Verfahren und Vorrichtung zum Verbrennen von festen Abfallstoffen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbren nen von festen Abfallstoffen, bei dem die AbfaIIstoffe durch einen Erhitzungsraum bewegt und zunächst ge trocknet und erhitzt und sodann einem Schmelzraum zu geführt werden,
in dem ihre unverbrennlichen Rück stände durch Einführung von Brennstoffen geschmolzen werden und aus dem das Schmelzgut periodisch oder kontinuierlich abgelassen wird.
Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf eine Vor richtung zur Ausführung dieses Verfahrens.
Derartige Verfahren und Vorrichtungen sind bereits bekannt und dienen zur Umwandlung von festen Ab fallstoffen, insbesondere Müll, in chemisch neutrale Pro dukte von anorganischer Zusammensetzung und ge eigneter physikalischer Beschaffenheit oder solche Pro dukte, die mit oder ohne Verwendung von fremden Stoffen, z. B. Zuschlägen, verwertbar sind.
Die hygienische Beseitigung der Abfallstoffe von Wohngebieten oder von Industrieanlagen rückt immer mehr in den Vordergrund des öffentlichen Interesses. Insbesondere ist die Unterbringung des steigend anfal lenden Mülls der Grossstädte ein schwieriges Problem geworden. Seine Abfuhr in Kippen oder Gruben, die Ungeziefer und Ratten anziehen sowie das Grundwas ser verseuchen und unangenehme Gerüche verbreiten, ist nur ein Notbehelf, der auf die Dauer untragbar ist. Man hat deshalb schon verschiedenenorts mit mehr oder we niger Erfolg versucht, die Abfallstoffe zu verbrennen.
Bei gutem Ausbrand ist die zurückbleibende Asche hy gienisch einwandfrei und kann gefahrlos zur Auffüllung von Gruben und dergleichen benutzt werden. Der Müll ist aber ein Abfallstoff, dessen Zusammensetzung und Gehalt an brennbaren Bestandteilen in weiten Grenzen schwanken kann.
Diese Schwankungen, insbesondere auch hinsichtlich seines Feuchtigkeitsgehaltes, sind so wohl örtlich als auch jahreszeitlich bedingt und stellen an eine Feuerung hohe Anforderungen, die ohne beson dere Massnahmen in den meisten Fällen nicht erfüllt werden können. Infolge der niedrigen Verbrennungs temperatur, bedingt durch den geringen Heizwert und den hohen Feuchtigkeitsgehalt des Mülls, sowie der grossen Unterschiede des Mülls in chemicher und phy sikalischer Hinsicht,
ist der anfallende Verbrennungs- rückstand mitunter nicht vollständig ausgebrannt und von einer Beschaffenheit, die ihn wertlos macht und für seine Unterbringung hohe Kosten verursacht. Aus dem gleichen Grunde sind die Abgase der Feuerung übelriechend. Schliesslich ist es nachteilig, dass bei den bekannten Verbrennungsverfahren die festen Abfall stoffe, insbesondere Müll, vor ihrer Verbrennung zer- kleinert und aufbereitet werden müssen, was teuer und zeitraubend ist.
Bekanntlich hat man auch bereits Sulphitablauge, ein flüssiger Abfallstoff der Papierfabrikation, in Koh- lenstaubfeuerungen verbrannt. Der hohe Wassergehalt der Ablauge drückte jedoch wesentlich die Feuerraum temperatur herab, wodurch sich der Verbrennungsab lauf des Kohlenstaubes verschlechterte.
Es wurde daher vorgeschlagen, die Verbrennung der Ablauge von der des Kohlenstaubes getrennt durchzuführen. In einer Vorkammer, die neben der Kohlenstaubfeuerung an geordnet ist, wird die durch Düsen zerstäubte Ablauge mit Luft verbrannt. Die Verbrennungsgase aus der Vor kammer und aus der Kohlenstaubfeuerung werden zu sammengeführt und gemeinsam durch den Dampfkes sel geleitet. Hierdurch wird der Verbrennungsablauf in der Kohlenstaubfeuerung nicht gestört.
Wesentlich schwieriger ist, feste Abfallstoffe wie Müll restlos zu verbrennen. Die bunt durcheinanderge- würfelten Stoffe verschiedener Grösse und Beschaffen- heit, die nur zum Teil brennbar sind und Wassergehalte bis zu 60% aufweisen können, haben so verschiedene Verbrennungseigenschaften, dass auch auf Rosten be sonderer Konstruktion kein vollständiger Ausbrand er zielbar ist.
Die von diesen Rosten abgeworfene Asche ist ausserdem uneinheitlich und wertlos. Ihr Abtransport erfordert einen hohen technischen Aufwand.
Aus diesen Gründen wird es als vorteilhaft angese hen, die unverbrennlichen Rückstände der Abfallstoffe in den schmelzflüssigen Zustand überzuführen, wodurch sie chemisch neutral werden und eine einheitliche Be schaffenheit aufweisen, und sie dann in eine leicht trans portfähige und verwertbare Form zu bringen, z. B. durch Granulieren oder Vergiessen in Formen.
Bei dem normalerweise niedrigen Heizwert und hohen Feuchtig- keitsgehalt der Abfallstoffe gelingt dies nur mit Hilfe von zusätzlicher Verfeuerung von Brennstoffen, wobei der Schmelzvorgang nicht durch die stark wasserdampf- haltigen Rauchgase der Abfälle gestört werden darf.
Dies wird im wesentlichen dadurch erreicht, dass die Verbrennung der Abfälle und das Einschmelzea der Schlacke voneinander örtlich getrennt erfolgt und die bei der Abfallverbrennung entstehenden Rauchgase erst den bei der Verbrennung des Brennstoffes gebilde ten Rauchgasen beigemengt werden, wenn die letzteren den Schmelzraum verlassen haben. Wie vorher erwähnt, hat man bereits flüssige Abfallstoffe in ähnlicher Weise mit Erfolg verbrannt.
Diese flüssigen Brennstoffe haben jedoch keine unverbrennlichen Rückstände und können in einer Vorkammer restlos verbrannt werden. Demge genüber sind bei festen, insbesondere uneinheitlichen Abfallstoffen mit unverbrennlichen Anteilen weiterge hende Massnahmen erforderlich,
um sie zu trocknen und möglichst weitgehend auszubrennen sowie die unver- brennlichen Rückstände vorerhitzt in den Schmelzraum einzuführen und dort zu einem homogenen flüssig abzieh baren Produkt einzuschmelzen. Beim Schmelzvorgang brennen etwa vorher nicht vollständig verbrannte Reste organischer Bestandteile im
Abfallrückstand restlos aus.
