DE1526078A1

DE1526078A1 - Muellverbrennungsanlage

Info

Publication number: DE1526078A1
Application number: DE19661526078
Authority: DE
Inventors: Werner Diez; Knaak Dipl-Ing Dr Ruediger; Bernhard Urban
Original assignee: Koppers Wistra Ofenbau GmbH
Current assignee: Koppers Wistra Ofenbau GmbH
Priority date: 1966-09-28
Filing date: 1966-09-28
Publication date: 1970-02-12

Description

Essen, den 23. September 1966 N 4153/W Vo./Sch.

Koppers-Wistra-Ofenbau Gesellschaft mit beschränkter Haftung, Düsseldorf-Heerdt, Wiesenstrasse 134

Müllverbrennungsanlage

Die Erfindung bezieht sich auf eine Müllverbrennungsanlage mit einem Kessel zur Ausnutzung der Wärme.

Die Konstruktion einer Müllverbrennungsanlage muß berücksichtigen, daß der Müll Icein homogener Brennstoff igt, sondern aus verschiedenen Komponenten mit verschiedenen Verbrennungceigenschaften besteht. Einerseits enthält; der Müll Bestandteile aiit viel Feuchtigkeit, dio zur Verbrennung vorgetrocknet werden .lüsseri, andererseits enthält er Komponenten, die besonders sch./er /erbrennlich sind und daher zum Ausbrand besonders lange Zeit benötigen. Bei den üblichen Müllverbrennungsanlagen? mit mechanisch bewegten Rosten wandert der Müll unter dem Einfluß der lastbewegung und der Rostneigung kontinuierlich vom Rostanfang zum Rostende. Am Eo3tarrfang muß der Müll unter Wärmezufuhr getrocknet v/erden, wobei die leichtverbrennlichen Teile bereits zünden. Auf Rostmitte verbrennt der Hauptteil de3 Mülls, wobei der größte Teil der erzeugten Wärme in Form von heißen Rauchgasen frei wird. Auf dem Rostende befinden sich nur noch daa Unverbrennliche und die besonders schwer verbrennlichen Bestandteile, bei deren Verbrennung nur \^enig Wärme frei wird, und die zum Teil für den vollständigen Ausbrand einer weiteren Wärmezufuhr bedürfen.

~ 2 - BAD OHiGiNAL

909887/0536

Hinzu kommt, daß auf dem Rostende die schwerverbrennlichen Bestandteile nur noch stellenweise und ungleichmäßig verteilt zwischen den Schlacken vorhanden sind. Führt man diesem übriggebliebenen schwerverbrermlichen Bestandteil genügend Luft zum Ausbranfi su, so wird damit zwangsläufig auch eine entsprechende Luftmenge durch die Partien den I-.ostos befördert, auf denen sich nichts Verbrennlichui; rneiu- befindet. Daraus ergibt sich auf dem Rostende ein hoher luLtuberuehu£, der die dortigen Temperaturen herabsetzt.

Aus diesen Umständen ergibt vicii. dis !iotwon-igkeiv, sowohl dem Rostanfang als auch α em Rostende V/ärme zuzuführen: A:.i Rostanfang muß der zunächst viel feuchtigkeit; enthaltene ilüll vorgetrocknet werden; am Restende müssen din besondere och,;^ verbi'ennlichen Mül3.kOi"ponenten zum. vollständigen Aus brand nachgeheizt v/erden. Vortrocknung und liaehhoizung geschoben an wirkungsvollsten und am einfachsten durch die haupl;a£chlich in Rostmitte freiwerdenden heißen Feuergase selbst.

Es ist bekannt, diesen Erfordernissen durch die Ausbiluung der Feuerung zu entsprechen. So werden Anlagen gebaut, bei denen der Abzug der Rauchgase über da.;: Rootanfang lie/jt. Diet;-? arbeiten nach dem Oegenstro^prinsip, da der Müll in der einen Richtung wandert und die lleizgaae xn entgegengesetzter Richtung üb ei- ihn hinv/egstreichen. Hierbei ist die Vortrocknung auf fieis R03 tan fang intensiv, während dis liachheizung auf dem Rostende u_, bleibt oder fehlt.

