DE3839381C2

DE3839381C2 -

Info

Publication number: DE3839381C2
Application number: DE19883839381
Authority: DE
Inventors: Louis Ing.(Grad.) 4352 Herten De Mrklas
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-11-22
Filing date: 1988-11-22
Publication date: 1992-03-19
Also published as: DE3839381A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Wirbelschichtfeuerung zur Ver brennung von Abfallstoffen gemäß dem Oberbegriff des An spruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Wirbelschichtverbrennung von Abfallstoffen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 6.

Derartige Wirbelschichtfeuerungen ermöglichen eine gute Verbrennung dadurch, daß unverbrannter Brennstoff stets wieder der Wirbelschicht zugeführt wird. So ist bei einer bekannten gattungsgemäßen Wirbelschichtfeuerung zur mehrstufigen Verbrennung feinkörnigen Brennstoffs (DE-AS 11 59 120) ein Feuerraum vorgesehen, der aus einer vertikal aufgebauten Verbrennungskammer, einer Einziehung und einer Nachbrennkammer besteht, die eine Einheit bilden und aus hitzebeständigem Material geformt sind. Diese Wirbel schichtfeuerung weist durchaus einen guten Verbrennungswir kungsgrad auf, ist aber in der Regel nur für feste Brenn stoffe und hohe Wärmeleistung geeignet. Zudem besitzt sie einen hohen Feuerraum, der aufgrund des zur Verbrennung er forderlichen Verbrennungswegs und damit der Verweilzeit notwendig ist. Es fehlen Wirbelschichtfeuerungen in kleiner Bauweise und von geringer Wärmeleistung zur Verbrennung von in immer größerer Menge anfallenden Abfallstoffen, wie bei spielsweise Klärschlamm oder Klinikmüll.

Der Erfindung liegt daher zur Beseitigung der geschilderten Nachteile die Aufgabe zugrunde, eine Wirbelschichtfeuerung bzw. ein Wirbelschichtverbrennungsverfahren zu schaffen, mittels denen es möglich ist, eine intensive Verbrennung von Abfallstoffen auf kleinerem Raum bei trotzdem gebilde tem längeren Verbrennungsweg und längerer Verweilzeit zu erzielen.

Die zur Lösung dieser Aufgabe geschaffene Wirbelschicht feuerung weist die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale auf. Vorteilhafte Ausgestaltungen hiervon sind in den weiteren Ansprüchen angegeben. Das erfindungsgemäß geschaffene Ver fahren zur Wirbelschichtverbrennung besitzt die im Anspruch 6 angegebenen Merkmale.

Der Erfindung liegt im wesentlichen der Gedanke zugrunde, eine Wirbelschichtfeuerung in kleiner Bauweise zu schaffen, die trotzdem eine gute Verbrennung der zu verbrennenden Abfallstoffe ermöglicht. In vorteilhafter Weise wird dies durch die erfindungsgemäß geschaffene Wirbelschichtfeuerung mit zwei entgegengesetzt rotierenden Gaswirbeln für die um eine vertikale Achse rotierende Wirbelschichtverbrennung erreicht. Hierbei weist die Wirbelschichtverbrennung in der Verbrennungskammer einen Drall bestimmter Richtung auf, zu dem der Drall in der Nachbrennkammer bzw. in der Einziehung entgegengesetzt gerichtet ist. Auf diese Weise ergibt sich eine bewußt erzeugte Turbulenz, die eine außerordentlich gute Durchmischung der unverbrannten Gase bewirkt und nicht nur eine unerwünschte Strähnenbildung und CO-Erzeugung verhindert, sondern auch eine optimale Nachverbrennung der unverbrannten Gase herbeiführt.

Außerdem ist es hierdurch möglich, eine Wirbelschichtfeue rung von kleiner Bauweise vorzusehen, wobei aber gleichzei tig die Verbrennung intensiver als bisher mit einem länge ren Verbrennungsweg und einer längeren Verweilzeit durchge führt wird.

