DE102006012269B4 - Verfahren zur Reduzierung salzinduzierter Korrosionen und Belagbildungen in Verbrennungsanlagen sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Verfahren zur Reduzierung salzinduzierter Korrosionen und Belagbildungen in Verbrennungsanlagen sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens Download PDF

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Abstract

Verfahren zur Reduzierung salzinduzierter Korrosionen und Belagbildungen an den Heizflächen des konvektiven Zuges eines Verbrennungskessels, wobei die den Feuerraum verlassenden, feste Bestandteile und gasförmige Salze, enthaltenden Rauchgase über mehrere Strahlungszüge umgelenkt und gekühlt werden, dadurch gekennzeichnet, dass im letzten Strahlungszug vor dem konvektiven Zug über die gesamte Querschnittsbreite Wasser in das Rauchgas derart eingedüst wird, dass die Abkühlgeschwindigkeit des Rauchgases zwischen 150 und 1500°C/Sekunde beträgt, und eine spontane Keimbildung einsetzt, gefolgt von einer Kondensation und Desublimation der im Rauchgas gelösten Salze an den Oberflächen der Keime und dass zwischen der Wassereindüsung und dem Eintritt in den konvektiven Zug eine Verweilzeit bei hoher Übersättigung der gelösten Salze von 0,17 bis 1,7 Sekunden eingestellt wird.

Description

  • Stand der Technik
  • Ursachen für verstärkte Korrosionen in Verbrennungsanlagen für Müll und Biostoffe
  • Mit dem zunehmenden Umweltbewusstsein und dem Anstieg der Kosten für fossile Brennstoffe werden neben Müll verstärkt Biomassen in Kesselanlagen zur Dampferzeugung genutzt.
  • Die thermische Verwertung von Biomasse wird wegen der CO2-Bewertung über die Verkaufserlöse des produzierten Stromes gefördert. Diese Biobrennstoffe werden unter anderem häufig aus Sperrmüll und Müll aussortiert. Es lässt sich somit nicht vermeiden, dass neben dem Holz andere Begleitstoffe wie zink- und bleihaltige Farben (Bleiweiß) sowie halogenhaltige, insbesondere chlorhaltige, Stoffe verbrannt werden. Die reinen Biostoffe enthalten unterschiedliche Konzentrationen an Alkalien wie Kalium und Natrium, die bei der Verbrennung zum größten Teil verdampfen.
  • Hinzu kommt die anspruchsvolle Verwertungsquote, die beim Automobilrecycling ab dem 01.01.2006 von der Altfahrzeug Verordnung gefordert wird. Laut dieser Vorschrift müssen 85% des Schredderrückstands der Altfahrzeugmasse verwertet werden, wobei von diesem Anteil 80% der Wiederverwendung oder stofflichen Verwertung zuzuführen ist. Bis jetzt wurde die bei der Verwertung von Altfahrzeugen oder Altgeräten anfallende Schredderleichtfraktion auf Deponien abgelagert. Es ist davon auszugehen, dass diese Fraktion zukünftig ebenfalls thermisch verwertet wird. Diese Schredderabfälle haben bezogen auf ihre Masse einen extrem hohen Anteil an Schwermetallen. Somit kommen sowohl in Kesseln zur Müllverbrennung als auch in Kesseln zur thermischen Nutzung von Biomassen erhebliche Frachten an Schwermetallen, Alkalien, Chloriden, Sulfaten und Carbonaten in die Verbrennung.
  • Die Tendenz zur Verdampfung oben genannter Bestandteile ist durch den Anstieg der Verbrennungstemperaturen in den letzten Jahren erheblich angestiegen. Für den Anstieg der Verbrennungstemperaturen können folgende Umstände getrennt für sich oder gemeinsam in Frage kommen.
