DE1526061B2 - Einspeiseeinrichtung fuer einen wirbelschichtofen zur verbrennung von abwasserschlamm - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einspeiseeinrichtung für einen Wirbelschichtofen zur Verbrennung von mechanisch eingedicktem organischem Abwasserschlamm mit einer Einspeiseschnecke für den Abwasserschlamm in die aus inertem Material gebildete Wirbelschicht des Wirbelschichtofens, wobei die Einspeiseeinrichtung ein die Ofenwand durchdringendes, sich an seinem ofenseitigen Ende verjüngendes Aufgaberohr aufweist, das zum Ofeninneren hin geöffnet ist.

In der französischen Patentschrift 13 78 442 ist ein Wirbelschichtofen zur Verbrennung solchen Abwasserschlammes beschrieben und dargestellt, der in einer Ausführungsform auch eine Einspeiseschnecke für den Abwasserschlamm in die Wirbelschicht selbst vorsieht. Da das die Ofenwand durchdringende und zum Ofeninneren hin offene Aufgaberohr mit der darin arbeitenden Einspeisschnecke durchgehend zylindrischen Umfang haben, ist keine angemessene Abdichtung gegen den im Wirbelschichtofen herrschenden Überdruck gewährleistet, was zu einer vollständig geruchlosen Verbrennung des Abwasserschlammes erforderlich ist. Eine solche Abdichtung ist dort bestenfalls nur während des Betriebes der Einspeisschnecke zu erreichen. Bei Verbrennungsanlagen für organischen Abwasserschlamm ergeben sich aber in der Regel, z. B. wegen des im Tagesverlauf schwankenden Anfalles an Abwasserschlamm, Schwierigkeiten; denn die Einführungsrate verändert sich, bzw. die Verbrennungsanlage muß intermittierend betrieben werden, d. h. die Luftzufuhr und Einspeisung des eingedickten Abwasserschlamms werden zeitweilig unterbrochen. Es hat sich zwar gezeigt, daß das als Wärmespeicher dienende inerte Material der Wirbelschicht selbst nach einigen Stunden Unterbrechung noch einen genügenden Wärmeinhalt zum Wiederanlassen des Verbrennungsofens zur Verfügung stellt, aber die intensive Wärmestrahlung aus der inerten Materialschicht führt zu einer Verkokung des am Austragende der Einspeiseschnecke verbliebenen Abwasserschlammes, und der so entstandene harte, in der Rohrwand haftende Pfropfen * blockiert den Wiederanlauf der Einspeiseschnecke.

In der US-Patentschrift 29 32 712 wird ferner ein absatzweise arbeitender Verbrennungsofen für die Benutzung im Haushalt zur Veraschung von Müll oder ähnlichem Abfall beschrieben, dessen mit Aschenkasten ausgerüsteter Verbrennungskammer einzelne Abfallbeschickungen nacheinander mittels einer Einspeiseschnecke zugeführt werden. Die Einspeiseschnecke und auf seiner wesentlichen Länge auch das sie umschließende Aufgaberohr haben zylindrische Gestalt, wobei das in der Verbrennungskammer selbst liegende Ende des Aufgaberohres konisch verjüngt ist. Auf diese Weise wird das Abfallmaterial in Gestalt einer verdichteten Stange in die Verbrennungskammer abgegeben. Bei Einsatz einer solchen Konstruktion bei einem Wirbel-Schichtverbrennungsofen für mechanisch eingedickten organischen Abwasserschlamm würden sich die vorstehend erwähnten Schwierigkeiten einer Verkokung des am Austragende des Einführungsrohres verbliebenen Abwasserschlammes insbesondere bei Abschaltungen der Schnecke in erhöhtem Maße ergeben.

Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, die Einspeiseeinrichtung für einen Wirbelschichtofen der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß in der Einspeiseschnecke bei einer Abschaltung verbliebener Abwasserschlamm durch die Speicherwärme des Wirbelschichtofens nicht schädlich beeinflußt wird, während gleichzeitig auch während der Abschaltung eine wirksame Gasabdichtung der Schnecke erhalten bleibt.

Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung von einer Einspeiseschnecke mit einem sich an seinem ofenseitigen Ende verjüngenden Aufgaberohr aus, und die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß an dem sich verjüngenden Teil des Schneckengehäuses ein zylindrisches Aufgaberohr mit gegenüber dem Gehäuserohr der vor dem freien Ende des Aufgaberohres endenden Einspeiseschnecke entsprechend verkleinertem Durchmesser angeschlossen, die Einspeiseschnecke mit ihrem Gehäuse auf einem gegenüber dem Wirbelschichtofen beweglichen Gestell gelagert und das Aufgaberohr innerhalb der Ofenwand dicht, jedoch axial beweglich gelagert ist.

Der zylindrische freie Teil des Aufgaberohres von

kleinem Durchmesser vor dem Schneckenende sorgt dafür, daß sich ein gasdichter Schlammpfropfen bildet, der die Einspeiseeinrichtung wirksam gegen den Gasdruck im Ofeninneren abdichtet, die axiale Beweglichkeit der Einspeiseschnecke mit ihrem Gehäuse gestatten aber andererseits bei Betriebsabschaltungen den verdichteten Pfropfen im Aufgaberohr so weit von der inerten Materialschicht im Ofen zurückzuziehen, daß eine Verkokung oder sonstige Verhärtung ausgeschlossen ist.

Eine axial bewegliche Lagerung der Förderschnecke mit ihrem zugehörigen Förderrohr auf einem gegenüber dem Feuerraum beweglichen Gestell ist bei einer Beschickungsvorrichtung für feste Brennstoffe an Feuerungen aufgrund der US-Patentschrift 23 86 991 bekannt. Die axiale Beweglichkeit des Förderrohres mit Förderschnecke dient dort zur kontinuierlichen gleichmäßigen Verteilung des festen Brennstoffes über die Brennstoffschicht im Ofen. Förderer und Schnecke sind durchgehend zylindrisch und die Abdichtung der Beschickungsvorrichtung in die Atmosphäre ist am Eingang der Förderschnecke vorgesehen, wobei der Fülltrichter und das rückwärtige Schneckenende infolge ihres Füllungszustandes den Luftdurchgang verhindern sollen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung liegt die Abgabeöffnung der ortsfesten Schlammzufuhrleitung der Einlaßöffnung des Einlaßstutzens des Schneckengehäuses der vorgeschobenen Einspeiseschnecke gegenüber und ist am beweglichen Schneckengehäuse eine Verschlußplatte angebracht, die bei zurückgezogener Einspeiseschnecke den Schlammzulaufstutzen verschließt.

Obgleich der verdichtete Schlammpfropfen am Ende des Aufgaberohres in Verbindung mit dessen dichter Lagerung innerhalb der Ofenwand im allgemeinen eine genügende Abdichtung des Inneren des Verbrennungsofens aufrechterhält, ist bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine Abdichtungsplatte am Schlammzufuhrstutzen vorgesehen, die mit der Verschlußplatte zusammenwirkt. Zur Erzielung einer besonders sicheren Abdichtung ist es ferner vorteilhaft, daß Schlammzufuhrstutzen und Einlaufstutzen des Schneckengehäuses trapezförmigen Querschnitt mit einer kürzeren Querwand, einer längeren Querwand und zwei konvergierenden Seitenwänden haben und ein von der Einlauföffnung des Schneckengehäuses aufragender Rand die kürzere Querwand und die Seitenwände in einem den Schlammzulaufstutzen bei vorgeschobener Schnecke dichtend umgebenden Abstand umschließt.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung ist eine bevorzugte Ausführungsform in der Zeichnung dargestellt.

F i g. 1 ist ein größerer senkrechter Schnitt durch den Wirbelschichtofen mit zurückziehbarer Einspeiseschnecke.

F i g. 2 ist eine stark vergrößerte Einzelansicht der Einspeiseschnecke der F i g. 1 in vorgeschobener Stellung.

F i g. 3 ist eine ähnliche Ansicht wie F i g. 2, jedoch mit zurückgezogener Einspeiseschnecke während der Abschaltung der Anlage.

F i g. 3 a zeigt im Längsschnitt eine Einzelheit des Abgabeendes der Einspeiseschnecke.

F i g. 4 bis F i g. 7 erläutern die Zusammenarbeit zwischen der zurückziehbaren Einspeiseschnecke und ihrer ortsfesten Zuführeinrichtung.

F i g. 8 erläutert die andere Form der Schlammzuführung.

