DE2854170A1 - Verfahren zum betrieb eines umweltfreundlichen kohlekraftwerks sowie einrichtung zur ausfuehrung des verfahrens - Google Patents

Verfahren zum betrieb eines umweltfreundlichen kohlekraftwerks sowie einrichtung zur ausfuehrung des verfahrens

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DE2854170A1
DE2854170A1 DE19782854170 DE2854170A DE2854170A1 DE 2854170 A1 DE2854170 A1 DE 2854170A1 DE 19782854170 DE19782854170 DE 19782854170 DE 2854170 A DE2854170 A DE 2854170A DE 2854170 A1 DE2854170 A1 DE 2854170A1
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Fritz Dr Ing Schoppe
Wilhelm Wenz
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C2900/00Special features of, or arrangements for combustion apparatus using fluid fuels or solid fuels suspended in air; Combustion processes therefor
    • F23C2900/03006Reverse flow combustion chambers

Description

PATENTANWÄLTE
-S3ömer& Oily
D-B MÜNCHEN 22 · WIDENMAYERSTRASSE 40 D-1 BERLIN-DAHLEM 33 · PODBIELSKIALLEE 88
Dr.-Ing. Fritz Schoppe
Und BERLIN: DIPL.-INQ. R. MÜLLER-BÖRNER
Gewerkschaft Sophia-Jacoba
^ MÜNCHEN: DIPL.-ΙΝΘ. HANS-HEINRICH WEY
DIPL.-INQ. EKKEHARD KÖRNER
Verfahren zum Betrieb eines umweltfreundlichen Kohlekraftwerks sowie Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens
Die Erfindung betrifft ein Verfahren, ein kohlenstaubgefeuertes Kraftwerk in umweltfreundlicher Ueise zu betreiben, sowie Einrichtungen zur Ausführung des erfindungsgemäßan Verfahrens. Dieses bezieht sich insbesondere auf die Verringerung der Emission umueltschädlicher Gase wie NO und SO2.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, den Bauaufwand des Kessels und insbesondere das Kamins zu verringern, wodurch neben einer Ersparnis von Anlagekosten insbesondere ermöglicht wird, Kraftwerke an solchen Standorten zu bauen, wo dies bisher nicht möglich war, beispielsweise in Ballungsgebieten, oder wo aus Gründen der Flugsicherung die Errichtung eines hohen Kamines nicht möglich ist.
Weiterhin ist es ein Ziel der Erfindung, die Abgaswäsche zur Entfernung des SO2 aus den Abgasen ganz oder teilweise einzusparen.
Bemühungen in dieser Richtung sind bekannt. Beispielsweise ist es in ersten Entwicklungsschritten der Uirbelschictftfeuerung gelungen, durch Steuerung der Uirbelschichttemperatur die NO -Emission zu senken. Ferner gelingt es durch Zugabe von Dolomit und ähnlichen Produkten, einen Teil des SO2 einzubinden.
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Demgegenüber ist es mit dem erfindungsgemäßen l/erfahren möglich, die NO -Emission noch weiter zu senken, als es mit der Wirbelschichtfeuerung möglich ist, und das SO2 einzubinden, ohns daß Zusatzstoffe verwendet werden müssen. Vielmehr werden diese Wirkungen alleine durch entsprechende Verfahrensführung sowie Ausbildung dsr zugehörigen Einrichtung erzielt.
Die Erfindung stellt eine Weiterentwicklung der uon den Erfindern an Kleinkesselfeuerungen gemachten Entdeckung dar, wonach es unter bestimmten Umständen gelingt, durch entsprechende Verfahrensführung ohne gesonderte Zuschlagstoffe die Gehalte an NO und S02Mrastisch zu senken. Das Erfindungsziel wird dadurch erreicht, daß, ausgehend uon der genannten Entdeckung, erfindungsgemäße Vsrfahrensschritte angewendet werden, die in entsprechende bauliche Maßnahmen resultieren.
Das Verfahren wird zunächst in allgemeiner Form beschrieben, dann anhand uon Ausfuhrungsbeispislen erläutert.
