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EP0952391A2 - Process and device for complete combustion of lump ash-containing fuels - Google Patents

Process and device for complete combustion of lump ash-containing fuels Download PDF

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Publication number
EP0952391A2
EP0952391A2 EP99107651A EP99107651A EP0952391A2 EP 0952391 A2 EP0952391 A2 EP 0952391A2 EP 99107651 A EP99107651 A EP 99107651A EP 99107651 A EP99107651 A EP 99107651A EP 0952391 A2 EP0952391 A2 EP 0952391A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
combustion
fuel
pieces
ash
cone
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP99107651A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0952391A3 (en
EP0952391B1 (en
Inventor
Fritz Dr.-Ing. Schoppe
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dr Schoppe Technologie GmbH
Original Assignee
Dr Schoppe Technologie GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dr Schoppe Technologie GmbH filed Critical Dr Schoppe Technologie GmbH
Publication of EP0952391A2 publication Critical patent/EP0952391A2/en
Publication of EP0952391A3 publication Critical patent/EP0952391A3/en
Application granted granted Critical
Publication of EP0952391B1 publication Critical patent/EP0952391B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23B—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING ONLY SOLID FUEL
    • F23B5/00—Combustion apparatus with arrangements for burning uncombusted material from primary combustion
    • F23B5/02—Combustion apparatus with arrangements for burning uncombusted material from primary combustion in main combustion chamber
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2202/00—Combustion
    • F23G2202/10—Combustion in two or more stages
    • F23G2202/106—Combustion in two or more stages with recirculation of unburned solid or gaseous matter into combustion chamber
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2203/00—Furnace arrangements
    • F23G2203/101—Furnace arrangements with stepped or inclined grate
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2203/00—Furnace arrangements
    • F23G2203/20—Rotary drum furnace
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2209/00—Specific waste
    • F23G2209/26—Biowaste
    • F23G2209/261—Woodwaste

