DD268758A5 - PROCESS FOR FIRING BROWN COAL - Google Patents

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DD268758A5 DD88314700A DD31470088A DD268758A5 DD 268758 A5 DD268758 A5 DD 268758A5 DD 88314700 A DD88314700 A DD 88314700A DD 31470088 A DD31470088 A DD 31470088A DD 268758 A5 DD268758 A5 DD 268758A5
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Hans-Georg Jarmuzewski
Karl H Maintok
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Abstract

In particular saline brown coal with a high alkali content is burned with air in a fluidised bed (4). The resulting combustion gas is post-combusted and cooled in a cooled free space (7) above the fluidised bed (4). Via a recycling blower (15) and flue gas pipes (16), cold flue gas is blown into the fluidised bed (4) and the free space (7) in such a manner that, by virtue of the heat transfer to the cold flue gas and the cooling of the walls of the free space (7), a temperature of 780 degrees C maximum is maintained in the fluidised bed (4) and on the gas-side end of the free space (7), a wall temperature below the fusing temperature of the ash is maintained, and in the free space a post-combustion zone with a temperature of 850 degrees C maximum is maintained. <IMAGE>

Description

Die Wirbelschicht laß im Vergleich zu einer Staubfeuerung eine niedrigere Verbrennungstemperatur zu. Das kalte Rauchgas dient bei der Abwesenheit von Bündelheizflächen in der Wirbelschicht und/oder dem Freiraum als Wärmeträger zur Aufnahme der Verbrennungswärme aus der Wirbelschicht und dem Freiraum. Bei der Verfeuerung von normaler Braunkohle bedeutet das, daß durch die Rauchgasrezirkulation eine Anpassung an die jeweils wirtschaftlichste und aus kohlespezifischen Bedingungen erforderliche Verbrennungstemperatur in der Wirbelschicht und dem Freiraum gegeben ist. Bei der Verwendung von salzhaltiger Braunkohle mit einem erhöhten Alkaligehalt kann eine so niedrige Temperatur eingehalten werden, bei der eine Verdampfung der Alkalien nur zum Teil stattfindet. Die Einhaltung niedriger Wandtemperaturen im Freiraum verhindert, daß sich schwer zu entfernende Beläge an der Rohrwand ansetzen. In der Nachverbrennungszone wird durch eine gezielt einstellbare, höhere Temperatur für einen Ausbrand der aus der Wirbelschicht austretenden gasförmigen Bestandteile der Kohle und der mitgerissenen Kohlepartikel gesorgt.The fluidized bed allows a lower combustion temperature compared to a dust firing. In the absence of bundle heating surfaces in the fluidized bed and / or the free space, the cold flue gas serves as heat carrier for receiving the combustion heat from the fluidized bed and the free space. When firing normal brown coal, this means that the flue gas recirculation makes it possible to adapt to the most economical and combustion-specific combustion temperature required in the fluidized bed and the free space. When using saline lignite with an increased alkali content such a low temperature can be maintained at which the evaporation of the alkali takes place only partially. Compliance with low wall temperatures in the free space prevents difficult to remove deposits on the pipe wall set. In the post-combustion zone is provided by a specifically adjustable, higher temperature for a burnout of the emerging from the fluidized bed gaseous constituents of the coal and the entrained coal particles.

In vorteilhafter Weise kann vorgesehen werden, daß das Verbrennungsgas im Anschluß an den Freiraum in einem oder mehreren Rauchgaszügen mit darin angeordneten Heizflächen gekühlt wird, deren Wandtemperatur oberhalb der Erweichungstemperatur der Asche liegt. Auf diese Weise wird erreicht, daß die Heizflächen mit hoher Wandtemperatur, auf oenen brennstoffbedingt salzhaltige Beläge anhaften, in einen zweiten Rauchgaszug verlegt sind. Die bei der Abreinigung der Heizflächen anfallenden salzhaltigen Precukte gelangen somit nicht wieder in die Wirbelschicht, so daß ein Aufsalzen vermieden wird.Advantageously, it can be provided that the combustion gas is cooled following the space in one or more flues with arranged therein heating surfaces whose wall temperature is above the softening temperature of the ash. In this way it is achieved that the heating surfaces with high wall temperature, adhering to oenen fuel-related saline coatings, are laid in a second flue. The resulting in the cleaning of the heating surfaces salt-containing Precukte thus do not return to the fluidized bed, so that a salting is avoided.

