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EP0573756B1 - Verfahren zur Verbrennung von Abfall und Abfallverbrennungsanlage - Google Patents

Verfahren zur Verbrennung von Abfall und Abfallverbrennungsanlage Download PDF

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Publication number
EP0573756B1
EP0573756B1 EP93105913A EP93105913A EP0573756B1 EP 0573756 B1 EP0573756 B1 EP 0573756B1 EP 93105913 A EP93105913 A EP 93105913A EP 93105913 A EP93105913 A EP 93105913A EP 0573756 B1 EP0573756 B1 EP 0573756B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
ash
grate
burning
incinerating
out device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP93105913A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0573756A3 (en
EP0573756A2 (de
Inventor
Klaus Dr. Horch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Deutsche Babcock Anlagen AG
Original Assignee
Deutsche Babcock Anlagen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Deutsche Babcock Anlagen AG filed Critical Deutsche Babcock Anlagen AG
Publication of EP0573756A2 publication Critical patent/EP0573756A2/de
Publication of EP0573756A3 publication Critical patent/EP0573756A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0573756B1 publication Critical patent/EP0573756B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/002—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor characterised by their grates
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2203/00—Furnace arrangements
    • F23G2203/107—Furnace arrangements with vibrating grate

Definitions

  • the invention relates to a method for incinerating waste according to the preamble of claim 1 and a waste incineration plant for carrying out the method according to claim 1 according to the preamble of claim 6.
  • the problem with burning it on a grate is to achieve a good burnout of both the ash and the flue gas.
  • the burnout of ash and flue gas is improved in each case by the long residence time at high temperature and by thorough mixing.
  • the device described in DE-OS 1 955 035 has a combustion grate and a burnout grate, both of which are supplied with compressed air.
  • the air supply through the burnout grate leads to a better burnout of the ashes.
  • air nozzles for blowing in part of the combustion air are set up as secondary air. Secondary air is used for secondary combustion and thus better combustion of the flue gas.
  • combustion air there are limits to the additional supply of combustion air, be it as primary air through additional grates or as secondary air.
  • a further improvement of the burnout enables the z. B. in the DE-Z garbage and waste, 22. Jg. (1990), page 288-295, described direct current firing.
  • the flue gas is converted to the firing material in cocurrent. that is, waste and ashes.
  • the flue gas from the gasification area is also led through the hot combustion area.
  • a good burnout of the flue gas is also caused by the supply of secondary air above the combustion bed, here called upper air, and at the beginning of the first flue gas draft.
  • the intense flame radiation that acts on the ash from the start of the grate to the end of the grate improves its burnout quality.
  • Another improvement in ash burnout e.g. B.
  • the object of the invention is therefore to further develop the method according to the preamble of claim 1 so that the burnout of the ashes without affecting the burnout of the flue gas and without great effort.
  • Another object is to further develop the waste incineration plant according to the preamble of claim 6 so that it is suitable for carrying out the method according to claim 1.
  • the additional burnout of the ashes is brought about in a simple manner without any effort using the hot flue gas containing oxygen in a waste incineration plant.
  • the flue gas should have temperatures of 800 ° C to 1200 ° C and an oxygen content of 6% to 11%.
  • the ash is conveyed via an ash burn-out device connected to the combustion grate and, above all, is kept at a high temperature by the radiation effect of the flue gas guided through the ash burn-out device. At these temperatures, the oxygen present in the flue gas is completely sufficient to burn carbon still present in the ashes. The additional burnout therefore takes place without the supply of additional combustion air. 65% to 85% of the combustion air is supplied as primary air or underwind through the combustion grate and the remaining combustion air as secondary air.
  • the contact between ash and hot, oxygen-containing flue gas on the ash burn-out device is ensured in that the flue gas in the conveying direction of the waste and the ash is first passed through the combustion grate and the ash burn-out device and only above the ash burn-out device into the first flue gas duct.
  • the supply of secondary air above the combustion grate, but also at the beginning of the first flue gas flue, promotes the exhaust gas burnout by supplying oxygen and by improving the mixture due to the impulse of the air jets and thus increases the radiation effect of the exhaust gas on the ash.
  • a particularly good additional burn-out of the ash on the ash burn-out device is achieved if the combustion air according to claim 2 is supplied with the primary air in at least three stages in the conveying direction of the waste. First, an average amount of air per grate surface is supplied in the drying stage, a higher amount of air per grate surface in the combustion stage and finally a smaller amount of air per grate surface in the burnout stage. If the waste is incinerated in these three stages, drying, incineration and burnout, the additional ash burnout on the ash burnout device leads to a further improved burnout quality.
  • the dwell time of the ash on the ash burn-out device is one fifth to half the time that the waste takes to pass through the combustion grate. With shorter dwell times, only a little additional ash burnout is achieved. Longer dwell times than the specified one have hardly any additional effect.
  • the dwell time is initially set according to claim 4 depending on the waste composition and preferably changed during operation depending on the burnout quality of the ash and / or the flue gas.
  • the dwell time of the ash can e.g. B. can be increased by increasing the layer height of the ash on the ash burn-out device by damming the ash.