  • Durch die in Europa gesetzlich vorgeschriebenen Regelungen zu den Mindestverbrennungsbedingungen wurden und werden zur Einhaltung der Mindesttemperatur von 850°C für 2 Sekunden Verweilzeit nach Zuführung der letzten Verbrennungsluft insgesamt geringe Luftüberschüsse angestrebt. Vor dem 20.08.2003 wurde durch nationale und europäische Regelungen sichergestellt, dass ein Mindestsauerstoffgehalt von 6 Vol% eingehalten werden musste, dies entspricht einem Luftüberschuss von ca. 50%. Der Sollwert der geregelten Sauerstoffkonzentration musste wegen der praktisch erreichbaren Regelgenauigkeit zur Sicherstellung der Einhaltung der Mindestsauerstoffkonzentration von 6 auf ca. 8 Vol% eingestellt werden. Hierdurch lag der Rauchgasvolumenstrom ca. 1,7-fach über dem theoretisch notwendigen Rauchgasvolumenstrom. Dies stand den angestrebten hohen Verbrennungstemperaturen und dem erreichbaren Kesselwirkungsgrad entgegen. Weiterhin musste die Rauchgasreinigung für eben diese erhöhte Rauchgasmenge ausgelegt werden. Die EU-Richtlinie 200/76/EG folgte dieser grundsätzlich berechtigten Kritik und hob die Forderung nach dem Mindestsauerstoffgehalt auf.
  • Die Novellierung der 17. BlmSchV diente der Umsetzung der Anforderungen der EU-Richtlinie 2000/76/EG über die Verbrennung von Abfällen in nationales Recht. In dieser neuen Fassung der 17. BlmSchV wird die Einhaltung der Mindestsauerstoffkonzentration von 6 Vol% nicht mehr gefordert.
  • Als Folge dieser Entwicklung sind die Verbrennungstemperaturen angestiegen und die spezifischen Verbrennungsluft- sowie Rauchgasvolumina gefallen. Die Erkenntnis, dass mit dieser Entwicklung verstärkte Korrosionen und Ablagerungen einhergehen, kam sehr spät.
  • DE 41 09 991 C1 betrifft ein Verfahren zur Reduzierung der Schadstoffanteile im Rauchgas thermischer Prozesse, insbesondere beim Aluminiumumschmelzverfahren. Hierzu werden im Verbrennungsprozeß halogenaffine Metalle und/oder deren Oxide, Hydroxide und/oder Oxihydroxide feinteilig in die Heizflamme eingebracht, jedoch nicht in einer Menge, die zur vollständigen Vermeidung einer Dioxin- und/oder Furanbildung erforderlich wäre. Das den Verbrennungsraum verlassende Rauchgas wird zur Absorption der noch enthaltenen Schadstoffe, insbesondere der Dioxine und Furane mit einer nicht zündfähigen Öl-Wasser-Emulsion besprüht, vorzugsweise nachdem eine vorgeschaltete Rauchgaswäsche durchgeführt worden ist.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, gegen die Korrosionen und Belagbildungen im Bereich des konvektiven Zuges von Verbrennungskesseln für Müll und Biostoffe eine Lösung zu finden.
  • Korrosion
  • Feste Salze in den Belägen auf den Heizflächen setzen Chlorgas frei und lösen die Hochtemperatur-Chlor-Korrosion aus. Flüssige Salze (z. B. eutektische Salzschmelzen) verursachen die elektrochemische Lösung der Werkstoffe und führen in kürzester Zeit zu massiven Schaden. Durch systematische Untersuchungen wurde erkannt, dass bei hohen Aschegehalten Schäden an den Heizflächen durch Hochtemperatur-Chlor-Korrosion geringer sind. Dieses Ergebnis lässt sich damit erklären, dass die Oberfläche der im Rauchgas transportierten Aschepartikel als Keime für die Kondensation bzw. Desublimation dient und damit die Übersättigung der Rauchgase mit gelösten Salzen bei der Abkühlung gering gehalten werden kann.
  • Es wurde auch festgestellt, dass die Salze gasdichte Schichten auf den Heizflächen ausbilden, die auf Grund von lokalem Sauerstoffmangel zu Unterbelagskorrosionen führen.
  • Gleichartige Schadensmechanismen wurden und werden in den Kesseln von Müllverbrennungsanlagen und Kesseln zur thermischen Verwertung von Biostoffen beobachtet.
  • Belagbildung
  • Neben der Korrosion ist die Belagbildung als solche mit dem Nachteil verbunden, dass der Wärmeübergang vom Rauchgas auf die zu beheizenden Medien gemindert und die Energieausbeute geschmälert wird. Es wurde erkannt, dass die Beläge auf den Heizflächen durch Kondensation sowie Desublimation von gasförmig im Rauchgas gelösten Salzen, entstehen. Außerdem kondensieren und desublimieren die gasförmigen Salze in komplexer Wechselwirkung mit im Rauchgas transportierten Partikeln, die dann auf den Heizflächen anhaften.
