DD267301A5 - Verfahren und feuerungsanlage zur verbrennung von kohle und/oder organische substanzen enthaltende abfallstoffe - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf die Verbrennung von Kohle und/oder organische Substanzen enthaltende Abfallstoffe wie Hausmuell, Industriemuell und aehnlichem. Erfindungsgemaess werden in einer Wirbelschichtfeuerung mit einer mittleren Verbrennungstemperatur von 800C die Rauchgase der Wirbelschichtfeuerung zusammen mit dem mitgefuehrten Flugstaub zur Zerstoerung von bei der Verbrennung der organischen Substanzen ggf. entstandenen Schadstoffen, z. B. Dioxine, in einer nachgeschalteten Erhitzungszone auf eine Temperatur von mindestens 900C, vorzugsweise 1 000C bis 1 200C erhitzt. Zweckmaessigerweise werden die Rauchgase in den Feuerungsraum eines Industriekessels, beispielsweise eines Dampferzeugers eines Kohlekraftwerkes eingeleitet. Bei einem kohlebefeuerten Dampferzeuger wird durch die gasseitige Vorschaltung einer Wirbelschichtfeuerung eine wesentliche Reduzierung der NOx-Bildung erreicht.

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet dar Erfindung

Die» Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Verbrennung von Kohle und/oder organische Substanzen enthaltende Abfallstoffe, wie Hausmüll, Industriemüll und ähnlichem, unter Verwendung einer Wirbelschichtfeuerung mit einer mittleren Vorbrennungstemperatur von etwa 800⁰C sowie eine Feuerungsanlage zur Durchführung des Verfahrens.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Wirbelschichtfeuerungen zählen in zahlreichen Ausführungsformen für die verschiedensten Anwendungsfälle seit langem zum Stand der Technik. Die wesentlichen Vorteile sind darin zu sehen, daß im Gegensatz zu anderen Feuerungstypen auch geringwertige Brennstoffe mit hohem Ballastgehalt, wie z. B. Ballastkohle oder Aufbereitungsabgänge, die als Nebenprodukt bei der Steinkohleaufbereitung anfallen, oder auch sonstige organische Substanzen, wie insbesondere Hausmüll, Industriemüll und ähnlichem, in der unterschiedlichsten Zusammensetzung verbrannt werden können.

Ein Vorteil der Wirbelschichtfeuerung liegt in ihrer vergleichsweisen Umweltfreundlirhkeit, da bei den verhältnismäßig niedrigen Verbrennungstemperaturen von etwa 800⁰C nahezu keine Stickoxide entstehen und andere Schadstoffe, wie z. B. Schwefeloxide, durch Zugabe geeigneter Adsorptionsmittel, wie z. B. Kalkstein, bereits weitgehend in der Wirbelschicht gebunden werden können. Darüber hinaus zeichnet sich die Wirbelschichtfeuerung durch eine homogene Temperaturverteilung im Wirbelbett aus, so daß insbesondere bei der Verbrennung von weniger homogenen, organische Substanzen enthaltenden Abfallstoffen, v/ie z.B. Hausmüll oder Industriemüll, ein guter Ausbrand gewährleistet ist.

Demgegenüber übersteigen die Schadstoffemissionen herkömmlicher Dampfcrzaugeranlagen mit einem kohlebefeuerten Dampferzeuger ohne Nachbehandlung der Rauchgase, d.h. ohne Sekundärmaßnahmen, in der Regel die vom Gesetzgeber vorgegebenen Grenzwerte. Die hierfür bekannten Sekundärmaßnahmen, wie z. B. Entstaubungsanlagen, Rauchgasentüchwefelungsanlagen und DENOX-Kataiysatoren, erhöhen jedoch die Investitions- und Betriebsmittelkosten in erheblichem Maße.

Es wird daher angestrebt, die Schadstoffemission durch sog. Primärmaßnahmen, die die Verbrennungsanlagen selbst betreffen, von vornherein zu vermindern, beispielsweise durch ΝΟ,-arme Brenner oder durch Einsatz von Wirbelschichtfeuerungen mit Wärmetauscherheizflächen.