Zweck der Erfindung ist, die angeführten Nachteile bei der Verbrennung von festen Abfallstoffen zu behe ben.
Das erfindungsgemässe Verfahren zeichnet sich da durch aus, dass durch die im Erhitzungsraum im wesent lichen in horizontaler Richtung bewegte Schicht der Ab fallstoffe in Bewegungsrichtung gleichmässig verteilt Er hitzungsmedien geleitet werden und die erhitzten Rück stände dem Schmelzraum in breiter Front zugeführt werden, in welchem sie in dünner Schicht der Wirkung von anströmenden,
durch die unmittelbare Verbrennung von Brennstoffen mit Verbrennungsmitteln. entstehenden Verbrennungsgasen ausgesetzt und die unverbrennlichen Rückstände in den schmelzflüssigen Zustand übergeführt werden, wobei die Abgase aus dem Erhitzungs- und aus dem Schmelzraum nach Abgabe ihrer Wärme für das Erhitzen und Schmelzen zusammenführt und gemein sam abgezogen werden.
Hierbei können die Erhitzungsmedien aus heissen Verbrennungsgasen oder aus solchen zusammen mit Verbrennungsmitteln oder aber, bei ausreichendem Ge halt an brennbaren Bestandteilen in den Abfallstoffen, ausschliesslich aus Verbrennungsmitteln bestehen,
wo bei diese Erhitzungsmedien senkrecht zur Bewegungs- richtung der Schicht der Abfallstoffe in die eingeführt werden können.
Als Verbrennungsmittel dient im allgemeinen Luft. Bei Abfallstoffen, die mit oder ohne Zuschläge zu Pro dukten von höherem Wert eingeschmolzen werden kön nen, wofür sehr hohe Temperaturen erzielt werden müs sen, kann es wirtschaftlich tragbar sein, Sauerstoff oder sauerstoffangereicherte Luft als Verbrennungsmittel zu verwenden.
Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungs- gemässen Verfahrens kann darin bestehen, dass der durch die Abgase mitgerissene Flugstaub in einer Entstaubungs- vorrichtung abgeschieden und in den Schmelzrauen zu rückgeführt wird.
Hierbei kann die Staubrückführung zum Beispiel durch eine Staubpumpe bekannter Bauart mit Hilfe eines Trägergases, z. B. Luft- oder Rauchgas, erfolgen.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des er- findungsgemässen Verfahrens kann darin bestehen, dass die aus den Rückständen der Abfallstoffe und der Asche der eingeführten Brennstoffe gebildeten Schmelzproduk te in dem als Sumpf ausgebildeten Boden des Schmelz raumes aufgefangen werden und ein Schlackenbad bil den,
welches durch die Strömungsenergie der in die Schmelzzone eingeführten Brennstoffe und Verbren nungsmittel in turbulenter Bewegung gehalten wird, wo bei die Schlacke in dem Mass abgezogen wird, als sich neue Schmelzprodukte bilden.
Hierdurch verbleiben die Schmelzprodukte, die als Schlacke entweder durch einen Überlauf kontinuierlich oder aber durch ein Stichloch periodisch abgezogen werden können,
längere Zeit im Schmelzraum bei ständiger inniger Durchmischung. Die geschmolzenen Rückstände der Abfallstoffe verschie denster Herkunft werden daher im turbulent bewegten Schlackenbad homogenisiert und als Mischschmelzpro- dukt von gleichmässiger Beschaffenheit abgezogen.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des erfin- dungsgemässen Verfahrens kann darin bestehen, dass die geschmolzenen Metallteile der Abfallstoffe durch ein Stichloch des Schlackensumpfes abgezogen werden.
Bei passender Ausbildung und Einrichtung des Erhit- zungsraumes lassen sich nämlich die festen Abfallstoffe ohne verherige Zerkleinerung und Aufbereitung auch bei Vorhandensein von sperrigen Stücken verarbeiten.
Wenn aber diese Abfallstoffe Eisen- und Metallteile enthalten und diese Teile nicht vorher ausgeschieden und gesondert verwertet werden, werden sie nach ihrer Vorerhitzung im Schmelzraum miteingeschmolzen, wo bei sich das flüssige Metall infolge seines höheren spe zifischen Gewichtes am Boden des Schlackensumpfes an sammelt, von wo es durch das im Boden oder an den Seitenwänden in Bodennähe des Schlackensumpfes an geordneten Stichloch periodisch oder kontinuierlich ab gezogen wird.
Hierbei kann eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens darin, bestehen, dass der dem Schmelzraum zugeführte Brennstoff unter Verbrennungsmittelmangel verbrannt wird. Hierdurch werden Metallverluste durch Oxydation vermieden.
Hierbei kann eine weitere bevorzugte Ausführungs- form des Verfahrens darin bestehen, dass oberhalb des Schmelzraumes den abziehenden Gasen Verbrennungs mittel zugesetzt werden. Hierdurch werden die aus dem Schmelzraum abziehenden Gase, die noch brennbare Bestandteile enthalten, vollständig ausgebrannt.
Ferner kann eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens darin, bestehen, dass der in den Schmelzraum eingeführte Brennstoff unter Ver- brennungsmittelübcrschuss verbrannt wird, um die schmelzenden Metallteile der Abfallstoffe in Metalloxy de zu überführen. Diese Verfahrensvariante wird dann angewandt, wenn die Abfallstoffe wenig Eisen- und Metallteile enthalten,
so dass sich ihre Wiedergewinnung nicht lohnt.
Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäs- sen Verfahrens kann darin bestehen, dass dem Schmelz- raum geeignete Zuschläge zugeführt werden, um den Schmelzpunkt, die Viskosität oder die Zusammenset zung der Schlacke zu verändern. Hierdurch kann erfor- derlichenfalls der Schmelzpunkt oder die Viskosität der Schlacke erniedrigt werden.
Je nachdem, ob die Schmelz- produkte basischen oder saurenRTI ID="0002.0201" WI="15" HE="4" LX="1706" LY="2502"> Charakter haben, wer den entweder saure Stoffe, z. B. Sand, oder basische Stoffe, z. B. Kalk oder andere Flussmittel, dem Erhit- zungsraum oder direkt dem Schmelzraume zugeführt.
Auch in jenen Fällen, wo das Schmelzprodukt eine be sondere Zusammensetzung erreichen soll, um es einer nützlichen Verwertung, z. B. als Baustoff, zuführen zu können, werden durch Zuschläge Komponenten der Zu sammensetzung ergänzt oder angereichert.