Definitions

  • the invention relates to a method for the complete combustion of lumpy, ash-containing fuels, in particular those of different piece sizes in a combustion device, to which the fuel pieces are fed at a first end and in which they are moved towards a second end during the combustion process, and to a device with which such a method can be carried out.
  • firing grates of different constructions e.g. mechanical gratings, such as underfeed and push-back grids, stepped gratings, roller gratings, traveling grids etc., or pneumatic gratings, e.g. Swirl grates.
  • mechanical gratings such as underfeed and push-back grids, stepped gratings, roller gratings, traveling grids etc.
  • pneumatic gratings e.g. Swirl grates.
  • the fuel, along with the resulting ash is mechanically or pneumatically forced to move more or less continuously from the fuel inlet of the grate to the grate outlet, where residues are released, regardless of the progress of the combustion.
  • a limited adaptation of the combustion process to the fuel is only possible with the supplied underwind or with zone-wise adjustment of the grate feed.
  • the invention has for its object to provide a method of the type mentioned and suitable devices for its implementation, with which a complete burnout of the fuel can be achieved.
  • the fine ash and any fines that are still burning are separated from larger, still unburned pieces at the discharge end of the combustion zone. These larger pieces are returned in a hot or burning state to the fuel entry at the entry end of the combustion zone and fed back to the combustion process with the freshly supplied fuel. By returning hot or burning fuel, the ignition of the freshly supplied fuel is started and accelerated without the need for an ignition vault, etc.
  • the finest ash can also be used to separate the finest, still burning particles. These then fall out with the ashes, for example in an ash funnel.
  • light ventilation of the discharge device for example an ash funnel, is sufficient to completely burn out these small, glowing or burning particles, the apparent mechanical movement of the ash apparently taking part. In any case, it could be determined that the ash is completely burned out after discharge.
  • the invention can also achieve considerable savings in terms of construction costs, in particular for the combustion device, for example the grate.
  • firing grates according to the prior art for example when burning waste wood, may be loaded with a maximum of 0.8 to 1.0 MW / m 2 if the burnout should not be too bad
  • the method according to the invention achieves outputs of 3 to 6 MW / m 2 achieved with perfect burnout.
  • the upper limit applies to shredded wood, the lower limit if there are large pieces of up to 300 mm edge length.
  • 1 represents a firing stock entry on a combustion device in the form of a grate, which is symbolized by 2.
  • This grate has a discharge 3 for grate diarrhea, in particular ash.
  • a separation device 4 is connected to the outlet-side end of the grate 2, which has an ash discharge 5 and a return outlet 6, which leads to a return device 7 which opens at the inlet-side end of the grate 2.
  • An air supply line 8 opens into the discharge 5 for the ashes.
  • FIG. 2 and the top view of FIG. 3 show a device for carrying out the method according to the invention with the same reference numerals for the assemblies described with reference to FIG. 1, so that a detailed explanation can be dispensed with.
  • the grate 2 is designed as a step grate.
  • a rotary tube can also be used instead of the grate, since in the present case it works in the same way.
  • a feed screw is provided as return device 7, but it should be noted that a chain conveyor or another suitable conveyor device can also be used.
  • the separating device 4 is a sieve in a heat-resistant design, which catches the coarser fuel pieces of a predetermined minimum size that have not burned and feeds them to the conveyor screw 7 via an overflow 6.
  • the latter is designed to be heat-resistant and thermally insulated in order to feed the glowing or burning pieces of fuel to the inlet end of the grate 2 with as little heat loss as possible.
  • a known sieve drum can also be used as the separating device.
  • a separating cone can advantageously be used as the separating device 4, as shown in FIG. 4.
  • a separating cone is a conical hollow body (hollow cone) 9 which has an inwardly directed edge 10 at the cone base and rotates about an inclined axis 11 which is directed so that the cone tip points downward.
  • the cone 9 is arranged in such a way that its lower surface line, starting from the cone tip, falls at a small angle ⁇ towards the horizontal in the direction of the cone base.
  • the cone angle ⁇ is chosen so that the upper surface line runs obliquely or vertically upwards from the cone tip to the cone base.
  • the shape shown in the drawing corresponds approximately to a usable version.
  • This hollow cone 9 acts as follows:
  • the fine parts migrate to the small diameter (cone tip) and fall out of the ash discharge 5, the large parts fall over the inward edge 10 at 6 out of the hollow cone 9 and reach the return device 7.
  • the return device 7 shown in FIGS. 2 and 3 as a screw conveyor for the unburned, larger pieces of fuel also performs a circulating movement during the delivery, the return device 7 can be supplied with additional air in order to promote the burnout.
  • FIGS. 2 to 4 are only examples for carrying out the method according to the invention.
  • other devices and combinations of devices can also be used, for example a rotary tube as a combustion device with an attached rotationally symmetrical strainer basket as a separating device.
  • a rotary kiln demands however, a greater length than a grate because large parts run faster through a rotating tube than through a grate, but for the large parts a certain minimum dwell time in the actual combustion process is required.
  • the combustion fraction in the separating cone can be increased at the expense of the combustion fraction on the grate or in the rotary tube, etc. It is only essential that each piece of fuel goes through the process according to the invention, after which it is passed through the combustion zone as often as necessary to to burn it completely to ashes, separating the ashes after each run.

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Abstract

Zur vollständigen Verbrennung von stückigen, aschehaltigen Brennstoffen (1), insbesondere von solchen unterschiedliche Stückgrößen, die einer Verbrennungszone (2) an einem Ende zugeführt und in dieser während des Verbrennungsvorgangs zu einem zweiten Ende wandern, werden am zweiten Ende ankommende unverbrannte Brennstoffstücke von Asche und Feinanteilen abgetrennt (4) und zum ersten Ende rückgeführt (7), um die Verbrennungszone erneut zu durchlaufen. Die am zweiten Ende abgetrennten Feinanteile werden im Austrag (5) vollständig ausgebrannt. Die Erfindung ermöglicht eine Befreiung der Asche von organischen Rückständen bei einer Verkürzung der Verbrennungszone.

Figure imgaf001
For the complete combustion of lumpy, ash-containing fuels (1), in particular those of different piece sizes, which are fed to a combustion zone (2) at one end and migrate to a second end during the combustion process, incoming unburned fuel pieces of ash and Fine fractions separated (4) and returned to the first end (7) in order to pass through the combustion zone again. The fines separated at the second end are completely burned out in the discharge (5). The invention enables the ash to be freed from organic residues by shortening the combustion zone.
Figure imgaf001

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum vollständigen Verbrennen von stückigen, aschehaltigen Brennstoffen, insbesondere von solchen unterschiedlicher Stückgrößen in einer Verbrennungseinrichtung, der die Brennstoffstücke an einem ersten Ende aufgegeben werden und in der sie beim Verbrennungsvorgang in Richtung auf ein zweites Ende fortbewegt werden, sowie auf eine Vorrichtung, mit der ein solches Verfahren ausführbar ist.The invention relates to a method for the complete combustion of lumpy, ash-containing fuels, in particular those of different piece sizes in a combustion device, to which the fuel pieces are fed at a first end and in which they are moved towards a second end during the combustion process, and to a device with which such a method can be carried out.

