DE1168008B

DE1168008B - Device for transporting away the molten slag flowing out of the melting chambers of steam generators and a method for processing the slag

Info

Publication number: DE1168008B
Application number: DEB58029A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Klemens Bettendorf
Original assignee: Dr-Ing Klemens Bettendorf
Current assignee: Dr-Ing Klemens Bettendorf
Priority date: 1960-05-28
Filing date: 1960-05-28
Publication date: 1964-04-16

Description

Vorrichtung zum Abtransport der aus Schmelzkammern von Dampferzeugern ausfließenden schmelzflüssigen Schlacke und Verfahren zur Aufbereitung der Schlacke In den neuzeitlichen Dampf-Kraftwerken zur Erzeugung von elektrischer Energie vollzieht sich die Verbrennung des Kohlenstaubes bei so hohen Temperaturen, daß die Brennstoffrückstände zum Schmelzen kommen. In diesen Kesseln mit Schmelzkammer-, Schmelztrichter- oder Zyklon-Feuerung u. ä. m. sammeln sich die geschmolzenen Schlackenteilchen im untersten Teil des Feuerungsraumes in einer beispielsweise wannenartigen Vorrichtung; von dort läuft die feuerflüssige Schmelzschlacke je nach Belastung der Kesselanlage als stärkerer oder schwächerer Strahl fast kontinuierlich in ein Wasserbad. Durch die Abschreckung wird die Schlacke feinkörnig granuliert. Eine geeignete Transporteinrichtung befördert das Granulat aus dem Wasser in Loren, oder es wird durch Rohrleitungen hydraulisch wegtransportiert und in jedem Falle außerhalb des Kraftwerkes gelagert und zum Teil verkauft.Device for removing from the melting chambers of steam generators outflowing molten slag and process for processing the slag In the modern steam power plants for the generation of electrical energy takes place the combustion of the coal dust at such high temperatures that the fuel residues come to melt. In these kettles with melting chamber, melting funnel or Cyclone firing and similar, the molten slag particles collect in the bottom Part of the furnace in a, for example, tub-like device; from there the molten smelting slag runs depending on the load on the boiler system as a stronger or weaker jet almost continuously in a water bath. By the quenching, the slag is fine-grained. A suitable transport facility The granulate is transported out of the water in lorries, or it is transported through pipelines transported away hydraulically and stored outside the power plant in any case and partly sold.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, unter Aufrechterhaltung der Vorzüge, die das »Schmelzkammersystem« bietet, den Abtransport der Schlacke grundlegend zu ändern.The invention has set itself the task of maintaining the advantages that the »melting chamber system« offers, the removal of the slag fundamentally change.

Die Vorrichtung zum Abtransport der aus Schmelzkammern vonDampferzeugern ausfließenden schmelzflüssigen Schlacke weist erfindungsgemäß einen unterhalb des Schlackenauslaufs angeordneten, praktisch luftdicht abgeschlossenen Tunnel zur Aufnahme fahrbarer Schlackenpfannen auf, mit einem Gasabzug, welcher den Druck im Tunnel unter dem Druck in der Brennkammer hält. Dieser Abzug ist mit einem Regelorgan wie Schieber, Drosselklappe od. dgl. versehen, oder auch mit einem Ventilator. Hierdurch wird mit Sicherheit verhindert, daß Falschluft in die Schmelzkammern gelangen kann.The device for the removal of steam generators from melting chambers outflowing molten slag according to the invention has a below the Slag outlet arranged, practically airtight closed tunnel for receiving mobile cinder pans, with a gas vent, which reduces the pressure in the tunnel under the pressure in the combustion chamber. This deduction is like with a regulating organ Slider, throttle valve or the like. Provided, or with a fan. Through this it is definitely prevented that false air can get into the melting chambers.

