DE2716973C2

DE2716973C2 - Verfahren zur Verminderung des NOx - Auswurfes aus mit Kohlenstaub betriebenen Dampferzeugern mit Trockenfeuerung

Info

Publication number: DE2716973C2
Application number: DE2716973A
Authority: DE
Inventors: Ernst Dr.-Ing. 5270 Gummersbach Schuster
Original assignee: L&C Steinmueller GmbH
Current assignee: Hitachi Zosen Inova Steinmueller GmbH
Priority date: 1977-04-16
Filing date: 1977-04-16
Publication date: 1978-10-19
Also published as: DE2716973B1

Description

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feuerung eine Trockenfeuerung einsetzbar ist — die einer Trockenfeuerung verbrannt werden kann und mit Brennstoffe kommen heiß bereits zur Feuerung — ist dem Brennstoff in den Dampferzeuger bereits eine so der Unterschied der Feuerung nach der vorliegenden geringe Schwefel- und Stickstoffmenge eingeführt wird, Erfindung zu der bisherigen Schmelzfeuerung noch daß der Auswurf aus dem Dampferzeuger an Schwefeldeutlicher, ⁵ dioxjd und NO* unterhalb den Grenzwerten der Der Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt Vorschriften zur Reinhaltung der Luft, im allgemeinen demnach darin, daß jede Kohle im Dampferzeuger mit sogar erheblich unter diesen liegt.

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Verminderung des NO.v-Auswurfes aus mit Kohlenstaub betriebenen Dampferzeugern mit Trockenfeuerung, dadurch gekennzeichnet, daß der Kohlenstaub einer Temperatur oberhalb von etwa 800⁰C während einer Behandlungszeit von weniger als 4 s ausgesetzt wird, wobei etwa 50 bis 75% 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 erzeug : Gas nach Reinigung von den Schadstoffen und gegebenenfalls Wiederaufwärmung zumindest teilweise ebenfalls dem Dampferzeuger zugeleitet wird.

Die Erfindung betrifft cine Verfahren zur Vei minderung des NO*-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 Schwefeldirxid- und NOr-Megen betroffen sind.

Die derzeitige Energiesituation macht es notwendig, wieder mehr als bisher Kohle als Brennstoff in den großer 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 NO* 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 NOrVerbindungen 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 NOvBeseitigung nicht erst die entstandenen Rauchgase davon zu befreien, sondern, wenn irgend möglich, den Stickstoff bereits aus dem Brennstoff heraus zu nehmen.

Die Untersuchungen zur NOrBildung bei der Verbrennung von Kohle haben unter anderem zu einem vorläufigen Ergebnis geführt, wonach nicht der Stickstoff selbst in der Verbrennungsluft für die NOt Bildung verantwortlich ist. sondern der Stickstoff des Brennstoffes selbst für Jen 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 cine TföckenfeUerUng riUf 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 Schmelzfeuc rung in Frage kommt fis ist bekannt, daß bei der Schfriclzfeiieruhg, bei der die Temperaturen ufti einige

hundert Grad höher liegen als bei derTrockenfeiierung, ein erheblich größerer ΝΟχ-Auswurf stattfindet. Es ist auch bekannt, daß bei Temperaturen oberhalb 1200°C diese ΝθΛ-Bildung rapide zunimmt. Unabhängig vom Anwendungsbereich von Schmelzfeuerungen und Trokkenfeuerungen ist es von Seiten der NO.v-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 ΝΟχ-Auswurf wesentlich zu verringern.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren zur Verminderung des NO*-Auswurfes aus mit Kohlenstaub betriebenen Dampferzeugern mit Trockenfeuerung vorgeschlagen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß der Kohlenstaub einer Temperatur oberhalb von etwa 800⁰C während einer Behandlung» vit von weniger als 4 s ausgesetzt wird, wobei etwa 50 bis 75% 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 75% 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 dein Dampferzeuger zugeführt. F.in Teil des Gases kann auch anderen Verwendungssiellen zugeleitet werden, beispielsweise einer Gasturbnu Der Koksstaub dagegen wird heiß nach der Trennung von dem erzeugten Gas dem Dampferzeuger zugeleitet und dort verbrannt.

I iitgegen allgemeiner Meinung im Dampferzeugerbau ist es möglich. Koksstaub, der durrh Mahlung von Stückkoks erzeugt worden ist. bei erhöhter Lufttemperatur ohne Störung zu verbrennen. Noch viel leichter ist die Verbrennung des heißen, bei der Schnellenlgasung entstandenen Koksstaubes. Er ist sogar so rcakiionsfrcii'lig. daß der Transport von der Schnellentg.isungsanlage zum Brenner <les Dampferzeugers mit einem Inertgas. ζ B einem K juchgas. erfolgen muß. wenn man nicht --chon die Verbrennung des Koksstaubes in den Zuführungskanäle!, durchfuhren will.

Die Aufteilung der dem Dampferzeuger zuzuführen den Brennstoffwärme auf Koksslaub und Gas ist durch die Entgasung mehr oder weniger vorgegeben Das Verhältnis der Brennstoffwarmc kann zugunsten des Gases durch leilvergasung des Koksslaubes in weiten Grenzen variiert werden Durch die Teilvcrgasung wird eine Teil des Koksslaubes in Gas umgewandelt, dem Dampierz.eu.ger damn mehr üas und weniger Koks staub zugeführt, wobei noch weniger Stickstoff und Schwefel im festen Brennstoff Koksstaub eingebracht Werden. Nach den neuesten Erkenntnissen der Νθ,-Untersuchungen wird der um mehr als die Hälfte verminderte Stickstoffgehalt im festen Brennstoff zu einer entsprechenden Minderung des NÖ.v-Auswurfcs aus den Kraftwerken führen. Da anstelle der