AT404505B - Verfahren zum verringern der korrosion in feuerungsanlagen - Google Patents

Description

AT 404 505 B

Die Erfindung bezieht sich auf ein Zusatzmittel zur Aufgabe mit einer Charge von zu verbrennendem Material, wie z.B. Müll oder Klärschlamm, zur Verringerung der Chlorkorrosion in Abhitzekesseln und Feuerungsanlagen.

Bekannte Korrosionsschutzverfahren versuchten die Korrosion in Verbrennungsanlagen und insbesondere in Rauchgasrohren dadurch herabzusetzen, daß in der Gasphase Umsetzungen zur Deaktivierung korrosiver Substanzen vorgenommen werden. Zu diesem Zweck wird in der Regel Magnesiumoxid eingedüst, wodurch vor allen Dingen eine Hochtemperatur-Sulfatkorrosion bei Temperaturen von über 480* C wesentlich herabgesetzt werden kann. Es wird hiebei die S03 Konzentration im Rauchgas herabgesetzt, was zur Folge hat, daß Chlorsalze verstärkt in den Belägen reagieren und bei dieser Umsetzung in den Belägen eine starke Korrosion ausüben. Neben einer Hochtemperatur-Chlorkorrosion, wie sie von Chlorsalzen im Rauchgas, insbesondere bei der Umsetzung von Kaliumchlorid mit S03 unter Freisetzung von Chlor bei Temperaturen von über 400* C beobachtet wird, sind aber auch andere Korrosionsmechanismen für den vorzeitigen Verschleiß und vorzeitige Korrosion von Anlagenteilen in Müllverbrennungsanlagen verantwortlich. Bei der Initialkorrosion, welche durch die Umsetzung von Eisen aus Anlagenteilen mit Sauerstoff in Anwesenheit von Chlorverbindungen auftritt, wird über die Zwischenstufe der Bildung von Eisenchloriden Eisenoxid gebildet, welches jedoch in der Regel keine hinreichend dichte und passivierende Schicht an der Oberfläche von Anlagenteilen ausbildet. Mit Rücksicht auf die Entstehung von HCl ist insbesondere in sauerstoffarmer Rauchgasatmosphäre eine Korrosion zu beobachten, die beispielsweise aus dem Feuer-raum von Rostfeuerungen bekannt ist. Bei dieser Korrosion wird Eisen und HCl zu Eisenchloriden umgesetzt, wobei Eisenoxid und Eisencarbid zersetzt werden.

Neben der bereits erwähnten Hochtemperatur-Chlorkorrosion bei Temperaturen von über 400* C, bei welcher Kaliumchlorid mit S03 zu Kaliumsulfat und Chlor umgesetzt wird, wie dies insbesondere in Überhitzern beobachtet wird, ist die bereits eingangs erwähnte Hochtemperatur-Sulfatkorrosion für eine Reihe von Korrosionsschäden verantwortlich, wobei hier als Ursache für die Korrosion Verbindungen angenommen werden, die durch Reaktionen zwischen den Verbrennungsprodukten des Schwefels S02 und S03 mit den in der Asche vorkommenden Alkalioxiden und anderen Metalloxiden entstehen. Diese Hochtemperatur-Sulfatkorrosion läuft bei Temperaturen von über 480 · C ab.

Mit der aus der EP 484 317 A2 bekannten Eindüsung von Magnesiumoxid in die Rauchgase zur Herabsetzung von Korrosionsschäden können nur Teilaspekte dieser bei verschiedenen Temperaturen einsetzenden und auf verschiedenen Mechanismen beruhenden korrosiven Vorgänge berücksichtigt werden und die gewünschte Korrosionsschutzwirkung bleibt daher unvollständig. Insbesondere ist es bei den bekannten Verfahren in regelmäßigen Abständen erforderlich, die gebildeten Beläge, welche sich durch relativ hohe mechanische Festigkeit auszeichnen, durch aufwendige Reinigungsverfahren wieder zu entfernen, um den gewünschten Wärmeaustausch sicherzustellen und die Abgastemperatur auf die gewünschten Werte zu begrenzen.

