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Dokumentenidentifikation DE102004050098B4 31.05.2007
Titel Verbrennungsanlage, insbesondere Abfallverbrennungsanlage
Anmelder Martin GmbH für Umwelt- und Energietechnik, 80807 München, DE
Erfinder Martin, Johannes, 81929 München, DE;
Gohlke, Oliver, Dr., 81377 München, DE
Vertreter Patentanwaltskanzlei Liermann-Castell, 52349 Düren
DE-Anmeldedatum 14.10.2004
DE-Aktenzeichen 102004050098
Offenlegungstag 20.04.2006
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 31.05.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 31.05.2007
IPC-Hauptklasse F23G 5/50(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf Verbrennungsanlagen insbesondere Abfallverbrennungsanlagen, in denen ein Verbrennungsprozess durchgeführt wird, wobei diese Abfallverbrennungsanlagen zumindest eine Aufgabe von Brennstoff, einen Feuerraum, einen Feuerungsrost, auf dem der Brennstoff in dem Feuerraum verbrannt wird und eine Trennvorrichtung umfassen, die am Ende des Feuerungsrosts anfallende ungeschmolzene und/oder ungesinterte Verbrennungsrückstände abtrennt, welche wieder in den Verbrennungsprozess zurückgeführt werden. Die Verbrennungsrückstände stammen in der Regel aus dem Aschegehalt des Brennstoffes und fallen als Rostasche – häufig auch Schlacke bezeichnet – im Entschlacker an. Es kann sich aber auch um Flugaschen aus dem Kessel oder der Abgasfilteranlage handeln. Die Rostaschen können auch Metalle, Glas oder Keramikanteile beinhalten.

Aus der DE 102 13 788 A1 ist es bekannt, die Verbrennungsregelung so zu führen, dass im Brennbett der Hauptverbrennungszone ein Teil der Verbrennungsrückstände schmilzt und/oder sintert. Die nicht geschmolzenen und/oder nicht gesinterten Verbrennungsrückstände werden am Ende des Verbrennungsvorganges abgeschieden und dem Verbrennungsvorgang erneut zugeführt.

Aus der EP 0 862 019 B1 ist es bekannt, Flugstäube in den Hochtemperaturbereich des Verbrennungsofens dosiert zurückzuführen, in welchem die Temperatur oberhalb der Schmelz- bzw. Sintertemperatur der Flugstäube liegt. Die Dosierung der Flugasche erfolgt dort in Abhängigkeit von besonderen Verbrennungsbedingungen, bei denen in erhöhtem Maße toxische organische Schadstoffe wie PCDD/PCDF und/oder Precursor-Verbindungen, d.h. Vorläuferverbindungen von PCDD und PCDF entstehen.

Bei dieser Vorgehensweise wird nicht berücksichtigt, dass sich die Rückführung der Verbrennungsrückstände wesentlich auf den Verbrennungsprozess auswirken kann. Von besonderer Bedeutung sind hierbei die Dosierung des Anteils von Verbrennungsrückständen im Brennstoffgemisch sowie die Veränderung der stofflichen Zusammensetzung der Verbrennungsrückstände.

Die Rückführung von Verbrennungsrückständen führt zum Beispiel über die Erhöhung des Anteils an Verbrennungsrückständen im Brennstoffgemisch zu einer Erniedrigung der Brennbetttemperatur. Aufgrund der geringeren Brennbetttemperatur wird dann wiederum der Anteil nicht geschmolzener und/oder gesinterter Bestandteile in den Verbrennungsrückständen ansteigen. Wenn nun z.B. entsprechend DE 102 13 788 A1 diese Anteile ungeregelt zurückgeführt werden, wird, dies zu einer weiteren – in diesem Fall nachteiligen – Erniedrigung der Brennbetttemperatur führen.

Darüber hinaus kann sich die stoffliche Zusammensetzung der Verbrennungsrückstände durch deren Rückführung verändern. Nicht geschmolzene und/oder gesinterte Verbrennungsrückstände in Form von Schlacke-Feinfraktion weisen zum Beispiel höhere Calciumoxidgehalte und niedrigere Eisenoxidgehalte als die durchschnittliche Zusammensetzung der Verbrennungsrückstände auf. Das heißt, dass sich durch die entsprechend DE 102 13 788 A1 vorgenommene Rückführung von Schlacke-Feinfraktion der mittlere Kalkgehalt der Verbrennungsrückstände mit der Zeit erhöhen kann.

