DE1007934B

DE1007934B - Verfahren zum Betrieb der Zyklonfeuerungen fuer eine Dampfkesselanlage

Info

Publication number: DE1007934B
Application number: DEST6907A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Heinrich Schult
Original assignee: Steinkohlen Elektrizitat AG
Current assignee: Steinkohlen Elektrizitat AG
Priority date: 1953-08-20
Filing date: 1953-08-20
Publication date: 1957-05-09

Description

Verfahren zum Betrieb der Zyklonfeuerungen für eine Dampikesselanlage Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betrieb der Zyklonfeuerungen für eine Dampfkesselanlage und hat sich die Aufgabe gestellt, einerseits die Kesselanlage für Teillastbetirieb geeigneter zu machen und sie außerdem so einzurichten, daß in Zyklonfeuerungen auch schwer brennbare und schwer entzündbare sowie ballastreiche Kohlen verfeuert werden können. Eine weitere Aufgabe besteht darin, eine Dampfkesselanlage mit einer Roheisenerzeugungsanlage im Verbundbetrieb zu betreiben.
Gemäß der Erfindung werden einzelne Feuerungen mit reduzierender Atmosphäre gefahren, aus diesen Feuerungen Schwachgase abgezogen, in andere Feuerungen heiß eingeleitet und in diesen verbrannt. Durch die Verbrennung der heiß eingeleiteten Gase aus den Feuerungen mit reduzierender Atmosphäre in nachgeschalteten Feuerungen ist in diesen eine Temperaturerhöhung erzielbar, so daß nicht nur ein besserer Schmelzfuß erhalten wird, sondern auch schwer brennbare und schwer entzündbare Brennstoffe in den nachgeschalteten Feuerungen verfeuert werden können. Diese Betriebsweise ist besonders vorteilhaft, wenn Kohle mit hohem Aschegehalt oder Kohlen mit schlechtem Schmelzverhalten verfeuert werden sollen oder wenn der Zyklon zum Einschmelzen rückgeführter Flugasche Verwendung findet.
Infolge der guten Durchwirbelung in den Zyklonfeuerungen wird ein hoher Entgasungswirkungsgrad das Brennstoffes erreicht. Da bekanntlich die meisten Aschen in reduzierender Atmosphäre mit niedrigeren Temperaturen schmelzen als in oxydierender Atmosphäre, ist es möglich, auch in den mit reduzierender Atmosphäre betriebenen Zyklonfeuerungen die Asche noch gut einzuschmelzen. Das so entstandene Gas, im allgemeinen ein Schwachgas, kann teilweise auch einer anderen Verwertung als der angegebenen Verfeuerung in anderen Feuerungen der Kesselanlage zugeführt werden. Die einzelnen Zyklonfeuerungen wird man im allgemeinen mit verschiedenen Temperaturen betreiben.
Die Überleitung der heißen Schwachgase aus den reduzierend betriebenen in die nachgeschalteten, z. B. oxydierend betriebenen Zyklonfeuerungen wird erfindungsgemäß dadurch erleichtert, daß die Zyklonfeuerungen, die mit reduzierender Atmosphäre betrieben werden, mit höherer Pressung arbeiten.
N-lan kann in den mit reduzierender Atmosphäre betriebenen Zyklonfeuerungen auch Erz erschmelzen, das mit den feinkörnigen Brennstoffen aufgegeben wird.
Infolge der höheren Temperaturen in den Zyklonfeuerungen, in welche die heißen Schwachgase aus den reduzierend betriebenen Feuerungen eingeführt werden, kann es vorteilhaft sein, auch in diesen Feuerungen eingeführt werden, kann es vorteilhaft sein, auch in diesen Feuerungen Erze zu erschmelzen. Zu diesem Zweck kann man auch die nachgeschalteten Zyklonfeuerungen mit reduzierender Atmosphäre betreiben, während man sonst im allgemeinen diese Feuerungen mit oxydierender Atmosphäre betreiben wird. Der auf diese Weise mögliche Verbundbetrieb einer Dampfkesselanlage mit einer Roheisenerzeugungsanlage stellt eine vorteilhafte Verbindung von zwei bisher funktionell getrennten großtechnischen Verfahren dar, denn dadurch, d.aß in den mit reduzierender Atmosphäre betriebenen Zyklonfeuerungen von Dampfkesselanlagen gleichzeitig Eisenerz erschmolzen wird, können komplizierte Anlagen, wie sie sonst für derartige Erschmelzungsprozess-e nötig sind, weitgehend gespart werden. Es wird gleichsam die im Hochofen anfallende Wärme der Dampferzeugung unmittelbar zugeleitet und somit der wärmewirtschaftliche Wirkungsgrad des Eisenerschme.lzungsprozesses verbessert.
