CH615745A5 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verbrennen von Müll.

Die Beseitigung städtischen Mülls macht mehr und mehr Schwierigkeiten, da sein Volumen ständig zunimmt. Der Müll wird immer weniger dicht, was bedeutet, dass das Volumen überproportional mit seinem Gewicht steigt. Der Brennwert des Mülls ist während der letzten 30 Jahre ständig gestiegen, da die Menge Papier und Kunststoff im Müll zunahm, während der Aschegehalt abnahm.

Da die Anzahl der geeigneten Müllablageplätze schwindet, insbesondere in oder nahe grosser urbaner Bereiche, ist man mehr und mehr dazu übergegangen, den Müll zu verbrennen, um sein Volumen zu verringern. Eine gewisse Wärmemenge wurde bereits bisher schon aus diesen Müllverbrennungsanlagen gewonnen. Die Volumenverminderung stand jedoch bisher gegenüber der Wärmegewinnung im Vordergrund. Bisher gibt es nur sehr wenig erfolgreiche Anlagen, welche mit Müll als beträchtliche Energiequelle arbeiten.

Zum Stand der Technik gehören die beiden GB-PSen 366 307 und 436 708, welche 1932 bzw. 1935 veröffentlicht wurden. Es ist nicht bekannt, ob die in diesen Patentschriften beschriebenen Erfindungen jemals praktische Anwendung gefunden haben, man erkennt jedoch sofort, dass beide Erfindungen nur schwierig in die Praxis umzusetzen sind. Beide Erfindungen befassten sich mit ausgedehnten Abwandlungen bekannter Öfen und bei beiden wurden grosse Mengen Abfall auf ein bestehendes Kohlebett abgelagert. In beiden Fällen wurde der Abfall von der Vorderseite, d.h. von der Vorderwand des Ofens aufgegeben. Dies bedeutet, dass es nicht möglich war, den Abfall in der Schwebe zu verbrennen. Dies hat eine sehr dicke Schicht Abfall auf dem Kohlebett zur Folge, ein Nachteil, der durch die vorliegende Erfindung vermieden wird. Würde der Abfall rasch von der Vorderwand eingeführt werden, so würde er im hinteren Teil des Ofens auf das Kohlebett fallen und nur unvollständig verbrennen, bevor er zur Aschebeseitigungsanlage gelangt.

Gemäss der GB - PS 366 3Ö7 wird das wandernde Kohlebett durch hin- und hergehende Roststäbe in Bewegung versetzt, um den Abfall und die Kohle zu mischen. Hierbei handelt es sich um ein schwierig zu bauendes System, welches ausserdem zu grossen Abfalleinschlüssen in der Kohle führt, die Durchbrennen, wodurch Wege geschaffen werden, durch welche die in der Kammer unter dem Feuerrost eingeführte Luft leicht entweichen kann.

Gemäss der in der GB - PS 436 708 beschriebenen Anordnung wird eine sehr dicke Abfallschicht auf eine verhältnismässig dünne Kohleschicht an der Vorderseite eines Kettenrosts aufgebracht. Es ist bekannt, dass diese dicken Abfallbetten nur unvollständig verbrennen und somit vom Standpunkt der Dampferzeugung unzufriedenstellend sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Verbrennung von Müll zu schaffen, bei dem dieser als Brennstoffzusatz zu Kohle werden kann. In baulicher Hinsicht ist die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens so auszubilden, dass der Abfall so eingeführt wird, dass der leichtere Anteil innerhalb der in der Brennkammer herrschenden Atmosphäre verbrannt und der schwerere Anteil in den Vorderteil des wandernden Kohlebettes abgeworfen werden kann, dort wo dieses die ganze Brennkammer durchläuft, um dort auch zu verbrennen.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäss durch ein Verfahren zum Verbrennen von Müll, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass ein im wesentlichen gleichmässiges Bett brennender Kohle auf einem in Bewegung befindlichen Wanderrost an der Unterseite einer Brennkammer erzeugt wird und dass der Müll in Teilchenform durch die Rückwand der Brennkammer in einer Richtung entgegen der Bewegung des Rosts eingeführt wird. Der Müll kann durch Mitführung in einem in die Brennkammer gerichteten Luftstrom eingeführt werden. Der Luftstrom kann parallel zum Rost gerichtet sein.

Es kann ein klassierender Luftstrom nach oben gegen den in der Brennkammer in Bewegung befindlichen Müllstrom gerichtet werden. Der klassierende Luftstrom kann im wesentlichen mit dem gleichen Druck eingeblasen werden, wie der den Müll mitführende Luftstrom. Der Rost kann ein Kettenwanderrost sein.