Der Schmelz- und/oder Sinterungsvorgang wird bestimmt:

  • – einerseits

    durch die stoffliche Zusammensetzung des Brennstoffes und der rückgeführten Verbrennungsrückstände, die wiederum ausschlaggebend für die Schmelztemperatur bzw. die Reaktivität bei Sinterreaktionen ist
  • – und andererseits

    durch die Verbrennungsbedingungen, die ausschlaggebend für die Brennbetttemperatur oder andere wesentliche Verbrennungsparameter sind. Die Verbrennungsbedingungen sind bestimmt durch die Zugabemenge des Brennstoffgemisches, den Ort der Zugabe, die Schürung durch den Feuerungsrost sowie die Mengen an Luft, Sauerstoff oder rückgeführtem Abgas und deren Temperatur.

Im folgenden wird zwischen den Verbrennungsbedingungen und Verbrennungsparametern unterschieden. Dies ist so zu verstehen, dass die Verbrennungsbedingungen die Einstellungen sind, die man durch Regeleinrichtungen direkt beeinflussen oder einstellen kann. Dies sind z.B. die Menge des zugeführten Brennstoffgemisches (Brennstoffgemisch = Brennstoff + rückgeführte Verbrennungsrückstände), der Ort der Zugabe, sowie die Menge an zugeführter Luft, an zugeführtem Sauerstoff oder rückgeführtem Abgas sowie deren Temperatur.

Die Verbrennungsparameter sind hier so zu verstehen, dass dies diejenigen Größen sind, die nicht direkt über Regeleinrichtungen eingestellt werden, sondern sich aus den Verbrennungsbedingungen ergeben. Hierzu zählen z.B. Brennbetttemperatur, Feuerraumtemperatur, Dampfproduktion und O2-Gehalt im Abgas. Auch die Brennstoffzusammensetzung (Heizwert, Wassergehalt, Aschegehalt) wird als Verbrennungsparameter betrachtet, weil diese bei Abfällen nicht direkt beeinflusst oder eingestellt werden kann.

Aus der DE 199 19 222 C1 ist es bekannt die Verbrennung von Brennstoffen mit variablem Heizwert, insbesondere Hausmüll dadurch zu steuern, dass mittels einer Kamera die Oberfläche des in einem Aufgabeschacht eingesetzten Brennstoffes aufgenommen und das Bild hinsichtlich vorbestimmter Bildmerkmale analysiert wird um hieraus Rückschlüsse auf mindestens einen Verbrennungsparameter zu erhalten. Als Verbrennungsparameter kann beispielsweise die Chargenfrequenz gesteuert werden, mit der ein neuer Brennstoff auf den Verbrennungsrost aufgelegt wird. Zu beeinflussende Verbrennungsparameter sind beispielsweise die Zufuhr und/oder Verteilung der Primärluft unterhalb des Rostes auf gegebenenfalls mehrere vorgesehene Verbrennungszonen, die Zufuhr und/oder Verteilung der Sekundärluft auf gegebenenfalls mehrere vorgesehene Verbrennungszonen oberhalb des Rostes, die Verteilung des Brennstoffes auf diese Zonen, das Verbrennungsvolumen pro Zeiteinheit oder seine Temperatur, der Anteil rückgeführter Verbrennungsgase, die der Verbrennungsluft beigemischt werden. Ferner kann, falls entsprechende Einrichtungen vorgesehen sind, die Zugabe von zusätzlichen fossilen Brennstoffen gesteuert werden. Bei dieser Verbrennungsanlage ist keine Rückführung von ungeschmolzenen und/oder ungesinterten Verbrennungsrückständen vorgesehen.

