EP0052807A2 - Verfahren und Vorrichtung zur Trocknung von Ballastkohle - Google Patents

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EP0052807A2
EP0052807A2 EP81109298A EP81109298A EP0052807A2 EP 0052807 A2 EP0052807 A2 EP 0052807A2 EP 81109298 A EP81109298 A EP 81109298A EP 81109298 A EP81109298 A EP 81109298A EP 0052807 A2 EP0052807 A2 EP 0052807A2
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EP
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furnace
slag
grate
combustion air
grate elements
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EP0052807B1 (de
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Günther Unger
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23K—FEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
    • F23K3/00—Feeding or distributing of lump or pulverulent fuel to combustion apparatus
    • F23K3/16—Over-feed arrangements
    • F23K3/18—Spreader stokers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23H—GRATES; CLEANING OR RAKING GRATES
    • F23H15/00—Cleaning arrangements for grates; Moving fuel along grates
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23H—GRATES; CLEANING OR RAKING GRATES
    • F23H3/00—Grates with hollow bars
    • F23H3/02—Grates with hollow bars internally cooled

Definitions

  • ballast coal in particular flotation mountains and / or middle goods, as firing material in a grate furnace.
  • the invention relates to a method and a device for the combustion of ballast coal, in particular of flotation mountains and / or middle goods, as firing material in a grate firing to form a solid slag.
  • ballast coal is understood to mean any type of ash-rich to high-ash coal waste, such as is generally obtained in the extraction, processing and / or refining of coal or coal-containing material.
  • ash-rich fuels such as peat, oil-soaked sand or slate and other waste from combustible goods to garbage should also be understood, the combustion of which in known, in particular grate furnaces, unsuitable due to the formation of large quantities of solid slag, but especially inefficient was viewed.
  • ballast coal has therefore mostly been regarded as "waste" and landfilled, besides the uselessness in connection with the environmental problem also incurred considerable costs for the stockpiling.
  • the object of the invention is to provide a new method and a corresponding device, with the aid of which it is possible to utilize the energy content still present in the ballast coal by using it as a firing material in a grate furnace, while overcoming it by Difficulties in the formation of large quantities of solid slag have hitherto hindered economic and beneficial recycling, which consisted in particular in the fact that the burning process is smothered by the slags which form into sinter cakes.
  • the solution / the task set succeeds in that the slag is mechanically crushed during operation of the furnace in the grate furnace.
  • the advantage of the invention is that the formation of a coherent, more or less gas-impermeable sintered layer of slag is prevented and the combustion process is maintained by keeping flow paths free for the combustion air.
  • the further measure is provided for the combustion air to be passed through the grate elements under heating and emerging at an increased temperature and speed, is injected directly into the firing material, the grate elements being cooled by heat being released to the combustion air.
  • the comminution be carried out by using mechanical forces and / or movements in the grate furnace.
  • Use can be made of one of the further measures, namely that the comminution is carried out either continuously or discontinuously at predetermined time intervals with a predetermined duration in each case.
  • Experts can choose one of these measures based on experience and observation, this largely depends on obvious circumstances or parameters of the individual case and is a purely case-specific decision.
  • a device for carrying out the method according to the invention is characterized in that the grate elements forming the fire grate are designed as slag-breaking tools and / or are equipped with slag-breaking tools, that the grate elements are arranged to be movable but localized and with at least one drive for executing movements that break the slag result in communicating. Because the grate elements themselves take on the breaking function, this is more important. Advantage that the shredding process takes place locally at the places where the best effect can be achieved with it, namely in the grate plane. In addition, a further comminution device, which may otherwise interfere with the firing, is avoided, and in addition the diarrhea of the comminuted slag particles is promoted.
  • the grate elements are tubular and connected to an air source for supplying the combustion air outside the furnace and that they have nozzle-like outlet openings for the combustion air in the region of the furnace.
  • this simple measure means that the grate elements not only serve as crushing tools but also as a heat exchanger, through which the required combustion air - which is extremely useful for fuels with a low calorific value - reaches the combustion zone when heated.
  • the exit of the combustion air from the nozzle-like openings that is to say in the high-energy jet, results in a bellows effect which makes the combustion process extremely stimulating, and this directly in the innermost region of the combustion zone.
  • the slag is made breakable by cooling.
  • grate elements are provided with outlet openings for the combustion air, which are directed upwards and in particular have the shape of nozzles with transverse and / or longitudinal slots.
  • the slag breaking tools be designed as radial cams, the length of which is preferably greater than the grating distance.
  • These crushing tools can be pyramid-shaped.
  • the invention does not intend to make any final commitment to one or the other purely constructive design in the case-related large possible variety of the most varied configurations of such slag tools, which all have one thing in common, that they can be designed as bodies protruding from the grate plane.
