DE19737438C1

DE19737438C1 - Verfahren und Anordnung zum geregelten Eintrag von pastösen Stoffen, insbesondere Klärschlamm, über Schlammlanzen in eine Brennkammer oder in Kohlemühlen

Info

Publication number: DE19737438C1
Application number: DE19737438A
Authority: DE
Inventors: Peter Ludwig; Frank Mielke; Wolfgang Unbereit; Hermann Brei
Original assignee: VEAG Vereinigte Energiewerke AG
Current assignee: Saxlund International GmbH; Vattenfall Europe Generation AG and Co KG
Priority date: 1997-08-21
Filing date: 1997-08-21
Publication date: 1999-01-07
Anticipated expiration: 2017-08-22
Also published as: CZ294101B6; CZ265598A3

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zum Zuführen von pastösen Stoffen, insbesondere Klärschlamm, in die Brennkammer oder in Kohlemühlen eines Kraftwerkes.

Zur Entsorgung pastöser Stoffe werden diese in Kraftwerken, die mit festen Brennstoffen (Braunkohle oder Steinkohle in stückiger bzw. staubförmiger Form) betrieben werden, mitver brannt. Unter pastösen Stoffen werden dabei u. a. Stoffe wie entwässerter Klärschlamm, Gemische aus entwässertem und ge trockneten Klärschlamm, Sedimentationsschlämme aus Kraft werks- und Industrieprozessen, der Gewässer- und Hafenwirt schaft mit einem Feststoffanteil bis zu max. 70% verstanden. Ausgangspunkt ist, daß die gegenüber den Regelbrennstoffen teilweise stark abweichenden Eigenschaften der pastösen Stoffe, hervorgerufen durch unterschiedliche Entstehung, Zu sammensetzung und ggf. vorhandenes Gefährdungspotential, es nicht gestatten, die Zumischung bereits an Abschnitten der Bekohlungsanlage (Kohlenentladung, Kohlebunker, ...) vorzu nehmen. Für die Förderung und Einbindung in die Feuerungs- bzw. Brennstoffaufbereitungsanlagen (Mahlanlagen) dieser Stoffe sind eigene Fördersysteme erforderlich. Die Zugabe von pastösen Stoffen zur Verbrennung in Kraftwerksanlagen ist bereits bekannt (DE 44 01 647, DE 41 02 216, DE 39 10 215). Bei der dort erwähnten kontinuierlichen Zuführung des Klärschlamms zur Feuerungsanlage ist eine Mitverbrennung oh ne Beeinflussung auf den regulären Kraftwerksbetrieb auf grund der sich teilweise stark ändernden Eigenschaften der pastösen Stoffe in Hinsicht auf die Verbrennung nicht mög lich. Es kommt zu instabilen Verbrennungsverhältnissen. Aus der DE-OS 28 21 021 ist ebenfalls ein Verfahren zur Ver brennung von pastösen Stoffen in Kohlekraftwerken bekannt, bei dem ein fester, kohlehaltiger Brennstoff in feinverteil ter Form und Öl als plastisch formbare Masse in einen Ver brennungsraum eingeführt wird. Dabei wird die Verbrennungs temperatur durch den Wassergehalt des Brennstoffes geregelt. Ebenfalls eine Regelung der Verbrennungstemperatur zur ther mischen Behandlung von Schlamm in einer Wirbelschicht be schreibt die DE-OS 15 26 060, wobei die Temperatur durch die pro Zeiteinheit zugeführte Schlammenge auf einen konstanten Wert geregelt wird.

Die Notwendigkeit der Regelung der Verbrennungstemperatur ist allerdings bei Kesselanlagen mit Staubfeuerungen im Ver gleich zu Wirbelschichtfeuerungen für die Abfallverbrennung nach der 17. Bundesimmissionsschutzverordnung nicht gegeben. Die notwendigen Verweilzeiten der zu verbrennenden Güter in der Brennkammer und die vorherrschenden Temperaturen sind ohne weiteres für einen ordentlichen Ausbrand erreichbar.