Aus der DE 198 20 038 A1 ist eine Verbrennungsanlage mit einem Feuerungsrost und mehreren Unterwindzonen bekannt, bei der zur Ermittlung eines Regelsignals für die Durchführung eines Verbrennungsverfahrens die Unterwindzone am Anfang der Hauptverbrennungszone mit entsprechenden Messeinrichtungen, nämlich einem Temperaturfühler und einem Druckfühler sowie die dazugehörigen Luftzuführungsleitungen mit einer Mengenmesseinrichtung ausgerüstet sind. Im Feuerraum ist ein weiterer Druckfühler vorgesehen, um die statische Druckdifferenz zwischen der Unterwindzone und dem Feuerraum feststellen zu können. Die Messwerte dieser Messeinrichtung werden einem Zentralrechner zugeführt, der gegebenenfalls unter Berücksichtigung eines Strömungsbeiwertes ein Regelsignal an eine Reglereinrichtung ausgibt, die mit den verschiedenen Stelleinrichtungen in Verbindung steht, um die Schürgeschwindigkeit des Rostes, die Brennstoffaufgabemenge, die Austragemenge der Schlacke und gegebenenfalls die Luftmenge zu den einzelnen Unterluftzonen zu beeinflussen. Eine Berücksichtigung der Auswirkung bei Rückführung von Schlackerückständen ist hierbei nicht vorgesehen.

Aus der DE 43 12 820 C2 ist eine Verbrennungsanlage mit einer Rostfeuerung bekannt, bei der zumindest in Teilbereichen der Rostfeuerung Primärluft mit erhöhtem Sauerstoffanteil durch den Rostbelag hindurch der Brennschicht zugeführt wird und zwar auf den zur Verbrennung insgesamt erforderlichen Anteil, wobei die Verbrennungsintensität des Brennstoffes auf dem Feuerungsrost und dabei die Brennbetttemperatur gegenüber der Verwendung von Umgebungsluft um bis zu 300° Celsius gesteigert wird und wobei ferner die Verbrennungsintensität zu Beginn der Sekundärverbrennungszone durch Zuführung von inertem Gas gedrosselt wird, um eine Verminderung der in die Umwelt abgegebenen Schadstofffracht bei höherem technischem Wirkungsgrad und kleinerer Dimensionierung der der Verbrennung nachgeschalteten Aggregate zu erreichen. Auch hier ist keine Rückführung von Verbrennungsrückständen vorgesehen.

Aus der DE 695 19 400 T2 ist eine zweistufige Verbrennungsanlage bekannt, bei der in einer ersten Verbrennungskammer die thermische Zersetzung des Abfalls vorgenommen wird, wohingegen das durch die thermische Zersetzung erzeugte nicht verbrauchte Gas zu einer vollständigen Verbrennung in eine sekundäre Verbrennungskammer geleitet wird, wobei auch unverbrannte Brennstoffe in die Sekundärverbrennungskammer mit dem unverbrauchten Gas mitgerissen werden.

Die EP 1 013 991 A1 offenbart eine Anlage zur Durchführung eines Verfahrens, bei welchem eine Energierückgewinnung durch Abfallklassifizierung und Abfallkalzinierung vorgenommen wird. Dieses Verfahren umfasst eine Vorbehandlung der Abfälle durch Zerkleinerung und Klassifizierung, eine Abfallbehandlung mit Lösungsmitteln, ein irreversibles Spalten von Ölgas, eine Ölgasabscheidung, eine Brenngasenergierückgewinnung, eine fraktionierte Destillation und eine Energierückgewinnung aus Brennöl. Probleme, die bei der Rückführung von Verbrennungsrückständen in eine Verbrennungsanlage auftreten, sind hier nicht angesprochen.

Die EP 0 581 918 B1 offenbart eine Verbrennungsanlage aus drei Stufen, welche eine Rostfeuerung zum Verschwelen der Abfallstoffe, ein nachgeschaltetes Drehrohr durch Hochtemperaturverbrennung der entstehenden Rauchgase und eine dem Drehrohr nachgeschaltete Nachbrennkammer umfasst. Dem Gaserzeugungsgenerator bzw. Feuerungsrost kann zur Unterstützung der Hochtemperaturverbrennung feste Reststoffe der Vorrichtung, Kesselasche einer Nachbrennkammer und/oder einer Kesselgruppe sowie Filterstäube eines Elektrofilters zugeführt werden. Die Auswirkungen dieser Rückführung bzw. Regeleinrichtungen zur Überwachung des Rückführvorganges sind nicht erwähnt.