Vorzugsweise ist das Bett vollständig durchgezündet, bevor es in einen Bereich gelangt, in welchem der Müll auf das Bett fallen kann. Das Durchzünden erfolgt im Ofen vorzugsweise unterhalb einer Decke über dem Eintrittsende des Rostes.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

3

615 745

Der Müll kann eine solche Teilchengrössenverteilung aufweisen, dass 80% des Mülls einen Teilchendurchmesser von weniger als 5 cm aufweisen. Ausserdem können magnetische Teilchen von dem Müll vorher entfernt werden.

Die Luft kann mit einem Überschuss von 50 %, bezogen auf 5 die zur vollständigen Oxydierung von Kohle und Müll theoretisch notwendige Menge, der Brennkammer zugeführt werden. Der Müll kann 25-75% der gesamten Heizleistung der Brennkammer liefern. Der Luftstrom, in welchem der Müll mitgeführt wird, und der klassierende Sekundärluftstrom können jeweils m 10% des Gesamtvolumens der der Verbrennungskammer zugeführten Luft ausmachen.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens bestehend aus einem Verbrennungsofen für den Müll, mit einem Wanderrost, der mit einer Kohleaufgabe für eine glühende 15 Grundschicht und mit einer Beschickungseinrichtung für den Müll in einer Feuerraumwand versehen ist, wobei die Beschik-kungseinrichtung eine Wurfanordnung aufweist, ist gekennzeichnet durch eine Kombination folgender Merkmale:

a) die Beschickungseinrichtung ist in der Feuerraumwand 211 im Bereich des Ablaufendes des Wanderrostes angeordnet;

b) die Wurfanordnung ist als Einblaseinrichtung ausgebildet;

c) am Ende der Einblaseinrichtung ist eine Zuführung für einen schräg nach oben gegen den eingeblasenen Müll ausge- 35 richteten Luftstrom vorgesehen.

Eine Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung soll nun unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch einen Wan- .10 derrostofen; und

Fig. 2 ein Diagramm der gelieferten Dampfmenge gegen die Zeit.

Der Ofen hat eine übliche Brennkammer 1 ; jedoch besitzt er mit wasserführenden Rohren verkleidete Wandungen 2 und 35 an seiner Unterseite einen Kettenwanderrost 3. Kohle 4 wird von einem Aufgabetrichter 5 am vorderen Ende des Rostes zugeführt und gleichmässig über die Breite des Rostes verteilt, so dass eine gleichmässige Dicke zwischen 20 und 30 cm erhalten wird. Die Dicke wird mittels eines geeigneten Schiebers 7 4(1 eingestellt, der sich nach Bedarf heben und senken lässt. Luft wird durch den Rost 3 in Richtung der Pfeile 8 zur Verbrennung der Kohle in üblicher Weise eingeführt.

Die Rückwand 9 der Brennkammer 1 hat eine Öffnung oder Öffnungen 10, in welche ein Injektor 13 eingebaut ist. Rasch strömende Luft 11 wird durch den Injektor zugeführt. Zerkleinerter Hausmüll 12 fällt am Injektor in den Luftstrom und wird in die Verbrennungskammer eingeblasen. Die schweren Teilchen bewegen sich dabei längs der gestrichelten Linie 15 und fallen dann auf das in Bewegung befindliche Kohlebett, wobei sie mit der Kohle verbrannt werden. Während der zerkleinerte Müll in die Verbrennungskammer eintritt, wird rasch strömende Luft 14 unterhalb des Müllstroms eingeführt, welche den leichteren Teil das Mülls ablenkt und in den oberen Bereich der Verbrennungskammer führt, wo er schwebend verbrennt. Der Luftstrom 14 lenkt ausserdem die schweren Teilchen so, dass sie sich über die gesamte Breite des Rostes verteilen.

Durch das kontinuierliche Kohlebett wird eine richtige Flamme innerhalb der Verbrennungskammer aufrechterhalten. Die schwereren Teilchen mit Müll landen auf dem sich bewegenden Bett und werden damit verbrannt.