  • Such bodies can be cylindrical, angular, pyramid-shaped, rib-like, straight, curved or hook-like if they only serve the purpose of breaking the slag when moving relative to it.
  • the slag-breaking tools be hollow to allow combustion air to pass through.
  • the grate elements according to the teaching of the invention are connected to drive devices for generating periodic, preferably oscillating rotary and / or axial movements.
  • the device also has an auxiliary burner for starting the combustion process and for heating the furnace in order to gasify the flame-retardant ballast coal and bring it to the combustion temperature.
  • the furnace has a fuel distribution and metering device with rotating wings, in particular of the same area as the furnace.
  • a uniform surface loading of the grate elements is achieved, which prevents flames from breaking through and the formation of holes in the burning fuel layer.
  • the fuel distribution and metering device is connected to the furnace by a closed fire box, the upper part of which is closed off by the fuel layer on the distribution and supply device.
  • the combustion gases are not drawn off upwards, but rather can take place in the longitudinal direction of the combustion chamber.
  • a complete combustion of the gases expelled from the fuel during the combustion takes place, which is particularly important in sewage pond sludge or in the incineration of domestic waste to remove odors.
  • the fuel is pre-dried on the fuel distribution and metering device.
  • the fuel distribution and metering device has cross-shaped, mechanically moved cell wings which interlock with one another during the movement, a design which is particularly reliable for sewage pond sludge or household waste.
  • the drying drum 1 in FIG. 1 is arranged with the races 2 on roller stands and drive devices (not known per se) and rotates at their usual speed, for example from 5 to 6 rpm, about their axis.
  • the material to be dried is fed in through the chute 3 at the exhaust-side end of the drying drum 1 in countercurrent to the drying gas. It travels through the drum as a good layer 4 and is released in the dried state through the outlet 5 onto a conveyor belt 6.
  • the hot gases required for the drying process are generated by the grate furnace 7 according to the invention.
  • This is arranged in the interior of the drying drum 1 and has a combustion chamber 8 which has a certain closure at the bottom through the grate elements 9, but which is the case with a grate Has usual gas permeability.
  • the grate elements 9 are rotatable both in the front end wall 10 and in the rear end wall 11 of the combustion chamber 8 and / or with limited axial mobility. They are located outside the drying drum 1 with their front ends 12 in connection with a combustion air blower 13, which conveys combustion air with a delivery pressure of, for example, 500 mm WS combustion air through the grate elements 9 designed as tubes and through the nozzle-shaped outlet slots 14 into the bed 15 of the grate furnace 7 injection.
  • the escaping combustion air has warmed up on the way through the heated grate elements 9 and therefore reaches the bed 15 of the furnace 7 at an increased temperature and, as a result of pressure relief, also at an increased speed through the outlet slots 14.
  • Crushing tools 16 are clearly on the grate elements 9 recognizable, which have the shape of obliquely-radially attached cubic cams.
  • tooth / gap / tooth / gap from grate element to grate element they are suitable for preventing a sinter cake of solid slag in a nascent state, which is in the process of being rotated and possibly also / or in an axial movement, by continuously preventing the slag agglomerate that forms to destroy.
  • the advantage of this is that the solid slag layer or flounder that is only just being formed is not yet "mature" to its ultimate strength, and can therefore crumble relatively easily at elevated temperature and continued or at least frequent disruption.
  • the permanent cooling of the grate elements 9 also plays an important role insofar as it makes an important contribution to maintaining the strength thereof, which is why it is also possible to refrain from using very expensive and, in addition, very difficult to machine materials for the grate elements 9 .
  • the grate elements 9 are coupled by means of an arm 17 to a drive 18, the function of which is however only indicated schematically.
  • the lifting blade designed as scoop elements is important for the operation of the furnace (n) 19, since if the material 4 to be dried is ballast coal, scoop up a little of the dried ballast coal and pour it onto the grate fire 7 to maintain the fire.
  • FIG. 2 shows the grate furnace 7 on an enlarged scale. Identical parts are provided with identical reference symbols.
  • the entering combustion air is indicated by arrow 22: and the air flows emerging from the nozzles are indicated by arrows 23.
  • the crushing tools 16 and the arm 17 which initiates the movements of the drive 18 (not shown) (FIG. 1) into the grate element 9 can also be clearly seen.
  • Fig. 3 shows a cross section through the drying drum 1 and the grate firing 7.
  • the representation was chosen because it clearly shows the position of the grate elements 9 to each other, the position and arrangement (one of the possible!) Of the crusher tools 16, the position and arrangement of the Combustion chamber 8, the working of the lifting blade 19, the falling through of crumbly slag particles 24, the movement of the material layer 4 and the rotary movement (arrow 25) of the drying drum 1 are evident.