Aus der US 52 59 863 A ist eine Verbrennungsanlage mit nachgeschalteter Schmelzkammer bekannt, bei der die aus der Verbrennungskammer ausgeschiedenen Schlackenteile in der Schmelzkammer verflüssigt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Verbrennungsanlage anzugeben, mit deren Hilfe der Sinterungs- und/oder Schmelzvorgang im wesentlichen sämtlicher fester Verbrennungsrückstände im Brennbett sichergestellt werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einer Verbrennungsanlage, insbesondere einer Abfallverbrennungsanlage, entsprechend einem der Ansprüche 1–4 gelöst.

Zum besseren Verständnis der Verbrennungsanlage werden verschiedene Verfahrensschritte erläutert, die die erfindungsgemäße Verbrennungsanlage bei der Lösung der eingangs erläuterten Aufgabe ermöglicht.

Es ist vorteilhaft, wenn die ausgewählten Fraktionen der Verbrennungsrückstände eine Korngröße von 2mm bis 10mm aufweisen.

Im Zusammenhang mit der Änderung der stofflichen Zusammensetzung kann so vorgegangen werden, dass die Brennbettzusammensetzung auf dem Feuerungsrost dahingehend verändert wird, dass Schmelz- und/oder Sinterungsvorgänge beschleunigt oder bereits bei tieferen Temperaturen ablaufen. Hierzu können Stoffe dem Brennstoff oder den zurückzuführenden Verbrennungsrückständen beigemischt werden, die eine Schmelzpunkterniedrigung bewirken. Dies können Silikat-Verbindungen, wie zum Beispiel Borsilikat und ähnliche Verbindungen sein, prinzipiell also bereits für solche Wirkungen bekannte Stoffe.

Es ist vorteilhaft, wenn Metallschrott und insbesondere Eisenschrott als Zuschlagstoff verwendet wird. Dieser Schrott kann aus der Rostasche durch bekannte Trennverfahren gewonnen werden oder aus einer externen Quelle stammen.

In vorteilhafter Weise wird der Metallschrott vor der Zugabe zerkleinert. Der zerkleinerte Metallschrott kann eine Korngröße von 1 bis 20 mm aufweisen.

Durch die Verbrennung oder teilweise Verbrennung dieses Schrottes entstehen Metalloxide und lokal starke Wärmefreisetzungen, die sich vorteilhaft auf das Schmelz- und Sinterungsverhalten auswirken. Dies ist insbesondere der Fall, wenn die Basizität der Verbrennungsrückstände hierdurch verringert wird. Die Basizität kann vereinfacht definiert werden als B = (xCaO + xFeO)/(xSiO2 + xFe2O3), wobei x jeweils der Molbruch des oxidischen Bestandteils bezogen auf eine durchschnittliche Zusammensetzung der Verbrennungsrückstände ist. Eine besonders bevorzugte Art der Rückführung ist dann gegeben, wenn die Zugabe von Metallschrott so dosiert wird, dass die Basizität B der Verbrennungsrückstände zwischen 0,3 und 0,7 liegt. Eine bevorzugte Art der Metallschrottzugabe ist gegeben, wenn die Basizität der Verbrennungsrückstände durch die Intensität der Zerkleinerung des als Zuschlagstoff zugegebenen oder rückgeführten Schrottes geregelt wird. In diesem Fall wird beispielsweise die Zerkleinerung des Metallschrottes intensiviert, wenn die Basizität der Verbrennungsrückstände über einem vorgegebenen Grenzwert zwischen 0,3 und 0,7 liegt.

Die Rückführung der Verbrennungsrückstände kann direkt in die Brennkammer erfolgen. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn die Rückführung der Verbrennungsrückstände auf den Feuerungsrost erfolgt.

Eine besonders bevorzugte Art der Rückführung ist dann gegeben, wenn die Rückführung der Verbrennungsrückstände auf den Aufgabetisch erfolgt. Mit dieser Verfahrensweise ist einerseits eine sehr schnelle Feststellung der Beeinflussung des Verbrennungsprozesses möglich und andererseits gestaltet sich diese Rückführungsart deshalb vorteilhaft, weil auf dem Aufgabetisch noch nicht die hohen Temperaturen herrschen wie in der Hauptverbrennungszone, wodurch die Vorrichtung zur Rückführung keinen hohen Temperaturbelastungen unterliegt.

