DE4038570C2 - Feuerungseinrichtung zur thermischen Aufbereitung von Festbrennstoffen und Abfällen zu wiederverwertbaren Stoffen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Feuerungseinrichtung zur thermischen Aufbe­ reitung von Festbrennstoffen und Abfällen zu wiederverwertbaren Stoffen und Wärme sowie zur Einschmelzung von Verbrennungsrückständen und anderen festen Stoffen, mit einer zum Aufschließen der zugeführten Fest­ stoffe dienenden Einrichtung, deren Auslaß in eine Trennkammer mün­ det, die bodenseitig mit einer Austragseinrichtung für feste Rückstände versehen ist und aus der ein Gasstrom in eine Schmelzbrennkammer ge­ leitet ist, in die eine Zuführungseinrichtung für aus der Trennkammer ab­ geführte Rückstände mündet und in der bodenseitig ein Schmelzgutaus­ laß vorgesehen ist.

Bei bekannten Feuerungseinrichtungen stellen, obwohl teilweise schon gute Ausbrandergebnisse der Brandgase erzielt werden, immer noch un­ verbrauchte Stoffe und brennstoffeigene Schadstoffe in den festen Ver­ brennungsrückständen eine erhebliche Gefahr für die Umwelt dar. Beson­ ders dann, wenn schädliche Stoffe aus staubähnlichen Rückständen oder porösen Schlackenkörpern ausgelaugt bzw. ausgewaschen werden können und dadurch in den Boden und von da aus in das Grundwasser gelangen können.

Aus der DE 38 11 820 A1 ist eine Feuerungseinrichtung der eingangs ge­ nannten Art bekannt. Bei dieser bekannten Einrichtung werden die im Regelfall aus der Abfallentsorgung stammenden Feststoffe einem Pyrolyse­ reaktor zugeführt, der weitgehend unter Sauerstoffabschluß betrieben wird und neben flüchtigem Schwelgas einen weitgehend festen Pyrolyse­ reststoff erzeugt. An den Schwelgasausgang des Pyrolysereaktors schließt sich eine Kammer an, die bodenseitig mit einer Austragseinrichtung für Pyrolysereststoffe versehen ist und in deren oberen Bereich ein Schwel­ gasabzugsstutzen vorgesehen ist, an den eine Schwelgasleitung ange­ schlossen ist. In diese Schwelgasleitung ist ein Gasverdichter und Gasför­ derer eingeschaltet, der die Schwelgase zu einem Brenner fördert, der in eine Schmelzbrennkammer mündet. Die Pyrolysereststoffe können nach entsprechender Aufbereitung über einen separaten, in die Schmelzbrenn­ kammer mündenden Staubbrenner nachverbrannt werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Feuerungseinrichtung für feste Brennstoffe so auszubilden, daß trotz geringem fertigungstechni­ schem Aufwand und geringem Platzbedarf feste Brennstoffe unter weitest­ gehender Vermeidung umweltschädigender Auswirkungen mit gutem Wir­ kungsgrad genutzt werden können.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Ein­ richtung zum Aufschließen der zugeführten Feststoffe als Primärbrennein­ richtung und die Trennkammer als Gasmischkammer ausgebildet ist, daß sich die Schmelzbrennkammer an die Gasmischkammer anschließt und die Brenngase durch wenigstens eine in der Wandung zwischen Gas­ mischkammer und Schmelzkammer angeordnete Brennerdüse in die Schmelzbrennkammer brennen, und daß die Gasmischkammer mit einer Sekundärluftzuführung zur Zumischung der erforderlichen Verbren­ nungsluftmenge versehen ist.

Durch die Verwendung einer Primärbrenneinrichtung mit anschließender Gasmischkammer werden Brandgase hoher Temperatur erzeugt, die un­ mittelbar mit satter Flamme in die Schmelzbrennkammer brennen. Auf diese Weise wird nicht nur ein optimaler Gasausbrand erreicht, sondern auch der angestrebte kompakte Aufbau der Gesamteinrichtung sicherge­ stellt, wobei nur mit vergleichsweise niedriger Temperatur betreibbare Gasfördereinrichtungen, Verdichter und zugehörige Rohrleitungen ver­ mieden werden.

