DE3506352A1

DE3506352A1 - DEVICE FOR PROCESSING A SUBSTANCE MIXTURE AND WORKING METHOD OF THIS DEVICE

Info

Publication number: DE3506352A1
Application number: DE19853506352
Authority: DE
Inventors: Julien Jean Leopold Mol Gijbels; Leopold Carlos Van de Voorde
Original assignee: Centre dEtude de lEnergie Nucleaire CEN
Current assignee: Centre dEtude de lEnergie Nucleaire CEN
Priority date: 1984-02-24
Filing date: 1985-02-22
Publication date: 1985-08-29
Also published as: JPS60178209A; GB2155161A; FR2560425B1; IT8547720A0; GB2155161B; FR2560425A1; GB8504613D0; BE901774A

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Bearbeiten eines Substanzgemisches mit einem Verbrennungsofen, der besteht ausThe invention relates to a device for processing a substance mixture with an incinerator that consists of

- einer Außenwand mit- an outer wall with

— einem Außenmantel
und- an outer jacket
and

— einem Boden mit einer Auslaßöffnung,- a base with an outlet opening,

- einem Innengehäuse, das- an inner case that

bis zu einem bestimmten Abstand vom Boden herunterreicht, zusammen mit dem Außenmantel einen ringförmigen Raum begrenzt, und nach innen einen glockenförmigen Raum bildet, wodurch der Raum zwischen der Unterkante der Glocke und dem Boden eine Verbrennungskammer bildet,reaches down to a certain distance from the floor, delimits an annular space together with the outer jacket, and inwardly forms a bell-shaped space, whereby the space between the lower edge of the bell and the floor is one Forms combustion chamber,

- einem Deckel, der den ringförmigen Raum oben abschließt,- a lid that closes the ring-shaped space at the top,

- einem Brenner, der innerhalb des oberen Teils der Innenkörper-Glocke angeordnet ist,- A burner, which is arranged within the upper part of the inner-body bell is,

- einem Gerät zum Zuführen der zu verarbeitenden Substanzen oder Materialien, das sich an der oberen Seite in den ringförmigen Raum Öffnet,- a device for feeding the substances or materials to be processed, which opens into the ring-shaped space on the upper side,

- Mitteln zum Zuführen von Verbrennungsluft zu dem Ofen,- means for supplying combustion air to the furnace,

- einer Verteilungsummantelung, die innerhalb des ringförmigen Raumes auf dem gleiche Niveau liegt, an dem das Zuführgerät sich öffnet und weiter herunterreicht, - A distribution jacket, which within the annular space on the is the same level at which the feeder opens and extends further down,

- Mitteln zum Drehen der Verteilungsummantelung.- means for rotating the distribution casing.

Ausrüstungen dieser Art werden insbesondere zum Bearbeiten eines Gemisches aus brennbaren und unbrennbaren Abfallmaterialien, besonders radioaktiven Abfallprodukten benutzt. Das Gemisch fällt in Form eines natürlichen Schüttkegels auf den Ofenboden. Der Schüttkegel bildet den Boden der tatsächlichen Verbrennungskammer und schützt den Ofenboden. An der Oberfläche des Schüttkegels schmilzt das nichtbrennbare Material auf, um den Ofen in geschmolzener Form durch die Öffnung im Boden zu verlassen.Equipment of this type is made especially for processing a mixture combustible and non-combustible waste materials, especially radioactive waste products used. The mixture falls onto the furnace floor in the form of a natural cone of material. The cone of material forms the bottom of the actual combustion chamber and protects the oven floor. On the surface of the cone of material, the incombustible material melts to the furnace in molten form through the Leaving opening in the ground.

Eine Einrichtung dieser Art ist aus der DE 23 12 719 Al bekannt.A device of this type is known from DE 23 12 719 A1.

Bei der bekannten Einrichtung ist der den ringförmigen Raum oben abschließende Deckel mit einer Auslaßöffnung versehen, durch welche ein Teil der Verbren-In the known device, the one that closes off the annular space at the top Cover provided with an outlet opening through which part of the combustion

nungsgase an der Oberseite aus dem ringförmigen Raum entweichen kann. Es wird dadurch Feuchtigkeit von den Abfallprodukten entfernt, bevor diese auf den Ofenboden fallen. Die Nachbehandlung der Verbrennungsgase ist dadurch erschwert.tion gases can escape from the annular space at the top. This removes moisture from the waste products before they fall onto the furnace floor. The post-treatment of the combustion gases is thereby difficult.

Die Erfindung setzt sich besonders das Ziel, diesen Nachteil zu vermeiden und eine Einrichtung der genannten Art zu schaffen, deren Verbrennungsofen ohne Entlassen eines Teiles der Verbrennungsgase durch den ringförmigen Raum einen guten Wirkungsgrad besitzt.The invention has the particular aim of avoiding this disadvantage and to provide a device of the aforesaid kind which can operate the incinerator without venting a portion of the combustion gases through the annular space has a good efficiency.

Bei der genannten bekannten Einrichtung wird die Verteilung der zu bearbeitenden Substanzen in dem ringförmigen Raum durch Drehen der Verteilungsumhüllung bewirkt, jedoch wird die Abwärtsbewegung der zugeführten Substanzen in erster Linie durch die Schwerkraft verursacht. Die zu bearbeitenden Substanzen können dadurch unregelmäßig über den Boden verteilt werden, so daß der Betrieb der Einrichtung nachteilig beeinflußt werden kann.In the case of the known device mentioned, the distribution of the Substances in the annular space caused by rotating the distribution envelope, however, the downward movement of the supplied substances caused primarily by gravity. The substances to be processed can thereby be distributed irregularly over the ground, so that the operation of the device can be adversely affected.