Jede Zugabe des pastösen Stoffes auf die Kohlemühlen oder über den Direkteintrag in die Brennkammer stellt eine Stör größe für den Mahl- oder Mahltrocknungsprozeß bzw. für die Feuerung dar. Dies kann zum Ausfall einzelner Mühlen oder zu instabilen Verbrennungsverhältnissen von Kraftwerksanlagen führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine genaue Rege lung der Fördermenge der pastösen Stoffe in die Feuerungsan lage eines Kraftwerks in der Art zu realisieren, daß eine Beeinflussung des regulären Kraftwerksbetriebes infolge der direkten oder indirekten Einbindung des pastösen Stoffes in die Feuerung minimiert wird.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der pastöse Stoff von einem Verteiler über Stichleitungen mit tels Taktventilen zu mehreren, mindestens jedoch zwei Schlammlanzen der Brennkammer oder den Kohlemühlen diskonti nuierlich gefördert wird, indem die Taktzeiten als auch die Taktfolge der Taktventile in Abhängigkeit vom Druck des pa stösen Stoffes vor den Schlammlanzen bzw. in Abhängigkeit der Austragstemperatur der Kohlemühle eingestellt wird.

Als Regelgröße für die Dosierung des Anfeuchtmittels wird die Antriebsleistung einer elektrisch oder hydraulisch ange triebenen Austragsvorrichtung des Aufnahmebunkers verwendet. Das Anfeuchtmittel wird dem pastösen Stoff über Sprühdüsen zugeführt.

Weiterhin können anstelle der Taktventile regelbare Dosier pumpen zur kontinuierlichen Förderung des pastösen Stoffes in Abhängigkeit vom Druck des pastösen Stoffes vor den Schlammlanzen bzw. der Austragstemperatur der Kohlemühlen eingesetzt werden.

Als pastöser Stoff kommen entwässerter Klärschlamm und/oder ein Gemisch aus entwässerten und getrockneten Klärschlamm sowie Sedimentationsschlämme aus Kraftwerks- und Industrie prozessen und/oder der Gewässer- und Hafenwirtschaft mit ei nem Feststoffanteil bis zu maximal 70% zur Anwendung. Aus dem pastösen Stoff werden Fremdkörper ausgehalten.

Zur Realisierung sind erfindungsgemäß die Rohrleitungslänge der Stichleitung zwischen einem Taktventil und einer Schlammlanze sowie zwischen einem Taktventil und einer Koh lemühle jeweils gleich.

Vorteilhafterweise ist die Förderrohrleitung mit Ringdüsen versehen, welche mit einer Gleitmitteldosieranlage über Zu führungsleitungen und Förderpumpen verbunden sind.

Weiterhin kann die Förderrohrleitung mit einer Ringleitung verbunden sein, an welcher die Stichleitungen zu den Schlammlanzen und den Kohlemühlen angeschlossen sind.

Anhand eines Ausführungsbeispiels soll die Erfindung näher erläutert werden. Dabei zeigen die dazugehörigen Zeichnun gen:

Fig. 1: die schematische Darstellung der Anordnung zum Zu führen von pastösen Stoffen über Taktventile und Stichleitungen zu den Schlammlanzen und Kohlemühlen.

Fig. 2: die schematische Darstellung der Anordnung zum Zu führen von pastösen Stoffen über eine Ringleitung und Stichleitungen zu den Schlammlanzen und Kohle mühlen.

Der Aufnahmebunker 2 weist die Anfeuchtungsanlage 3 und die Austragsvorrichtung 4 auf. An die Austragsvorrichtung 4 schließt sich die Förderrohrleitung 5 und der Verteiler 6 an. Zwischen die Austragsvorrichtung 4 und den Verteiler 6 sind noch eine Dickstoffpumpe 7 und jeweils vor und nach der Dickstoffpumpe 7 eine Aushaltevorrichtung 8, 9 in die För derrohrleitung 5 eingebunden. Von dem Verteiler 6 führen Stichleitungen 10 zu den Schlammlanzen 11 der Brennkammer 12 und den Kohlemühlen 13. Unmittelbar hinter dem Verteiler 6 sind in die Stichleitungen 10 Taktventile 14 angeordnet (Fig. 1.). Die Rohrleitungslängen der Stichleitung 10 von jedem Taktventil 14 zu der Schlammlanze 11 oder Kohlemühle 13 sind untereinander jeweils gleich. An die Förderrohrlei tungen 5 kann auch eine Ringleitung 15 angeschlossen sein. (Fig. 2), von welcher dann Stichleitungen 10 zu den Schlamm lanzen 11 und den Kohlemühlen 13 führen. Die Rohrleitungs längen der Stichleitungen 10 von jedem Taktventil 14 zu den Schlammlanzen 11 und den Kohlemühlen 13 sind untereinander jeweils gleich.

