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Bezeichnung: Vorrichtung zum Füllen
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eines Müllverbrennungsofens
Die Erfindung betrifft
eine Vorrichtung zum Füllen eines MülL-verbrennungsofens mit einer Ladevorrichtung
zum Einführen des Mülls in den oberen Teil einer Trockenzone des Ofens, die sich
über einer Pyrolysezone befindet, die ihrerseits über einer Verbrennungs- und Schmelzzone
liegt, mit mindestens einer Förderöffnung für flüchtige Produkte der Trockenzone
und mindestens einer Förderöffnung für Schmelzproduktc c r Verbrennungs- u Ld Schmelzzone
und einer oder mehreren Düsn zum Einspritzen v )n Verbrennungsgas in die Verbrennungs-
und Schmelzzone.
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Eine Vorrichtung dieser Art, geläufiger auch Pyrolyseofen g2-nannt,
ist beschrieben in der deutschen Patentanmeldung No. 22 33 498. Die Pyrolyse ist
ein Zerstörungsprozeß, der nicht umkehrbar ist, verursacht durch Wärme in einem
Milieu mangelnden Sauerstoffs. In der Pyrolysezone dieser Art Öfen bewirkt man die
Verdampfung flüchtiger Bruchstücke von organischen Stoffen, die in dem Müll, der
dem Ofen zugeführt wird, enthalten sind. Die Stoffe, die unterstromig in dieser
Pyrolysezone vorhanden sind, werden verbrannt oder geschmolzen in der unteren Verbrennungs-
und Schmelzzone und werden ausgeschieden in Form von Schlacke, die man außerhalb
dcs Ofens erstarren lädt.
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Ein besonderes Problem bei dieser Art Öfen ist die Fließfähigmachung
einer abwärtsgerichteten Müllsäule, die auf der ganzen Höhe des Ofens den gesamten
Abschnitt desselben ausfüllt und die erneuert werden könnte mittels einer Ladevorrichtung
von oben in dem Maße, wie sie sich unten verzehrt. Die Praxis hat gezeigt, daß diese
Bedingung sehr schwer zu realisieren ist und daß sich zu oft ein Ansaugkamin bildet
im Inneren der Müllsäule, der die Verbrennungszone direkt mit der Förderöffnung
der flüchtigen Produkte verbindet und so die Pyrolysezone kurzschließt.
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Die Ursachen für die Bildung eines solchen Kamins sind vielfach. Sie
können vor allem verursacht werden durch die Nativ und Ungleichartigkeit des dem
Ofen zugeführten Mülls. Die Unterschiede
in der Form, der Beschaffenheit
und des Volumensiönn-n schon die Bildung eines solchen Kamins in Ofen oberen Regionen
der Trockenzone hervorrufen. Die Entstehung eines Kamins kann auch ausgelöst werden
durch die Verbrennung von Produkten, die leichter zu verbrennen sind als andere.
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Andererseits muß man beachten, daß die Verbrennungsgase immer den
leichtesten Weg suchen, und wenn sich einmal eine bevorzugte Aufstiegspassage gefunden
hat, sind die Risiken der Bildung eines Kamins beträchtlich angewachsen.
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Es ist sehr schwer, einen Kamin zu beseitin, wenn er sich eir.-mal
gebildet hat. Selbst wenn der Kamin sich teilweise von selbst wieder schließt, sei
es durch lokales Auseinanderbreiten des Mülls, sei es durch den Sturz von Müll von
den oberen Regionen im Kamin, wird er nicht ganz auf einmal verschwinden und der
Pfropfen, der sich dabei bildete, wird kaum sofort verbrannt.
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Solange dieser Kamin besteht, steigt der größte Teil der Strömung,
die die Gase nach oben treibt, durch diesen wieder auf und die Pyrolyse, unerläßlich
für den Erfolg des Verfahrens, tritt nur schwach auf. Man weiß außerdem, daß diese
Kamine sich gewöhnlich an der Peripherie des Ofens bilden, die Wandung desselben
ist Temperaturen ausgesetzt (die höher sind als die für den normalen Prozeß vorgesehenen)
infolge der Verlängerung der Verbrennung in diesem Kamin, so daß die Risiken einer
früzeitigen Zerstörung dieser Wandung relativ hoch sind.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Ladevorrichtung der
eingangs genannten Art so auszugestalten,. daß der Ofen auf der ganzen Höhe gleichmäßig
gefüllt werden kann und daß Kamine schon im Stadium der Entstehung zum Einsturz
gebracht werden können.
