DE2716973B1 - Verfahren zur verminderung des no tief x - auswurfes aus mit kohlenstaub betriebenen dampferzeugern mit trockenfeuerung - Google Patents

Description

• Die Aufteilung der dem Dampferzeuger zuzuführenden Brennstoffwärme auf Koksstaub und Gas ist durch die Entgasung mehr oder weniger vorgegeben. Das Verhältnis der Brennstoffwärme kann zugunsten des Gases durch Teilvergasung des Koksstaubes in weiten Grenzen variiert werden. Durch die Teilvergasung wird eine Teil des Koksstaubes in Gas umgewandelt, dem Dampferzeuger damit mehr Gas und weniger Koksstaub zugeführt, wobei noch weniger Stickstoff und Schwefel im festen Brennstoff Koksstaub eingebracht werden. Nach den neuesten Erkenntnissen der NOx-Untersuchungen wird der um mehr als die Hälfte verminderte Stickstoffgehalt im festen Brennstoff zu einer entsprechenden Minderung des NOx-Auswurfes aus den Kraftwerken führen. Da anstelle der Schmelz-
• feuerung eine Trockenfeuerung einsetzbar ist - die Brennstoffe kommen heiß bereits zur Feuerung - ist der Unterschied der Feuerung nach der vorliegenden Erfindung zu der bisherigen Schmelzfeuerung noch deutlicher.
• Der Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt demnach darin, daß jede Kohle im Dampferzeuger mit einer Trockenfeuerung verbrannt werden kann und mit dem Brennstoff in den Dampferzeuger bereits eine so geringe Schwefel- und Stickstoffmenge eingeführt wird, daß der Auswurf aus dem Dampferzeuger an Schwefeldioxid und NOx unterhalb den Grenzwerten der Vorschriften zur Reinhaltung der Luft, im allgemeinen sogar erheblich unter diesen liegt.

Claims (1)

1. Patentanspruch: Verfahren zur Verminderung des NOx-Auswurfes aus mit Kohlenstaub betriebenen Dampferzeugern mit Trockenfeuerung, d a du r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß der Kohlenstaub einer Temperatur oberhalb von etwa 800"C während einer Behandlungszeit von weniger als 4 s ausgesetzt wird, wobei etwa 50 bis 700Jo des in der Kohle enthaltenen Stickstoffs sowie auch Schwefels in die Gasphase überführt werden, daß der dabei entstandene Koksstaub dem Dampferzeuger unmittelbar oder über eine Zwischenbunkerung zugeführt wird und daß das erzeugte Gas nach Reinigung von den Schadstoffen und gegebenenfalls Wiederaufwärmung zumindest teilweise ebenfalls dem Dampferzeuger zugeleitet wird.

   Die Erfindung betrifft eine Verfahren zur Verminderung des NOx-Auswurfes aus mit Kohlenstaub betriebenen Dampferzeugern mit Trockenfeuerung.

   Die zunehmende Umweltverschmutzung hat zu einer Reihe von behördlichen Maßnahmen geführt, die der Begrenzung und Minderung dieser Verschmutzung dienen. Dazu gehören auch Bestimmungen zur Reinhaltung der Luft, wobei unter anderem besonders die aus Kraftwerken in die Atmosphäre abgeführten Schwefeldioxid- und NOx-Megen betroffen sind.

   Die derzeitige Energiesituation macht es notwendig, wieder mehr als bisher Kohle als Brennstoff in den großen Dampferzeugern der Kraftwerke einzusetzen.

   Dies ist aber nur möglich, wenn den Bestimmungen zur Reinhaltung der Luft Rechnung getragen wird, was mit nicht unerheblichen Kosten verbunden ist. Gegenüber der Verbrennung von öl und Erdgas ist dieser Mehraufwand im Kraftwerk insbesondere im Hinblick auf den Auswurf von Schwefeldioxid und NOx notwendig, da von den Elementen Schwefel und Stickstoff die Kohle erheblich mehr enthält als die anderen Primärenergieträger.