Der organische Abwasserschlamm ist in bekannter Weise in ein Absetzbecken gegebenenfalls mit nachgeschaltetem Eindicker abgetrennt und z. B. mittels einer Zentrifuge mechanisch eingedickt worden, um dann in dem in Fig. 1 gezeigten Wirbelschichtofen 34 in einer aus inertem Material gebildeten Wirbelschicht 42 verbrannt zu werden. Der Ofen besitzt einen Stahlmantel 35 und eine feuerfeste Auskleidung 36 sowie einen Lochboden 37, ebenfalls aus feuerfestem Material. Der Lochboden trennt die Verbrennungskammer 39 von dem Windkasten 38 ab und besitzt Gaskanäle 40 mit je einer Verteilerkappe 41. Im Wirbelschichtzustand nimmt das inerte Material etwa den Raum 42 ein, worüber sich der freie Raum 43 befindet. Nach Abstellung der Luftzufuhr sinkt die Wirbelschicht auf etwa ²/3 ihrer Höhe über dem Lochboden 37 zusammen. Die Luftzufuhr erfolgt durch Leitung 44, und ein Hilfsbrenner 45 besitzt einen Brennstoffanschluß 45a, einen Anschluß für erste Verbrennungsluft 45b und einen Anschluß für sekundäre Verbrennungsluft 45c. Der Gasdruck wird durch Manometer, z. B. ein Manometer 46 in der Verbrennungszone und ein Manometer 47 in dem freien Raum darüber, ermittelt. Durch Stutzen 48 kann man den Sandvorrat ergänzen. Ein Thermoelement 49 dient zur Anzeige der Verbrennungstemperatur.

Eine Einspeiseschneckenpresse 50 ist auf einem fahrbaren Gestell 51 gelagert, das auf den Schienen 52 hin und her beweglich ist. Die Welle 53 wird über einen Motor 54 mit Reduziergetriebe angetrieben, der ebenfalls auf dem Wagen gelagert ist. Durch das Handrad 55 kann das Reduziergetriebe betätigt werden.

35· Die Schnecke ist drehbar in einem Gehäuse gelagert, das einen ersten geraden Abschnitt 57 mit einem Hals 58 zur Aufnahme des Schlammes, einen kegelstumpfförmigen Abschnitt 59 und ein gerades Abgaberohr 60 umfaßt. Die Schneckenspirale 60a hat verschiedenen Durchmesser entsprechend den Dimensionen der verschiedenen Gehäuseabschnitte. Das Ende der Schneckenwelle ruht in einem Lager 61, während das andere Wellenende selbst durch die Spirale innerhalb des Abgaberohres 60 getragen wird. Eine Treibscheibe 62 am äußersten Wellenende wird durch einen Keilriemen 63 von dem schon erwähnten Motor getrieben.

Das Abgaberohr 60 ist in einer Buchse 64 gleitbar, die in dem Stahlmantel 35 des Verbrennungsofens gelagert ist. Diese Buchse ist von einem Rohrstück 65 aus feuerfestem Material umgeben, das gegen die Wärme ■ aus der Verbrennungskammer abschirmt, besonders wenn die Einspeiseschnecke gemäß F i g. 3 zurückgezogen ist. Bei einer Ausführungsform sind im Innern radial gestellte Schneidblätter 65a vorgesehen, die das bei der Strangpressung verdichtete Material unterteilen, wenn es aus der Schnecke austritt. Da die Einspeiseschnecke hin und her bewegbar ist, kann der Hals 58 an den schrägen ortsfesten Schneckenförderer 66 angeschlossen und hiervon abgeschaltet werden. Sein abwärts gerichteter Austragstutzen 67 arbeitet mit der Einspeiseschnecke zusammen, während am unteren Ende ein aufwärts gerichteter Einlaßstutzen 68 zur Aufnahme des entwässerten Schlammes vorgesehen ist. Ein Antriebsmotor 69 für den Schneckenförderer ist auf dem oberen Ende gelagert.

F i g. 2 zeigt die Einspeiseschnecke in vorgeschobener Stellung, so daß ihr Stutzen 58 sich mit dem Stutzen

67 deckt. In Fig.3 ist jedoch die Einspeiseschnecke zurückgezogen, und der Stutzen 67 ist durch eine Platte 70 abgeschlossen, die am Stutzen der Einspeiseschnecke starr befestigt ist.

