DE1917666C3

DE1917666C3 - Verfahren zum Verfeuern von pumpfähigen, mit Feststoffen durchsetzten Gemischen, insbesondere von ölhaltigen Schlämmen

Info

Publication number: DE1917666C3
Application number: DE19691917666
Authority: DE
Inventors: Fritz Dipl.-Ing. Vier; Bernhard Dipl.-Ing. Winkeler
Original assignee: Wintershall AG
Current assignee: Wintershall AG
Priority date: 1969-04-05
Filing date: 1969-04-05
Publication date: 1980-11-20
Also published as: DE1917666A1; DE1917666B2

Description

25

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verfeuern von pumpfähigen, mit Feststoffen durchsetzten Gemischen, insbesondere von ölhaltigen Schlämmen, unter Verwendung von Primärluft und Sekundärluft, wobei das Gemisch unter Druck in das hintere Ende ^i(l eines Brennerrohres eingeführt wird.

Pumpfähige, mit Feststoffen durchsetzte, durch Verbrennen zu beseitigende Gemische fallen in vielen Bereichen der industriellen Produktion an. Die in den Gemischen enthaltenen Feststoffe sind feste Teilchen, die sich in einem pumpfähigen Gemisch niederschlagen und ablagern und die mit Hilfe von Sieben oder Filtern zurückgehalten werden können. Die Teilchen weisen eine Körnung bis zu 10 mm auf und je gröber die Körnung ist oder je mehr sich bei feiner Körnung Agglomerate bilden, um so mehr können Verstopfungen einer Anlage auftreten.

Zur Beseitigung solcher Gemische sind Verfahren bekannt, die mit oder ohne Stützfeuerung arbeiten. Anlagen für das Durchführen solcher Verfahren weisen im wesentlichen eine Pumpe zur Druckerzeugung, ein Regelorgan (Ventil, Hahn, Schieber) in der Druckleitung zwischen Pumpe und Brenner zur Steuerung der Durchsatzmenge und einen Brenner, der mit Zerstäubung, gegebenenfalls unter Verwendung eines Zerstäubungsmediums (Dampf, Luft) arbeitet, auf. Anlagen dieser Art sind jedoch für Dauerbetrieb nur funktionsfähig, wenn die Feststoffe durch Aufbereitung, wie durch Sieben oder durch Filtrieren, aus dem aufzubereitenden Gemisch entfernt werden. Wenn nämlich eine derartige Aufbereitung nicht vorgenommen wird, sind Verstopfungen an der Pumpe, am Regelorgan oder an der Düse des Brenners, die zum Ausfallen der Anlage führen, nicht zu vermeiden. Ohne Entfernen der Feststoffe ist daher kein störungsfreier Betrieb solcher Anlagen für &o das Verbrennen von Feststoffe enthaltenen Gemischen möglich.

Bekannt (Zeitschrift »Brennstoff — Wärme — Kraft«, 1964, Nr. 8, S. 397 bis 399) ist hier vor allem ein Verbrennen von Schlämmen aller Art mit einem Ölbrenner, bei dem im schlammzuführenden Rohr nur Schlamm, jedoch keine Luft, zugeführt wird und somit die Bildung eines Schlamm-Luft-Gemisches im schlammzuführenden Rohr nicht erfolgt Die zu verbrennenden Schlämme werden in diesem Fall einer Aufbereitung unterworfen, für die Rührwerke und Siebwerke vorgesehen sind. Bei dieser Art des Vprbrennens ist es übrigens üblich (Zeitschriften »Wasser und Abwasser«, 1968, Heft 2, S. 40 bis 48 und auch »Brennstoffchemie — Technische Umschau«, 1964, Nr. 6, W. 53), das Verbrennen von Schlamm und festen Abfällen miteinander zu kombinieren, wobei die festen Abfälle unmittelbar in den Ofenraum eingegeben werden, mit dem der Brenner verbunden ist

Des weiteren ist auch schon bekannt (DE-PS 12 18 103), das Verfeuern von Zelluloseablauge mit einer Brennerdüse vorzunehmen. Hier wird zwar die Ablauge in ein Brennerrohr eingeführt aber die Primärluft wie auch die Sekundärluft fließen in eigenen Kanälen, und für den mengenmäßigen Durchsatz von Ablauge sind in diesem Fall praktisch allein Druck und Temperatur der Ablauge maßgebend.