Nachteilig ist jedoch, daß die Wärmetauscherflächen von Wirbelschichtfeuerungen erhöhter Erosion und Korrosion ausgesetzt sind. Bei der Verbrennung von organische Substanzen enthaltenden Abfallstoffen, wie Hausmüll, Industriemüll und ähnlichem, sind der Wirbelschichtfeuerung Grenzen dadurch gesetzt, daß sich aufgrund der relativ niedrigen Verbrennungstemperaturen für den Fall, daß die zu verbrennenden Substanzen organische bzw. auch anorganische Chlorverbindungen, wie z. B. polychlorierte Biphenyle (PCB) enthalten, bei der Verbrennung hochtoxischer Dioxine, wie z. B. polychlorierte Dibenzodioxine (PCDD) bzw. auch polychlorierte Dibenzofurane (PCDF), bilden können.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die entstehenden hochgiftigen Dioxine ohne zusätzliche nachgeschaltete DENOX-Anlagen zur Rauchgasbehandlung auf kostengünstige Weise unschädlich zu machen.

Darlegung des Wesens der Erfindung Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anlage zu entwickeln, die sicherstellen, daß einerseits bei der Verbrennung von organische Substanzen enthaltenden Abfällen die Bildung von hochtoxischen Dioxinen verhindert wird, die

andererseits aber auch, auch bei Verfeuerung nur von Kohle, gewährleisten, daß erst gar nicht größere Mengen an Stickoxiden entstehen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelobt, daß die aus der Wirbelschichtfeuerung abziehenden Rauchgase

zusammen mit dem mitgeführten Flugstaub in einer nachgeschalteten Erhitzungszone auf eine Temperatur von mindestens 900⁰C erhitrt werden.

Durch die Erfindung gelingt es somit, hochgiftige Dioxine, die bekanntlich bei Temperaturen oberhalb 900⁰C, vorzugsweise

zwischen 1000 und 120O⁰C, zu ungiftigen organischen Substanzen oxidieren, unschädlich zu machen.

Die Aufheizung der Rauchgase aus der Wirbelschichtfeuerung auf eine Temperatur von mindestens 900⁰C kann sowohl durch direkte, beispielsweise durch Vermischen mit einem Heißgas, oder auch durch indirekte wärmezufuhr mittels »ines geeigneten Wärmetauschers erfolgen.

Besonders vortellheft erweist es sich Jedoch, wenn die heißen Rauchgase der Wirbelschichtfeuerung direkt in den Feuerungsraum eines neu zu errichtenden oder auch bereits vorhandenen !ndustriekesnels, wie beispielsweise des Dampferzeugers eines Kohlekraftwerkes, eingeleitet werden. Auf diese Weise kann die vorhandene Infrastruktur einer derartigen Kesselanlage mit den Wärmetauscherflächen zur Auskopplung der erzeugten Warne sowie der. Einrichtungen zur Staubabscheidung und Rauchgasreinigung auch für die Rauchgase »us der Wirbelschichtfeuerung voll genutzt werden. Zudem ist durch die hohen Verbrennungstemperaturen In derartigen Industriekesselanlagon mit Sicherheit gewährleistet, daß im Rauchgas der Wirbelschichtfeuerung mitgeführte Dioxlne in unschfldlicha Stoffe umgewandelt werden. Selbstverständlich können nach der Erfindung die zu verbrennenden Abfallstoffe auch in Mischung mit anderen organischen Substanzen, wie z. B. Stein- oder Braunkohle, verbrennt werden, wobei dann die gesamte Menge der anfallenden Rauchgase auf die Mindesttemporatur von 900°C zu erhitzen ist. Eine solche Vorgehensweise dürfte sich immer dann als sinnvoll erweisen, wenn an einem vorhandenen Standort bereits eine größere Wirbelschichtanlage in Betrieb ist.

In der Regel wird die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Wirbelschichtfeuerung ohne Tauchheizflächen, d.h. ohne Wärmetauscherflächen In der Wirbelschicht eingesetzt, wobei die Regelung dtr Temperatur durch die Regelung des Stoffumsatzes erfolgen kann.

