DE19856417A1

DE19856417A1 - Verfahren zum Einsatz von Ersatzstoffen mit geringer Dichte und zur Verbesserung des Wirkungsgrades eines Kessels mit Rostfeuerung und Rostkessel

Info

Publication number: DE19856417A1
Application number: DE1998156417
Authority: DE
Inventors: Ulrich Patze; Klaus Engel
Original assignee: KRC Umwelttechnik GmbH; Noell KRC Energie und Umwelttechnik GmbH
Current assignee: KRC Umwelttechnik GmbH; Noell KRC Energie und Umwelttechnik GmbH
Priority date: 1998-12-08
Filing date: 1998-12-08
Publication date: 2000-06-15

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einsatz von Ersatzstoffen mit geringer Dichte und zur Verbesserung des Wirkungsgrades eines Kessels mit Rostfeuerung für Ersatzstoffe wie feste Produktrückstände oder andere aus Abfall hergestellte Brennstoffe mit geringer Dichte unter Einsparung zusätzlicher Aufgabeaggregate, bei dem dem aufzugegebenden Brennstoff in geringer Dichte die im Verbrennungsprozeß entstehende Schlacke zugegeben wird und einen Rostkessel zur Durchführung des Verfahrens.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einsatz von Ersatzstoffen mit geringer Dichte und zur Verbesserung des Wirkungsgrades eines Kessels mit Rostfeuerung entsprechend dem Oberbegriff des ersten Patentanspruches und einem Rostkessel zur Durchführung des Verfahrens. Die Erfindung ist überall dort anwendbar, wo zur Rostfeuerung feste Produktrückstände oder andere aus Abfällen oder Müll hergestellte Brennstoffe verwendet werden, die eine geringe Dichte aufweisen und die Einspeisung in den Kessel ohne zusätzliche Aufgabevorrichtungen erfolgen soll, wobei ein hoher Wirkungsgrad des Kessels durch einen hohen Ausbrand der Schlacke gewährleistet sein soll.

Bei Kesseln mit Rostfeuerung wird der Brennstoff üblicherweise aus einer Aufgabeschurre mit einem Aufgabeschieber in die Feuerung dosiert. Dabei liegt der Brennstoff mit einer bestimmten Schütthöhe in der Aufgabeschurre. Der Aufgabschieber führt eine oszillierende Bewegung aus. Bei der Rückwärtsbewegung fällt Brennstoff vor den Schieber und bei der Vorwärtsbewegung wird dieses Material in den Ofen gefördert, wobei durch Kontrolle der Bewegungsgeschwindigkeit eine Dosierung möglich ist. Durch den Druck der Brennstoffschüttung in der Schurre wird verhindert, daß der Brennstoff dem Aufgabeschieber nach oben ausweichen kann. Im Kessel wird die fühlbare Wärme aus der Feuerung zur Erzeugung von Dampf oder Warmwasser genutzt.

In manchen Anlagen besteht zusätzlich eine Brennstoffvorlage, aus der der Brennstoff mit Hilfe eines Schubbodens ausgetragen wird. Hier besteht grundsätzlich eine ähnliche Problematik wie oben für die Aufgabeschieber geschildert.

Brennstoff aus Müll enthält im allgemeinen alle möglichen Überreste, die die Förderbarkeit des Brennstoffs reduzieren. Daneben werden dem Brennstoff oft sehr leichte Fraktionen zugemischt, zum Beispiel Kunststoffe, die einen hohen Heizwert besitzen und deren Verfeuerung daher energetisch sinnvoll ist. Dabei ergeben sich Brennstoffgemische, die schwer förderbar sind und die eine sehr geringe Dichte aufweisen. Durch die geringe Dichte ergeben sich Probleme mit der Förderung in den Ofen. Weiterhin nimmt der Druck der Materialsäule über dem Aufgabeschieber ab, so daß die an dieser Stelle vorliegende Dichte im Betriebszustand sich zusätzlich reduziert. Zum einen wird durch eine geringe Dichte die Brennstoffmasse, die pro Hub des Aufgabeschiebers in den Ofen gefördert werden kann, immer geringer. Außerdem kann der Brennstoff zunehmend der Bewegung des Aufgabeschiebers nach oben ausweichen. Brückenbildung in der Aufgabeschurre, besonders unterstützt durch Ankleben von Kunststoffpartikeln an einer durch Rückerärmung aus der Feuerung erhitzten Schurrenwand wird begünstigt, wenn der Druck der Brennstoffsäule am Boden der Schurre gering ist.