Das Verfahren geht aus uon einem Kohlenstaub als Brennstoff, der die Herstellung einer extrem oberflächenaktiuen staubförrnigen Asche erlaubt, wobei die Asche trocken anfällt und staubförmig abgezogen wird. Hierdurch wird das Verfahren nicht nur für Großkraftwerke anwendbar, die wesentlich ohne Unterbrechung arbeiten, sondern auch für Industriskessel, die beispielsweise über das Wochenende abgestellt werden müssen, ohne daß aufwendige An- und Abfahrprozeduren angewendet werden müssen. Hierdurch wird gleichzeitig eine erste Voraussetzung dafür geschaffen, daß Feuerungsräume und Berührungsheizflächen im Betrieb sauber bleiben.
Ein solcher Brennstoff ist beispielsweise in der DOS 27 00 "Verfahren zur Verbesserung der Lagersicherheit uon Braunkohlenstaub" beschrieben. Dieser Brennstoff besteht beispielsweise aus 70 - 80 % Braunkohlenstaub uon Korngrößen bis 0,3 mm, aus dem fassrförmige Verunreinigungen weitgehend entfernt sind, sowie 20 - 30 % feinstgsemahlenen, insbesondere frischen Anthra-
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zitstaubs mit dsm Korngrößanbereich vorzugsweise 5-10 Mikron, der mit dem Braunkohlenstaub gründlich vermischt und durchgeknetet uird, uobei der Anthrazitstaub auf Grund seiner der Braunkohle entgegengesetzten Oberflächenpolarität die Braunkohlenkörner mit einer feinen, mechanisch recht fest sitzenden Schicht überzieht, uobei sich bemerkenswert stabile Agglomerate bis herauf zu ca. 1 mm Größe bilden. Der Brennstoff kann dadurch ohne die bei Braunkohlenstaub üblichen strengen Sicherheitsmaßnahmen gefahrlos gelagert, transportiert und gehanriii- ^.ι uerden. Ebenso kann er praktisch staubfrei gefördert ·..;..i fluidisiert uerden.
Uegei. ι. inertisierenden und uärrnedämmenden Uirkung des Anthrazii . örzuges auf den Braunkohlekörnern zünden diese beim Einbläuen in den Feuerungsraum nicht sofoert bei den für Braunkohlenstaub bekannten Temperaturen. Vielmehr ist eine erhebliche Überschreitung dieser Temperatur notwendig, um den dämmenden Widerstand des Anthrazits zu Uberuinden.
Diese Überhitzung und die daraus resultierenden Wirkungen können erfindungsgemäß noch ueiter erheblich dadurch gesteigert uerden, daß man die Aufheizung mit hoher Geschwindigkeit durchführt, beispielsweise mehr als 1000°C/sec, bevorzugt mehr als 2000°C/sec. Dadurch erfolgt die Überhitzung schneller,als die flüchtigen Bestandteile in geordneter Ueise aus der Braunkohlestruktur herausdiffundieren können. Vielmehr steigt der Partialdruck der flüchtigen Bestandteile so schnell, daß es zu einer explosionsähnlichen Zerreissung der Kohlekörner kommt, uobei als Rest ein Koks- und Ascheskelett von entsprechend zerklüfteter und zerrissener Struktur übrig bleibt, auf dessen Oberfläche sich unabgesättigte, freie Valenzen von hoher Reaktionsuilligkeit befinden, die sich begierig mit gasförmigen Komponenten verbinden, bevorzugt mit solchen hoher Reaktionsuilligkeit. Hierzu gehören bevorzugt SO9, SO., und die NO -Verbindungen in der ersten Zeitspanne ihres Entstehens. Dieser Effekt uird umso stärker, je höher die Aufheizgeschuindigkeit des Kohlenstaubs uar.
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Dabei kommt es weniger auf die Aufheizgeschwindigkeit im unteren Temperaturbereich an, als vielmehr auf die in der Nähe und oberhalb der üblichen Entzündungstemperatur des Braunkohlenstaubs. Es ist sogar günstig, den Staub erst bis zu Temperaturen unterhalb dieses Bereiches langsam und mit geringen Temperaturgradienten im Staubkorn vorzuwärmen, ohne daß es zu nennenswerte Austritten flüchtiger Komponenten kommt, und dann den Staub einer möglichst hohen Aufheizgeschwindigkeit auszusetzen.
