CH666533A5

CH666533A5 - Verfahren zum verbrennen eines schwefel- und aschehaltigen fluessigen brennstoffs.

Info

Publication number: CH666533A5
Application number: CH11885A
Authority: CH
Inventors: Erich Killinger
Original assignee: Erich Killinger
Priority date: 1984-03-16
Filing date: 1985-01-11
Publication date: 1988-07-29
Also published as: DE3409646A1

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft ein Verfahren der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung.

Die bestehenden oder zu erwartenden Vorschriften über die Begrenzung der Schadstoffimmission von Feuerungsanlagen führt zu erheblichen Belastungen insbesondere für die Betreiber von Altanlagen, die mit schwerem Heizöl befeuert werden. Erschwerend kommt noch hinzu, dass in Folge des Einsatzes von Konversionsanlagen in den Raffinerien die Qualität der Rückstandsöle durch zunehmende Anteile an Asphaltenen und mineralischen Substanzen schlechter wird.

Der Einbau von Entschwefelungs- und Entstaubungsanlagen ist nicht nur sehr teuer, sondern bei Altanlagen vielfach aus Platzgründen ausgeschlossen. Die Umstellung derartiger Feuerungen auf Gas ist in vielen Fällen unwirtschaftlich, da das Gas im Vergleich zu dem als Abfall anfallenden Schweröl zu teuer ist. In anderen Fällen ist am Standort der Anlage kein Gas verfügbar.

Durch die DE-OS 2 357 198 ist ein Verfahren der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung bekannt, bei dem die Gasgewinnung durch unvollständige Verbrennung des Schweröls erfolgt. Dabei bildet sich ein Gemisch aus gasförmigen und flüssigen Bestandteilen. Dieses Gemisch wird abgekühlt, und anschliessend werden die flüssigen Bestandteile von den gasförmigen Bestandteilen z.B. durch Waschen mit frischem flüssigem Brennstoff abgeschieden. Die abgeschiedenen flüssigen Bestandteile werden teils zur unvollständigen Verbrennung zurückgeführt, teils nach Anreicherung mit Schadstoffen aus dem Kreislauf abgezogen. Die gasförmigen Bestandteile werden in mehreren Stufen entstaubt und entschwefelt und dann, gegebenenfalls über eine Turbine, der Verbrennung zugeführt.

Ein wichtiger Vorteil dieses bekannten Verfahrens besteht darin, dass die Rauchgase nur eine geringe Menge von Schwefelverbindungen enthalten und von Asche frei sind. Ausserdem ist es vorteilhaft, dass durch niedrige Verbrennungstemperatur der Ausstoss von Stickoxiden sprunghaft abnimmt.

Ein Nachteil des Verfahrens besteht aber darin, dass es selbst in seiner einfachsten Form aus einer Kette von mehreren Stufen besteht, die in getrennten Apparaten durchgeführt werden und daher eine komplizierte Apparatur erforderlich machen. Diese Apparatur muss aus hochwertigen Werkstoffen bestehen, da die in der ersten Stufe erzeugten aggressiven Schwefelverbindungen eine Reihe von weiteren Apparaten durchlaufen, bevor sie abgetrennt werden. Ein weiterer Nachteil des Verfahrens ist darin zu sehen, dass die mit hochkonzentrierten Schadstoffen belasteten Rückstände in flüssiger Form anfallen, so dass ihre Weiterbehandlung sehr schwierig ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung zu verbessern, so dass der apparative Aufwand wesentlich verkleinert wird und dass die von dem Gas abzutrennenden Begleitstoffe in fester Form anfallen.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Bei dem erfindungsgemässen Verfahren wird der im Brennstoff enthaltene Schwefel während des Aufheizvorganges und der Verschwelung an dem basischen Reagenz gebunden. Wenn dieses beispielsweise in Form von Kalk zugesetzt wird, entsteht Kalziumsulfid und Kalziumsulfat. Diese Verbindungen bilden zusammen mit den mineralischen Bestandteilen und dem bei der Verschwelung zurückbleibenden Ölkoks einen festen Rückstand. Daraus ergibt sich insbesondere auch der Vorteil, dass die Extraktion wertvoller Begleitstoffe, wie Vanadin und Nickel, erheblich einfacher ist als bei den flüssigen Rückständen, die bei dem bekannten Verfahren anfallen. Der Rückstand ist auch als Rohstoff verwertbar, z.B. in der Reifenindustrie. Ferner kann er zur Wärmeerzeugung genutzt werden, z.B. durch Verbrennung der Wirbelschicht, gegebenenfalls zusammen mit Klärschlamm.