Es besteht ein zweites Ziel der Erfindung darin, eine Einrichtung der beschriebenen Art zu schaffen, bei der die zu bearbeitenden Substanzen regelmäßiger zu dem Boden des Verbrennungsofens geleitet werden.It is a second object of the invention to provide an apparatus of the type described To create a way in which the substances to be processed are directed more regularly to the bottom of the incinerator.

Zur Erreichung der genannten Ziele wird der Verbrennungsofen weiter mit - einer Zuführummantelung versehen,To achieve the stated goals, the incinerator continues with - provided with a feed jacket,

die innerhalb des ringförmigen Raumes zwischen dem Innengehäuse und der Verteilungsummantelung liegt,those within the annular space between the inner housing and the distribution jacket lies,

bis unter die Verteilungsummantelung nach unten reicht, und der unteren Kante des Innengehäuses benachbart mit Zuführschaufeln versehen ist,extends down below the distribution casing and is provided with feed blades adjacent the lower edge of the inner housing is,

und mit Mitteln zum Drehen der Zuführummantelung, wobei der Deckel vollständig den ringförmigen Raum an der Oberseite abschließt.and means for rotating the feed jacket, the cover completely closing off the annular space at the top.

Bei einer besonderen Ausführung der Erfindung ist die Zuführummantelung unterhalb der Verteilungsummantelung jedoch über den Zuführschaufeln angeordnet und besitzt Niederdruck-Schaufeln an ihrer Außenfläche.In a particular embodiment of the invention, the feed jacket is below however, the distribution shroud is placed over the feed blades and has low-pressure blades on its outer surface.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Ausführung drehen die Mittel zum Drehen der Verteilungsummantelung die Ummantelung mit einer Geschwindigkeit im BereichIn an advantageous further development of the embodiment, the rotating means rotate the distribution jacket moves the jacket at a rate in the range

von 0 bis 50 Umdrehungen pro Stunde.from 0 to 50 revolutions per hour.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung treiben die Mittel zum Drehen der Zuführummantelung diese mit einer Geschwindigkeit im Bereich von 1/4 bis 9 Umdrehungen pro Stunde an.In an advantageous development of the invention, the means to drive Rotating the feed jacket at a speed in the range of 1/4 to 9 revolutions per hour.

Bei einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung enthält der Verbrennungsofen Mittel zum Kühlen des Bodens.In a particularly advantageous development of the invention, the contains Incinerator means for cooling the ground.

Diese Mittel können durch einen an die Unterseite des Bodens angelegten Windkasten und/oder durch Kühlleitungen für eine Kühlflüssigkeit gebildet werden, welche ebenfalls gegen die Unterseite des Bodens angelegt sind.These funds can be applied to the underside of the floor by a Wind boxes and / or are formed by cooling lines for a cooling liquid, which are also placed against the underside of the floor.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren, das mit Hilfe der beschriebenen Ausrüstung ausgeführt werden kann.The invention also relates to a method which, with the aid of the described Equipment can run.

So bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Bearbeiten eines Gemisches aus brennbaren und nicht brennbaren Substanzen, wobei das Gemisch oben in einen an der Oberseite geschlossenen Raum eingeführt wird, wobei dieser aus einem in der Hauptsache vertikalen ringförmigen Oberteil und einem in der Hauptsache horizontalen damit verbundenen unteren Teil besteht, wodurch das Gemisch den horizontalen Teil mindestens bis zum Niveau des vertikalen Teiles füllt und innerhalb des horizontalen Teiles einen Schüttkegel bildet, der sich am Boden in eine in dem horizontalen Teil ausgeschnittene Öffnung öffnet, wodurch eine Verbrennung innerhalb des horizontalen Teiles stattfindet und das vollständige Auslassen der Verbrennungsprodukte durch die Öffnung vor sich geht. The invention thus relates to a method for processing a mixture of flammable and non-flammable substances, the mixture being introduced at the top into a space closed at the top, wherein this consists of a mainly vertical ring-shaped upper part and a mainly horizontal lower part connected to it, whereby the mixture fills the horizontal part at least up to the level of the vertical part and one inside the horizontal part Forms a cone of material which is cut out at the bottom in a horizontal part Opening opens, as a result of which combustion takes place within the horizontal part and the complete discharge of the combustion products through the opening takes place.

Ein Ziel der Erfindung besteht damit auch in der Schaffung eines neuartigen Verfahrens dieser Art mit einer besseren Verteilung der zu bearbeitenden bzw. der bearbeiteten Substanzen.An object of the invention is therefore also to provide a novel one Process of this type with a better distribution of the processed or processed substances.