  • an ash burn-out device arranged next to the combustion grate in front of the ash removal device, according to the characterizing part of claim 6, provides an additional burnout of the ash without impairing the burnout of the flue gas and without great structural effort.
  • the combustion grate can also be made a little smaller.
  • the ash burn-out device has a conveyor device for conveying the ash to the ash removal device.
  • the conveying surface can also be inclined at a small angle to the horizontal to the ash removal.
  • the ash burn-out device should have a flat conveying surface.
  • the conveying surface can also not have channels or troughs that are too deep. It is important that the entire ash is exposed to the heat radiation of the flue gas as evenly as possible.
  • the ash burnout device advantageously has a width corresponding to the width of the combustion grate, so that the ash can be easily conveyed from the combustion grill to the ash burnout device.
  • the arrangement of the inflow opening of the first flue gas flue above the ash burn-out device, in conjunction with the combustion chamber ceiling projecting over the combustion grate, enables the hot, oxygen-containing flue gas to be passed over the ash burn-out device and brought into contact with the ash for additional burnout.
  • a space with hot flue gas is formed by this arrangement above the ash burn-out device. The heat radiation from the hot flue gas increases the temperature of the ash on the ash burnout device and thus its burnout.
  • the feature of claim 7 is particularly suitable for achieving the residence time of the ashes described in claim 3 on the burnout device.
  • a reduction in the width of the ash burn-out device according to claim 8 enables a ash removal device with a smaller width.
  • the layer height of the ash conveyed above it is simultaneously made uniform by shaking.
  • the conveying surface of the ash burn-out device is exposed to heat radiation and the oxygen from the flue gas, it is advantageously provided with interchangeable wear parts.
  • Another advantageous equipment against wear are cooling devices according to claim 11.
  • Figure 1 shows a waste incineration plant and Figure 2 shows an ash burn-out device.
  • a waste incineration plant has a combustion chamber 1 and several flue gas flues 2, in which heating surfaces 3 for the generation of steam and possibly for preheating combustion air are arranged.
  • a flue gas cleaning system is connected to the last flue gas flue.
  • the direction of flow of the flue gas is represented by arrows 4 and the direction of conveyance of the waste by arrows 5.
  • the combustion chamber 1 is equipped with a feed device for waste, a roller grate with five rollers 6, an ash burnout device 7 and a, e.g. B. designed as a plunger, ash removal 8.
  • the feed device consists of a chute 11 provided with a funnel 9 and a slide 10, which is open in the region of its base 12 to the roller grate and on the base 12 of which there is a ram feeder 13 for conveying the waste onto the roller grate.
  • a ram feeder 13 for conveying the waste onto the roller grate.
  • the ash funnels 14 open into a collecting device 15.
  • the ash burn-out device 7 is connected directly to the fifth roller 6 of the roller grate and ends via an ash shaft 17 opening into the ash removal device 8.
  • a combustion chamber ceiling 18 which extends over the roller grate has approximately the shape of a pointed roof, one leg of the combustion chamber ceiling 18 projecting approximately beyond the fifth roller 6. This leg of the combustion chamber ceiling 18 separates the combustion chamber 1 from the first flue gas duct 2, which runs obliquely upwards in such a way that its inflow opening 19 is arranged exactly above the ash burnout device 7.
  • a plurality of air supply devices 20 for secondary air are attached to the firebox ceiling 18.
  • Air supply devices 21 for secondary air are also located in the area of the inflow opening 19 of the first flue gas flue 2. Additional lines for returning flue gas to the various air supply devices for secondary air or primary air or to their supply lines can also be provided. In this example, at least lines are provided to the air supply devices 21 (not shown).
  • the ash burnout device 7 is designed as a vibratory conveyor. It has a plate 22 with a flat conveying surface, which is mounted on four elastic elements 23 and with an eccentric drive 24, for. B. a push crank drive is connected. A vibrating motor with internal unbalance can also be used as the drive. It is possible to manufacture the plate 22 from a heat-resistant material.
  • the conveying surface is preferably provided with a layer 25 of heat-insulating material. As shown in FIG. 2, this layer 25 can consist of wear plates 26, but it could also be a stamped-on clay. Boundary walls 27 are attached to the sides of the conveying surface parallel to the conveying direction.
  • the ash burnout device 7 with a cooling device, e.g. B. with a water cooling system with a feed line 28 and a discharge line 29.
  • the length of the ash burn-out device 7 is preferably 2 m to 6 m. In this example it is 4 m.
  • the width of the honeycomb grate, that of the ash burn-out device 7 and that of the ash removal device 8 is in each case 3 m.
  • a roller grate with six or seven rollers can be used in particular to burn waste with a low calorific value.
  • the width of the ash burn-out device 7, starting from the width of the roller grate, takes on a width corresponding to the ash removal device 8, e.g. B. 10% to 20% smaller width, from.
  • ash burnout devices 7 are arranged parallel to each other in the conveying direction.
  • the waste e.g. B. household waste, bulky waste, sewage sludge or industrial waste
  • the funnel 9 in the chute 11 and distributed with the ram feeder 13 on the first roller 6.
