DE2339836A1

DE2339836A1 - Muellverbrennungsvorrichtung

Info

Publication number: DE2339836A1
Application number: DE19732339836
Authority: DE
Inventors: Syed Aejas Ali; Robert Loren Shields
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1972-08-09
Filing date: 1973-08-07
Publication date: 1974-02-21
Also published as: GB1432183A; US3771469A; JPS4987153A

Description

Dr. Horst Schüler

Patentanwalt

6 Frankfurt/Main 1
Niddastr. 52

6. August 1973 Vo/Cs

2459-41D-1326

GENERAL ELECTRIC COMPANY

1 River Road
Schenectady, N.Y., U.S.A.

Müllverbrennungsvorrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf Müllverbrennungsvorrichtungen und insbesondere auf städtische und industrielle Müllverbrennungsvorrichtungen zum Verbrennen von Abfallmaterial bzw. Müll.

Bekannte städtische und industrielle Müllverbrennungsvorrichtungen enthalten üblicherweise eine oder mehrere Verbrennungskammern, die Trockenroste mit einem Abzug aufweisen, um die gasförmigen Verbrennungsprodukte des Abfallmaterials in der Kammer zur Atmosphäre auszustossen. In Abhängigkeit von dem Wirkungsgrad einer bestimmten Müllverbrennungsvorrichtung werden unterschiedliche Mengen von schädlichen Gasen und Asche durch den Abzug in die Atmosphäre abgeleitet. Die vorgenannten älteren Müllverbrennungsvorrichtungen waren im allgemeinen nicht in der Lage,

eine wirksame Verbrennung von Abfallmaterial herbeizuführen, mit der Konsequenz, daß die aus der unvollständigen Verbrennung resultierenden Produkte aus großen Mengen von schädlichen Gasen und Asche bestehen, die in Form von dichtem beissendem Rauch und niedergehender Asche in die umgebende Atmosphäre ausgestossen werden.

In dem Bestreben, den Bestimmungen für die Luftverschmutzung zu genügen, sind in letzter Zeit Müllverbrennungsvorrichtungen geschaffen worden, um die gasförmigen Verbrennungsprodukte vor ihrem Ausstoß in die Atmosphäre zu reinigen. Eine derartige Abgasreinigungseinrichtung ist gewöhnlich eine kostspielige und umfangreiche Konstruktion und hat in einigen Fällen nicht funktioniert, um die Abgase ausreichend zu reinigen, damit sie den Bestimmungen genügen. Eine bekannte Abgasreinigungseinrichtung enthält Mittel, um die gasförmigen Verbrennungsprodukte durch Wassersprühnebel hindurchzuleiten, so daß die verteilte Asche und andere Feststoffteilchen in dem Wasser mitgerissen werden, das dann gesammelt und zu einem geeigneten Klärsystem geleitet wird. Diese Art einer Abgasreinigungseinrichtung ist teuer und kompliziert und trägt nicht nur zu dem sehr teuren und massigen Aufbau von bekannten Müllverbrennungsvorrichtungen, sondern auch zur Wasserverschmutzung bei. Ferner haben die sehr hohen Temperaturen innerhalb der Kammer, die zur Herbeiführung einer guten Verbrennung erforderlich sind, sehr heiße Abgase zur Folge, die zu einem uneffektiven Betrieb der Abgasreinigungseinrichtung führen können und eine unerwünschte Verschmutzung der umgebenden Atmosphäre zur Folge haben. Die Schaffung einer Abgasreinigungseinrichtung stellt somit eine Begrenzung für die Temperatur innerhalb der Verbrennungskammer dar, die zu der schlechten Verbrennung beiträgt, die bei gewissen bekannten Konstruktionen verwirklicht wird. Weiterhin begünstigen einige Einrichtungen die Schlackenbildung, so daß die Bildung von Schlacke den Wirkungsgrad der Verbrennung der bekannten Vorrich-

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tung nachteilig beeinflußt und Reinigungsprobleme für die Kammer hervorruft.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird eine Müllverbrennungsvorrichtung geschaffen, die eine Verbrennungskammer mit im Abstand angeordneten Endwänden und einer Seitenwand aufweist, deren mittlere Längswand sich zwischen den Endwänden erstreckt. Die Kammer weist vorzugsweise eine im allgemeinen zylin· derförmige Konfiguration auf und ist in ihrer Betriebsstellung derart angeordnet, daß die mittlere Längsachse horizontal oder im wesentlichen horizontal verläuft. Es sind EinlaSmittel zum Einführen von Abfallmaterial und primärer Verbrennungsluft in die Kammer, um eine Vortex- bzw. Wirbelbewegung des Abfallmaterials in Richtung auf die eine Endwand auszubilden, und Austrittsmittel für das Abgas vorgesehen, um die gasförmigen Verbrennungsprodukte aus der Kammer herauszutreiben.