Stand der Technik sind Feuerungsroste unterschiedlicher Konstruktionen, z.B. mechanische Roste, wie Unterschub- und Rück-schubroste, Stufenroste, Walzenroste, Wanderroste usw., oder pneumatische Roste, wie z.B. Wirbelroste. Auf ihnen wird der Brennstoff während der Verbrennung samt der dabei entstehenden Asche mechanische bzw. pneumatisch zwangsweise mehr oder weniger kontinuierlich vom Brennstoffeintragende des Rosts bis zum Rostaustragende, wo Rückstände abgegeben werden, ohne Rücksicht auf den Fortschritt der Verbrennung fortbewegt. Lediglich mit dem zugeführten Unterwind oder mit zonenweiser Verstellung des Rostvorschubs ist eine begrenzte Anpassung des Verbrennungsvorgangs an den Brennstoff möglich.State of the art are firing grates of different constructions, e.g. mechanical gratings, such as underfeed and push-back grids, stepped gratings, roller gratings, traveling grids etc., or pneumatic gratings, e.g. Swirl grates. On them, the fuel, along with the resulting ash, is mechanically or pneumatically forced to move more or less continuously from the fuel inlet of the grate to the grate outlet, where residues are released, regardless of the progress of the combustion. A limited adaptation of the combustion process to the fuel is only possible with the supplied underwind or with zone-wise adjustment of the grate feed.

Trotzdem läßt es sich nicht vermeiden, daß am Rostaustragende nur teilweise verbrannte, große Stücke anfallen. Eine Verlängerung des Rosts führt nicht mit Sicherheit zum angestrebten Ziel des vollständigen Abbrandes der großen Stücke, wenn diese den Verbrennungsraum verlassen, denn die großen Stücke liegen mit zunehmender Annäherung an das Austragende mehr und mehr in der Asche der ausgebrannten kleineren Brennstoffstücke, die durch den Unterwind kaltgeblasen wird und damit die Verbrennung der darin liegenden einzelnen großen Stücke zum Erlöschen bringt.Nevertheless, it cannot be avoided that large pieces are only partially burned at the grate discharge end. An elongation of the grate does not lead to the desired goal of completely burning off the large pieces when they leave the combustion chamber, because the larger pieces are more and more in the ashes of the burned-out smaller pieces of fuel that come through as they approach the discharge end the underwind is blown cold, thus extinguishing the burning of the individual large pieces in it.

Im Hinblick darauf, daß die heutigen Umweltschutzvorschriften es nicht zulassen, Asche zu deponieren, die mehr als 5% organische Substanz, also Unverbranntes, enthält, ist ein Verbrennungsvorgang der vorgenannten Art, der in der Asche beachtliche Mengen Unverbranntes liefert, nicht hinnehmbar. Diese strengen Vorschriften erfordern z.B. bei der Verbrennung von Abfallholz mit 3% Ascheanteil einen Ausbrand von 99,85%, was mit der heutigen Rostfeuerungstechnik nur in Ausnahmefällen erreicht werden kann.In view of the fact that today's environmental protection regulations do not permit the disposal of ashes that contain more than 5% organic matter, i.e. unburned matter, a combustion process of the aforementioned type which delivers considerable amounts of unburned matter in the ashes is unacceptable. These strict regulations require e.g. when burning waste wood with 3% ash content, a burnout of 99.85%, which can only be achieved in exceptional cases with today's grate combustion technology.

Zwar kann man durch zusätzlichen Aufwand, wie z.B. Nachbrenntrommeln, den Ausbrand etwas verbessern. Da aber große Stücke schneller durch solche Trommeln rcllen als kleine Stücke, ist die Wirkung begrenzt.Although you can by additional effort, such as Afterburning drums, slightly improve burnout. However, since large pieces roll through such drums faster than small pieces, the effect is limited.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art und zu dessen Durchführung geeignete Vorrichtungen anzugeben, mit denen ein vollständiger Ausbrand des Brennstoffs erzielt werden kann.The invention has for its object to provide a method of the type mentioned and suitable devices for its implementation, with which a complete burnout of the fuel can be achieved.

