DE2501503C3

DE2501503C3 - Verfahren zur Verminderung des Schwefelgehaltes in Abgasen von Wirbelbettfeuerungen

Info

Publication number: DE2501503C3
Application number: DE19752501503
Authority: DE
Inventors: Wolf-Peter Dipl.-Ing. Bethe; Rolf Dr.-Ing. 4640 Wattenscheid Koehling
Original assignee: Ruhrkohle AG
Current assignee: RAG AG
Priority date: 1975-01-16
Filing date: 1975-01-16
Publication date: 1978-04-20
Also published as: DE2501503A1; GB1526851A; DE2501503B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verminderung des Schwefelgehaltes in Abgasen von Wirbelbettfeuerungen, deren Brennstoff aus suspendierten, eingedickten insbesondere mechanisch vorentschwefelten Feststoffen, wie Flotaiionsabgängen besteht, der unter Anwesenheit von ihm zugegebenem dolomit- oder kalksteinhaltigem Material in einer Wirbelschicht verbrannt und dabei sein Schwefel gebunden wird.

Bekanntlich beruhen Wirbelbettfeuerungen auf dem Prinzip, daß der Brennstoff, wenn er gleichmäßig von einem Gas durchströmt wird, sich wie eine kochende Flüssigkeit mit einer mehr oder weniger definierten Oberfläche verhält; dadurch besteht u. a. die Möglichkeit, das feste Material wie eine Flüssigkeit von einem in ein znr-eres Gefäß zu überführen. Zwar muß das Wirbelbett stabil gehalten werden. Es hat aber u. a. den Vorteil, daß die Wärmeübergangszahl und die Oberfläche des Brennstoffes groß sind. Derartige Wirbelbettfeuerungen werden mit festen Brennstoffen, z. B. mit Kohle und Koks in Generatoren betrieben. Insbesondere eignen sich für diese Feuerungen aber Flotationsabgänge u. ä., in Suspensionen befindliche Feststoffe.

Die Verminderung des Schwefelgehaltes in Abgasen solcher Wirbelbettfeuerungen ist aus den verschiedensten Gründen, nicht zuletzt aus Gründen des Imissionsschutzes erforderlich. Bei einem bekannten Verfahren, bei dem der Brennstoff in einer inerten Wirbelschicht verbrannt wird, besteht die inerte Komponente aus einem dolomit- oder kalksteinhaltigen Material. Dadurch wird der im Brennstoff enthaltene Schwefel bereits in der Wirbelschicht gebunden. Das Abgas ist dadurch nahezu üchwefelfrei.

Das bekannte Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß die Kornform und die geringe Härte des Kalksteines zu Schwierigkeiten bei der Einstellung des Wirbelbettes, d. h. eines stabilen Fluidisierungssystems in der Wirbelschicht führt.

Es ist auch bekannt, die kalkige Komponente in Staubform dem Verbrennungsraum zuzuführen. Dabei hat sich jedoch gezeigt, daß die Reaktionszeit zwischen Brennstoff und Kalkstein sehr gering ist. Das führt dazu, daß ein Teil des Kalksteines ungenutzt mit den Rauchgasen abgeführt wird. Außerdem ist eine gleichmäßige Verteilung des Kalksteines über dem Verbrennungsraum praktisch nicht zu erzielen.

Es ist ferner ein Verfahren zur Unschädlichmachung des in Kohle vorhandenen Schwefels mit Hilfe von Kalk bekannt (DT-PS 2 64 783). Das Verfahren besteht im wesentlichen darin, daß man Kohle zusammen mit Stärke, Leim oder Sulfitzelluloseabiauge und Kalkmisch vermengt und das erhaltene Gemenge trocknet und verformt wird. Die Formstücke werden in Rohöl getaucht, einerseits um den Kalk zu verseifen und derart mit der Kohle fest zu verbinden und andererseits um den Heizwert zu erhöhen. Schließlich läßt man den Brennstoff erkalten und erstarren, bevor man ihn verfeuert. Ein auf diese Weise hergestellter Kohlenbrennstoff führt bei seiner Verfeuerung dazu, daß der vorhandene Schwefel mit dem abgebundenen Kalk chemisch reagiert, so daß auf diese Weise eine Verminderung des Schwefelgehaltes der Abgase erreicht wird.