Bei einem kohlebefeuerten Dampferzeuger gelingt es durch die gasseltige Vorseheitung einer Wirbelschichtfeuerung, die ΝΟχ-Emlseion primäreeitig sehr viel stärker zu reduzieren als bei allen anderen bekannten Verfahren. Die Verv 'endung einer Wirbelbettkammer ohne eingebaute Wärmetauscherheizflächen ermöglicht es, ^rnit einer reduzierenden, d. h. sauerstoffarmen Wirbelschicht zu arbeiten, ohne eine Auskühlung der Wirbelschicht befürchten zu müssen. Auch kann auf eine Kühlung der Umfas'jungswände verzichtet werden. Dadurch kann die Stickoxidbildung weiter verringert werden. Die erzeugte Wärme wird mittels des Rauchgases aus der Wirbelschichtfeuerung ausgetragen und kann beispielsweise in dem nachgeschalteten Industriekessel zusammen mit der dort erzeugten Wärme an einen Dampfkreislauf oder einen sonstigen Wärmeverbraucher abgegeben werden. Zur Regelung der Temperatur in der Wirbelschichtfeuerung auf ein konstantes Temperaturniveau von beispielsweise 800°C erweist es sich als zweckmäßig, einen Teil der abgekühlten und ggf. bereits gereinigten Rauchgase aus dem nachgeschalteten Industriekessel als Kühlmedium kontinuierlich in die Wirbelschichtfeuerung zurückzuleiten.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann die Kühlung der Wirbelschichtfeuerung aber auch durch Wirbelbettmaterial, welches kontinuierlich In die Wirbelschichtfeuerung eingeleitet wird, erfolgen. Wird die Wirbelschichtfeuerung in Kombination mit dem Dampferzeuger eines Kraftwerkes betrieben, erweist es sich als vorteilhaft, die im Kessel des Dampferzeugers anfallende Grobasche als Wirbelbettmaterial zu verwenden. Nach ihrer reibungsbedingten Zerkleinerung wird die Grobasche dann als Flugasche zusammen mit dem Rauchgas abgezogen. Diese Verfahrensweise hat den Vorteil, daß nicht nur das Rauchgas, sondern iuch die Bettasche in den nachgesc^itp'an Dampferzeuger eingeleitet und dort den angestrebten hohen Temperaturen ausgesetzt wrd, so daß auch über die Bettasche keine toxischen Bestandteile aus der Wirbelschichtfeuerung ausgetragen werden können.

Anstelle von Grobasche aus dem Kessel des Kraftwerkes kann selbstverständlich auch ein Teil der im Elektrofilter des Kraftwerkes anfallenden groben Flugasche als Wirbelschichtmaterial verwendet werden. Falls im Falle der Verfeuerung von organischen Abfällen keine Wärmequelle bzw. kein Industriekessel für die Hochtemperaturbehandlung der Rauchgase und der Flugasche der Wirbelschichtanlage zur Verfügung steht, ist es nach einem weiteren Merkmal auch In diesem Falle möglich, die Abfallstoffe in der Wirbelschicht bei geringerer Luftzufuhr nur partiell zu CO zu verbrennen, d.h. zu vergasen, und das CO-haltigo Vergasungsprodukt dann In einer nachgeschalteten Feuerung bei entsprechend höheren Temperaturen zu CO₂ welterzuverbrennen. Auch in diesem Fülle gelingt es, die im Vergasungsprodukt der Wirbelschichtanlage mitgeführten toxischen Dloxine bei den entsprechend hohen Temperaturen in unschädliche Produkte umzuwandeln.

Ausfflhrungsbeisplel Weitere Erläuterungen zu dr.r Erfindung sind den in den Figuren 1 und 2 schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen zu

entnehmen.

Es zeigen:

hg. 1: »Ine erfindungsgemäße Feuerungsanlage zur Verbrennung insbesondere von organische Substanzen enthaltenden

Abfällen

Fig. 2: eine erfindungsgemäße Feuerungsanlage am Beisphl einer Dampferzeugungsanlage.

Die Fiyur 1 zeigt sehen atisch eine Wirbelschichtfeuerung 1 mit einem Wirbelbett 11, in dem über Leitung 12 zugeführte organische Abfallstoffe, denen ggf. über Leitir.g 13 Kohle zugemischt werden kann, bei einer mittleren Verbrennungstemperatur von etwa 800⁹C verbrannt werden.