Zu diesem Zweck verteilt eine erste Reihe von Drehmitteln das Gemisch oben innerhalb des vertikalen Teils über den gesamten Umfang und andere DrehmittelTo this end, a first series of rotating means distributes the mixture at the top within of the vertical part over the entire circumference and other means of rotation

drücken das Gemisch auf einen niedrigeren Pegel innerhalb des vertikalen Teiles herunter und führen das Gemisch zu dem horizontalen Teil.push the mixture to a lower level within the vertical Part and lead the mixture to the horizontal part.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert; durch den Umfang der gezeigten Ausführungsbeispiele ist jedoch keine Einschränkung der Erfindung auf die gezeigten Beispiele beabsichtigt. In der Zeichnung zeigtThe invention is explained in more detail below with reference to the drawing, for example explained; however, the scope of the exemplary embodiments shown is not intended to restrict the invention to the examples shown. In the drawing shows

Figur 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine Einrichtung zum Verarbeiten eines Substanzgemisches der erfindungsgemäßen Art, undFIG. 1 shows a schematic longitudinal section through a device for processing a substance mixture of the type according to the invention, and

Figur 2 einen schematischen Längsschnitt durch den Verbrennungsofen der Einrichtung aus Figur 1 im größeren Maßstab und mit weiteren Einzelheiten. FIG. 2 shows a schematic longitudinal section through the incinerator in FIG Device from Figure 1 on a larger scale and with more details.

In beiden Figuren betreffen die gleichen Bezugszeichen gleiche Elemente.In both figures, the same reference symbols relate to the same elements.

Die in Figur 1 gezeigte Einrichtung enthält ein Zuführrohr 1» das sich in das oberste Ende eines Verbrennungsofens 2 hinein öffnet, der oben mit einem Hauptbrenner 3 versehen ist. Der Hauptbrenner 3 kann unter Druck Brennstoff und Luft dem Verbrennungsofen 2 zuführen in der Weise, daß der Ofen unter einem Überdruck von beispielsweise im Bereich von 2 kPa arbeiten kann. Der Verbrennungsofen 2 kann jedoch auch unter einem geringen Unterdruck beispielsweise im Bereich von -2 kPa arbeiten. Mit Hilfe eines Schneckenförderers 4 werden die zu bearbeitenden Substanzen, insbesondere radioaktiv verunreinigter Abfall, dem Verbrennungsofen 2 durch das Zuführrohr 1 zugeführt. Die zu bearbeitenden Substanzen bestehen im allgemeinen aus einem Gemisch aus brennbaren und unbrennbaren Materialien. Zwar können die zu bearbeitenden Substanzen im wesentlichen aus 100 % unbrennbarem Material bestehen, jedoch wird die Einrichtung üblicherweise für ein Gemisch aus 10 bis 90 Gewichtsprozent, vorzugsweise 80 bis 90 Gewichtsprozent von brennbaren Substanzen und demnach 90 bis 10 Gewichtsprozent, vorzugsweise 20 bis 10 Gewichtsprozent unbrennbaren Substanzen benutzt.The device shown in Figure 1 contains a feed pipe 1 »which is in the uppermost end of a combustion furnace 2 which is provided with a main burner 3 at the top opens in. The main burner 3 can fuel under pressure and supply air to the incinerator 2 in such a way that the furnace can operate under an overpressure of, for example, in the region of 2 kPa. Of the Incinerator 2 can, however, also under a slight negative pressure, for example work in the range of -2 kPa. With the help of a screw conveyor 4 the substances to be processed, especially radioactive contaminants Waste fed to the incinerator 2 through the feed pipe 1. The substances to be processed generally consist of a mixture made of flammable and non-flammable materials. Although the substances to be processed can essentially consist of 100% non-combustible material, however the device is usually for a mixture of 10 to 90 percent by weight, preferably 80 to 90 percent by weight of combustible substances and accordingly 90 to 10 percent by weight, preferably 20 to 10 percent by weight incombustible substances are used.

Schmelz-Hilfsmittel können den zu bearbeitenden Substanzen hinzugefügt werden.Melting aids can be added to the substances to be processed.

Der Verbrennungsofen 2 besitzt in seinem Boden eine Öffnung 5 für Substanzen, die während des Erhitzens oder der Verbrennung abfallen oder gebildet werden. Demzufolge werden die Verbrennungsgase und Verbrennungsrückstände von verbrennbaren Substanzen und die durch Erhitzen ausgasenden flüchtigen Substanzen durch diese Öffnung abgelassen.The incinerator 2 has an opening 5 in its bottom for substances which fall off or are formed during heating or combustion. As a result, the combustion gases and combustion residues become combustible Substances and the volatile substances emitted by heating are discharged through this opening.

Der Verbrennungsofen 2 öffnet sich mit der Öffnung 5 zu einer Hilfsverbrennungskammer 6. Diese Kammer ist von hitzefestem Metall umgeben, das an der Innenseite mit hitzefestem Material ausgekleidet ist. Die flüssigen Verbrennungsrückstände werden von den gasförmigen Rückständen innerhalb der Hilfsverbrennungskammer 6 getrennt.The incinerator 2 opens with the opening 5 to an auxiliary combustion chamber 6. This chamber is surrounded by heat-resistant metal, which is lined on the inside with heat-resistant material. The liquid combustion residues are separated from the gaseous residues within the auxiliary combustion chamber 6.