Weiterhin ist es vorteilhaft, daß ein Teil cer Asche aus der Wirbelschicht abgezogen wird, daß die in der Asche enthaltenen Alkalien aus der Asche ausgewaschen \λ erden und daß ein Teil der ausgewaschenen Asche in die Wirbelschicht zurückgeführt wird. Diese Maßnahmen dienen der Aufrechterhaltung einer für einer den Betrieb der Wirbelschicht ausreichenden Mt>nge Bettmaterials, ohne daß sich der Alkaligehalt in der Wirbelschicht anreichert.Furthermore, it is advantageous that a part of the ash is removed from the fluidized bed, that the alkalis contained in the ash are washed out of the ash and that some of the washed out ash is returned to the fluidized bed. These measures serve to maintain a bedding material which is sufficient for the operation of the fluidized bed, without the alkali content in the fluidized bed being enriched.

Ausfuhrungsbeispielexemplary

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend an der Zeichnung erläutert, die ein Verfahrensschema zur Durchführung der Erfindung darstellt.An embodiment of the invention will be explained below with reference to the drawing, which shows a process scheme for carrying out the invention.

Ein zur Verfeuerung von Braunkohle dienender Dampferzeuger ist als Mehrzug-Kessel ausgebildet und weist einen ersten Rauchgaszug 1, einen zweiten Rauchgaszug 2 und einen dritten Rauchgaszug 3 auf, die durch von Wasser und Wasserdampf durchströmte, gasdichte Rolirwändo begrenzt sind. Der erste Rauchgaszug 1 dient als Brennkammer und nimmt im unteren Teil eine Wirbelschicht 4 auf. Die Wirbelschicht 4 ist mit einer außerhalb liegenden Ascheaufbereitungsvorrichtung 5 verbunden. Oberhalb der Wirbelschicht 4 kann durch Ausbiegung eine Einschnürung 6 gebildet werden, die eine zusätzliche Vermischung der Rauchgase bewirkt. Der Innenraum des erster. Rauchgaszuges 1 ist frei von Bündelheizflächen gehalten und stellt eine Freiraum 7 dar. Der zweite und dritte Rauchgaszug 2,3 sind durch einen Kesseltrichter 8 verbunden, an dessen unterem Ende eine Austragsvorrichtung 9 angeordnet ist. In dem zweiten und dem dritten Rauchgaszug 2,3 sind Heizflächen 10,11 angeordnet, die als Überhitzer oder Economizer geschaltet sind. Zur Abreinigung der Heizfläche 10,11 sind Rußbläser vorgesehen.A serving for burning lignite steam generator is designed as a multi-train boiler and has a first flue 1, a second flue 2 and a third flue 3, which are limited by flowed through by water and steam, gas-tight Rolirwändo. The first flue 1 serves as a combustion chamber and receives in the lower part of a fluidized bed 4. The fluidized bed 4 is connected to an external ash treatment device 5. Above the fluidized bed 4, a constriction 6 can be formed by deflection, which causes an additional mixing of the flue gases. The interior of the first. Flue 1 is kept free of bundle heating surfaces and represents a free space 7. The second and third flue 2,3 are connected by a boiler hopper 8, at the lower end of a discharge device 9 is arranged. In the second and the third flue 2,3 heating surfaces 10,11 are arranged, which are connected as a superheater or economizer. To clean the heating surface 10,11 sootblowers are provided.

In der Wirbelschicht 4 dos beschriebenen Dampferzeugers wird bevorzugt salzhaltige Braunkohle verfeuert, deren Asche einen Alkalianteil von mehr als 2% enthält. Diese Kohle wird über einen Kohleeintrag 12 in die Wirbelschicht 4 eingespeist, in der sie mit Hilfe von Luft verbrannt wird. Die Luft wird über ein Gebläse 13 durch eine Luftleitung 14 in die Wirbelschicht eingespeist. Bevorzugt wird die gesamte für die Verbrennung notwendige Luft in die Wirbelschicht 4 eingetragen. Alternativ kann auch vorgesehen werden, daß ein Teil der Luft als Sekundär- und Tertiärluft in den Freiraum 7 oberhalb der Wirbelschicht 4 eingebracht wi'd. Eine solche Lufteinteilung ist besonders dann vorzusehen, wenn normale Braunkohle mit einem erhöhten Stickstoffgehall ium Einsatz kommt.In the fluidized bed 4 dos described steam generator preferably salty lignite is burned, the ash contains an alkali content of more than 2%. This coal is fed via a coal entry 12 in the fluidized bed 4, in which it is burned with the aid of air. The air is fed via a blower 13 through an air line 14 into the fluidized bed. Preferably, the entire air necessary for the combustion is introduced into the fluidized bed 4. Alternatively, it can also be provided that some of the air is introduced as secondary and tertiary air into the free space 7 above the fluidized bed 4. Such an air division is to be provided in particular when normal lignite with an increased nitrogen content is used.