Weiterhin ist eine Vorrichtung vorgesehen, um die Verbrennungskammer vor dem Einführen des Abfallmaterials vorzuerhitzen und/ oder, falls anschließend erforderlich, das Abfallmaterial während seiner Wirbelbewegung durch die Kammer zu entzünden, wobei diese Vorrichtung einen oder mehrere in die Kammer feuernde Brenner mit einer Brennerdüse umfaßt, die sich im wesentlichen durch die Kammerwand erstreckt und derart angeordnet ist, daß der Flammenstrahl des Brenners im wesentlichen tangential zur Kammerseitenwand gerichtet ist. Die Anordnung der Brennerdüse, um diesen tangential gerichteten Flammenstrahl zu erzielen, erfordert, da diese sich im wesentlichen durch die ringförmige Kammerseitenwand hindurch erstreckt, ein relativ langes Brennerdüsenrohr, um den Innenraum der Kammer zu erreichen. Das lange Rohr für eine derartige Düse ist empfindlicher gegenüber Überhitzung, die Verformungen und Abnutzungen in dieser Struktur hervorruft. Die Brennerdüse gemäß der vorliegenden Erfindung ist mit einer Umhüllung versehen, die mit Abstand ringförmig um die Brennerdüse herum angeordnet ist und einen Zwischenraum bil-

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det, der die Düse für den Durchtritt von Kühlgas über die Oberfläche der Düse umgibt, und sie kann ferner mit Mitteln versehen sein, um die Strömungsbahn des Kühlgases vorzugsweise in eine Wirbelbewegung zu versetzen. Das erfindungsgemäße Kühlgassystem verhindert eine Überhitzung und vermeidet infolgedessen eine Verformung und/oder Abnutzung der Düseneinheit.

Die Erfindung wird nun mit weiteren Merkmalen und Vorteilen anhand der folgenden Beschreibung und der Zeichnung eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht der Müllverbrennungseinrichtung.

Fig. 2 ist eine Schnittansicht nach einem Schnitt entlang der Linie 2 - 2 in Fig. 1.

Fig. 3 ist eine Schnittansicht nach einem Schnitt entlang der Linie 3 - 3 in Fig. 2.

Fig. 4 ist eine Schnittansicht von einem Schnitt entlang der Linie 3 - 3 in Fig. 2.

Fig. 5 ist eine Teilschnittansicht nach einem Schnitt entlang der Linie 2-2 in Fig. 1 und ist im vergrößerten Maßstab gezeichnet, um gewisse Einzelheiten der Erfindung darzustellen.

In den Fig. 1 und 2 ist eine die Erfindung verkörpernde Müllverbrennungseinrichtung gezeigt, die allgemein einen Einlaß zum Einführen von Abfallmaterial und Primärluft in die Verbrennungskammer zur Herstellung einer Wirbelbewegung des Abfallmaterials, Mittel zum Entzünden des Abfallmaterials während seiner Wirbelbewegung und Austrittsmittel umfaßt, um gasförmige Verbrennungs-

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produkte abzuleiten. Vorzugseise umfaßt die Müllverbrennungseinrichtung auch Mittel zum Zusetzen von Sekundär__luf t in die Verbrennungskammer und Ausstoßmittel zum Ausstossen nicht-brennbaren Materials aus der Verbrennungskammer, die mit einem Trenner zum Trennen der Gase und festen Materialien versehen ist, die durch die Ausstoßraittel ausgestossen werden. Derartige Einrichtungen sind in den deutschen Patentanmeldungen P 22 31 001.6, P 23 01 983.2, P 23 01 986.5 sowie den US-Patentschriften 3 577 bzw. 3 658 017 vorgeschlagen bzw. beschrieben.