  • Die erfindungsgemäße Lösung des Problems besteht im schockartigen Abkühlen des Rauchgases vor dem Eintritt in den konvektiven Zug. Durch den Temperaturschock wird die Löslichkeit der gasförmigen Bestandteile erniedrigt und diese fallen in Form kleiner und kleinster Tröpfchen und Partikel aus. Diese Tröpfchen und Partikel dienen insbesondere als Kondensations- bzw. Desublimationskeime für weitere, im Rauchgas enthaltene Komponenten und können zusätzlich die im Rauchgas vorhandenen Partikel binden.
  • Die Konzentration der im Rauchgas gelösten Salze sowie die daraus resultierenden Nachteile werden durch das erfindungsgemäße Verfahren gesenkt.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht in einer schockartigen und großflächigen Abkühlung durch Hochdruckwasser-Eindüsen von Wasser in Form feiner Strahlen. Die Eindüsung erfolgt vor dem Eintrittsbereich des Rauchgases in den konvektiven Zug, vorzugsweise im rechten Winkel zur Strömungsrichtung des Rauchgases, und bewirkt eine Abkühlung um bis zu 100°C innerhalb von 0,07 bis 0,3 Sekunden.
  • Bei der durch Abkühlung erzeugten Übersättigung und damit erzwungenen Kondensation und Desublimation treten vielfältige Effekte auf, die sich am einfachsten über das Verhalten von feuchter Luft bei der Abkühlung beschreiben lassen.
  • Die Erfindung macht sich die Tatsache zunutze, dass die Salze nicht in reiner Form in den Rauchgasen vorhanden sind, sondern die Kondensations- und Desublimationspunkte der Gemische deutlich unter denen der reinen Salze liegen. Die Salze bzw. Salzmischungen können sich an inerten Stäuben – heterogenen Kondensations- bzw. Desublimationskeimen – des Rauchgases anlagern und dort bei Ausbildung einer flüssigen Phase als Klebstoff weitere Stäube sammeln und damit zur Agglomeration führen. Es wurde erkannt, dass bei hohen Staubkonzentrationen – bezogen auf die kondensierbaren und desublimierbaren Anteile im Rauchgas – durch die zur Verfügung stehenden Oberflächen dieser Staubpartikel die Konzentrationen der im Rauchgas gelösten Salze abgebaut werden, ohne dass eine bei der Abkühlung hohe Übersättigungen resultiert. Die dann noch verbleibende flüssige „Klebstoffmenge” ist vergleichsweise gering.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren wirkt den Nachteilen der beschriebenen Verringerung der Verbrennungsluft- und Rauchgasvolumina und dem verringerten Austrag der inerten Stäube aus dem Brennstoff entgegen. Die Konzentration der inerten Stäube ist in den letzten Jahren kontinuierlich gefallen, während die Konzentrationen der im Rauchgas gelösten Salze kontinuierlich gestiegen sind. Daher treten besonders bei der erfindungsgemäß schnellen Abkühlung der Rauchgase starke Übersättigungen auf. Diese Übersättigungen führen dann bei Kontakten zu Oberflächen zu einer spontanen Kondensation und Desublimation. Findet dieser Vorgang an den Heizflächen des Kessels statt, führt das zu einer schnell anwachsenden Belagschicht. Diese Belagschichten behindern den Wärmeübergang vom Rauchgas auf die zu beheizenden Medien und können in die offenen Gassen zwischen den Rohren des konvektiven Zuges hineinwachsen und so den Rauchgasfluss blockieren. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren findet dieser Vorgang aber bereits im Rauchgas statt und kann das Potential zur Belagbildung reduzieren.
  • Konstruktive und betriebliche Schutzmassnahmen
  • Es wurden in den unterschiedlichen Kesselbereichen geeignete Schutzmaßnahmen entwickelt, die mit Ausnahme der Überhitzerbereiche ausreichende Standzeiten gestatten.
