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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Reduzierung der Schwefelemission von Kraftwerkskesselfeuerungen, wobei die schwefelhaltige Einsatzkohle gemahlen und mit feinkörnigem Kalziumoxyd gemischt sowie die Mischung in den Brennraum eingebracht wird, wobei ferner der Schwefel in oxydischer Form an das Kalzium gebunden wird.
Im Rahmen der bekannten Massnahmen (DE-OS 1594690), die insbesondere auf Steinkohle als Einsatzkohle gerichtet sind, wird aus der feinkörnigen Kohle eine Suspension erzeugt, die 60 Gew.-% Kohle und 40 Gew.-% Wasser enthält, und in dieser Suspension befindet sich nach einer Ausführungsform der bekannten Massnahmen auch das Kalziumoxyd. Bei einer andern Ausführungsform wird es in den Feuerraum eingeblasen. Die Suspension wird erzeugt, um die Feuerraumtemperatur herabzusetzen, u. zw. auf eine Temperatur von etwa 1200 C. Bei dieser Temperatur soll die Einbindereaktion für die oxydische Schwefelverbindung ein Maximum aufweisen. Man versucht auf diese Weise zu besseren Ergebnissen zu kommen als beim gleichzeitigen Einblasen von fossilen Brennstoffen und Kalzium enthaltenden Additiven an verschiedenen Stellen in den Feuerraum einer Kesselfeuerung (US-PS Nr. 3, 637, 347).
Tatsächlich haben diese bekannten Massnahmen in die Praxis wenig Eingang gefunden. Üblicher ist es (DE-OS 1669317), das feinkörnige Kalziumoxyd in die Rauchgase einzubringen, sie dort in feste Sulfite umzusetzen und diese abzuscheiden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, im Rahmen des eingangs beschriebenen bekannten Verfahrens auf die Herstellung einer Suspension zu verzichten, nichtsdestoweniger aber die Schwefelemission wirksam zu reduzieren, u. zw. bei Verwendung von Braunkohle als Einsatzkohle.
Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, dass Braunkohle als Einsatzkohle eingebracht und diese einer üblichen Mahltrocknung unterworfen sowie das Kalziumoxyd der Braunkohle vor der Mahltrocknung beigegeben wird. - Überraschenderweise ist es bei Verwendung von Braunkohle als Einsatzkohle nicht erforderlich, in der beschriebenen Weise zunächst eine Suspension zu bilden, der das Kalziumoxyd beigegeben wird. Im Rahmen der Erfindung wirkt sich positiv aus, dass das feinkörnige Oxyd der Braunkohle vor der Mahltrocknung beigegeben wird. Es kommt dadurch zu einer besonders innigen Mischung und das Kalziumoxyd ist gleichsam in statu nascendi anwesend, wenn bei der Verbrennung der Braunkohle die oxydischen Schwefelverbindungen entstehen. Folglich kommt es auch zu einer sehr wirksamen Einbindung. Auch stellt sich von selbst die für die Reaktion erforderliche Verweilzeit ein.
Bei der Mahltrocknung wird die Braunkohle, wie beim Betrieb von Kraftwerkskesselfeuerungen mit Braunkohle üblich (DD-PS Nr. 67770), auf Wassergehalte getrocknet, wie sie auch bei Steinkohle vorliegen. Ausgehend von der eingangs zitierten Lehre zum technischen Handeln (DE-OS 1594690), wonach zunächst eine Suspension gebildet werden soll, würde man eher auf eine Trocknung der Braunkohle verzichten als die Mahltrocknung beibehalten. Überraschenderweise kann jedoch bei Verwirklichung der Erfindung die Mahltrocknung beibehalten werden und folglich mit einer Einsatzbraunkohle gearbeitet werden, die den Forderungen genügt, die im modernen Kraftwerksbetrieb zur sicheren Zündung und wegen des Heizwertes gestellt werden müssen. Bei den bekannten Massnahmen stört demgegenüber der durch die Bildung der Suspension extrem erhöhte Wassergehalt.
Von besonderem Vorteil ist die Tatsache, dass auch bei dem erfindungsgemässen Verfahren die Menge des beizugebenden Kalziumoxyds sehr genau eingestellt werden kann, u. zw. kann sie in bekannter Weise (DE-OS 1669317) nach Massgabe des Schwefeloxydgehaltes im Rauchgas geregelt werden, wobei der Schwefeloxydgehalt am Feuerraumende gemessen wird. Dabei wird man im allgemeinen gleichsam aus Sicherheitsgründen mit einem Überschuss an feinkörnigem Kalziumoxyd, bezogen auf die stöchiometrisch erforderliche Menge, arbeiten. Versuche an einer mit rheinischer Braunkohle gefeuerten Grosskesselanlage haben in diesem Zusammenhang gezeigt, dass bei Zugabe von Kalziumoxyd der Schwefeloxydgehalt der Rauchgase etwa proportional mit steigendem molarem Kalzium/Schwefel-Verhältnis der Feststoffe (Braunkohle plus Kalziumoxyd) abnimmt.
Da sich ausserdem eine Kalziumoxydzugabe sofort auf die Anzeige des Schwefeldioxyd-Messgerätes am Feuerraumende auswirkt, ist eine direkte Regulierung der erforderlichen Beigabemenge an feinkörnigem Kalziumoxyd gegeben. Ein momentanes Nachfahren der Dosierung und damit eine ständige Anpassung an unterschiedliche Betriebsverhältnisse ist möglich. Gerade daraus resultiert eine optimale Rauchgasentschwefelung bei Kurzzeitschwankungen des Brennstoffschwefelgehaltes, wie er insbesondere bei der Braunkohle auftritt. Die anfallenden
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festen Stoffe sind Sulfate und können ohne zusätzliche Massnahmen in ohnehin vorhandenen Elektrofiltern in trockener Form abgeschieden werden.
Darüber hinaus zeigen sich überraschenderweise weitere Vorteile, nämlich
Verbesserung des Abscheidegrades der Elektrofilter,
Verminderung sonst auftretender rauchgasseitiger Heizflächenansätze.
Bekanntlich wird je nach elektrischer Leitfähigkeit der Rauchgasatmosphäre in einem Elektrofilter die Funktion beeinflusst. Die Staubabscheidung kann nicht immer optimal erfolgen. Die im Rahmen der Erfindung vorzunehmende Beigabe von feinkörnigem Kalziumoxyd, die der Braunkohle aufgegeben wird, reduziert die Leitfähigkeit der Rauchgase, so dass der Abscheidegrad des Elektrofilters steigt, ausserdem wird der Säuretaupunkt positiv beeinflusst. Das alles zeigt sich insbesondere dann, wenn das feinkörnige Kalziumoxyd ein wenig mit Überschuss über die stöchiometrisch erforderliche Menge beigegeben wird. Bei der Verfeuerung von Braunkohle in Kesselfeuerungen treten bekanntlich rauchgasseitige Heizflächenansätze auf, die die Verfügbarkeit des Kessels und damit z.
B. einer nachgeschalteten Stromerzeugungsanlage insbesondere negativ beeinflussen und dadurch die volkswirtschaftliche bedeutungsvolle Sicherstellung der Energieversorgung gefährden.
Die im Rahmen der Erfindung vorgenommene Beigabe von Kalziumoxyd zur Braunkohle vor der Einführung in die Kesselfeuerung verringert auch beachtlich die Heizflächeneinsätze.