DD142083A5 - Verfahren zur reduzierung der schwefelemission bei mit braunkohle gefeuerten kesselfeuerungen - Google Patents

Verfahren zur reduzierung der schwefelemission bei mit braunkohle gefeuerten kesselfeuerungen Download PDF

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DD142083A5 DD79211032A DD21103279A DD142083A5 DD 142083 A5 DD142083 A5 DD 142083A5 DD 79211032 A DD79211032 A DD 79211032A DD 21103279 A DD21103279 A DD 21103279A DD 142083 A5 DD142083 A5 DD 142083A5
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Description

Verfahren zur Reduzierung der Schwefelemission bei mit Braunkohle gefeuerten Kesselfeuerungen
Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Reduzierung der Schwefelemission bei mit Braunkohle gefeuerten Kesselfeuerungen, von insbesondere Kraftwerkskesseln* Mit Schwefelemission ist dabei die Emission von Schwefeldioxid und Schwefeltrioxid gemeint, Braunkohle steht im Gegensatz zu Steinkohle. Es handelt sich also um verhältnismäßig ,junge Kohle.
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen
ßer in allen fossilen Brennstoffen natürlich vorkommende Schwefel wird bekanntlich bei der Verbrennung in seine Oxide, hauptsächlich in Schwefeldioxid, aber auch in Schwefeltrioxid, überführt» Bei der industriellen Verfeuerung fossiler Brennstoffe darf die Konzentration von Schwefeldioxid und Schwefeltrioxid gemäß der bestehenden bzw» der zu erwartenden gesetzlichen Auflagen bestimmte Werts in den Rauchgasen nicht übersteigen Eine Möglichkeit dazu ist die Reduzierung des.Schwefelgehaltes im Eingangsbrennstoff» Ist eine weitgehende
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Reduzierung des- Schwefelgehaltes im Eingangsbrennstoff nicht möglich, so wird eine zumindest teilweise Entschwefe."-lung der anfallenden Rauchgase in besonderen Entschwefelungsanlagen für die "aichgase erforderlich. Die Wirtschaftlichkeit einer solchen Abgasentschwefelung bei Kesselfeuerungen von Kraftwerksanlagen wird bei bisher bekannten Verfahren, die auf dem Prinzip der Absorption oder Katalyse beruhen, neben der durch großen apparativen Aufwand bedingten Störanfälligkeit maßgeblich durch die absolute Konzentration der Schwefeloxide sowie deren zeitliche Schwankungen in den Rauchgasen beeinflußt» Diese Faktoren spielen bei dem infolge der weltweiten Verknappung an Primärenergieträgern sowie der Verteuerung von Importen notwendig gewordenen verstärkten Einsatz niedrigkalorischer fester Brennstoffe, d.h. hauptsächlich von Braunkohle, eine wesentliche Rolle. Ein Einsatz der bisher bekannten Verfahren zur Rauchgasentschwefelung wird für Braunkohle nur unter extrem großem Aufwand möglich sein.
Wegen des großen Aufwandes beim Einsatz von besonderen Entechwefelungsanlagen ist bei mit Steinkohle gefeuerten Kesselfeuerungen versucht worden, die Schwefelemission zu reduzieren, und zwar durch Einblasen von feinkörnigem Kalaiumoxid in den Feuerungsraum· Befriedigende Einbindung der Schwefeloxide wurde nicht erreicht, so daß die Fachwelt diese Maßnahmen bei großtechnischen Kesselanlagen nicht als praktikabel ansieht« Versuche, auf diese Weise bei mit Braunkohle gefeuerten Kesselfeuerungen zum Erfolg zu kommen» sind vollatändig gescheitert·
Ziel der Erfindung
Ziel der Erfindung ist es, die vorgenannten Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden.
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Darlegung gea Wesens der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur. Reduzierung der Schwefelemission bei "mit Braunkohle gefeuerten Kesselfeuerungen zu schaffen, das es ermöglicht, die Schwefelemission zu reduzieren.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß.als Additiv Kalziumoxid verwendet und das Kalziumoxid der Braunkohle vor der Einführung in die Kesselfeuerung beigemischt wird.
überraschenderweise kommt man zu einer wirksamen, stöchiometrisch prognostizierbaren Einbindung· der Schwefeloxide zu mechanisch, elektrostatisch oder naßabscheidbaren festen Produkten, wenn man entsprechende Mengen von feinkörnigem Kalziumoxid bei mit Braunkohle gefeuerten Kesselfeuerungen nicht in den Feuerungsraum einbläst, sondern der Braunkohle beimischt. Anders ausgedrückt ist Gegenstand der Erfindung daher die Verwendung von feinkörnigem Kalziuraoxid als Mittel zur Reduzierung der Schwefelemission bei mit Braunkohle gefeuerten Kesselfeuerungen, wobei das Kalziumoxid der Braunkohle vor der Einführung in die Kesselfeuerung beigemischt wird.
Bei Kesselfeuerungen mit Mahl-Trocknungs-Kreislauf wird im Rahmen der Erfindung das Kalziumoxid der Braunkohle. vor der Mahltrocknung beigegeben. Wegen der schon betonten stöchiome.trischen Zusammenhänge besteht ohne weiteres die Möglichkeit, nach Maßgabe des Schwefeloxidgehaltes am Feuerraumende die Menge der Beigabe an feinkörnigem Kalziumoxid zu steuern,v/dbei mit üblichen Meßgeräten für das Schwefeloxid am Peuerraumende gearbeitet werden kann.