  • the waste is conveyed through the roller grate, possibly with the supply of primary air and from recirculated flue gas, and burned to ash and flue gas.
  • the flue gas produced during the combustion is supplied with secondary air and possibly recirculated flue gas above the roller grate through the air inlets 20 in the combustion chamber ceiling 18 and secondary air and / or recirculated flue gas in the area of the inflow opening 19 of the first flue gas duct 2 through the air supply 21.
  • the excess air n of the total combustion air supplied is 1.4 to 2.0, which corresponds to an oxygen content of 6% to 11% of the flue gas leaving the flue gas flues.
  • the secondary air portion of 20% is supplied through the air inlets 20 in the combustion chamber ceiling 18. Returned flue gas is supplied through the air supply lines 21 in the region of the inflow opening 19 of the first flue gas train.
  • the primary air is supplied in a drying stage, a combustion stage and a burnout stage.
  • an average amount of air per grate surface is created by the first roller 6, in the combustion stage by a second and third roller 6 an amount of air per grate surface increased by a factor of 1.1 to 2 and in the burnout stage by the fourth and fifth roller 6 by a 0.1 to 0.9 lower amount of air per grate area.
  • combustion and burnout stages are further subdivided.
  • the supply of primary air through the individual rollers 6 is set to the values listed in the following table:
  • the grading of the supply of primary air, but also the proportion of primary air, is regulated depending on the combustion behavior, combustion chamber and / or flue gas temperatures and the pollutant content of the flue gas.
  • the gradual supply of primary air means that the waste is first dried and possibly carbonized before it is burned and finally burned out.
  • the residence time of the waste and the ashes on the roller grate is 20 minutes to 40 minutes.
  • the ash is then conveyed through the ash burn-out device 7.
  • the supply of secondary air generates evenly hot and afterburned flue gas through the air inlets 20 in the combustion chamber ceiling 18 above the roller grate. Due to the shape of the combustion chamber ceiling 18 and the arrangement of the inflow opening 19 of the first flue gas duct 2 above the ash burnout device 7, this flue gas is guided over the roller grate to the ash burnout device 7 and via the ash burnout device 7 into the first flue gas flue 2.
  • the ash lying on the ash burn-out device 7 is brought into contact with the hot, oxygen-containing flue gas and exposed to the heat radiation of the flue gas flowing into the first flue gas train 2, which is further mixed by the supply of recirculated flue gas, and burned out to a carbon content of less than 1%.
  • the dwell time of the ash on the ash burn-out device 7 is in the above. Household waste is set to 10 minutes to 30 minutes.
  • the conveying speed of the ash and thus its dwell time on the ash burn-out device 7 is adjusted during operation by adjusting the shaking frequency, i.e. that is, by adjusting the angular velocity of the drive 24, or by adjusting the angle of the conveying surface to the horizontal depending on the burnout quality of the flue gas or the ash.
  • the layer height of the ash on the ash burn-out device 7 is set. At the same time, the layer height is evened out by shaking the vibratory conveyor.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Incineration Of Waste (AREA)
  • Gasification And Melting Of Waste (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbrennung von Abfall gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Abfallverbrennungsanlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 6.
  • Bei der Verbrennung von Abfall in einer Rostfeuerung wird der Abfall auf einen Verbrennungsrost aufgegeben, unter Zufuhr von Verbrennungsluft durch den Rost über den Rost gefördert und dabei zu Asche und Rauchgas verbrannt. Bekannte Verbrennungsroste sind Schubrost, Schürroste, Wanderroste und Walzenroste.
  • Wegen der Inhomogenität von Abfall besteht bei seiner Verbrennung auf einem Rost das Problem, einen guten Ausbrand sowohl der Asche als auch des Rauchgases zu erzielen. Der Ausbrand von Asche und Rauchgas verbessert sich jeweils durch hohe Verweildauer bei hoher Temperatur und durch eine gute Durchmischung.
  • Aus der DE-OS 33 45 867 ist es bekannt, den Abfall durch mechanisch transportierende Roste aus einer der Vortrocknung dienenden Zone durch eine Verbrennungszone in eine Ausbrandzone zu fördern. Da das aus den einzelnen Zonen stammende Rauchgas direkt in den Verdampfer strömt, kann ein guter Ausbrand, zumindest des Rauchgases, aus der Verschwelzone, aber auch aus der Ausbrandzone, d. h., aus den Zonen niedriger Temperatur, nicht erzielt werden. Die niedrige Temperatur in der Ausbrandzone verhindert auch einen, nach heutigen Maßstäben, guten Ausbrand der Asche.
  • Die in der DE-OS 1 955 035 beschriebene Vorrichtung weist einen Verbrennungsrost und einen Ausbrennungsrost auf, die beide mit Druckluft versorgt werden. Die Luftzufuhr durch den Ausbrennungsrost führt zu einem besseren Ausbrand der Asche. Außerdem sind Luftdüsen zum Einblasen eines Teiles der Verbrennungsluft als Sekundärluft eingerichtet. Mittels der zugeführten Sekundärluft erfolgt eine Nachverbrennung und damit ein besserer Ausbrand des Rauchgases.