Nach der Aufheizung und Zerreissung des Kohlenstaubes muß schnellstmöglichst der notwendige Verbrennungssauerstoff beigemischt und die Verbrennung abgeschlossen werden. Dabei ist erfindungswesentlich, die Verbrennung mit möglichst hoher Geschwindigkeit und unter Anwendung möglichst intensiver Turbulenz zu beenden und die Verbrennungsabgase schnellstmöglichst unter diejenigen Temperaturen herunterzukühlen, die für die Stickoxyd-Verbindungen gefährlich sind.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch bewirkt, daß man zur Stabilisierung der Flamme und zur Durchmischung von Brennstoff und Luft rotierende Strömungssysteme verwendet, die in ihrem Inneren eine ausgedehnte Rückströmung haben, die im wesentlichen aus heißen Verbrennungsgasen besteht. Der Kohlenstaub wird in diese Rückströmung eingeblasen und mit derselben vermischt, wodurch es zu der genannten Vorwärmung des Kohlenstaubes kommt. Die weitere Aufheizung erfolgt durch die Einwirkung der Flammstrahlung der die Rückströmung umgebenden Flamme. Durch die Rotation der Strömung und die damit verbundene Fliehkraft gerät der Kohlenstaub gegen Ende der Rückströmung in die äußeren Strömungszonen, wo er mit dem Sauerstoff der Durchsatzströmung vermischt wird und spontan zündet.
Solche Strömungsbilder sind in der DOS 25 27 617 beschrieben.
Sie werden erzeugt in einer konischen, divergenten Brennermuffel, der am Eintrittsquerschnitt tangential Verbrennungs-
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luft zugeleitet wird und dia in eine konvergente Beschleunigungsdüse für den Flammstrahl endet.
Innerhalb der dort beschriebenen Grenzen i/on Kombinationen von Abmessungsverhältnissen und Dralluinkeln kommt es dabei zu einem eigentümlichen Strömungseffekt, der eine Rückströmung erzeugt, die etuas länger ist als die Länge der divergenten Brennermuffel. Dieses Strömungsbild bietet die erforderlichen Voraussetzungen für die langsame l/orheizung des Kohlenstaubes, den anschließenden spontanen Temperaturanstieg und die Erreichung der erfindungsgemäßen Aufheizgeschwindigkeiten. Diese sind gekennzeichnet durch Fauerraumbulastungen der genannten Muffel von 5 - 15 . 10 kcal/m3h at,
Das beschriebene Strömungsbild erfüllt auch die notwendigen Bedingungen für die uegen der NO -Verbindungen notwendigen
schnellen Abkühlung der Flammgase, denn die beschriebene Beschleunigungsdüse, die sich an die Brennermuffel anschließt, erzeugt Flammstrahlgeschuindigkeiten zwischen 100 und 200 m/ see«, Dabei wird ein Strahlschub der Größenordnung 100 kP erzeugt, der wie ein überdimensionierter Injektor auf den bereits abgekühlten Gasinhalt des Feuerungsraumes wirkt. Hierdurch wird in demselben eine intensive Rezirkulation erzeugt, wodurch entlang der gekühlten Feuerraumwände eine Strömung gegen den Impuls des Brenners zurückläuft, die konvektiv abgekühlt ist, vom Flammstrahl angesaugt wird und sich mit diesem vermischt. Innerhalb von etwa 0,02 - 0,04/sec ist der Flammstrahl dadurch auf Temperaturen von unter 900°C abgekühlt.
Die Flammstrahlgeschwindigkeit wird dadurch erzeugt, daß in der Brennermuffel ein höherer Druckjvorhanden ist als im Feuerungsraum; dieser Druck wird dann nach Maßgabe der Flammstrahltemperatur in Geschwindigkeit umgesetzt.