Bei einer anderen Ausführungsform nach F i g. 4 bis 7 besitzt das Einspeiseschneckengehäuse einen Einlaßstutzen 58a mit zwei konvergierenden Seiten 586 und 58c, einer kürzeren Querwand 58d und einer längeren Querwand 58e. Ein Rand 58/" erstreckt sich längs der Querwand 58d und der Seitenwände 58b und 58c und parallel zu den Seiten der waagerechten Platte 58g; die an dem Stutzen 58a angebracht ist. In vorgeschobener Stellung der Einspeiseschnecke greift der Einfüllstutzen 67a entsprechend dieser Gestaltung abdichtend an der Auskleidung 58/? an, die z. B. Aus Schwammgummi gefertigt und an den Kantenteilen 58/ befestigt ist, während eine elastische Lippe 58/ am Stutzen 67a die längeren Querwände gegeneinander abdichtet.

Wenn die Einspeiseschnecke gemäß Fig.6 und 7 zurückgezogen ist, liegt der Stutzen 67a der Platte 58g zwar in einem kleinen Abstand d gegenüber, hält aber wirksam restliches Material in dem abwärts gerichteten Stutzen 67a zurück. Wenn dagegen die Einspeiseschnekke vorgeschoben wird, so säubert die Lippe 58/ die Platte 58g von jeglichem Rückstand.

Bei noch einer anderen Ausführungsform nach F i g. 8 kann der abwärts gerichtete Stutzen 676 von Abfallmaterial leerlaufen, bevor die Einspeiseschnecke zurückgezogen wird. Zu diesem Zeitpunkt trennen sich die winklig angeordneten Flansche F-I und F-2 der zusammenwirkenden Stutzen, wie strichpunktiert dargestellt ist. Wenn die Einspeiseschnecke wieder vorgeschoben wird, schließen die Schrägflansche wieder gegeneinander ab, wobei vorzugsweise ein Dichtungsring R eingelegt ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Einspeiseeinrichtung für einen Wirbelschichtofen zur Verbrennung von mechanisch eingedicktem organischem Abwasserschlamm mit einer Einspeiseschnecke für den Abwasserschlamm in die aus inertem Material gebildete Wirbelschicht des Wirbelschichtofens, wobei die Einspeiseeinrichtung ein die Ofenwand durchdringendes, sich an seinem ofenseitigen Ende verjüngendes Aufgaberohr aufweist, das zum Ofeninnern hin geöffnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß an dem sich verjüngenden Teil (59) des Schneckengehäuses ein zylindrisches Aufgaberohr (60) mit gegenüber dem Gehäuserohr (57) der vor dem freien Ende des Aufgaberohres endenden Einspeiseschnecke (60a) entsprechend verkleinertem Durchmesser angeschlossen, die Einspeiseschnecke (60a) mit ihrem Gehäuse (57, 59, 60) auf einem gegenüber dem Wirbelschichtofen (34) beweglichen Gestell (51) gelagert und das Aufgaberohr (60) innerhalb der Ofenwand (35, 36) dicht, jedoch axial beweglich gelagert ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgabeöffnung der ortsfesten Schlammzufuhrleitung (67) der Einlaßöffnung des Einlaßstutzens (58) des Schneckengehäuses (56) bei vorgeschobener Einspeiseschnecke gegenüberliegt und am beweglichen Schneckengehäuse eine Verschlußplatte (70) angebracht ist, die bei zurückgezogener Einspeiseschnecke den Schlammzulaufstutzen (67) verschließt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Abdichtungslippe (58/) am Schlammzufuhrstutzen (67a), die mit der Verschlußplatte (5Sg) zusammenwirkt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Schlammzufuhrstutzen (67a) und Einlaufstutzen (58a) des Schneckengehäuses trapezförmigen Querschnitt mit einer kürzeren Querwand (58c/), einer längeren Querwand (58e) und zwei konvergierenden Seitenwänden (58b und 58c) haben und ein von der Einlauföffnung des Schneckengehäuses aufragender Rand (58/) die kürzere Querwand (58d) und die Seitenwände (58£> und 58c) in einem den Schlammzulaufstutzen (67a) bei vorgeschobener Schnecke dichtend umgebenden Abstand umschließt.