Weiterhin ist eine Gleitmitteldosieranlage 16 vorgesehen, die über Zuführungsleitungen 17, Förderpumpen 18 und Ringdü sen 19 in die Förderrohrleitung 5 eingebunden ist.

Die Wirkungsweise ist folgende:

Der pastöse Stoff 1 in Form von z. B. entwässertem Klär schlamm oder einem Gemisch aus entwässertem und getrockneten Klärschlamm, oder Sedimentationsschlamm aus Kraftwerks- und Industrieprozessen oder der Gewässer- und Hafenwirtschaft mit einem Feststoffanteil bis max. 70% wird in einen Auf nahmebunker 2 gegeben. Aus diesem Aufnahmebunker 2 erfolgt der Austrag des pastösen Stoffes 1 mittels Austragsvorrich tung 4 zur Dickstoffpumpe 7, die den pastösen Stoff 1 weiter in die Förderrohrleitung 5 drückt. Mit Hilfe der Anfeuchtan lage 3 wird dem pastösen Stoff 1 Anfeuchtmittel zugegeben. Damit kann die Förderfähigkeit des pastösen Stoffes 1 bei hohen Feststoffgehalten verbessert werden. Für die Dosier menge der Anfeuchtanlage 3 wird entsprechend der eingestell ten Drehzahl der Austragsvorrichtung 4 bei hydraulisch ange triebenen Austragsvorrichtungen 4 der Hydraulikdruck und bei elektrischen Antrieben die Antriebsleistung als Führungsgrö ße verwedet. Zum Schutz vor Schädigungen der Dickstoffpumpe 7 kann eine Fremdkörperaushaltevorrichtung 8 vor der Dick stoffpumpe 7 eingebunden werden. Für den Betrieb der Schlammlanzen 11 ist eine zweite Fremdkörperaushaltevorrich tung 9 nach Dickstoffpumpe 7 einsetzbar. Zur Realisierung konstanter Förderdrücke in der Förderrohrleitung 5 erfolgt die Dosierung eines Gleitmittels von einer Gleitmitteldo sieranlage 16 über die Zuführungsleitungen 17, die Förder pumpe 18 und die Ringdüsen 19 in die Förderrohrleitung 5. Vom Verteiler 6 wird der pastöse Stoff 1 über Stichleitungen einerseits zu den Schlammlanzen 11 der Brennkammer 12 oder andererseits zu den Kohlemühlen 13 gefördert, wobei in den Stichleitungen 10 die Taktventile 14 durch eingestellte Taktzeit, Taktfolge und die gleiche Rohrleitungslänge der Stichleitungen 10 zu den Schlammlanzen 11 und Kohlemühlen 13 die diskontinuierliche und gleichmäßige Versorgung der Schlammlanzen 11 und Kohlemühlen 13 sichern (Fig. 1).

Dabei werden mehrere, mindestens jedoch zwei Schlammlanzen 11 oder Kohlemühlen 13 gleichzeitig mit dem pastösen Stoff 1 diskontinuierlich beaufschlagt. Die Taktzeiten und Taktfol gen der Taktventile 14 werden dabei bei Förderung des Klär schlammes 1 zu den Schlammlanzen 11 in Abhängigkeit vom Klärschlammdruck vor den Schlammlanzen 11 bzw. bei Förderung des Klärschlammes 1 zu den Kohlemühlen 13 in Abhängigkeit der Austragstemperatur der Kohlemühlen geregelt.