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Erfindungsgemäß wird feinkörniges Kalziumoxid zur chemischen Bindung der gasförmigen Schwefeloxide im Rauchgas eingesetzt, und es werden feste, mechanisch bzw. elektrostatisch oder auch naßabscheidbare Produkte erzeugt· Die Braunkohle und das feinkörnige Kalziumoxid werden im innig vermischten Zustand durch den Brenner in den Verbrennungsraum der Kesselfeuerung eingebracht» Die innige Vermischung ist wesentlich, da die Reaktion zwischen dem Kalziumoxid und.den gasförmigen Schwefeloxiden heterogen ist und durch den Partialdruck der gasförmigen Komponenten gesteuert wird. Die Erfindung nutzt besondere Effekte> Sie nutzt zunächst die Tatsache, daß durch die aufgrund des Ballastgehaltes der Braunkohle niedrige Flammentemperatur der für die Einbindungsreaktion optimale Temperaturbereich nicht überschritten wird. Überraschenderweise ist aber außerdem bei industriellen Kesselfeuerungen von insbesondere Kraftwerksanlagen auch eine lange Verweilzeit in diesem Temperaturbereich gewährleistet. Das Kalziumoxid wird daher nicht totgebrannt und wird chemisch voll wirksam, so daß im Rahmen der stochiometrischen Zusammenhänge eine hohe Schwefeleinbindung erreicht wird, wenn man im allgemeinen auch "aus Sicherheitsgründen" mit einem Überschuß an feinkörnigem Kalziumoxid, bezogen auf die stöchiometrisch erforderliche Menge, arbeitet.
Versuche an einer mit rheinischer Braunkohle gefeuerten firoßkesselanlage haben gezeigt ,· daß bei Zugabe von Kalziumoxid der Schwefeldioxidgehalt der Rauchgase etwa proportional mit steigendem molarem Kalzium/Schwefel-Verhältnis der Feststoffe (Braunkohle plus Kalziumoxid) abnimmt. Da sich außerdem eine Kalziumoxidzugabe sofort auf die
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Anzeige des Schwefeldioxid-Meßgerätes am Feuerraumende auswirkte, war eine direkte Regulierung der erforderlichen Beigabemenge an feinkörnigem Kalziumoxid gegeben. Die Versuche zeigten fernerhin, daß ein momentanes Nachfahren der Dosierung und damit eine ständige Anpassung an unterschiedliche Betriebsverhältnisse" möglich ist. Gerade daraus result.-iert eine optimale Rauchgasentschwefelung bei KurzzeitSchwankungen des Brennstoffschwefelgehaltes, wie er insbesondere bei der Braunküle auftritt» Die anfallenden festen Stoffe waren Sulfate und konnten ohne zusätzliche Maßnahmen in ohnehin vorhandenen Elektrofiltern in trockener Form abgeschieden werden. Im Ergebnis konnte die Schwefelemission der Anlage ohne großen Aufwand weit unter die zulässigen Werte reduziert werden. Darüber hinaus zeigten sich überraschenderweise weitere Vorteile, nämlich
Verbesserung des Abscheidegrades der Elektrofilter,
Verminderung sonst auftretender rauchgas se it iger Heiz-v flächenansätze.
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 Ealziumoxid, die der Braunkohle aufgegeben wird, reduziert die Leitfähigkeit der Rauchgase,. so daß der Abscheidegrad des Elektrofilters stieg, außerdem wurde der Säuretaupunkt positiv beeinflußt. Das alles zeigte sich insbesondere dann, v.'enn das feinkörnige Kalziumoxid ein wenig mit Überschuß über die stöchiometrisch
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erforderliche Menge beigegeben wurde.
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 Kalziumoxid zur Braunkohle vor der Einführung in die Kesselfeuerung verringerte bei den Versuchen beachtlich die Heizflächeneinsätze. Auch das war nicht zu erwarten«

Claims (3)

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    Erf indungsanspruch
    1· Verfahren zur .Reduzierung der Schwefelemission bei mit Braunkohle gefeuerten Kesselfeuerungen (insbesondere von Kraftwerkskesseln).durch Beigabe eines Additivs, gekennzeichnet dadurch, daß als Additiv Kalziumoxid verv/endet und das Kalziumoxid der Braunkohle vor der Einführung in die Kesselfeuerung beigemischt wird.
  2. 2. Verfahren nach Punkt.1 für Kesselfeuerungen mit Mahl-Trocknungs-Kreislauf, gekennzeichnet dadurch, daß das Kalziumoxid der Braunkohle vor der Mahltrocknung beigegeben wird.
  3. 3. Verfahren nach einem der Punkte 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Menge an beizumischendem feinkörnigem Kalziumoxid nach Maßgabe des achwefeloxidgehaltes im Rauchgas der Kesselfeuerung am Peuerraumende erfolgt.
DD79211032A 1978-02-18 1979-02-14 Verfahren zur reduzierung der schwefelemission bei mit braunkohle gefeuerten kesselfeuerungen DD142083A5 (de)

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