- *- » 9 0 9 8 8 7/0536 ^BAD ^oni

Welter werden Anlagen gebaut, bei denen der Abzug der Rauchgase über dem Rostende liegt und die mithin nach dem Gleichstromprinaip arbeiten. Hierbei iot die Kachhelsung auf dem Rostende intensiv, während die Vortrocknung des Fri3chmülls unvollkommen bleibt oder fehlt.

Schließlich ist es bekannt, für die Müllverbrennung das yuer- oder Kreuzstromsystem vorzusehen, bei dem der Eintritt in den Strahlungsteil des Kessels etwa oberhalb der Rostmitte liegt. Die Vortrocknung des Frisehmüll3 und die Nachheizung der besonders schwer verbrennlichen Bestandteile auf dein Rostende durch die Strahlung der im Querstrom im wesentlichen von der Rostmittelpartie aufsteigenden Feuergase ist hierbei nur unvollkommen, insbesondere bei einem relativ heizwertschwachen Müll mit vielen feuchten und vielen schwerverbrennlichen Bestandteilen.

Alle 3 Bauarten nach dem Gegeii-, de::. GIa* ch- oder de.x Kiau::- stromprinzip können so ausgeführt werden, ua;3 das Müllbett direkt in den Kessel hineinstrahlt, so dai eine sogenannte gekühlte Brennkammer entsteht. Auch könner. die oberen und seitlichen Begrenzuiigswände des Verbrennungsraunes berohrt sein. Diese gekühlte T-rennkaraner ist bei Küll mit hohem Heizwert nicht ungünstig. Die Feuergase dürfen ja wegen der Verschnutzungsge— fahr der Kessel}.eisflachen die durch den Flugasche-Erweichungspunkt gegebene " e-aperatur beim Eintritt in aeü L'es sä. nicht über-

9 0 9 8 B 7 / 0 5 3 6

schreiten. Diese Temperaturbegrenzung wird ansonsten bei höheren Müllheizwerten durch eine Erhöhung des Luftüberschusses bzw. durch eine entsprechende Rauchgasrückführung ersielt; bei der gekühlten Brennkammer aber auch durch den direkten, rauchgaslosen Strahlungsaustausch zwischen brennendem Müllbett und Kesselrchren. Zwar ist die Wirkung der gekühlten Brennkammer bei Müllverbrennungsanlagen nur relativ goring, da die Feuerbettemperatur bei der ungleichmäßigen Beschaffenheit des Mülls örtlich sehr unterschiedlich ist und die Temperaturen wegen des bei Müll sehr stark schwankenden Schlackenerweichungspunktes auch an den relativ heißen Stellen keinen hohen Wert annehmen dürfen. Da der Strahlungsaustausch mit der 4. Potenz der absoluten Temperatur ansteigt, ist infolge der geringeren Temperatur der direkte Strahlungsaustausch der gekühlten Brennkararaer gegenüber Kohlefeuerungen und ähnlichen bei Müllfeuerungen nur von geringerem Einfluß. Immerhin kann bei hohen Ilüllheizwerten der Luftüberschuß bzw. die Rauehgasrückführungsmenge etwas vermindert v/erden, wodurch auch die Größe des Kessels, de3 Filters, des Saugzuges und Schornsteins bei gleicher maximaler Keoselleiotung etwas vermindert v/erden kann.