Die Erfindung zielt nun darauf ab, auf aufwendige Verfahren zum Eindüsen von festen Additiven zu verzichten und ein Zusatzmittel zur unmittelbaren Aufgabe auf eine Charge zu schaffen, mit welchem die Konzentration von Chlorsalzen, wie beispielsweise Alkalimetallchloriden oder aber auch Schwermetallchloriden, im Rauchgas herabgesetzt werden kann und gleichzeitig ein Zusammenbacken von Belägen an Kesselwänden verhindert wird. Zur Lösung dieser Aufgabe besteht das erfindungsgemäße Zusatzmittel im wesentlichen darin, daß das Zusatzmittel aus anorganischen Filterhilfsmitteln auf der Basis von Silanolgrup-pen enthaltenden aktiven Kieselsäuren, Bentoniten, Bleicherden und wie an sich bekannt aus Kieselgur, Diatomeenerden, Zeolithen oder Gulseniten besteht. Derartige anorganische Filterhiifsmittei auf der Basis von Silanolgruppen enthaltenden aktiven Kieselsäuren, Bentonite, Bleicherden, Kieselgur, Kieselsäuren, Diatomeenerde, Zeolithe oder Gulsenite zeichnen sich aufgrund ihrer Silanolgruppe dadurch aus, daß eine Hydrolyse von Alkalimetallhalogeniden bzw. Metallhalogeniden im Rauchgas erfolgt, wodurch die gefährliche von derartigen Salzen ausgeübte Korrosion unterdrückt werden kann, da die Salze hydrolysiert werden. Die gebildeten, trockenen HCI-Moleküle können bei der Abgasreinigung in einfacher Weise ausgewaschen werden und sind bei den gewählten Bedingungen in Feuerungsanlagen, insbesondere in Müllverbrennungsanlagen unkritisch, da ja in der Regel mit oxidierender Atmosphäre gearbeitet wird. Die hohe Menge an Rauchgas erlaubt es auch bereits abgeschiedene Metallhalogenide wiederum abzulösen und aus der Grenzschicht der Beschichtung wieder zu entfernen. Bei den Temperaturen im Feuerungsraum stehen gasförmige Metallhalogenide im Gleichgewicht mit angeschmolzenen Partikeln und werden vom Rauchgas mitgerissen und aufgrund der verwendeten Filterhilfsmittel hydrolysiert. Insgesamt wird somit die Korrosion durch die Entfernung von Metallhalogeniden im Rauchgas durch Hydrolyse grundsätzlich vermieden, wobei gleichzeitig der Vorteil erreicht wird, daß die Schlacke besser verglast und dadurch bei einer Verhaldung weniger leicht ausgewaschen werden kann. 2

Claims (3)

1. AT 404 505 B Die eingesetzten Filterhilfsmittel zeichnen sich zu allem Überfluß durch eine Körnung aus, welche auch anderen Additiven entspricht und daher im Kesselraum besser verteilt wird. Bei derartigen dem zu verbrennenden Einsatzmaterial zugegebenen Filterhilfsmittel erfolgt daher im Kesselraum eine wesentlich bessere Verteilung und es erfolgt ein Sedimentieren dieser Hilfsmittel in den Belägen, wodurch eine lockere Belagstruktur gewährleistet bleibt, welche in der Folge das Ablösen begünstigt. Dieser sogenannte Antica-kingeffekt kann mit den eingesetzten Filterhilfsmitteln gleichzeitig mit den übrigen Vorteilen erzielt werden. Mit Vorteil enthält das Zusatzmittel zum Reinigen von Ölen oder organischen Flüssigkeiten verwendete Bleicherden, wodurch als weiterer Vorteil eine Verbesserung der Energiebilanz erzielt werden kann. Derartige Filterhilfsmittel wurden in der Vergangenheit zumeist entweder verhaldet oder aber dann, wenn ein hoher Gehalt an tierischen oder pflanzlichen Ölen nach der Reinigung derartiger Substanzen an den Bleicherden anhaftet, Futtermitteln zugesetzt. Nunmehr können derartige Abfallprodukte, welche in hoben Mengen anfallen, in einfacher Weise entsorgt werden, wobei gleichzeitig die erfindungsgemäß angestrebten Vorteile in bezug auf den Korrosionsschutz in Abhitzekesseln von Feuerungsanlagen erzielt werden können. ln besonders vorteilhafter Weise sind die anorganischen Filterhilfsmittel in Mengen von 0,5 bis 5 Gew.% des Einsatzmateriales dem Einsatzmaterial zugemischt. Gegenüber der bekannten Eindüsung von Magnesiumoxiden, wie sie eingangs beschrieben wurde, werden hier zwar wesentlich höhere Mengen eingesetzt. Dadurch, daß aber ein Zusatz unmittelbar zu dem zu verbrennenden Einsatzmaterial erfolgt, können aufwendige und komplizierte Eindüsungsanlagen vermieden werden und es kann ein vergleichsweise billiges Abfallprodukt eingesetzt werden, welches mit wesentlich geringerem energetischen Aufwand hergestellt werden konnte als das bisher zugesetzte Magnesiumoxid. Gleichzeitig mit dem verbesserten Korrosionsschutz wird ein einfaches Verfahren zum Entsorgen von in großen Mengen anfallenden Filterhilfsmitteln geschaffen, weiche bisher nur beschränkt verwendungsfähig waren. Patentansprüche 1. Zusatzmittel zur Aufgabe mit einer Charge von zu verbrennenden Material, wie z.B. Müll oder Klärschlamm, zur Verringerung der Chlorkorrosion in Abhitzekesseln und Feuerungsanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß das Zusatzmittel aus anorganischen Filterhilfsmitteln auf der Basis von Silanol-gruppen enthaltenden aktiven Kieselsäuren, Bentoniten, Bleicherden und wie an sich bekannt aus Kieselgur, Diatomeenerden, Zeolithen oder Gulseniten besteht.
2. 2. Zusatzmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zusatzmittel zum Reinigen von Ölen oder organischen Flüssigkeiten verwendete Bleicherden enthält.
3. 3. Zusatzmittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß die anorganischen Filterhilfsmit-tel in Mengen von 0,5 bis 5 Gew.% des Einsatzmateriales dem Einsatzmaterial zugemischt sind. 3