CH428063A - Verfahren zur Verbrennung von Abfallbrennstoffen, insbesondere Müll, sowie Verbrennungsofen zur Durchführung dieses Verfahrens - Google Patents

Description

      Verfahren        zur    Verbrennung von     Abfallbrennstoffen,        insbesondere          Müll,        sowie    Verbrennungsofen zur     Durchführung    dieses     Verfahrens       Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbren  nung von     Abfallbrennstoffen,    insbesondere Müll, bei  welchem die     Durchsatzmenge    des Brennstoffes in Ab  hängigkeit vom     Ascheerweichungspunkt    durch die  Höhe der     Feuerraumtemperatur    begrenzt ist.

   Weiter  hin     betrifft    die Erfindung einen Verbrennungsofen  zur Durchführung dieses     Verfahrens.     



  Bei den bekannten     Müllverbrennungsverfahren     dieser Art werden gemäss üblicher europäischer  Praxis meist     ungekühlte    Feuerräume     benutzt,        d.h.    die  Verbrennung spielt sich hier zur Gänze     innerhalb    des  vollständig mit feuerfesten Steinen     und        dahinterlie-          gendem    Isoliermauerwerk ausgemauerten Feuerrau  mes ab, während die     allfällige    Ausnutzung der im  Feuerraum erzeugten Verbrennungswärme erst an  schliessend in einem dem Feuerraum nachgeschalte  ten,

       sogenannten         Abhitzekesseb>        stattfindet.    Die       Heizflächen        dieses        Abhitzekessels    haben hier somit  keinen     Einfluss    auf die Verbrennung selbst bzw. auf  die daraus resultierende     Feuerraumtemperatur,    son  dern sie nützen lediglich die durch die Verbrennung  entstandenen     heissen        Verbrennungsgase        ausserhalb     des eigentlichen Feuerraumes aus.  



  Dieses     Verfahren    hat sich während vieler Jahr  zehnte bewährt. Durch die Trennung     des    Feuer  raumes vom     Kessel    und     seine    weitgehende Wärme  isolierung wird nämlich gewährleistet, dass trotz des  geringen     Müllheizwertes    von 800 bis 1300     kcal/kg     die zu seiner Verbrennung und     Desodorierung    erfor  derliche     Feuerraumtemperatur    erreicht und aufrecht  erhalten werden kann.  



  Seit etwa fünfzehn Jahren ist jedoch     ein    ständiges  Steigen des     Müllheizwertes    bis auf Werte im Bereich  von 1500 bis     2000        kcal/kg    zu beobachten, das wohl  in erster Linie auf die     infolge    des steigenden Lebens  standards veränderten Lebensgewohnheiten zurück-    zuführen ist.

   Mit dem Anwachsen des     Müllheizwertes     steigen bei den bereits vorhandenen,     lediglich    für die  früheren     Verhältnisse    gebauten Müllverbrennungs  anlagen auch die Temperaturen im     Verbrennungs-          raum,    da meistens weder genügend überschüssige  Luft zur     Rauchgaskühlung    zur Verfügung steht noch  die Leistung der     Rauchgasreinigungs-    und     Saugzug-          Anlage    für     einen    grösseren Luftüberschuss aus  reichend ist.

   Dies führt vielfach zu     unzulässig    hohen       Feuerraumtemperaturen    in der     ungekühlten        Brenn-          kammer,    was zur Folge hat, dass der bei ca. 1000 C       liegende        Ascheerweichungspunkt    erreicht wird, so  dass die Flugasche     teigig    wird und an den Kessel  heizflächen festklebt, was an diesen Heizflächen zu  einem rasch wachsenden Belag mit tropfsteinartiger  Struktur und somit zu schweren Betriebsstörungen  und häufig sogar zum     Ausfall    der     ganzen    Anlage  führt.

   Wenn die durch den     Ascheerweichungspunkt     gegebenen Temperaturgrenzen nicht     überschritten          werden    sollen, so bleibt bei bereits vorhandenen An  lagen     kein    anderer Ausweg als die     Verringerung    der       Durchsatzleistung    des Ofens, die aber,     besonders    an  gesichts der von Jahr zu Jahr steigenden     Müllmen-          gen,    durchaus unerwünscht ist.

       Eine    andere Lösung  des Problems könnte darin     bestehen,    dass, wenn es  sich     ermöglichen    lässt, in den Feuerraum Heizflächen  zur Reduzierung der     Feuerraumtemperatur        eingebaut     werden, was aber wegen des     komplizierten    Umbaues  und des hohen Kostenaufwandes meist nicht in Frage       kommt.     