Der Wirbelschichtfeuerung 1 ist im gezeigten Beispiel der Figur 1 rauchgasseitig ein mit Kohlenstaub 21 — unter Zufuhr von Frischluft 22—befeuerter Dampferzeuger 2, beispielsweise eines Kohlekraftwerkes, nachgeschal'.et. Über Leitung 14 werden die Rauchgase der Wirbelschichtfeuerung 1 einschließlich mitgerissener Brennstoff- und Ascheteilchen unterhalb der Feuerungszone 23 in den Dampferzeuger 2 eingeleitet. Beim anschließenden Durchströmen der Feuerungszone 23 des Dampferzeugers 2 werden die eingeleiteten Rauchgase der Wirbelschichtfeuerung 1 auf Temperaturen oberhalb 900⁰C, vorzugsweise auf Temperaturen zwischen 1OOO'C und 1200^sC, erhitzt.

Dabei werden ggf. in der Wirbelschichtfeuerung 1 entstandene und im Rauchgas mitgeführte Schadstoffe wie Dioxins zerstört. Die vermischten Rauchgase der Wirbelschichtfeuerung 1 und des Dampferzeugers 2 werden, nachdem sie den wesentlichen Teil ihrer Wärme über einen Wärmetauscher 24 an das zu verdampfende Wasser abgegeben haben, über Leitung 25 abgezogen, in einem Elektrofilter 3 entstaubt, in einem Wärmetauscher 5 ggf. weiter abgekühlt, in einer Rauchgaswäsche 4 gereinigt und zum überwiegenden Teil über Leitung 41 'n ι** 'Atmosphäre abgeleitet.

Ein Teil der Rauchgase wird—entweder über Leitung 42 vor der Rauchgaswäsche 4 oder über Leitung 43 nach der Rauchgaswäsche 4—abgezweigt und über Leitung 44 sowie ein Druckerhöhungsgebläse 26 zusammen mit über Leitung 27 angesaugter Frischluft in das Wirbelbett 11 zurückgeführt. Dabei kann über die Mengen des zugeführten Brennstoffes, der angesaugten Frischluft sowie des rezirkulierten Rauchgates die in der Wirbelschichtfeuerung 1 angestrebte Verbrennungstemperatur von etwa 800⁰C eingehalten werden, wobei es zur Begrenzung der Strömungsgeschwindigkeit im Wirbelbett 11 zweckmäßig sein kann, einen Teil der rückgeführten kalten Rauchgase ausschließlich zum Zwecke der Wärmeabfuhr aus der Wirbelschichtfeuerung i über Leitung 45 oberhalb des Wirbelbettes 11 in die Wirbelschichtfeuerung 1 einzuleiten.