Beim Verfahren gemäss der Erfindung bewirkt die Zusammenführung der mässig heissen Abgase aus dem Erhitzungsraum und der sehr heissen Gase aus dem Schmelzraum die Vernichtung der bei der Erhitzung der Abfallstoffe entstehenden übeldechenden oder chemisch aggressiven Gase und Dämpfe, indem sich diese bei der hohen Mischtemperatur zersetzen. Die fühlbare der heiss abziehenden Abgase kann zur Vorwärmung der Verbrennungsmittel und/oder vorzugsweise zur Erzeu gung von Dampf benutzt werden.
Sie kann aber auch für einen anderen wärmeverbrauchenden Prozess ver wendet werden.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist vielseitig an wendbar. Es ermöglicht, unter Ausnutzung aller wirt- schaftlichen Gegebenheiten Abfallstoffe von organischer und/oder anorganischer Beschaffenheit in hygienisch verwertbare Produkte überzuführen. Neben den che misch neutralen Schmelzprodukten kann Dampf belie biger Spannung und Temperatur erzeugt werden, der zu Heizzwecken oder zur Erzeugung von elektrischem Strom verwendet werden kann:
Von besonderer Bedeu tung ist das Verfahren für die Verbrennung von Stadt müll und von gewissen Abfallprodukten der chemischen Industrie, deren Beseitigung und Umwandlung in ver wertbare Stoffe und Dampf bzw. elektrischen Strom ohne Belästigung der Umgebung durch übelriechende oder ätzende und staubhaltige Abgase möglich ist.
Die zu- sätzliche Verwendung von Brennstoffen bedeutet kei nen Verlust, da deren Verbrennungswärme zur Erzeu gung von Dampf oder für andere Zwecke ausgenutzt werden kann. Vorteilhaft beim erfindungsgemässen Ver fahren ist auch der Umstand, dass sich die zu verbren nenden Abfallstoffe ohne vorherige Zerkleinerung und Aufbereitung auch bei Vorhandensein von sperrigen Stücken verarbeiten lassen.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung zur Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens ist gekennzeichnet durch eine Fördereinrichtung zum laufenden Transport der Abfallstoffe durch den Erhitzungsraum in Richtung zum Schmelzraum und Verteilungskanäle im Erhitzungs- raum,durch welche die Erhitzungsmedien in die Schicht der Abfallstoffe geleitet werden, sowie durch Düsen für die Einführung von Brennstoffen und Verbrennungsmit teln in den Schmelzraum,
welche Düsen auf die in den Schmelzraum eingetragenen vorerhitzten Abfallstof- fe gerichtet sind.
Eine bevorzugte Ausführungsform dieser Vorrich tung kann darin bestehen, dass die Verteilungskanäle in Verbindung mit einer Feuerung für Brennstoffe stehen, durch welche Verteilungskanäle die als Erhitzungsme- dium dienenden Verbrennungsgase der Feuerung in die Schicht der Abfallstoffe geleitet werden. Gegebenen falls können durch diese Verteilungskanäle die Verbren nungsgase auch mit einem Überschuss an Verbrennungs mitteln oder aber nur Verbrennungsmittel in die Ab fallstoffschicht geleitet werden.
Ferner kann eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung darin bestehen, dass die Fördereinrichtung aus einem Rost besteht, durch den Verbrennungsmittel in die Schicht der Abfallstoffe geleitet werden.
Hierbei kann der Rost, welcher also zugleich zur Einführung und Verteilung der Verbren nungsmittel dient, als Wanderrost, Vorschubrost, Trep penrost oder dergleichen ausgebildet sein. Weiterhin kann eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung darin bestehen, dass die Düsen für Brennstoffe,
Verbrennungsmittel und Zuschläge im Schmelzraum gleichsinnig schräg und in kurzer Entfernung auf ein Schlackenbad gerichtet sind.
Eine weitere Ausführungsform der erfindungsge- mässen Vorrichtung kann darin bestehen, dass Düsen für die Einführung von Verbrennungsmittel im Gasaus gang des Schmelzraumes vorgesehen sind.
Hierbei kann eine weitere Ausführungsform der er- findungsgemässen Vorrichtung darin bestehen, dass zu sätzlich Düsen für die Einführung von Verbrennungs- mitteln im Gasausgang des Erhitzungsraumes vorgese hen sind.
Durch diese Düsen im Abgasausgang des Schmelz- raumes oder/und Erhitzungsraumes werden die Ver brennungsmittel dann eingeführt, wenn noch unver- brannte Gase aus einem oder beiden Räumen abziehen.
Eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäs- sen Vorrichtung kann darin bestehen, dass Düsen für die Einführung von Zuschlägen in den Schmelzraum vorgesehen sind. Diesen Düsen, welche in den Schmelz raum münden, werden die Zuschlagstoffe, vorzugswei se feinkörnig oder staubförmig, mittels eines Träger gases, wie Luft oder Rauchgas, pneumatisch zugeleitet.
Die Zuschläge können aber auch durch Fördereinrich tungen in dein Erhitzungsraum eingetragen werden und gelängen dann von diesem Raum mit den Abfallstoffen im vorerhitzten Zustande in den Schmelzraum.
Eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäs- sen Vorrichtung kann darin bestehen, dass eine Ent- staubungsseinrichtung und eine Fördereinrichtung so wie Düsen zur Rückführung des abgeschiedenen Flug staubes in den Schmelzraum vorgesehen sind.
Hierbei kann die Entstaubungseinrichtung den Wärmeaustau- schern, welche für die Vorwärmung der Verbrennungs mittel, Erzeugung und Überhitzung von Dampf oder dergleichen dienen und abgassseitig dem Erhitzung,- und Schmelzraume nachgeschaltet sind, zwischen- oder nach geordnet sein.
Eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäs- sen Vorrichtung kann darin bestehen, dass der Erhit- zungsraum, Schmelzraum und Schacht für die Abfüh rung der Abgase Bestandteile einer Dampfkesselanlage sind. Hierbei kann das zu verdampfende Wasser im Doppelmantel oder Röhrensystem der Dampfkesselan- lage im Naturumlauf oder/und Zwangsdurchlauf erhitzt werden.
Eine Dampfkesselanlage mit flüssigem Schlackenab zug kann für das Schmelzen oder Vernichten von Ab fallstoffen benutzt werden, wenn ihr ein Erhitzungsraum für die Abfallstoffe zugeordnet wird, von welchem die erhitzten Abfallstoffe ständig in die Schmelzfeuerung eingeführt und die Abgase oberhalb der Schmelzfeuerung in den Strahlungsraum des Kessels geleitet werden.
Durch eine Öffnung werden gemäss einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung die vorerhitzten Abfallstoffe vom Erhitzungsraum in den Schmelzraum eingebracht. Eine Öffnung im Boden des Schmelzraumes dient für den Abfluss der schmelzflüs sigen Produkte.