  • Zum Schutz der warmfesten Stähle gegen diese aggressiven Gase wurden diese mit unterschiedlichen Erfolgen im Bereich der Rauchgastemperaturen bis zu 800°C mit Feuerfestzustellungen geschützt. Man hat jedoch sehr schnell erfahren müssen, dass viele dieser Produkte von Dämpfen (z. B. ZnCl2) durchdrungen werden und unter den Zustellungen Korrosionsschäden an den Heizflächen verursachen. Einen großen Vorteil brachten die dichten nitridgebundenen SiC-Platten und vergleichbare Produkte, die mit geeigneten Massen vor den Heizflächen installiert sind. Bei Heizflächen, die mit tieferen Rauchgastemperaturen im Bereich zwischen 1000 und 700°C angeströmt werden, hat sich der Einsatz von Auftragschweißungen mit Nickelbasislegierungen bewährt. Diese Verfahren wurden als Auftragsschweißung oder unter dem Begriff Cladding mit z. B. Alloy 625 bekannt. Alternativ werden auch Compoundrohre aus druckfesten wasser- und dampfführenden ferritischen Kesselrohren, die bei der Herstellung mit einem austenitischen Rohrmantel (Vollmaterial) überzogen werden, eingesetzt. Der Einsatz thermischer Spritzschichten wird erprobt und einige Schichtsysteme haben den technischen Stand von Prototypen erreicht, an denen weiter entwickelt wird.
  • Diese zugehörigen Kesselbereiche werden wegen der vergleichsweise hohen Rauchgastemperaturen und den dadurch hohen Strahlungswärmeübergängen als Leerzüge ausgelegt und üblicherweise wegen des hohen Strahlungswärmeübergangs als Strahlungszüge bezeichnet. Damit wird ausgedrückt, dass in den entsprechenden Kesselzügen keine Rohrheizflächen für den konvektiven Wärmeübergang vorgesehen sind. In den vorab beschriebenen Bereichen liegen die Temperaturen der Heizflächen annähernd im Bereich der Sattdampftemperaturen. Diese Sattdampftemperaturen liegen je nach Trommeldruck zwischen 220 und 320°C.
  • Die weitere Abkühlung der Rauchgase erfolgt in konvektiven Wärmetauschern. Dort wird der Sattdampf im Bereich der höheren Rauchgastemperaturen in Überhitzerrohren auf die erforderliche Frischdampftemperatur erhitzt. Es wurden und werden möglichst hohe Überhitzungstemperaturen des Dampfes angestrebt, um in den Generatoren der üblicherweise genutzten Turbinen eine möglichst hohe Stromnutzung zu erreichen. Man hat jedoch schnell lernen müssen, dass es kaum bezahlbare, ausreichend standfeste Materialien gibt, die den aggressiven Bedingungen bei Temperaturen über 420°C standhalten.
  • Diese konvektiven Heizflächen für die Überhitzung des Dampfes sind beim Betrieb von den genannten Kesselanlagen besonders gefährdet. Es gibt Anlagen, bei denen die Standzeit der entsprechenden Heizflächen weniger als 1 Jahr beträgt. Die Korrosionsgeschwindigkeiten betragen lokal bis zu 2 mm/1000 h.
  • Erfindungsgedanke
  • Die vorliegende Erfindung soll helfen, die Standzeiten und Reisezeiten der Überhitzer von Müllverbrennungskesseln und Kesseln zur thermischen Verwertung von Biostoffen zu erhöhen. Weiterhin soll erreicht werden, dass der Ansatz fest haftender Beläge auf den Heizflächen und das Zuwachsen und Blockieren der Gassen in den Überhitzern reduziert wird.
  • Es wurde ein Verfahren gesucht, das auf Basis der vorher beschriebenen Mechanismen die Kondensation und Desublimation der aggressiven Rauchgasbestandteile ohne belastende inerte Stäube in einem definierten Kesselbereich auslöst.
  • Wider Erwarten ist es gelungen, durch Eindüsen von Wasser in einem geeigneten Rauchgastemperaturbereich die Kondensation dieser Rauchgasbestandteile und damit den Abbau der Übersättigung zu erzwingen. Hierfür wurden in einem ausreichenden Abstand vor dem gefährdeten konvektiven Bereich Düsen installiert, die das Rauchgas mit feinen Wasserstrahlen durchdringen. Durch diese Strahlen – die man sich als diffuse Kältefalle vorstellen kann – wird in Verbindung mit der schnellen Abkühlung eine spontane homogene Kondensation und Desublimation erzeugt, die durch die resultierende hohe spezifische Oberfläche ausreichende Keime für eine Kondensation und Desublimation der korrosiven im Rauchgas gelösten Salze bis zum annähernd thermodynamischen Gleichgewicht erzeugt.