Es ist bereits bekannt, Müll mit Kohle in einen Apparat einzuführen, der einen Wanderrost besitzt, der jedoch nicht mittels eines Trichters und eines Wehrs gespeist wird, sondern 65 bei dem eine Kohleschicht aus geeigneten Injektoren in der Rückwand auf den Wanderrost geblasen wird. Es ist auch bekannt, Müll in Mischung mit Kohle in diesen Apparat zu

55

blasen. Bei einer solchen Anordnung hat es sich jedoch bedauerlicherweise herausgestellt, dass der Müll dazu neigt, einzelne Inseln in der Kohlemasse zu bilden. Diese Inseln brennen schnell heraus und ermöglichen es somit der Luft, durch das auf dem Rost in Bewegung befindliche Materialbett hindurchzutreten. Dies führt zu einer unvollständigen Verbrennung der Kohle, und ausserdem verursachen die durch das Materialbett auf dem Rost hindurchgehenden raschen Luftströme eine übermässige Bildung von Staub, der durch die Verbrennungskammer hindurchgeht und die Entstaubungsanlage überlasten kann.

Demgegenüber sind die Bedingungen in einem kontinuierlichen Materialbett, wie es gemäss der Erfindung vorgeschlagen wird, weniger heftig. Beispielsweise hat sich gezeigt, dass selbst Papierasche innerhalb der Verbrennungskammer ruhig auf dem in Bewegung befindlichen Kohlebett treibt und die Asche nicht nach aussen durch die Abscheidungsanlage geblasen wird.

Dagegen hatten bekannte Müllverbrennungsanlagen oft ein Müllbett von 1 - 2,5 m Dicke. Der Müll wurde in solchen Anlagen in der Praxis nur unvollständig verbrannt.

Die Gesamtdicke des Mülls auf dem Kohlebett überschreitet bei der erfindungsgemässen Vorrichtung dagegen üblicherweise 30 cm nicht.

Die von einer bestimmten Müllmenge abgegebene Wärmemenge kann bis zu 50% des äquivalenten Gewichts von Industriekohle gehen. Die Wärmeleistung des Kessels kann bis zu 75% aus der durch den Müll erzeugten Wärme stammen. Die erzeugte Wärme wird dazu verwendet, Wasser in der üblichen Weise in Dampf zu überführen. Die aus dem Müll entstehende Asche bewegt sich längs des Rostes 3 und wird in der gleichen Weise wie die vom Ofen erzeugte Kohlenasche abgeführt.

Man sieht also, dass für die erfindungsgemässe Vorrichtung die meisten, wenn nicht alle der bekannten kohlebefeuerten Wanderrostöfen verwendet werden können und dass nur ein geringer Kapitalaufwand erforderlich ist, den Müllbrenner einzubauen. Es ist auch ersichtlich, dass der Müll zu einer wertvollen Brennstoffquelle wird. Die Hauptaufgabe, die der vorliegenden Erfindung zugrunde lag, war die Ausnutzung einer billigen Brennstoffquelle und nicht nur die Verringerung des Volumens des behandelten Mülls.

Fig. 2 zeigt den Zusammenhang zwischen der Dampfabgabe und der Zeit für einen Kessel, der zum Verbrennen von Müll gemäss der Erfindung umgebaut worden ist. Die Dampfabgabe ist in Einheiten von 0,45 Kilogramm pro Stunde angegeben. Es ist ersichtlich, dass während der Nachtzeit von etwa 7 Uhr abends bis etwa 6 Uhr morgens die Kesselleistung knapp über

15 000 Gewichtseinheiten Dampf je Stunde angegeben ist. Während des Tages beträgt die Abgabe annähernd 50 000 bis 75 000 Gewichtseinheiten Dampf je Stunde.

Während des Tests wurden Müllmengen von jeweils 5 t eingeführt. Die erste um 10 Uhr 45, die zweite um 12 Uhr 30, die dritte um 14 Uhr, die vierte um 14 Uhr 45 und die letzte um

16 Uhr 45. Es ist ersichtlich, dass ein unmittelbares Ansprechen der erzeugten Dampfmenge von ungefähr 32 000 Gewichtseinheiten um 1 Uhr 45 bis zu einer Spitze von 70 000 Gewichtseinheiten erfolgte und sich dann zwischen 60 000 und 65 000 Gewichsteinheiten einspielte. Dieser Kurvenverlauf wiederholte sich jedes Mal. Aus Fig. 2 ist jeweils das unmittelbare Ansprechen der Müllzufuhr ersichtlich.

Gewünschtenfalls kann der Müll kontinuierlich verfeuert werden, wodurch die Täler zwischen den Spitzen der Kurve beseitigt werden. Man erkennt auch, dass die Grundlast zwischen den Senken der Kurve durch die Wärmelieferung des Kohlebetts allein gegeben wird.