  • the grate element 9 1 in FIG. 4 has a square profile and is preferably arranged in the furnace 7 in such a way that it points upward with one of the roof-shaped profile edges 26.
  • the crushing tools 16 and the slot-shaped air nozzles 14 are clearly visible.
  • the figures show differently designed crushing tools. 5a to 5d. These are - one after the other - at 5a as a rib, at 5b as a square in a 45 ° position; at 5c as a cylinder, and at 5d as a cylinder with a conical tip. According to explanations of the design options further above, it should be pointed out again that the shapes shown by way of example are only a small selection of possible designs, at least all of which come under the proposal of the invention, which project as bodies protruding from the surface area of a grate element are able to break a slag structure when moving it.
  • FIG. 6 shows - quite deliberately - a deviating, but basically already mentioned design of such grate elements 9 "in the form of ribs, the slag size reduction being carried out by oscillating axial movements (arrows 27, 27 '), which may be relatively short-lived.
  • the louvers 14 ' are advantageous in this embodiment - because of the good air distribution - arranged in a cross shape or only transversely.
  • FIG. 7 The design of the furnace 7 with a fuel distribution and metering device 28 is shown in FIG. 7.
  • 29 denotes the rotatable cell wings and 30 the closed fire box.
  • 31. is the predrying fuel layer closing the fire box 30 upwards.
  • 9, 15, 16 and 24 denote the already known firing elements.
  • the combustion process according to the invention also offers the advantages that the slag piece size can be influenced by the grating spacings, that the temperature can be set in contrast to the fluidized bed combustion and that the dust development is low.
  • ballast coal e.g. of flotation mountains

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verbrennung von Ballastkohle sowie anderen hochaschehaltigen Brennstoffen, in einer Rostfeuerung unter Bildung einer festen Schlacke, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Schlacke während des Betriebes der Feuerung in der Rostfeuerung maschinell zerkleinert wird und die Brennluft durch die Rostelemente (9) hindurchgeleitet, unmittelbar so in das Feuerungsmateril angedüst wird, daß die Rostelemente (9) durch Wärmeabgabe an die Brennluft gekühlt werden. Es ist dabei vorgesehen, daß die Zerkleinerung der Schlacke durch Anwendung mechanischer Kräfte und/oder Bewegungen durchgeführt wird, z.B. durch Bewegungen von außerhalb der Feuerung antriebarer Feuerrostelemente mit Brechwerkzeugen. Die den Feuerrost bildenden Rostelemente (9) sind als Schlackenbrechwerkzeuge (16) ausgebildet und/oder mit Schlackenbrechwerkzeugen (16) bestückt, wobei die Rostelemente (9) beweglich, jedoch ortsgebunden angeordnet sind und mit mindestens einem Antrieb (18) zur Ausführung von Bewegungen, die das Brechen der Schlacke zur Folge haben in Verbindung stehen.

Description

  • Verfahren und Vorrichtung zur Verbrennung von Ballastkohle, insbesondere von Flotationsbergen und/oder Mittelgut, als Feuerungsmaterial in einer Rostfeuerung.
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrich- .tung zur Verbrennung von Ballastkohle, insbesondere von Flotationsbergen und/oder Mittelgut, als Feuerungsmaterial in einer Rostfeuerung unter Bildung einer festen Schlacke.
  • Unter dem Begriff "Ballastkohle" wird im Sinne der vorliegenden Erfindung jede Art von asche- bis hochaschereichen Kohleabfällen verstanden, wie sie ganz allgemein bei der Gewinnung, Aufbereitung und/oder Veredlung von Kohle oder kohlehaltigem Gut anfallen. Im weitesten Sinne sollen dabei auch solche aschereichen Brennstoffe wie Torf, ölgetränkte Sande oder Schiefer und andere Abfälle brennbaren Gutes bis hin zum Müll verstanden werden, deren Verbrennung in bekannten, insbesondere Rostfeuerungen, wegen der Entstehung großer Mengen fester Schlacke, als ungeeignet, insbesondere aber unwirtschaftlich angesehen wurde. Solche Ballastkohle wurde daher bis zum heutigen Tage zumeist als "Abfall" angesehen und auf Halde deponiert, wobei neben der Nutzlosigkeit in Verbindung mit dem Umweltproblem auch noch beträchtliche Kosten für die Aufhaldung anfielen. In einigen Fällen wurde auch schon versucht , Ballastkohle in Mischung mit aschearmer Kohle zu verfeuern, doch auch damit läßt sich das bei Verbrennung der Ballastkohle anfallende Problem fester Schlacke nicht aus der Welt schaffen. Es sind dem Erfinder auch einige Fälle bekannt, in denen Abfallkohle mit bergehaltigem Gut zur Verfüllung beispielsweise in Kies-Abbaugebieten in unteren Erdschichten verwendet wurden. Aber auch eine solche Maßnahme kann nur als eine schlechte Notlösung, keineswegs aber als eine sinnvolle Verwertung angesehen werden. Ein druckschriftlicher Nachweis solcher Maßnahmen ist überdies kaum möglich.