  • Darauf hin wurden in einer Verbrennungsanlage entsprechende Versuche durchgeführt, bei denen nachgewiesen werden konnte, dass die Kondensationsneigung der gelösten Salze nach dieser Behandlung mit Wasser abnimmt.
  • Die in der 1 gezeigten Dampfdrücke einiger repräsentativer Chloride erklären den beschriebenen Effekt. Man erkennt zunächst, dass die Dampfdrücke der Schwermetallchloride, die bei den beobachteten Korrosionsarten besonders aktive Salze sind, deutlich höher liegen und damit die Tendenz haben, erst bei tieferen Rauchgastemperaturen zu kondensieren bzw. zu desublimieren im Vergleich zu den Chloriden von Natrium und Kalium.
  • Die hier stellvertretend für alle anderen Salze dargestellten Dampfdruckkurven zeigen jedoch auch, dass beispielsweise bei einer Abkühlung um 100°C von 600 auf 500°C der Dampfdruck um den Faktor 9,5 abfällt. Über Bestimmungen der Salzfracht und Zusammensetzung der Salze sowie des Rauchgasvolumenstromes in einer Abfallverbrennungsanlage mit üblichen Betriebsbedingungen konnte bestimmt werden, dass bei 600°C die Übersättigung der im Rauchgas mitgeführten NaCl-Dämpfe ca. 2,4-fach ist. Die KCl-Dämpfe sind bei 600°C noch vollständig im Rauchgas gelöst, die Sättigung beträgt nur 80%. Bei üblicher Rauchgaskühlung bis ca. 500°C und bekannten Konzentrationen wurde bei Messungen im Rauchgasstrom keine Kondensations- bzw. Desublimationspartikel festgestellt, obwohl die Übersättigung in diesem Temperaturbereich ca. 32,5 (NaCl) bzw. ca. 6,4(KCl)-fach war. In dem Temperaturbereich von 500 bis 600°C müsste, ausgehend vom zugehörigen Dampfdruck, der größte Anteil der gesamten Natrium- und Kaliumchloridsalzfracht desublimieren. Da die Schmelzpunkte der beiden genannten Salze bei 800°C (NaCl) und 790°C (KCl) liegen, können diese Salze nicht in der reinen Form kondensieren.
  • Angesichts dieser beispielhaft berechneten (1) und gemessenen Übersättigungen wird sehr schnell klar, dass in diesem Temperaturbereich bereits geringe Effekte, sei es das Anbieten einer Oberfläche oder eine zusätzliche schnelle Kühlung zur spontanen Kondensation bzw. Desublimation führt. Aus der erzwungenen homogenen Kondensation und Desublimation resultiert durch das erfindungsgemäße Verfahren eine große Zahl von Keimen mit hoher spezifischer Oberfläche, die bei der weiteren Abkühlung als heterogene Keime für den Abbau der Übersättigung durch Kondensation und Desublimation der im Rauchgas in Lösung vorliegenden Salze dienen. Die Konzentrationen der gelösten Schwermetalle sind bei Erreichen der Metalloberflächen entsprechend geringer. Das vorhandene Korrosionspotential wird dadurch gemindert.
  • Beschreibung eines typischen Verbrennungskessels mit der Wassereindüsung
  • In der 2 ist ein typischer Verbrennungskessel mit einem Feuerraum (1), dem ersten Strahlungszug (2), dem zweiten Strahlungszug (3) und dem dritten Strahlungszug (4) sowie einem konvektiven Zug (5) dargestellt. Der Feuerraum (1) ist im Wesentlichen begrenzt durch den Zuteiler (6), die Zünddecke (7), die Ausbranddecke (8) und die Seitenwände des Feuerraums (9). Die Brennstoffzufuhr erfolgt über Müllzufuhr (10) und den Zuteiler (6). Die Verbrennung erfolgt auf dem Verbrennungsrost (11). Die ausgebrannte Schlacke fällt nach dem Rost (11) in den Schlackefallschacht (12) zum Entschlacker. Die Primärluft (13) wird durch den Rost (11) zugeführt: Die Sekundärluft (14) dient der Vermischung und dem sichereren Ausbrand der Gase vor dem Eintritt in den ersten Strahlungszug (2).