Für das Ein- und Ausfahren der Schlackenbehälter ist eine Luftschleuse oder sind Luftschleusen vorgesehen. Bei eingleisigem Tunnelbetrieb ist an jedem Ende des Tunnels eine Luftschleuse angeordnet. Bei zweigleisigem Tunnelbetrieb ist nur eine Schleuse erforderlich. In diesem Falle wird im Tunnel unter der Abflußöffnung der Brennkammern ein Umlenkorgan für die ausfließende Schlacke angeordnet. Mit seiner Hilfe kann nach dem Füllen einer Pfanne der Schlackenstrom in die daneben auf dem zweiten Gleis stehende Pfanne geleitet werden. Während sich nunmehr die zweite Pfanne füllt, wird die gefüllte erste Pfanne durch eine leere Pfanne ersetzt. Schließlich ist eine in den Tunnel hineinführende Zuführungsleitung vorgesehen, mit der feinkörnige bis pulvrige Zuschlagstoffe im Bedarfsfalle zur schmelzflüssigen Schlacke zugegeben werden können.There is an air lock for moving the slag container in and out or air locks are provided. In single-track tunnel operation is on each An airlock is located at the end of the tunnel. In the case of double-track tunnel operation, only one lock required. In this case, the tunnel is under the drainage opening the combustion chambers arranged a deflection element for the outflowing slag. With his Help can after filling a pan with the stream of slag in the one next to it on the second track standing pan. While now the second pan the filled first pan is replaced by an empty pan. In the end a feed line leading into the tunnel is provided with the fine-grained until powdery additives are added to the molten slag if necessary can be.

Diese Austragvorrichtung schafft nicht nur die Möglichkeit, das Kesselhaus trotz des schmelzflüssigen Zustandes der Schlacke -- im Gegensatz zum bisher allgemein üblichen granulierten Zustand -völlig sauber zu halten und Falschluftzufuhr zur Feuerung zu verhindern, sie gibt vor allem die Möglichkeit, die Schlackenbeschaffenheit grundlegend zu ändern und damit die Brauchbarkeit der Schlacke ganz wesentlich zu verbessern.This discharge device not only creates the possibility of the boiler house despite the molten state of the slag - in contrast to the previous general usual granulated condition - to be kept completely clean and false air supply to the Preventing firing, it mainly gives the possibility of the slag quality to change fundamentally and thus the usefulness of the slag very significantly to enhance.

Während die granulierte Schlacke nur in geringem Umfange verwendbar ist, z. B. als begrenzter Zuschlagstoff bei der Steinherstellung und Mörtelbereitung, zum Absanden im Straßenbau oder als Streumittel bei winterlicher Straßenglätte, ist es möglich, dieselbe Schlacke nach schmelzflüssigem Austrag und geeigneter Behandlung für den Großverbrauch, z: B. im Straßenbau, Beton-, Hoch- und Tiefbau, als Material für Aufschüttzwecke und als Blasversatz im Bergbau geeignet zu machen.While the granulated slag can only be used to a limited extent is e.g. B. as a limited aggregate in stone production and mortar preparation, for sanding in road construction or as a grit on slippery winter roads, it is possible to use the same slag after molten discharge and appropriate treatment for large-scale consumption, e.g. in road construction, concrete, structural and civil engineering, as a material to make it suitable for filling purposes and as blow backfill in mining.

Damit wird nicht nur ein vorzügliches neues Material geschaffen, sondern auch gleichzeitig eine in absehbarer Zukunft drückende Sorge der Kraftwerke beseitigt.This not only creates an excellent new material, but at the same time, an oppressive concern of the power plants in the foreseeable future is eliminated.