Zum Stand der Technik gehört es ebenfalls schon (US-PS 33 93 650), eine Aufschlämmung von Kohle in Wasser mit Hilfe eines Brenners zu verfeuern und dabei dem Brenner in einem Ringkanal mit trockenen Kohleteilchen gemischte Primärluft und je einer getrennt geführten und zentral im Brenner angeordneten Leitung die Sekundärluft und die Aufschlämmung aus Kohleteilchen und Wasser zuzuführen.

Zum Verbrennen von pumpfähigen, brennbaren und gegebenenfalls Feststoffe enthaltenden Rückständen werden aber auch vielfach Einrichtungen verwendet, die nach dem Prinzip der Strahlpumpen arbeiten. Diese Brenner bewirken eine Zerstäubung des zu verbrennenden Rückstandes durch Injektorwirkung von Druckluft. Dieses Funktionsprinzip ist im wesentlichen dadurch charakterisiert, daß die Erhöhung der Fördermenge an brennbaren Rückständen notwendigerweise eine Erhöhung der Druckluftmenge voraussetzt. Um die Injektorwirkung hervorzurufen, muß mindestens eine Düse vorgesehen sein, durch die das Gemisch aus Druckluft und den Rückständen hindurchgedrückt wird. Wenn die Rückstände Feststoffe enthalten, wirken diese ebenso korrodierend auf das Düsenmaterial, wie auf die Regelventile, mit denen die Zufuhr der Rückstände zu dem Injektorraum geregelt wird.

Damit ergab sich die Aufgabe, eine Möglichkeit zu finden, die diese Korrosionswirkungen vermeidet und ohne vorherige Abtrennung von Feststoffen aus dem brennbaren Rückständen deren Verbrennung im störungsfreien Dauerbetrieb erlaubt.

Es wurde ein Verfahren zum Verfeuern von pumpfähigen, mit Feststoffen durchsetzten Gemischen, insbesondere von ölhaltigen Schlämmen unter Verwendung von Primärluft und Sekundärluft, wobei das Gemisch unter Druck in das hintere Ende eines Brennerrohres eingeführt und dort mit der Pnmärluft vereinigt wird, gefunden. Danach wird die Durchflußmenge des Gemisches durch einstellbares Absenken des Druckes der Primärluft unter den Gemischdruck an der Vereinigungsstelle vergrößert.

Vorteilhafterweise wird dabei das Gemisch mit einem Druck von mindestens etwa 3 m WS, insbesondere von 4 bis 10 m WS, eingeführt und der Druck der Primärluft vor ihrem Einstellorgan mindestens etwa um 20 m WS höher gehalten als der Druck des Gemischstromes.

Der Ölgehalt der zu verfeuernden Gemische schwankt je nach Zusammensetzung zwischen 50 und 90%, der Wassergehalt zwischen 10 und 40% und der Feststoffgehalt zwischen 0 und 10%. Die Unterstützung

der Verbrennung durch die, getrennt von Primärluft und Gemisch an die Düsenspitze geführte Sekundärluft erfolgt dabei in bekannter Weise.

An Hand der F i g. 1 und 2 wird nachfolgend das erfindungsgemäße Verfahren erläutert

In das Brennerrohr 2 wird am hinteren Ende 4 das Gemisch mit einem von der jeweiligen Durchsatzmenge unabhängigen konstanten Druck von verhältnismäßig geringer Höhe von 4 bis 10 m WS eingeleitet Vor dem Ventil 1 steht Druckluft mit einem gegenüber dem Druck des Gemisches um ungefähr 20 m WS höheren Druck als Primärluft an. Durch Einstellung des Ventils 1 wird der in das hintere Ende des Brennerrohres über die Zuführung 5 eingeführte Luftstrom so abgesenkt, daß an der Einleitungssteile 17 der Gemischzuführung über das Zuleitungsrohr 4 infolge Staudrucks durch den Ausflußwiderstand des Brennerrohres und der Brennerspitze im Luftstrom ein Druck entsteht der geringfügig niedriger ist als der Druck des Gemisches an der Eip'eitungsstelle 17, so daß in Abhängigkeit vom Differenzdruck zwischen Gemisch und Luft an der Einleitungsstelle 17 unterschiedliche Mengen des-Gemisches über den freien Querschnitt 6 in das Brennerrohr einfließen. Die Erhöhung des Druckes des Luftstromes ergibt einen geringeren, die Verringerung des Druckes einen größeren Mengenstrom des Gemisches. Die über das Ventil 8 eingeführte Sekundärluft wird zwischen dem Mantelrohr 7 und dem Brennerrohr 2 vorzugsweise über eine Dralleinrichtung 9 zur Düsenspitze 3 des Brennerrohres 2 eingeführt Die Sekundärluft unterstützt die Verdüsung des aus der Düsenspitze 3 austretenden Gemischstromes.