V.'eiter ist es bekannt, die in wesentlichen in Mittelteil des liO3tes entstehenden Peuerga3e zura Teil ira Ge^/-'.'-itroin, zum Teil im Gleichstrom absuführen und sie anschließend mit Hilfe besonderer Kanäle vor dem Eintritt in den Strahlungste11 der Kessel·

303887/0536 bau osi

anlage wieder zusammenzuführen. Bei diesem System mit dem sogenannten doppelten Abgasweg wird sowohl eine gute Vortrocknung des Frischinülls durch die Feuergase sowie eine gute üiachheizung der besonders schwer verbrennli chen Komponenten auf dem Rostende erzielt. Zu beachten ist weiter bei Müllverbrennungsanlagen, daß der aufgegebene Müll keineswegs homogen ist, und es daher vorkommt, daß der Müll an einer Stelle außerordentlich leichtverbrennlich und heizwertreich ist, während er in einer anderen Partie schwerverbrennlich und heizwertarm ist. Außerdem ist der Luftdurchtritt duich das Brennstoffbett infolge der wechselnden Müllbeschaffenheit sehr unterschiedlich. Dadurch ist auch die Aauchgaserzeugung örtlich sehr unterschiedlich, wobei sich Strähnen bilden, deren Temperatur weit über dem Durchschnittswert der Peuergase liegt. .Ebenso 3ind Strähnen vorhanden, die einen sehr hohen Luftüberschuß aufweisen, während andere Strähnen Luftmangel und unverbrannte Gase zeigen.

Die Anbackungen und Korrosionen an Überhitzer- und Kesselheizflächen, die bei müllbefeuerten Kesselanlagen in jüngster Zeit beobachtet worden sind, werden mit Recht mit diesen Strähnen von Uberheißen Abgasen sowie mit hachverbrennungen an den Kessel- oder Überhitzerheizflächen in Verbindung gebracht. Diese Schwierigkeiten v/erden erwiesenermaßen beim Syntem mit doppeltem Abgasweg vermieden, wao dadurch erklärt werden kann, daß bei diesem die Feuergase in den Abgaawegen turbulent gemischt werden, wodurch die Nachverbrennungen an dieser ungefährlichen Stelle auftreten und die Strähnenbildung durch Vermischung ausgeglichen wird.

BAD ürwCaJ - 69-09887/0 53 6

Zusammenfassend kann man feststellen, daß das Verbrennungssy3tem mit doppeltem Abgasweg (Kombination von Gegenstrom und Gleichstrom) eine gute Vortrocknung des Frischmülls sowie eine intensive liachheizung der besonders schwer verbrennlichen Bestandteile auf de.vx Eo:3tende sicherstellt sov/ie die gefährlichen Kessalanbackungen und Korrosionen durch Strähnenbildungen verhindert, während die Systeme mit gekühlter Brennkammer bei hohen Ilüllheizwerten gev/isse Vorteile hinsichtlich der 3-röiJe von IZessel, Filter und Cau/vzug bieten.

Z'.'un ist zu beachten, daß der Müll von Jahr zu Jahr heiz.'ertreicher wird. Lei einem α ehr leiclitverbrennlichen und heizv/ertreichen Müll treten die Probleme der guten Voi-trocknung und iischheisunij des Mülls gegenüber ener guten './ärmeausnutziu.g zurück. 7Js ist auch ni'uit undenkbar, daß der Müll bei sich verändernden Lebensgewohnheitan weniger unterschiedlich wird, so daß die Verbrennung im Brennstoffbett gleichmäßiger und damit die gefährliche Strähnenbildung vermieden wird.

Die bisher bekannten Verbrennungssysteme haben der, !.'achteil, daß entweder das Prinzip des doppelten Abgasweges oder das der gekühlten Brennkammer verwirklicht ist. Bei Beibe:= iltung der Vorteile des doppelten Abgasweges ist es also bei ien bekannten Bauarten nicht möglich, die Anlage auf eine*. Betrieb mit gekühlter Brennkammer umzustellen: sobald dies vorteilhaft .,are, d.h. sobald der Müll durchweg recht heizwertreich und vor allem in Beschaffenheit homogen geworden ist.

