Verfahren und Schachtofenanlage zur Verbrennung von minderwertigen Brennstoffen und Abfällen. Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Schachtofenanlage zur Verbrennung von minderwertigen Brenn stoffen und Abfällen. Eine Verbrennung minderwertiger Brennstoffe ist bereits in Schachtöfen durchgeführt worden.
Die Brennstoffe werden bei dieser Art der Ver brennung von oben in den Schacht eingewor fen, bis dieser angefüllt ist, und es werden die Verbrennungsvorgänge durch radiales Einblasen von Luft in einer gewissen Höhe des Schachtes aufrechterhalten. Der Ent schlackungsvorgang erfolgt von Hand oder maschinell durch Entfernung des unter der Brennstoffzone liegenden verschlackten Teils des Schachtinhaltes.
Beim Verfahren gemäss vorliegender Er findung wird die Verbrennung des zu ver brennenden Gutes im Schachtofen respektive in den Schachtöfen im aufgelockerten Zustande geführt und die Luft dem Schacht, respektive den Schächten an der tiefsten Stelle radial zugeführt. Dabei wird zweckmässigerweise die Brennstoff- und Ab fallsäule mit Hilfe luftdurchlässiger, aus dem Schachtquerschnitt respektive den Schacht querschnitten periodisch herausbewegbarer Einbauten unterteilt.
Bei der Freigabe des Schachtquerschnittes, respektive der Schacht querschnitte erfährt das Gut eine Auflocke rung und Umschichtung, die noch besonders begünstigt wird, wenn an Stelle eines gleich mässig verlaufenden Querschnittes Schacht zonen mit verschiedenen Querschnitten zur Anwendung gelangen, die zueinander auch noch versetzt angeordnet sein können. Durch diese Anordnung wird das Gut beim Durch satz zwangsläufig in andere Bahnen gelenkt und erfährt dadurch eine Auflockerung, die den Verbrennungsvorgang begünstigt.
Ein weiterer Vorteil dabei ist, dass der zur Ver brennung notwendige Luftdruck infolge der leichteren Durchtrittsmöglichkeit durch das aufgelockerte Gut ein geringerer ist als vor dem benötigt, wodurch die Wirtschaftlich keit des Verbrennungsvorganges erhöht wird. Zweckmässig wird das frische Gut nicht sofort auf die eigentliche Brennschicht auf gegeben, sondern in einem Zustand, der für einen raschen Beginn des Verbrennungsvor ganges im eigentlichen Schachtofen geeigne ter ist. Man erreicht dies zum Beispiel da durch, dass das Gut nicht wie bei einem Schachtofen üblicher Bauart direkt in den Schacht selbst eingeworfen wird, sondern auf einen einziehbaren Einbau des Abzugskanals der Rauchgase über dem eigentlichen Schacht.
Ein Ausführungsbeispiel einer zur Durchführung des beanspruchten Verfahrens dienenden Schachtofenanlage ist auf der Zeichnung schematisch dargestellt.
Fig. 1 zeigt einen Schnitt .durch einen Schachtofen, Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Schachtofenanlage, Fig. 3 eine Einzelheit in vergrössertem Massstab, und Fig. 4,die verschiedenen Querschnitte des Schachtes.
Die dargestellte Ofenanlage besitzt, wie aus Fig. 9 zuerkennen ist, zwei Schachtöfen. Im folgenden ist ein solcher Schachtofen be schrieben.
DenHauptteil jedes Schachtofens bildet der Schacht 1, über dem der Abzugskanal 2 für die Rauchgase der beiden Schachtöfen der Ofenanlage liegt. Um den Gedanken der Materialumlagerung im Schacht 1 durchzu führen, weist dieser verschiedene Zonen auf, die eine abwechselnde Einengung und Ver breiterung ergeben, wobei -der unterste Quer- schnitte eine Verengung gegenüber dem ober- sten-Querschnitt darstellt. Ausserdem ändert sich der Schachtquerschnitt fortlaufend der Form und Grösse nach. Durch zwei heraus ziehbare luftdurchlässige Einbauten 3, 4 ist der Schacht 1 unterteilt.
Der untere Teil des Schachtes 1 ist gegen -den Abschlussschieber 5 hin, .der den Boden des Schachtes 1 bildet, konisch erweitert, und am untern Umfang sind radial einmündende Lufteinfrittsöffnun- gen 6 vorgesehen. Zwischen beiden luftdurch lässigen Einbauten 3, 4 ist der Schacht 1 als Doppelmantel ausgebildet, so dass eine Luftkammer 7 entsteht, durch die die Luft zwecks Vorwärmung hindurchgeführt wird.