Die Müllverbrennungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist besonders geeignet zum Verarbeiten von festem industriellem und städtischem Abfallmaterial, wie beispielsweise Papier, Erdnußhüllen, Pappkartons, Holzwolle, Müll, Baumbewachsung, Flaschen, Dosen und brennbare Reinigungsmittel. Die Müllverbrennungseinrichtung ist jedoch auch in der Lage, flüssiges Abfallmaterial zu verarbeiten, wie z.B. Öle, Farbschlämme und Tankverkleidungsreste.

Feste Stoffe sollten zerkleinert werden, indem sie in einer geeigneten Zerkleinerungseinheit zu Stücken zerhackt oder geshreddert werden, die klein genug sind, um in effektiver Weise zur Verbrennungskammer geleitet und in dieser verbrannt zu werden. Wenn das zu verarbeitende Abfallmaterial bereits eine akzeptable Größe besitzt, wie z.B. Sägemehl, ist die Zerkleinerung nicht erforderlich.

Die Verbrennungskammer 10 der Verbrennungseinrichtung kann irgend eine geeignete Konfiguration haben und ist vorzugsweise zylinderförmig, indem sie ein Paar im Abstand angeordnete Endwände 12 und 14 aufweist, die durch eine ringförmige Seitenwand 14 miteinander verbunden sind. Die Kammer 10 ist in ihrer Betriebsstellung vorzugsweise so angeordnet, daß ihre mittlere Längsachse, die zwischen den Endwänden 12 und 14 verläuft, hori-

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zontal oder im wesentlichen horizontal ist, wie es in Fig. 1 gezeigt ist. In dem dargestellten speziellen Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die ringförmige Seitenwand 16 der Kammer ein äußeres Gehäuse 18 (s. Fig. 2) auf, das aus einem geeigneten Material, wie beispielsweise Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt, gebildet und mit einem feuerfesten Material 20 ausgekleidet ist, wie beispielsweise einer oder mehreren Schichten aus Schamottestein. Die Endwände 12 und 14 der Kammer 10 können in ähnlicher Weise mit einem feuerfesten Material wie beispielsweise Schamottestein ausgekleidet sein.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel tritt die Einlaßleitung 22 für das Abfallmaterial in die Verbrennungskammer 10 tangential zur ringförmigen Seitenwand 16 an einer Stelle ein, die sich vorzugsweise nahe der Oberseite der Kammer 10 und neben der Endwand 12 befindet.

Eine kontinuierliche Zuführung einer Mischung aus Abfallmaterial und Luft unter Druck in die Verbrennungskammer 10 aus der Einlassleitung 22 tangential zur ringförmigen Seitenwand 16 der Kammer bildet eine Vortex- bzw. Wirbelbewegung des Abfallmaterials,

das sich von der Nähe der Endwand 12 in Richtung auf die Endsinn;

wand 14 in einer im Uhrzeiger/Berichteten Wirbelrichtung fortbewegt, wenn die Relationen von der Endwand 12 in Fig. 1 aus betrachtet werden. Selbstverständlich kann die Einlaßleitung 22 auch so angeordnet sein, daß sie an der oberen rechten Seite der Verbrennungskammer 10 eintritt anstelle der oberen linken Seite. In diesem Falle würde die Richtung des Wirbels von der dargestellten, in Uhrzeigerrichtung erfolgenden Wirbelbewegung umgekehrt werden in eine im.Gegenuhrzeigersinn gerichtete Wirbelbewegung.

Um gasförmige_Verbrennungsprodukte aus der Verbrennungskammer 10 in die Atmosphäre auszustossen, ist ein Abzugskanal 24 vorgesehen, dessen offenes Ende im Bereich der Endwand 14 und im wesentlichen

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konzentrisch zur mittleren Längsachse der Verbrennungskammer 10 in diese mündet, um die Verbrennungskammer mit einem Abgasschacht 26 zu verbinden, der sich zur Atmosphäre öffnet.