Von dem kalten l'nde des Dampferzeuger; wird kaltes Rauchgas mit Abgastomporatur abgezogen und über ein Rezirkulationsgebliise 15 und Rauchgasleitungen 16 in die Wirbelschicht 4 und dun Freiraum 7 oberhalb der Wirbelschicht 4 eingespeist. Zum Ausgleich des Di uckunterschiedes innerhalb der Wirbelschicht >\ dient ein Druckerhöhungsgebläse 17. Das kalte Rauchgas nimmt die in der Wirbelschicht 4 und in der Nachverbrennungszone innerhalb des Freiraumes 7 entstehende Verbrennungswärme zum Teil auf. Die Menge und die Aufteilung des kalten Rauchgases erfolgt in der Weise, daß in der Wirbelschicht 4 und vor der ersten Heizfläche 10 in dem zweiten Rauchgaszug 2 eine Temperatur von maximal 780°C eingestellt wird. In der Nachverbrennungszone, in der die aus der Wirbelschicht 4 ausgetragenen Kohlepartikel und die brennbaren Gase nachverbrannt werden, beträgt die Gastemperatur etwa 86O0C. Über den Mediumdurchfluß durch die Rohrwände des Preiraumes 7 wird eine Wandtemperatur eingestellt, die mit etwa 400°C unterhalb der Erweichungstemperatur der Flugasche liegt. Durch die niedrig« Bettemperatur wird erreicht, daß ein Großteil der Alkalien in der Wirbelschicht 4 nicht verdampft und d-iß die Alkalichloridrt und -sulfate der Kohleasche z. B. an Kalk gebunden werden, der zusammen mit der Kohle oder getrennt davon der Wirbolschhht 4 zugeführt wird.From the cold part of the steam generator; cold flue gas is withdrawn with Abgastomporatur and fed via a Rezirkulationsgebliise 15 and flue gas lines 16 in the fluidized bed 4 and dun clearance 7 above the fluidized bed 4. To compensate for the D uckunterschiedes within the fluidized bed > \ serves a booster blower 17. The cold flue gas takes up the resulting in the fluidized bed 4 and in the post-combustion within the free space 7 combustion heat in part. The amount and the division of the cold flue gas takes place in such a way that in the fluidized bed 4 and before the first heating surface 10 in the second flue 2 a temperature of 780 ° C maximum is set. In the post-combustion zone, in which the coal particles discharged from the fluidized bed 4 and the combustible gases are post-combusted, the gas temperature is about 86O 0 C. About the Mediumdurchfluß through the tube walls of the Preiraumes 7, a wall temperature is set at about 400 ° C below the Softening temperature of the fly ash is. Due to the low bed temperature, it is achieved that a large proportion of the alkalis in the fluidized bed 4 are not evaporated and the alkali chlorides and sulfates of the coal ash are dehydrated. B. are bound to lime, which is fed together with the coal or separately from the Wirbolschhht

