DD269197A5 - Verfahren zum verbrennen salzreicher kohle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbrennen salzreicher Kohle. Bevor salzreiche Kohle mit einem Chlorgehalt von mindestens 5%, einem Gesamtgehalt an Alkalichlorid und Alkalisulfat in der Asche der Kohle von mindestens 10%, mit Korngroessen der Kohle von unter 12 mm und mit einem Schmelzpunkt der Asche von hoechstens 800C verbrennt, werden die Kohlekoerner mit mindestens einem Oxid, Hydroxid, Carbonat oder Sulfat des Calciums oder Magnesiums mindestens teilweise umhuellt. Die umhuellte Kohle wird bei einer hoechsten Temperatur, die ueber dem Schmelzpunkt der Asche der unbehandelten Kohle liegt, verbrannt. Die Umhuellung sorgt dafuer, dass die Asche nicht schmelzfluessig wird. Die durch eine Umhuellung impraegnierte Kohle kann in der Wirbelschicht, der zirkulierenden Wirbelschicht oder auch im Etagenofen verbrennen. Vorzugsweise wird die so vorbehandelte Kohle zusammen mit Inertmaterial verbrannt.
Description
MS
Verfahren zum Verbrennen ealzreicher Kohle Anwendungegebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbrennen ealzreicher Kohle mit einem Chlorgehalt von mindestens 5 %t einem Gesamtgehalt an Alkalichlorid und Alkalisulfat in der Asche der Kohle von mindestens 10 %t mit Korngrößen der Kohle von unter 12 mm und mit einem Schmelzpunkt der Asche von höchstens 800 °C«
Bei der Verbrennung salzreicher Kohle mit ihrem sehr niedrigen Schmelzpunkt der Asche wird die Asche bei der Verbrennung schmelzflüssig· Dies führt zu verfahrenetechniechen Schwierigkeiten, besondere bei einer Verbrennung in der Wirbelschicht, der zirkulierenden Wirbelschicht oder im Etagenofen·
Aue der OE-PS 1 546 630 iet ein Verfahren zu- Verbrennung ealzreicher Kohle in einer Staubfeuerungeanlage bekannt« Hierbei wird die Kohle in feingemahlenem Zustand zunächst durch Teilverbrennung entgast» wobei Kaolin ale Alkalibindemittel zugegeben wird. Diese Maßnahmen erfolgen bei Temperaturen von etwa 1000 °C· Die Schlacke wird im flüssigen Zuetand abgezogen« Bei diesem bekannten Verfahren wird die Verflüchtigung von Alkalien vermindert*, um deren Ablagerung auf Flächen außerhalb dee Verbrennungsräume herabzusetzen· Die Alkalien werden durch den Kaolin-Zusatz in Form von Aluminium-Alkalisilikaten gebunden, esjwird aber nicht verhindert« daß eine beträchtliche Menge an Chlor und Schwefel frei wird. Die Folge
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MS 497
sind große Probleme mit der auftretenden Korrosion in den nachgeechalteten Anlageteilen·
In der OE-AS 25 Ol 503 ist ein Verfahren zur Verminderung des Schwefelgehaltee in Abgasen von Wirbelbettfeuerungen beschrieben. Hierbei wird die körnige Kohle mit Dolomit oder Kalkstein umhüllt« so daß sich bei der Verbrennung der Schwefelgehalt der Kohle zu CaSO3 und CaBO4 umsetzt und auf diese Welee gebunden wird« Aus dieser Veröffentlichung ist es auch bekannt, einem in Suspension befindlichen Kohlebrennetoff Kalk hinzuzufügen, um die Schmelztemperatur der Aeche herabzusetzen«
Es ist das Ziel der Erfindung, ein Verfahren zum Verbrennen ealzreicher Kohle zur Anwendung zu bringen, das einen wirtschaftlichen Verbrennungsprozeß gewährleistete
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Verbrennen ealzreicher Kohle mit einem Chlorgehalt von mindestens 5 %, einem Gesamtgehalt an Alkalichlorid und Alkalisulfat in der Ascht» der Kohle von mindestens 10 %, mit Korngrößen der Kohle von unter 12 mm und mit einem Schmelzpunkt der Asche von höchstens 800 0C, zu schaffen, das einen wirtschaftlichen Verbrennuhgsverlauf ohne Störungen durch den niedrigen Schmelzpunkt der Asche gewährleistet·
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Kohlekörner mit mindestens einem Oxid, Hydroxid, Carbonat oder Sulfat dee Calciums oder Magnesiums mindestens teilweise um-