  • Einer zusätzlichen Zufuhr von Verbrennungsluft, sei es als Primärluft durch zusätzliche Roste oder als Sekundärluft, sind jedoch Grenzen gesetzt. Zur Minimierung des CO-Gehaltes des Rauchgases sind O₂-Gehaltes des die Abfallverbrennungsanlage verlassenden Rauchgases zwischen 6 % und 10,5 % erforderlich. Dies entspricht einem Luftüberschuß von n = 1,4 bis 2,0. Dabei sollte jedoch der Luftüberschuß zur Erhaltung hoher Feuerraumtemperaturen möglichst gering sein.
  • Eine weitere Verbesserung des Ausbrandes ermöglicht die z. B. in der DE-Z Müll und Abfall, 22. Jg. (1990), Seite 288-295, beschriebene Gleichstromfeuerung. Bei diesem gattungsgemäßen Verfahren und der gattungsgemäßen Abfallverbrennungsanlage wird das Rauchgas im Gleichstrom zum Brenngut, d. h., zu Abfall und Asche geführt. Dabei wird auch das Rauchgas aus dem Vergasungsbereich durch den heißen Verbrennungsbereich geführt. Ein guter Ausbrand des Rauchgases wird außerdem durch die Zufuhr von Sekundärluft oberhalb des Brennbettes, hier Oberluft genannt, und zu Beginn des ersten Rauchgaszuges bewirkt. Die vom Rostanfang bis zum Rostende auf die Asche wirkende intensive Flammenstrahlung verbessert deren Ausbrandqualität. Eine weitere Verbesserung des Ausbrandes der Asche, z. B. durch größere Rostflächen, ist wegen des begrenzten Luftüberschusses nicht möglich. Insbesondere auch deshalb nicht, weil der Primärluftanteil der Verbrennungsluft, auch Unterwind genannt, den Verbrennungsrost kühlt und deshalb nicht herabgesetzt werden kann. Eine Herabsetzung des Sekundärluftanteils würde den Ausbrand des Rauchgases verschlechtern.
  • Zur Verbesserung des Ascheausbrandes sind aus der DE-Z VDI Bildungswerke, Seminar 16.03. bis 17.03.92, BW 1389, spezielle Vorrichtung zur Behandlung der Asche, dort Schlacke genannt, wie ein nachgeschalteter Schlackengenerator oder ein nachgeschaltetes Drehrohr bekannt. Diese Vorrichtungen sind jedoch sehr aufwendig zu installieren und zu betreiben. Bei einem Drehrohr müssen die bei hoher Temperatur arbeitenden Drehteile gewartet werden. Außerdem unterliegt die Feuerfestauskleidung des Drehrohres einem erhöhten Verschleiß. Auch ist die Kapazität eines Drehrohres begrenzt.
  • Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, das Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 so weiterzuentwickeln, daß der Ausbrand der Asche ohne Beeinträchtigung des Ausbrandes des Rauchgases und ohne großen Aufwand zu verbessern.
  • Eine weitere Aufgabe ist es, die Abfallverbrennungsanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 6 so weiterzuentwickeln, daß sie zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 geeignet ist.
  • Die Aufgaben sind durch die Kennzeichen der Ansprüche 1 und 6 gelöst.
  • Erfindungsgemäß wird der zusätzliche Ausbrand der Asche mit Hilfe des heißen, bei einer Abfallverbrennungsanlage sauerstoffhaltigen Rauchgases auf einfache Weise ohne Aufwand bewirkt. Das Rauchgas sollte Temperaturen von 800 °C bis 1 200 °C und einen Sauerstoffgehalt von 6 % bis 11 % aufweisen.
  • Dabei wird die Asche über eine an den Verbrennungsrost anschließende Ascheausbrandvorrichtung gefördert und vor allem durch die Strahlungswirkung des über die Ascheausbrandvorrichtung geführten Rauchgases auf hoher Temperatur gehalten. Der im Rauchgas vorhandene Sauerstoff reicht bei diesen Temperaturen völlig aus, noch in der Asche vorhandenen Kohlenstoff zu verbrennen. Der zusätzliche Ausbrand erfolgt daher ohne Zufuhr von zusätzlicher Verbrennungsluft. Die Verbrennungsluft wird zu 65 % bis 85 % als Primärluft oder Unterwind durch den Verbrennungsrost und die restliche Verbrennungsluft als Sekundärluft zugeführt.
  • Der Kontakt zwischen Asche und heißem, sauerstoffhaltigem Rauchgas auf der Ascheausbrandvorrichtung wird dadurch sichergestellt, daß das Rauchgas in Förderrichtung des Abfalls und der Asche zunächst über den Verbrennungsrost und die Ascheausbrandvorrichtung und erst oberhalb der Ascheausbrandvorrichtung in den ersten Rauchgaszug geleitet wird. Die Zufuhr von Sekundärluft oberhalb des Verbrennungsrostes, aber auch am Anfang des ersten Rauchgaszuges fördert durch Sauerstoffzufuhr und durch Mischungsverbesserung infolge des Impulses der Luftstrahlen den Abgasausbrand und erhöht damit die Strahlungswirkung des Abgases auf die Asche.