Wie bereits erwähnt wurde, ist es vorteilhaft, daß die Verbrennungskammer ferner sowohl mit Auslaßmitteln, um nicht-brennbare Materialien während des Verbrennungsvorganges aus der Verbrennungskammer 10 auszustossen, als auch Mittel aufweist, um gesteuerte Mengen von eine hohe Geschwindigkeit aufweisender Sekundärluft während des Brennvorganges in die Verbrennungskammer 10 einzuführen, um die Verbrennung des Abfallmaterials' zu verbessern und die Energie seiner Wirbelströmung in einer vorbestimmten und gesteuerten Weise über die gesamte Länge der Verbrennungskammer hinweg aufrechtzuerhalten. Diese und andere bevorzugten Merkmale sind in ihren Einzelheiten alle in den vorgenannten deutschen Patentanmeldungen bzw. US-Patentschriften vorgeschlagen bzw. beschrieben.

Um das in die Verbrennungskammer 10 eintretende Abfallmaterial zu entzünden, ist ein strömende Brennstoffe verarbeitender Brenner 28, wie beispielsweise ein mit Gas oder Öl betriebener Brenner, nahe der Endwand 12 der Verbrennungskammer 10 angeordnet und so gerichtet, daß er den Flammenstrahl in die Verbrennungskammer tangential zu deren ringförmiger Seitenwand 16 und direkt in die Bahn von Abfallmaterial und Luft feuert, die durch den Einlad 22 in die Kammer eintreten. Der Brenner 28 kann jede geeignete Gestalt aufweisen und umfaßt eine Brennstoffversorgungsleitung 30 von einer nicht-gezeigten Quelle ^ind eine Quelle für die Verbrennung unterstützenden Sauerstoff, wie beispielsweise eine Luftzufuhrleitung 32, die von irgend einer zweckmäßigen Einrichtung, wie beispielsweise Luftversorgungsgebläsen, die vorzugsweise zur Müllverbrennungseinrichtung gehören, um primäre oder sekundär-e .Luft für das System zu liefern, oder unabhängigen Mitteingespeist werden kann. Der Brenner 28 ist mit einem langge-

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streckten Düsenabschnitt 34 versehen, um den Flammen strahl zu richten und ihn durch die Brennkammerwand und in die Kammer zu führen.

Der Brenner 28 kann eine kommerziell verfügbare Einheit wie ein MAXON-Brenner sein, beispielsweise vom Typ EB-3, EB-4 oder EB-5, was von der Größe und der gewünschten Kapazität abhängt.

Zusätzlich dazu, daß die Zündeinrichtung des Brenners derart angeordnet ist, daß dieser den Flammenstrahl im wesentlichen tangential zur ringförmigen inneren Seitenwand der Verbrennungskammer richtet, ist es vorteilhaft, daß der Brenner 28 so angeordnet ist, daß die Düse 34 den Flammenstrahl so richtet, um im allgemeinen nach unten und tangential zur inneren Seitenwand zu feuern, wie es im wesentlichen in Fig. 2 gezeigt ist. Es ist ferner wünschenswert, daß der bevorzugte, im wesentlichen vertikal gerichtete Brenner in einem Bereich im direkten Verlauf des Abfallmaterials und der Luft angeordnet ist, die aus der Einlaßspeiseleitung austreten. Eine optimale Anordnung besteht darin, daß die Brennereinheit im allgemeinen nach unten in die gleiche transversale Ebene der zylindrischen Verbrennungskammer feuert wie die Einlaßleitung 22, und daß sie auch in einer versetzten Relation zur vertikalen Achse der Kammer und etwa in dem gleichen Quadranten der ringförmigen Seitenwand der zylindrischen Verbrennungskammer angeordnet ist wie die Einlaßleitung 22. Diese Anordnung ist im großen und ganzen in Fig. 2 dargestellt.

Erfindungsgemäß ist die Brennerdüse 34, die den Flammenstrahl durch die Wand 16 der Verbrennungskammer führt und umgibt und notwendigerweise auf Grund ihres Eintrittswinkels eine größere Länge aufweist, mit einer Umhüllung versehen, die mit Abstand ringförmig um die Düse herum angeordnet ist und eine äußere Hülse oder Leitung 36 mit einem Durchmesser bilden kann, der größer als der Durchmesser der Brennerdüse 34 ist, im wesentlichen kon-

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zentrisch um die Brennerdüse 34 herum angeordnet ist und einen Zwischenraum 38 um die Brennerdüse herum bildet, um für einen Durchlaß von Kühlgas über die äußere Oberfläche der Brennerdüse 34 zu sorgen. Die Hülse 36 verläuft von dem Bereich der Innenwandfläche, durch die Kammerwand hindurch und bis zu einem Bereich, der außerhalb der Kammer liegt und über den hinaus eine Kühlung nicht erforderlich ist.