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hüllt werden und die umhüllte Kohle bei einer höchsten Temperatur verbrennt, die über dem Schmelzpunkt der Aeche der unbehandeltei. Kohle liegt·
Ee hat eich gezeigt, daß durch die genannten Stoffe der Schmelzpunkt der Aachen dieeer Kohlen auereichend erhöht wird» so daß dieee Aschen nicht schmelzflüssig werden,wenn die Verbrennungstemperaturen ausreichend niedrig gehalten werden«
De mehr Imprägnierstoff auf das Kohlekorn aufgebracht wird, desto höher wird die Temperatur, bei welcher die Asche als Schnelze in Erscheinung tritt· Ale Faustregel gilt, daß pro Mol Natriumchlorid in der Kohle mindestens zwei Mol dee Imprägnierstoffs angewendet werden· AIo Imprägnieretoff kann auch Dolomit verwendet werden· Die Umhüllung oder Imprägnierung der salzreichen Kohle
kann z. B. in einem Mischer, einer RoIliertrommel oder einer Pelletiertrommel erfolgen* Die Kohlekörner können dort mit einer wäßrigen Suspension des Imprägnierstoffs oder auch oberflächlich angefeuchtet mit dem trockenen Imprägnierstoff in Kontakt gebracht werden· Es ist ferner möglich, aus der imprägnierten körnigen Kohle Formkörper, z. B. Briketts oder Pellets, zii erzeugen, die man der Verbrennung zuführt«
Es ist im Sinne der Erfindung, daß die imprägnierte Kohle in der Wirbelschicht oder der zirkulierenden Wirbelschicht verbrannt wird und weiterhin die Erfindung ausgestaltend die imprägnierte Kohle zusammen mit Inertmaterial verbrannt wird·
Eine Aueübungeform der Erfindung let es, wenn aus der imprägnierten Kohle Formkörper erzeugt und der Verbrennung zugeführt werden·
Im weiteren Sinne let es« wenn erfindungsgercäß die imprägnierte Kohle bei Temperaturen von 600 bis 850 0C verbrannt wird·
Die bevorzugten Temperaturen der Verbrennung liegen im Bereich von 650 bis 850 0C. In diesem Temperaturbereich liegt der NaCl-Oampfdruck bei höchstens 1,3 mbar, so daß Salzanbackungen in den der Verbrennung nachgeschalteten Aggregaten nicht zu befürchten sind· Auch verhindert die Imprägnierung der Kohlekörner das Entstehen von NaCl-Dämpfen bei dar Verbrennung weitgehend. Die Verbrennung wird in an sich bekannten Vorrichtungen, z. B. im Wirbelbett, der zirkulierenden Wirbelschicht oder im Etagenofen durchgeführt« Die Verbrennung in der zirkulierenden Wirbelschicht ist in den deutschen Offenlegungsschriften 25 39 546 und 26 24 302 sowie den dazu korrespondierenden US-Patenten 4 165 717 und 4 111 158 beschrieben·
Bei der Verbrennung in der zirkulierenden Wirbelschicht kann es sich empfehlen, neben der imprägnierten Kohle auch körniges Inertmaterial aufzugeben, wobei dieses Inertmaterial Korngrößen von unter 3 mm aufweist* Ale Inertmaterial eignet sich besonders Asche aus Feuerungsanlagen« Durch dieses fortmaterial wird das Rieselverhalten der Asche verbessert« Man gibt das Inertmaterial bevorzugt mit einem Anteil von 2 bis 20 %, bezagen auf die Asche der unbehundelten salzreichen Kohle, zu·
Die Erfindung soll anhand von Ausführungsbeispielen erläutert werden· In den nachfolgenden Beispielen werden zwei verschiedene salz·
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reiche Kohlen mit einem Körnungebereich bis 12 mm verwendet, ihre Eigenschaften sind folgende«
| (kO/kg) | Kohle A | Gew.-fc | Kohle B | Gew.-ft | |
| Asche (bei 500 0C) | (kO/kg) | 11,8 | Gew.-ft | 17,' | Gew.-ft |
| Geeamt-Kohlenetoff | 51,4 | Gew.-% | 52,5 | Gew.-ft | |
| Gesamt-Schwefel | 2.4 | Gew.-% | 2,2 | Gew.-ft | |
| Wasserstoff | 6.0 | Gew.-ft | 5,7 | Gew.-ft | |
| Chlor | 1.7 | Gew.-ft | 3,8 | Gew.-ft | |
| Stickstoff | 0.4 | 180 | 0.4 | 23C | |
| oberer Heizwert: HQ | 21 | 860 | 22 | 980 | |
| unterer Heizwert» Hu | 19 | 705 °C | 20 | 700 0C | |
| Aschenschme'zpunkt | |||||
Der Aachenschmelzpunkt wird an einer Probe von 3 χ 3 mm im Erhitzungemikroskop gemessen.