Weitere Versuche haben gezeigt, dass die Dampfleistung von 75 000 Gewichtseinheiten je Stunde sehr leicht durch eine ausreichende Müllzufuhr aufrechterhalten werden kann. Es ist ersichtlich, dass dann die Dampfleistung des Kessels zu einem

615 745

4

Drittel aus dem Kohlebett und zu zwei Drittel aus dem Müll stammt. Dies liegt erheblich über allem, was bisher durch bekannte Kesselanordnungen möglich war.

Würde der Müll mit der Kohle vermischt werden, so würde dadurch die Verteilung des Luftstroms durch den Rost in ungünstiger Weise beeinflusst, was zu einer gestörten und unvollständigen Verbrennung und damit zu einem stark erniedrigten thermischen Wirkungsgrad führen würde. Da nur sehr wenig Raum zwischen der Oberfläche des Kohlebetts 6 und der Fläche 16 vorhanden ist, ist es nicht möglich, dass sich dort eine Müllschicht auf dem Kohlebett 6 ablagert. Wenn dagegen der Ofen so abgewandelt wäre, dass eine solche Ablagerung gestattet würde, dann wäre es nicht möglich, eine solch grosse Oberfläche für die Verbrennung des Mülls bei dem erfindungsgemässen Injektionssystem zur Verfügung zu stellen.

Es wurde gefunden, dass die besten Resultate erhalten werden, wenn das Kohlebett völlig durchgezündet ist und 5 brennt, bevor es aus dem Bereich unter der Fläche 16 austritt. Es hat sich herausgestellt, dass der injektierte Müll gleichförmig über dem brennenden Bett verteilt wird, wenn das Bett vollständig durchgezündet ist und brennt. Wenn jedoch das Bett nur teilweise durchgezündet ist, dann lagert sich der Müll in Haufen io ab und wird nicht sorgfältig verteilt. Es ist nicht bekannt, warum dies eintritt, aber es kann sein, dass ein sorgfältig brennendes Bett weitere lokale Luftströme unmittelbar über dem Bett erzeugt und dass diese Luftströme den Müll gleichförmig verteilen.

C

1 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

615 745

1. Verfahren zum Verbrennen von Müll, dadurch gekennzeichnet, dass ein im wesentlichen gleichmässiges Bett brennender Kohle auf einem in Bewegung befindlichen Wanderrost an der Unterseite einer Brennkammer erzeugt wird und dass der Müll in Teilchenform durch die Rückwand der Brennkammer in einer Richtung entgegen der Bewegung des Rosts eingeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kohlebett durchgezündet ist und brennt, bevor es in einen Bereich geführt wird, in welchem der Müll sich auf dem Bett ablagern kann.

2

PATENTANSPRÜCHE

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Müll in einem Ofen verbrannt wird, bei dem eine Decke über dem Rosteintrittsende vorgesehen ist und in dem die Kohle vor Verlassen dieses Deckenbereichs durchgezündet ist und brennt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Müll durch Mitführung in einem in die Brennkammer gerichteten Luftstrom eingeführt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftstrom parallel zum Rost gerichtet wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein klassierender Sekundärluftstrom nach oben gegen den innerhalb der Brennkammer in Bewegung befindlichen Müllstrom gerichtet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der klassierende Luftstrom mit im wesentlichen dem gleichen Druck eingeblasen wird, wie der den Müll mitführende Luftstrom.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der schräg nach oben gerichtete Luftstrom und der Förderluftstrom der Einblaseinrichtung (10) jeweils jeder für sich 5 -15 % der gesamten dem Feuerraum 5 zugeführten Verbrennungsluft beträgt.

9. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus einem Verbrennungsofen für den Müll, mit einem Wanderrost, der mit einer Kohleaufgabe für eine glühende Grundschicht und mit einer Beschickungseinrichtung für den teilchenförmigen Müll in der Feuerraumrückwand versehen ist, wobei die Beschickungseinrichtung eine Wurfan-ordnunung aufweist, gekennzeichnet durch eine Kombination folgender Merkmale:

a) die Beschickungseinrichtung (12) ist in der Feuerraumwand (9) im Bereich des Ablaufendes des Wanderrostes (3) angeordnet;

b) die Wurf anordnung (10) ist als Einblaseinrichtung ausgebildet;

c) am Ende der Einblaseinrichtung (10) ist eine Zuführung (14) für einen schräg nach oben gegen den eingeblasenen Müll ausgerichteten Luftstrom vorgesehen.