Feste Brennstoffe werden gewöhnlich in feinkörni gem oder staubförmigem Zustand pneumatisch mit Hil fe eines Trägergases, zum Beispiel Luft oder Rauchgas, gefördert. Flüssige Brennstoffe werden zweckmässig mit Hilfe eines Zerstäubungsmittels, z. B.
Luft, vor ihrem Eintritt in bekannter Weise zerstäubt. In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Gegenstandes gemäss der Erfindung schematisch dargestellt.
Fig. 1 zeigt eine Anlage zum Schmelzen von Ab fallstoffen und Fig. 2 lediglich den Erhitzungs- und Schmelzraum einer anderen Anlage, wobei der Boden des Schmelz- raumes als Schlackenwanne ausgebildet ist.
Die Abfallstoffe werden über ein Transportband. 1 (vgl. Fig. 1) in einen Behälter 2 abgeworfen, der als Schleuse ausgebildet ist. Der obere Deckel 3 des Be hälters 2 ist hierbei geöffnet, der untere Verschluss 4 geschlossen. Nach Füllung des Behälters wird der obe re Deckel geschlossen und der untere geöffnet, wobei die Abfallstoffe in den Schacht 5 des Erhitzungsraumes 6 fallen.
Hierauf erfolgt wieder die Beschickung des Be hälters 2, nachdem der Verschluss 4 geschlossen und der Deckel 3 geöffnet worden ist. Durch einen Wander rost 7 bekannter Bauart werden die im Schacht 5 be findlichen Abfallstoffe nach dem Schmelzraum 8 be wegt.
Auf diesem Wege werden die Abfallstoffe erhitzt und deren organische Bestandteile verbrannt. Hierfür sind Düsen 9 vorgesehen,
durch die Brennstoffe und Verbrennungsmittel in den Erhitzungsraum eingeführt werden. Die hierbei entstehenden Verbrennungsgase werden durch in der Zeichnung nicht dargestellte Ka näle über den Erhitzungsraum gleichmässig verteilt und durchziehen die Schicht der Abfallstoffe unter Abgabe ihrer fühlbaren Wärme.
Enthalten die Abfallstoffe or ganische Bestandteile, wird der eingeführte Brennstoff mit Luftüberschuss verbrannt, so dass der in den Ver- brennungsgasen verbleibende freie Sauerstoff zum voll- ständigen Ausbrand dieser Bestandteile dient.
Reichen die organischen Bestandteile selbst für die Erhitzung der Abfallstoffe aus, wird die Brennstoffzufuhr abgestellt und durch die Düsen 9 nur Verbrennungsmittel einge führt. Auch durch den Rost 7 können Verbrennungsmit tel in die Schicht der Abfallstoffe eingeführt werden, um deren organische Bestandteile zu verbrennen. Hier für werden durch eine Leitung 10 unterhalb des Rostes 7 Verbrennungsmittel eingeblasen.
Die Abgase aus den verbrannten Brennstoffen und organischen Bestandteilen der Abfallstoffe ziehen durch den Kanal 11 in. den Schacht 12. Die im Raum 6 er hitzten Abfallstoffe fällen in den Schmelzraum 8, wo sie unter der Wirkung von heissen Flammen geschmolzen werden und in schmelzflüssigem Zustand durch die Öff nung in ein Wasserbad 14 fliessen,
wo sie granulieren und durch einen in der Zeichnung nicht dargestellten Kratzförderer ständig ausgetragen werden. In den Schmelzraum 8 werden Brennstoffe mit vorzugsweise vorgewärmten Verbrennungsmitteln durch Düsen 15 eingeführt.
Die Verbrennungsgase bestreichen unmittel bar die vorerhitzten Abfallstoffe und werden an der Schlackenabflussöffnung umgelenkt, um ein Einfrieren der Schlacke an dieser Stelle zu vermeiden. Der Schmelz raum 8 ist oben durch einen Schlackenfangrost 16 be grenzt, der die Temperatur der durchziehenden Ver brennungsgase erniedrigt und mitgerissene Schlacken teilchen zurückhält,
die schmelzflüssig in den Schmelz raum 8 zurückfliessen. Hinter dem Schladkenfangrost 16 vereinigen sich die Abgase aus dem Schmelzraum 8 und dem Erhitzung sraum 6 und ziehen gemeinsam durch den Schacht 12 ab. Die Wände der Räume bzw.
Ka näle 6, 8,<B>11</B> und 12 sind Heizflächen eines Dampfkes- selsystems mit Natur- und/oder Zwangsdurchlauf. Der Schacht 12 ist als Strahlungsraum ausgebildet, in dem die abziehenden Verbrennungsgase einen Teil ihrer fühl baren Wärme abgeben.
Ihm nachgeordnet ist zunächst ein Dampfüberhitzer 17 zur Überhitzung des im Kes selsystem erzeugten Dampfes, dann ein Verbrennungs- mittelvorwärmer 18 und schliesslich ein Speisewasser- vorwärmer 19. In diesen Vorrichtungen geben die sie durchziehenden Abgase weitgehend ihre fühlbare Wär me ab.
Durch die Vorwärmung der Verbrennungsmit- tel wird der Brennstoffverbrauch für die Schmelzarbeit erheblich verringert. Im allgemeinen wird man Verbren nungsmittelvorwärmer oder Rekuperatoren aus metal- lischen Werkstoffen bekannter Bauart verwenden, die Vorwärmtemperaturen bis 800 C erreichen lassen.
Hö here Vorwärmtemperaturen bis etwa 1200 C und dar über ermöglichen Regeneratoren aus feuerfesten Bau stoffen in bekannter Ausführung.
Die nunmehr hinter dem Speisewasservorwärmer 19 weitgehend abgekülten Abgase, im allgemeinen unter 200 C, werden über eine Leitung 20 in eine Entstau- bungsvorrichtung 21 bekannter Bauart geleitet, wo der mitgeführte Flugstaub nahezu vollkommen abgeschie den wird.
Von der Entstaubungsvorrichtung 21 können die Abgase über ein Saugzuggebläse und Kamin, oder direkt über einen Kamin 22 ins Freie geleitet werden.
Der in den Trichtern 23 und 24 laufend abgeschiede ne Flugstaub wird pneumatisch in bekannter Weise mittels Staubpumpen durch Düsen in den Schmelzraum 8 geblasen, wo er eingeschmolzen und mit der Schlacke abgeführt wird. Als Trägergas benutzt man Luft, Ver- brennungsgase oder auch brennbare Gase, wenn das Ver fahren mit gasförnnigen Brennstoffen betrieben wird.