Die Ccschwindigkeitsenergie des Flammstrahles wird dabei überwiegend aus der Verbrennungsenergie gewonnen; es handelt sich
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also um einen LJärmekraf tmaschinenprozeß, bei dem Luft auf den Druck in der Brannermuffel verdichtet und dann durch Brennstoffzufuhr eruärmt wird; bei der anschließenden Expansion in der Flammdüse uird mechanische Energie erzeugt, die in Form der Bewegungsenergie des Flammstrahles erscheint.
Die Flammstrahlgeschwindigkeit hat neben der schnellen Abkühlung der NO -Verbindungen zuei weitere Wirkungen.
Einmal uird der Flammstrahl uor Erreichen des Feuerraumendes so ueit abgekühlt, daß die im Inneren der Flamme teilweise geschmolzenen Aschetuile erstarren und das Feuerraumende als trockenen Staub erreichen, wodurch sich der Feuerungsraum sauber hält.
Zweitens wird durch die Injektorwirkung des Flammstrahles eine hohe Rezirkulationsgeschwindigkeit und damit Geschwindigkeit der heißen Gase entlang der Feuerraumwände erzielt. Diese bewirken zusätzlich zum Wärmeübergang durch Flamm- und Gasstrahlung eine solchen durch Konvektion, der bereits in die Größenordnung der Uärmestronuiichte der Flammstrahlung kommt. Hierdurch überträgt das erfindungsgemäße l/erfahren im Feuerungsraum mehr LJärme als andere Feuerungsverfahren oder- Einrichtungen. Hier liegt einer der Gründe für die durch das erfindungsgemäße l/erfahren bewirkte Einsparung an Kesselbauaufwand.
Ein weiterer, betriebsmäßig durchaus bedeutsamer Vorteil des Verfahrens für den Praktischen Kesselbetrieb liegt darin, daß sich im Feuerungsraum Wärmeübergang durch Strahlung und Konvektion in einer derartigen Form addieren, daß sich eine sehr gleichmäßige Verteilung der Wärmestromdichte über die beheizte Oberfläche ergibt. In einzelnen Fällen haben Nessungen ergeben, daß die Verteilung der Wärmestromdichte über die Heizfläche so gleichmäßig ist, daß Maximum und Minimum der Verteilung weniger als 10 % vom Mittelwert abweichen. Außerdem wurde gefunden, daß durch die schlanke Flamme
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und den hohen konvektiven Uärmeübergangsanteil die sonst bekannten Spitzenwerte der Uärmestromdichte um 20 - 30 % abgebaut wurden, woraus sich eine längere Lebensdauer der Kesseloberfläche und geringere Anforderungen an die Wasser- und Dampfqualität ergeben.
Die genannten Einsparungen und betrieblichen Vorteile sind ebensfalls Ziel der Erfindung.
Am Austritt aus dem Feuerungsraum liegt die Asche in Form eines äußerst oberflächenaktiven Staubes vor, der das SO--ganz weitgehend und das SO9 zu 60 - 70 % eingebunden hat. Hierdurch liegt der S09-Gehalt im Abgas in den meisten Fällen noch unterhalb des SOp-Gehaltes won Heizöl EL. Dies bedeutet, daß ein derart befeuertes Kohlekraftwerk unter dem Gesichtspunkt der S0o-Emission fast überall auch dort erstellt werden kann, wo der Betrieb von leichtölgefeuerten Hausheizungen zulässig ist, sofern die sonstigen Voraussetzungen gegeben sind, was für die Wirtschaftlichkeit und die Energieversorgung von großer Bedeutung ist und teilweise sogar ausschlaggebend sein kann. Hierin liegt einer der wesentlichen Fortschritte der Erfindung gegenüber dem heutigen Stand der Technik.
Baulich resultiert dies in der Möglichkeit, mit einer geringeren Kaminhöhe auszukommen als bei höheren NO- und SO9-Gehalten. Da die Planung eines Kraftwerkes heute schon häufig mit dem Kamingutachten beginnt und hohe Kamine nicht überall zulässig sind, bietet das erfindungsgemäße Verfahren in vielen Fällen die einzige oder einzig wirtschaftliche Möglichkeit, Kraftwerke an bestimmten Orten zu errichten.
