DE1016113B

DE1016113B - Verfahren zum Verbrennen von Sulfitablauge

Info

Publication number: DE1016113B
Application number: DED11866A
Authority: DE
Inventors: Dr Viktor Rossmaier; Alfred Strecker
Original assignee: Deutsche Babcock and Wilcox Dampfkesselwerke AG
Current assignee: Deutsche Babcock and Wilcox Dampfkesselwerke AG
Priority date: 1952-03-20
Filing date: 1952-03-20
Publication date: 1957-09-19

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbrennen von Sulfitlauge in Verbindung mit einem Hilfsbrennstoff in einer feuerfesten Muffel und besteht darin, daß die Ablauge vor der Zuführung zur Muffel in pulverig-trockene Form übergeführt und dort mit so viel Hilfsbrennstoff verbrannt wird, daß das Unverbrennliche in flüssigem Zustande anfällt.

Die Verbrennung der Ablaugen bei der Zellstoffgewinnung hat den Zweck, gesundheitsschädliche Stoffe zu zerstören und ihre Verbrennungsprodukte durch den Kamin abzuführen sowie in der Lauge enthaltene unverbrennliche Stoffe zurückzugewinnen oder in einfacher Weise abzuführen. Die Rückgewinnung erfolgt gewöhnlich in Sulfidform, wobei die Sulfite oder Sulfate unter dem Einfluß von Kohlenstoff oder Kohlenoxyd reduziert werden. Diese Reduktion erleichtert auch das Abführen der michtorganischen Stoffe, da die Sulfide bei etwa 900° C schmelzen und daher flüssig abgezogen werden können.

Aufgabe der Erfindung ist, die Verbrennungsrückstände möglichst vollständig im Brennraum abzuscheiden, um die Verschmutzung nachgeschalteter Berührungsheizflächen zu verhindern. Die Verbrennung der Lauge in einer feuerfesten Muffel gibt einerseits die Möglichkeit, die Rückstände in flüssigem Zustande zu gewinnen, andererseits auch die Möglichkeit, sie durch Fliehkraftwirkung sehr weitgehend von den Feuergasen zu trennen. Die Sulfitlauge ist jedoch auch in eingedicktem Zustande zu heizwertarm, um bei der Verbrennung den hohen Schmelzpunkt der kalkreichen Schlacke mit Sicherheit zu erreichen. Wenn sie unter Beigabe eines heizwertreichen Hilfsbrennstoffes verfeuert wird, ist es wenig wirtschaftlich,, die Trocknung im Verbrennungsräume vorzunehmen, da sie nicht nur Wärme verbraucht, sondern die verschiedenen Übergangsstadien der Lauge auch von recht lästigen Eigenschaften, beispielsweise Klebrigkeit, begleitet sind, welche dazu zwingen, die Lauge nicht mit den Feuerraumwänden in Berührung zu bringen, und dadurch die Ausscheidung der Rückstände erschweren.

Gemäß der Erfindung wird die Lauge auf dem billigsten Wege aufbereitet und in eine Form gebracht, in welcher sie die höchstmögliche Verbrennungstemperatur erzeugen kann. Die trotzdem noch erforderliche Zugabe des Hilfsbrennstoffes kann dann so abgestimmt werden, daß einerseits die gewünschte Schmelztemperatur gehalten, andererseits jedoch deren Höhe entscheidend beeinflußt werden kann durch die Zuschlagwirkung des Unverbrennlichen des Hilfsbrennstoffes. Zu dem kalkreichen Trockenstaub der Sulfitlauge wird Steinkohlenstaub gegeben, dessen Schlacke infolge des Ouarzüberschusses sauer reagiert.