- 7 - BAD URI

909887/0536

Zur Vermeidung dieses Kachteils wird eine MUllverbrennuiigß- · anlage mit mechanischen Rosten vorgeschlagen, mit oberhalb der RoDtanlage liegendem Eintritt in den Strahlungsteil des Kessels, die dadurch gekennzeichnet ict, daß innerhalb der Rostanlage eine Feuerbrücke angeordnet ist, die vom Verbrennungsraum Kw«·'. Rauchgaswege zum Kesseleintritt hin abteilt, von denen einer oberhalb des Rostanfanges bzw. des Brennstoffzuteilers beginnt, der andere oberhalb des Rostendes bzw. Schlackenßchachtes anfängt, und wobei der Verbrennungsraum so gestaltet ist, daß die Wärmestrahlung des brennenden Feuerbettes auf die Kesselheir.flachen durch die im Verbrennungsraum angeordnete Feuerbrücke behindert oder verhindert wird.

Eine derartige Anlage bietet den Vorteil, daß sie bei den heut" vorkommenden MüllEusaiamensetzungen mit doppeltem Abgasweg betrieben werden kann, während beim Vorliegen eines durchweg sehr hcisv.'ertreichen \:nd vor allen homogenen !!UlIr die bei3pielrv;oi. c als Gewölbe aui foucrfestem Material ausgeführte Peucrbrückc er.tfernt werden karr:, wodurch eine Anlage nit gekühlter Brermkauimer entsteht.

In weiterer Ausbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß der Verbrennuiifc,srau:u der erfindungsgemäßen Anlage so gestaltet ist, daß nach "ntfen:en der Feuerbrücke ein Brennraum entsteht, in dem sich YMIl und Rauchgase im wesentlichen im Gegenstrom, oder a^r iiu ultichstrom oder aber im Kreusstrom zueinander bewegen. Mit diesen Gestaltungsmögliclikeiten der Brennkanuc-r kann die Anlage den ^cweili^pn maßgeblichen Verhältnissen angepaßt werden.

Bau _ -.:. _909887/0536

Die Pig. 1 und 2 zeigen zwei Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Müllverbrennungsanlage, wobei gleiche Teile mit gleichen Bezugszahlen versehen sind.

Es werden Müllverbrennungsanlagen im Prinzip dargestellt mit Müllzuführungsechaclit 1, beliebig aufgebauter Rostanlage 2, oberhalb der Rostanlage liegendem Strahlungskessel 3, Feuerbrücke 4, mit über dem Rostanfang liegendem Rauchgaskanal 5 und über dem Rostende liegendem Rauchgaskanal 6. 7 bezeichnet einen Drosselschieber, mit dem in eindeutiger Y/eiae das Verhältnis der beiden Rauchgasströme eingestellt werden kann.

Zur weiteren Intensivierung der Wirkung als gekühlte Brennkammer wird weiter vorgeschlagen, auch die Decken 8 und 9 mit Rohren zu versehen, die am Kessel angeschlossen sein können. In der gleichen Weise können auch die Seitenwände oberhalb der Roatanlage berohrt werden. Diese berohrten Flächen können auch mit feuerfestem Material verkleidet und ißoliert werden. Sie können au :h erst dann freigelegt werden, wenn die Müllheizwerte dauernd auf solche Werte angestiegen sind, daß der Betrieb mit einer derart gekühlten Brennkammer zweckmäßig 1st.

In weiterer Ausbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Feuerbrücke oder Teile derselben beweglich ausgeführt sind, so daß durch Verschieben oder Schwenken der Feuerbrücke der eine Kanal '-verengt oder erweitert v/ird, wobei der andere dabei auch gegensinnig erweitert oder verengt werden kann. Durch dieses Verschieben

bad

909887/0 5 36

•oder Schwenken der Feuerbrücke kann die Verteilung der Rauchgasmengen auf die Kanäle den jeweiligen Erfordernissen angepaßt werden.

Ir. weiterer Ausbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Feuerbrücke oder Teile derselben beweglich ausgeführt sind und aus dem Feuerraum heraus verfahren werden können. Bei dieser Ausführung ist es möglich, die Anlage kurzfristig vom Yerbrennungssystem mit doppeltem Abgasweg auf einen Verbrennungsraum mit stark gekühlter Brennkammer umzustellen und umgekehrt.