Zum Stand der Technik ist zu erwähnen, daß es grundsätzlich bekannt ist, in WiTbelkammern Eisenerze zu erschmelzen. Bei der bekannten Wirbelkammer handelt es sich jedoch nicht um einen Verbundbetrieb zwischen Dampfkessel- und Roheisenerschmelzun.gsanlage.
Den Verbundbetrieb Dampfkesselanlage-Roheisenerschmelzungsanlage wird man im allgemeinen so durchführen, daß in die Zyklonfeuerungen, die mit reduzierender Atmosphäre arbeiten, in an sich bekannter Weise körnige Erze, z. B. körniges oder staubförmiges Eisenerz, aufgegeben werden, die Metalle in der Zyklonfeuerung erschmolzen und von der Schlacke getrennt abgezogen werden, während in einer durch Luftzugabe mit oxydierender Atmosphäre betriebenen Sekundärkammer eine Nachverbrennung der abgezogenen Schwachgase durchgeführt wird. Man kann dabei in der Zyklonfeuerung ein Schlackenbad aufrechterhalten und damit eine längere Verweildauer der Rohstoffe in der Zyklenfeuerung ermöglichen. Man kann aber auch die Sekundärkammer noch mit reduzierender Atmosphäre betreiben und den Schmelzvorgang bzw. den Erschmelzungsvorgang der Erze in dieser Kammer durchführen und erst in einer Tertiärkammer mit oxydierender Atmosphäre die Nachverbrennung vornehmen.
Es empfiehlt sich, das flüssig abgezogene Roheisen-Schlacken-Gemenge in eine nachgeschaltete Kammer zu leiten, wo eine vollkommene Reduktion, gegebenenfalls unter Brennstoffzugabe, erfolgen kann. Je nach der Beschaffenheit der Erze empfiehlt es sich ferner, daß zusammen mit dem körnigen Eisenerz oder der körnigen Kohle in an sich bekannter Weise körnige Zuschlagstoffe in die Zyklonfeuerung eingeblasen werden. Man erreicht auf diese Weise ein gutes Fließen der Schlacke. Als Zuschlagstoffe kommen je nach Erzart Kalkstein, Dolomit oder in selteneren Fällen auch Tonschiefer, Quarzit u. dgl. in Frage.
Die Schlackenwanne mit Auslauföffnung und Schlackenüberlauf zur Aufnahme und zum Abzug von in der Feuerung aus körnigen Erzen erschmolzenen Rohmetallen, z. B. Roheisen, kann in der Wirbelkammer und in der Sekundärkammer der Schlackenabzug angeordnet sein. Dabei liegt der Schlackenüberlauf in der Stirnwand der Wirbelkammer zur Sekundärkammer, so daß die Schlacke aus der Wanne in die Sekundärkammer gelangt. Eine- andere Möglichkeit besteht darin, de Schlackenabflußöffnung in Höhe des Zyklonendes im Mantel der Wirbelkammer anzuordnen oder die Schlackenwanne mit Schlackenüberlauf und Abzug in die Sekundärkammer zu verlegen.
Die Zeichnung zeigt einige Ausführungsbeispiele von Vorrichtungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in schematischer Darstellung. Es zeigt Fig. 1 eine Zyklonfeuerung mit Schlackenwanne, Fig. 2, 3, 4 weitere Ausbildungsformen der Feuerung nach Fig.1.
Bei der Feuerung nach Fig. 1 fließt die in der mit reduzierender Atmosphäre betriebenen WiTbelkammer 1 anfallende Schlacke durch den in der Stirnwand der Zyklonfeuerung 2 angeordneten Schlackenüberl-auf mit Abflußöffnung 3 in die Sekundärkammer 4 und wird bei 5 abgezogen. In der Schlackenwanne 6 wird- ein Schlackenbad aufrechterhalten und das sich dort ansammelnde Eisen bei der Öffnung 7 abgezogen.