  • Ein besonders guter zusätzlicher Ausbrand der Asche auf der Ascheausbrandvorrichtung wird erzielt, wenn zuvor dem Verbrennungsrost gemäß Anspruch 2 die Primärluft in Förderrichtung des Abfalls in mindestens drei Stufen zugeführt wird. Dabei wird zunächst in der Trocknungsstufe eine mittlere Luftmenge pro Rostfläche, in der Verbrennungsstufe eine höhere Luftmenge pro Rostfläche und schließlich in der Ausbrandstufe eine geringere Luftmenge pro Rostfläche zugeführt. Findet die Verbrennung des Abfalls in diesen drei Stufen, Trocknung, Verbrennung und Ausbrand statt, so führt der zusätzliche Ascheausbrand auf der Ascheausbrandvorrichtung zu einer weiter verbesserten Ausbrandqualität.
  • Mit diesem Verfahren ist es möglich, den Kohlenstoffgehalt der Asche sicher auf Werte unter 1 % zu verringern.
  • Gemäß Anspruch 3 beträgt die Verweilzeit der Asche auf der Ascheausbrandvorrichtung ein Fünftel bis die Hälfte der Zeit, die der Abfall zum Passieren des Verbrennungsrostes benötigt. Bei kleineren Verweilzeiten erreicht man nur einen geringen zusätzlichen Ausbrand der Asche. Größere Verweilzeiten als die angegebene bringen kaum einen zusätzlichen Effekt.
  • Die Verweilzeit wird gemäß Anspruch 4 zunächst je nach Abfallzusammensetzung eingestellt und vorzugsweise während des Betriebes in Abhängigkeit von der Ausbrandqualität der Asche und/oder des Rauchgases verändert. Die Verweilzeit der Asche kann z. B. durch eine Vergrößerung der Schichthöhe der Asche auf der Ascheausbrandvorrichtung durch Aufstauen der Asche erhöht werden.
  • Eine Vergleichmäßigung der Schichthöhe der Asche auf der Ascheausbrandvorrichtung gemäß Anspruch 5, z. B. durch Rütteln, verbessert den Ausbrand der Asche. Dies ist bei der Verwendung von Verbrennungsrosten mit geringer Schürwirkung besonders vorteilhaft.
  • Bei einer erfindungsgemäßen Abfallverbrennung, bei der die Feuerung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 6 als Rost- und Gleichstromfeuerung ausgelegt ist, wird durch eine anschließend an den Verbrennungsrost vor dem Entascher angeordnete Ascheausbrandvorrichtung gemäß dem Kennzeichen des Anspruchs 6 ein zusätzlicher Ausbrand der Asche ohne Beeinträchtigung des Ausbrandes des Rauchgases und ohne großen baulichen Aufwand bewirkt. In manchen Fällen kann außerdem der Verbrennungsrost etwas kleiner ausgelegt werden.
  • Die Ascheausbrandvorrichtung weist zur Förderung der Asche zum Entascher eine Fördervorrichtung auf. Zur Unterstützung der Ascheförderung kann die Förderfläche auch um einen kleinen Winkel zur Horizontalen zum Entascher hin geneigt sein.
  • Die Ascheausbrandvorrichtung sollte eine ebene Förderfläche aufweisen. Dabei kann die Förderfläche aber auch nicht zu tiefe Rinnen oder Mulden aufweisen. Wichtig ist dabei, daß die gesamte Asche der Wärmestrahlung des Rauchgases möglichst gleichmäßig ausgesetzt ist.
  • Die Ascheausbrandvorrichtung hat vorteilhafterweise eine der Breite des Verbrennungsrostes entsprechende Breite, so daß die Asche einfach vom Verbrennungsrost zur Ascheausbrandvorrichtung gefördert werden kann.
  • Sie ist frei von Zufuhrvorrichtungen für Verbrennungsluft. Dadurch kann der gesamte Primärluftanteil der Verbrennungsluft der Kühlung des Verbrennungsrostes dienen.
  • Die Anordnung der Einströmöffnung des ersten Rauchgaszuges über der Ascheausbrandvorrichtung ermöglicht in Verbindung mit der über den Verbrennungsrost ragenden Feuerraumdecke, das heiße, sauerstoffhaltige Rauchgas über die Ascheausbrandvorrichtung zu leiten und mit der Asche zum zusätzlichen Ausbrand in Kontakt zu bringen. Außerdem wird durch diese Anordnung oberhalb der Ascheausbrandvorrichtung ein Raum mit heißem Rauchgas gebildet. Die Wärmestrahlung des heißen Rauchgases erhöht die Temperatur der Asche auf der Ascheausbrandvorrichtung und damit ihren Ausbrand.
  • Das Merkmal des Anspruchs 7 ist besonders zur Erzielung der in Anspruch 3 beschriebenen Verweildauer der Asche auf der Ausbrandvorrichtung geeignet.
