Die zur Entsorgung von gefährlichen Abfallmaterialien geschaffenen technologischen Vorrichtungen dienen im Allgemeinen der Vernichtung dieser Abfälle durch Verbrennen. Dementsprechend weisen diese Vorrichtungen folgende Hauptkonstruktionseinheiten auf : -Einen Brennofen, in dem die zu entsorgenden Stoffe auf eine entsprechende Temperatur erhitzt werden. Die Brennöfen sind meistens als mit einer zum Einbringen von Wärmeenergie geeigneten Brennervorrichtung versehene Drehrohröfen ausgeführt.

- Eine Nachbrennkammer, in der die Verbrennungsprodukte, damit die Wärmedegradation (Zersetzung durch Wärme) vollständig abläuft, bei der erforder- lichen Temperatur eine erforderliche Verweilzeit verbringen.

- Eine Gaswäsche, die zum Reinigen der entstandenen gasförmigen Verbrennungsprodukte (Rauchgase) dient mit dem Ziel, die geltenden Emissionsvorschriften einzuhalten.

-Zum Entsorgen oder Lagern der entstandenen Verbrennungsprodukte dienende Vorrichtungen.

Im Fall von Altöl bestand die allgemeine Praxis bisher darin, das Altöl in den oben erwähnten Vorrichtungen-unter Einhaltung der diesbezüglichen Umweltschutzvorschriften-zu verbrennen.

Zur Verminderung des Stickstoff-und Schwefeloxydgehaltes der in den Altöl oder sonstige hochschadstoffhaltige Brennstoffe oder Abfälle unter Wärmenutzung entsorgenden Abfallverbrennungsanlagen enstehenden gasförmigen Verbrennungs- produkte wurde in der ungarischen Patentschrift Nr. 206 148 ein Nachverbrennungs- reaktor vorgeschlagen. Dieser Reaktor bildet eine senkrecht in den Brennraum angeschlossene Nachbrennkammer mit einem in einem kuppelförmigen Ausgang endenden, eine zylindrische Schälenkonstruktion aufweisenden Reaktorkörper aus keramischem Material, dessen Innenraum durch einen Turbulenzen auslösenden Staukegel zweigeteilt ist und der exzentrisch von einem äußeren Reaktormantel umgeben ist, wobei zur Nachverbrennung und zur durch Wärmebehandlung erfolgenden Neutralisierung der Oxyde des Schwefels und des Stickstoffes zwischen dem äußeren Reaktormantel und dem Reaktorkörper vorgewärmte Sekundärluft eingeleitet wird. Die senkrechte Anordnung des Reaktors bezweckt das Sammeln der festen und flüssigen Schadstoffe durch Gravitation. Abgesehen davon, daß der tatsächliche Ablauf der in der Patentschrift angenommenen schadstoffneutralisierenden Prozesse in dem vorgeschlagenen Reaktor recht fraglich und unsicher ist, kann ein derart aufgebauter und angeordneter Reaktor nicht in die auf Abfallverbrennung umgestellten herkömmlichen, liegend angeordneten Kessel bzw. Verbrennungsvorrichtungen eingebaut werden.

Von dem hier vorgestellten Reaktor ist auch eine Variante in waagerechter Ausführung bekannt, die einen in der Länge des Brennraumes angeordneten Reaktorkörper zylindrischer Schalenkonstruktion aus Keramik aufweist, dessen Innenraum durch einen mit Stützen befestigten Staukegel zweigeteilt ist. Ein Reaktor dieses Aufbaus, wenn er zu klein dimensioniert ist, hält die betriebsmäßige Wärme- belastung des jeweiligen Kessels nicht aus, in der Nähe der Wand des Brennraumes ist jedoch infolge der geschlossenen Schalenkonstruktion die erforderliche Wärme- übergabe nicht gewährleistet, gleichzeitig liegt die Temperatur der entweichenden Rauchgase bedeutend höher, was den Wirkungsgrad des Kessels verschlechtert, so daß dieser bei Einspeisung der ursprünglichen Leistung (Ölmenge) die Nennwärmemenge nicht erbringen kann. Dem wird auch dadurch nicht abgeholfen, daß eine weiterentwickelte Variante des zylindrischen Reaktors aus trommelförmigen Modulen besteht, von denen jedes mehrere Segmente von der Form eines Kreisringabschnittes enthält, die durch Verbindungselemente zusammengehalten werden.