Das erfindungsgemäß geschaffene Verfahren zur Wirbel schichtverbrennung von Abfallstoffen besteht im wesentli chen darin, in der Verbrennungskammer bzw. in der Einzie hung und der Nachbrennkammer zwei entgegengesetzt rotie rende Gaswirbel für die um eine vertikale Achse rotierende Wirbelschichtverbrennung zu erzeugen und die sich am Boden der Verbrennungskammer sammelnde Asche mittels Druckluft von 5-10 bar Druck in kurzen, intermittierenden, radial nach innen gerichteten Luftstößen zentral über eine Asche austragsöffnung auszutragen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in:

Fig. 1 die Wirbelschichtfeuerung im senkrechten Längs schnitt;

Fig. 2 den Querschnitt A-B nach Fig. 1;

Fig. 3 den Querschnitt C-D nach Fig. 1;

Fig. 4 den Querschnitt E-F nach Fig. 1 und

Fig. 5 den Querschnitt G-H nach Fig. 1.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, besteht die dargestellte Wir belschichtfeuerung im wesentlichen aus einer Verbrennungs kammer 1, einer Einziehung 2 und einer Nachbrennkammer 3, wobei eine vertikal übereinander aufgebaute Einheit gebil det ist. Die Verbrennungskammer 1 besitzt einen unten ange ordneten Stutzen 4 zur Zufuhr heißer Primärluft.

Diese strömt, wie im weiteren aus Fig. 3 ersichtlich, über am Boden der Verbrennungskammer 1 kreisförmig verteilte, kaskadenförmig angeordnete Primärluftdüsen 5 in die Ver brennungskammer 1 ein. Darüber hinaus ist am unteren Be reich der Verbrennungskammer 1 eine Ringleitung 6 angeord net, die über Luftlanzen 7, welche in die kaskadenförmig angeordneten Primärluftdüsen 5 einmünden, mit dem Bodenbe reich der Verbrennungskammer 1 in Verbindung steht. Die Luftlanzen 7 dienen der intermittierenden Zufuhr von Druck luft, um die am Boden der Verbrennungskammer 1 liegende Asche durch kurze Luftstöße zentral aus einer Ascheaus tragsöffnung 8 auszuschieben.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, sind an der Verbrennungskammer 1 zwei Zündbrenner 9, 10 angeordnet, und zwar derart, daß sie tangential auf einen gedachten Kreis bestimmten Durch messers um eine vertikale Achse gerichtet sind. Weiterhin ist ein Stutzen 11 vorgesehen, der der Zufuhr heißer Pri märluft dient. Der Stutzen 11 mündet über tangential an der Verbrennungskammer 1 angeordnete Primärluftdüsen 12 in den Innenraum der Verbrennungskammer 1 ein, und zwar derart, daß der den Primärluftdüsen 12 entströmende heiße Primär luftstrom tangential auf den gedachten Kreis bestimmten Durchmessers gerichtet ist. Außerdem sind zwei Abfallstoff- Zuführlanzen 13, 13a vorgesehen, über die zu verbrennender Abfallstoff, beispielweise in pastöser, flüssiger, staubi ger oder körniger Form, in die Verbrennungskammer 1 aufgegeben ist. Über die jeweils tangentiale Aufgabe durch die Zündbrenner 9, 10, die Primärluftdüsen 12 und die Abfallstoff-Zuführlanzen 13, 13a wird die um eine vertikale Achse rotierende Wirbelschichtverbrennung mit einem be stimmten Drall 14 erzeugt.

Wie im weiteren gleichfalls in Fig. 1 gezeigt, sind die Zündbrenner 9, 10 zurückgesetzt angeordnet und zusammen mit den Primärluftdüsen 12 durch einen oberhalb gebildeten Mau ervorsprung 15 der Verbrennungskammer 1 geschützt.

Fig. 4 zeigt die Anordnung von Sekundärluftdüsen 16 an der Einziehung 2. Die Sekundärluftdüsen 16 stehen über eine kreisförmig um die Einziehung 2 angeordnete Ringleitung 17 zur Zufuhr von Sekundärluft miteinander in Verbindung. Die Sekundärluftdüsen 16 sind dabei an der Einziehung 2 derart angeordnet, daß sie tangential auf einen gedachten Kreis bestimmten Durchmessers innerhalb der Einziehung 2 gerich tet sind. Hierdurch ist ein zum Drall 14 der Wirbelschicht verbrennung in der Verbrennungskammer 1 entgegengesetzt ge richteter Drall 21 erzeugt.

Weiterhin ist, wie aus Fig. 1 ersichtlich, an der Verbren nungskammer 1 ein Fallschacht 18 für Klinikmüll angeordnet.

