DREHBARE HEIZKAMMER FÜR FESTGUT

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine um ihre Langsachse drehbare Heizkammer für Festgut, insbesondere auf eine Schweltrommel für Abfall, mit einer Anzahl im Innenraum untergebrachter, etwa parallel zueinander ausgerichteter Heizrohre.

[0002] Die Heizkammer wird insbesondere als Schweltrommel für Abfall zum Zwecke der thermischen Abfallentsorgung eingesetzt, bevorzugt nach dem Schwel-Brenn-Verfahren.

[0003] Auf dem Gebiet der Abfallbeseitigung ist das sogenannte Schwel-Brenn-Verfahren bekannt geworden. Das Verfahren und eine danach arbeitende Anlage zur thermischen Abfallentsorgung sind beispielsweise in der EP-A-0 302 310 beschrieben. Die Anlage zur thermischen Abfallentsorgung nach dem Schwel-Brenn-Verfahren enthält als wesentliche Komponenten eine Schwelkammer (Pyrolysereaktor) und eine Hochtemperatur-Brennkammer. Die Schwelkammer setzt den über eine Abfall-Transporteinrichtung aufgegebenen Abfall in Schwelgase und Pyrolysereststoff um. Die Schwelgase und der Pyrolysereststoff werden sodann nach geeigneter Aufarbeitung dem Brenner der Hochtemperatur-Brennkammer zugeführt. In der Hochtemperatur-Brennkammer entsteht schmelzflüssige Schlacke, die über einen Abzug entnommen wird und die nach Abkühlung in glasartiger Form vorliegt. Das entstehende Rauchgas wird über eine Rauchgasleitung einem Kamin als Auslaß zugeführt. In diese Rauchgasleitung sind insbesondere ein Abhitzedampferzeuger als Kühleinrichtung, eine Staubfilteranlage und eine Rauchgasreinigungsanlage eingebaut.

[0004] Als Schwelkammer (Pyrolysereaktor) wird in der Regel eine sich drehende, relativ lange Schweltrommel eingesetzt, die innen eine Vielzahl von parallelen Heizrohren aufweist, an denen der Abfall weitgehend unter Luftabschluß aufgeheizt wird. Die Schweltrommel dreht sich dabei um ihre Längsachse. Vorzugsweise ist die Längsachse etwas gegenüber der Horizontalen geneigt, so daß sich das feste Schwelgut am Ausgang der Schweltrommel ansammeln und von dort über ein Austragsrohr ausgetragen werden kann. Beim Drehen wird der Abfall durch die Heizrohre emporgehoben und fällt wieder herab. Hierdurch und durch nachrückenden Abfall wird der Transport des Festguts (Staub, Brocken aus Kohlenstoff (Koks), Steine, Flaschen-, Metall-, Keramik-Teile, etc.) in Richtung auf die Austragsöffnung der Schweltrommel bewerkstelligt.

[0005] Wichtig bei einer solchen Heizkammer, insbesondere beim Verschwelen von Abfall, ist es, daß durch die einzelnen Heizrohre möglichst viel Heizfläche zur Verfügung gestellt wird. Um dieses zu bewirken, waren bisher im Stand der Technik Reihen von einzelnen Heizrohren vorgesehen, die sich - im Querschnitt der Schweltrommel gesehen - insbesondere geradlinig von der Innenwand der Schweltrommel in Richtung auf den Innenraum erstreckten. Zusätzlich waren im Stand der Technik gelegentlich auf und entlang der Innenwand Heizrohre ("periphere Heizrohre") angeordnet, allerdings nur nach Bedarf. Auf keinen Fall war bisher ein praktisch geschlossener Rohrkreis, das heißt ein Rohrkreis ohne Lücken, vorgesehen. Die periphere Anordnung der - unter Umständen unregelmäßig beabstandeten - Heizrohre konnte beispielsweise eine Lücke aufweisen an der Stelle, an der eine Möglichkeit zur Begehung der Schweltrommel bestand, beispielsweise durch Anordnung eines Mannloches. Außerdem ist anzumerken, daß der Abstand zwischen zwei benachbarten Heizrohren an der Innenwand bisher praktisch beliebig war. Das heißt dieser Abstand war konstruktiv bedingt und eine Funktion der erforderlichen Heizflache.

[0006] Die Folge dieser unregelmäßigen Anordnung der Heizrohre an der Innenwand war eine Belastung des Schweltrommel-Mantels durch herabfallende Abfall-Teile. Darüber hinaus konnten sich Metallteile oder andere Festkörper-Brocken zwischen der Trommelwand und den unmittelbar benachbarten Heizrohren festklemmen. Damit war die zur Verfügung stehende Heizfläche reduziert.