Das zweite Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 hat einen Erhitzungs- und Schmelzraum 30 und 31. Die diesen Räumen vor- und nachgeordneten Einrichtungen sind in der Zeichnung weggelassen worden und können ähn- lich beschaffen sein wie nach Fig. 1.
Die einem Schacht 32 aufgegebenen Abfallstoffe wer den durch einen geneigten Vorschubrost 33 kontinuierlich dem Schmelzraum 31 zugeführt. Durch Düsen 34 werden Brennstoffe und Verbrennungsmittel in den Erhitzungs- raum 30 eingeführt und deren Verbrennungsgase durch in der Zeichnung nicht dargestellte Kanäle über die Schicht der Abfallstoffe gleichmässig verteilt. Unterhalb des Rostes 33 werden Verbrennungsmittel durch eine
Leitung 35 zugeführt, wobei diese so bemessen sind, dass sie die organischen Bestandteile der Abfallstoffe restlos verbrennen. Die Verbrennungsgase ziehen unter halbRTI ID="0004.0213" WI="8" HE="4" LX="1270" LY="1971"> eines Gewölbes 36 zwischen dem Erhitzungs- und Schmelzraum in einen Schacht 37 ab.
Die erhitzten Abfallstoffe fallen in den Schmelzraum 31, dessen Boden 38 wannenartig gestaltet ist, so dass sich ein Schlackenbad 39 bildet. Die Höhe des Schlak- kenbades 39 wird durch einen Überlauf 40 reguliert, durch den die Schlacke in dem Masse überfliesst, als neue Schlacke gebildet wird. Die Schlacke fliesst in ein Wasserbad 41, wo sie granuliert und stetig durch eine nicht dargestellte Fördereinrichtung bekannter Art aus getragen wird.
Durch einen Tauchstutzen 42 wird ein gasdichter Abschluss des Schmelzraumes 31 nach aus sen erreicht.
In den Schmelzraum 31 münden Düsen 43, durch welche Brennstoffe und vorgewärmte Verbrennungs mittel auf das Schlackenbad 39 geblasen werden, so dass es in turbulente Bewegung versetzt wird. Die vor erhitzten Abfallstoffe rutschen entlang einer Wand 44 in das Schlackenbad 39 und schmelzen unter der Wir kung der heissen Flamme und der bewegten Schlacke rasch ein.
Durch entsprechende Dosierung des Brenn stoffes und der Verbrennungsmittel können mehr oder weniger reduzierend wirkende Flammen erzielt werden. Die in den Abfallstoffen vorhandenen Metallteile schmelzen dann, ohne zu oxydieren, und sammeln sich infolge ihres gegenüber der Schlacke höheren spezifi- schen Gewichtes am Boden 38 der Wanne, von wo sie zeitweise oder kontinuierlich durch das Stichloch 45 ab gezogen werden können.
Bei stärker reduzierenden Flam men können auch in den Abfallstoffen vorhandene Me talloxyde zu Metallen reduziert werden. Sind nur ge ringe Metallmengen in den Abfallstoffen, deren Gewin nung sich nicht lohnt, werden die in den Schmelzraum 31 eingeführten Brennstoffe unter Verbrennungsmittel- überschuss verbrannt, wodurch die Metalle oxydieren und verschlacken.
Die durch die Schlackenoberfläche scharf umgelenk ten Verbrennungsgase ziehen durch den Schacht 37 ab, wo sie sich mit den Abgasen aus den Erhitzungsraum 30 vermischen. Bei reduzierender Fahrweise im Schmelz- raum 31 werden in den Schacht 37 durch Düsen 46 Ver brennungsmittel eingeführt, um unverbrannte Bestand- teile im Verbrennungsgas restlos nachzuverbrennen.
<I>Beispiel</I> Ein Stadtmüll hat die durchschnittliche Zusammen- setzung von 45% Feuchtigkeit, 25% brennbare Bestand- teile und 30% anorganische Bestandteile (Asche). Der untere Heizwert beträgt rund 1200 kcal/kg. Als Brenn stoff dient Steinkohle mit einem unteren Heizwert von 7000 kcal/kg.
In einer Einrichtung gemäss der Erfindung nach Fig. 1 befindet sich für einen täglichen Durchsatz von rund 100 t Stadtmüll im Erhitzungsraum ein mechani scher Rost von rund 10 qm Rostfläche, durch den stünd lich 7660 Nm3 auf 200 C vorgewärmte Luft geblasen wird. Durch die Düsen 9 werden nur Brennstoffe und Luft beim Anfahren eingeblasen, um die Abfallstoffe in Brand zu setzen.
Danach reichen die brennbaren Be standteile des Mülls aus, um das Feuer im Erhitzungs- raum in Gang zu halten.
In den Schmelzraum von etwa 6 m3 Inhalt werden stündlich 1,25 t Steinkohle mit 10 500 Nm3 auf 450 C vorgewärmte Luft eingeblasen und verbrannt. Der in die Trichter 23 und 24 fallende Flugstaub von stündlich etwa 150 kg wird pneumatisch mit 100 Nm3 verdichte ter Luft gleichfalls in den Schmelzraum eingeblasen. Dem Kesselsystem werden 14,2 m3 Speisewasser zu geführt.
Die Abgase aus dem Erhitzungsraum treten mit rund 1200 C und aus dem Schmelzraum mit rund 1700 C in den als Strahlungsraum ausgebildeten Schacht 12 des Kesselsystems ein.
Nach weiterer Abgabe ihrer fühlbaren Wärme im Dampfüberhitzer 17, Luftvorwärmer 18 und Econonü- ser 19 ziehen sie mit einer Temperatur von rund 200 C durch den Kamin ab.
Die Anlage produziert stündlich <B>13,3</B> t Dampf mit einer Spannung von 100 ata und einer Temperatur von 480 C. Es fallen stündlich rund 1,38 t granulierte Schlacke an, die in den meisten Fällen vorzüglich für Bauzwecke zu verwenden ist. Sollte zur Erzielung einer stabilen Schlacke eine Komponente, z. B. Ca0 oder Si0,, nicht ausreichend vorhanden sein, so können Zu schläge, z. B. Kalk oder Sand, in den Schmelzraum ein- geführt werden.
Die Benutzung eines Schmelzraumes mit einem Schlackenbad lässt eine sehr homogene Schlacke erzie len. Man wird deshalb überall dort mit einem Schlak- kenbad arbeiten, wo wertvollere Schmelzprodukte, z. B. Baustoffe, Düngemittel, chemische oder metallurgische Rohstoffe, hergestellt werden sollen. Massgebend hier für ist naturgemäss die Zusamensetzung der Abfallstof fe und die Art der Zuschläge.