Die Hilfsverbrennungskammer 6 öffnet sich an ihrem Boden in das luftdicht abgeschlossene Wasserbett eines Granulators 8 mittels einer wassergekühlten Zwillingswand-Verbindungsröhre 7. Das Wasserbett besitzt eine Temperatur im Bereich von 80° C. Die flüssigen Verbrennungsrückstände koagulieren in dem Wasserbett und bilden Pellets, die periodisch aus dem Wasserbett mittels eines in Figur 1 aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellten Kettenfördergerätes durch luftdicht verschließbare Öffnungen entfernt werden.The auxiliary combustion chamber 6 opens into the airtight at its bottom closed water bed of a granulator 8 by means of a water-cooled twin-wall connecting tube 7. The water bed has a temperature in Range of 80 ° C. The liquid combustion residues coagulate in the Water bed and form pellets that are periodically removed from the water bed by means of a chain conveyor device, not shown in FIG. 1 for the sake of clarity can be removed through airtight openings.

An der einen Seite ist ein Hilfsbrenner 9 mit einer eigenen Verbrennungskammer 10 an die Hilfsverbrennungskammer 6 angeschlossen. Der Hilfsbrenner 9 hält die Temperatur in der Hilfsverbrennungskammer in dem Bereich von 1300 bis 1600° C.On one side is an auxiliary burner 9 with its own combustion chamber 10 connected to the auxiliary combustion chamber 6. The auxiliary burner 9 keeps the temperature in the auxiliary combustion chamber in the range of 1300 to 1600 ° C.

An der entgegengesetzten Seite ist an die Hilfsverbrennungskammer 6 eine Nachverbrennungskammer 11 angeschlossen, die von hitzefestem Metall umgeben ist. Auch die Innenseite der Kammer 11 ist mit hitzefestem Material ausgekleidet. Die Nachverbrennungskammer 11 öffnet sich zu einem Auslaß 12. Durch den Auslaß entweichen die Verbrennungsgase aus der Einrichtung und werden danach gekühlt, eventuell gewaschen und gefiltert.On the opposite side to the auxiliary combustion chamber 6 is a Afterburning chamber 11 connected, which is surrounded by refractory metal. The inside of the chamber 11 is also lined with heat-resistant material. The post-combustion chamber 11 opens to an outlet 12. The combustion gases escape from the device and through the outlet are then cooled, possibly washed and filtered.

Die Wände der Hilfsverbrennungskammer 6 und der Nachverbrennungskammer 11 sind doppelwandig ausgelegt und die Doppelwand wird von Kühlluft durchströmt.The walls of the auxiliary combustion chamber 6 and the post-combustion chamber 11 are double-walled and the double wall is traversed by cooling air.

Sekundärluft wird durch Leitungen 13 an der Anschlußstelle zwischen der Hilfsverbrennungskammer 6 und der Nachverbrennungskammer 11 eingeleitet.Secondary air is supplied through lines 13 at the junction between the auxiliary combustion chamber 6 and the post-combustion chamber 11 initiated.

Wie sich am besten aus Figur 2 ergibt, weist der Verbrennungsofen 2 eine Außenwand auf, die aus einem zylinderförmigen Außenmantel 14 mit trichterförmigem Boden 15 besteht, eine innere zylinderförmigp., koaxial in dem Außenmantel 14 fest angebrachte Wand 16, die ein Teil eines Innengehäuses bildet, und eine Verteilungsummantelung 17, die drehbar zwischen dem Außenmantel 14 und der Innenwand 16 angebracht ist und eine Vielzahl von nach außen gerichteten Verteilungsschaufeln 18 trägt, und es ist noch eine Zuführummantelung 19 drehbar zwischen der Verteilungsummantelung 17 und der inneren Wand 16 vorgesehen, die eine Vielzahl von schneckenförmigen Niederdruck-Schaufeln 20 und eine Vielzahl von Zuführschaufeln 21 trägt.As best seen in Figure 2, the incinerator 2 has a Outer wall, which consists of a cylindrical outer jacket 14 with a funnel-shaped Bottom 15 consists, an inner cylindrically shapedp., Coaxially in the outer jacket 14 fixed wall 16 which forms part of an inner housing, and a distribution casing 17 which is rotatable between the Outer shell 14 and inner wall 16 is attached and carries a plurality of outwardly directed distribution vanes 18, and there is one more Feed jacket 19 rotatable between distribution jacket 17 and the inner wall 16 is provided, which is a plurality of helical Low pressure blades 20 and a plurality of feed blades 21 carries.

Der Außenmantel 14 besteht aus Metall. Der Boden 15 besteht aus hitzebeständigem Metall. Die Öffnung 5 liegt in der Mitte des Bodens 15 und wird durch eine von Kühlwasser durchflossene Kühlleitung 22 umgeben. Die Kühlleitung 22 wird wiederum durch einen Ring 23 umschlossen.The outer jacket 14 is made of metal. The bottom 15 is made of heat-resistant Metal. The opening 5 lies in the middle of the base 15 and is surrounded by a cooling line 22 through which cooling water flows. The cooling pipe 22 is in turn enclosed by a ring 23.

An der Unterseite des Bodens 15 sind Kühlleitungen 24 angesetzt, durch welche Kühlflüssigkeit gepumpt wird, sowie Windkästen 25, durch welche Luft geblasen wird.On the underside of the bottom 15 cooling lines 24 are attached through which Cooling liquid is pumped, as well as wind boxes 25, through which air is blown.

Die innersten Teile des Verbrennungsofens 2, nämlich die Innenwand 16, die Verteilungsummantelung 17 und die Zuführummantelung 19 hängen von einem entfernbaren Deckel 26 herab, der auf dem Außenmantel 14 aufsitzt.The innermost parts of the incinerator 2, namely the inner wall 16, the Distribution jacket 17 and feed jacket 19 depend from a removable cover 26 that rests on outer jacket 14.