Eir. längerer kontinuierlicher Betrieb mit salzhaltiger Braunkohle führt zu einer Aufkonzentration des Salzgehaltes und zu einer Gleichkornbildur.q in cer Wirbelschicht, wodurch eine gleichmäßige Fluidisierung eingeschränkt wird. Aus diesem Grund ist es erforderlich, kontinuierlich Bettasche abzuziehen. Ein Teil der Bettasche wird aus diesem Grund aus der Wirbelschicht 4 über eine Ascheleitung 18 abgeführt, gekühlt und der Ascheaufbeieitungsvorrichtung 5 zugeführt. Die Ancheaufbereitunysvonichtung ist mit einem Zulauf 19 und einer Mischeinrichtung 20 ve.sehen. Durch die Behandlung der Ascho mit einem Lösungsmittel in der Ascheaufbei oitungsvorrichtung 5 wird ein großer Toil der Asche bzw. der Alkalien gelöst und üoer eine Abflußleitt ng 21 entfernt. Auf diese Weise wird das Bettmaterial zur Bindung der Sulfate und der Chloride reaktiviert. Die reaktivierte Asche wird zur Aufrechterhaltung des salzfreien Bettmateri?ls in die Wirbelschicht 4 zurückgeführt. Die Rückführung der Ascho kanr. direkt oder über den Kohleeintrag 12 erfolgen. Ein Teil der aufbereiteten Asche kann aus dem System über eine Ablauflei'ung 22 entfernt werden.Eir. Prolonged continuous operation with salty brown coal leads to a concentration of the salt content and to a Gleichkornbildur.q in the fluidized bed, whereby a uniform fluidization is limited. For this reason, it is necessary to continuously pull off bed ash. For this reason, part of the bed ash is removed from the fluidized bed 4 via an ash line 18, cooled and fed to the ash processing device 5. The Ancheaufbereitunysvonichtung is seen with an inlet 19 and a mixer 20 ve.sehen. By treating the ash with a solvent in the Ascheaufbei oitungsvorrichtung 5 a large Toil of the ash or alkalis is dissolved and üoer a drainage ng 21 removed. In this way, the bed material is reactivated to bind the sulfates and the chlorides. The reactivated ash is returned to the fluidized bed 4 to maintain the salt-free bed material. The return of the ascho kanr. directly or via the coal entry 12 done. A portion of the processed ash may be removed from the system via a drain line 22.

Claims (3)