   Verfahren zur Entschwefelung von Rauchgasen mit einer gewissen Beseitigung von NOx-Verbindungen sind bereits bekannt, zum Teil auch, wenn auch in geringem Umfang, schon erprobt. Andere Verfahren, die die Entschwefelung der Kohle unmittelbar zum Ziel haben, befinden sich noch in der Erprobung. Nützlicher scheint es jedenfalls zu sein, auch bei der NOx-Beseitigung nicht erst die entstandenen Rauchgase davon zu befreien, sondern, wenn irgend möglich, den Stickstoff bereits aus dem Brennstoff heraus zu nehmen.

   Die Untersuchungen zur NOx-Bildung bei der Verbrennung von Kohle haben unter anderem zu einem vorläufigen Ergebnis geführt, wonach nicht der Stickstoff selbst in der Verbrennungsluft für die NOx-Bildung verantwortlich ist, sondern der Stickstoff des Brennstoffes selbst für den Moment, in dem er von der festen in die gasförmige Phase in Anwesenheit von Sauerstoff überführt wird.

   Im Dampferzeugerbau vertritt man sehr häufig die Ansicht, daß eine Trockenfeuerung nur für Kohlen mit einem höheren Gehalt an flüchtigen Bestandteilen geeignet ist und für Kohlen mit niedrigerem flüchtigem Gehalt, d. h. etwa < 18-20%, nur eine Schmelzfeuerung in Frage kommt. Es ist bekannt, daß bei der Schmelzfeuerung, bei der die Temperaturen um einige hundert Grad höher liegen als bei der Trockenfeuerung, ein erheblich größerer NOx-Auswurf stattfindet. Es ist auch bekannt, daß bei Temperaturen oberhalb 1200"C diese NOx-Bildung rapide zunimmt. Unabhängig vom Anwendungsbereich von Schmelzfeuerungen und Trokkenfeuerungen ist es von seiten der NOx-Bildung her gesehen zweckmäßiger, eine Trockenfeuerung einzusetzen.

   Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein Verfahren aufzuzeigen, das es ermöglicht, die Trockenfeuerung für alle Kohlen einzusetzen und gleichzeitig den NOx-Auswurf wesentlich zu verringern.

   Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren zur Verminderung des NOx-Auswurfes aus mit Kohlen.

   staub betriebenen Dampferzeugern mit Trockenfeuerung vorgeschlagen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß der Kohlenstaub einer Temperatur oberhalb von etwa 800"C während einer Behandlungszeit von weniger als 4 s ausgesetzt wird, wobei etwa 50 bis 759b des in der Kohle enthaltenen Stickstoffs sowie auch Schwefels in die Gasphase überführt werden, daß der dabei entstandene Koksstaub dem Dampferzeuger unmittelbar oder über eine Zwischenbunkerung zugeführt wird und daß das erzeugte Gas nach Reinigung von den Schadstoffen und gegebenenfalls Wiederaufwärmung zumindest teilweise ebenfalls dem Dampferzeuger zugeleitet wird.

   Umfangreiche Untersuchungen haben bestätigt, daß bei der Schnellentgasung aus dem eingesetzten Kohlenstaub Schwefel und Stickstoff zu etwa 50 bis 750/0 in die Gasphase überführt werden, der Schwefel als Schwefelwasserstoff, der Stickstoff als Stickstoff. In der Gasreinigung wird das erzeugte Gas von den Nebenprodukten befreit, unter anderem auch von dem Schwefelwasserstoff, und nach dieser Reinigung, gegebenenfalls nach Wiederaufwärmung durch bei der Schnellentgasung zur Verfügung stehende Abwärme dem Dampferzeuger zugeführt. Ein Teil des Gases kann auch anderen Verwendungsstellen zugeleitet werden, beispielsweise einer Gasturbine. Der Koksstaub dagegen wird heiß nach der Trennung von dem erzeugten Gas dem Dampferzeuger zugeleitet und dort verbrannL Entgegen allgemeiner Meinung im Dampferzeugerbau ist es möglich, Koksstaub, der durch Mahlung von Stückkoks erzeugt worden ist, bei erhöhter Lufttemperatur ohne Störung zu verbrennen. Noch viel leichter ist die Verbrennung des heißen, bei der Schnellentgasung entstandenen Koksstaubes. Er ist sogar so reaktionsfreudig, daß der Transport von der Schnellentgasungsanlage zum Brenner des Dampferzeugers mit einem Inertgas, z. B. einem Rauchgas, erfolgen muß, wenn man nicht schon die Verbrennung des Koksstaubes in den Zuführungskanälen durchführen will.