Der zwischen dem untern Einbau 4 und dem Abschlussschieber 5 sitzende Teil .des Schach tes 1 ist gleichfalls von einer Luftkammer 8 umgeben, deren Austrittsöffnungen mit den genannten radialen Lufteintrittsöffnun- gen 6 des Schachtes in Verbindung stehen. Die Durchtrittsstellen für die ein- und aus ziehbaren Einbauten 3, 4 sind durch unter Anpressdruck, der durch Gewichte 9 (Fig. 3) erzeugt wird, stehende Dichtungsringe 10 ab gedichtet.
Mit Ausnahme des untersten Teils ist der gesamte Schacht mit einem luftun durchlässigen Mantel 11 verkleidet, und die ser ist durch eine Trennwand 12 unterteilt, die zwischen dem obern Einbau 3 und dem untern Einbau 4 liegt. Sowohl die Dichtungs ringe 10, als auch hie Trennwand 12 ver hindern ein Durchströmen der Verbrennungs luft durch die Spalten zwischen den luft durchlässigen Einbauten und dem Schacht mantel. Die gesamte Verbrennungsluft wird daher zwangsläufig durch die luftdurchlässi gen Einbauten und das Beschickungsgut ge drückt.
Die Zuleitung von Verbrennungsluft erfolgt vom Gebläse aus durch den Luft schacht 13 und die Rohrleitung 14 zunächst zur Luftkammer 7, von dieser durch die Lei tung 15 zur Luftkammer 8, von wo aus sie ihren Weg unter Entlangstreichen in Rich tung von oben nach unten an den Wandun gen des untern Schachtteils zu den radialen Eintrittsöffnungen 6 und in das Innere des Schachtes nimmt. Die Einengungen des Schachtes sind jeweils unterhalb der luft durchlässigen Einbauten 3, 4 vorgesehen. Von Einbau zu Einbau erfolgt die Verände rung der Querschnittsform des Schachtes.
Über dem ersten Einbau 3 ist, wie aus der Fig. 4 hervorgeht, der Querschnitt recht eckig, unmittelbar unter dem ersten Einbau bei Einenung der Querschnittsform acht- l# eckig. Oberhalb des zweiten Einbaues 4 er weitert sieh der achteckige Querschnitt in ein Oval, das dem Achteck umschrieben ist. Unterhalb des zweiten Einbaues ist bei Ver engung des Schachtquerschnittes ein ovaler Querschnitt vorhanden, der von hier ab in der Form beibehalten wird, sich aber nach dem Abschlussschieber 5 des Schachtes hin konisch erweitert.
Die Querschnittsverände- rungen sind so gewählt, dass der ovale Quer schnitt unmittelbar über dem Abschlussschie- li-r 5 um 90 gegen den rechteckigen Ein- trittsquerschnitt des Schachtes oberhalb des Einbaues 3 versetzt ist.
Die luftdurchlässigen Einbauten 3, 4 be stehen aus je zwei aneinander stossenden Tei len, die mit Hilfe eines mechanischen Antrie bes, zum Beispiel Zahnstangen, von einer beliebigen Antriebsquelle über ein Kuppel gestänge das vom Heizerstand aus betätigt werden kann, aus dem Ofenquerschnitt her <B>1</B> aus und in denselben eingefahren werden können,
je nach den vorliegenden Erforder- iiissen. Vom gleichen Antrieb aus kann durch Einkupplung mittelst eines Kuppelgestänges der den Boden des Schachtes bildende Ab schlussschieber 5 betätigt werden.
Der Abzugskanal 2 ist mit Chamotte aus gemauert: auf ihm liegt die Beschickungsein richtung 16, die einen verschiebbaren Wagen besitzt," der einen Beschickungstrichter 17 und einen aus Chamottesteinen gebildeten Abschlussdeckel 18 trägt. Durch Verschieben des Wagens kann man mit dem Deckel 18 die Beschickungsöffnung 19 öffnen oder schliessen, ebenso kann man durch den Wa gen den über der Beschickungsöffnung 19 liegenden Vorratsbehälter öffnen oder ab schliessen. Beim Öffnen der Beschickungs öffnung stellt der Trichter 17 des verschieb baren Wagens die Verbindung zwischen dem Vorratsbehälter und der Beschickungsöff nung 19 her, so dass das Gut in den Abzugs kanal 2 fallen kann.