  • Somit stellt sich für die Erfindung die Aufgabe, ein neues Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, mit deren Hilfe es gelingt, den in der Ballastkohle noch vorhandenen Energieinhalt durch Verwendung als Feuerungsmaterial in einer Rostfeuerung nutzbringend zu verwerten, unter Überwindung der durch die Entstehung von großen Mengen fester Schlacke bisher einer wirtschaftlichen und nutzbringenden Verwertung im Wege stehenden Schwierigkeiten, die insbesondere darin bestan- .den, daß der Brennprozeß durch die zu Sinterkuchen sich aufbauenden Schlacken erstickt wird.
  • Die Lösung/der gestellten Aufgabe gelingt damit, daß die Schlacke während des Betriebes der Feuerung in der Rostfeuerung maschinell zerkleinert wird.
  • Mit der Erfindung ergibt sich der Vorteil, daß die Bildung einer zusammenhängenden, mehr oder weniger gasundurchlässigen Sinterschicht von Schlacke verhindert.und damit der Brennprozeß durch Freihalten von Strömungswegen für die Brennluft aufrecht erhalten bleibt.
  • Dabei ist in zweckmäßiger und erfindungswesentlicher Weise die weitere Maßnahme vorgesehen, daß die Brennluft unter Erwärmung durch die Rostelemente hindurchgeleitet und mit erhöhter Temperatur und Geschwindigkeit aus diesen austretend, unmittelbar in das Feuerungsmaterial eingedüst wird, wobei die Rostelemente durch Wärmeabgabe an die Brennluft gekühlt werden.
  • Diese beiden Maßnahmen, welche zusammenwirken, ergeben in der Gesamtwirkung einen ungestörten, ruhigen und intensiven Brennvorgang mit der Ballastkohle, wie ein solcher bisher nicht für möglich gehalten wurde.
  • Dabei wird vorgeschlagen, daß die Zerkleinerung durch Anwendung mechanischer Kräfte und/oder Bewegungen in der Rostfeuerung durchgeführt wird.
  • Insbesondere wird in zweckmäßiger Ausgestaltung dieses Vorschlages weiter vorgeschlagen, daß die Zerkleinerung durch Bewegung von außerhalb der Feuerung antreibbarer Feuerostelemente durchgeführt wird. Damit ergibt sich als Vorteil gegenüber bekannten Verfahren oder Vorrichtungen im Zusammenhang mit Rostfeuerungen der tragende Gedanke der neuen Maßnahme, indem vorgeschlagen wird, die Rostelemente selbst in einer für die Zerkleinerung der Schlacke zweckmäßigen Weise einzusetzen.
  • Dabei kann von einer der weiteren Maßnahmen Gebrauch gemacht werden, daß nämlich die Zerkleinerung entweder fortlaufend oder auch diskontinuierlich in vorgegebenen Zeitintervallen bei jeweils vorgegebener Dauer vorgenommen wird. Die Wahl einer dieser Maßnahmen kann der Fachmann nach Erfahrung und Beobachtung treffen, dies hängt weitgehend von ersichtlichen Begleitumständen oder Parametern des Einzelfalles ab und ist eine rein fallbezogen zu ermessende Entscheidung.
  • Dabei ist gegebenenfalls weiter als zweckmäßig vorgesehen, daß unzermahlene Ballastkohle, die insbesondere durch Trocknung von Flotationsbergen gewonnen wird, als Feuerungsmaterial verwendet wird. In diesem Zusammenhang ergibt sich eine besonders aus wirtschaftlichen Erwägungen vorteilhafte Maßnahme dadurch, daß ein Teil der bei der Trocknung des Flotations- Bergegutes anfallenden trockenen Ballastkohle als Feuerungsmaterial für die Trocknung verwendet wird.
  • Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß die den Feuerrost bildenden Rostelemente als Schlackenbrechwerkzeuge ausgebildet und/oder mit Schlackenbrechwerkzeugen bestückt sind, daß die Rostelemente beweglich, jedoch ortsgebunden angeordnet und mit mindestens einem Antrieb zur Ausführung von Bewegungen,.die ein Brechen der Schlacke zur Folge haben, in Verbindung stehen. Weil damit die Rostelemente selbst die Brechfunktion übernehmen, ergibt sich als wesentlicher. Vorteil, daß der Zerkleinerungsprozeß örtlich gerade an den Stellen stattfindet, wo die beste Wirkung damit erzielt werden kann, nämlich in der Rostebene. Außerdem wird eine weitere, eventuell die Feuerung anderweitig störende Zerkleinerungseinrichtung vermieden.und dazu noch der Durchfall der zerkleinerten Schlackenteilchen begünstigt.