Es ist bekannt, Zellstoffablaugen im Schwebe-

Verfahren zum Verbrennen
von Sulfitablauge

Anmelder:
Deutsche Babcock & Wilcox-Dampfkessel-

Werke Aktien-Gesellschaft,
Oberhausen (RhId.), Duisburger Str. 375

Dr. Viktor Roßmaier, Redenfelden bei Rosenheim,

und Alfred Strecker Ϊ, Oberhausen (RhId.),

sind als Erfinder genannt worden

trocknungsverfahren zu Pulver zu trocknen. Es ist ferner bekannt, Zellstoffablauge allein oder unter Zusatz von Hilfsbrennstoff in einer feuerfesten Muffel zu verbrennen. Bisher ist jedoch kein Versuch unternommen worden, die unverbrennlichen Rückstände der Sulfitlauge flüssig in der Muffel abzuscheiden. Dies ist verständlich, weil der Schmelzpunkt des Unverbrennlichen so hoch und der Heizwert der Lauge so gering sind, daß eine betriebssichere Schmelzung schwer erzielbar ist.

Die Verbrennung der Sulfitablauge ist ein Notbehelf einfachster Art von geringer Wirtschaftlichkeit. Es wird daher angestrebt, die Ablauge einem wirtschaftlicheren Verwendungszweck zuzuführen, beispielsweise als Klebstoff oder als Binder für Gießerei-Kernsand. Diese Absatzmöglichkeiten sind beschränkt und benötigen nicht die gesamte Menge der anfallenden Ablauge. Sie erschweren jedoch die Verbrennung der restlichen Ablauge, weil nun auch unregelmäßige Mengenveränderungen der verfügbaren Ablauge berücksichtigt werden müssen. Auch diese können bei dem Verfahren gemäß der Erfindung durch entsprechende Zugabe von Hilfsbrennstoff ausgeglichen werden, doch ist die Kenntnis des Schlackenverhaltens für die betriebssichere Verbrennung wichtig.

In den Abb. 1 und 2 ist eine zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, geeignete Feuerung in zwei lotrechten, zueinander senkrechten Schnitten dargestellt.

Die feuerfeste Muffel 1 besteht aus einer kreiszylindrischen Wand 2, welche von einem Mantel 3 aus feuerfestem Isolierstoff und einem weiteren, wärmedichten Mantel 4 umgeben ist. Die Muffel ist durch eine in der Stirnwand 6 angebrachte Öffnung 7 mit

709 697/228

dem Strahlungsraum 8 des Dampferzeugers 9 verbunden. Nach außen ist die Muffel durch eine feuerfeste Stirnwand 10 abgeschlossen. Durch diese wird mit Hilfe einer brennerartigen Vorrichtung 11 der feste pulverförmige Laugenbrennstoff mit der als Trägerluft dienenden Erstluft mit starkem Drall in die Muffel 1 eingeblasen. Durch mehrere nebeneinanderliegende Öffnungen; 12 wird am Mantel der Muffel Zweitluft mit hoher Geschwindigkeit tangential im Drallsinne des Brennstoffes eingeblasen. Aus einem in der Stirnwand 6 befindlichen Ringkanal 13 wird den aus der Muffel austretenden Feuergasen durch Düsen 14 Drittluft zugemischt. Eine an der tiefsten Stelle im Mantel der Muffel 1 befindliche Öffnung 15 mit anschließendem Kanal leitet die flüssigen Rückstände der Verbrennung zur weiteren Verwertung nach außen ab. In einer ausgeführten Betriebsmuffel ist ein Gemisch von getrockneter Sulfitablauge, kurz als Zellpulver bezeichnet, und gemahlener Steinkohle verfeuert worden. Die Zusammensetzung dieser Brennstoffe war im Mittel:

	Zellpulver	Steinkohle
Wasser	2,2Vo 19,0% 78,8%	0,6% 15,6% 83,8%
Asche
Brennbares

Die Zusammensetzung ihrer Aschen betrug:

	Zellpulver	Steinkohle
Si O₂	5,6% 4,3% 2,0% 54,6% 1,4% 29,3% 0,3% 2,5%	47,3% 31,1% 8,9% 4,5% 2,2% 3,7% 0,7% 1,6%


Cab ³
MgO
SO,

Rest (nicht bestimmt)