  Ein weiterer Nachteil, der durch den steigenden  Müllheizwert verursacht wird besteht darin,     dass    die       Ofenmauerung    infolge der höheren     Feuerraumtempe-          ratur        erheblich    höher beansprucht wird, was, insbe  sondere bei bereits vorhanden Anlagen, zu schweren  Beschädigungen des Mauerwerks führen kann.      Zweck der Erfindung ist es, die angeführten Nach  teile, insbesondere bei bereits     vorhandenen    Anlagen,  zu beheben.  



  Das     Verfahren    gemäss der     Erfindung    besteht     darin,     dass in den Feuerraum Wasser     eingeführt    wird und  durch Erwärmung, Verdampfung und     Überhitzung     des     eingeführten    Wassers die     Verbrennungsgase    im  Feuerraum gekühlt werden, wobei die eingeführte  Wassermenge in Abhängigkeit von der Temperatur  der     Verbrennungsgase    geregelt wird.  



  Der     Erfindung    liegt im     wesentlichen    die     überle-          gung        zugrunde,    dass es entgegen der bisher gelten  den Regel, dass der     Feueraum    eines Müllverbren  nungsofens nach aussen hin vollständig abgeschlossen  sein muss,     möglich    sein müsste, durch Einführung  von Wasser in den Feuerraum aufgrund seiner rela  tiv hohen     Verdampfungswärme    (r     kcal/kg)    und     über-          hitzungswarme    (i -     is        kcal/kg)

          eine    so grosse Ab  kühlung der heissen Verbrennungsgase zu erreichen,  dass die     Feuerraumtemperatur    unter dem     Ascheer-          weichungspunkt    bleibt,     ohne    dass hierbei die     Rauch-          gasreinigungs-    und     Saugzug-Anlage    durch die     Ver-          grösserung    des Gasvolumens infolge der Bildung von  Wasserdampf überlastet     wird.     



  - Eine beispielsweise Durchführungsform des Ver  fahrens gemäss der Erfindung soll im folgenden an  hand eines in der Zeichnung schematisch dargestell  ten     Ausführungsbeispieles    des Verbrennungsofens     ge-          mäss    der     Erfindung    im     einzelnen    näher     beschrieben     werden.  



       In    der Zeichnung ist der     Müllverbrennungsofen     in einem Längsschnitt dargestellt. Der Ofen weist       einen        Vortrocknungsrost    1 und einen an diesen sich       anschliessenden,        mit    Unterwind versorgten Verbren  nungsrost 2 auf. Der Müll wird über einen     Einfüll-          trichter    3 auf den     Vortrocknungsrost    1 aufgegeben.

    Der mit 4 bezeichnete Feuerraum ist     mit    feuerfesten  Steinen und     dahinterhegendem        Isoliermauerwerk    aus  gemauert und weist keine     Kesselheizflächen    auf. Die  Verbrennungsgase verlassen den Feuerraum 4 über  eine Abzugsöffnung 5, um     anschliessend    ihre nutz  bare Wärme an in der Zeichnung nicht dargestellte  Heizflächen     eines    nachgeschalteten     Abhitzekessels    ab  zugeben.  



       Im    Bereich der     Abzugsöffnung    5 ist eine Rohr  schlange 6 angeordnet, welcher Wasser zugeführt  wird, das z. B. aus der Trommel des     Abhitzekessels     entnommen wird. Die     Rohrschlange    6 wird von den  bereits     gekühlten,    den Feuerraum 4 verlassenden  Rauchgasen     beaufschlagt,    so dass bei ihr     Anwach-          sungen    infolge teigig gewordener Flugasche nicht  auftreten können.

       Das    erhitzte Wasser wird von     der          Rohrschlange    6, gegebenenfalls zusammen mit einem  Wasseranteil     in        dampfförmiger    Phase, über eine Rohr  leitung 7 und eine in der Ofendecke angeordnete Ein  spritzdüse 8 derart in den     Feuerraum    4 eingeführt,  dass das Wasser verdampft bevor es auf die heisse       Feuerraumwand    auftreffen kann, so dass     eine.    un  zulässige Beanspruchung des feuerfesten Mauerwer  kes durch Aufprall von Wassertropfen vermieden    wird.

   Durch geeignete Wahl der     Einspritzrichtung     der Düse 8, wie auch der Menge des eingespritzten  Wassers wird erreicht, dass die Verbrennungsgase mit       einer    unter dem     Ascheerweichungspunkt    liegenden  Temperatur den Feuerraum 4 über die Abzugsöff  nung 5 verlassen. Hierbei wird die Menge des     in     den Feuerraum     eingeführten    Wassers bzw.