  • Weiter ist vorgesehen, daß die Rostelemente röhrenförmig ausgebildet und außerhalb der Feuerung an eine Luftquelle zur Lieferung der Brennluft angeschlossen sind und daß sie im Bereich der Feuerung düsenartige Austrittsöffnungen für die Brennluft aufweisen. Wie bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren angedeutet, dienen durch diese einfache Maßnahme die Rostelemente nicht nur als Brechwerkzeuge sondern auch als Wärmetauscher, durch den die benötigte Brennluft- was bei Brennstoffen mit geringem Heizwert äußerst nützlich ist - angewärmt in die Brennzone gelangt. Darüber hinaus ergibt sich durch den Austritt der Brennluft aus den düsenartigen Öffnungen, das heißt im energiereichen Strahl, ein den Brennprozeß ungemein anfachender Blasebalg-Effekt, und dies noch dazu unmittelbar im innersten Bereich der Brennzone. Gleichzeitig wird dabei die Schlacke durch Abkühlung brechfähig gemacht.
  • Eine weitere Verbesserung ergibt sich dabei durch den Vorschlag, daß die Rostelemente mit Austrittsöffnungen für die Brennluft versehen sind, die nach oben gerichtet sind und insbesondere die Form von Düsen mit Quer- und/oder Längsschlitzen aufweisen.
  • Weiter wird, um zu einer sehr unkomplizierten jedoch sehr wirkungsvollen und leicht herzustellenden Gestaltung der Schlackenbrechwerkzeuge zu gelangen, vorgeschlagen, daß die Schlackenbrechwerkzeuge als aufgesetzte Radialnocken ausgebildet sind, deren Länge vorzugsweise größer als der Rostabstand ausgebildet ist. Dabei können diese Brechwerkzeuge pyramidenförmig ausgebildet sein. Es ist aber auch daran gedacht, die Brechwerkzeuge als umlaufende oder zumindestteilweise umlaufende Rippen auszubilden. In dieser Beziehung will die Erfindung in der fallbezogen großen möglichen Vielfalt der verschiedensten Ausgestaltungen solcher Schlackenwerkzeuge, die alle das Eine gemeinsam haben, daß sie als aus der Rostebene herausragende Körper gestaltbar sind, keine letzliche Festlegung auf die eine oder andere rein konstruktive Formgebung machen. Solche Körper können zylindrisch, eckig, pyramidenförmig, rippenartig, gerade, gebogen oder hakenartig gestaltet sein, wenn sie nur den Zweck erfüllen, bei Bewegung relativ zur Schlacke diese zu zerbrechen.
  • Dabei ist es vorteilhaft und ebenso wie die Kühlung der Rostelemente für die Funktion und die zu deren Ausführung benötigte mechanische Festigkeit wesentlich, wenn im weiteren vorgeschlagen wird, daß die Schlackenbrechwerkzeuge zum Durchtritt von Brennluft hohl ausgebildet sind. Und schließlich ist es von Vorteil, daß die Rostelemente nach der Lehre der Erfindung mit Antriebsvorrichtungen zur Erzeugung von periodischen, vorzugsweise oszillierenden Dreh- und/oder Axialbewegungen in Verbindung stehen.
  • Vorteilhaft weist die Vorrichtung auch noch einen Hilfsbrenner zum Ingangsetzen des Brennprozesses und zum Aufheizen der Feuerung auf, um so die schwer entflammbare Ballastkohle-zu vergasen und auf Brenntemperatur zu bringen.
  • In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung, die z.B. für die gute Verbrennung von Klärteichschlamm oder Hausmüll geeignet ist, ist vorgesehen, daß.die Feuerung eine Brennstoffverteil- und Dosiervorrichtung mit drehbeweglichen Flügeln, insbesondere von gleicher Fläche wie die Feuerung, aufweist. Hierdurch wird eine gleichmäßige Flächenbeschickung der Rostelemente erreicht, die ein Durchschlagen von Flammen nach oben und das Entstehen von Löchern in der brennenden Brennstoffschicht verhindert.
  • In weiterer Ausgestaltung dieser Ausführung ist vorgesehen, daß die Brennstoffverteil- und Dosiervorrichtung mit der Feuerung durch einen geschlossenen Feuerkasten verbunden ist, dessen Oberteil von der Brennstoffschicht auf der Verteil- und Zuführeinrichtung abgeschlossen ist. Hierdurch wird vorteilhaft erreicht, daß der Abzug der Brenngase nicht nach oben erfolgt, sondern in Längsrichtung des Brennraumes erfolgen kann. So erfolgt eine besonders bei Klärteichschlämmen oder bei der Verbrennung von Hausmüll zur Geruchsbeseitigung wichtige vollständige Verbrennung der aus dem Brennstoff bei der Verbrennung ausgetriebenen Gase. Gleichzeitig wird der Brennstoff auf der Brennstoffverteil- und Dosiervorrichtung vorgestrocknet.