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Die Erfindung ist gekennzeichnet durch eine Anzahl von beweglichen
Stoßvorrichtungen, die an der Wandung des Ofens rund um die Pyrolysezone montiert
sind und für die je eine Antriebsvorrichtung zum Eintreiben der zugehörigen Stoßvorrichtung
in die Müllsäule und zum Herausziehen derselben vorgesehen ist.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
daß jede Stoßvorrichtung aus einem flachen 31ement besteht, in Form eines kreisförmigen
Sektors, der um eine quer zum Längsschnitt des Sektors und quer zur Längsachse des
Ofens im Krümmungsmittelpunkt des Sektors gelegene Achse schwenkbar gelagert ist.
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Diese Stoßvorrichtungen sind vorteilhafterweise unter ihrer Schwenkachse
montiert, so daß ihr Eindringen in die Müllsäule von unten bis oben eine Drehbewegung
ist.
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Diese Stoßvorrichtungen haben gemäß der Erfindung eine doppelte Funktion.
Durch ihre Eindringbewegung in die Müllsäule haben sie die Tendenz, dieselbe zu
deformieren in der Weise, daß ein Kamin, der sich bildete oder gerade bilde+, geschlossen
wird auf der Seite gegenüber den arbeitender S oßvorrichtungen. ie kurbelnde Bewegung
der Stoßvorrichtungen sichert außerdem e n Auflockern der Müllsäule, was ein Auseinanderbreiten
derselben bewirkt und ein besseres Durchströmen von Gas, daß heißt eine günstige
Tätigkeit auf die Parameter, die normalerweise beitragen zur Bildung eines Kamins.
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Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.
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In der Zeichnung zeigt: Figur 1 ein Schema, teilweise im Längsschnitt,
eines Müllverbrennungsofens, Figur 2 eine Detailansicht einer der in die Wandung
des Ofens montierten Stoßvorrichtungen, und Figur 3 eine Ansicht der Innenseite
dieser Stoßvorrichtung, folgend der Richtung III aus Figur 2.
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Figur 1 zeigt schematisch eine generelle Ansicht eines Pyrolyse ofens
zum Verbrennen von Müll 12, der in diesen Ofen eingeführt wird mit Hilfe einer Ladevorrichtung
14, die einen verschiebbaren Kolben 16 enthält, der den Müll in das Innere des Ofens
10 schiebt. Die Verbrennung im Inneren des Ofens wird aufrechterhalten durch die
Verbrennungsluft, die durch mehrere Düsen 20, 22, die an eine Versorgungsrohrleitung
18 angeschlossen sind, eingeblasen wird. Die flüssigen Verbrennungsabtälle werden
in Form von Schlacke über eine Öffnung und einen Ablaufkanal 24 am Boden des Ofens
herausgezogen. Die flüchtigen Produkte, die aus den organischen Teilen des Mülls
stammen, werden in den oberen Regionen des Ofens in einem Sammelbehälter 28 erfaßt
und über eine Leitung 26 entleert, die zu einer Verarbeitungsanlage führt.
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Der untere Teil des Ofens 1o ist breiter und bildet die Feuergrube
30. Im Inneren dieser Feuergrube 30 befindet sich die Verbrennungszone, in der die
Abfälle der Pyrolyse verbrannt oder geschmolzen werden. In dieser Verbrennungszone
herrscht eine 0 Temperatur von 1400 bis 16ovo C.
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Zwischen dieser Verbrennungszone und dem Sammelbehälter 28 liegt die
Pyrolysezone. Eine Trockenzone liegt über dieser Pyrolysezone in Höhe des Sammelbehälters
28. Bei normalem Betrieb herrscht eine Temperatur von 250 bis 3500 C in dieser Trockenzone
und ein
gleichmäßiges Temperaturgefälle soll normalerweise zwischen
diese. Trockenzone und dem unteren Teil dem Verbrennungszone bestehen.
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Mit 32 ist ein Kamin bezeichnet, der sich zwischen der Wandung des
Ofens 10 und der Müllsäule 12 gebildet hat und der sich von der Verbrennungszone
bis zur Trockenzone ausdehnt. Dieser Kamin 32 stört die Arbeit des Ofens 10, indem
er die Pyrolysezone kurzschließt und außerdem das Risiko einer übermäßigen Erhitzung
der Wandung des Ofens 10 erhöht.
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Um die Bildung eines solchen Kamins 32 zu verhüten oder einen entstandenen
Kamin gleich beim Entstehen zu zerstören, sind in der Wandung des Ofens 10 auf der
Höhe der Pyrolysezone auf den Umfang verteilt mehrere Gehäuse vorgesehen, von denen
insgesamt zwei Gehäuse 34, 36 in Figur 1 sichtbar sind. In diesen Gehäusen sind
jeweils Stoßvorrichtungen gelagert, die auf die Müllsäule einwirken können.