   Wasser  dampfes in Abhängigkeit von der Temperatur der  Verbrennungsgase geregelt, wobei     die        hierzu    erfor  derlichen     Temperaturmessfühler    im nachgeschalteten       Rauchgaszug    vor den Heizflächen des     Abhitzekessels     angeordnet sein können.  



  Statt einer     einzigen        Einspritzdüse    können je nach  Grösse des Feuerraumes auch mehrere solcher Dü  sen vorgesehen werden.  



  Bei der im Feuerraum stattfindenden Erwärmung,  des Wassers bis auf die     Verdampfungstemperatur,        die     Verdampfung des Wassers     und    die     anschliessende     Überhitzung des Wasserdampfes wird den Verbren  nungsgasen eine derart     grosse    Wärmemenge entzo  gen, dass die     Feuerraumtemperatur    unter den Asche  erweichungspunkt absinkt.  



  Statt das Wasser mittels der Rohrschlange 6 vor  zuwärmen, kann es auch     direkt    in den Feuerraum  4 eingespritzt werden, wozu kaltes oder ausserhalb  des Ofens     vorgewärmtes    Wasser oder Wasser in  dampfförmiger Phase verwendet werden kann. Hier  bei, wobei der Kühleffekt durch niedrigere Wasser  temperatur (to) gesteigert werden     kann        (1-to),        kann     das Wasser bzw. der Dampf durch eine     oder    mehrere  Düsen, die wie in der Zeichnung mit 8'     angedeutet,     z.

   B.     in    einer oder beiden Seitenwänden des Ofens  angeordnet     sind,    in den Feuerraum     eingeführt    wer  den. Abweichend hiervon ist es auch möglich, den  Brennstoff direkt mit Wasser zu bespritzen, was in  nerhalb oder     ausserhalb    des Feuerraumes geschehen  kann. Bei dieser Methode ist allerdings die Regelung  der in den Feuerraum eingebrachten Wassermenge  in Abhängigkeit von der     Rauchgastemperatur        we-          sentlich    träger. Weiterhin     kann        anstelle    von reinem  Wasser eine Mischung von Wasser und Feststoff,  z.

   B.     Klärschlamm,    in den Feuerraum eingebracht  werden.  



  Das beschriebene Verfahren ist keineswegs auf  die Verbrennung von Müll beschränkt. So kann es  z. B. auch bei der     Verbrennung    von     Industrieabfällen     angewendet werden. Bei     chemischen    Abfällen ist       vielfach    der Heizwert infolge des steigenden Anteils  an Kunststoffen derart angestiegen,

   dass der resul  tierende Gemischheizwert     mitunter    bei 3000     kcal/kg     und höher     liegt.    Der Betrieb mit diesem     heizkräfti-          gen    Brennstoff führt oftmals in der     ungekühlten          Brennkammer    zu unzulässig hohen Temperaturen.  Deshalb ist auch hier das vorgeschlagene Verfahren  von Bedeutung.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE I. Verfahren zur Verbrennung von Abfallbrenn stoffen, insbesondere Müll, bei welchem die Durch satzmenge des Brennstoffes in Abhängigkeit vom Ascheerweichungspunkt durch die Höhe der Feuer raumtemperatur begrenzt ist, dadurch gekennzeich net, dass in den Feuerraum Wasser eingeführt wird und durch Erwärmung, Verdampfung und überhit- zung des eingeführten Wassers die Verbrennungsgase im Feuerraum gekühlt werden, wobei die eingeführte Wassermenge in Abhängigkeit von der Temperatur der Verbrennungsgase geregelt wird.

   1I. Verbrennungsofen zur Durchführung des Ver fahrens nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeich net, dass oberhalb des Verbrennungsrostes in minde stens einer Seitenwand des Ofens Düsen zum Ein spritzen von Wasser in den Feuerraum angeordnet sind. UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge- kennzeichnet, dass das Wasser versprüht und den Verbrennungsgasen zugemischt wird.

   2. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass das Wasser ausserhalb des Feuer raumes durch die bereits gekühlten Verbrennungs gase vorerhitzt und darauf in den Feuerraum einge- düst wird. 3. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass das Wasser auf den Brennstoff gespritzt wird.

   4. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass das Wasser in Form einer Was- ser-Feststoffmischung als Schlamm in den Feuerraum eingebracht wird.