  • Es ist dabei, auch zum Schutz der Überhitzung des Brennstoffs, vorgesehen, daß die Brennstoffverteil- und Dosiervorrichtung, kreuzförmige, mechanisch bewegte Zellenflügel aufweist, die bei der Bewegung austragend ineinander greifen, eine insbesondere für Klärteichschlamm oder Hausmüll betriebssichere Ausführung.
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung näher erläutert.
  • Die Figuren zeigen:
    • Fig. 1: eine rein schematische Darstellung einer Rostfeuerung nach der Erfindung, im Einsatz in einem Trocknungsaggregat, im Schnitt,
    • Fig. 2: eine Ansicht der Rostfeuerung gemäß Fig. 1 von der Seite und im Schnitt,
    • Fig. 3: einen Querschnitt durch die Trockentrommel gemäß Fig. 1, mit Schnitt durch die Rostfeuerung nach der Erfindung,
    • Fig. 4: ein Rostelement mit quadratischem Querschnitt mit einer Anordnung von Brechwerkzeugen und Luftaustrittsdüsen, in Seitenansicht und Schnitt,
    • Fig. 5a bis 5d: verschiedenene Formgestaltungen von Brechwerkzeugen,in Seitenansicht,
    • Fig. 6: Heizrostelemente mit rippenförmigen Brechwerkzeugen sowie mit längs und quer angeordneten schlitzförmigen Luftaustrittsdüsen, in Draufsicht,
    • Fig. 7: einen Schnitt durch eine Rostfeuerung mit Brennstoffverteil- und Dosiervorrichtung und geschlossenem Feuerkasten.
  • Die Trockentrommel 1 in Fig. 1 ist mit den Laufringen 2 auf nicht dargestellten, an sich als bekannt vorausgesetzten Rollenböcken und Antriebseinrichtungen angeordnet und dreht sich mit üblicher Geschwindigkeit, beispielsweise von 5 bis 6 Upm um ihre Achse. Das zu trocknende Gut wird durch die Schurre 3 am abgasseitigen Ende der Trockentrommel 1 im Gegenstrom zu dem Trocknungsgas aufgegeben. Es durchwandert die Trommel als Gutschicht 4 und wird im getrockneten Zustand durch den Auslaß 5 auf ein Transportband 6 abgegeben. Die Erzeugung der für den Trocknungsprozeß benötigten heißen Gase erfolgt durch die erfindungsgemäße Rostfeuerung 7. Diese ist im Innern der Trockentrommel 1 angeordnet und weist einen Feuerraum 8 auf, der nach unten zu durch die Rostelemente 9 einen gewissen Abschluß aufweist, der jedoch die bei einem Rost übliche Gasdurchlässigkeit aufweist. Die Rostelemente 9 sind sowohl in der vorderen Stirnwand 10 als auch in der hinteren Stirnwand 11 des Feuerraumes 8 drehbar und/oder mit einer begrenzten axialen Bewegbarkeit gelagert. Sie stehen außerhalb der Trockentrommel 1 mit ihren stirnseitigen Enden 12 mit einem Brennluftgebläse 13 in Verbindung, welches mit einem Förderdruck von beispielsweise 500 mm WS Brennluft durch die als Röhren ausgebildeten Rostelemente 9 hindurchfördert und durch die düsenförmigen Austritts-Schlitze 14 in das Bett 15 der Rostfeuerung 7 eindüst.
  • Die austretende Brennluft hat sich auf dem Wege durch die erhitzten Rostelemente 9 erwärmt und gelangt daher mit erhöhter Temperatur und infolge Druckent.spannung auch mit erhöhter Geschwindigkeit durch die Austrittsschlitze 14 unmittelbar in das Bett 15 der Feuerung 7. An den Rostelementen 9 sind deutlich Brechwerkzeuge 16 erkennbar, die die Form schräg-radial aufgesetzter kubischer Nocken aufweisen. In der Anordnung Zahn/Lücke/Zahn/Lücke von Rostelement zu Rostelement sind sie geeignet, bei einer Dreh- und gegebenenfalls auch/oder einer Axialbewegung einen im Entstehen begriffenen Sinterkuchen von fester Schlacke in statu nascendi zu verhindern, indem sie das sich bildende Schlackenagglomerat ständig zerstören.