Die Beeinflussung des Verbrennungsprozesses kann in besonders vorteilhafter Weise durch Beobachtung eines wesentlichen Verbrennungsparameters erfolgen, der in der Lage der Ausbrennzone zu sehen ist. Wandert beispielsweise die Ausbrennzone in Richtung auf das Austragsende des Feuerungsrostes, was eine Folge von sinkendem Heizwert des auf dem Feuerungsrost befindlichen Brennstoff-/Rückstandgemisches ist, so wird man weniger Verbrennungsrückstände zuführen. Dagegen kann die Menge der rückzuführenden Verbrennungsrückstände erhöht werden, wenn die Ausbrennzone in Richtung auf das Aufgabeende wandert.

Bei der Änderung bzw. Beobachtung wesentlicher Verbrennungsparameter stehen dem Fachmann viele Möglichkeiten zur Verfügung.

Eine wesentliche Verbrennungsbedingung ist die je Zeiteinheit aufgegeben Brennstoffmasse. In Verbindung mit der Brennstoffmasse ist ein wesentlicher Verbrennungsparameter der Brennstoffheizwert und auch die Feuchtigkeit sowie der Aschegehalt des Brennstoffes.

Sinkt der Brennstoffheizwert, so wird man weniger Verbrennungsrückstände zurückführen und umgekehrt.

Die Feuchtigkeit des Brennstoffes kann man schon vor dem Erreichen des Brennraumes ermitteln, indem man zum Beispiel einen Mikrowellendetektor einsetzt, der im Bereich des Aufgabe- bzw. Zuführungsschachtes für den Brennstoff angeordnet wird. Bei hohem Feuchtigkeitsgehalt sinkt bei gleichbleibender Zusammensetzung des Brennstoffes dessen Heizwert, so dass weniger Verbrennungsrückstände zurück-geführt werden können und umgekehrt.

Ein weiterer wesentlicher Verbrennungsparameter ist die Höhe der Brennbetttemperatur und die Temperaturverteilung auf dem Brennbett. Dieser Verbrennungsparameter kann z. B. mittels einer Infrarotkamera überwacht werden. Höhere Temperaturen des Brennbettes geben die Möglichkeit zur Rückführung höherer Mengen an Verbrennungsrückständen und umgekehrt.

Eine weitere wesentliche Verbrennungsbedingung ist die Verbrennungsluftmenge und zwar sowohl die Primär- als auch die Sekundärverbrennungsluftmenge sowie gegebenenfalls die Menge an rückgeführtem Abgas.

Eine weitere wesentliche Verbrennungsbedingung ist die Temperatur der Verbrennungsluft, die beispielsweise mittels eines Luftvorwärmers eingestellt wird.

Mit Hilfe der weiteren wesentlichen Verbrennungsbedingung, dem Sauerstoffgehalt der Verbrennungsluft, kann der Verbrennungsprozess stark beeinflusst werden, da über die Regelung des Sauerstoffgehaltes ein deutlicher Einfluss auf die Primärverbrennung und insbesondere auf die Brennbetttemperatur ausgeübt werden kann.

Eine weitere wesentliche Verbrennungsbedingung ist der Ort der Verbrennungsluftzuführung. Hier kann eine besonders feinfühlige Regelung dadurch erzielt werden, dass der Verbrennungsrost sowohl in Längsrichtung als auch in Querrichtung in mehrere Unterwindzonen unterteilt wird, die mit jeweils angepassten Mengen an Primärluft und Sauerstoff beaufschlagt werden.

Eine weitere wesentliche Verbrennungsbedingung, mit welcher der Verbrennungsprozess in bedeutsamer Weise beeinflusst werden kann, ist die Schürgeschwindigkeit des Rostes und die Dauer der Schürung, aus der sich die Umwälzgeschwindigkeit des Brennstoffes innerhalb des Brennbettes ergibt. Hierfür eignet sich insbesondere ein in Richtung auf das Austragsende geneigter Rückschubrost, bei dem beispielsweise jede zweite Roststufe bewegbar und die dazwischenliegenden Roststufen feststehend ausgeführt sind. Bei dieser Bauart wird der Brennstoff bei seinem Weg vom Aufgabeende zum Austragsende ständig umgewälzt, so dass Brennstoffteile, die während einer bestimmten Aufenthaltsdauer auf der Oberseite des Brennbettes lagen, wieder nach unten auf den Rost gelangen, wodurch eine gute Durchmischung von bereits glühendem Brennstoff mit frisch aufgegebenem Brennstoff im Anfangsbereich und eine gute Durchlüftung und Auflockerung im weiter unten, in Richtung auf das Austragsende, gelegenen Bereich erzielt wird.