Von der aus dem Dampferzeuger 2 über Leitung 28 abgezogenen Asche wird die Grobasche abgetrennt und über Leitung 29, ggf. nach zusätzlicher Abkühlung, als Bettmaterial in das Wirbelbett 11 zurückgeführt. Infolge der Reibung im Wirbelbett 11 wird die Grobasche nach und nach zerkleinert und als Flugstaub zusammen mit den Rauchgasen in den Dampferzeuger 2 mitgerissen. Ebenso kann aus der im Elektrofilter 3 abgeschiedenen Flugasche der grobkörnige Anteil abgetrennt und über Leitungen 31 und 29 in das Wirbeibett 11 zurückgeführt werden. Dir/ mittel- und feinkörnigen Anteile werden über Leitung 32 abgezogen. Die Flg. 2 zeigt in schematischer Darstellung das Beispiel einer erfindungspimäßen Dampferzeugeranlage. Diese besteht aus einem Dampferzeuger 2, der im Ausführunpsbeispiel mit einer Kolbenstaub; luerung 30 ausgestattet ist. Die Umfassungen ände 40 des Dampferzeugers 2 sind als Flossenrohrwände ausgebildet und in an sich bekannter Weise zusammen mit den übrigen Wärmetauscherheiztfächen 24 des Dampferzeugers 2 an einen hier nicht weiter dargestellten Wasserdampfkreislauf angeschlossen. An der den Dampferzeuger 2 vorlassenden und zum Kamin 8 führenden Rauchgasleitung 9 sind ein Staubfilter 3, ein Saugzuggebläse 10 und eine Rauchgasentschwefelungsanlage 4 angeschlossen. Dem Dampferzeuger 2 ist gassoitlg eine Wirbelschichtfeuerung 1 mit stationärem Wirbelbett 11 vorgeschaltet. Deren Düeenboden 15 ist an eine Gasleitung 16 angeschlossen, die mit einem Zweig an den die Rauchgasentschwefelungsanlage 4 verlassenden Teil der Rauchgasleitung 9 und mit einem anderen Zweig an eine Frischluftansaugöffnung 17 angeschlossen ist. In dieser Gasleitung 1 β ist e!n Gasverdichter 18 ?ur Erzeugung der nötigen Druckdifferenz am Düsenboden 15 eingebaut. Sowohl in dem zur Rauchgasleitung 9 als auch zu dem zur Frischluftansaugöffnung 17 führenden Zweig der Gasleitung 16 ist je ein Regelventil 19,20 elnrjebaut. DIo Wirbelschichtfeuerung 1 ist darüber hinaus oberhalb des stationären Wirbelbettes 11 über eine zusätzliche Gasleifir j 42 mit der Rauchgasleitung 9 verbunden. Diese zweigt unmittelbar hinter dem Saugzuggebläse 10 von der RauchgasleitUi. ^ 9 eb. Auch in dieser zusätzlichen Gasleitung ist ein Regelventil 6 eingebaut. Darüber hinaus ist die Wirbel; chichtfeuerung 1 an eine Brennstoffversorgungsleitung 53 angeschlossen, die ihrerseits wiederum mit einem Kohlebunker 54 und einem Kalkbunker 55 verbunden ist.

Die Abgasleitung 56 der Wirbelschichtfeuerung 1 mündet am unteren Ende des Dampferzeugers 2. Oberhalb der Ebene der Mündungen der Abgasleitungen 56 der Wirbelschichtfeuerung 1 im Dampferzeuger 2 ist der Brenner 57 der Kohlenstaubfeuerung 30 in der Umfassungswand 40 des Dampferzeugers 2 eingebaut. Der Bronner 57 ist über eine Brennstoffleitung 58 an einen Kohlebunker 59 und über eine Frischluftleitung an ein Frischluftgebläse 33 angeschlossen Zusätzlich besteht die Möglichkeit, die beiden Gasleitungen 16,42 über eine gestrichelt angedeutete Shuntleitung 62 zu verbinden. Auch kann die Dampferzeugeranlage mit einer weiteren gestrichelt angedeuteten Hilfsleitung 63 ausgerüstet & )in, die einerseits an die Gasleitung 16 unmittelbar vor dem Gasverdich icr 18 anschließt und diese mit der Frischluftleitung 22 des Dampferzeugers 2 verbindet. In diese Hilfsleitung 63 ist ein Rauchgasgebläse 34 eingebaut.

Beim Betrieb der Dampferzeugeranlage wird dem Kohlebunker 59 feingemahlene Kohle entnommen und zusammen mit der vom Frischluftgebläse 33 geförderten Frischluft dem Kohlenstaubbrenner 57 zugeführt. Die sich bei der Verbrennung bildenden heißen Rauchgase durchströmen den Dampferzeuger 2, heizen dabei dessen Umfassungswände 40 und die in den Dampferzeuger 2 hineinragenden Wärmetauscherrvaizflächen 24 auf und verlassen den Dampferzeuger 2 stark abgekühlt über die Rauchgasleitung 9. In dem an der Rauchgasleitung 9 angeschlossenen Staubfilter 3, im Ausführungsbeispiel ein Elektrofilter, werden die Staubpartikel zurückgehalten. Das das Staubfilter 3 verlassende entstaubte Rauchgas wird über das Saugzuggebläse 10 in die Rauchgasentschwefelungsanlage 4 gedrückt und dort von den verbliebenen Schwefelbestandteilen befreit und in den Kamin 8 entlassen.