Kraftwerke würden sonst vor der Frage stehen, wie die in erheblichen Mengen täglich anfallenden Aschegranulate zu lagern. bzw. unterzubringen sind. Da zur Deckung des ständig ansteigenden elektrischen Energiebedarfs in naher Zukunft neue Kraftwerke erstehen werden und diese nach dem neuesten Stand der Technik, wenn mit Kohlenstaubfeuerung, wohl ausschließlich nach dem Schmelzkammerverfahren arbeiten werden, wird die Unterbringung der laufend immer mehr anfallenden Asche-Granulate bzw. die Möglichkeit ihrer Verwertung ständig größere Schwierigkeiten bereiten. Es werden in absehbarer Zeit ständig wachsende Granulat-Aschenhalden entstehen. Zur Abhilfe wird erfindungsgemäß dafür gesorgt, daß die schmelzflüssige, insbesondere die mit der obenbeschriebenen Vorrichtung ausgetragene Schlacke kristallin oder wenigstens kryptokristallin erstarrt. Dazu wird die schmelzflüssige Schlacke stark verlangsamt zur Erstarrung gebracht. Um die Zeit der Kristallisation abzukürzen, besonders bei Schlacken mit geringer Kristallisationsneigung, wird zweckmäßig die Zugabe von pulverförmigen Stoffen zur schmelzflüssigen Schlacke bewirkt, welche als Kristalllisationskeime wirken. Vorteilhaft ist die Verwendung von pulverförmigen, kein Gas abgebenden Stoffen, die basisch reagieren, wie Kalkstaub oder andere gebrannte Erdalkalien, wie Dolomit oder auch Alkalien. Die hierdurch erfolgende Erhöhung des Basizitätsgrades in der sauren Schlacke steigert die Neigung zur Kristallisation. Sogar Schmelzen mit geringster Neigung zum Entglasen können auf diese Weise zu völliger Kristallisation gebracht werden.Otherwise, power plants would be faced with the question of how the major ones To store quantities of ash granules that accumulate daily. or are to be accommodated. There to cover the steadily increasing demand for electrical energy in the near future new power plants will be built and these will be state-of-the-art, if with pulverized coal firing, probably working exclusively according to the melting chamber process will be the accommodation of the ever increasing amount of ash granules or the possibility of their utilization constantly cause greater difficulties. In the foreseeable future, constantly growing granulate ash heaps will arise. To the Remedy is provided according to the invention that the molten, in particular the slag discharged with the device described above is crystalline or at least solidified cryptocrystalline. In addition, the molten slag becomes strong slowed to freeze. To shorten the time of crystallization, especially in the case of slags with a low tendency to crystallize, the Adding powdery substances to the molten slag causes what act as crystallization nuclei. The use of powdery, no gas-emitting substances that have a basic reaction, such as lime dust or other burnt ones Alkaline earths such as dolomite or alkalis. The resulting increase in The degree of basicity in the acidic slag increases the tendency to crystallize. Even melts with the slightest tendency to devitrify can become more complete in this way Crystallization can be brought.

Die basisch reagierenden Stoffe wirken bei den vorliegenden sauren Schlacken erniedrigend auf den Schmelz- bzw. Erstarrungspunkt. Das Temperaturintervall, in welchem die Schlacke flüssig bleibt. wird größer.The basic reacting substances have an effect on the acidic ones Slag lowering the melting or solidification point. The temperature interval, in which the slag remains liquid. becomes larger.

Die kristallin oder kryptokristallin erstarrende Schlacke kann, so wie sie entfällt, als sogenannte »Unsortierte Schlacke« oder als »Bagger-Schlacke« auf den Markt gebracht werden. Das Material ist im Straßenbau insbesondere als Unterbau und als Frostschutzschicht verwendbar. Eine noch bessere wirtschaftliche Verwertung wird gewährleistet, wenn die Schlacke in Brecher- und Siebanlagen aufbereitet wird. Vor allem als Kleinschlag und Splitt ist eine laufende nutzbringende Verwendung im Straßenbau gegeben. Auch im Betonbau, sowohl im Hoch- als auch im Tiefbau ist die Splitt- und Siebgrusform angebracht.The crystalline or cryptocrystalline solidifying slag can so as it is omitted, as so-called "unsorted slag" or as "excavator slag" be put on the market. The material is used in road construction in particular as a substructure and can be used as a frost protection layer. An even better economic recovery is guaranteed if the slag is processed in crushing and screening plants. Above all as small chippings and grit is an ongoing beneficial use given in road construction. Also in concrete construction, both in structural and civil engineering the grit and sieve mold attached.

Die Schlacke kann bei Zusatz geeigneter Zuschläge auch porig gemacht werden. Dazu können beispielsweise die in der Kesselanlage anfallenden Flugaschen, Rückstände aus den Wasserenthärtungs-und Entkarbonatisierungsverfahren und andere basisch reagierende, in der Hitze Gas abgebende Stoffe, wie Kalkstein, Rohdolomit verwendet werden. Das dabei entstehende hochporige Material ist wie die bekannten Bimsbaustoffe zu verwenden.The slag can also be made porous with the addition of suitable aggregates will. For example, the fly ash accumulating in the boiler system, Residues from water softening and decarbonation processes and others Basically reacting substances that give off gas when heated, such as limestone, raw dolomite be used. The resulting high-pore material is like the known To use pumice building materials.