[0007] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Heizkammer der eingangs genannten Art derart auszugestalten, daß im Bereich der Innenwand der Heizkammer eine ausreichend große Heizfläche in Form von Heizrohren für die Beheizung oder Pyrolyse des aufgegebenen Abfalls zur Verfügung steht. Mit anderen Worten: Die Gefahr des Festklemmens von Metallteilen und anderen Festkörper-Brocken soll stark vermindert werden, so daß die der Innenwand der Heizkammer zugewandte Seite der einzelnen Heizrohre für die Wärmeübertragung optimal genutzt werden kann.

[0008] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelost, daß die Heizrohre - im Querschnitt gesehen - in einer praktisch geschlossenen Reihe entlang der Wand des Innenraums angeordnet sind, und daß der Abstand der Heizrohre (12b) von der Wand des Innenraumes (13) und der gegenseitige Abstand der Heizrohre (12b) kleiner als die Hälfte des Durchmessers eines Heizrohres (12b) ist.

[0009] Die Erfindung beruht somit auf der Überlegung, daß sich die Verfügbarkeit einer hohen Heizfläche dadurch gewährleisten läßt, daß die einzelnen Heizrohre an der Innenwand möglichst dicht angeordnet werden. Mit anderen Worten: Um zu verhindern, daß sich die genannten Brocken im Zwischenraum festklemmen können, sollen die Heizrohre an der Trommelinnenwand einen praktisch geschlossenen Mantel, bei einer zylindrischen Schweltrommel also einen Rohrkreis bilden. Die Abstände zwischen den einzelnen Heizrohren sollen dabei so eng wie möglich gewählt werden.

[0010] Es soll noch einmal betont werden: Durch die Anordnung eines praktisch geschlossenen, zum Beispiel kreisförmigen, Bündels wird erreicht, daß kein grobes Material durch die Zwischenräume zwischen den einzelnen Heizrohren auf die Innenwand der Heizkammer fallen und diese erodieren oder belasten kann. Es wird dadurch also sichergestellt, daß lediglich das feine Abfall-Material zwischen diesen Lücken hindurch auf die Innenwand der Heizkammer fällt. Dadurch ist auch erreicht, daß sich keine Metall-Abfallteile oder andere Festkörper-Brocken zwischen den einzelnen Heizrohren und der Innenwand verklemmen können. Somit steht lediglich das Feingut und das im Innenraum befindliche Gas in einem thermischen Kontakt mit der dem Innenmantel zugewandten Seite der einzelnen Heizrohre.

[0011] Zusammenfassend sind also die wesentlichen Vorteile darin zu sehen, daß lediglich feines Abfall-Material auf die Innenwand der Heizkammer fallen kann, und daß diese Innenwand mechanisch praktisch nicht belastet wird. Weiterhin ergibt sich bei einem Pyrolysereaktor oder einer Schweltrommel ein guter Wärmeaustausch von den Heizrohren in die Gasatmosphäre und in die Feingutschicht. Die Wärme, die von den Heizrohren radial nach außen abgestrahlt wird, wird somit sehr gut ausgenutzt.

[0012] Gemäß einer Weiterbildung können die an der Innenwand der Heizkammer sich befindenden Heizrohre geschützt werden gegen herabfallendes Grobgut durch sogenannte Prall-Schalen aus einem resistenten Material. Hierbei handelt es sich insbesondere um halbzylindrische Schalen. Ein solcher Schutz kann auch für Heizrohre vorgesehen sein, die sich - auf geraden oder gekrümmten Linien (im Querschnitt gesehen) - in das Innere der Heizkammer hinein erstrecken.

[0013] Zum Einstieg in die Heizkammer wird man in der Regel ein Mannloch vorsehen. Bevorzugt ist nun gemäß einer weiteren Ausbildung vorgesehen, daß - gegebenenfalls im Bereich eines solchen Mannloches - Blindrohre (Dummies) in die Reihe der Heizrohre eingesetzt sind. Diese Blindrohre sind Rohre, die nicht von einem Heizgas durchströmt sind. Sie werden bevorzugt leicht demontierbar angeordnet. Damit ist erreicht, daß bei Betrieb der Heizkammer die Reihe der Heizrohre an der Innenwand geschlossen ist, während sie bei Begehung durch das Personal im Bereich des Mannloches durch Demontage der Blindrohre unterbrochen ist.