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Die Figuren 2 und 3 zeigen die Einzelheiten der Montage und Funktion
einer Stoßvorrichtung 38, montiert in das Gehäuse 34, das einen Teil der Wandung
oder Panzerung 40 des Ofens ausmacht.
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Diese Stoßvorrichtung 34, die in zurückgezogener-und in Arbeitsposition
gezeigt wird, beziehungsweise einmal ausgezogen und einmal strichpunktiert gezeichnet
ist, ist aufgehängt an einer Achse 42 senkrecht zur Längsachse des Ofens in den
seitlichen Wandungen 44 und 46 des Gehäuses 34. Die Stoßvorrichtung 38 besitzt die
Form eines kreisförmigen Sektors mit einem Öffnungswinkel von 60 bis 900. Diese
Stoßvorrichtung 38 besteht wie die Panzerung 40 des Ofens aus feuerfestem Stahl.
Um die Konstruktion zu vereinfachen ist die Stoßvorrichtung innen hohl und aus Stahlblech
hergestellt.
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Die Schwenkung der Stoßvorrichtung 38 im Längsschnitt vorbei an der
Längsachse des Ofens wird mit Hilfe eines Preßtopfes 48 ausgeführt. Dieser Preßtopf
48 ist abgedichtet in der Wandung des Gehäuses 34 montiert mit Hilfe eines Kugelgelenkes
52. Das Ende
der Stange 50 des Preßtopfes 48 ist gelenkig auf einem
Laufzapfen 54 in einem kreisförmigen Zapfenloch in der Ausnelamung der Stoßvorrichtung
38 gelagert.
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Die Verschiebung der Stange 50 aus der ausgezogen gezeichneten zurückgezogenen
Position in die strichpunktiert gezeichnete entlastete Position verursacht eine
schwache Schwenkung des Preßtopfes 48 im Längsschnitt vorbei an der Stoßvorrichtung
38, was möglich ist wegen des Kugelgelenkes 52. Der vorgesehene Standort für den
Preßtopf 48 erlaubt einen direkten Eingriff auf die äußere Kante der Stoßvorrichtung
38.
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Es ist möglich, andere Montagen des Preßtopfes 48 vorzusehen als jene
aus Figur 2. Es ist möglich, den Preßtopf so zu montieren, daß sein Stangenende
auf ein nicht dargestelltes Pleuel einwirkt, das außen am Gehäuse 34 an einem Ende
der Achse 42 befestigt ist. Es ist möglich, den Preßtop£ durch irgendwelche anderen
Mittel zu ersetzen, die eine Verschiebung der Stoßvorrichtung 38 erlauben, besonders
durch einen Elektromotor.
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Die Größenordnung einer jeden Stoßvorrichtung 38 und ihres verbundenen
Preßtopfes 48 richtet sich in erster Linie nach der Größenordnung des Ofens, für
den sie bestimmt sind. In eiy'er Art experimenteller Ausführung ist ein Winkel von
ungefähr 60C vorgesehen zwischen der zurückgezogenen Position und der vorgeschobenen
Arbeitsposition der Stoßvorrichtung. In diesem Fall ragte in Arbeitsposition das
innere Ende der Stoßvorrichtung bis zur Hälfte des Ofenradius in die Müllsäule hinein.
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Die günstigste Anzahl der Stoßvorrichtungen hängt ebenfalls vcn der
Größe des Ofens ab. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist ein Kranz von sechs
Stoßvorrichtungen, verteilt um die Pyzolysezone des Ofens, vorgesehen. Es ist möglich,
diese Zahl zu erhöhen oder zu verringern, oder, falls nötig, Stoßvorrichtunc-en
auf verschiedenen Ebenen vorzusehen.
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Die optimale Funktion ist in erster Linie abhängig von den Betriebsbedingungen
des Ofens. Man kann die ve schiedenen Stoßvorrichtungen besonders betätigen der
Reihe nach und in Abstälden, vm so gut wie möglich die Risiken einer Kaminbildung
zu reduzieren. Man kann auch die ersten Stadien der Kaminbildung durch Überwachung
der Temperaturentwicklung in der Randregion der Pyrolysezone feststellen, zum Beispiel
mit Hilfe von Thermoelementen in der Wandung des Ofens.
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Man kann in diesem Falle die Arbeit der Preßtöpfe so beherrschen,
daß, wenn man an irgendeiner Stelle eine anormale Erhöhung der Temperatur feststellt,
den oder ciie Preßtöpfe der oder die sich gegenüber dieser erhitzten Stelle befinden,
automatisch betätigen, um den Kamin, der sich dort gebildet hat, oder dabei ist,
sich zu bilden, zu zerstoßen.
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