Die sich an die Gasmischkammer anschließende Brennkammer ist als Schmelzbrennkammer ausgebildet, in der außer einem besseren Gasaus­ brand auch die Schmelze der einzuschmelzenden festen Verbrennungs­ rückstände nach deren vollständigem Ausbrand vor sich geht. Eine Be­ handlungsanlage für die festen Vergasungsrückstände aus den Abschei­ deschacht der Primärbrenneinrichtung, wie Drehrohr oder Vorverbren­ nungsrost, gewährleistet eine Weiterbehandlung der in fester Form vorlie­ genden Vergasungsrückstände, wobei der für die Weiterverwendung nicht vorgesehene Teil der Vergasungsrückstände zur Förderung in die Schmelzbrennkammer vorbereitet wird. Kleinkörnige Vergasungsrück­ stände können ohne weitere Behandlung unter Hinzugabe von Filterstaub und die Schmelze begünstigender sowie die Einbindung von Schadstoffen in die Schmelze fördernder Chemikalien in die Schmelzbrennkammer ge­ fördert werden.

In der Schmelzbrennkammer vollzieht sich der voll­ ständige Ausbrand der Vergasungsrückstände, wobei diese in Schmelz übergehen. Die so gewonnene Schmel­ ze kann aus der Schmelzwanne am Boden der Schmelz­ brennkammer kontinuierlich oder in Portionen abgezo­ gen und zu Granulat aufbereitet, oder in bereitgestellte Gußformen gegossen werden.

Das Granulat oder die Gußteile mit wenig poröser Oberfläche können je nach Schadstoffinhalt als Bauma­ terial verwendet oder bei kritischer Schadstoffbela­ stung in größere Blöcke gegossen gefahrlos in Depo­ nien eingelagert werden.

Vergasungsrückstände von nachwachsenden Ener­ gieträgern in Form von Holzkohle, holzkohleähnlich oder Produkte von in der Vergasungseinrichtung vorge­ nommenen Kalziniervorgängen werden in der Behand­ lungsanlage gekühlt und so für eine Weiterverwendung aufbereitet. Die Schmelzbrennkammer dient in diesem Fall nur dem Ausbrand der Brandgase und der Schmel­ ze der Flugasche des Kessel- und Filterstaubes.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausfüh­ rungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigt:

Fig. 1 eine Schnittdarstellung einer ersten Ausfüh­ rungsform eines Schmelzbrennkammer-Ofens mit Be­ handlungsanlage für die festen Vergasungsrückstände.

Fig. 2 eine Schnittdarstellung einer weiteren Ausfüh­ rungsform eines Schmelzbrennkammer-Ofens ohne Be­ handlungsanlage für die festen Vergasungsrückstände.

Nach den Fig. 1 und Fig. 2 umfaßt der beispielsweise dargestellte Schmelzbrennkammer-Ofen ein als Primär­ brenneinrichtung dienendes Drehrohr 1 mit einer Brennstoff-Fördereinrichtung 2 und einer Primärluftzu­ führung 3. Aus diesem Drehrohr 1 gelangen die Brand­ gase um die Stauwand 4 herum in die Gasmischkammer 5, wo ihnen über die Sekundärluftzuführung 6 die not­ wendige Verbrennungsluftmenge zugemischt wird. In der Gasmischkammer 5 können den Brandgasen zusätz­ lich zur Eliminierung von feuerungs- und brennstoffbe­ dingten Schadstoffen Chemikalien hinzugegeben wer­ den. Die Brandgase brennen durch die Brennerdüse 7 mit satter Flamme in die Schmelzbrennkammer 8, von wo die Abgase über die Auslaßöffnung 9 der Wärme­ nutzung und einer sich daran anschließenden Abgasrei­ nigung zugeführt werden. Die Schmelzbrennkammer 8 weist eine seitliche Auslaßöffnung 9 für die Abgase, eine Revisionsöffnung 10 und eine Auslaßöffnung 11 für die Schmelze auf. Den Boden der Schmelzbrennkammer 8 bildet der Schmelztische 12 und die Schmelzwanne 13.