Diese Aufgabe wird bezüglich des Verfahrens durch die im Anspruch 1 und bezüglich der Vorrichtungen durch die im Anspruch 6 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der jeweils abhängigen Ansprüche.This object is achieved with respect to the method by the features specified in claim 1 and with respect to the devices by the features specified in claim 6. Advantageous embodiments of the invention are the subject of the respective dependent claims.

Das der Erfindung zugrundeliegende Problem wird demnach nicht durch eine Verlängerung der Verbrennungszone, sondern durch Maßnahmen gelöst, die eine drastische Verkürzung derselben ermöglichen. Dabei wird nur der jeweilige Feinanteil des stückigen Brennstoffs beim ersten Durchlauf der Verbrennungszone vollständig ausgebrannt. Stücke mittlerer Größe verbrennen bei einem Durchgang teilweise, und große Stücke haben möglicherweise gerade erst gezündet.The problem on which the invention is based is therefore not solved by lengthening the combustion zone, but rather by measures which make it possible to drastically shorten it. Only the respective fine portion of the lumpy is Fuel completely burned out the first time through the combustion zone. Medium sized pieces partially burn in one pass, and large pieces may have just ignited.

Erfindungsgemäß werden am Austragende der Verbrennungszone die feine Asche und etwa noch brennender Feinanteil von größeren, noch unverbrannten Stücken getrennt. Diese größeren Stücke werden in heißem oder brennendem Zustand zum Brennstoffeintrag am Eintrittsende der Verbrennungszone rückgeführt und mit dem frisch zugeführten Brennstoff dem Verbrennungsvorgang wieder zugeführt. Durch die Rückführung heißen oder brennenden Brennstoffs wird die Zündung des frisch zugeführten Brennstoffs gestartet und beschleunigt, ohne daß es hier eines Zündgewölbes usw. bedarf.According to the invention, the fine ash and any fines that are still burning are separated from larger, still unburned pieces at the discharge end of the combustion zone. These larger pieces are returned in a hot or burning state to the fuel entry at the entry end of the combustion zone and fed back to the combustion process with the freshly supplied fuel. By returning hot or burning fuel, the ignition of the freshly supplied fuel is started and accelerated without the need for an ignition vault, etc.

Auf diese Weise werden die mittleren und großen Stücke so oft durch die Verbrennungszone geführt, bis sie ebenfalls zu feiner Asche ausgebrannt sind. Das erfindungsgemäße Verfahren kann somit auch sehr große Stücke ohne Verweilzeitprobleme vollständig ausbrennen.In this way, the medium and large pieces are led through the combustion zone until they have burned out to fine ash. The process according to the invention can thus also completely burn out very large pieces without problems with retention time.

Es ist zwar möglich, daß mit der feinen Asche zugleich auch feinste, noch brennende Partikel abgeschieden werden. Diese fallen dann mit der Asche aus, z.B. in einen Aschetrichter. Die Erfahrung hat indessen gezeigt, daß eine leichte Belüftung der Austrageinrichtung, beispielsweise eines Aschetrichters, ausreicht, diese kleinen, glühenden oder brennenden Partikel vollständig auszubrennen, wobei offenbar die stets vorhandene mechanische Bewegung der Asche mitwirkt. Jedenfalls konnte festgestellt werden, daß die Asche nach dem Austrag vollständig ausgebrannt ist.It is possible that the finest ash can also be used to separate the finest, still burning particles. These then fall out with the ashes, for example in an ash funnel. Experience has shown, however, that light ventilation of the discharge device, for example an ash funnel, is sufficient to completely burn out these small, glowing or burning particles, the apparent mechanical movement of the ash apparently taking part. In any case, it could be determined that the ash is completely burned out after discharge.

Ebenso hat es sich bewährt, das Gemisch aus abgeschiedener Asche und noch glühender Feinpartikel zusammen mit Luft von einem Radialgebläse ansaugen zu lassen und über eine Rohrleitung zu einem Aschesilo zu fördern. Die Erprobung ergab, daß dann der noch in der Asche vorhandene Anteil an Unverbranntem unter 1% und damit an der Nachweisgrenze lag.It has also proven useful to have the mixture of separated ash and still glowing fine particles sucked in together with air by a radial fan and conveying them to an ash silo via a pipeline. The testing showed that the proportion of unburned matter still present in the ashes was below 1% and thus at the detection limit.