Die Innenwand 16 ist an dem Deckel 26 befestigt und steht so bezüglich des Außenmantels 14 fest.The inner wall 16 is attached to the cover 26 and is so with respect to the Outer jacket 14 fixed.

Zwischen der obersten Kante der drehbaren Zuführummantelung 19 und der feststehenden Innenwand 16 befindet sich eine Wasserdichtung 27. Ebenfalls ist eine Wasserdichtung 27 zwischen der obersten Kante der drehbaren Verteilungsummantelung und der Zuführummantelung 19 bzw. der Außenwand 14 vorhanden.Between the top edge of the rotatable feed jacket 19 and the stationary one Inside wall 16 is a water seal 27. There is also a water seal 27 between the uppermost edge of the rotatable distribution casing and the feed jacket 19 and the outer wall 14 are present.

Das Innengehäuse besteht außer der Innenwand 16 aus einer kegelförmigen Glocke, die durch eine hitzebeständige Auskleidung 29 gebildet wird. An dem engsten obersten Ende trägt die Glocke 29 einen Windkasten 30,der über das Rohr 31 mit Verbrennungsluft versorgt wird. An dem breiten untersten Ende der GlockeIn addition to the inner wall 16, the inner housing consists of a conical bell, which is formed by a heat-resistant lining 29. At the narrowest, uppermost end, the bell 29 carries a wind box 30 which, via the pipe 31 is supplied with combustion air. At the broad bottom end of the bell

29 ist eine Kühlleitung 32 angebracht, durch die Kühlflüssigkeit gepumpt wird.29 a cooling line 32 is attached, through which cooling liquid is pumped will.

Der in der Mitte des obersten geschlossenen Endes der Glocke 29 angebrachte Hauptbrenner 3 wird über die Leitung 33 mit flüssigem Brennstoff versorgt. Die Luft für den Brenner 3 wird durch die Leitung 34 zugeführt. Durch Leitungen 35 fließt Kühlflüssigkeit zum Kühlen des Brenners 3.The one attached in the middle of the uppermost closed end of the bell 29 Main burner 3 is supplied with liquid fuel via line 33. The air for the burner 3 is supplied through the line 34. Through lines 35 coolant flows to cool the burner 3.

Verbrennungsluft wird mit einem Überdruck von 0,2 bis 5 kPa relativ zum Innendruck des Ofens der Röhre 31 zugeführt, die durch den Windkasten 30 die Rohre 37 versorgt, welche sich ins Innere der Glocke 29 öffnen. Verbrennungsluft wird auch mit einem Überdruck zwischen 0,2 bis 5 kPa gegenüber dem Innendruck des Ofens den Windkästen 25 zugeführt, die über Öffnungen 36 mit dem Offeninneren verbunden sind.Combustion air is at an overpressure of 0.2 to 5 kPa relative to the Internal pressure of the furnace is supplied to the tube 31 which, through the wind box 30, supplies the tubes 37 which open into the interior of the bell 29. Combustion air is also fed to the wind boxes 25 with an overpressure between 0.2 to 5 kPa compared to the internal pressure of the furnace, which via openings 36 are connected to the open interior.

Die Verbrennungsluft wird gleichzeitig zum Abkühlen des Ofens, insbesondere des Bodens 15 benutzt und wird so aufgeheizt, bevor sie den Innenraum des Ofens erreicht.The combustion air is used simultaneously to cool the furnace, in particular of the bottom 15 is used and is heated before it reaches the interior of the furnace.

Inspektionsrohre 38 und 39 durchdringen die Wände der Glocke 29.Inspection tubes 38 and 39 penetrate the walls of the bell 29.

Die zu bearbeitenden Substanzen werden durch den Schneckenförderer 4 (der durch einen nicht dargestellten Motor angetrieben wird) an der Oberseite in den ringförmigen Raum 41 zwischen dem Außenmantel 14 und der Verteilungsummantelung 17 eingeführt. Die am untersten Ende der Verteilungsuinmantelung befestigten Verteilungsschaufeln 18 liegen auf gleicher Höhe mit der Öffnung des Zuführrohres 1 und verteilen die zu bearbeitenden Substanzen gleichmäßig über den gesamten Umfang des ringförmigen Raumes 41. Die Verteilungsuinmantelung 17 wird durch einen in Figur 2 nicht dargestellten Motor mit einer Geschwindigkeit von 20 Umdrehungen pro Stunde gedreht.The substances to be processed are transported by the screw conveyor 4 (the is driven by a motor, not shown) at the top in the annular space 41 between the outer casing 14 and the distribution casing 17 introduced. The distribution blades 18 attached to the lowermost end of the distribution casing are level with the opening of the feed pipe 1 and distribute the substances to be processed evenly over the entire circumference of the annular space 41. The distribution casing 17 is driven by a motor, not shown in FIG. 2, at one speed rotated at 20 revolutions per hour.

Der Motor treibt einen Getriebemechanismus entsprechend dem weiter unten beschriebenen Getriebemechanismus 45 zum Antrieb der Zuführummantelung 19. Auf diese Weise wird ein Kronen-Zahnrad 46 in Bewegung gesetzt, das mit der Verteilungsuinmantelung 17 drehfest verbunden ist.The motor drives a gear mechanism similar to that described below Gear mechanism 45 for driving the feed casing 19. In this way, a crown gear 46 is set in motion, which is connected to the distribution casing 17 is rotatably connected.