[0014] In der Praxis hat sich gezeigt, daß ein Abstand zwischen zwei benachbarten peripheren Heizrohren und/oder Blindrohren im Bereich von 20 bis 40 mm konstruktiv möglich und gut geeignet ist.

[0015] Die voranstehend erwähnten Blindrohre sollten denselben Durchmesser haben wie die an der Innenwand angeordneten peripheren Heizrohre.

[0016] Der Abstand des (bevorzugt geschlossenen) Rohrkreises von der Innenwand der Heizkammer sollte möglichst gering sein. Er wird in der Regel durch konstruktive Vorgaben bestimmt sein, beispielsweise durch die Befestigung der Heiz- und/oder Blindrohre an Endplatten. Üblicherweise kann dieser Abstand im Bereich zwischen 20 bis 40 mm liegen.

[0017] Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand von drei Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine Schwelanlage mit einer Schwelkammer für Abfall, die im Rahmen des Schwel-Brenn-Verfahrens eingesetzt werden kann, in einer prinzipiellen Schnittdarstellung;

Figur 2 einen Blick auf den Querschnitt einer ersten Konfiguration von Heizrohren in der Schweltrommel von Figur 1 und

Figur 3 einen Blick auf den Querschnitt einer zweiten Konfiguration von Heizrohren in der Schweltrommel von Figur 1.

[0018] Nach Figur 1 wird fester Abfall A über eine Zufuhr- oder Aufgabeeinrichtung 2 mit Fallschacht 3 und über eine Schnecke 4, die von einem Motor 6 angetrieben wird und in einem Aufgaberohr 7 angeordnet ist, zentral in einen Pyrolysereaktor oder eine Schwelkammer 8 eingebracht. Die Schwelkammer 8 ist im Ausführungsbeispiel eine innenbeheizbare, um ihre Längsachse 10 drehbare Schwel- oder Pyrolysetrommel, die eine Länge von 15 bis 30 m besitzen kann, die bei 300 bis 600 °C arbeitet, die weitgehend unter Sauerstoffabschluß betrieben wird und die neben flüchtigem Schwelgas s einen weitgehend festen Pyrolysereststoff erzeugt. Es handelt sich dabei um eine innenberohrte Schweltrommel 8 mit einer Vielzahl (zum Beispiel 50 bis 200) von parallel zueinander ausgerichteten Heizrohren 12, von denen in Figur 1 nur vier gezeigt sind, die im Innenraum 13 angeordnet sind. Am rechten oder "heißen" Ende ist ein Einlaß für Heizgas h in Form einer ruhenden, abgedichteten Heizgas-Einlaßkammer 14 vorgesehen, und am linken oder "kalten" Ende ist ein Auslaß für das Heizgas h in Form einer ruhenden, abgedichteten Heizgas-Auslaßkammer 16 angeordnet. Die Längsachse 10 der Schweltrommel 8 ist bevorzugt gegenüber der Horizontalen geneigt, so daß der Auslaß am rechts gelegenen "heißen" Ende tiefer liegt als der links gezeigte Einlaß für den Abfall A. Die Schweltrommel 8 ist bevorzugt auf leichten Unterdruck gegenüber der Umgebung gehalten.

[0019] Die Pyrolysetrommel 8 ist ausgangs- oder austragsseitig über ein sich mitdrehendes zentrales Austragsrohr 17 eine Austragsvorrichtung 18 nachgeschaltet, die mit einem Schwelgas-Abzugsstutzen 20 für den Abgang des Schwelgases s und mit einem Pyrolysereststoffausgang 22 für die Abgabe des festen Pyrolysereststoffes f versehen ist. Eine an den Schwelgas-Abzugsstutzen 20 angeschlossene Schwelgasleitung ist mit dem Brenner einer (nicht gezeigten) Hochtemperatur-Brennkammer verbunden.

[0020] Die Drehbewegung der Schweltrommel 8 um ihre Längsachse 10 wird durch einen Antrieb 24 in Form eines Getriebes bewirkt, der an einen Motor 26 angeschlossen ist. Die Antriebsmittel 24, 26 arbeiten zum Beispiel auf einem Zahnkranz, der am Umfang der Schweltrommel 8 befestigt ist. Die Lager der Schweltrommel 8 sind mit 27 bezeichnet.