  • Dabei ist der Vorteil mit im Spiel, der darin besteht, daß die erst im Entstehen begriffene, feste Schlackenschicht oder Scholle noch nicht zur letzten Festigkeit "ausgereift" ist, und sich daher bei erhöhter Temperatur und fortgesetzter oder zumindest häufiger Störung relativ leicht zerbröckeln läßt. Dabei spielt auch die dauernde Kühlung der Rostelemente 9 insofern eine wichtige Rolle, als diese für die Erhaltung der Festigkeit derselben einen wichtigen Beitrag leistet, weswegen auch von einer Verwendung sehr teurer und notabene auch sehr schwer zu bearbeitender Werkstoffe für die Rostelemente 9 Abstand genommen werden kann. Zur Einleitung der beschriebenen Brechbewegungen sind die Rostelemente 9 mittels eines Armes 17 an einen Antrieb 18 gekoppelt, der jedoch nur rein schematisch in seiner Funktion angedeutet ist. Wichtig für den Betrieb der Feuerung sind im gezeigten Ausführungsbeispiel die als Schöpfelemente ausgebildeten Hubschaufel (n) 19, da diese bei der Voraussetzung, daß es sich bei dem zu trocknenden Gut 4 um Ballastkohle handelt, ein wenig von der getrockneten Ballastkohle hochschöpfen und zur Unterhaltung des Feuers auf die Rostfeuerung 7 aufschütten.
  • Mit dieser einfachen Maßnahme ergibt sich eine "automatic tisch" unterhaltene Feuerung, bei der eine gewisse Regulierungsmöglichkeit dadurch gegeben sein kann, daß die Stellung der Hubschaufeln 19 mit einer durch den Mantel 20 der Trommel 1 hindurchgeführten Stelleinrichtung verändert werden kann. (In der Figur nicht gezeigt.) Ein Hilfs- und Zündbrenner vervollständigt die gezeigte Einrichtung des gesamten Trockenaggregates, er ist mit dem - Bezugszeichen 21 gekennzeichnet und so angeordnet, daß seine Flamme direkt in die Rostfeuerung 7 gerichtet ist.
  • Die Fig. 2 zeigt die Rostfeuerung 7 in vergrößertem Maßstab. Dabei sind gleiche Teile mit indentischen Bezugszeichen versehen. Die eintretende Brennluft ist mit dem Pfeil 22: und die aus den Düsen austretenden Luftströme sind mit den Pfeilen 23 gekennzeichnet. Man erkennt auch deutlich die Brechwerkzeuge 16 sowie den die Bewegungen vom (nicht gezeigten) Antrieb 18 (Fig. 1) in das Rostelement 9 einleitenden Arm 17.
  • Die Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch die Trockentrommel 1 und die Rostfeuerung 7. Die Darstellung wurde gewählt, weil sie deutlich die Lage der Rostelemente 9 zueinander, die Lage und Anordnung (eine der möglichen!) der Brecherwerkzeuge 16, die Lage und Anordnung des Feuerraumes 8, das Arbeiten der Hubschaufel 19, das Durchfallen zerkrümelter Schlacketeilchen 24, die Bewegung der Gutschicht 4 und die Drehbewegung (Pfeil 25) der Trockentrommel 1 vor Augen führt.
  • Das Rostelement 91 in der Fig. 4 weist ein quadratisches Profil auf und ist in der Feuerung 7 vorzugsweise so angeordnet, daß es mit einer der dachförmig spitzen Profilkanten 26 nach oben zeigt. Deutlich sind im übrigen die Brechwerkzeuge 16 und die schlitzförmigen Luftdüsen 14 erkennbar.
  • Verschieden gestaltete Brechwerkzeuge zeigen die Figuren . 5a bis 5d. Diese sind -.der Reihe nach - bei 5a als Rippe, bei 5b als Vierkant in 45°-Stellung; bei 5c als Zylinder, und bei 5d als Zylinder mit konischer Spitze gestaltet. Gemäß Ausführungen zur Gestaltungsmöglichkeit weiter oben soll nochmals darauf hingewiesen sein, daß es sich bei den beispielhaft gezeigten Formen lediglich um eine kleine Auswahl möglicher Gestaltungen handelt, wobei zumindest alle solche unter den Vorschlag der Erfindung fallen, die als aus dem Flächenbereich eines Rostelementes herausragende Körper in der Lage sind, bei einer Bewegung relativ zu einem Schlackengebilde, dieses zu zerbrechen.
  • So zeigt Figur 6 - ganz bewußt - eine abweichende, jedoch rein grundsätzlich schon erwähnte Gestaltung solcher Rostelemente 9" in Rippenform, wobei die Schlackenzerkleinerung durch oszillierende Axialbewegungen (Pfeile 27, 27'), die gegebenenfalls relativ kurzhübig sein können, durchgeführt wird. Die Luftschlitze 14' sind bei dieser Ausführung mit Vorteil - der guten Luftverteilung wegen - in Kreuzform oder auch nur quer angeordnet.