Über die an die Rauchgasleitung 9 zwischen der Rauchgasentschwefelungsanlage 4 und dem Kamin 8 abzweigende Gasleitung 16 wird Ri uchgas über den Gasverdichter 18 angesaugt und durch den Düsenboden 15 der Wirbelschichtfeuerung 1 gedruckt. Diesem Rauchgas ist zuvor über die Frischluftansaugöffnung 17 Frischluft beigemischt worden. Das erforderliche Mischungsverhältnis, d.h. der erforderliche Sauerstoffgehalt, läßt sich durch die sowohl an der Frischluftansaugöffnung 17 als auch in den zur Rauchgasleitung 9 führende Zweige der Gasleitung 16 eingebauten Regelventile 19,20 einstellen. Über die Brennstoffversorgungsleitung 53 wird der Wirbelschichtfeuerung 1 feingemahlene Kohle sowie eine vorgegebene Menge Kalk zugeführt. Die In die Wirbelschichtfeuerung 1 eingeführten Kohlenpartikel oxidieren in dem Wirbelbett 11, wobei infolge der unterstöchiometrischen Sauerstoffzugabe überwiegend Kohlenmonoxid entsteht. Der im Brennstoff enthaltene Schwofel wird durch den der Kohle beigemischten Kalk noch im Wirbelbett 11 zu Gips gebunden und mit der Asche in hier nicht weiter dargestellter Weise abgeführt. Die zur Einbindung des Schwefels zuvor erforderliche Oxidation desselben begrenzt das Ausmaß der unterstöchiometrischen Sauerstoffbeigabe im Wirbelbett 11. Oberhalb des Wirbelbettes 11 läßt sich dann die Bildung von Stickoxiden durch Zugabe größerer Mengen von Rauchgasen über die zusätzliche Gasleitung 42 nicht nur stoppen, sondern sogar in geringfügigem Maße bereits gebildete Stickoxide reduzieren. Darüber hinaus kann die Temperatur in der Wirbelschichtfeuerung 1 durch die Zumischung kühler Rauchgase abgesenkt und auf diese Weise die Bildungsrate von Stickoxiden weiter herabgesetzt werden.

Um die Temperatur im Wirbelbett 11 auf den geringstmögüchen Wert zu halten, ist die Wirbelschichtfeuerung 1 ohne gekühlte Umfassungswände und ohne sonstige Wärmetauscherheizflächen ausgeführt. Dadurch werden örtliche Temperrlursenken im Wirbelbett 11 vermieden, von denen sonst ein Verlöschen des Umsaztes im Wirbelbett 11 ausgehen könnte. Schließlich führt dio Einleitung von Rauchgas über die zusätzliche Leitung 42 dazu, daß der Heizwert des Abgases der Wirbelschichtfeuerung 1, das über die Abgasleitung 56 in dem Dampferzeuger 2 eingespeist wird, stark herabgesetzt wird. Dies wiederum führt zu einer geringeren Brenntemperatur dieser Gase im Dampferzeuger 2 und setzt auch dort die Stickoxidbildung herab. Der Kohlensteubbrenner 57 ist seinerseits wiederum die Voraussetzung für die stärkere Beimischung von Rauchgasen aus dem Dampferzeuger 2 zu den Abgasen der Wirbelschichtfeuerung 1. Denn ohne die Flamme des Koh.'enstaubbrenners 57 könnte

sonst das über die Abgasleitung 58 zugeführte extrem heizwertarme Abgas aus der Wirbelschichtfeuerung 1 nicht zuverlässig im Dampferzeuger 2 brennen.

Die Sjiuntleitung 62 ermöglicht es, der Wirbelschichtfeuerung 1 wahlweise Rauchgas zuzumischen und dieses vor der Rauchgasentschwefelungeanlage 4 der Rauchgasleitung 9 mit einer etwas höheren Temperatur oder hinter der Rauchgasentschwefelungsanlage 4 mit einer etwas niederen Temperatur zu entnehmen. So läßt sich die Temperatur in der Wirbelschichtfeuerung 1 zusatzlich zu den bereits geschilderten Maßnahmen regulieren. Schließlich läßt sich auch die Flammtemperatur des Kohlenstrubbrenners 57 des Dampferzeugers 2 dadurch vermindern, daß der Frischluftleitung 22 Rauchgas über die Hilfsleitung 63 beigemischt wird. Hierzu !st in der vordem Gasverdichter 18 abzweigenden Hilfsleitung 63 ein weiteres Rauchgusgebläse 34 eingebaut.