Die festen Vergasungsrückstände fallen aus dem Drehrohr 1 in den Abscheideschacht 14 unter der Gas­ mischkammer 5 und gelangen über eine Austragevor­ richtung 15 in die Behandlungsanlage 16.

In dieser Behandlungsanlage 16 werden die Verga­ sungsrückstände separiert und bei Bedarf nachgekühlt. Die weiterverwertbaren Vergasungsrückstände oder Produkte von Kalziniervorgängen werden über Ab­ zugsrinnen 19 zu den Behältern oder Fördereinrichtun­ gen für die Stoffe gebracht.

Die einzuschmelzenden Vergasungsrückstände wer­ den, unter Hinzugabe von Filterstaub und die Schmelze begünstigender sowie die Einbindung von Schadstoffen in die Schmelze fördernder Chemikalien durch eine För­ deranlage 17 über die Einbringvorrichtung 18 auf den Schmelztisch 12 in die Schmelzbrennkammer 8 ge­ bracht.

Die einzuschmelzenden Vergasungsrückstände kön­ nen auf dem Schmelztisch 12 durch eine gezielte und geregelte Verbrennungsluftzuführung über die Ein­ bringvorrichtung 18 vollständig ausbrennen und gehen anschließend in Schmelze über. Die Schmelze fließt vom Schmelztisch 12 in die Schmelzwanne 13. Von da aus kann diese kontinuierlich oder in Portionen über eine Auslaßöffnung 11 entnommen werden.

Claims (7)

1. Feuerungseinrichtung zur thermischen Aufbereitung von Fest­ brennstoffen und Abfällen zu wiederverwertbaren Stoffen und Wär­ me sowie zur Einschmelzung von Verbrennungsrückständen und anderen festen Stoffen, mit einer zum Aufschließen der zugeführten Feststoffe dienenden Einrichtung, deren Auslaß in eine Trennkammer mündet, die bo­ denseitig mit einer Austragseinrichtung für feste Rückstände verse­ hen ist und aus der ein Gasstrom in eine Schmelzbrennkammer ge­ leitet ist, in die eine Zuführungseinrichtung für aus der Trennkam­ mer abgeführte Rückstände mündet und in der bodenseitig ein Schmelzgutauslaß vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet,
daß die Einrichtung zum Aufschließen der zugeführten Feststoffe als Primärbrenneinrichtung (1) und die Trennkammer als Gas­ mischkammer (5) ausgebildet ist,
daß sich die Schmelzbrennkammer (8) an die Gasmischkammer (5) anschließt und die Brenngase durch wenigstens eine in der Wan­ dung zwischen Gasmischkammer (5) und Schmelzkammer (8) ange­ ordnete Brennerdüse (7) in die Schmelzbrennkammer (8) brennen, und
daß die Gasmischkammer (5) mit einer Sekundärluftzuführung (6) zur Zumischung der erforderlichen Verbrennungsluftmenge verse­ hen ist.

2. Feuerungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelzbrennkammer (8) einen höher liegenden, als Schmelztisch (12) ausgebildeten und einen tiefer liegenden, als Schmelzwanne ausgebildeten Bodenteil (13) aufweist und die Schmelzwanne als Speicher- und Mischraum für das Schmelzgut dient.

3. Feuerungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbringvorrichtung (18) für Verbrennungsrückstände in die Schmelzbrennkammer (8) oberhalb eines Schmelztisches (12) ange­ ordnet ist.

4. Feuerungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbringvorrichtung (18) mit einer geregelten Verbren­ nungsluftzuführung ausgestattet ist.

5. Feuerungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß auch Stoffe, die nicht von der Primärbrenneinrichtung (5) stammen, in der Schmelzbrennkammer (8) ausgebrannt und in die Schmelze eingebunden werden.

6. Feuerungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelzbrennkammer (8) als Zyklon ausgebildet ist, der zumindest eine Öffnung (9) zur Gasausleitung aufweist, an die sich Anlagen zur Wärmenutzung und Abgasreinigung anschließen.

7. Feuerungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Temperaturerhöhung oder als Anfahrbrenner einzelne, in die Schmelzbrennkammer (8) mündende Brenner mit flüssigen oder gasförmigen Zusatzbrennstoffen betrieben werden können.