Aufgabe der Erfindung war die Bereitstellung eines Brennraumeinsatzes für die Nachverbrennung, der, in den Brennraum einer wärmenutzenden Verbrennungsvorrichtung, auch einer bereits vorhandenen Verbrennungsvorrichtung eingebaut, bei Gewährleistung des erforderlichen Wirkungsgrades und der erforderlichen Leistung der Verbrennungsvorrichtung die vollkommene Verbrennung der hochschadstoffhaltigen Kohlenwasserstoffe und gleichzeitig die Bindung der in den Verbrennungsprodukten vorhandenen Schwermetallionen ermöglicht und dabei erforderlichenfalls auch partiell-leicht saniert werden kann.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß der Brennraumeinsatz so angeordnet werden muß, daß er die Wärmeübergabe an die Heizflächen nicht hindert, und gleichzeitig so aufgebaut ist, daß entsprechende Turbulenz und Oberfläche für die Abscheidung der in den Verbrennungsprodukten befindlichen Schwermetalle und Schwermetallverbindungen gesichert sind, und seine mit diesen Stoffen beladenen Teile ausgewechselt werden können.

Die gestellte Aufgabe wurde erfmdungsgemäß dadurch gelöst, daß der Brennraumeinsatz aus einer Reihe von in einer aus hitzebeständigem Material bestehenden Rahmenkonstruktion nebeneinander mit Zwischenräumen befestigten, als viereckige ebene Platten ausgebildeten, durchbrochenen Einsatzelementen aus Keramik besteht, die einen Mantel vieleckigen Querschnittes bilden, und dieser Brennraumeinsatz in den hinteren 40-50 % der Länge des Brennraumes, von der Wand des Brennraumes um 2-10 % von dessen Durchmesser entfernt angeordnet ist.

Die vieleckige Gestalt des Brennraumeinsatzes erstreckt sich erfindungsgemäß vom Sechseck bis zum Achtzehneck.

Die Durchbrechungen der aus gegen die Flammentemperatur langfristig hitzebeständigem Keramikmäterial bestehenden Einsatzelemente können sowohl als Gitterkonstruktion wie auch als Perforation ausgebildet sein. Im Fall von Perforation beträgt der Durchmesser der Löcher das Ein-bis Zehnfache der Dicke des Einsatzelementes, und die Materialstärke zwischen den Löchern entspricht der 1- 3fachen Dicke der Keramikeinsatzelemente, die ihrerseits 0,05 % bis 0,5 % des Brennraumdurchmessers ausmacht. Die aus Keramik bestehenden Einsatzelemente sind zweckmäßig von quadratischer oder rechteckiger Form. und so dimensioniert, daß sie den Umfang des Brennraumeinsatzes in sechs bis achtzehn Teile teilen. Auf diese Weise ausgebildete Einsatzelemente lassen sich leicht auswechseln und sind auch in glühendem Zustand selbsthaltend.

Die Erfindung wird. an Hand eines Ausführungsbeispieles mit Hilfe der beigefügten Zeichnung ausführlicher erläutert.

In der Zeichnung zeigen Fig. I im Längsschnitt die Anordnung eines erfindungsgemäßen Brennraumeinsatzes innerhalb einer Verbrennungsvorrichtung, Fig. 2 den Querschnitt des im Brennraum angeordneten, zur Nachverbrennung geeigneten erfindungsgemäßen Brennraumeinsatzes entlang der Linie A-A von Fig. 1, Fig. 3 den Schnitt entlang der Linie B-B von Fig. 2, und Fig. 4 den Schnitt entlang der Linie C-C von Fig. 3, der die Einfassung der keramischen Einsatzelemente des Brennraumeinsatzes in der Rahmenkonstruktion veranschaulicht.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, weist eine auf die Verbrennung von hochschadstoffhaltigen Stoffen, im vorliegenden Fall Altöl, umgestellte Verbrennungsvorrichtung 1, im vorliegenden Fall ein Dampfkessel, der über einen von einem die Heizflächen aufnehmenden Dampfkesselzug 2 umgebenen Brennraum 3 verfügt, im Vorderteil des Brennraumes 3 einen Brennerkopf 4 auf, der von dem ursprünglichen Brennerstein der Vorrichtung umgeben ist. Im hinteren Teil des Brennraumes 3, d. h. in den sich bis zur Umkehrkammer 10 erstreckenden hinteren 40- 50 % der Länge des Brennraumes, ist in einem 2-10 % des Brennraumdurchmessers entsprechenden Abstand von der Wand des Brennraumes 3 ein erfindungsgemäßer Brennraumeinsatz 5 zum Nachverbrennen angeordnet, der einen aus einer Reihe von als rechteckige, im vorliegenden Fall quadratische Platten ausgebildeten Einsatzelementen 6 aus Keramik bestehenden Mantel vieleckigen, im vorliegenden Fall neuneckigen Querschnittes bildet, wobei die Einsatzelemente 6 in einer aus hitzebeständigem Material, im vorliegenden Fall aus hitzebeständigem Stahl gefertigten Rahmenkonstruktion 7 nebeneinander mit wenigstens der Dicke der Einsatzelemente 6 entsprechenden Zwischenräumen mit Hilfe von Haltern 8 auswechselbar befestigt sind.