Im Abzugskanal 2 oberhalb des Schach tes 1 ist ein verschiebbarer Einbau 20, auf den das Gut, das aus der Beschickungsöff- nung 19 kommt, zunächst herabfällt. Nach dem das Gut auf einen für einen raschen Beginn des Verbrennungsprozesses geeigne ten trockenen Zustand gebracht ist, wird es durch Ausfahren des Einbaues 20 aus dem Abzugskanal 2 unmittelbar auf die Brenn- schicht des Schachtes aufgeworfen. Das Gut gelangt auf dem obersten Einbau 3 zur Ver brennung.
In etwa halbausgebranntem Zu stand wird es durch Herausfahren des Ein baues 3 auf den Einbau 4 übergeführt, wo bei es durch langsames Herausfahren des Einbaues 3 und durch die Querschnittsver- änderungen des Schachtes 1 umgelagert wird. Auf dem Einbau 4 findet das weitere Aus brennen statt. Durch Herausbewegen des Ein baues 4 und durch die unterhalb desselben vorhandene Querschnittsveränderung findet eine nochmalige Umschichtung statt, und das herabfallende Gut gelangt im umgewendeten Zustand auf den Abschlussschieber 5 des Schachtes.
Hier wird dem verschlackten Gut durch die durch die Düsen 6 eingepresste Frischluft die Wärme entzogen und die Schlacke abgekühlt. Die Wärme wird mit der Luft in das zu verbrennende Gut getragen. Die Schlacke kann man direkt auf einen Kippwagen aufgeben, oder aber durch me chanische Vorrichtungen abtransportieren. Unter der Abschlussklappe 5 ist eine Schurre 21 vorgesehen und unter dieser ein Wagen 22. An Stelle eines Wagens kann auch ein Transportband, eine Schüttelrutsche, oder ein anderes Fördermittel vorgesehen sein.
Selbstverständlich kann die Ofenanlage auch mehr als zwei 3Schachtöfen besitzen, wobei der Abzugskanal für die Rauchgase zweckmässig allen Schächten gemeinsam ist.
Process and shaft furnace system for the incineration of inferior fuels and waste. The present invention relates to a method and a shaft furnace system for incinerating low-quality fuel and waste. Inferior fuel has already been burned in shaft furnaces.
In this type of combustion, the fuels are thrown into the shaft from above until it is full, and the combustion processes are maintained by blowing air radially in a certain height of the shaft. The slag removal process is carried out by hand or by machine by removing the slagged part of the shaft contents below the fuel zone.
In the method according to the present invention, the combustion of the material to be burned is carried out in the shaft furnace or in the shaft furnace in the loosened state and the air is supplied to the shaft or the shafts radially at the deepest point. In this case, the fuel and waste column is expediently divided with the aid of air-permeable internals which can be periodically moved out of the shaft cross-section or the shaft cross-sections.
When the shaft cross-section or the shaft cross-section is released, the material is loosened up and rearranged, which is particularly beneficial if, instead of a uniform cross-section, shaft zones with different cross-sections are used, which can also be offset from one another . With this arrangement, the material is inevitably diverted into other paths during throughput and is loosened up, which favors the combustion process.
Another advantage of this is that the air pressure required for combustion is lower than before, due to the easier passage through the loosened material, which increases the efficiency of the combustion process. Appropriately, the fresh material is not immediately placed on the actual burning layer, but in a state that is suitable for a quick start of the combustion process in the actual shaft furnace. This is achieved, for example, by the fact that the material is not thrown directly into the shaft itself, as is the case with a shaft furnace of the usual type, but on a retractable installation of the flue gas exhaust duct above the actual shaft.
An embodiment of a shaft furnace system used to carry out the claimed method is shown schematically in the drawing.
1 shows a section through a shaft furnace, FIG. 2 shows a longitudinal section through the shaft furnace system, FIG. 3 shows a detail on an enlarged scale, and FIG. 4 shows the various cross-sections of the shaft.
The furnace system shown has, as can be seen from FIG. 9, two shaft furnaces. Such a shaft furnace is described below.