  • Die Wände des ersten Strahlungszuges sind zur Einhaltung der Mindestverbrennungsbedingungen und zum Schutz der Heizflächen gegen Korrosionen im unteren Bereich mit Feuerfestzustellung (15) zugestellt. Im oberen Bereich des ersten Strahlungszuges (2) – dem Bereich für die NSCR Entstickung (16) – wird bei Anwendung des NSCR-Entstickungsverfahrens eine wässrige Lösung mit Harnstoff oder Ammoniak eingedüst.
  • Die Heizwände über der Feuerfestzustellung (15) im ersten Strahlungszug (2) und zum Teil im zweiten Strahlungszug (3) werden mit einer Aufschweißung aus Nickelbasislegierungen (17) gegen Korrosionen geschützt. Danach sind bei den üblichen Siedewassertemperaturen von 240 bis 320°C und den abgesenkten Rauchgastemperaturen üblicherweise keine Korrosionsschutzmaßnahmen im unteren Teil des zweiten Zuges (3) und dem dritten Zug (4) erforderlich. Die Rauchgase kühlen sich üblicherweise vom Eintritt (18) in den ersten Zug (2) mit 1000–1300°C bis zum Verlassen des dritten Zuges (4) auf 450–650°C ab und treten mit diesen Temperaturen in den konvektiven Zug (5) ein. Im konvektiven Zug (5) kühlen sich die Rauchgase an einem Schutzverdampfer (19), an Überhitzern (20), Verdampfern (21) und Economisern (22) auf 180–230°C ab und verlassen den Kessel durch den Abgaskanal (23). In den Überhitzern (20) wird der Dampf auf eine Temperatur von 380 bis 420°C überhitzt. In dem Bereich mit den höchsten Dampf- und Rauchgastemperaturen sind auf Grund hoher Korrosionsgeschwindigkeiten die geringsten Standzeiten zu erwarten.
  • In dem markierten Bereich (24) wird die erfindungsgemäße Behandlung der Rauchgase mit Wasser vorgenommen. Hierzu wird über Düsen (25) Wasser mit hoher Geschwindigkeit senkrecht zum Rauchgas dispergiert. Die Düsen werden über Anschlussleitungen (26) mit filtriertem Druckwasser versorgt.
  • Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird in Kauf genommen, dass die Keimbildung wegen ihrer scharfen Temperaturabhängigkeit ein lawinenartig verlaufender Vorgang ist. Dieser in technischen Kristallisatoren störende Effekt wird erfindungsgemäß genutzt, um die Übersättigung der Gase zu senken. Die üblicherweise in Kristallisatoren angestrebte gleichmäßig gewachsene Form von Kristallen, die einen Betrieb mit geringen Übersättigungen und dadurch langen Verweilzeiten erforderlich macht, wird bei dem Abbau der Übersättigung der Rauchgasbestandteile nicht angestrebt.
  • Als Düsenform wurde eine Hochdruck-Einstoff-Wasserrunddüse gemäß 3 entwickelt. Die Düse soll Wasserstrahlen mit hoher Geschwindigkeit möglichst senkrecht zur Rauchgasrichtung einbringen. Hierfür kommen grundsätzlich Ein- und Zweistoffdüsen in Frage. Um eine möglichst hohe Geschwindigkeit des Wassers zu erreichen, benötigen Zweistoffdüsen erhebliche Mengen an Treibmedium. Dieses Treibmedium erzeugt vor der Düse einen Freistrahl, der vergleichsweise viel heißes Rauchgas ansaugt und damit den gewünschten Temperaturschock im Gas nicht erzeugt.
  • Aus diesem Grund wird der Einsatz einer Hochdruck-Einstoff-Wasserrunddüse als vorteilhaft angesehen, weil die Spaltbreite und damit die Wasseraustrittsgeschwindigkeit unabhängig von der Durchsatzleistung des Wassers eingestellt werden kann.