Bei der willkürlichen Festlegung der Toleranzgrenzen, innerhalb derer eine Rückführung von Verbrennungsrückständen durchgeführt wird, kann einerseits die Wärmeentbindung und andererseits die Schadstoffemission herangezogen werden, die diese Toleranzgrenzen beeinflussen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Flussdiagramms und eines Ausführungsbeispieles einer Verbrennungsanlage näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

1: ein Flussdiagramm welches in der Verbrennungsanlage gemäß der Erfindung durchführbar ist und

2: eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Verbrennungsanlage.

Entsprechend 1 werden 1.000 kg Müll, mit einem Aschegehalt von 220 kg auf eine Rostfeuerung aufgegeben und dabei in einer Weise verbrannt, dass bereits ein Anteil von 25 bis 75 % der anfallenden Verbrennungsrückstände zu vollständig gesinterter Schlacke umgewandelt wird. Die gesamten Verbrennungsrückstände, inklusive derjenigen, die bereits rückgeführt wurden, betragen 340 kg. Davon fallen 320 kg in einen Nassentschlacker, und werden in diesem gelöscht und ausgetragen. Durch ein Trennverfahren, welches eine Siebung und gegebenenfalls einen Waschvorgang sowie eine magnetische Metallabscheidung umfasst, werden 190 kg vollständig gesintertes Inertstoffgranulat sowie 30 kg Eisenschrott abgetrennt. Das Granulat und ein Teil des Eisenschrottes wird der Verwertung zugeführt. Der Anteil an Eisenschrott, der zurückgeführt wird, richtet sich nach der Basizität der Verbrennungsrückstände. In diesem Beispiel werden 10 kg Eisenschrott rückgeführt und 20 kg der Verwertung zugeführt. 110 kg Verbrennungsrückstände, die noch nicht gesintert sind, werden wieder in den Verbrennungsvorgang zurückgeführt. Die mit den Rauchgasen den Feuerraum verlassende Flugasche beträgt 20 kg. Sie wird in diesem Beispiel zu 50 % rückgeführt und zu 50 % einem gesonderten Entsorgungsweg zugeführt.

Die in 2 in schematischer Weise dargestellte Verbrennungsanlage umfasst einen Zuführungsschacht 1, in welchen der Brennstoff aufgegeben wird, einen Aufgabetisch 2 mit einem Beschickelement 3, welches den Brennstoff in den Feuerraum 4 hineinbefördert. Mit 3a ist eine regelbare Antriebsvorrichtung bezeichnet, die es gestattet, die Aufgabemenge in Abhängigkeit von einem Verbrennungsparameter zu regeln. Dort fällt der mit 5 bezeichnete Brennstoff auf einen Feuerungsrost 6, welcher als Rückschubrost ausgebildet ist und durch einen Antrieb 7 Schürbewegungen ausführt. Hierzu wirkt der Antrieb 7 auf das Übertragungsglied 8 mit welchem jede zweite Roststufe verbunden ist, so dass auf jede bewegbare Roststufe eine feststehende Roststufe folgt. Eine Regeleinrichtung 7a ermöglicht einen regelbaren Antrieb, um die Schürgeschwindigkeit in Abhängigkeit von anderen Verbrennungsparametern regeln zu können. Bei dem dargestellten Feuerungsrost sind in Längsrichtung fünf unterschiedliche Unterwindkammern 9a9e vorgesehen, die auch noch jeweils in Querrichtung unterteiltsind, so dass die Primärverbrennungsluft hinsichtlich der Menge und der Verteilung den jeweiligen Erfordernissen auf dem Feuerungsrost angepasst werden kann. Die Zuführung der Primärverbrennungsluft erfolgt über ein schematisch angedeutetes Gebläse 10 und die Regelung der Verbrennungsluftmenge erfolgt über nicht dargestellte Ventile in den einzelnen Zuführungsleitungen 11a11e. Die Regelung der Verbrennungsluftmenge erfolgt dabei über eine mit 10a bezeichnete Regeleinrichtung. Mit 12 und 13 sind Sekundärluftdüsen bezeichnet, die von einer Versorgungsleitung 14 und 15 ausgehen und Sekundärluft in den Feuerraum 4 einführen.