[0021] Aus Figur 1 wird deutlich, daß die Heizrohre 12 jeweils mit ihrem einen Ende an einer ersten Endplatte 28 und mit ihrem anderen Ende an einer zweiten Endplatte 30 befestigt sind. Die Befestigung an den Endplatten 28, 30 ist so getroffen, daß sich bevorzugt eine leichte Austauschbarkeit der Heizrohre 12 ergibt. Das Ende der Heizrohre 12 ragt jeweils durch eine Öffnung aus dem Innenraum 13 nach links in die Auslaßkammer 16 bzw. nach rechts in die Einlaßkammer 14 hinein. Die Achse der Heizrohre 12 ist dabei jeweils senkrecht zur Oberfläche der Endplatten 28, 30 ausgerichtet. Bei der gezeigten Konstruktion ist beachtet, daß die einzelnen Heizrohre 12 thermisch und mechanisch hoch beansprucht sind, und daß sich die Endplatten 28, 30, die auch als Rohrplatten oder Trommelrohrböden bezeichnet werden konnten, um die Längsachse 10 der Schweltrommel 8 mitdrehen.

[0022] Zwischen den Endplatten 28, 30 sind zwei Stützstellen X, Y zum Stützen der (andernfalls möglicherweise durchhängenden) Heizrohre 12 vorgesehen. In Transportrichtung des Abfalls A gesehen liegt die erste Stützstelle X etwa bei einem Drittel (1/3 1) und die zweite Stützstelle Y etwa bei zwei Dritteln (2/3 1) der Gesamtlänge 1 der Schweltrommel 8. Hier sind Trag- oder Stützkonsolen 31, 32 in Form von gerundeten Lochplatten aus Metall, zum Beispiel aus Stahl, vorgesehen. Sie sind an der Innenwand 33 befestigt.

[0023] Die Heizrohre 12 können in einer Konfiguration angeordnet sein, wie sie in Figur 2 sowie in Figur 3 dargestellt ist. Danach gibt es eine Vielzahl peripher angeordneter Heizrohre 12b und eine Vielzahl entlang gekrümmter bzw. gerader Linien angeordneter Heizrohre 12a zur Beheizung des mehr zentral liegenden Abfalls. Die Krümmung richtet sich nach der Drehung der Schweltrommel 8, die durch einen Pfeil 35 angedeutet ist.

[0024] Aus Figur 2 wird deutlich, daß sechs kürzere und sechs längere nicht-radiale Reihen von innenliegenden Heizrohren 12a vorgesehen sind. Die peripheren Heizrohre 12b befinden sich auf einem praktisch lückenlosen oder geschlossenen Kreis nahe der Innenwand 33 der Schweltrommel 8.

[0025] Die nicht-radialen Reihen beginnen gemäß Figuren 2 und 3 jeweils im Bereich der Innenwand 33. Sie sind - und das ist von besonderer Bedeutung - entgegen der Drehrichtung 35 gekrümmt (vergleiche Figur 2) bzw. geneigt (vergleiche Figur 3). Dadurch ist gewährleistet, daß bei der Drehung um die Langsachse 10 sich auf den Heizrohren 12a, 12b ansammelnder Abfall A frühzeitig herabfallen und damit keine nennenswerte Fallhöhe erreichen kann. Damit wird die Gefahr der Beschädigung durch im Abfall A enthaltener Brocken wirksam reduziert.

[0026] Zur Verdeutlichung ist in Figur 3 ein stumpfer Winkel α bezüglich der Ausrichtung der einzelnen Reihen zur Tangente an die Wand der Schweltrommel 8 eingetragen.

[0027] Zur guten Verschwelung des Abfalls A ist auch vorgesehen, daß der gegenseitige Abstand der einzelnen Heizrohre 12a weniger als der halbe Durchmesser eines Heizrohres 12a der betreffenden Reihe beträgt. Dies gilt auch für die peripheren Heizrohre 12b.

[0028] In Figur 3 sind an einer einzigen linearen Reihe Schutz- oder Prallschalen 40 eingezeichnet. Die restlichen linearen Reihen werden - ebenso wie die gekrümmten Reihen der Heizrohre 12a in Figur 2 - der Zentralachse 10 zugewandt ebenfalls mit solchen Prallschalen 40 aus resistentem Material belegt sein. Entsprechenden gilt für Prallschalen 50, die für die peripheren Heizrohre 12b in den Figuren 2 und 3 vorgesehen sein können. Von diesen Prallschalen 50 sind der Übersichtlichkeit wegen in Figur 3 nur zwei gezeigt.