  • In der 3 ist eine mögliche Ausführung der Düse (25) als Hochdruck-Einstoff-Wasserrunddüse dargestellt. Der Düsenstock (27) bildet mit der Düsenhülse (28) und der Anschlussmuffe (29) die Hauptelemente der Düse. Durch den einstellbaren Spalt (30) zwischen Düsenstock (27) und Düsenhülse (28) tritt das Wasser (31) ringförmig aus. Der Spalt (30) wird durch Drehung des Düsenstocks (27) zur Düsenhülse (28) eingestellt. Der Düsenstock wird mit der Führung (32) zentrisch gelagert und mit der Kontermutter (34) gegen Verstellen gesichert. Der Wasseranschluss erfolgt über die Anschlussmuffe (29). Die Bohrungen (33) und (35) stellen sicher, dass das Wasser zum Spalt (30) gelangt.
  • Bezugszeichenliste
  • Beschreibung zur Fig. 2
  • 1
    Feuerraum
    2
    erster Strahlungszug
    3
    zweiter Strahlungszug
    4
    dritter Strahlungszug
    5
    konvektiver Zug
    6
    Zuteiler
    7
    Zünddecke
    8
    Ausbranddecke
    9
    Seitenwände des Feuerraums
    10
    Müllzufuhr
    11
    Verbrennungsrost
    12
    Schlackefallschacht
    13
    Primärluft
    14
    Sekundärluft
    15
    Feuerfestzustellung
    16
    Bereich für NSCR Entstickung
    17
    austenitische Aufschweißung
    18
    Eintritt in den ersten Zug
    19
    Schutzverdampfer
    20
    Überhitzer
    21
    Verdampfer
    22
    Economiser
    23
    Abgaskanal
    24
    Bereich der erfindungsgemäßen Wassereindüsung
    25
    Wasserdüsen
    26
    Anschlussleitungen für Wassereindüsung
    Beschreibung zur Fig. 3
    27
    Düsenstock
    28
    Düsenhülse
    29
    Anschlussmuffe
    30
    einstellbarer Spalt
    31
    ringförmiger Wasseraustritt
    32
    Führung
    33
    Bohrung in der Führung
    34
    Kontermutter
    35
    Bohrung in der Hülse

Claims (3)

  1. Verfahren zur Reduzierung salzinduzierter Korrosionen und Belagbildungen an den Heizflächen des konvektiven Zuges eines Verbrennungskessels, wobei die den Feuerraum verlassenden, feste Bestandteile und gasförmige Salze, enthaltenden Rauchgase über mehrere Strahlungszüge umgelenkt und gekühlt werden, dadurch gekennzeichnet, dass im letzten Strahlungszug vor dem konvektiven Zug über die gesamte Querschnittsbreite Wasser in das Rauchgas derart eingedüst wird, dass die Abkühlgeschwindigkeit des Rauchgases zwischen 150 und 1500°C/Sekunde beträgt, und eine spontane Keimbildung einsetzt, gefolgt von einer Kondensation und Desublimation der im Rauchgas gelösten Salze an den Oberflächen der Keime und dass zwischen der Wassereindüsung und dem Eintritt in den konvektiven Zug eine Verweilzeit bei hoher Übersättigung der gelösten Salze von 0,17 bis 1,7 Sekunden eingestellt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verweilzeitstrecke dermaßen gewählt ist, dass aus den Keimen schichtartig aufgebaute Primärpartikel gebildet werden.
  3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Reduktion von Korrosionen und Belagbildungen an den Heizflächen des konvektiven Zuges eines Verbrennungskessels durch Eindüsen von Reaktionsstoffen in die Rauchgase, dadurch gekennzeichnet, dass in einem unmittelbar vor dem konvektiven Zug liegenden Strahlungszug eine Hochdruck-Wassereindüsungseinrichtung im Rauchgasstrom angeordnet ist und dass eine Verweilzeitstrecke bis zum Beginn des konvektiven Zuges von 1 bis 5 m eingerichtet ist.
DE200610012269 2006-03-15 2006-03-15 Verfahren zur Reduzierung salzinduzierter Korrosionen und Belagbildungen in Verbrennungsanlagen sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens Expired - Fee Related DE102006012269B4 (de)

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DE4109991C1 (de) * 1991-03-27 1992-06-25 Metallwarenfabrik Stockach Gmbh, 7768 Stockach, De
DE4305318A1 (de) * 1993-02-20 1994-09-22 Buck Chem Tech Werke Verfahren zur Entsorgung von Rest- und Abfallstoffen

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