  • Eine Verringerung der Breite der Ascheausbrandvorrichtung gemäß Anspruch 8 ermöglicht einen Entascher mit geringerer Breite.
  • Bei der Ausbildung der Ascheausbrandvorrichtung als Schwingförderer gemäß Anspruch 9 wird die Schichthöhe der darüber geförderten Asche gleichzeitig durch Rütteln vergleichmäßigt.
  • Da die Förderfläche der Ascheausbrandvorrichtung der Wärmestrahlung und dem Sauerstoff des Rauchgases ausgesetzt ist, ist sie vorteilhaft mit austauschbaren Schleißteilen gemäß Anspruch 10 versehen.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausrüstung gegen Verschleiß sind Kühlvorrichtungen gemäß Anspruch 11.
  • Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Beispieles weiter erläutert. Figur 1 zeigt eine Abfallverbrennungsanlage und Figur 2 eine Ascheausbrandvorrichtung.
  • Eine Abfallverbrennungsanlage weist einen Feuerraum 1 und mehrere Rauchgaszüge 2 auf, in denen Heizflächen 3 zur Erzeugung von Dampf und ggf. zum Vorwärmen von Verbrennungsluft angeordnet sind. An den letzten Rauchgaszug schließt sich eine nicht dargestellte Rauchgasreinigungsanlage an.
  • Die Strömungsrichtung des Rauchgases ist durch Pfeile 4 und die Förderrichtung des Abfalls durch Pfeile 5 dargestellt.
  • Der Feuerraum 1 ist mit einer Aufgabevorrichtung für den Abfall, einem Walzenrost mit fünf Walzen 6, einer Ascheausbrandvorrichtung 7 und einem, z. B. als Stößelentascher ausgebildeten, Entascher 8 versehen.
  • Die Aufgabevorrichtung besteht aus einem mit einem Trichter 9 und einem Schieber 10 versehenen Fallschacht 11, der im Bereich seines Bodens 12 zum Walzenrost offen ist und an dessen Boden 12 sich ein Stößelbeschicker 13 zur Förderung des Abfalls auf den Walzenrost befindet. Unter jeder der fünf Walzen 6 des Walzenrostes ist ein luftdichter Aschetrichter 14 für die durch den Rost fallende Asche angebracht. Die Aschetrichter 14 münden in einer Sammelvorrichtung 15.
  • An jedem der fünf Aschetrichter 14 ist eine getrennt dosierbare Luftzufuhrleitung 16, durch die der jeweilige Primärluftanteil der entsprechenden Walze 6 zugeführt wird, angebracht.
  • Direkt an die fünfte Walze 6 des Walzenrostes schließt sich die Ascheausbrandvorrichtung 7 an und endet über einem in den Entascher 8 mündenden Ascheschacht 17.
  • Eine sich über den Walzenrost erstreckende Feuerraumdecke 18 hat in etwa die Form eines Spitzdaches, wobei ein Schenkel der Feuerraumdecke 18 bis etwa über die fünfte Walze 6 ragt. Dieser Schenkel der Feuerraumdecke 18 trennt den Feuerraum 1 so vom ersten, dadurch schräg nach oben verlaufenden Rauchgaszug 2, daß seine Einströmöffnung 19 genau über der Ascheausbrandvorrichtung 7 angeordnet ist.
  • An der Feuerraumdecke 18 sind mehrere Luftzufuhrvorrichtungen 20 für Sekundärluft, auch Oberluft genannt, angebracht. Auch im Bereich der Einströmöffnung 19 des ersten Rauchgaszuges 2 befinden sich Luftzufuhrvorrichtungen 21 für Sekundärluft. Es können auch zusätzliche Leitungen zur Rückführung von Rauchgas an die verschiedenen Luftzufuhrvorrichtungen für Sekundärluft oder Primärluft oder an deren Zufuhrleitungen vorgesehen sein. In diesem Beispiel sind zumindest Leitungen zu den Luftzufuhrvorrichtungen 21 vorgesehen (nicht dargestellt).
  • Die Ascheausbrandvorrichtung 7 ist als Schwingförderer ausgebildet. Sie weist eine Platte 22 mit einer ebenen Förderfläche auf, die auf vier elastischen Elementen 23 gelagert ist und mit einem exzentrischen Antrieb 24, z. B. ein Schubkurbelantrieb, verbunden ist. Als Antrieb kann auch ein Rüttelmotor mit innerer Unwucht eingesetzt werden. Es ist möglich, die Platte 22 aus hochwarmfestem Material herzustellen. Vorzugsweise ist die Förderfläche mit einer Schicht 25 aus wärmedämmendem Material versehen. Diese Schicht 25 kann, wie in Figur 2 dargestellt, aus Schleißplatten 26 bestehen, es könnte aber auch eine aufgestampfte Tonmasse sein. An den Seiten der Förderfläche sind parallel zur Förderrichtung Begrenzungswände 27 angebracht. Außerdem ist die Ascheausbrandvorrichtung 7 mit einer Kühlvorrichtung, z. B. mit einer Wasserkühlung mit einer Zuleitung 28 und einer Ableitung 29, versehen.
