohrverbindung als eine Umwälzung (28) mit Umwälzgebläse (27) zu einem Gasverteiler (26) im Unterofen und im Unterofen weiterhin eine Gasentnahme des Prozessgases (30) mittels Sauggebläse (29) und eine Weiterleitung zur Nachbrennkammer (16) existiert.
  9. Ofenanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere der vorerwähnten Anlagen miteinander als Treppen- oder Turmkaskade gekoppelt sind, wobei an der ersten Anlage die Feststoffaufgabe (11) und an der letzten Anlage der Feststoffaustrag (12) in Form von Asche (33) realisiert ist, zur Übergabe der zu behandelnden Abfallstoffe (55) von Kaskadenstufe zu Kaskadenstufe Förderschnecken (17) und an den einzelnen Kaskadenstufen Einrichtungen zur Abführung der unterschiedlichen Prozessgase (30) vorgesehen sind.
  10. Ofenanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Nachbrennkammer (16) ein Dampferhitzer (18), ein Luftvorwärmer (19) und ein Filter (20) nachgeschaltet sind und der Dampferhitzer (18) eine Heißdampfverbindung zu den Heißdampfeinlässen (10) besitzt.
  11. Ofenanlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Nachbrennkammer (16) und dem Luftvorwärmer (19) an Stelle des Dampferhitzers (18) ein Abhitzekessel (21) angeordnet ist, der eine Dampfverbindung (22) zu einer Dampfturbine (23) oder Gasmotor (23) und weiterführend eine Verbindung zu einem Kondensator (24) und vom Kondensator (24) eine Kondensatrückleitung (25) zum Abhitzekessel (21) besitzt.
  12. Verfahren zur Stufenverbrennung von festen und pastösen Abfallstoffen, insbesondere von kohlenwasserstoffhaltigen Schüttgütern unter Einbeziehung eines Bandofens, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb eines Bandofens folgende Verfahrensstufen der Abfallstoffbehandlung erfolgen – die Vortrocknung (58), d.h. das Aufheizen der Abfallstoffe (55) auf etwa 100 °C und Trocknen (58) bis auf eine Restfeuchte von 10 %, bezogen auf die Anfangsfeuchte und das anschließende Vorwärmen auf etwa 300 °C, wobei die entstehenden Brüden (31) keinen Luftsauerstoff enthalten, die Brüden (31) anschließend durch indirekte Strahlungsheizung (32) aufgeheizt und folgend zur Beheizung genutzt und teilweise bei der Vergasung (60) als Vergasungsmittel zugegeben und der Überschuss entnommen und kondensiert wird, – die Entgasung (59), d.h. das Aufheizen der Abfallstoffe (55) auf etwa 500 °C, wobei eine indirekte Beheizung erfolgt, – die Vergasung (60), d.h. das Aufheizen der Abfallstoffe (55) auf etwa 850 °C und Vergasen des Restkohlenstoffgehaltes, wobei ebenfalls eine indirekte Beheizung erfolgt und als Vergasungsmittel ein Gas-Luft-Wasserdampf-Gemisch eingesetzt wird, – eine Vorverbrennung (61) der weitgehend staubfreien Primärgase bei etwa 800 °C bis 900 °C und die verbliebenen Restgase in einer nachgeschalteten Nachbrennkammer (16) einer Nachverbrennung (62) unterzogen und bei etwa 1000 °C bis 1200 °C verbrannt oder in einem Sammelbehälter gesammelt werden.
  13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Verfahrensschritte (58, 59 und 60) jeweils in einem gesonderten Bandofen durchgeführt werden, die kaskadenartig in Turm- oder Treppenform miteinander verbunden sind, wobei jeder Ofen gastechnisch für sich zu betrachten ist und keine unkontrollierte Gasübergabe von Kaskade zu Kaskade erfolgt.
  14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass weitere Kaskaden für spezielle Verfahrensschritte beigefügt werden, um z. B. Chlor bei etwa 300 °C zu eliminieren.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein vollständiger Ausbrand der Restgase in der nachgeschalteten Nachbrennkammer (16) erfolgt, wenn Dampf zur Stromerzeugung in einer Dampfturbine (23) erzeugt werden soll.
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