Vorzugsweise wird das Kühlgas, das Umgebungsluft oder irgend ein Strömungsmittel mit wirksamen Kühltemperaturen umfassen kann, in die Umhüllung und den dadurch gebildeten umgebenden Raum 38 durch eine ringförmige Vorkammer 40, die die Brennerdüse 34 umgibt, in dem vorgenannten Bereich hinter demjenigen Abschnitt eingeführt, der nicht gekühlt zu. werden braucht, um die Bemes-^ sung und/oder den Strömungsverlauf des in den Raum 38 eingeführten Kühlgases für eine gleichförmigere Verteilung zu steuern und/oder die Richtung des Kühlgasstromes über die Oberfläche der Brennerdüse zu bestimmen und dadurch maximale Kühlwirkungen und desgleichen eine maximale Flexibilität zu erzielen. Das Kühlgas wird von der verteilenden Ringkammer 40 in die Umhüllung und den umgebenden Raum 38 durch einen ringförmigen Schlitz oder eine Öffnung 42 in der Unterseite der Kammer 40, wie es in Fig. 4 gezeigt ist, oder durch zahlreiche kleinere Schlitze oder Öffnungen 42*.eingeführt, wie es in Fig. 3 gezeigt ist.

Ein stark bevorzugtes Ausführungsbeispiel für umfassendere und optimale Kühlwirkungen für viele Brenner- und Brennkammerkonstruktionen und Betriebsarten umfaßt eine oder mehrere Vorrichtungen, um dem Kühlgas für dessen Strom durch den umgebenden Raum 38 zwischen der Düse 34 und der umgebenden Hülse 36 eine Wirbel- oder Schraubenbewegung und Strömungsbahn und somit einen verlängerten und gleichförmigen Strömungsverlauf über praktisch den gesamten Oberflächenbereich der Brennerdüse 34 zu erteilen.

Diese vorteilhafte Wirbelbewegung im Strom des Kühlgases kann durch irgendeine oder eine Kombination mehrerer Vorrichtungen hervorgerufen werden. Beispielsweise kann, wie es in Fig. 4 gezeigt ist, die Leitung 44, die Umgebungsluft oder ein anderes Kühlgas unter Druck von einer zur Verfügung stehenden Quelle, wie beispielsweise einem Kompressor, zuführt, derart angeordnet sein, daß sie in tangentialer Richtung oder an einer versetzten Stelle auf die ringförmige Speicher- oder Vorkammer 40 trifft, so daß das Gas in einer Strömungsrxchtung tangential zur Außenwand der Ringkammer in diese eintritt, wodurch dem eintretenden Kühlgas eine Wirbelbahn und -bewegung erteilt wird, die beibehalten wird, wenn das Kühlgas durch den ringförmigen Schlitz 42 nach unten in die Umhüllung und den umgebenden Raum 38 strömt, und fortgesetzt wird, wenn das Kühlgas über die Oberfläche der Brennerdüse strömt.

Eine andere Vorrichtung zur Erzeugung der Wirbelbewegung oder Strömungsbahn des Kühlgases für dessen Strom durch den umgebenden Raum 38 über die Brennerdüse 34 wird durch zahlreiche das Strömungsmittel lenkende oder führende Schaufeln oder Leitbleche in dem Zwischenraum 38 gebildet, wie es in Fig. 5 gezeigt ist. Die Anordnung und/oder Ausrichtung der Leitbleche 46 erteilt oder verstärkt eine Wirbelbewegung für das Kühlgas, wenn dieses durch den Zwischenraum 38 strömt. Der Kühleffekt des Kühlgases kann ferner dadurch verstärkt werden, daß die das Strömungsmittel lenkenden Schaufeln oder Leitbleche 46 auf der Brennerdüse 34 angeordnet und auf dieser befestigt werden, wie es in Fig. 5 gezeigt ist, wodurch diese zusätzlich als Kühlrippen wirken können, indem sie Wärme von der heißen Brennerdüse ableiten und einen vergrößerten Oberflächenbereich für einen Kontakt mit dem Kühlgas bilden, um für eine Abführung und/oder einen Austausch von Wärme mit dem darüber hinwegströmenden Kühlgas zu sorgen. Beispielsweise kann ein Teil der gesamten Länge der Brennerdüse 34 mit Kühl-

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schaufeln und/oder Leitblechen 46 überdeckt sein, wie es in Fig. 5 gezeigt ist.