Dasselbe kann auch dadurch erreicht werden, daß die Feuerbrücke oder Teile derselben so gegen die Begrenzungswände des Ofenraumes geschwenkt oder geklappt werden können, daß die Wirkung der Feuerbrücke aufgehoben wird.

Schließlich wird noch vorgeschlagen, einen Teil der Feuerbrücke derart verschieblich zu gestalten, daß dieser über den feststehenden Teil der Feuerbrücke gefahren werden kann. Dadurch wird die Wirkung der Feuerbrücke vermindert und die Kühlung der Brennkammer verstärkt.

- 10 909887/0536

Claims

- ίο -

EsBen, den 23. September 1966 IT 4153/W Vo. /Sch.

Pat entansprtiehe

Müllverbrennungsanlage mit aechanischeu Rosten, lait oberhalb der Eostanlage liegenden Eintritt in derx Strahlungsteil dee Kessels, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Verbrennungsrauiaes oberhalb der Eostanlage eine Feuerbrücke angeordnet ist, die von Verbrennungsraum av/ei Rauchgaskanale zur. Kesneleir:- tritt hin abteilt, von denen einer oberhalb des Eoatanfanges bzw. des Brennstoffzuteilers beginnt und der andere oberhalb des Eostendee bsw, SehlackenschaoLtes anfängt, wobei der Verbrennungsraum so gestaltet ist, daß die Wärmestrahlung des brennenden Feuerbettes auf die Kesselheizflächen durch die im Verbrermungsrauaii angeordnete Feuerbrücke behindert oder verhindert wird.
2.) Müllverbrennungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach Entfernen der Feuerbrücke ein Brennraum entsteht, in dem sich Eaucngase und Müll im wesentlichen iia Gegenstrom zueinander bewegen.
3.) Müllverbrennungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach Entfernen der Feuerbrücke ein Brennraum entsteht, in dem sich Rauchgase und Müll im wesentlichen im Gleichstrom zueinander bewegen.

909887/1)536
4.) Müllverbrennungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn- » zeichnet, daß nach Entfernen der Peuerbrücke ein Brennraum entsteht, in dein sich Rauchgase und Hüll im wesentlichen im Kreuzstrom zueinander bewegen.
5.) Müllverbrennungsanlage nach den vorhergehenden Ansprüchen, '

dadurch gekennzeichnet, daß auch die Doukenpartieu und die j

Seitonwände des Verbrennungsräumen ganz oder teilweise mit ι Rohren versehen sind, die auch mit feuerfestca Material ver-

i kleidet oder isoliert sein können.
6.) Müllverbrennungsanlage nach den voi-her^ehende*: Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die .Feuerbrücke- euer !Teile derselben ^eWe₁Jlich ausgeführt sind, so da.? durch. Verschieben ,oder Schwenken der Feuerbrücke der ein-? Rauchgaskanal ver- ; engt oder erweitert wird, wob-ri der andere dabei auch gegensinnic erweitert oder vereng werden kann, wt-iarch die Ver- I

teilung der Rauchgaszügen auf die beiden r.auciigs.?kanäle den Erforderen 3 j en angepaßt werden l:ann.
7.) Hüllverbrennunssanlage nach den vorhergellenden Ansprüchen, dadurch gek^nnseiclinet, dai3 die Pcuerbrücke oder Teil«? derselben beweglich ausgeführt sind und aus dem Feuerraum hinaus verfahren werden können.

- 12 - ■

BAD

909887/0536

3.) Müllverbrennungsanlage nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Feuerbrücke oder Teile derselben so gegen die Begrenzungswände des Ofenraumes geschwenkt werden können, daß die l'irkung der Feuerbrücke aufgehoben wird.

3.) Müllverbrennungsanlage nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der .Feuerbrücke so verschiebbar ausgeführt ist, daß er über d,en feststehenden Teil der Feuerbrücke gefahren werden kann.

Leerseite