Neben dem von der Erfindung angestrebten Ziel eines vollständigen Ausbrandes stückigen Brennstoffes kann mit der Erfindung auch eine beträchtliche Einsparung an Bauaufwand insbesondere für die Verbrennungseinrichtung, beispielsweise den Rost, erreicht werden. Während Brennroste nach dem Stand der Technik z.B. bei der Verfeuerung von Abfallholz höchstens mit 0,8 bis 1,0 MW/m2 belastet werden dürfen, wenn der Ausbrand nicht allzu schlecht werden soll, werden mit dem erfindungsgemäßen Verfahren Leistungen von 3 bis 6 MW/m2 bei einwandfreiem Ausbrand erzielt. Die obere Grenze gilt für geschreddertes Holz, die untere Grenze bei Vorhandensein großer Stücke von bis zu 300 mm Kantenlänge.In addition to the aim of a complete burnout of lumpy fuel aimed at by the invention, the invention can also achieve considerable savings in terms of construction costs, in particular for the combustion device, for example the grate. While firing grates according to the prior art, for example when burning waste wood, may be loaded with a maximum of 0.8 to 1.0 MW / m 2 if the burnout should not be too bad, the method according to the invention achieves outputs of 3 to 6 MW / m 2 achieved with perfect burnout. The upper limit applies to shredded wood, the lower limit if there are large pieces of up to 300 mm edge length.

Die Erfindung soll nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:

  • Fig. 1 ein Blockschema einer Vorrichtung zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
  • Fig. 2 eine schematische Schnittansicht einer Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens mit einem Stufenrost;
  • Fig. 3 eine schematische Draufsicht auf die Vorrichtung von Fig. 2, und
  • Fig. 4 eine als Hohlkegel ausgebildete Trenneinrichtung zur Verwendung bei dem erfindungsgemäßen Verfahren und einer Vorrichtung zur Ausführung desselben.
The invention will be explained in more detail below with reference to the drawings. Show it:
  • Figure 1 is a block diagram of an apparatus for performing the method according to the invention.
  • Figure 2 is a schematic sectional view of an apparatus for performing the method with a step grate.
  • Fig. 3 is a schematic plan view of the device of Fig. 2, and
  • 4 shows a separating device designed as a hollow cone for use in the method according to the invention and a device for carrying out the same.

In Fig. 1 ist mit 1 ein Brennguteintrag an einer Verbrennungseinrichtung in Form eines Rostes dargestellt, der mit 2 symbolisiert ist. Dieser Rost hat einen Austrag 3 für den Rostdurchfall, insbesondere Asche. An das austrittsseitige Ende des Rostes 2 ist eine Trenneinrichtung 4 angeschlossen, die einen Ascheaustrag 5 und einen Rückführausgang 6 aufweist, der zu einer Rückführeinrichtung 7 führt, die am eintrittsseitigen Ende des Rostes 2 mündet. In den Austrag 5 für die Asche mündet eine Luftzuführleitung 8.In FIG. 1, 1 represents a firing stock entry on a combustion device in the form of a grate, which is symbolized by 2. This grate has a discharge 3 for grate diarrhea, in particular ash. A separation device 4 is connected to the outlet-side end of the grate 2, which has an ash discharge 5 and a return outlet 6, which leads to a return device 7 which opens at the inlet-side end of the grate 2. An air supply line 8 opens into the discharge 5 for the ashes.

Die Querschnittszeichnung von Fig. 2 und die Draufsicht von Fig. 3 zeigen eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit denselben Bezugszeichen für die anhand Fig. 1 beschriebenen Baugruppen, so daß auf eine detaillierte Erläuterung verzichtet werden kann. Es sei nur betont, daß gemäß der Ausführungsform nach den Fig. 2 und 3 der Rost 2 als Stufenrost ausgebildet ist. Auch kann statt des Rostes auch ein Drehrohr eingesetzt werden, da dieses im vorliegenden Falle gleichwirkend arbeitet. Als Rückführeinrichtung 7 ist im dargestellten Beispiel eine Förderschnecke vorgesehen, doch sei angemerkt, daß auch ein Kettenförderer oder eine andere geeignete Fördereinrichtung eingesetzt werden kann.The cross-sectional drawing of FIG. 2 and the top view of FIG. 3 show a device for carrying out the method according to the invention with the same reference numerals for the assemblies described with reference to FIG. 1, so that a detailed explanation can be dispensed with. It should only be emphasized that, according to the embodiment according to FIGS. 2 and 3, the grate 2 is designed as a step grate. A rotary tube can also be used instead of the grate, since in the present case it works in the same way. In the example shown, a feed screw is provided as return device 7, but it should be noted that a chain conveyor or another suitable conveyor device can also be used.

Im in den Fig. 2 und 3 dargestellten Beispiel ist die Trenneinrichtung 4 ein Sieb in warmfester Ausführung, das die nicht abgebrannten gröberen Brennstoffstücke einer vorgegebenen Mindestgröße auffängt und über einen Überlauf 6 der Förderschnecke 7 zuführt. Letztere ist warmfest und thermisch isoliert ausgeführt, um die glühenden oder brennenden Brennstoffstücke unter möglichst geringem Wärmeverlust dem Eintrittsende des Rostes 2 zuzuführen.In the example shown in FIGS. 2 and 3, the separating device 4 is a sieve in a heat-resistant design, which catches the coarser fuel pieces of a predetermined minimum size that have not burned and feeds them to the conveyor screw 7 via an overflow 6. The latter is designed to be heat-resistant and thermally insulated in order to feed the glowing or burning pieces of fuel to the inlet end of the grate 2 with as little heat loss as possible.

Statt eines ebenen Siebes 4 kann als Trenneinrichtung auch eine bekannte Siebtrommel verwendet werden.Instead of a flat sieve 4, a known sieve drum can also be used as the separating device.

Bei geringeren Ansprüchen an die Trennschärfe der Trenneinrichtung 4 oder wenn ein Zusetzen derselben, wenn als Sieb ausgeführt, durch heiße, klebrige Rückstände zu befürchten ist, kann als Trenneinrichtung 4 in vorteilhafter Weise ein Trennkegel verwendet werden, wie er in Fig. 4 dargestellt ist. Ein solcher Trennkegel ist ein kegeliger Hohlkörper (Hohlkegel) 9, der an der Kegelbasis einen nach innen gerichteten Rand 10 aufweist und um eine schrägstehende Achse 11 rotiert, die so gerichtet ist, daß die Kegelspitze nach unten weist. Dabei ist der Kegel 9 so angeordnet, daß seine untere Mantellinie von der Kegelspitze ausgehend unter einem kleinen Winkel α gegen die Horizontale in Richtung auf die Kegelbasis abfällt.In the case of lower demands on the selectivity of the separating device 4 or if there is a risk of clogging, if implemented as a sieve, by hot, sticky residues, a separating cone can advantageously be used as the separating device 4, as shown in FIG. 4. Such a separating cone is a conical hollow body (hollow cone) 9 which has an inwardly directed edge 10 at the cone base and rotates about an inclined axis 11 which is directed so that the cone tip points downward. The cone 9 is arranged in such a way that its lower surface line, starting from the cone tip, falls at a small angle α towards the horizontal in the direction of the cone base.

Der Kegelwinkel β ist so gewählt, daß die obere Mantellinie von der Kegelspitze zur Kegelbasis schräg oder vertikal nach oben verläuft. Die in der Zeichnung dargestellte Form entspricht in etwa einer brauchbaren Ausführung.The cone angle β is chosen so that the upper surface line runs obliquely or vertically upwards from the cone tip to the cone base. The shape shown in the drawing corresponds approximately to a usable version.

Dieser Hohlkegel 9 wirkt wie folgt:This hollow cone 9 acts as follows:

Führt man das von dem Verbrennungsrost 2 kommende Gemisch aus großen brennenden Teilen, feinen glühenden oder brennenden Partikeln und feiner Asche dem Hohlkegel 9 zu, zerlegt es sich aufgrund des Trenneffektes, der durch die Rotation des Hohlkegels 9 hervorgerufen wird, wie folgt: die feinen Teile wandern zum kleinen Durchmesser (Kegelspitze) und fallen dort aus dem Ascheaustrag 5 heraus, die großen Teile fallen über den nach innen gerichteten Rand 10 bei 6 aus dem Hohlkegel 9 und gelangen zur Rückführeinrichtung 7.If the mixture of large burning parts, fine glowing or burning particles and fine ash coming from the combustion grate 2 is fed to the hollow cone 9, it breaks down as follows due to the separating effect caused by the rotation of the hollow cone 9: the fine parts migrate to the small diameter (cone tip) and fall out of the ash discharge 5, the large parts fall over the inward edge 10 at 6 out of the hollow cone 9 and reach the return device 7.