  • Die Ausgestaltung der Feuerung 7 mit einer Brennstoffverteil- und Dosiervorrichtung 28 ist in Fig. 7 dargestellt. Hier bezeichnet 29 die drehbeweglichen Zellenflügel und 30 den geschlossenen Feuerkasten. 31. ist die den Feuerkasten 30 nach oben abschließende, vortrocknende Brennstoffschicht. 9, 15, 16 und 24 bezeichnen die bereits bekannten Feuerungselemente.
  • Über die vorstehend im Text genannten Vorteile hinaus, bietet das erfindungsgemäße Verbrennungsverfahren weiterhin die Vorteile, daß durch die Rostabstände die Schlacken-Stückgroße beeinflußbar ist, daß im Gegensatz zur Wirbelschichtverbrennung die Temperatur einstellbar ist und daß die Staubentwicklung gering ist. Insgesamt ergibt sich ein Verfahren zur Verbrennung von Ballastkohle, z.B. von Flotationsbergen, das der Wirbelschicht-Verbrennung sowohl bezüglich der Investitionskosten als auch bezüglich der Regelbarkeit überlegen ist.

Claims (20)

1. Verfahren zur Verbrennung von Ballastkohle, insbesondere von Flotationsbergen und/oder Mittelgut, als Feuerungsmaterial in einer Rostfeuerung unter Bildung einer festen Schlacke, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlacke während des Betriebes der Feuerung in der Rostfeuerung maschinell zerkleinert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennluft durch die Rostelemente hindurch geleitet, unmittelbar in das Feuerungsmaterial eingedüst wird, wobei die Rostelemente durch Wärmeabgabe an die Brennluft gekühlt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerkleinerung durch Anwendung mechanischer Kräfte und/oder Bewegung durchgeführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerkleinerung durch Bewegung von außerhalb der Feuerung antreibbarer Feuerrostelemente durchgeführt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerkleinerung fortlaufend vorgenommen wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerkleinerung diskontinuierlich in vorgegebenen Zeitintervallen bei jeweils vorgegebener Dauer vorgenommen wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß unzermahlene Ballastkohle, die insbesondere durch Trocknung von Flotationsbergen gewonnen wird, als Feuerungsmaterial verwendet wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der bei der Trocknung der Flotationsberge anfallenden Ballastkohle als Feuerungsmaterial für die Trocknung verwendet wird.
9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die den Feuerrost bildenden Rostelemente (9) als Schlackenbrechwerkzeuge (16) ausgebildet und/oder mit Schlackenbrechwerkzeugen (16) bestückt sind, daß die Rostelemente (9) beweglich, jedoch ortsgebunden angeordnet und mit mindestens einem Antrieb (18) zur Ausführung von Bewegungen, die das Brechen der Schlacke zur Folge haben, in Verbindung stehen.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Rostelemente (9) röhrenförmig ausgebildet und außerhalb der Feuerung (7) an eine Luftquelle (13) zur Lieferung der Brennluft angeschlossen sind und daß sie im Bereich der Feuerung (7) düsenartige Austrittsöffnungen (14) für die Brennluft aufweisen.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnungen (14) für die Brennluft nach oben gerichtet sind, und insbesondere die Form von Düsen (14) mit Quer- und/oder Längsschlitzen (14') aufweisen.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlackenbrechwerkzeuge (16) als aufgesetzte Radialnocken ausgebildet sind, deren Länge vorzugsweise größer als der Rostabstand ausgebildet ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlackenbrechwerkzeuge (16) pyramidenförmig ausgebildet sind.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlackenbrechwerkzeuge (16) rippenförmig ausgebildet sind.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlackenbrechwerkzeuge (16) zum Durchtritt von Brennluft hohl ausgebildet sind.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Rostelemente (9) mit mindestens einer Antriebsvorrichtung (18) zur Erzeugung von periodischen, vorzugsweise oszillierenden,Dreh- oder Axialbewegungen in Verbindung stehen.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Feuerung (7) einen Hilfs- und Zündbrenner (21) zum Zünden der Feuerung (7) aufweist.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 - 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Feuerung (7) eine Brennstoffverteil- und Dosiervorrichtung (28) mit drehbeweglichen Flügeln (29), insbesondere von gleicher Fläche wie die Feuerung (7), aufweist.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennstoffverteil-und Dosiervorrichtung (28) mit der Feuerung durch einen geschlossenen Feuerkasten (30) verbunden ist, dessen Oberteil von der Brennstoffschicht (31) auf der Verteil- und Zuführeinrichtung (28) abgeschlossen ist.
20. Vorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennstoffverteil- und Dosiervorrichtung (28) kreuzförmige, mechanisch bewegte Zellen-Flügel (29) aufweist, die bei der Bewegung austragend ineinander greifen.
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