Aufgrund der beschriebenen Prozesse kommt es vor, daß der Druck der Müllsäule in der Schurre nicht ausreicht, um den Brennstoff sicher vor den Aufgabeschieber zu bringen und zu verhindern, daß der Aufgabeschieber frei oder mit zu geringer Menge von Brennstoff hin und her fährt. Das Resultat ist bei geringer Brennstoffdichte, daß zu wenig Brennstoff in den Ofen gelangt.

Für die Dosierung von einzelnen Leichtbrennstoffen in Feuerungen, wie beispielsweise Stroh, sind Lösungen bekannt, die mit einer Zwangsförderung arbeiten, wie beispielsweise Schnecken. Dabei wird entweder der Brennstoff innerhalb einer Aufgabschurre mit Hilfe von Schnecken vor den Aufgabschieber gedrückt oder direkt mit Hilfe von Schnecken in die Feuerung dosiert. Diese Lösungen sind jedoch weitgehend oft nur für Monofraktionen von Brennstoffen geeignet, die keine Störstoffe enthalten. Grobteile oder Schnüre und Bänder blockieren Schnecken leicht, so daß der Betrieb unterbrochen werden muß, um die Förderaggregate wieder gangbar zu machen. Außerdem sind derartige Einbauten mit zusätzlichen Kosten verbunden.

Aus EP 0 443 596 A1 ist es beispielsweise für die Vorbereitung einer Vergasung von minderwertigen Rohstoffen bekannt, das Volumen mittels verschiedenartiger Pressen zu reduzieren, so daß ein kompaktes Gut entsteht. Die verwendeten Aggregate wären durch aus auch auf eine Rostfeuerung übertragbar, so daß der minderwertige Brennstoff in kompakter Form in den Feuerungsraum gelangte. Derartige Aggregate würden allerding die Einsparung, die durch die Verwendung des Abfallstoffes zu verzeichnen sind, wieder durch erhöhte Ausgaben für die Apparate im Eingangsbereich des Kessels eleminieren. Weiterhin wird durch die Zuführung von kompakten Stoffen der Wirkungsgrad dies Kessels eher verschlechtert, da der Ausbrand der Schlacke gering ist.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, den Stand der Technik dahingehend zu verbessern, daß Ersatzstoffe für die Rostfeuerung mit geringer Dichte ohne kostenaufwendige Verdichtungsanlagen kontinuierlich in Kessel gefördert werden, wobei ein hoher Wirkungsgrad des Kessels gewährleistet sein soll. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach den Merkmalen des ersten Patentanspruches erfüllt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens geben die Unteransprüche wieder.

Zur Durchführung des Verfahrens wird ein Kessel nach den Merkmalen des Patentanspruches 5 genannt.

Die erfindungsgemäße Lösung sieht eine Verfahrensverbesserung des Wirkungsgrades eines Kessels zur Rostfeuerung für Ersatzstoffe wie feste Produktrückstände oder andere aus Abfällen hergestellte Brennstoffe mit geringen Dichten unter Einsparung von zusätzlichen Aufgabeaggregaten vor, bei dem die aufzugebenden Brennstoffe mit geringer werdender Dichte die im Brennprozeß entstehende Schlacke zugegeben wird. Dazu wird die Schlacke nach dem Entschlacker abgezogen, mit einem geeigneten Aggregat zum Aufgabepunkt des Einsatzgutes in den Kessel transportiert, diesem zudosiert oder zugemischt und dann mit diesem gemeinsam in den Kessel aufgegeben.