Der beschriebene verbesserte Aufbau einer erfindungsgemäßen Müllverbrennungseinrichtung überwindet das Problem der Überhitzung der Brennerdüse und der dar?us resultierenden Verformung oder Abnutzung der Brennerdüse, wodurch ein Betrieb der Müllverbrennungseinr-ichtung bei höheren Temperaturen gestattet wird, die einen optimalen Wirkungsgrad, ohne daß eine Beschädigung oder eine beschleunigte Verschlechterung der Einrichtung auftritt, und auch eine verlängerte Wartungszeit mit einer minimalen Betriebsausfallzeit für Reparaturen oder Ersatz erbringen.

Unter gewissen Betriebsbedingungen, bei denen eine Mischung von zerkleinertem Abfallmaterial und Primärluft kontinuierlich in die Verbrennungskammer eingeführt wird, die aber in gewisser Weise von der'Art und dem Feuchtigkeitsgehalt des Abfallmaterials abhängen, kann der Brenner nach Erhitzen der Brennkammer auf eine effektive Entzündungs- und Brenntemperatur abgeschaltet werden, woraufhin das kontinuierlich eingeführte Abfallmaterial und die Luft anschließend die Verbrennung aufrechterhalten. Geeignete Betriebstemperaturen zum Verarbeiten yon üblichem städtischem Abfallmaterial in der Verbrennungskammer liegen typischerweise zwischen etwa 650 und 1200°C (1200 und 22OO°F). Somit würde ein typisches Betriebsverfahren darin bestehen, die Zündbrenner 28 alleine für einen ausreichenden Zeitraum zu feuern, um die Brennkammer auf ihre beabsichtigte Betriebstemperatur von beispielsweise etwa 870°C (1600°F) vorzuerhitzen, woraufhin die Zufuhr von zerkleinertem Abfallmaterial und Druckluft in die Verbrennungskammer begonnen und deren Verbrennung durch die hohe Temperatur der Kammer angeregt wird. Anschließend kann sich die Verbrennung des Abfallmaterials und der Luft selbst unterhalten, ohne daß ein zusätzlicher Anstoß in Form einer getrennten Brennstoff quelle oder einer Flamme erforderlich ist, was jedoch wie-

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derum von der Art oder dem Wärmegehalt des Abfall-"Brennstoffes" und dessen Feuchtigkeitsgehalt abhängig ist. Falls oder wann immer es jedoch notwendig ist, die Verbrennung aufgrund der Art des · Abfallmaterials oder aus welchem Grunde auch immer aufrechtzuerhalten oder zu regeln, kann der Brenner einfach kontinuierlich betrieben, um die Verbrennung aufrechtzuerhalten, oder intermittierend reaktiviert werden, um den Müllverbrennungsvorgang auf effektive Verbrennungstemperaturen zurückzubringen. In einigen Fällen, beispielsweise beim Verbrennen von Abwasserschlamm, der normalerweise einen relativ hohen Feuchtigkeitsgehalt aufweist, kann es ratsam oder sogar notwendig sein, den Entzündungsbrenner kontinuierlich zu feuern. Auch die Kühlgasanordnung kann betätigt werden, um die Brennerstruktur zu kühlen, unabhängig davon, ob der Brenner in Betrieb ist oder nicht. Somit ist die Kühlgasanordnung geeignet, den Brenner auch dann vor einer Beschädigung zu schützen, wenn sich die Verbrennung von Abfallmaterial und Luft selbst unterhalt.