Am unteren Ende des Feuerungsrostes fallen die Schlacke und sonstige Verbrennungsrückstände in einen Nassentschlacker 16, aus dem sie einer Trennvorrichtung 17 zugeführt werden. Die nicht gesinterte oder nicht geschmolzene Restschlacke wird dann über eine Leitung 18 in den Aufgabebereich über dem Aufgabetisch 3 dem Brennstoff beigemischt und gelangt somit wieder auf den Feuerungsrost. Die mit 17 bezeichnete Trennvorrichtung soll nur in schematischer Weise den im Zusammenhang mit 1 erläuterten Trennvorgang symbolisieren. Eine Infrarotkamera 19 überwacht den Verbrennungsvorgang auf dem Feuerungsrost 6. Eine zentrale Regelungseinheit 20 beeinflusst verschiedene Regeleinrichtungen 3a für die Regelung der Aufgabenmenge, 7a für die Schürgeschwindigkeit, 10a für die Primärluftmenge und 21a für die Sauerstoffmenge, die über eine Verteileinrichtung 21 den einzelnen Primärluftkammern 9a9e zugeführt wird.

Die Wirkungsweise wird nachfolgend erläutert:

Wie bereits in Verbindung mit 1 beschrieben, ist es Ziel dieses Verfahrens, die ungeschmolzenen oder ungesinterten Verbrennungsrückstände dem Verbrennungsprozess wieder zuzuführen. So wird beispielsweise mittels einer Infrarotkamera 19 das Brennbett beobachtet und dabei die Brennmassenverteilung und die Brennbetttemperatur festgestellt. In Abhängigkeit dieser Verbrennungsparameter wird über eine zentrale Regeleinheit 20 beispielsweise die Regeleinrichtung 3a beeinflusst, um die Aufgabemenge zu regeln. Weiterhin besteht die Möglichkeit, ausgehend von dieser zentralen Regeleinheit die Regeleinrichtung 10a zur Veränderung der Verbrennungsluftmenge zu beeinflussen. Eine weitere Beeinflussungsmöglichkeit, ausgehend von der zentralen Regeleinheit 20, ist die Beeinflussungsmöglichkeit der Regeleinrichtung 7a um die Schürgeschwindigkeit zu verändern. Eine Regeleinrichtung 21a, die ebenfalls von der Regeleinheit 20 beeinflusst wird, regelt die Sauerstoffmenge, die den einzelnen Unterwindkammern 9a9e zugeführt werden kann. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind selbstverständlich nicht alle Regelungsmöglichkeiten schematisch erfasst, sondern nur einige wenige besonders wichtige Regelungsvorgänge, mit deren Hilfe es möglich ist, den Verbrennungsprozess so zu regeln, dass möglichst viel Verbrennungsrückstände auf den Feuerungsrost wieder zurückgeführt werden können.


Anspruch[de]
Verbrennungsanlage, insbesondere Abfallverbrennungsanlage, in der ein Verbrennungsprozess durchgeführt wird, zumindest umfassend

a. eine Aufgabe (1, 2, 3) von Brennstoff (5)

b. einen Feuerraum (4)

c. einen Feuerungsrost (6), auf dem der Brennstoff (5) in dem Feuerraum (4) verbrannt wird, und

d. eine Trennvorrichtung (17), die am Ende des Feuerungsrosts (6) anfallende ungeschmolzene und/oder ungesinterte Verbrennungsrückstände abtrennt, welche wieder in den Verbrennungsprozess zurückgeführt werden,

e. sowie eine Regelungseinheit (20), die zur Regelung der Schmelz- und/oder Sintervorgänge im Verbrennungsprozess verschiedene Regeleinrichtungen (3a, 7a, 9a9e, 10a, 21a) beeinflusst,