Da bei diesem Vorgang immer ein Volumen an brennendem Gemisch aus großen und kleinen Teilen vorhanden ist, das von dem Hohlkegel 9 ständig umgewälzt wird und dessen Niveau etwas über der Oberkante des nach innen gerichteten Randes 10 liegt, findet auch im Hohlkegel 9, der hier mit Trennkegel bezeichnet werden soll, eine Verbrennung statt.Since there is always a volume of burning mixture of large and small parts in this process, which is constantly circulated by the hollow cone 9 and whose level is slightly above the upper edge of the inwardly directed edge 10, also takes place in the hollow cone 9, which here with Separating cone should be called a combustion instead.

Da auch die in den Fig. 2 und 3 als Förderschnecke dargestellte Rückführeinrichtung 7 für die unverbrannten, größeren Brennstoffstücke bei der Förderung zugleich eine Umwälzbewegung ausführt, kann der Rückführeinrichtung 7 weitere Luft zugeführt werden, um den Ausbrand zu fördern.Since the return device 7 shown in FIGS. 2 and 3 as a screw conveyor for the unburned, larger pieces of fuel also performs a circulating movement during the delivery, the return device 7 can be supplied with additional air in order to promote the burnout.

Die in den Fig. 2 bis 4 dargestellten Einrichtungen sind nur Beispiele zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Je nach Umständen und Ansprüchen können auch andere Einrichtungen und Gerätekombinationen verwendet werden, beispielsweise ein Drehrohr als Verbrennungseinrichtung mit einem angesetzten drehsymmetrischen Siebkorb als Trenneinrichtung. Ein Drehrohr verlangt allerdings eine größere Länge als ein Rost, weil große Teile schneller durch ein Drehrohr laufen, als über einen Rost, für die großen Teile aber eine gewisse Mindestverweilzeit im eigentlichen Verbrennungsprozeß erforderlich ist. Auch kann der Verbrennungsanteil im Trennkegel zu Lasten des Verbrennungsanteils auf dem Rost bzw. im Drehrohr erhöht werden, usw.. Wesentlich ist nur, daß jedes Brennstoffstück das erfindungsgemäße Verfahren durchläuft, wonach es so oft durch die Verbrennungszone geführt wird, wie nötig ist, um es vollständig zu Asche zu verbrennen, wobei nach jedem Durchlauf die entstandene Asche abgetrennt wird.The devices shown in FIGS. 2 to 4 are only examples for carrying out the method according to the invention. Depending on the circumstances and requirements, other devices and combinations of devices can also be used, for example a rotary tube as a combustion device with an attached rotationally symmetrical strainer basket as a separating device. A rotary kiln demands however, a greater length than a grate because large parts run faster through a rotating tube than through a grate, but for the large parts a certain minimum dwell time in the actual combustion process is required. Also, the combustion fraction in the separating cone can be increased at the expense of the combustion fraction on the grate or in the rotary tube, etc. It is only essential that each piece of fuel goes through the process according to the invention, after which it is passed through the combustion zone as often as necessary to to burn it completely to ashes, separating the ashes after each run.

Claims (16)