The main part of each shaft furnace is the shaft 1, above which the exhaust duct 2 for the flue gases of the two shaft furnaces of the furnace system is located. In order to carry out the idea of material redistribution in the shaft 1, it has different zones which result in an alternating narrowing and widening, the lowest cross-section representing a narrowing compared to the uppermost cross-section. In addition, the shaft cross-section changes continuously in terms of shape and size. The shaft 1 is divided by two air-permeable internals 3, 4 that can be pulled out.
The lower part of the shaft 1 is widened conically towards the closing slide 5, which forms the bottom of the shaft 1, and radially opening air inlet openings 6 are provided on the lower circumference. Between the two air-permeable internals 3, 4, the shaft 1 is designed as a double jacket, so that an air chamber 7 is created through which the air is passed for the purpose of preheating.
The part of the shaft 1 seated between the lower installation 4 and the closing slide 5 is also surrounded by an air chamber 8, the outlet openings of which are connected to the named radial air inlet openings 6 of the shaft. The passages for the retractable and retractable fixtures 3, 4 are sealed by standing sealing rings 10 under contact pressure, which is generated by weights 9 (Fig. 3).
With the exception of the lowest part, the entire shaft is covered with an air-permeable jacket 11, and the water is divided by a partition 12, which is between the upper installation 3 and the lower installation 4. Both the sealing rings 10 and the partition 12 prevent the combustion air from flowing through the gaps between the air-permeable internals and the shaft casing. The entire combustion air is therefore inevitably pushed through the air-permeable built-in components and the load.
The supply of combustion air takes place from the fan through the air shaft 13 and the pipe 14 first to the air chamber 7, from this through the Lei device 15 to the air chamber 8, from where they make their way along in the direction from top to bottom to the Rich Wall conditions of the lower shaft part to the radial inlet openings 6 and into the interior of the shaft takes. The constrictions of the shaft are provided below the air-permeable internals 3, 4. The cross-sectional shape of the shaft changes from installation to installation.
As can be seen from FIG. 4, the cross section above the first installation 3 is rectangular, and immediately below the first installation it is octagonal when the cross-sectional shape is narrowed. Above the second installation 4 you see the octagonal cross-section in an oval that is circumscribed by the octagon. Below the second installation there is an oval cross-section when narrowing the shaft cross-section, which is retained in the shape from here onwards, but widens conically towards the closing slide 5 of the shaft.
The changes in cross-section are selected such that the oval cross-section directly above the closing rail 5 is offset by 90 relative to the rectangular entry cross-section of the shaft above the installation 3.
The air-permeable internals 3, 4 be each two abutting Tei len that with the help of a mechanical drive, for example racks, rods from any drive source via a dome that can be operated from the heater, from the furnace cross-section her <B > 1 </B> can be retracted from and into the same,
depending on the requirements at hand. From the same drive, the bottom of the shaft forming the end slide 5 can be actuated by coupling by means of a coupling rod.
The discharge duct 2 is bricked with chamotte: on it lies the charging device 16, which has a displaceable carriage, "which carries a charging hopper 17 and a cover 18 made of chamotte stones. By moving the carriage with the lid 18, the charging opening 19 can be opened open or close, the trolley can also be used to open or close the storage container located above the loading opening 19. When the loading opening is opened, the funnel 17 of the displaceable trolley establishes the connection between the storage container and the loading opening 19, so that the good can fall into the discharge channel 2.
In the discharge duct 2 above the shaft 1 there is a displaceable installation 20, onto which the material that comes from the loading opening 19 initially falls. After the material has been brought to a dry state suitable for a rapid start of the combustion process, it is thrown directly onto the burning layer of the shaft by extending the installation 20 from the exhaust duct 2. The goods are burned on the top installation 3.
In an approximately half-burned state, it is transferred to the installation 4 by moving out the installation 3, where it is relocated by slowly moving out the installation 3 and by changing the cross-section of the shaft 1. On the installation 4 the further burn off takes place. By moving out the A building 4 and through the change in cross-section below it, another shift takes place, and the falling material reaches the slide 5 of the shaft in the reversed state.
Here, the heat is extracted from the slagged material by the fresh air pressed in through the nozzles 6 and the slag is cooled. The heat is carried with the air into the material to be burned. The slag can be placed directly on a dump truck or transported away by mechanical devices. A chute 21 is provided under the closing flap 5 and a carriage 22 is provided under it.
Of course, the furnace system can also have more than two 3-shaft furnaces, whereby the exhaust duct for the flue gases is expediently common to all shafts.