Mittels der vorliegenden Erfindung wird eine sehr effektive Müllverbrennungseinrichtung geschaffen, die sich durch den Ausstoß von Gasen in die Atmosphäre auszeichnet, die von Feststoffteilchen im wesentlichen frei sind, um auf diese Weise die Luft- und Wasserverschmutzung auf ein Minimum zu reduzieren. Zusätzlich wird das brennbare Material während des Brennprozesses durch die Wirkung des Wirbels aus der Brennkammer herausgeleitet, um auf diese Weise die kostspielige und komplexe Materialhandhabungseinrichtung zu vermeiden, um solche Materialien aus der Brennkammer herauszutransportieren. Weiterhin wird die Aufstellung einer teuren und komplexen Abgasreinigungseinrichtung durch die Erfindung vermieden, die einen Betrieb der Müllverbrennungseinrichtung bei Temperaturen gestattet, die höher als diejenigen sind, die bei Verwendung einer Abgasreinigungseinrichtung zulässig wären. Darüber hinaus bewirkt die erfindungsgemäSe Müllverbrennungseinrichtung eine im wesentlichen vollständige Verbrennung von brennbarem Abfallmaterial,

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die eine extrem hohe prozentuale Reduktion des ursprünglichen Volumens des Abfallmaterials zur Folge hat.

Ein typischer Aufbau der Müllverbrennungseinrichtung nach der vorliegenden Erfindung umfaßt eine Brennkammer mit einer Innenlänge von etwa 245 cm (8 Fuß) und einen Innendurchmesser von 140 cm ( 4 1/2 Fuß). Eine Müllverbrennungsexnrichtung mit einem derartigen Aufbau kann festen Müll mit bis zu 20 % Feuchtigkeitsgehalt und einem normalerweise 10 % betragenden Aschegehalt mit einem Wärmewert von 1260 kcal/450 g (5000 BTU pro pound) bei einer Geschwindigkeit von 136 kg (3000 pounds) pro Stunde verarbeiten, um eine„.Zerstörung des brennbaren Materials bis nahe 98 % zu bewirken. Zur Zeit emittiert eine derartige Müllverbrennungsexnrichtung Brennstoffteilchen in die Atmosphäre von nicht mehr

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als 0,2 Körnern pro 28,3 dm (standard dry cubic foot) trockenen Abgases. Die vorgenannten Ergebnisse sind bei Kammertemperatüren zwischen 650 und 1200⁰C (1200 und 2200°F) zu erhalten.

Bezüglich der Ausführung der vorliegenden Erfindung ist zu bemerken, daß jede einzelne oder jede Kombination der hier beschriebenen verschiedenen Kühlvorrichtungen verwendet werden kann.

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Claims

Ansprüche

1. J Müllverbrennungseinrichtung zum Verbrennen von Abfallmaterial, gekennzeichnet durch

a) eine Brennerkammer (10) mit im Abstand angeordneten Endwänden (12, 14) und einer Seitenwand (16), deren mittlere Längsachse sich zwischen den Endwänden erstreckt,

b) Einlaßmittel (22) zum Einführen von Abfallmaterial und Luft in die Kammer (10), derart, daß dem Abfallmaterial eine Wirbelbewegung in Richtung auf die eine der Endwände (12, 14) erteilbar ist,

c) einen Abgasabzug (24) mit einem offenen Ende, das in die Verbrennungskammer (10) nahe der einen Endwand (14) mündet, und

d) Mittel zum Entzünden des Abfallmaterials während dessen Wirbelbewegung, die einen Brenner (28) mit einer Diise (34) umfassen, die in die Brennkammer (10) gerichtet ist, wobei die Brennerdüse (34) mit einer Umhüllung (36) versehen ist, die ringförmig im Abstand um die Brennerdüse herum angeordnet ist, so daß ein Kühlgas über die Oberfläche der Brennerdüse (34) leitbar ist.

2. Müllverbrennungseinrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c gekennzeichnet, daß ferner Mittel (42; 42', 46) vorgesehen sind, durch die auch dem Kühlgas bei seiner

Strömung über die Oberfläche der Brennerdüse (34) eine Wirbelbahn erteilbar ist.

3. Müllverbrennungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Umhüllung (36), die
ringförmig im Abstand um die Brennerdüse (34) herum angeordnet ist, eine Hülse bildet, deren Durchmesser größer als der Durchmesser der Brennerdüse (34) ist und die im wesentlichen konzentrisch um die Brennerdüse (34) herum angeordnet ist,
so dar¹, ein die Brennerdüse (34) umgebender Zwischenraum (38) für den Strom von Kühlgas durch diesen Zwischenraum hindurch und über die Oberfläche der Brennerdüse (34) gebildet ist.

4. MüllVerbrennungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Brennerdüse (34) derart gerichtet ist, da<l sie im wesentlichen tangential zur
Seitenwand (16) der Brennkammer (10) feuert.

5. Müllverbrennungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß eine ringförmige Vorkammer (40) die Brennerdüse (34) umgibt und über wenigstens.eine Öffnung (42), mit der die Umhüllung (36) bildenden Hülse in
Verbindung steht, die ringförmig im Abstand um die Brennerdüse (34) herum angeordnet ist, so daß Kühlgas für einen
Strom durch den umgebenden Raum (38) um die Brennerdüse (34) herum und über die Oberfläche der Düse zuführbar ist.

6. Müllverbrennungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die ringförmige Vorkammer (40) mit einer Kühlgasquelle verbunden ist, so daß das Kühlgas in

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die ringförmige Kühlkammer (40) und dann in die die Umhüllung (36) bildende Hülse leitbar ist.

7. Müllverbrennungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß der Anschluß (44) der Kühlgasquelle an die ringförmige Vorkammer (40) tangential in die Vorkammer (40) eintritt, so daß dem in die Brennkammer (10) eintretenden Kühlgas eine Wirbelbewegung erteilbar ist, wodurch das in die Umhüllung (36) eingeleitete Kühlgas in einer Wirbelbahn über die Oberfläche der Brennerdüse (34) strömt.

8. Müllverbrennungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß in der Umhüllung (36) wenigstens ein das Strömungsmittel richtendes Leitblech (46) vorgesehen ist, so daß durch die Umhüllung (36) strömendes Kühlgas in einer Wirbelbahn über die Oberfläche der Brennerdüse (34) leitbar ist.

9. Müllverbrennungseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß das Leitblech (46) an der Brennerdüse (34) befestigt ist.

10. Müllverbrennungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß wenigstens eine Kühlrippe (46) auf der Brennerdüse (34) vorgesehen ist, die in die Umhüllung (36) ragt.

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11. Müllverbrennungseinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet , da<\ die Verbrennungskammer (10) im allgemeinen zylinderförmig ist und derart angeordnet ist, daß ihre Mittelachse im wesentlichen horizontal verläuft, die Einlaßmittel (22) die Mischung aus Abfallmaterial und Luft unter Druck in die Kammer tangential zur Seitenwand (16) einführen, derart, daß eine Wirbelbewegung des Abfallmaterials in Richtung auf die eine der Seitenwände (12, 14) erzeugbar ist, der Abgasabzug (24) neben der anderen Endwand (14) der Verbrennungskammer (10) im wesentlichen konzentrisch zur Längsachse der Kammer angeordnet ist und ein offenes Ende aufweist, das in die Verbrennungskammer (10) mündet, und eine Brennereinrichtung zum Erhitzen der Verbrennungskammer und zum Entzünden des Abfallmaterials während dessen Wirbelbewegung vorgesehen ist, die einen Brenner (28) umfaßt, der Anschlüsse (30, 32) zu einer Brennstoffquelle und einer Luftquelle und eine im wesentlichen vertikal angeordnete und so -gerichtete Düse (34) aufweist, daß diese nach unten in die Verbrennungskammer (10) und im wesentlichen tangential zur ringförmigen Seitenwand (16) der Verbrennungskammer feuert und die eine sie umgebende ringförmige Vorkammer (40), die mit einer Kühlgasquelle (bei 44) verbunden ist, und eine ringförmig im Abstand um die Brennerdüse herum angeordnete Umhüllung (36) aufweist, die eine Hülse mit größerem Durchmesser bildet, im wesentlichen konzentrisch um die Düse herum angeordnet ist und dadurch einen Raum (38) um die Brennerdüse (34) herum bildet, wobei die ringförmige Vorkammer (40) mit der Umhüllung (36) über wenigstens eine Öffnung (42; 42·) in Verbindung steht, so daß Kühlgas aus einer entsprechenden Quelle von der ringförmigen Vorkammer (40) in die Umhüllung (36) leitbar ist, um durch den umgebenden Raum (38) um die Brennerdüse (34) herum nach unten über die Oberfläche der Brennerdüse zu strömen.

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