  • Bei einer Länge des Walzenrostes mit fünf Walzen 6 von 9 m beträgt die Länge der Ascheausbrandvorrichtung 7 vorzugsweise 2 m bis 6 m. In diesem Beispiel beträgt sie 4 m. Die Breite des Watzenrostes, die der Ascheausbrandvorrichtung 7 und die des Entaschers 8 beträgt in diesem Beispiel jeweils 3 m. Insbesondere zur Verbrennung von Abfall mit niedrigem Heizwert kann ein Walzenrost mit sechs oder sieben Walzen eingesetzt werden.
  • In einer Ausführungsform der Erfindung nimmt die Breite der Ascheausbrandvorrichtung 7, ausgehend von der Breite des Walzenrostes, auf eine der Breite des Entaschers 8 entsprechende, z. B. 10 % bis 20 % geringere Breite, ab.
  • Bei einer Abfallverbrennungsanlage mit einem Walzenrost mit einer Breite, z. B. von 8 m, sind drei Ascheausbrandvorrichtungen 7 in Förderrichtung parallel zueinander angeordnet.
  • Im Betrieb wird der Abfall, z. B. Hausmüll, Sperrmüll, Klärschlamm oder Gewerbemüll, durch den Trichter 9 in den Fallschacht 11 aufgegeben und mit dem Stößelbeschicker 13 auf der ersten Walze 6 verteilt. Durch die Drehung der Walzen 6 mit etwa drei bis fünf Umdrehungen pro Stunde wird der Abfall unter Zufuhr von Primärluft ggf. und von zurückgeführtem Rauchgas über den Walzenrost gefördert und zu Asche und Rauchgas verbrannt.
  • Dem bei der Verbrennung entstehenden Rauchgas wird oberhalb des Walzenrostes durch die Luftzuführungen 20 in der Feuerraumdecke 18 Sekundärluft ggf und zurückgeführtes Rauchgas und im Bereich der Einströmöffnung 19 des ersten Rauchgaszuges 2 durch die Luftzuführung 21 Sekundärluft und/oder zurückgeführtes Rauchgas zugeführt.
  • Der Luftüberschuß n der insgesamt zugeführten Verbrennungsluft beträgt 1,4 bis 2,0, was einem Sauerstoffgehalt des die Rauchgaszüge verlassenden Rauchgases von 6 % bis 11 % entspricht.
  • In diesem Beispiel wird zur Verbrennung von Hausmüll mit einem Heizwert von 10 000 kJ/kg ein Luftüberschuß von n = 1,6, und ein Primärluftanteil von 80 % eingestellt.
  • Der Sekundärluftanteil von 20 % wird durch die Luftzuführungen 20 in der Feuerraumdecke 18 zugeführt. Durch die Luftzuführungen 21 im Bereich der Einströmöffnung 19 des ersten Rauchgaszuges wird zurückgeführtes Rauchgas zugeführt.
  • Die Zufuhr der Primärluft erfolgt in einer Trocknungsstufe, einer Verbrennungsstufe und in einer Ausbrandstufe.
  • In der Trocknungsstufe wird durch die erste Walze 6 eine mittlere Luftmenge pro Rostfläche, in der Verbrennungsstufe wird durch zweite und dritte Walze 6 eine um einen Faktor 1,1 bis 2 höhere Luftmenge pro Rostfläche und in der Ausbrandstufe durch die vierte und fünfte Walze 6 eine um eine 0,1 bis 0,9 niedrigere Luftmenge pro Rostfläche zugeführt.
  • Verbrennungs- und Ausbrandstufe sind noch weiter unterteilt.
  • Die Zufuhr der Primärluft durch die einzelnen Walzen 6 wird auf die in folgender Tabelle aufgeführten Werte eingestellt:
    Figure imgb0001
  • Die Stufung der Zufuhr der Primärluft, aber auch der Primärluftanteil wird in Abhängigkeit vom Verbrennungsverhalten, Feuerraum und/oder Rauchgastemperaturen sowie Schadstoffgehalten des Rauchgases geregelt.
  • Durch die gestufte Zufuhr der Primärluft wird der Abfall zunächst getrocknet und ggf. verschwelt, bevor er verbrannt und schließlich ausgebrannt wird.
  • Die Verweilzeit des Abfalls und der Asche auf dem Walzenrost beträgt 20 Minuten bis 40 Minuten. Anschließend wird die Asche über die Ascheausbrandvorrichtung 7 gefördert.
  • Die Zufuhr von Sekundärluft erzeugt durch die Luftzuführungen 20 in der Feuerraumdecke 18 über dem Walzenrost gleichmäßig heißes und nachverbranntes Rauchgas. Durch die Gestalt der Feuerraumdecke 18 und die Anordnung der Einströmöffnung 19 des ersten Rauchgaszuges 2 über der Ascheausbrandvorrichtung 7 wird dieses Rauchgas über den Walzenrost zur Ascheausbrandvorrichtung 7 und über die Ascheausbrandvorrichtung 7 in den ersten Rauchgaszug 2 geführt. Dadurch wird die auf der Ascheausbrandvorrichtung 7 liegende Asche mit dem heißen, sauerstoffhaltigen Rauchgas in Kontakt gebracht und der Wärmestrahlung des in den ersten Rauchgaszug 2 strömenden, durch die Zufuhr von rückgeführtem Rauchgas weiter durchmischten und nachverbrannten Rauchgases ausgesetzt und auf Kohlenstoffgehalte kleiner 1 % ausgebrannt.