Method and device for incinerating solid waste materials The invention relates to a method for burning solid waste materials, in which the waste materials are moved through a heating room and first dried and heated and then fed to a melting room,
in which their incombustible residues are melted by the introduction of fuels and from which the melt is periodically or continuously drained.
The invention also relates to a device for carrying out this method.
Such methods and devices are already known and are used to convert solid waste materials, especially garbage, in chemically neutral Pro products of inorganic composition and ge suitable physical nature or those Pro products that with or without the use of foreign substances, eg. B. surcharges, are usable.
The hygienic disposal of waste materials from residential areas or from industrial plants is increasingly becoming the focus of public interest. In particular, housing the growing garbage in large cities has become a difficult problem. Discharging it in dumps or pits, which attract vermin and rats, contaminate the groundwater and spread unpleasant smells, is only a makeshift solution that is unsustainable in the long term. For this reason, attempts have already been made in various places with more or less success to burn the waste materials.
If the burnout is good, the remaining ash is hygienically flawless and can be used safely to fill pits and the like. However, the garbage is a waste material, the composition and content of combustible components can fluctuate within wide limits.
These fluctuations, in particular with regard to its moisture content, are both local and seasonal and place high demands on a furnace, which in most cases cannot be met without special measures. As a result of the low incineration temperature, due to the low calorific value and the high moisture content of the garbage, as well as the large differences in the garbage in chemical and physical terms,
the incineration residue is sometimes not completely burned out and of a quality that makes it worthless and causes high costs for its accommodation. For the same reason, the combustion gases are foul-smelling. Finally, it is disadvantageous that in the known incineration processes the solid waste materials, in particular garbage, have to be shredded and processed before they are burned, which is expensive and time-consuming.
It is well known that sulphite waste liquor, a liquid waste material from paper production, has already been burned in pulverized coal furnaces. However, the high water content of the waste liquor significantly lowered the furnace temperature, which worsened the combustion process for the coal dust.
It has therefore been proposed that the incineration of the waste liquor be carried out separately from that of the coal dust. In an antechamber, which is arranged next to the pulverized coal furnace, the waste liquor atomized through nozzles is burned with air. The combustion gases from the front chamber and from the pulverized coal furnace are brought together and passed together through the steam boiler. This does not disturb the combustion process in the pulverized coal furnace.
It is much more difficult to completely burn solid waste such as garbage. The colorful jumbled materials of different sizes and properties, which are only partially flammable and can have a water content of up to 60%, have so different combustion properties that complete burnout cannot be achieved even on grates with a special construction.
The ashes thrown from these grates are also inconsistent and worthless. Their removal requires a high level of technical effort.
For these reasons, it is considered advantageous to transfer the incombustible residues of the waste materials into the molten state, making them chemically neutral and have a uniform Be, and then to bring them into an easily transportable and usable form, e.g. B. by granulating or casting in molds.
With the normally low calorific value and high moisture content of the waste materials, this can only be achieved with the help of additional combustion of fuels, whereby the melting process must not be disturbed by the waste gases containing a lot of water vapor.
This is essentially achieved by the fact that the incineration of the waste and the smelting of the slag take place separately from one another and the flue gases produced during the combustion of the waste are only added to the flue gases formed during the combustion of the fuel when the latter have left the melting chamber. As previously mentioned, liquid waste has been incinerated in a similar manner with success.
However, these liquid fuels have no incombustible residues and can be completely burned in an antechamber. On the other hand, in the case of solid, in particular inconsistent waste materials with incombustible components, further measures are required,
in order to dry them and burn them out as much as possible and to introduce the non-combustible residues preheated into the melting chamber and to melt them there into a homogeneous, liquid, peelable product. During the melting process, for example, not completely burned residues of organic components burn in the
Waste residue completely off.
The purpose of the invention is to behe ben the mentioned disadvantages in the incineration of solid waste.
The method according to the invention is characterized in that heating media are routed evenly distributed in the direction of movement through the layer of waste materials, which is essentially moved in the horizontal direction in the heating chamber, and the heated residues are fed to the melting chamber on a broad front, in which they are in thin layer of the effect of flowing,
through the direct combustion of fuels with combustion agents. exposed combustion gases and the incombustible residues are converted into the molten state, the exhaust gases from the heating and from the melting chamber, after releasing their heat for heating and melting, are brought together and withdrawn together.
The heating media can consist of hot combustion gases or of those together with combustion agents or, if there is a sufficient amount of flammable components in the waste materials, exclusively of combustion agents,
where in these heating media perpendicular to the direction of movement of the layer of waste materials can be introduced into the.
Air is generally used as the combustion medium. In the case of waste materials that can be melted down with or without additives to produce products of higher value, for which very high temperatures have to be achieved, it can be economically viable to use oxygen or oxygen-enriched air as the combustion agent.
A preferred embodiment of the method according to the invention can consist in that the airborne dust entrained by the exhaust gases is separated off in a dedusting device and returned to the melt roughness.
Here, the dust recirculation can, for example, by a dust pump of known type with the aid of a carrier gas, e.g. B. air or flue gas.
A further preferred embodiment of the method according to the invention can consist in that the melt products formed from the residues of the waste materials and the ash of the imported fuels are collected in the bottom of the melting chamber, which is designed as a sump, and form a slag bath,
which is kept in turbulent motion by the flow energy of the fuels and combustion agents introduced into the melting zone, where the slag is withdrawn to the extent that new melt products are formed.
This leaves the melted products, which can be withdrawn as slag either continuously through an overflow or periodically through a tap hole.
longer time in the melting chamber with constant intimate mixing. The melted residues of waste materials of various origins are therefore homogenized in the turbulent slag bath and drawn off as a mixed melt product of uniform consistency.
A further preferred embodiment of the method according to the invention can consist in that the molten metal parts of the waste materials are drawn off through a tap hole in the slag sump.
With a suitable design and arrangement of the heating room, the solid waste materials can be processed without any further comminution and processing, even when bulky pieces are present.
However, if these waste materials contain iron and metal parts and these parts are not separated out beforehand and recycled separately, they are melted down after they have been preheated in the melting chamber, where the liquid metal collects at the bottom of the slag sump due to its higher specific weight, from where it is drawn periodically or continuously from the bottom or on the side walls near the bottom of the slag sump at an orderly tap hole.
A preferred embodiment of the method can consist in that the fuel supplied to the melting chamber is burned with a lack of combustion agent. This avoids metal losses due to oxidation.
Here, a further preferred embodiment of the method can consist in adding combustion agents to the gases being drawn off above the melting space. As a result, the gases withdrawn from the melting chamber, which still contain combustible components, are completely burned out.