1. Verfahren zum Verfeuern von Braunkohle, insb. von salzhaltiger Braunkohle mit erhöhtem Gehalt an Alkalien, zur Dampferzeugung, wobei die Kohle in einer Wirbelschicht mit Luft verbrannt und das entstehende Verbrennungsgas in einem gekühlten Freiraum oberhalb der Wirbelschicht nachverbrannt und gekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, daß kaltes Rauchgas in die Wirbelschicht und den Freiraum eingeblasen wird und daß durch die Wärmeabgabe an das kalte Rauchgas und die Kühlung der Wände der Wirbeischicht und des Freiraums in der Wirbelschicht und an dom gasseitigen Ende des Freiraums eine Temperatur von maximal 780cC und eine Wandtemperatur unterhalb der Erweichungstemperatur der Asche sowie in dem Freiraum eine Nachverbrennungszone mit einer Temperatur von maximal 85O0C eingehalten werden.1. A process for firing lignite, esp. Of salty lignite with an increased content of alkalis, for steam generation, wherein the coal is burned in a fluidized bed with air and the resulting combustion gas is post-combusted and cooled in a cooled space above the fluidized bed, characterized that cold flue gas is injected into the fluidized bed and the space and that by the heat to the cold flue gas and the cooling of the walls of the fluidized bed and the free space in the fluidized bed and dom gas side end of the free space, a maximum temperature of 780 c C and a wall temperature below the softening temperature of the ashes and in the free space a post-combustion zone with a maximum temperature of 85O 0 C are maintained. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbrennungsgas im Anschluß an den Freiraum in einem oder mehreren Rauchgaszügen mit darin angeordneten Heizflächen gekühlt wird, deren Wandtemperatur oberhalb der Erweichungstemperatur der Asche liegt.2. The method according to claim 1, characterized in that the combustion gas is cooled following the free space in one or more flues with heating surfaces arranged therein, whose wall temperature is above the softening temperature of the ash. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Asche aus der Wirbelschicht abgezogen wird, daß die in der Asche enthaltenen Alkalien aus der Asche ausgewaschen werden und daß ein Teil der ausgewaschenen Asche in die Wirbelschicht zurückgeführt wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that a portion of the ash is withdrawn from the fluidized bed, that the alkalis contained in the ash are washed out of the ash and that a part of the washed out ash is returned to the fluidized bed. Hierzu 1 Seite ZeichnungFor this 1 page drawing Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verfeuern von Braunkohle, insbesondere von salzhaltiger Braunkohle mit erhöhtem Gehalt an Alkalien, zur Dampferzeugung, wobei die Kohle in einer Wirbelschicht mit Luft verbrannt und das entstehende Verbrennungsgas in einem gekühlten Freiraum oberhalb der Wirbelschicht nachverbrannt und gekühlt wird.The invention relates to a method for firing lignite, in particular saline lignite with an increased content of alkalis, for steam generation, wherein the coal burned in a fluidized bed with air and the resulting combustion gas is post-combusted and cooled in a cooled space above the fluidized bed. Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art Braunkohlen normaler Zusammensetzung lassen sich in Staubfeuerungen und Wirbelschichtfeuerungen von Dampferzeugern verbrennen. Weist jedoch die Asche der Braunkohle ein ungünstiges Verhältnis von sogenannten basischen Bestandteilen wie CaO und rV αO zu sogenannten sauren Bestandteilen wie SiOj und AI2O3 bei Anwesenheit von Alkalien auf, so werden die Praunkohlen um so schwieriger verfeuerbar, je höher das Basen/Säurenverhältnis und der Alkaligehalt werden (BRAUNKOHLE 1976, Nr. 6, S. 206-217). Diese Braunkohlen sind dann entweder nur unter Verwendung von Sonderkonstruktionen verfeuerbar oder gelten als für die Verfeuerung nicht geeignet. Als Sonderkonstruktion an staubgefeuerten Kesseln kommt u.a. eine niedrige Flammentemperatur durch Rückführung von kaltem Rauchgas in Frage.Lignite of normal composition can be burned in dust firing and fluidized bed combustion of steam generators. However, if the ashes of brown coal have an unfavorable ratio of so-called basic constituents such as CaO and rV αO to so-called acidic constituents such as SiO 2 and Al 2 O 3 in the presence of alkalis, then the higher the base / acid ratio, the more difficult it becomes to burn briquettes and the alkali content (BRAUNKOHLE 1976, No. 6, pp. 206-217). These lignites are then either only using special constructions verfeuerbar or are not suitable for the combustion. A special design of dust-fired boilers is, inter alia, a low flame temperature by recycling cold flue gas in question. Es ist auch schon vorgeschlagen worden (DD-PS 215144), salzhaltige Braunkohlen in einer Wirbelschicht zu verbrennen. Bei diesem Verfahren wird zur Bindung der in der Asche vorhandenen Alkalien der Wirbelschicht ein Additiv in einer vorgegebenen Körnung zugegeben. Die verwendete Bettemperatur von 780 bis 9000C läßt Schwierigkeiten durch eine zumindest teilweise Verdampfung der Alkalien erwarten.It has also been proposed (DD-PS 215144) to burn salty lignite in a fluidized bed. In this method, an additive in a given grain size is added for binding the alkalis present in the ash of the fluidized bed. The bed temperature used from 780 to 900 0 C causes difficulties due to at least partial evaporation of the alkalis. Weiterhin ist es bekannt (US-PS 4295817, US-PS 4433631), die Temperatur in der Wirbelschicht dadurch zu kontrollieren, daß Rauchgas in der Wirbelschicht oder in dem Freiraum oberhalb der Wirbelschicht eingeblasen wird.It is furthermore known (US Pat. No. 4,295,817, US Pat. No. 4,433,631) to control the temperature in the fluidized bed by blowing in flue gas in the fluidized bed or in the free space above the fluidized bed. Ziel der ErfindungObject of the invention Es ist das Ziel der Erfindung, ein Verfahren zur Verbrennung von salzhaltiger Braunkohle zu schaffen, mit dessen I fe dieser Rohstoff besser als bisher zur Energieumwandlung herangezogen werden kann.It is the object of the invention to provide a process for the combustion of salty lignite, with whose I fe this raw material can be used better than before for energy conversion. Darlegung des Wes ms der ErfindungExplanation of the Wes ms of the invention Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Verfeuerung von salzhaltiger, bisher nur bedingt einsetzbaren Braunkohle zu schaffen, bei dem sich die günstigste Verbrennungstemperatur in der Wirbelschicht und dem Freiraum einstollen läßt.The invention has for its object to provide a method for burning of saline, hitherto only partially usable lignite, in which the most favorable combustion temperature in the fluidized bed and the clearance can grout. Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß kaltes Rauchgas in die Wirbelschicht und den Freiraum eingeblasen wird und daß durch die Wärmeabgabe an das kalte Rauchgas und die Kühlung der Wände der Wirbelschicht und des Freira ums in der Wirbelschicht und an dem gasseitigen Ende des Freiraums .sine Temperatur von maximal 7800C und eine Wandtemperatur unterhalb der Erweichungstemperatur der Asche sowie in dem Freiraum eins Nachverbrennungszone mit einer Temperatur von maximal 850°C eingehalten werden.This object is achieved in a generic method according to the invention that cold flue gas is injected into the fluidized bed and the free space and that by the heat to the cold flue gas and the cooling of the walls of the fluidized bed and the Freira ums in the fluidized bed and at the gas end the free space .sine temperature of a maximum of 780 0 C and a wall temperature below the softening temperature of the ash and in the free space of a post-combustion zone are maintained at a temperature of 850 ° C maximum.
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