Es ist ein Vorteil dieser Dampferzeugeranlage, daß in der vorgeschalteten Wirbelschichtfeuerung 1 bereits ein Großteil des Schwefelgehalts durch die Zugabe von Kalk in Gips eingebunden und mit der Asche der Wirbelschichtfeuerung 1 abgeführt werden kann. Hierdurch verringert sich der Aurwand fürdie Rauchgasentschwefelung. Wird dann für den Kohlenstaubbunker 59 noch eine andere, 8c>wefelärmere Kohlensorte benutzt als für den Kohlenbunker 54, so nähert man sich auch ohne Rauchgastntschwefeluiigsanlage den diesbezüglichen gesetzlich vorgeschriebenen Grenzwerten. Des weiteren wird durch die unterstöchiometrlsche Verbrennung in der Wirbelschichtfeuerung 1 und der Einleitung abgekühlter Rauchgase über die zusätzliche Gasleitung 42 die Temperatur im Wirbelbett 11 auf Werte abgesenkt, bei denen sich kaum noch Stickoxide bilden können. Dadurch, daß die Wirbelschichtfeuerung 1 ohne gekühlte Umfassungswände und Wärmetauscherheizflächen ausgeführt Ist, werden lokale Temperatursenken im Wirbelbett 11 vermieden, was bei diesen niedrigen Temperaturen die Gefahr einer örtlichen Unterkühlung des Wirbelbettes 11 mit der Folge des Verlöschens vermindert. Darüber hinaus wird die Bildungsrate der Stickoxide in der Wirbelschichtfeuerung 1 auch dadurch zusätzlich verringert, daß der Wirbelschichtfeuerung 1 Frischluft in unterstöchiometrischer Menge zugeführt wird. Dieser Sauerstoffmangel behindert die Stickoxidbildung zusätzlich. Die die Wirbelschichtfeuerung 1 verlassenden Gase, die im wesentlichen aus Kohlenmonoxid bestehen, denon über eine andere Gasleitung zur Heizwertherabsetzung weiteres Rauchgas beigemischt ist, verbrennen in der sauerstoffhaltigen Atmosphäre des Dampferzeugers 2 mit relativ niedriger Temperatur, so daß auch hier im Dampferzeuger 2 kaum Stickoxide entstehen

Schließlich wird auch die Flamme des Kohlenstaubbrenners 57 des Dampferzeugers 2, die zugleich auch die Abgase der Wirbelschichtfeuerung 1 verbrennt, reiber durch die Zumischung von Rauchgasen aus. der Hilfsleitung 63 gekühlt, so daß auch hier kaum Stickoxide entstehen.

Durch die dem Dampferzeuger 2 vorgeschaltete Wirbelschichtfeuerung 1 und die Vorschaltung der einzelnen zur Wirbelschichtfeuerung 1 führenden Gasleitungen 16,42 sind die Betriebsbedingungen des Dampferzeugers 2 in weiten Grenzen regelbar und werden die Vorteile beider Einzelfeuerungssysteme verstärkt genutzt, um die Bildung von Stickoxiden primärseitig so st&rk zu unterdrücken, daß sie euch ohne eine dem Rauchgasstrom nachgeschaltete DENOX-Anlage den Imissionsbedingungen genügen kann.

Claims (23)