F i g. 2 zeigt an einem Ausführungsbeispiel die vorgeschaltete Anlage zur Herstellung des mit Feststoffen durchsetzten Gemisches zur Erzeugung des konstanten Gemischvordruckes. Die als Gemisch zu verbrennenden Stoffe werden in einen konischen Behälter 10 eingebracht und mittels einer Taumelscheibenpumpe 11 über die Umwälzleitung 12 umgepumpt und homogenisiert. An der Druckleitung der Taumelscheibenpumpe 11 ist in der Umwälzleitung 12 die zum Brenner führende Leitung 13 angebracht, durch die das Gemisch mit einem Druck entsprechend den geodätischen Verhältnissen der UmwäJzleitung (Druckhöhe mindestens 3 m WS) dem hinteren Ende des Brennerrohres zugeführt wird

Die Steuerung der Durchflußmenge eines mu Feststoffen durchsetzten Gemisches durch Veränderung des Primärluftstromes hat den Vorteil, daß ohne Regulierventil, welches bei Gemischen mit Feststoffen zur Verstopfung führt, der Mengenstrom eingestellt werden kann und das Schlamm-Luft-Gernisch 18 mit der erforderlichen Austrittsgeschwindigkeit kontinuierlich aus der Brennerspitze 3 zur Verbrennung austreten kann.

Die zulässige Feststoffkörnung ist bei diesem Verfahren lediglich durch die Dimension der Düsenspitze 3 begrenzt

Nach dem Verfahren der Erfindung können durch Feststoffe verunreinigte Gemische verbrannt werden, die die Feststoffe in Korngrößen von beispielsweise 8 bis 10 mm enthalten.

Das Verfahren nach der Erfindung gestattet erstmalig in praktisch störungsfreier kontinuierlicher Arbeitsweise, durch Feststoffe verunreinigte Gemische ohne Abtrennung der Feststoffe und ohne Korrosionswirkung an Düsen oder Regelventilen zu verbrennen.

Die zu verbrennenden Stoffe können beispielsweise Sink- und Schwimmschlämme aus der mechanischen Klärung von ölhaltigen Raffinerieabwässern oder Cyclatorschlämme aus der mechanischen Klärung von ölhaltigen Raffinerieabwässern, die Eisenchlorid und Klärmittel enthalten, oder Schmutzöle und ölhaltige Bleicherden sein. Sinkt der untere Heizwert des Gemisches unter ungefähr 400 Kcal/kg, so muß die Verbrennung mit einem Stützfeuer betrieben werden.

Das Verfahren nach der Erfindung gestattet, das im Brennerrohr 2 gebildete Schlamm-Luftgemisch so vollständig zu verbrennen, daß praktisch ölfreie Feststoffe anfallen, die aufgehaldet werden können. Außerdem besteht der Vorteil, daß für die Verbrennung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kleinere Verbrennungsofen als nach dem Stand der Technik bisher verwendet werden können.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Verfeuern von pumpfähigen, mit Feststoffen durchsetzten Gemischen, insbesondere von ölhaltigen Schlämmen, unter Verwendung von Primärluft und Sekundärluft, wobei das Gemisch unter Druck in das hintere Ende eines Brennerrohres eingeführt und dort mit der Primärluft vereinigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchflußmenge des Gemisches durch einstellbares Absenken des Druckes der Primärluf? unter den Gemischdruck an der Vereinigungsstelle vergrößert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch (17) mit einem Druck von mindestens etwa 3 m WS, insbesondere von 4 bis 10 m WS, eingeführt wird und der Druck der Primärluft vor ihrem Einstellorgan (1) mindestens etwa 20 m WS höher liegt als der Druck des Gemischstromes.