Bei dem Verfahren gemäss Anspruch 2 wird die gesamte für die Verschwelung aufgewendete Wärme - abgesehen von den unvermeidlichen Abstrahlungs- und Leitungsverlusten -genutzt, indem sie als fühlbare Wärme mit dem Gas der Feuerung zugeführt wird.

Die im Anspruch 3 angegebene Verfahrensvariante ermöglicht in einfacher Weise eine exakte Temperatursteuerung, gegebenenfalls mit unterschiedlichen Temperaturzonen im Verschwelungsbereich.

Die Verfahrensvariante gemäss Anspruch 4 hat eine Reihe von Vorteilen: Die Wandtemperatur liegt erheblich niedriger als bei indirekter Beheizung. Dadurch wird die Bauweise des Verschwelungsreaktors vereinfacht und verbilligt, und die Wärmeverluste sind geringer. Die erforderliche Inertisierung wird schon durch die zur Beheizung dienenden Rauchgase bewirkt, so dass die Zuführung von Inertgas beim Anfahren der Anlage oder bei Betriebsunterbrechungen entfallen kann. Durch die Beimischung der Rauchgase zu den Schwelgasen wird die Bildung von Stickoxiden bei der Verbrennung verringert.

Für die Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens wird gemäss Anspruch 5 eine Drehtrommel empfohlen, die den Verschwelungsvorgang fördert, indem sie durch die Umwälzung des Materials eine Vergrösserung der Oberfläche bewirkt und fortwährend anderes Material an die Oberfläche bringt.

Durch die Verwendung einer Drehtrommel gemäss Anspruch 6 wird dieser Effekt noch verstärkt.

Die Zeichnung dient zur Erläuterung der Erfindung anhand von schematisch dargestellten Anlagen zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens.

Fig. 1 zeigt eine Anlage mit indirekt beheizter Drehtrommel.

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Fig. 2 zeigt eine Anlage mit direkt beheizter Drehtrommel.

Kernstück der in Fig. 1 dargestellten Anlage ist eine indirekt beheizte Drehtrommel 1. Sie ist in bekannter Weise mit nicht dargestellten Hubschaufeln und/oder Einbauten verschen. Nahezu auf ihrer gesamten Länge ist sie von einer Heizeinrichtung umschlossen, die in zwei Kammern 2,3 unterteilt ist. Jede Kammer ist mit einem Brenner 4, 5 ausgestattet. Die beiden Kammern 2, 3 sind mit einer gemeinsamen Abgassammeikammer 6 verbunden, von der ein durch einen Pfeil 7 symbolisierter Kamin ausgeht.

Über eine Leitung 8, die mit einem motorgesteuerten Dosierventil 9 und einem Durchflussmesser 10 ausgestattet ist, wird der Drehtrommel 1 kontinuierlich schweres Heizöl zugeführt. An einer Impfstelle 11 wird dem Heizölstrom eine Suspension von Kalk und Öl beigemischt. Die Suspension wird in einem Rührbehälter 12 hergestellt, dem entsprechend den Pfeilen 13,14 Kalk und Öl zugeführt werden. Der Rührbehälter 12 ist durch eine Leitung 15, die mit einer Pumpe 16 und einem Dosierventil 17 ausgestattet ist, mit der Impfstelle 11 der Leitung 8 verbunden.