  • Die Verweilzeit der Asche auf der Ascheausbrandvorrichtung 7 wird bei dem o. a. Hausmüll auf 10 Minuten bis 30 Minuten eingestellt. Die Fördergeschwindigkeit der Asche und damit ihre Verweilzeit auf der Ascheausbrandvorrichtung 7 wird während des Betriebes durch Verstellen der Rüttelfrequenz, d. h., durch Verstellen der Winkelgeschwindigkeit des Antriebes 24, oder durch Verstellen des Winkels der Förderfläche zur Horizontalen in Abhängigkeit von der Ausbrandqualität des Rauchgases oder der Asche eingestellt. Dadurch wird die Schichthöhe der Asche auf der Ascheausbrandvorrichtung 7 eingestellt. Gleichzeitig wird die Schichthöhe durch das Rütteln des Schwingförderers vergleichmäßigt.

Claims (11)

  1. Verfahren zum Verbrennen von Abfall, wobei
    der Abfall auf einen Verbrennungsrost aufgegeben,
    über den Verbrennungsrost gefördert und
    unter Zufuhr von Primärluft durch den Verbrennungsrost zu Asche und Rauchgas verbrannt wird,
    das Rauchgas über den Verbennungsrost in Förderrichtung des Abfalls und der Asche geführt und anschließend in mindestens einem Rauchgaszug abgekühlt wird, und
    Sekundärluft dem Rauchgas oberhalb des Verbrennungsrostes und/oder am Anfang des ersten Rauchgaszuges zugeführt wird,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Asche anschließend an den Verbrennungsrost über eine Ascheausbrandvorrichtung (7) mit einer näherungsweise ebenen Förderfläche mit einer der Breite des Verbrennungsrostes entsprechenden Breite gefördert wird, und
    das sauerstoffhaltige Rauchgas über die Ascheausbrandvorrichtung (7) und oberhalb der Ascheausbrandvorrichtung (7) in den ersten Rauchgaszug (2) geleitet wird,
    wobei die Asche in Gegenwart des heißen, sauerstoffhaltigen Rauchgases ohne zusätzliche Verbrennungsluft weiter ausgebrannt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärluft dem Verbrennungsrost in mindestens drei Stufen, einer Trockungsstufe, einer Verbrennungsstufe und einer Ausbrandstufe zugeführt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verweilzeit der Asche auf der Ascheausbrandvorrichtung (7) ein Fünftel bis die Hälfte der Zeit zum Passieren des Verbrennungsrostes beträgt.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verweilzeit der Asche auf der Ascheausbrandvorrichtung (7) in Abhängigkeit vom zugeführten Abfall und/oder von der Ausbrandqualität der Asche und/oder des Rauchgases eingestellt wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichthöhe der Asche auf der Ascheausbrandvorrichtung (7) vergleichmäßigt wird.
  6. Abfallverbrennungsanlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einer Rostfeuerung und mindestens einem Rauchgaszug, wobei
    die Rostfeuerung eine Aufgabevorrichtung, mindestens einen Verbrennungsrost und einen Entascher aufweist,
    unter dem Verbrennungsrost mindestens eine Zufuhrvorrichtung für Verbrennungsluft angeordnet ist, und
    eine Feuerraumdecke über den Verbrennungsrost ragt,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    anschließend an den Verbrennungsrost vor dem Entascher (8) eine Ascheausbrandvorrichtung (7) angeordnet ist, wobei
    die Ascheausbrandvorrichtung (7) mit einer Fördervorrichtung versehen ist, eine näherungsweise ebene Förderfläche mit einer der Breite des Verbrennungsrostes entsprechenden Breite aufweist, und frei von Zufuhrvorrichtungen für Verbrennungsluft ist, und
    die Einströmöffnung (19) des ersten Rauchgaszuges (2) über der Ascheausbrandvorrichtung (7) angeordnet ist.
  7. Abfallverbrennungsanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Ascheausbrandvorrichtung (7) eine Drittel bis zwei Drittel, insbesondere eine Viertel bis die Hälfte der Länge des Verbrennungsrostes beträgt.
  8. Abfallverbrennungsanlage nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Ascheausbrandvorrichtung (7), ausgehend von der Breite des Verbrennungsrostes, in Förderrichtung der Asche abnimmt.
  9. Abfallverbrennungsanlage nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ascheausbrandvorrichtung (7) als Schwingförderer (22, 23, 24) ausgebildet ist
  10. Abfallverbrennungsanlage nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderfläche der Ascheausbrandvorrichtung (7) austauschbare Schleißteile (26) aufweist.
  11. Abfallverbrennungsanlage nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Ascheausbrandvorrichtung (7) Kühlvorrichtung (28, 29) aufweist.
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