| Setzung: | von Kohle A | von | Kohle B |
| 19,2 Gew.-% | 24,6 | Gew.-% | |
| Na2O | 14,6 Gew.-% | 10,5 | Gew.-% |
| CaO | 2,4 Gew,-% | 1.9 | Gew.-% |
| MgO | 1,5 Gew.~% | 0,6 | Gew.-% |
| SiO2 | 097 Gew.-5K | 0,8 | Gew.-% |
| Al2O3 | 2,9 Gew.-^ | 0.5 | Gew.-% |
| Fe2°3 | 0,3 Gaw.-% | 0.4 | Gevw% |
| K2O | 0,05 uew.-% | 0,05 | Gew.^% |
| TiO2 | 38,2 Gew.-% | 27*, 7 | Gew.-zo |
| S03 | 14,4 Gew.-% | 25,9 | Gew.-jlS |
| Cl | 6,8 Gew.-% | 8,2 | Gew.-% |
| Rest-Kohlenstoff | |||
263 497
Die Untersuchungen ergeben folgendes: Beispiel 1
Jeweils 200 g der Kohlen Aund B mit der Körnung 0,1 bis 6 nm werden ohne Zusätze in einem Muffelofen unter Luftzufuhr bei 800 0C verbrannt. Nach der Verbrennung ist die Asche völlig zusammengeschmolzen.
Oeweils 200 g der Kohlen A und B mit der Körnung unter 6 mm werden mit Ca(OH)2 in einer kleinen Orehtrommel ummantelt. Das Molverhältnis CaO:2NaCl1Na2SO4 der imprägnierten Kohlen liegt bei 3,7:1:1. Nach der Verbrennung im Muffelofen bei 850 0C ist die Asche locker« und nur an wenigen Stellen zeigen sich lockere Ascheagglomerata.
Oeweils 200 g der Kohlen A und B werden mit Ca(OH)2 wie in Beispiel 2 ummantelt. In der imprägnierten Kohle liegt das Molverhältnia CaO:2NaCltNa2SO4 bei 2,8:1*1. Die imprägnierte Kohle wird mit 60 g Asche aus einer Steinkohle-Feuerungsanlage gemischt, wobei diese Asche ale Hauptkomponenten 34 % SiO2, 23,6 % Al2O3, 7 % Fe2O3 und 4 % CaO enthält. Oi9 Verbrennung erfolgt bei 875 0C, wobei die Asche nach der Verbrennung locker und frei von Agglomeraten ist.
200 g körnige Kohle A werden mit Wasser angefeuchtet und mit CaCO3 in einer kleinen Drehtrommel ummantelt. Dan Molverhält·
zee 1$?
nie CaOt2NaCl(Na2SO. liegt bei der imprägnierten Kohle bei 3,7:1:1. Die ummantelte Kohle wird mit 40 g Asche aus einer Steinkohlenfeuerung gemischt, wobei die Asche als Hauptbestandteile 31,9 % SiO2, 20 % Al2O3, 21,9 % CaO und 4,4 % Fe2O3 aufweist. Nach der Verbrennung,, die bei 900 0C erfolgt,
weist die lockere Asche keine Agglomerate auf· Beispiel 5
200 g Kohle B (Xörnung bis 6 mm) werden mit Wasser angefeuchtet und mit CaS0.«2H20 ummantelt· Das Molverhältnis CaSO4t2NaCItNa2SO4 liegt bei 3,5:1:1c Nach der Verbrennung im Muffelofen bei 850 0C ist die Asche locker und frei von Agglomeraten.
1000 g feingemahlene Kohle A (Körnungt ca« 40 % kleiner 45 μη\) wird angefeuchtet und mit feingemahlenem Dolomit gemischt. Das Molverhältnis (MgO+CaO)j2NaCl:Na3SO4 in der Mischung beträgt 4:1:1. Die Mischung wird unter Zusatz von Wasser pelletiert, der Durchmesser der Pellets liegt im Bereich von etwa 10 bis 12 mm· Nach Trocknung der Pellets in einem Trockenschrank bei 100 0C werden die Pel Jet β im Muffelofen bei 1000 0C verbrannt· Die Asche ist locker und
frei von Anbackungen·
Claims (4)
- 213 437Beriet, den 13.10.1988AP F 23 B/309 583-4 69 454/24Patentansprüche1. Verfahren zum Verbrennen ealzreicher Kohle mit einem Chlorgehalt von mindestens 5 %, einem Gesamtgehalt an Alkalichlorid und Alkalisulfat in dor Asche der Kohle von mindestens 10 %t mit Korngrößen der Kohle von unter 12 mm und mit einem Schmelzpunkt der Asche von höchstens 800 0C, dadurch gekennzeichnet, daß Kohlekörner mit miniestens einem Oxid« Hydroxid, Carbonat oder Sulfat des Calciums oder Magnesiums mindestens teilweise umhüllt werden und die umhüllte Kohle bei einer höchsten Temperatur verbrennt,, die über dem Schmelzpunkt der Asche der unbehandelten Kohle liegt.2ο Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die imprägnierte Kohle in der Wirbelschicht oder der zirkulierenden Wirbelschicht verbrannt wird,
- 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die imprägnierte Kohle zusammen mit Inertmaterial verbrannt wird.
- 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekonnzeichnet, daßaus der imprägnierten Kohle Formkörper erzeugt und der Verbrennung zugeführt werden.
- 5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die imprägnierte Kohle bei Temperaturen von 600 bis R50 0C verbrannt wird.
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