Das mit der Suspension geimpfte Schweröl wird in der Drehtrommel 1 durch die Berührung mit dem auf etwa 600°C beheizten Trommelmantel unter fortwährender Umwälzung verschwelt. Die Verweilzeit in der Drehtrommel 1 beträgt mindestens etwa 15 Minuten, vorzugsweise jedoch 30 bis 60 Minuten. Während dieser Zeit wird der im Schweröl enthaltene Schwefel an den zugesetzten Kalk gebunden. Die Drehtrommel steht unter Luftabschluss.

Das Schwelgas gelangt ebenso wie die aus Ölkoks, Schwefelverbindungen und Asche bestehenden festen Rückstände in das Ausfallgehäuse 18. Dieses ist mit einem trichterförmigen Boden versehen, der in eine Austragvorrichtung mündet, die in bekannter Weise z.B. mit einer nicht dargestellten Zellenradschleuse oder einer Doppelpendelklappe ausgestattet ist. Das von den Feststoffen befreite Schwelgas wird grösstenteils über eine Leitung 19 unmittelbar, d.h.

ohne Zwischenkühlung einem Brenner 20 eines symbolisch s dargestellten Dampferzeugers 21 zugeführt. Falls der Überdruck des Schwelgases nicht ausreicht, kann die Leitung 19 mit einem Heissgasgebläse ausgerüstet sein. Eine Leitung 22, die ein Gebläse 23 und eine Stellklappe 24 aufweist, dient zur Zuführung der Verbrennungsluft zu dem Brenner 20.

Über eine Leitung 25, die von der Leitung 19 abgezweigt ist, wird der übrige Teil des Schwelgases zu den Brennern 4,5 geleitet. Diese werden durch ein Gebläse 26 über eine Leitung 27 mit Luft versorgt. Eine Leitung 28 dient lediglich zur Zuführung von Hilfsbrennstoff beim Anfahren der Anlage. Über eine nicht dargestellte Leitung wird beim Anfahren Inertgas, z.B. Rauchgas oder Stickstoff, in die Drehtrommel 1 eingeleitet.

Die in Figur 2 dargestellte Anlage unterscheidet sich von der Anlage gemäss Figur 1 dadurch, dass die für die Verschwelung des Schweröls vorgesehene Drehtrommel 31 direkt beheizt ist, und zwar durch einen Brenner 32. Der Brenner 32 wird im stationären Betrieb über eine Leitung 33, die von der Leitung 19 abgezweigt ist, mit Schwelgas versorgt. Dem Brenner 32 wird über die Leitung 34 in unterstöchiome-trischer Menge Luft zugeführt, so dass die Atmosphäre innerhalb der Trommel 31 frei von Sauerstoff ist. Eine Leitung 35 dient zur Zuführung eines Hilfsbrennstoffs beim Anfahren der Anlage. Die Rauchgase des Brenners 32 bewirken beim Anfahren die Inertisierung des Innern der Drehtrommel 31.

Im übrigen stimmt die in Figur 2 dargestellte Anlage weitgehend mit der Anlage gemäss Figur 1 überein und ist insoweit mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

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1 Blatt Zeichnungen

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1. Verfahren zum Verbrennen eines Schwefel- und asche-haltigen flüssigen Brennstoffs, insbesondere Schweröl, wobei aus dem Brennstoff durch Wärmeeinwirkung bei einer Temperatur zwischen 400 und 900°C ein Gas hergestellt wird und dieses Gas anschliessend zumindest teilweise verbrannt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der flüssige Brennstoff unter Luftabschluss verschwelt wird und dabei mit einem vor oder während der Verschwelung zugesetzten basischen Reagenz durchmischt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das gesamte Gas ohne Zwischenkühlung verbrannt wird.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärme durch Berührung mit erhitzten Flächen zugeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärme durch direkte Einwirkung von heissem Rauchgas zugeführt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, gekennzeichnet durch die Verwendung einer Drehtrommel zur Durchführung der Verschwelung.

6. Verfahren nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch die Verwendung einer mit Hubschaufeln und/oder Rieseleinbauten versehenen Drehtrommel.