1. Vorfahren zur Verbrennung von Kohle und/oder organische Substanzen enthaltenden Abfallstoffen,wie Hausmüll, Industriemüll und ähnlichem, unter Verwendung einer Wirbelschichtfeuerung mit einer mittleren Verbrennungstemperatur von e'wa 800⁰C, dadurch gekennzeichnet, daß die aus der Wirbelschichtfeuerung abziehenden Rauchgase zusammen mit dem mitgeführten Flugstaub in einer nachgeschalteten Erhitzungszone auf eine Temperatur von mindestbi >s 900⁰C erhitzt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rauchgase der Wirbelschichtfeuerung in den Feuerungsraum e'inns Industriekessels eingeleitet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rauchgase in den Feuerungsraum des Dampferzeugers eines Kohlekraftwerkes eingeleitet werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Wirbelschichtfeuerung Abfallstoffe in Mischung mit Kohle verbrannt werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der den uidustriekessel verlassenden Rauchgase nach erfolgter Abkühlung und ggf. Reinigung kontinuierlich i.i die Wirbelschichtfeuerung zurückgeführt werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dnriurch gekennzeichnet, daß als Bettmaterial für die Wirbelschichtfeuerung Grobasche aus dem Kessel des Kohlekraftwerkes verwendet wird, wobei die Grobasche nach ihrer reibungsbedingten Zerkleinerung in der Wirbelschichtfeuerung als Flugasche zusammen mit dem Rauchgas erneut dem nachgeschalteten Kessel zugeführt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Bettmaterial für die Wirbelschichtfeuerung grobkörnige Flugasche aus dem Elektrofilter eines Kohlekraftwerkes verwendet wird.

8. Verfahren nach e'nem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kohle oder die Abfullstoffe bzw. die Mischungen aus Kohle und Abfallstoffen in der Wirbelschicht zumindest teilweise nur partiell oxidiert werden und daß das bei der partiellen Oxidation entstehende Kohlenmonoxid in einem nachgeschalteten Feuerungsraum bei Temperaturen oberhalb 900⁰C zu Kohlendioxid verbrannt wird.

9. Feuerungsanlage mit einem integrierten Dampferzeuger, einem Frischluftgebläse, einer Entstaubungsanlage und einer Rauchgasentschwefelungsanlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis B, dadurch gekennzeichnet, daß dem Dampferzeuger (2) gasseitig eine Wirbelschichtfeuerung (1/ohne eingebaute Wärmetauschheizflächen vorgeschaltet ist, deren Betriebstemperatur durch Regelung des Stoffumsatzes einstellbar ist.

10. Feuerungsanlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirbelschichtfeuerung (1) ohne gekühlte Umfassungswände ausgeführt ist.

11. Feuerungsanlage nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur in der Wirbelschichtfeuerung (1) durch Einleitung gereinigter kaiter Rauchgase des Dampferzeugers (2) in die Wirbelschichtfeuerung (1) einstellbar ist.

12. Feuerungsanlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Wirbelschicht (1) durch Beimischung gereinigter kalter Rauchgase des Dampferzeugers (2) zu der zum Düsanboaen (15) strömenden Verbrennungsluft einstellbar ist.

13. Feuerungsanlage nach Anspruch 7 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Wirbelschicht (1) über den O₂-Gehalt der Verbrennungsluft einstellbar ist.

14. Feuerungsanlage nach Anspruch 7 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Wirbelschicht (1) über den Heizwert des zugegebenen Brennstoffes bzw. der zugegebenen Brennstoffmischung einstellbar ist.

15. Feuerungsanlage nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Wirbelschichtfeuerung (Düber die Menge der Brennstoffzugabe einstellbar ist.

16. Feuerungsanlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die rauchgasrückführende Gasleitung (16) hinter der Rauchnasentschwefelungsanlage (4) von der Rauchgasleitung (9) des Dampferzeugers (2) abzweigt.

17. Feuerungsanlagenach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Wirbelschichtfeuerung (1) Rauchgas über eine vor der Rauchgasentschwefelungsanlage (4) abzweigende Leitung (42) zugeführt wird.

18. Feuerungsanlagenach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Rauchgas der Wirbelschichtfeuerung (V jberhalb des Wirbelbettes (11) zugeführt wird.

19. Feuerungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Dampferzeuger (2) zuströmenden Frischluft Rauchgas beimischbar ist.

20. Feuerungsanlage nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das der Dampferzeugerfrischluft beizumischende Rauchgas der Rauchgasleitung (9) hinter der Rauchgasentschwefelungsanlaga (4) entnommen wird.

21. Feuerungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rauchgas über ein Rauchgasgebläse (34) auf den Gasdruck hinter dem Frischluftgebläse (33) verdichtet wird.

22. Feuerungsanlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Wirbelschichtfeuerung (1) außer Brennstoff Kalk zugeführt wird.

23. Feuerungsanlage nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine Wirbelschichtfeuerung (1)mit stationärer Wirbelschicht (11).