Abhängen von den Maßen der Verbrennungsvorrichtung 1 beträgt die Dicke der aus Keramik bestehenden Einsatzelemente 6 0,05 % bis 0,5 % des Brennraumdurch- messers. Die Einsatzelemente 6 unterteilen auf diese Weise den Umfang des Brennraumeinsatzes in sechs bis : achtzehn Teile ; sie sind mit einer Perforation 9 versehen, eventuell gitterartig ausgeführt. Der Durchmesser der Löcher der Perforation 9 beträgt das 1-lOfache der Dicke der Einsatzelemente 6, und die Materialdicke zwischen den einzelnen Löchern entspricht dem Ein-bis Dreifachen der Dicke des Einsatzelementes 6. Das Material der Einsatzelemente 6 ist hitzebeständige Keramik, die die zum Nachverbrennen erforderliche Temperatur ohne wesentliche Deformation verträg.

Wie bereits erwähnt, bildet die Gesamtheit der an der Rahmenkonstruktion 7 befestigten Einsatzelemente 6 aus Keramik einen Mantel vieleckigen Querschnittes, der mit seinen Richtungsbrüchen für die Verbrennungsprodukte eine ausreichende Turbulenz gewährleistet, infolge derer die Gase nicht einfach geradlinig durch den Brennraumeinsatz 5 hindurchströmen, sondern hin und her und durch die Perforation 9 hindurch, wodurch einesteils der ausreichende Wärmeübergang durch die Wand des Brennraumes 3 gegeben ist und zum anderen die Verbrennungsprodukte beim Durchgang durch die Durchbrüche der Einsatzelemente 6 ihren Gehalt an Schwermetallen an die Einsatzelemente 6 abgeben können. Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß der von den Einsatzelementen 6 gebildete Mantel vieleckigen Querschnittes im betrachteten Fall einen neuneckigen Querschnitt aufweist, dies hängt jedoch von den Maßen des jeweiligen Brennraumes 3 ab, der Mantel kann vom Sechseck bis zum Achtzehneck jeden beliebigen, zweckmäßig gewählten Querschnitt haben.

Auf den Schnittzeichnungen der Fig. 3 und 4 ist gut zu sehen, daß die aus Keramik bestehenden Einsatzelemente 6 mit Hilfe von mit der Rahmenkonstruktion 7 verbundenen, abmontierbaren Haltern 8 an der Rahmenkonstruktion 7 befestigt sind.

Dadurch ist es möglich, sie auch einzeln auszuwechseln, wenn die Kontrollemissions- messungen ergeben, daß ihre Fähigkeit, Schwermetallionen zu absorbieren, infolge ihrer Sättigung geringer wird.

Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht es infolge des beschriebenen Aufbaus, bei einer erneuten Inbetriebnahme des Brennkopfes die gewünschte Nachverbrennungstemperatur so schnell wie möglich zu erreichen. Dadurch wird eine vollkommene Verbrennung der hochschadstoffhaltigen Kohlenwasserstoffe bei minimaler Emission von NOx und SOx ermöglicht. Gleichzeitig ist das Binden der in den Verbrennungsprodukten. befindlichen Schwermetalle und Schwermetallverbin- dungen gewährleistet.

Der erfindungsgemäße Brennraumeinsatz wurde an Hand eines die Verbrennung von Altöl betreffenden konkreten Beispiels erläutert, jedoch kann der erfindungsgemäße Brennraumeinsatz bei entsprechender Adaption auch zum Verbrennen von Pakura angewendet werden.