Aus verschiedenen Gemischanteilen dieser Aschen wurden die Schmelzpunkte bestimmt. Sie ergaben das Kurvenbild der Abb. 3. Die voll gezogene Linie gilt für oxydierende, die gestrichelte für leicht reduzierende Atmosphäre. Diese Kurven lassen erkennen, daß für ein Mischungsverhältnis von 0 bis 20 % Zellpulver mit 80 bis 100% Kohle und von 50 bis 75% Zellpulver mit 50 bis 25% Kohle zwischen reduzierender und oxydierender Atmosphäre kein nennenswerter Unterschied bezüglich des Schmelzpunktes besteht. Bei 30% Zellpulver mit 70% Kohle liegt der Schmelzpunkt bei reduzierender Atmosphäre um etwa 50° tiefer. Über 80% Zellpulver gehen die Kurven sehr stark auseinander. Ein Schmelzbetrieb mit reduzierender Atmosphäre ist wegen des hohen Schmelzpunktes, verursacht durch Ca-Anreicherung, nicht mehr möglich. Eine oxydierende Atmosphäre ist jedoch bei Schmelzbetrieb schwer zu halten, da der geringe Heizwert des Zellpulvers einen Luftüberschuß kaum zuläßt.

Wenn mit wechselndem Anfall von· Zellpulver gerechnet werden muß, so* muß die Feuerung so gebaut werden, daß auch mit Kohle allein gefahren werden kann. Die Feuerung ist daher für einen Schmelzpunkt von ungefähr 1350° auszulegen und arbeitet am günstigsten in den Mischbereichen Zellpulver zu Kohle = 0 : 100 bis 20: 80 und 50 : 50 bis 75 : 25%. Der Bereich um 30 : 70 ist ungünstig, weil dabei Verschlaekungsgefahr für die nachgeschalteten Heizflächen besteht, der Bereich über 75 : 25 scheidet praktisch aus wegen zu hohen Schmelzpunktes.

ίο Das beschriebene Verfahren kann in. einzelnen Maßnahmen, noch verbessert werden, um die dargelegten Einflüsse zu mindern. Wenn sowohl die Zweitluft als auch der Brennstoff mit der Erstluft tangential in gleichem Drallsinne in die Muffel aufgegeben werden, ist der erforderliche Luftüberschuß gering. Wird zur Herabsetzung des Schmelzpunktes mit reduzierender Atmosphäre gearbeitet, so wird die restliche Luft den Feuergasen nach ihrem Austritt aus der Muffel in den Nachbrennraum zugegeben, damit die erzielte Verbrennungstemperatur durch Rückstrahlung in die Muffel und auf die abfließende Schlacke wirken kann, sofern sie in an sich bekannter Weise durch eine öffnung in der Stirnwand der Muffel in den Nachbrennraum abfließt. Die Schlacke kann jedoch auch durch eine Öffnung im Mantel der Muffel abgezogen werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren, zum Verbrennen, von Sulfitablauge in Verbindung mit einem Hilfsbrennstoff in einer feuerfesten Muffel, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablauge vor der Zuführung zur Muffel in pulverig-trockene Form übergeführt und dort mit so viel Hilfsbrennstoff verbrannt wird, daß das Unverbrennliche in flüssigem Zustande anfällt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Laugenpulver mit der Erstluft sowie die Zweitluft in an sich bekannter Weise tangential in die Muffel eingeführt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Muffel reduzierende Atmosphäre herrscht und die restliche Luft den Feuergasen nach ihrem Austritt aus der Muffel in den Nachbrennraum zugegeben wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige Unverbrennliche durch eine an sich bekannte, im Mantel oder in der Stirnwand der Muffel befindliche öffnung getrennt von der Hauptmenge der Feuergase aus der Muffel abgeleitet wird.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 572 850, 627 305, 663 443;
französische Patentschrift Nr. 832 412;

USA.-Patentschriften Nr. 2 542 060, 2 550 676; Das Papier, 5. Jahrgang, 1951, S. 401 bis 409; Wochenblatt für Papierfabrikation, 79. Jahrgang, 1951, S. 128 (Referat der schwedischen Patentschrift Nr. 129 905); S. 548 (Referat der schwedischen Patentschrift Nr. 131197);

Hans Vogel, Sulfitzellstoff-Ablaugen, Basel, 1948, S.105.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen