DE2810455A1

DE2810455A1 - Verbrennungsanlage, insbesondere muellverbrennungsanlage

Info

Publication number: DE2810455A1
Application number: DE19782810455
Authority: DE
Inventors: Janos Goemoeri
Original assignee: Sulzer AG
Current assignee: Sulzer AG
Priority date: 1977-05-20
Filing date: 1978-03-10
Publication date: 1978-11-23
Also published as: DE2810455B2; FR2391424A1; NL7804124A; GB1604322A; CA1094393A; US4213403A

Description

P 5293/Sd/hj

Gebrüder Sulzer, Aktiengesellschaft, Winterthur / Schweiz

Verbrennungsanlage, insbesondere Müllverbrennungsanlage

Die Erfindung betrifft eine Verbrennungsanlage, insbesondere eine Müllverbrennungsanlage, mit einem Kessel, aus welchem die staubhaltigen Verbrennungsgase einer Gasreinigungsvorrich— tung zugeführt werden.

Bei derartigen Anlagen,in welchen beispielsweise feste Brennstoffe-, z.B. Müll oder Kohle oder flüssige Brennstoffe, wie z.B. OeI oder Gase verbrannt werden, entstehen heisse staubhaltige Verbrennungsgase von beispielsweise 800 — 1000 C.

Diese heissen Gase durchströmen einen Kessel oder einen Wärmeaustauscher und geben ihre Wärme an die Kesselröhren bzw. an die wärmeübertragenden Flächen ab.

Im allgemeinen weisen die Verbrennungsgase am Kesselaustritt wesentliche Temperaturdifferenzen auf. Bekanntlich treten örtliche Kondensationserschexnungen auf, sobald innerhalb des Verbrennungsgasstromes der Taupunkt stellenweise unterschritten wird.

Hierdurch entstehen mittels der gleichzeitigen Schwefelabscheidung in der Anlage Korrosionen.

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Es ist weiterhin schon vorgeschlagen worden, den im Kessel
nicht genügend abgekühlten Verbrennungsgasen Kaltluft zuzuführen vor ihrem Eintritt in die Gasreinigungsvorrichtung, die
z.B. ein Elektrofilter, ein Rauchgaswäscher oder ein einen
Katalyten enthaltender Reaktor sein kann.

Durch die Zufuhr von Kaltluft kann eine längere "Reisezeit"
der Gesamtanlage erreicht werden, um Hochtemperatur—Korrosionen an den dem Kesselnachgeschalteten Aggregaten, wie z.B. einem
Elektrofilter zu vermeiden. Jedoch konnte bei den bisher üblichen Anlagen keine zufriedenstellende Durchmischung der Verbrennungsgase mit der Kaltluft erreicht werden. Die Folge davon war eine sogenannte "Strähnenbildung" im Gasstrom.

Zwar hat man schon versucht, diese Inhomogenitäten im Gasstrom durch Anordnung von Lochblechen oder Schikanen im Verbrennungskanal zwischen Kessel und Gasreinigungsvorrichtung auszugleichen. Jedoch genügten diese Massnahmen, wie die Praxis zeigte, nicht für eine ausreichende Durchmischung der Verbrennungsgase mit der Kaltluft, so dass eine Strqhnenbildung nicht vermieden werden konnte und somit die "Reisezeit" der Gesamtanlage relativ kurz war. Unter "Reisezeit" wird die Zeit zwischen dem Anfahren und dem Abstellen der Anlage, z.B. zu Revisionszwecken
verstanden.

Ausserdem treten hohe Druckverluste auf, die Lochbleche oder
Schikanen werden rasch durch Ablagerungen des von den Verbren— nungsgasen geführten Flugstaubes verstopft.

Die Erfindung hat es sich zum Ziel gesetzt, eine homogene Temperaturverteilung der Verbrennungsgase sowie eine' homogene Konzentrationsverteilung der Komponenten der Verbrennungsgase zu
erreichen.

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Bei-Anlagen, in welchen vor dem Eintritt der Verbrennungsgase in die Gasreinigungsvorrichtung noch Kaltluft zugeführt wird, ist es ein weiteres Ziel der Erfindung, eine wesentlich längere Reisezeit derartiger Anlagen von beispielsweise 2000 Std. und mehr zu erreichen und zwar dadurch, dass auch bei relativ hoher Austrittstemperatur der Verbrennungsgase aus dem Kessel von ca. 280 — 300 C die Anlage nicht mehr stillgesetzt werden muss, um eine Beschädigung der nachgeschalteten Gasreinigungsvorrichtung zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird das der Erfindung dadurch gelöst, dass im Verbrennungsgaskanal vor der Gasreinigungsvorrichtung mindestens eine statische Mischeinrichtung angeordnet ist.

Die erfindungsgemäss angewendete statische Mischeinrichtung hat während des Betriebes einerseits nur einen geringen Druckabfall und sorgt andererseits für eine ausgezeichnete Homogenisierung der Temperatur und der Konzentration der Verbrennungsgase.

Durch die Homogenisierung der Temperatur wird es ermöglicht, dass die Temperatur der Verbrennungsgase bei ihrem Eintritt in die Gasreinigungsvorrichtung über dem Taupunkt liegt.

Wider. Erwarten hat es sich auch gezeigt, dass diese statische Mischeinrichtungen während des Betriebes nicht verstopft werden, was man zunächst annahm. Die Praxis hat ergeben, dass an den Unterdruck erzeugenden Eintrittskanten der Mischeinrichtungen entstehende Staubablagerungen immer wieder weggeblasen werden.

Als statische Mischeinrichtungen können vorteilhaft z.B. folgende für andere Mischprozesse bekannte Einrichtungen dienen:

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Insbesondere können solche Mischeinrichtungen verwendet werden, in denen mit Hilfe von Leitelementen Strömungskanäle für die Aufteilung des Hauptstromes der Verbrennungsgase in mehrere Teilströme gebildet sind, wobei die Strömungskanäle in mindestens zwei Gruppen unterteilt sind und sich die parallel zueinander verlaufenden Strömungskanäle von benachbarten Gruppen kreuzen, derart, dass die die Strömungskanäle durchsetzenden Teilströme von benachbarten Gruppen mindestens an den Kreuzungsstellen miteinander in Kontakt stehen.

Beispielsweise kann die Mischeinrichtung aus geriffelten Lamellen bestehen, welche sich gegenseitig mit ihren Riffelungsrükken berühren, und dass die Riffelungen von benachbarten Lamellen gegeneinander einen Winkel einschliessen.

Bei einer anderen Ausführungsform weist die Mischeinrichtung ebene Flächenelemente auf, die mit zueinander etwa parallelen, flächigen Leitelementen verbunden sind, die einen Winkel gegen die ebenen Flächenelemente einschliessen, so dass die einzelnen Strömungskanäle einerseits von den ebenen Flächenelementen und andererseits von je zwei benachbarten Leitelementen begrenzt sind.

Weiterhin kann auch die Mischeinrichtung aus tafelartig ausgeführten Lagen mit etwa parallel nebeneinanderliegenden und miteinander befestigten Röhren gebildet sein, wobei die Rohren von jeweils mindestens zwei benachbarten Tafeln gegeneinander einen Winkel einschliessen und durch Oeffnungen miteinander in Verbindung stehen.

Es ist auch möglich, eine Mischeinrichtung einzusetzen, welche Lagen aus Streifenelementen aufweist,und die Streifenelemente von zwei benachbarten Lagen sich kreuzen und mit ihren Kanten

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aufeinanderstellen. Bei einem kreisförmigen Querschnitt des Strömungskanals besitzen die Lagen eine elliptische Formgebung, wobei die Lagen zueinander und zur Achse des Strömungskanals geneigt angeordnet sind.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert.

Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellungsweise eine

Müllverbrennungsanlage.

In den Fig. 2 sind verschiedene Ausführungsformen von stati— bis 5 sehen Mischeinrichtungen perspektivisch darge

stellt.

An den Ofen-Kessel 1 in Fig. 1 ist ein Einfülltrichter 2 für Müll angeschlossen. Im oberen Teil des Ofen-Kessels ist schematisch eine Kessel trommel 3 dargestellt. Unterhalb des Rostes la wird von einem Gebläse 4 Luft in den Ofen gefördert. An den Ofen-Kessel 1 ist ein Gaskanal 5 für die Wegführung der staubhaltigen'Verbrennungsgase angeschlossen.

Durch eine Zuführung 6 wird Kaltluft, z.B. Umgebungsluft den Verbrennungsgasen beigemischt. Im Falle keine Kaltluft beigemischt wird, ist der Stutzen 6 verschlossen. Im Kanal 5 ist hinter der Kaltluftzuführung eine aus zwei Einheiten 7a und 7b bestehende statische Mischeinrichtung angeordnet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel bestehen diese Einheiten aus Lagen, die als geriffelte Lamellen ausgebildet sind, welche sich gegenseitig mit ihren Riffelungsrücken berühren und wobei die Riffelungen von benachbarten Lamellen 10 gegeneinander einen Winkel einschliessen (vergl. Fig. 2).

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Wie aus Fig. 2 hervorgeht, verlaufen die Riffelungen der benachbarten Lamellen derart, dass sich die Richtungen der Riffelungen von je zwei benachbarten Lamell.en kreuzen.

In Fig. 1 sind die beiden Einheiten 7a und 7b hintereinander angeordnet und gegeneinander um einen Winkel von 90 C versetzt.

In den Strömungskanälen der Mischereinheiten wird das aus Verbrennungsgasen und Kaltluft bestehende Gasgemisch in einzelne Ströme aufgespalten, die relativ zueinander verschoben werden, so dass sich Inhomogenitäten bezüglich der Temperaturunterschiede ausgleichen.

Hierdurch wird bewirkt, dass das Gasgemisch über den Eintrittsquerschnitt des Elektrofilter 8 mit einer gleichmässigen Temperatur in diesen einströmt. Damit wird eine Zerstörung des Elektrofilter vermieden, da er nichtmehr von Teilströmen mit höherer Temperatur beaufschlagt wird.

Aus dem Elektrofilter werden die gereinigten Abgase von einem Saugzuggebläse 9 in einen nicht dargestellten Kamin gefördert.

Die Reisezeit der Anlage kann mit Hilfe der Erfindung beträchtlich verlängert werden. Wenn die Temperatur der Verbrennungsgase am Kanalaustritt eine bestimmte Temperatur von beispielsweise ca. 280 - 300° C
mehr abgestellt werden,

weise ca. 280 - 300 C erreicht hat, muss der Ofen-Kessel nicht

Das Ende der Reisezeit wird nicht mehr durch zu hohe Verbrennungsgastemperaturen bestimmt. Die Anlage muss z.B. erst dann abgestellt werden, wenn das Saugzuggebläse 9 den Unterdruck im Feuerungssystem (erhöhter Kesselwiderstand infolge Ablagerungen) nicht mehr aufrecht erhalten werden kann.

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In Fig. 3 ist ein Ausschnitt aus einem Paket für den Einsatz in einem kreiszylindrischen Kanal dargestellt. Die beiden Lagen 12a und 12b sind hierbei aus Strömungskanäle 13 freilassenden Blechstreifen 14 zusammengefügt, wobei sich die beiden benachbarten Lagen an den Auflagestellen 14b der Kanten 14a berühren und dort miteinander beispielsweise verschweisst sind.

Die in Fig. 4 perspektivisch dargestellte Mischeinheit stellt eine abgewandelte Ausführungsform gegenüber Fig. 1 dar. Bei diesem Einbauelement weisen die einzelnen Lagen ebene Flächenelemente 20 auf, die beispielsweise aus Blech oder Kunststoff bestehen. Mit beiden Oberflächen der Elemente 20 sind unter einem Winkel, vorzugsweise von 90 , zur Ebene der Elemente abstandsweise Leitelemente 21, z.B. Blechstreifen, verbunden, z.B. durch Schweissung oder Lötung. Benachbarte Schichten der Einheit sind - wie aus der Zeichnung ersichtlich - derart angeordnet, dass sich die Leitelemente gegenseitig an den Kreuzungsstellen berühren.

Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform einer Mischereinheit, bei welcher jede Lage 22 aus einer Tafel 23 nebeneinander liegender und aneinander befestigter Röhren 24 gebildet ist, v/obei die Röhren sich in Längsrichtung berühren und gegen die Längsachse der Schichten um einen Winkel geneigt sind und Oeffnungen 25 aufweisen.

Analog zu Fig. 2 und 4, bei welchen sich die geriffelten Lamellen bzw. die Leitelemente von benachbarten Schichten gegenseitig an den Kreuzungsstellen berühren, schliessen im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Rohrachsen von benachbarten Schichten einen Winkel miteinander ein, und die die Strömungskanäle beildenden Röhren stehen durch die Oeffnungen 25 miteinander in Verbindung.

Claims

Gebr. Sulzer AG P 5293/Sd/hj

Patentansprüche

QJ Verbrennungsanlage, insbesondere Müllverbrennungsanlage, mit einem Kessel, aus welchem die staubhaltigen Verbrennungsgase einer Gasreinigungsvorrichtung zugeführt werden, da durch gekennzeichnet, dass im Verbrennungskanal vor der Gasreinigungsvorrichtung mindestens eine statische Mischeinrichtung angeordnet ist.
2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Verbrennungskanal vor der statischen Mischeinrichtung eine Zuführstelle für Luft angeordnet ist.
3. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Mischeinrichtung mit Hilfe von Leitelementen Strömungskanäle für die Aufteilung des Hauptstromes der Verbrennungsgase inmehrere Teil ströme gebildet sind wobei die Strömungskanäle in mindestens zwei Gruppen unterteilt sind,und sich die parallel zueinander verlaufenden Strömungskanäle von benachbarten Gruppen kreuzen, derart, dass die die Strömungskanäle durchsetzenden Teilströme von benachbarten Gruppen mindestens an den Kreuzungsstellen miteinander in Kontakt stehen.
4. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischeinrichtung'aus geriffelten Lamellen besteht, welche sich gegenseitig mit ihren Riffelungsrücken berühren und dass die Riffelungen von benachbarten Lamellen gegeneinander einen Winkel einschllessen.

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5. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischeinrichtung ebene Flächenelemente aufweist, die mit zueinander etwa parallelen flächigen Leitelementen verbunden sind, die einen Winkel gegen die ebenen Flächenelemente ein— schliessen, so dass die einzelnen Strömungskanäle einerseits von den ebenen Flächenelementen und andererseits von je zwei benachbarten Leitelementen begrenzt sind.
6. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischeinrichtung aus tafelartig ausgeführten Lagen mit etwa parallel nebeneinanderliegenden und miteinander befestigten Röhren gebildet ist, und die Röhren von jeweils mindesten zwei benachbarten Tafeln gegeneinander einen Winkel einschliessen und durch Oeffnungen miteinander in Verbindung stehen.
7. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischeinrichtung aus Lagen aus Streifenelementen besteht, und die Streifenelemente von zwei benachbarten Lagen sich kreuzen und mit ihren Kanten aufeinanderstehen.
8. Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagen bei einem kreisförmigen Querschnitt des Strömungskanals eine elliptische Formgebung besitzen und dass die Lagen zueinander und zur Achse des Strömungskanals geneigt angeordnet sind.

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