Fig.2 entspricht bis auf die Ausbildung der Schlackenwanne der Fig. 1. Die Ausflußöffnung 7 für das Roheisen befindet sich jedoch im vorderen Teil der Zyklonfeuerung, und die untere Zyklonwand fällt zu dieser Ausflußöffnung hin ab. Bei dieser Anordnung kann beispielsweise auch dieAusflußöffnung3 in der vorderen Zyklo:nwand oberhalb der Abflußöffnung 7 angeordnet werden.
Bei der Feuerung nach Fig.3 ist die Schlackenabflußöffnung 3 in Höhe des Zyklonendes im Mantel angebracht. Fig. 4 zeigt eine Möglichkeit, eine Schlackenwanne in der Sekundärkammer anzuordnen. Durch die Abflußöffnung 3 im Zyklonmantel fließt das Schlackengemisch in die Schlackenwanne 6, und das Roheisen wird durch die Öffnung 7 abgezogen, während die Schlacke bei 5 wegfließt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zum Betrieb der Zyklonfeuerungen für eine Dampfkesselanlage, dadurch gekennzeichnet, daß einzelne Feuerungen mit reduzierender Atmosphäre.gefahren werden, aus diesen Feuerungen Schwachgase abgezogen und in andere Feuerungen heiß eingeleitet und in diesen verbrannt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zyklonfeuerungen mit reduzierender Atmosphäre bei höherer Pressung gefahren Nverden als die nachgeschalteten Zyklonfeuerungen.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Zyklonfeuerungen mit reduzierender Atmosphäre in an sich bekannter Weise körnige Erze, z. B. körniges oder staubförmiges Eisenerz, aufgegeben werden, die Metalle in der Zyklonfeuerung erschmolzen und von der Schlacke getrennt abgezogen werden sowie in einer durch Luftzugabe mit oxydierender Atmosphäre gefahrenen Sekundärkammer eine Nachverbrennung stattfindet.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zyklonfeuerung ein Schlackenbad aufrechterhalten wird und damit eine längere Verweildauer der Rohstoffe in der Zyklonfeuerung ermöglicht wird.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Sekundärkammer mit reduzierender Atmosphäre und die Tertiärkammer mit oxydierender Atmosphäre gefahren wird.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das flüssig abgezogene Rolheisen-Schlacken-Gemenge in eine nachgeschaltete Kammer geleitet wird, wo eine vollkommene Reduktion gegebenenfalls unter Brennstoffzugabe erfolgt.
7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zusammen mit dem körnigen Eisenerz oder der körnigen Kohle in an sich bekannter Weise körnige Zuschlagstoffe in die Zyklonfeuerung eingeblasen werden. B. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der Wirbelkammer eine Schlackenwanne mit einer Auslauföffnung und einem Schlackenüberlauf zur Aufnahme und zum Abzug von in der Feuerung aus körnigen Erzen erschmo.lzernen Rohmetallen, wie z. B. Roheisen, angeordnet ist. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Überlauf der Schlackenwanne in der Stirnwand der Wirbelkammer zur Sekundärkammer angeordnet ist, so daß die Schlacke aus der Wanne in die Sekundärkammer gelangt. 10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Überlauf der Schlackenwanne in Höhe des Zyklonendes im Mantel der Wirbelkammer angeordnet ist. 11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der Sekundärkammer eine Schluckenwanne mit einer Auslauföffnung und einem Schlackenüberlauf zur Aufnahme und zum Abzug von in der Feuerung aus körnigen Erzen erschmolzenen Rohmetallen, wie z. B. Roheisen, angeordnet ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr.518173, 859191; britische Patentschrift Nr. 15 686/1911.