f. wobei eine Regeleinrichtung (3a) die Rückführung der ungeschmolzenen und/oder ungesinterten Verbrennungsrückstände in der Art beeinflusst, dass die Rückführung der ungeschmolzenen und/oder ungesinterten Verbrennungsrückstände nur so lange und in einem solchen Mengenverhältnis zum Brennstoff (5) durchgeführt wird, wie Veränderungen wesentlicher Verbrennungsparameter, die gegenüber einem Verbrennungsprozess oder Rückführung bedingt sind, in vorher festgelegten Toleranzgrenzen liegen.
Verbrennungsanlage, insbesondere Abfallverbrennungsanlage, in der ein Verbrennungsprozess durchgeführt wird, zumindest umfassend

a. eine Aufgabe (1, 2, 3) von Brennstoff (5),

b. einen Feuerraum (4),

c. einen Feuerungsrost (6), auf dem der Brennstoff (5) in dem Feuerraum (4) verbrannt wird, und

d. eine Trennvorrichtung (17), die am Ende des Feuerungsrosts (6) anfallende ungeschmolzene und/oder ungesinterte Verbrennungsrückstände abtrennt, welche wieder in den Verbrennungsprozess zurückgeführt werden,

e. sowie eine Regelungseinheit (20), die zur Regelung der Schmelz- und/oder Sintervorgänge im Verbrennungsprozess verschiedene Regeleinrichtungen (3a, 7a, 9a9e, 10a, 21a) beeinflusst,

f. wobei davon Regeleinrichtungen (7a, 9a9e, 10a, 21a) Verbrennungsbedingungen des Verbrennungsprozesses, insbesondere betreffend die Verbrennungsluft, gezielt verändern, um Veränderungen der Verbrennungsparameter, die durch die Rückführung bedingt sind, entgegenzuwirken.
Verbrennungsanlage, insbesondere Abfallverbrennungsanlage, in der ein Verbrennungsprozess durchgeführt wird, zumindest umfassend

a. eine Aufgabe (1, 2, 3) von Brennstoff (5),

b. einen Feuerraum (4),

c. einen Feuerungsrost (6), auf dem der Brennstoff (5) in dem Feuerraum (4) verbrannt wird, und

d. eine Trennvorrichtung (17), die am Ende des Feuerungsrosts (6) anfallende ungeschmolzene und/oder ungesinterte Verbrennungsrückstände abtrennt, welche wieder in den Verbrennungsprozess zurückgeführt werden,

e. sowie eine Regelungseinheit (20), die zur Regelung der Schmelz- und/oder Sintervorgänge im Verbrennungsprozess verschiedene Regeleinrichtungen beeinflusst,

f. wobei davon eine Regeleinrichtung zur Beeinflussung des Schmelz- und/oder Sinterungsvorgangs der Verbrennungsrückstände eine Rückführung ausgewählter Fraktionen der Verbrennungsrückstände in solcher Weise beeinflusst, dass dadurch die stoffliche Zusammensetzung der Verbrennungsrückstände verändert wird.
Verbrennungsanlage, insbesondere Abfallverbrennungsanlage, in der ein Verbrennungsprozess durchgeführt wird, zumindest umfassend

a. eine Aufgabe (1, 2, 3) von Brennstoff (5),

b. einen Feuerraum (4),

c. einen Feuerungsrost (6), auf dem der Brennstoff (5) in dem Feuerraum (4) verbrannt wird, und

d. eine Trennvorrichtung (17), die am Ende des Feuerrungsrosts (6) anfallende ungeschmolzene und/oder ungesinterte Verbrennungsrückstände abtrennt, welche wieder in den Verbrennungsprozess zurückgeführt werden,

e. sowie eine Regelungseinheit (20), die zur Regelung der Schmelz- und/oder Sintervorgänge im Verbrennungsprozess verschiedene Regeleinrichtungen beeinflusst,

f. wobei davon eine Regeleinrichtung zur Beeinflussung des Schmelz- und/oder Sinterungsvorgangs der Verbrennungsrückstände eine Zugabe von Zuschlagstoffen derart beeinflusst, dass dadurch die stoffliche Zusammensetzung der Verbrennungsrückstände verändert wird.






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