[0029] In Figur 3 ist noch gezeigt, daß im Bereich eines schematisch dargestellten Mannloches 60, durch das bei Wartungs- oder Reparaturarbeiten Personal in den Innenraum 13 einsteigen kann, die kreisringförmige Reihe der Heizrohre 12b durch Blindrohre 12D gleicher Lange und gleichen Außendurchmessers vollständig ergänzt ist. Diese Blindrohre 12D sind an den Endplatten 28, 30 leicht lösbar befestigt. Im Wartungs- oder Reparaturfall werden sie entfernt. Im Betrieb sorgen alle Rohre 12b, 12D dafür, daß nur Feingut an die Innenwand 33 gelangen kann. Insgesamt gesehen sind die Rohre 12a, 12D auf einem praktisch lückenlos geschlossenen Kreisring eng benachbart angeordnet.

Ansprüche

1. Um ihre Längsachse (10) drehbare Heizkammer für Festgut, insbesondere Schweltrommel (8) für Abfall (A), mit einer Anzahl im Innenraum (13) untergebrachter, etwa parallel zueinander ausgerichteter Heizrohre (12b),.
dadurch gekennzeichnet, daß die Heizrohre (12b) im Querschnitt gesehen entlang der Wand (33) des Innenraums (13) angeordnet sind und daß der Abstand der Heizrohre (12b) von der Wand des Innenraumes (13) und der gegenseitige Abstand der Heizrohre (12b) kleiner als die Hälfte des Durchmessers eines Heizrohres (12b) ist.

2. Heizkammer nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Heizrohre (12b) von der Wand des Innenraumes (13) zwischen 20 mm und 40 mm beträgt.

3. Heizkammer nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß der gegenseitige Abstand der Heizrohre (12b) zwischen 20 mm und 40 mm beträgt.

4. Heizkammer nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß anstelle einiger Heizrohre (12b) Blindrohre (12D) angeordnet sind, die leicht demontierbar sind.

5. Heizkammer nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Blindrohre (12D) denselben Durchmesser wie die Heizrohre (12b) haben.

Claims

1. Heating chamber for solid material, which chamber is rotatable about its longitudinal axis (10), preferably a low-temperature carbonization drum (8) for waste (W), having a number of heating tubes (12b) accommodated in the interior space (13) and aligned approximately parallel to one another, characterized in that the heating tubes (12b), viewed in cross-section, are arranged along the wall (33) of the interior space (13) and that the spacing of the heating tubes (12b) from the wall of the interior space (13) and the mutual spacing of the heating tubes (12b) is less than half the diameter of a heating tube (12b).

2. Heating chamber according to Claim 1, characterized in that the spacing of the heating tubes (12b) from the wall of the interior space (13) is between 20 mm and 40 mm.

3. Heating chamber according to Claim 1 or 2, characterized in that the mutual spacing of the heating tubes (12b) is between 20 mm and 40 mm.

4. Heating chamber according to any one of Claims 1 to 3, characterized in that dummies (12D) which are easy to remove are arranged in place of some heating tubes (12b).

5. Heating chamber according to Claim 4, characterized in that the dummies (12D) have the same diameter as the heating tubes (12b).

Revendications

1. Chambre de chauffe pour matières solides, pouvant tourner autour de son axe longitudinal (10), en particulier tambour de carbonisation (8) pour déchets (A), comportant un certain nombre de tubes de chauffe (12b), disposés dans l'espace intérieur (13) et orientés d'une manière approximativement parallèle les uns par rapport aux autres, caractérisée en ce que les tubes de chauffe (12b) sont, en coupe transversale, disposés le long de la paroi (33) de l'espace intérieur (13), et que la distance entre les tubes de chauffe (12b) et la paroi de l'espace intérieur (13), et la distance mutuelle entre les tubes de chauffe (12b), sont inférieures à la moitié du diamètre d'un tube de chauffe (12b).

2. Chambre de chauffe selon la revendication 1, caractérisée en ce que la distance entre les tubes de chauffe (12b) et la paroi de l'espace intérieur (13) est comprise entre 20 et 40 mm.

3. Chambre de chauffe selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que la distance mutuelle des tubes de chauffe (12b) est comprise entre 20 et 40 mm.

4. Chambre de chauffe selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'au lieu de quelques tubes de chauffe (12b), il est monté des faux tubes (12D) facilement démontables.

5. Chambre de chauffe selon la revendication 4, caractérisée en ce que les faux tubes (12D) ont le même diamètre que les tubes de chauffe (12b).

Zeichnung