Furthermore, a preferred embodiment of the method according to the invention can consist in that the fuel introduced into the melting chamber is burned with an excess of combustion agent in order to convert the melting metal parts of the waste materials into metal oxides. This process variant is used when the waste materials contain few iron and metal parts,
so that it is not worth recovering.
A further embodiment of the method according to the invention can consist in feeding suitable additives to the melting space in order to change the melting point, the viscosity or the composition of the slag. This can, if necessary, lower the melting point or the viscosity of the slag.
Depending on whether the melt products have a basic or acidic character, either acidic substances, e. G., Are acidic, ID = "0002.0201" WI = "15" HE = "4" LX = "1706" LY = "2502"> B. sand, or basic substances, e.g. B. lime or other flux, fed to the heating room or directly to the melting room.
Also in those cases where the melt product is to achieve a special composition to make it useful, e.g. B. as building material to be able to be supplied, are supplemented or enriched by surcharges components of the composition.
In the method according to the invention, the merging of the moderately hot exhaust gases from the heating chamber and the very hot gases from the melting chamber causes the annihilation of the harmful or chemically aggressive gases and vapors that arise when the waste materials are heated by decomposing them at the high mixing temperature. The sensible exhaust gases from the hot exhaust can be used to preheat the combustion agent and / or preferably to generate steam.
However, it can also be used for another heat-consuming process.
The method according to the invention can be used in many ways. It enables waste materials of organic and / or inorganic nature to be converted into hygienically usable products, taking advantage of all economic factors. In addition to the chemically neutral melt products, steam of any voltage and temperature can be generated, which can be used for heating purposes or to generate electricity:
The process for the incineration of urban waste and certain waste products from the chemical industry is of particular importance, the disposal and conversion of which into usable substances and steam or electricity is possible without nuisance to the environment through foul-smelling or corrosive and dusty exhaust gases.
The additional use of fuels does not mean any loss, as their heat of combustion can be used to generate steam or for other purposes. Another advantage of the method according to the invention is the fact that the waste materials to be burned can be processed without prior comminution and processing, even when bulky pieces are present.
The device according to the invention for carrying out the method according to the invention is characterized by a conveying device for the ongoing transport of the waste materials through the heating space in the direction of the melting space and distribution channels in the heating space through which the heating media are passed into the layer of waste materials, as well as nozzles for the introduction of fuels and combustion materials in the melting chamber,
which nozzles are aimed at the preheated waste materials that have entered the melting chamber.
A preferred embodiment of this device can consist in that the distribution channels are connected to a furnace for fuels, through which distribution channels the combustion gases of the furnace, which are used as heating medium, are passed into the layer of waste materials. If necessary, the combustion gases can also be passed through these distribution channels with an excess of combustion agents or only combustion agents can be passed into the waste material layer.
Furthermore, a preferred embodiment of the device according to the invention can consist in that the conveying device consists of a grate through which combustion agents are passed into the layer of waste materials.
Here, the grate, which also serves to introduce and distribute the combustion agent, be designed as a traveling grate, moving grate, Trep penrost or the like. Furthermore, a preferred embodiment of the device according to the invention can consist in that the nozzles for fuels,
Combustion agents and aggregates in the melting chamber are inclined in the same direction and directed at a short distance to a slag bath.
A further embodiment of the device according to the invention can consist in that nozzles for the introduction of combustion agent are provided in the gas outlet of the melting chamber.
A further embodiment of the device according to the invention can consist in the fact that nozzles for the introduction of combustion agents are additionally provided in the gas outlet of the heating space.
The combustion agents are introduced through these nozzles in the exhaust gas outlet of the melting chamber and / or heating chamber when unburned gases are being drawn off from one or both chambers.
Another embodiment of the device according to the invention can consist in that nozzles are provided for introducing additives into the melting space. These nozzles, which open into the melting chamber, are fed pneumatically with the additives, preferably fine-grained or dusty se, by means of a carrier gas such as air or flue gas.
The surcharges can, however, also be entered into your heating room by conveyor facilities and then pass from this room with the waste materials in the preheated state into the melting room.
Another embodiment of the device according to the invention can consist in that a dedusting device and a conveying device as well as nozzles are provided for returning the separated airborne dust into the melting chamber.
Here, the dedusting device can be arranged between or after the heat exchangers, which are used to preheat the combustion medium, generate and superheat steam or the like and are connected downstream of the heating and melting chambers on the exhaust gas side.
A further embodiment of the device according to the invention can consist in that the heating space, melting space and shaft for the discharge of the exhaust gases are components of a steam boiler system. The water to be evaporated can be heated in the double jacket or pipe system of the steam boiler system in natural circulation or / and forced flow.
A steam boiler system with liquid slag discharge can be used for the melting or destruction of waste materials if it is assigned a heating room for the waste materials, from which the heated waste materials are constantly introduced into the smelting furnace and the exhaust gases are directed above the smelting furnace into the radiation chamber of the boiler will.
According to a further embodiment of the device according to the invention, the preheated waste materials are introduced from the heating chamber into the melting chamber through an opening. An opening in the bottom of the melting chamber is used for the outflow of the molten products.
Solid fuels are usually in fine grain or dusty state pneumatically with Hil fe a carrier gas, for example air or flue gas, promoted. Liquid fuels are expediently with the help of an atomizing agent, e.g. B.
Air, atomized in a known manner before it enters. In the drawing, two exemplary embodiments of the object according to the invention are shown schematically.
1 shows a system for melting waste materials and FIG. 2 shows only the heating and melting space of another system, the bottom of the melting space being designed as a slag pan.
The waste materials are transported on a conveyor belt. 1 (see. Fig. 1) dropped into a container 2, which is designed as a lock. The upper lid 3 of the loading container 2 is open, the lower closure 4 is closed. After filling the container, the upper lid is closed and the lower one is opened, with the waste materials falling into the shaft 5 of the heating chamber 6.
The loading of the container 2 then takes place again after the closure 4 has been closed and the lid 3 has been opened. By a traveling grate 7 of known type in the shaft 5 be sensitive waste materials are moved to the melting chamber 8 be.
In this way, the waste materials are heated and their organic components are burned. Nozzles 9 are provided for this,
through which fuels and combustion agents are introduced into the heating space. The resulting combustion gases are evenly distributed over the heating space through channels not shown in the drawing and pass through the layer of waste materials, releasing their sensible heat.
If the waste materials contain organic components, the imported fuel is burned with excess air, so that the free oxygen remaining in the combustion gases is used to completely burn off these components.
If the organic components themselves are sufficient to heat the waste, the fuel supply is turned off and only combustion agents are introduced through the nozzles 9. Combustion means can also be introduced into the layer of waste materials through the grate 7 in order to burn their organic components. Here for 7 combustion agents are blown in through a line 10 below the grate.