Ein ebenfalls in Figur 2 nicht dargestellter Motor treibt den Getriebemechanismus 45, der wiederum ein Kronen-Zahnrad 47 antreibt. Dieses Kronen-Zahnrad 47 ist mit der Zuführummantelung 19 drehfest verbunden. Die Drehgeschwindigkeit der Zuführummantelung 19 beträgt 3 Umdrehungen pro Stunde. Im Gegensatz zur Verteilungsummantelung 70 reicht die Zuführummantelung 19 bis zur Unterkante der Innenwand 16 herunter. Die Zuführummantelung 19 liegt, wie bereits erwähnt, der Innenwand 16 am nächsten.A motor, also not shown in Figure 2, drives the gear mechanism 45, which in turn drives a crown gear 47. This crown gear 47 is connected to the feed casing 19 in a rotationally fixed manner. The turning speed the feed jacket 19 is 3 revolutions per hour. In contrast to the distribution jacket 70, the feed jacket 19 is sufficient down to the lower edge of the inner wall 16. As already mentioned, the feed casing 19 is closest to the inner wall 16.

Verteilungs- oder Niederdrückschaufeln 20 sind schnecken- oder wendelartig an dem unterhalb der Verteilungsummantelung 17 gelegenen Abschnitt der Außenseite der Zuführummantelung 19 angeordnet. Diese Schaufeln sind so geformt, daß sie während der Umdrehung der Zuführummantelung 19 einen nach unten wirkenden Druck auf die Substanzen ausüben, die in dem Zwischenraum 42 zwischen dem genannten Abschnitt der Zuführummantelung 19 und dem Außenmantel 14 liegen. Die Niederdrückschaufeln 20 drücken so die Abfallmaterialien gleichförmig nach unten.Distribution or pressure vanes 20 are helical or helical the section of the outside of the feed jacket 19 located below the distribution jacket 17. These blades are shaped that they exert a downward pressure on the substances in the space 42 between the said section of the feed jacket 19 and the outer jacket 14 lie. The pusher blades 20 thus press the waste materials uniformly downwards.

Zuführschaufeln 21 sind an dem untersten Ende der Zuführummantelung 19 befestigt und drücken die zu verbrennenden Substanzen aus dem Raum 42 richtig in den Verbrennungsraum 43 zwischen dem Boden 15 und der Glocke 29.Feed paddles 21 are attached to the lowermost end of the feed jacket 19 and properly push the substances to be burned from the space 42 into the combustion space 43 between the bottom 15 and the bell 29.

Diese Substanzen bilden an dem Boden 15 einen sich durch natürliche Schüttung ergebenden Schüttkegelring und umgeben damit trichterförmig die Öffnung Der Hauptbrenner 3 beginnt die Abfallmaterialien innerhalb des Verbrennungsraumes 43 zu entzünden und hält die Verbrennung so weit wie nötig aufrecht. Die hitzefesten Wände der Glocke 29 reflektieren während des Verbrennungsvorganges die Hitzestrahlung gegen den durch die Materialien an dem Boden 15 gebildeten Schüttkegel. Demzufolge wird innerhalb des Verbrennungsraumes eine Temperatur erreicht, die von der Zuflußrate des Brennstoffes zu dem Brenner und von der Fließrate und der Zusammensetzung der Abfallmaterialien abhängt, die durch den Schneckenförderer 4 zugeführt werden. Diese Temperatur liegt im Bereich von 1300° bis 1600° C. Auf jeden Fall sollte die Temperatur über dem Schmelzpunkt der nicht brennbaren Abfallmaterialien liegen, so daß die oberste Schicht des Schüttkegelringes diese Schmelztemperatur erreicht.These substances form a natural bed on the bottom 15 resulting pouring cone ring and thus surround the opening in a funnel shape The main burner 3 starts to ignite the waste materials within the combustion space 43 and maintains the combustion as much as necessary. The heat-resistant walls of the bell 29 reflect during the combustion process the heat radiation against the cone formed by the materials on the bottom 15. As a result, a Temperature reached, which depends on the rate of flow of fuel to the burner and on the rate of flow and composition of the waste materials, which are fed by the screw conveyor 4. This temperature is in the range of 1300 ° to 1600 ° C. In any case, the temperature should be above the melting point of the non-combustible waste materials, so that the top layer of the pouring cone ring reaches this melting temperature.

An der Oberfläche des Schüttkegels werden Flüssigkeitströpfchen gebildet, die durch die Öffnung 5 nach unten fließen und, wie bereits beschrieben, innerhalb des Granulators 8 in Feststoff-Pellets gewandelt werden.Liquid droplets are formed on the surface of the cone, which flow down through the opening 5 and, as already described, are converted into solid pellets within the granulator 8.

Die Abfallmaterialien selbst und die flüssige Oberschicht derselben innerhalb des Verbrennungsraumes 43 isolieren den Boden 15 gegen die Hitze, so daß die Temperatur an dem Boden,auch wegen der Kühlung der Bodenunterseite, selten über 70° C ansteigt.The waste materials themselves and the liquid top layer thereof within of the combustion chamber 43 isolate the floor 15 from the heat, so that the temperature on the floor, also because of the cooling of the bottom underside, rarely rises above 70 ° C.