Die Nachbrennkammer 3 weist, wie in Fig. 5 gezeigt, zwei Stützbrenner 19, 20 auf, die auf einen gedachten Kreis be stimmten Durchmessers in der Nachbrennkammer 3 gerichtet sind, wobei durch diese ein zum Drall 14 der Verbrennungs kammer 1 entgegengesetzt gerichteter Drall 21 erzeugt ist.

Der Innenraum der dargestellten Wirbelschichtfeuerung ist mit feuerfestem Mauerwerk 23 ausgebildet.

Claims

1. Wirbelschichtfeuerung zur Verbrennung von Abfall stoffen wie Klärschlamm, Klinikmüll oder sonstigen Abfall stoffen in pastöser, flüssiger, staubiger oder körniger Form, mit vertikal übereinander aufgebauter Verbrennungs kammer, Einziehung und Nachbrennkammer, die eine Einheit bilden und aus hitzebeständigem Material bestehen bzw. mit feuerfestem Mauerwerk ausgekleidet oder zur Nutzabfuhr von Verbrennungswärme mit bestifteten, bestampften Verdampfer rohren ausgeführt sind, dadurch gekennzeichnet,
daß im unteren Teil der querschnittlich kreisrund ausgebil deten Verbrennungskammer (1) Primärluftdüsen (12), Zünd brenner (9, 10) und Abfallstoff-Zufuhrlanzen (13, 13a) sowohl in Umfangsrichtung als auch in axialer Richtung ge geneinander versetzt angeordnet und mit ihren Austrittsöff nungen ins Innere der Verbrennungskammer (1) tangential auf einen gedachten Kreis bestimmten Durchmessers gerichtet sind, um eine um eine vertikale Achse rotierende Wirbel schichtverbrennung mit bestimmtem Drall (14) zu erzeugen, und
daß am Umfang der Einziehung (2) verteilte Sekundär luftdüsen (16) sowie am Umfang der querschnittlich kreis runden Nachbrennkammer (3) versetzte Stützbrenner (19, 20) derart ins jeweilige Kammerinnere gerichtet sind, daß sie einen zum Drall (14) der Wirbelschichtverbrennung in der Verbrennungskammer (1) entgegengesetzten Drall (21) erzeu gen.

2. Wirbelschichtfeuerung nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die Zündbrenner (9, 10) zurückgesetzt an geordnet und zusammen mit den Primärluftdüsen (12) durch einen oberhalb gebildeten Mauervorsprung (15) der Verbren nungskammer (1) geschützt sind.

3. Wirbelschichtfeuerung nach Anspruch 1 oder 2, da durch gekennzeichnet, daß die Abfallstoff-Zufuhrlanzen (13, 13a) und gegebenenfalls ein Fallschacht (18) für Klinikmüll oberhalb des Mauervorsprungs (15) der Verbrennungskammer (1) angeordnet sind.

4. Wirbelschichtfeuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Boden der Verbrennungs kammer (1) eine zweite Gruppe von kreisförmig verteilten, kaskadenförmig angeordneten Primärluftdüsen (5) vorgesehen ist, deren Austritte radial nach innen zur Verbrennung der am Boden der Verbrennungskammer (1) liegenden Abfallstoffe gerichtet sind.

5. Wirbelschichtfeuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in die Primärluftdüsen (5) der zweiten Gruppe Luftlanzen (7) zur intermittierenden Zu fuhr von Druckluft einmünden, um die am Boden der Verbren nungskammer (1) liegende Asche durch kurze Luftstöße zen tral aus einer Ascheaustragsöffnung (8) auszuschieben.

6. Verfahren zur Wirbelschichtverbrennung von Abfall stoffen in einem aus Verbrennungskammer, Einziehung und Nachbrennkammer gebildeten Verbrennungsraum, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verbrennungskammer (1) und in der Nachbrennkam mer (3) einschließlich der Einziehung (2) zwei entgegenge setzt rotierende Gaswirbel (14, 21) für die um eine verti kale Achse rotierende Wirbelschichtverbrennung erzeugt wer den und daß die am Boden der Verbrennungskammer (1) sich sammelnde Asche mittels Druckluft von 5-10 bar Druck in kurzen, intermittierenden, radial nach innen gerichteten Luftstößen zentral ausgetragen wird.