Der pastöse Stoff 1 kann auch über eine Ringleitung 15 mit den entsprechenden Stichleitungen 10 zu den Schlammlanzen 11 oder den Kohlemühlen 13 gefördert werden (Fig. 2).

Bei der Zuführung des pastösen Stoffes 1 über Kohlemühlen 13 erfolgt die gemeinsame Aufmahlung und erforderliche Auf trocknung von Kohle und pastösem Stoff 1 in der Kohlemühle 13, sowie der gemeinsame Austrag zur Brennkammer 12.

Im Ergebnis der geregelten Zuführung des pastösen Stoffes 1 zu den Schlammlanzen 11 oder den Kohlemühlen 13 wird der re guläre Kraftwerksbetrieb praktisch nicht beeinflußt. Das Verfahren trägt damit zu einem wirtschaftlichen Betrieb der Mitverbrennung von pastösen Stoffen 1 bei.

Bezugszeichenliste

1

Klärschlamm

2

Aufnahmebunker

3

Anfeuchtanlage

4

Austragsvorrichtung

5

Förderrohrleitung

6

Verteiler

7

Dickstoffpumpe

8

Aushaltevorrichtung

9

Aushaltevorrichtung

10

Stichleitung

11

Schlammlanze

12

Brennkammer

13

Kohlemühle

14

Taktventil

15

Ringleitung

16

Gleitmitteldosieranlage

17

Zuführungsleitung

18

Förderpumpe

19

Ringdüse

Claims

1. Verfahren zum Zuführen von pastösen Stoffen, insbesondere Klärschlamm, über Schlammlanzen in die Brennkammer oder in Kohlemühlen eines Kraftwerkes, welcher aus einem Aufnahme bunker (2) mittels einer Dickstoffpumpe (7) über eine För derrohrleitung (5) der Brennkammer oder den Kohlemühlen zu geführt und die Förderfähigkeit des pastösen Stoffes (1) mit Hilfe von Anfeuchtmittel verbessert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der pastöse Stoff (1) von einem Verteiler (6) über Stichleitungen (10) mittels Taktventilen (14) zu mehreren, mindestens jedoch zwei Schlammlanzen (11) der Brennkammer (12) oder den Kohlemühlen (13) diskontinuierlich gefördert wird, indem die Taktzeit als auch die Taktfolge der Taktven tile (14) in Abhängigkeit vom Druck des pastösen Stoffes (1) vor der Schlammlanze (11) bzw. in Abhängigkeit der Austrags temperatur der Kohlemühle (13) eingestellt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Regelgröße für die Dosierung des Anfeuchtmittels die An triebsleistung einer elektrisch oder hydraulisch angetriebe nen Austragsvorrichtung (4) des Aufnahmebunkers (2) verwen det wird, wobei das Anfeuchtmittel über Sprühdüsen dem pas tösen Stoff (1) zugegeben wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem pastösen Stoff (1) Fremdkörper entfernt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als pastöser Stoff (1) entwässerter Klärschlamm und/oder ein Gemisch aus entwässerten und getrockneten Klärschlamm und/oder Sedimentationsschlämme aus Kraftwerks- und Indu strieprozessen und/oder der Gewässer- und Hafenwirtschaft mit einem Feststoffanteil bis zu maximal 70% verwendet wird.

5. Anordnung zum Zuführen von pastösen Stoffen in eine Brennkammer oder in Kohlemühlen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrleitungslänge der Stichleitung (10) zwischen ei nem Taktventil (14) und einer Schlammlanze (11) sowie zwi schen einem Taktventil (14) und einer Kohlemühle (13) je weils gleich sind.

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gleitmitteldosieranlage (16) über Zuführungsleitungen (17), Förderpumpen (18) und Ringdüsen (19) mit der Förder rohrleitung (5) verbunden ist.

7. Anordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderrohrleitung (5) mit einer Ringleitung (15) verbunden ist, an welche die Stichleitungen (10) zu den Schlammlanzen (11) und Kohlemühlen (13) angeschlossen sind.