Verfahren zum vollständigen Verbrennen von stückigen, aschehaltigen Brennstoffen, insbesondere von solchen unterschiedlicher Stückgrößen, in einer Verbrennungszone, der die Brennstoffstücke an einem ersten Ende aufgegeben werden und in der sie beim Verbrennungsvorgang in Richtung auf ein zweites Ende fortbewegt werden, dadurch gekennzeichnet, daß am zweiten Ende der Verbrennungszone dort noch vorhandene Brennstoffstücke abgetrennt und zum ersten rückgeführt und dem Verbrennungsvorgang erneut zugeführt werden, und im Bereich des zweiten Endes befindlicher Feinanteil brennenden oder glühenden Brennstoffs sowie Asche einem Austrag zugeführt und dort ausgebrannt wird.Process for the complete combustion of lumpy, ash-containing fuels, in particular of different piece sizes, in a combustion zone, to which the fuel pieces are fed at a first end and in which they are moved towards a second end during the combustion process, characterized in that on the second At the end of the combustion zone, pieces of fuel still present there are separated off and returned to the first and returned to the combustion process, and fine fraction of burning or glowing fuel and ash located in the region of the second end is fed to a discharge and burned out there. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Feinanteil im Austrag mit zusätzlicher Luft in Berührung gebracht wird.Method according to claim 1, characterized in that the fine fraction in the discharge is brought into contact with additional air. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Feinanteil im Austrag mechanisch bewegt wird.Method according to claim 1 or 2, characterized in that the fine fraction in the discharge is moved mechanically. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Feinanteil mittels mechanischer Trenneinrichtungen von den größeren Brennstoffstücken abgetrennt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the fine fraction is separated from the larger pieces of fuel by means of mechanical separation devices. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennstoffstücke während de Rückführung zum ersten Ende der Verbrennungszone mit gesondert zugeführter Luft in Berührung gebracht werden.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the fuel pieces are brought into contact with separately supplied air during the return to the first end of the combustion zone. Vorrichtung zum vollständigen Verbrennen von stückigen, aschehaltigen Brennstoffen, insbesondere von solchen unterschiedlicher Stückgrößen, enthaltend eine Brenneinrichtung mit Einrichtungen zum Zuführen von Verbrennungsluft, einer Einrichtung zum Zuführen der Brennstoffstücke an einem ersten Ende der Brenneinrichtung und einer Einrichtung zum Bewegen der Brennstoffstücke durch die Brenneinrichtung in Richtung auf ein zweites Ende derselben, dadurch gekennzeichnet, daß am zweiten Ende der Brenneinrichtung (2) eine Trenneinrichtung (4) vorhanden ist, die unausgebrannte Brennstoffstücke vorgegebener Mindestgröße von vorhandenem Feinanteil des Brennstoffs abtrennt, eine Rückführeinrichtung (7) vorgesehen ist, die von der Trenneinrichtung (4) abgegebenen Brennstoffstücke zum ersten Ende der Brenneinrichtung (2) rückführt, und eine Nachverbrennungseinrichtung (5) vorhanden ist, die den Feinanteil von der Trenneinrichtung (4) zum vollständigen Ausbrennen desselben entgegennimmt.Device for the complete combustion of lumpy, ash-containing fuels, in particular those of different piece sizes, comprising a combustion device with devices for supplying combustion air, a device for supplying the fuel pieces at a first end of the combustion device and a device for moving the fuel pieces through the combustion device in the direction to a second end of the same, characterized in that at the second end of the combustion device (2) there is a separating device (4) which separates unburned fuel pieces of a predetermined minimum size from the fine fraction of the fuel present, a return device (7) is provided which is separated from the separating device (4) returns fuel pieces delivered to the first end of the combustion device (2), and there is an afterburning device (5) which counteracts the fine fraction from the separating device (4) to completely burn it out takes. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Trenneinrichtung (4) ein Sieb ist.Device according to claim 6, characterized in that the separating device (4) is a sieve. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Brenneinrichtung ein Rost (9) ist.Apparatus according to claim 6 or 7, characterized in that the burning device is a grate (9). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Brenneinrichtung ein Drehrohr ist.Device according to one of claims 6 and 7, characterized in that the combustion device is a rotary tube. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Trenneinrichtung ein rotierender Kegel (9) ist, dessen Drehachse (11) von der Kegelspitze her gesehen schräg aufwärts zeigt.Device according to one of claims 6 to 9, characterized in that the separating device is a rotating cone (9), the axis of rotation (11) of which, viewed from the cone tip, points obliquely upwards. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die unterste Mantellinie des Kegels (9) von der Kegelspitze ausgehend leicht abwärts geneigt verläuft.Device according to claim 10, characterized in that the lowermost surface line of the cone (9) extends slightly downwards starting from the cone tip. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Kegel (9) einen Öffnungswinkel (beta) von etwa 90° hat.Device according to one of claims 10 and 11, characterized in that the cone (9) has an opening angle (beta) of approximately 90 °. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand (10) des Kegels (9) an dessen Basis nach innen gebogen ist.Device according to one of claims 10 to 12, characterized in that the edge (10) of the cone (9) is bent inwards at the base thereof. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführeinrichtung eine Förderschnecke (7) ist.Device according to one of claims 6 to 13, characterized in that the return device is a screw conveyor (7). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführeinrichtung ein Kettenförderer ist.Device according to one of claims 6 to 13, characterized in that the return device is a chain conveyor. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführeinrichtung mit Luftzuführungseinrichtungen versehen ist.Device according to one of claims 6 to 15, characterized in that the return device is provided with air supply devices.
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