Die Einbringung der pulverförmigen Stoffe erfolgt zweckmäßig in der obenbeschriebenen Zuführung. Für den Kraftwerksbetrieb ist es von besonderem Vorteil, das Verfahren der Schlackenbehandlung mit einer Vorrichtung gemäß der Erfindung zu kombinieren, bei der die Zufuhr der kristallisationsfördernden Stoffe in die flüssige Schlacke erfolgt und im übrigen innerhalb der Kraftwerkshalle ein völliger Abschluß der Schlacke gegenüber dem Raum der Halle bewirkt ist.The powdery substances are expediently introduced in the feed described above. For the operation of the power plant it is of particular advantage the method of slag treatment with an apparatus according to the invention to combine, in which the supply of crystallization-promoting substances into the liquid slag takes place and, moreover, a complete one within the power plant hall Completion of the slag opposite the space of the hall is effected.

Der Schlackenabfluß kann kontinuierlich oder intermittierend sein. Im letzteren Falle wird ein Schlackenabstich vorgesehen, über dem sich - falls er geschlossen ist - die Schlacke ansammeln kann.The slag discharge can be continuous or intermittent. In the latter case, a slag tap is provided over which - if it is closed - the slag can accumulate.

In der Zeichnung ist eine Vorrichtung gemäß der Erfindung schematisch dargestellt. Die Schmelzkammer 1 hat unten eine Austragöffnung 2. Sie ist umschlossen von einem Tunnel 3, in den fahrbare Schlackenpfannen 4 eingefahren werden können. An den Enden des Tunnels liegt je eine Luftschleuse 5. Ferner ist ein Abzug 6 am Tunnel 3 vorhanden, der zur Abführung von Flugstaub und von Gasen dient. In der Nähe der Austragöffnung 2 endet eine Zuführungsleitung für Zuschlagstoffe 7, die der Schlacke im Schlackenbehälter 4 zugeführt werden sollen. An den Schlackenbehältern ist eine Tropfrinne 8 angebracht, damit keine Schlacke zwischen die Gleise fallen kann.In the drawing, a device according to the invention is shown schematically. The melting chamber 1 has a discharge opening 2 at the bottom. It is enclosed by a tunnel 3 into which mobile slag pans 4 can be inserted. An air lock 5 is located at each end of the tunnel. There is also a vent 6 on the tunnel 3, which is used to remove airborne dust and gases. A feed line for aggregates 7, which are to be fed to the slag in the slag container 4, ends in the vicinity of the discharge opening 2. A drip channel 8 is attached to the slag containers so that no slag can fall between the tracks.

Claims

Claims: 1. Device for the removal of the melting chambers of steam generator; rn outflowing molten slag, characterized by a practically airtight one arranged below the slag outlet Tunnel for receiving mobile cinder pans, which has a gas vent, which keeps the pressure in the tunnel below the pressure in the combustion chamber.

2. Device according to Claim 1, characterized in that the gas discharge from the tunnel can be regulated and is optionally provided with a fan.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that in single-track tunnel operation at each end of the An airlock is arranged in each tunnel.

4. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that only one lock in double-track tunnel operation is provided, while in the tunnel under the discharge opening of the combustion chamber, a deflection element is arranged for the outflowing slag, with the help of which after filling a Ladle the stream of slag is directed into the ladle on the second track will.

5. Device according to one of the preceding claims, characterized by a feed line leading into the tunnel for fine-grained to powdery ones Additives to the molten slag.

6. Process for processing the molten slag from steam generation plants with melting chambers or the like. using a device according to one of claims 1 to 5, characterized in that that the slag becomes crystalline or cryptocrystalline through slow cooling Solidification is brought about.

7. The method according to claim 6, characterized in that at least one fine-grained to powdery substance increasing the tendency of the slag to crystallize is added to the slag pans. B. The method according to claim 7, characterized in that fly ash or a basic gas-emitting substance is added to the slag pans, which solidifies the slag with high pores. Documents considered: German Patent No. 381265; German Auslegeschrift No. 1 002 243; USA. Pat. No. 1,846,647.