Die durch die Öffnungen 36 im Boden 15 dem Raum 43 zugeführte Verbrennungsluft tritt durch die brennenden Materialien hindurch. Es werden so innerhalb des Schüttkegels am Boden 15 vier ineinander übergehende Zonen gebildet, die jeweils eine unterste Schicht umfassen, in der die Substanzen durch die Verbrennungsluft getrocknet werden, eine Pyrolyse- oder Vorverbrennungsschicht, in der wärme-instabile Abfallmaterialien durch die Wärme der darüberliegenden Schichten aufgebrochen oder zersetzt werden, und von der die darin entstehenden Gase mit der Verbrennungsluft mitgetragen werden, eine Verbrennungsschicht, in der die brennbaren Bestandteile und die durch Pyrolyse entstandenen Gase mit dem Luftsauerstoff reagieren, und einer Schmelzschicht, in der die unbrennbaren Abfallmaterialien und die Asche zu einer basischen Schlacke schmelzen.The combustion air supplied to the space 43 through the openings 36 in the floor 15 passes through the burning materials. Four zones merging into one another are thus formed within the cone of material at the bottom 15, each comprising a bottom layer in which the substances are dried by the combustion air, a pyrolysis or pre-combustion layer, in the heat-unstable waste materials due to the heat of the overlying Layers are broken up or decomposed, and the gases formed in them are carried along with the combustion air, a combustion layer in which the combustible components and those produced by pyrolysis Gases react with the oxygen in the air, and a layer of melt in which melt the incombustible waste materials and the ash into a basic slag.

Die Verbrennungsgase können den Ofen nur durch die Öffnung 5 verlassen, d.h. durch die Flüssigkeitsschicht an der Oberfläche des Schüttkegels, die als Filter wirkt und einen wesentlichen Anteil von Substanzen zurückhält. Infolge dieser Strömung der Verbrennungsgse brennen die Abfallmaterialien mit einer turbulenten Flamme.The combustion gases can only leave the furnace through the opening 5, i. through the layer of liquid on the surface of the cone, which acts as a filter and holds back a substantial proportion of substances. As a result This flow of combustion gases burns the waste materials with a turbulent flame.

Das Trennen der flüssigen und gasförmigen Verbrennungsrückstände geschieht, wie bereits beschrieben, in der Hilfs-Verbrennungskammer 6.The liquid and gaseous combustion residues are separated, in the auxiliary combustion chamber 6 as already described.

Nachdem die Verbrennungsgase von den flüssigen Verbrennungsrückständen abgetrennt sind, wird das Verbrennen der Gase in der Nachverbrennkammer 11 vervollständigt. After the combustion gases are separated from the liquid combustion residues the combustion of the gases in the afterburning chamber 11 is completed.

/7 if/ 7 if

Während des Betriebes des Ofens wird unter geringem Überdruck stehender Stickstoff durch das Zuführrohr in den Verbrennungsofen eingeleitet. Es wird dadurch vermieden, daß brennbare oder explosive Gase in den Räumen 42 oder 41 entstehen oder aufsteigen.While the furnace is in operation, nitrogen is used under a slight excess pressure introduced into the incinerator through the feed pipe. It becomes through it avoided that flammable or explosive gases arise in the rooms 42 or 41 or rise.

Die Erfindung ist keineswegs auf das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt und es sind mancherlei Änderungen, die die Form, Zusammensetzung, Anordung und Anzahl der Bestandteile betreffen, möglich. Ebenfalls brauchen die Ummantelungen 17 und 19 nicht unbedingt mit der den angegebenen Geschwindigkeiten gedreht werden und können auch im Gegensinn zueinander angetrieben werden. Die angegebenen Geschwindigkeitsbereiche sind bei einem Ausführungsbeispiel als vorteilhaft festgestellt worden.The invention is in no way limited to the illustrated and described embodiment and there are various changes that affect the shape, composition, Relate to arrangement and number of components, possible. Likewise, the sheaths 17 and 19 do not necessarily have to match the ones specified Speeds can be rotated and can also be driven in opposite directions to each other. The specified speed ranges are for a Embodiment has been found to be advantageous.

Claims

EUROPEAN PATENT ATTORNEYS - MANITZ, FINSTERWALD & ROTERM UN 506352 Study Center for Nuclear Energy, S.C.K. Eug. Plaskylaan 144 B-1040 Brussels (Belgium) GERMAN PATENT LAWYERS DR. GERHART MANITZ ■ Diplphys. MANFRED FINSTERWALD · dipl-ing., Dipl-Wirtsch -ing HANNS-JÖRG ROTERMUND · dipl.-phys. DR. HELIANE HEYN · Dipl.-Chem WERNER GRÄMKOW ■ DIPL -ING. (1939-1982) BRITISH CHARTERED PATENT AGENT JAMES G. MORGAN B. SC. (RHYS), d.m.s. APPROVED REPRESENTATIVES AT THE EUROPEAN PATENT OFFICE REPRESENTATIVES BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICE MANDATAIRES AGRE6S PRES L1OFFICE EUROPEEN DES BREVETS 8000 MUNICH 22 ROBERT-KOCH-STRASSE TELEFON (0 89) 22 4211 + III) TELEGRAMS INDUSTRIAL PATENT MÜNCHEN Munich, the P / 3 / Sp-S 4080 Ι-η · Device for processing a substance mixture and working method of this device - Patent claims -