The exhaust gases from the burned fuels and organic components of the waste materials pull through the channel 11 into the shaft 12. The waste materials heated in space 6 fall into the melting chamber 8, where they are melted under the action of hot flames and in a molten state the opening flow into a water bath 14,
where they granulate and are constantly discharged by a scraper conveyor, not shown in the drawing. Fuels with preferably preheated combustion agents are introduced into the melting chamber 8 through nozzles 15.
The combustion gases immediately brush the preheated waste materials and are deflected at the slag discharge opening in order to prevent the slag from freezing at this point. The melting space 8 is bordered at the top by a slag grate 16, which lowers the temperature of the combustion gases passing through and retains entrained slag particles,
the molten liquid flow back into the melting chamber 8. Behind the Schladken grate 16, the exhaust gases from the melting chamber 8 and the heating chamber 6 combine and pull together through the shaft 12. The walls of the rooms or
Channels 6, 8, <B> 11 </B> and 12 are heating surfaces of a steam boiler system with natural and / or forced flow. The shaft 12 is designed as a radiation space in which the exhausting combustion gases give off part of their feel ble heat.
Downstream of it is first a steam superheater 17 for superheating the steam generated in the boiler system, then a combustion agent preheater 18 and finally a feed water preheater 19. In these devices, the exhaust gases passing through them largely give off their sensible heat.
By preheating the combustion means, the fuel consumption for the melting work is considerably reduced. In general, combustion medium preheaters or recuperators made of metallic materials of known design will be used, which allow preheating temperatures of up to 800 C to be reached.
Höhere preheating temperatures up to about 1200 C and above allow regenerators made of refractory materials in a known design.
The exhaust gases, now largely cooled behind the feedwater preheater 19, generally below 200 ° C., are passed through a line 20 into a dust removal device 21 of known design, where the entrained fly ash is almost completely separated.
From the dedusting device 21, the exhaust gases can be led outside via an induced draft fan and chimney, or directly via a chimney 22.
The airborne dust continuously deposited in the funnels 23 and 24 is pneumatically blown in a known manner by means of dust pumps through nozzles into the melting chamber 8, where it is melted and discharged with the slag. Air, combustion gases or even combustible gases are used as carrier gas if the process is operated with gaseous fuels.
The second embodiment according to FIG. 2 has a heating and melting space 30 and 31. The devices upstream and downstream of these spaces have been omitted in the drawing and can be of a similar nature to that according to FIG.
The waste materials placed in a shaft 32 are continuously fed to the melting chamber 31 through an inclined moving grate 33. Fuels and combustion agents are introduced into the heating space 30 through nozzles 34 and their combustion gases are evenly distributed over the layer of waste materials through channels not shown in the drawing. Below the grate 33 combustion agents are through a
Line 35 supplied, these are dimensioned so that they burn the organic components of the waste materials completely. The combustion gases are withdrawn from a vault 36 between the heating and melting chamber into a shaft 37 under half-RTI ID = "0004.0213" WI = "8" HE = "4" LX = "1270" LY = "1971".
The heated waste materials fall into the melting chamber 31, the bottom 38 of which is designed like a trough, so that a slag bath 39 is formed. The height of the slag bath 39 is regulated by an overflow 40, through which the slag overflows to the extent that new slag is formed. The slag flows into a water bath 41, where it is granulated and continuously carried by a known type of conveying device, not shown.
A gas-tight closure of the melting chamber 31 to the outside is achieved by a dip connector 42.
Nozzles 43, through which fuel and preheated combustion medium are blown onto the slag bath 39, so that it is set in turbulent motion, open into the melting chamber 31. The pre-heated waste materials slide along a wall 44 into the slag bath 39 and melt rapidly under the action of the hot flame and the moving slag.
By appropriately metering the fuel and the combustion agent, more or less reducing flames can be achieved. The metal parts present in the waste material then melt without oxidizing and, as a result of their specific weight, which is higher than that of the slag, collect at the bottom 38 of the tub, from where they can be withdrawn temporarily or continuously through the tap hole 45.
In the case of more strongly reducing flames, metal oxides present in the waste materials can also be reduced to metals. If there are only small amounts of metal in the waste materials, the extraction of which is not worthwhile, the fuels introduced into the melting chamber 31 are burned with an excess of combustion agent, as a result of which the metals oxidize and form slag.
The combustion gases sharply deflected by the slag surface are drawn off through the shaft 37, where they mix with the exhaust gases from the heating chamber 30. With a reducing mode of operation in the melting chamber 31, combustion agents are introduced into the shaft 37 through nozzles 46 in order to post-burn unburned components in the combustion gas completely.
<I> Example </I> Urban waste has an average composition of 45% moisture, 25% combustible components and 30% inorganic components (ash). The lower calorific value is around 1200 kcal / kg. Hard coal with a lower calorific value of 7000 kcal / kg is used as fuel.
In a device according to the invention according to FIG. 1, there is a mechanical grate of around 10 square meters through which 7660 Nm3 preheated air is blown to 200 C per hour for a daily throughput of around 100 t of municipal waste in the heating room. Only fuel and air are blown in through the nozzles 9 during start-up in order to set the waste materials on fire.
Then the flammable components of the garbage are sufficient to keep the fire going in the heating room.
Every hour, 1.25 t of hard coal with 10,500 Nm3 of air preheated to 450 C is blown into the smelting room with a volume of around 6 m3 and burned. The airborne dust of about 150 kg per hour falling into the funnels 23 and 24 is also blown pneumatically with 100 Nm3 compressed air into the melting chamber. 14.2 m3 of feed water are fed to the boiler system.
The exhaust gases from the heating room enter at around 1200 C and from the melting room at around 1700 C in the shaft 12 of the boiler system, which is designed as a radiation chamber.
After further releasing their sensible heat in the steam superheater 17, air preheater 18 and Econonus 19, they withdraw through the chimney at a temperature of around 200 ° C.
The plant produces <B> 13.3 </B> t of steam per hour with a voltage of 100 ata and a temperature of 480 C. Every hour, around 1.38 t of granulated slag is produced, which in most cases is ideal for construction purposes use is. Should a component, e.g. B. Ca0 or Si0 ,, not be sufficiently available, so too can beats such. B. lime or sand, are introduced into the melting chamber.
The use of a melting room with a slag bath allows a very homogeneous slag to be obtained. You will therefore work with a slag bath wherever valuable melt products, e.g. B. building materials, fertilizers, chemical or metallurgical raw materials are to be produced. Naturally, the composition of the waste and the type of aggregate are decisive here.