Nachteilig ist indessen, daß das bekannte Verfahren einen mehrstufigen Behandlungsprozeß der Koh'.e vor ihrer Verfeuerung voraussetzt, bei dem mit B'r.demitteln gearbeitet wird und bei dem das erhaltene Gemenge erst nach Trocknen, Formen und Umhüllung durch Tränkung für die Verbrennung verwendbar wird. Es ist ferner bekannt, einem in Suspension befindlichen Kohlebrennstoff Kalk hinzuzufügen, um die Schmelztemperatur der Asche herabzusetzen. Dieser Brennstoff wird im Wirbelbett unter gleichzeitiger Bildung von Methan aus Kohlenmonoxyd und Wasserstoff zur Erzeugung eines Brenngases von verhältnismäßig hohem Heizwert vergast (DT-AS 10 34 804). Die Herabsetzung des Schwefelgehaltes in Abgasen von Wirbelbettfeuerungen ist dabei nicht angesprochen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die durch die bisherige Einführung von Kalk in Wirbelbettfeuerungen mit dem Ziel einer Herabsetzung des Schwefelgehaltes der Abgase entstehenden Schwierigkeiten zu beheben und außerdem Verbesserungen bei der Vorbereitung des Brennstoffes für den Einsatz in die Wirbelbettfeuerung zu erzielen.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das dolomit- bzw. kalksteinhaltige Material dem Brennstoff bereits in der Eindickstufe zugesetzt und an die Oberfläche des Brennstoffes gebunden in die Feuerung eingebracht wird.

Durch die Erfindung wird einerseits erreicht, daß sich der zur Entschwefelung erforderliche Kalk gleichmäßig mit der Oberfläche des Einsatzbrennstoffes verbindet wodurch die nachteiligen Einflüsse des Kalkes auf die Einstellung eines stabilen Fluidisierungssystems in der Wirbelschicht ausgeschaltet werden. Andererseits werden die bisher in der Eindickstufe vor der Verbrennung des Brennstoffes notwendigen PolymerfK'Ckungsmittel ganz oder teilweise eingespart, weil schon der Zusat2 des Kalkes zur Ausflockung der Feststoffe führt.

Das neue Verfah/en hat daher den Vorteil, daß die Einhaltung eines stabilen Wirbelbettes vereinfacht, die Reaktionszeit zwischen Brennstoff und Kalk kurz isi und der Verlust an Kalkstaub in den Rauchgasen gering gehalten wird. Außerdem ergibt sich eine gleichmäßige Verteilung des Kalkes über dem gesamten Verbrennungsraum, wie sie bisher nicht erzielbar war.
Eine mögliche vorgeschaltete mechanische Ent-

fin schweflung der Feststoffe dient der weiteren Entlastung der Wirbelbettfeuerung.

Zur Durchführung des erfindijng'.gemäßen Verfah rens eignet sich einfacher Sackkalk in den handelsübli chen Körnungen. Im allgemeinen reagiert ein solchei

'"■ Kalk in der Wirbelbettfeuerung unmittelbar be Temperaturen zwischen 600 und 900° C.

Claims

25 Ol 503

Patentanspruch:

Verfahren zur Verminderung des Schwefelgehaltes in Abgasen von Wirbelbettfeuerungen, deren Brennstoff aus suspendierten, eingedickten insbesondere mechanisch vorentschwefelten Feststoffen, wie Flotationsabgängen besteht, der mit ihm zugesetzten dolomit- oder kalksteinhaltigem Material in einer Wirbelschicht verbrannt und dabei sein Schwefel gebunden wird, dadurch gekennzeichnet, daß das dolomit- bzw. kalksteinhaltige Material dem Brennstoff in der Eindickstufe zugesetzt und an die Oberfläche des Brennstoffes gebunden in die Feuerung eingebracht wird.