Der Transport der Schlacke kann mittels Förderband, Kratz- oder Kettenförderer und/oder Becherwerk zum Mischungspunkt erfolgen. Bei der Aufgabe von leicht entzündbaren Stoffen, muß die Schlacke, bevor sie in einer Brennstoffaufbereitungsstufe zugeführt wird, abgekühlt sein, damit sie nicht zum Entzünden der Brennstoffe führt.

Die im Einsatzgut zugeführte Schlacke bewirkt grundsätzlich eine Verdichtung des zu verbrennenden Rohstoffes, so daß dieser eine wesentlich geringere Dichte aufweist, als wenn er ohne Schlacke zugegeben würde, so daß er einwandfrei aus einem Tagessilo beispielsweise mit einem Schubbodenaustrag in die Aufgabeschurre eines Feuerungskessels aufgegeben werden kann.

Im folgenden soll die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die einzige Figur zeigt einen Kessel 6 mit Tagessilo 1, aus dem das Gut 12 über einen Schubladenaustrag 2 in eine Aufgabeschurre 3 gelangt und von einem Aufgabeschieber 4 in die Feuerung 5 transportiert wird. Die bei der Feuerung entstehende Rostschlacke 21 wird in einen Entschlacker 11 ausgetragen. Bei der hier vorgeschlagenen Lösung wird dem Brennstoff 12 aus Müll ein Teil der in der Feuerung 5 entstehenden Schlacke 22 über das Tagessilo 1 wieder zugegeben. Dichte der Schlacke 22 aus der Rostfeuerung 5 liegt zwischen 1 und 1,5 mg/m², ohne Berücksichtigung des Lückenvolumens. Der Leichtbrennstoff 11 hat eine Dichte von 0,1 mg/m³, um eine wirksame Verdichtung des Brennstoffes zu erreichen, reicht die Zugabe von 5 Massenprozenten Schlacke 22 zum Leichtbrennstoff 12, um eine Brennstoffdichte von 0,15 mg/m zu erreichen. Dadurch steigt der Druck in der Brennstoffsäule in der Aufgabeschurre 3 deutlich an und das Problem der Förderbarkeit in den Feuerungsraum 5 reduziert sich deutlich. Die im Kessel entstehende Wärme wird durch Konvektionsheizflächen 7 dazu benutzt, Heißdampf 20 zu erzeugen, der in eine Dampftrommel 8 abgegeben wird, die Sattdampf 19 abgibt. Hauptprodukt ist jedoch das Fernwärmewasser 15, was den Verbrauchern zur Verfügung gestellt wird.

Liste der verwendeten Bezugszeichen

1

Tagessilo

2

Schubbodenaustrag

3

Aufgabeschurre

4

Aufgabeschieber

5

Feuerung

6

Kessel

7

Konvektionsheizfläche

8

Dampftrommel

9

Umlaufpumpe

10

Wärmetauscher

11

Entschlacker

12

Leichtbrennstoff

13

Verbrennungsluft

14

Kühlluft

15

Fernwärmewasser

16

Brauchwasser

17

Kreislaufkühlwasser

18

Kesselkreislaufwasser

19

Sattdampf

20

Heißdampf

21

Rostschlacke

22

Schlackerückführung

Claims

1. Verfahren zum Einsatz von Ersatzstoffen mit geringer Dichte und zur Verbesserung des Wirkungsgrades eines Kessels mit Rostfeuerung unter Einsparung zusätzlicher Aufgabeaggregate, dadurch gekennzeichnet, daß dem aufzugebenden Brennstoff von geringer Dichte die im Verbrennungsprozeß entstehende Schlacke zugegeben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlacke nach dem Entschlacker abgezogen und zumindest teilweise dem Aufgabegut zugemischt wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die abgekühlte Schlacke dem Brennstoff in einer Brennstoffaufbereitungsstufe zugeführt wird.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die heiße Schlacke dem Brennstoff vor der Aufgabeeinrichtung (3) zugegeben wird.

5. Rostkessel (6) zur Durchführung eines Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Entschlacker (11) eine Gurtbandförderung nachgeschaltet ist, die das Produkt (22) der Feuerung (5) dem Tagessilo (1) zuführt.