1. Device for processing a substance mixture with an incinerator (2), which contains:

- an outer wall that goes through

- An outer jacket (14) and

- A base (15) is formed with an outlet opening (5),

- An inner housing (16, 29, 30, 32) that extends up to a distance from the floor (15) is enough, and

- together with the outer jacket (14) delimits an annular space (41, 42) , and

- forms a bell (29) inside,

whereby the gap between the lower edge of the bell (29) and the bottom (15) forms a combustion chamber (43),

MANlTZ- FINSTERWALD · HEYN · MORGAN ■ 8000 MUNICH 22 ROBERT-KOCH STRASRf 1 TEL (0 89) 22 4211 TELEX 5 29 h / 3 PATMr FAX (089) 29 75 75

HANNS-JORGROTERMUND-TOOOSTUTTGAnTSO (BADCANNSTATIi SfTFLBERGSrR 2: i /? S TEL (0711) 56 72fil / BAYER. VOLKSBANKEN AG ■ MUNICH · BLZ 70090000 ■ ACCOUNT 1270 POSTSCHFCK MÜNCHEN 770S2 805

- A cover (26) which closes off the annular space (41, 42) at the top,

- a burner (3) inside the upper part of the bell (29) the inner housing (16, 29, 30, 32) is arranged,

- a device (1, 4) for feeding the substances to be processed, which opens at the top into the annular space (41, 42),

- Means (30, 31, 37 and 25, 36) for supplying combustion air to the furnace (2),

- a distribution jacket (17) located within the annular space (41) is at the same height and below the point at which the feeder (1, 4) opens, and

- means (46) for rotating the distribution casing (17), characterized in that

that the incinerator (2) is further provided with:

- a feed jacket (19),

those within the annular space (41, 42) between the inner housing (16, 29, 30, 32) and the distribution casing (17), extends down to below the distribution casing (17) and to the lower edge of the inner housing (16, 29, 30, 32) is provided adjacent with feed blades (21), and

- Means (45,47) for rotating the feed casing (19)

- And that the cover (26) completely covers the annular space (41, 42) at the top concludes.

2. Device according to claim 1, characterized in that the feed casing (19) below the distribution casing (17), however above the feed blades (21) is provided on its outside with lowering blades (20).

3. Device according to one of claims 1 or 2, characterized in that the distribution casing (17) and the feed casing (19) rotatably depend on the cover (26) with a first water seal (27) between the upper edge of the distribution jacket (17) and on the one hand the outer jacket (14) and on the other hand the feed jacket (19) is provided and that a second water seal (27) between the upper edge of the feed jacket (19) and the inner housing (16,

29, 30, 32) is provided.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the means for rotating the distribution casing (17) Drive them at a speed in the range of 0 to 50 revolutions per hour.

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the means for rotating the feed jacket (19) drive them at a speed in the range of 0.25 to 9 revolutions per hour.

6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the inner housing (16, 29, 30, 32) is cylindrical Inner wall (16) and a conical heat-resistant liner (29) mounted therein.

7. Device according to claim 6, characterized in that the means (30, 31, 37 and 25, 36) for supplying combustion air to the furnace (2) a wind box (30) attached to the uppermost end of the bell (29) of the inner housing (16, 29, 30, 32), one towards the wind box (30) contain opening air supply line (31) and at least one pipe (37), which connects the wind box (30) with the inside of the bell (29) and runs through the heat-resistant lining (29).

8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the means (30, 31, 37 and 25, 36) for supplying Combustion air to the furnace (2) contain at least one feed (25, 36) opening at the bottom (15).

9. Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the incinerator (2) means (24, 25) for cooling of the bottom (15).

10. Device according to claim 9, characterized in that the means (24, 25) for cooling the bottom (15) of the outer wall (14, 15) contain cooling lines (24) for cooling liquid, which are attached to the underside of the base (15).

11. Device according to one of claims 9 or 10, characterized in that the means (24, 25) for cooling the floor (15) the outer wall (14, 15) contain a wind box (25) which is attached to the underside of the floor (15).

12. Device according to claim 8 and 11, characterized in that that the wind box (25) is part of the means (30, 31, 37 and 25, 36) for supplying combustion air to the furnace (2) and communicates with the inside of the furnace (2) through openings (36).

13. Process for processing a mixture of combustible and non-combustible Substances, characterized in that the mixture is supplied to the top of a space closed at the top which consists of a mainly vertical ring-like upper part and a mainly horizontal lower part connected thereto consists, whereby the mixture fills the horizontal part at least up to the height of the vertical part and within the horizontal part forms a cone formed by natural pouring, which is attached to the bottom at an opening cut out in the horizontal part also has an opening whereby combustion occurs within the horizontal part and complete discharge through the Opening takes place that a first series of rotating means the mixture at the top within the vertical part over the entire circumference distributed and other rotating means press the mixture at a lower level within the vertical part down and the mixture the horizontal part.

14. The method according to claim 13, characterized in that

the combustion gases leaving the horizontal part through the opening are filtered.

15. The method according to any one of claims 13 or 14, characterized in that a mixture of 10 to 90 percent by weight combustible Substances and 90 to 10 percent by weight of non-combustible substances is processed.

16. The method according to claim 15, characterized in that a mixture of 80 to 90 percent by weight of combustible substances and 20 to 10 percent by weight of non-combustible substances is processed.

17. The method according to any one of claims 13 to 16, characterized in that the combustion within the horizontal part takes place at a temperature in the range of 1300 ° to 1600 ° C.