Aus den Verfahrenserfordernissen folgen Richtlinien für die bauliche Ausgestaltung der Einrichtung.
Ein Beispiel für die erfindungsgemäße Formgebung der Einrichtung für die Ausführung desjenigen Teiles des erfindungsgemäßen l/erfahrens, der den Feuerungsvorgang selbst betrifft,
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yar vorstehend bereits gegeben worden. Für die Ausgestaltung des Feuerungsraumes folgen aus dem erfindungsgemäßen Verfahren weitere Bedingungen.
Erfindungswesentlich ist die Einhaltung bestimmter Aufheiz- und Abkühlgeschwindigkeiten, die bei bestimmten Strömungsgeschwindigkeiten proportional kennzeichnenden Abmessungen sind.
Die Feuerraumbelastungen und Flammstrahlgeschuindigkeiten und damit alle kennzeichnenden Durchsatzgeschuindigkeiten sind begrenzt durch die Reaktionswilligkiiit des Brennstoffes. Die genannten Geschwindigkeiten sind gekennzeichnet durch obere Grenzwerte der Flammstrahlgeschwindigkeit von ca. 200 m/sec. Aus Sicherheitsgründen wird man hierzu einen Abstand halten und als Obergrenze praktisch Flammstrahlgeschwindigkeiten von 140 - 180 m/sec wählen. Damit liegen diB oberen Grenzen der Durchsatzgeschwindigkeiten fest. Aus den genannten Aufheiz- und Abkühlgeschwindigkeiten folgen dann die höchstzulässigen Feuerraumabmessungen und damit die höchstzulässigen umsetzbaren Wärmemengen pro Feuerungsraum. Diese ergeben sich aus den obigen Zahlen zu etwa 30 · 10,6 kcal/h pro Feuerungsraum. Daraus folgt, daß der Feuerungsraum eines großen Kraftwerkskessels auf etwa 20 - 40 Einzelzellen aufgeteilt werden muß, die wesentlich von gekühlten, wenn auch nicht notwendigerweise gasdichten Uänden umgeben sind.
Daraus resultiert eine erhebliche Einsparung an Bauvolumen des Kessels, deim unter der Voraussetzung, daß die Strömungsbilder in Feuerungseinrichtung und Feuerungsraum nicht von der Reynoldszahl abhängen - was hier der Fall ist - ist die Summe der Volumina aller Einzelzellen umgekehrt proportional der kennzeichnenden Abmessung einer solchen Zelle.
Dies bedeutet, daß beispielsweise bei Aufteilung eines grossen Feuerungsraumes auf 4 Einzelfeuerungsräume von geometrisch ähnlicher Gestalt und bei ansonsten gleichen Bedingungen,Uie
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Temperatur, Geschuindigkeit usw. der Gesamtraumbedarf auf die Hälfte zurückgeht. Bei der Aufteilung des großen Feuerungsraumes eines Kraftwerkskessels auf 20 - 40 Einzelzellen reduziert sich das Bauvolumen des Feuerungsraumes auf etwa 20 % der bisherigen Größen.
In dieser Einsparung an Bauvolumen, die merklich größer ist als etua bei den angestrebten Volumeneinsparungen der Wirbelschichtfeuerung, liegt ebenfalls ein wesentliches Ziel der Erfindung.
Nach· I■■■ iid sollen erfindungsgemäße Ausführungsbeispielee für .i .nrichtung zur Ausführung des Verfahrens beschrieben U U 1 I .
Figu, ι und 2 zeigen Längs- und Querschnitt durch eine Einrichtung, die mehr für den mittleren Leistungsbereich uie Industriekraftuerke und Schiffe geeignet sind. Die Feuerungseinrichtung besteht aus der divergenten Brennermuffel 1, die in difc Beschleunigungsdüse 2 für die Flammgase übergeht. Die Verbrennungsluft uird über eine radiale Leiteinrichtung 3 zugeführt, der Brennstoff zentral über Einblaserohre 4. Dabei ergibt sich eine Flamme 5, die die Brennermuffel bis auf eine uandnahe Kaltluftschicht fast vollständig ausfüllt und in den Flammstrahl 5 von 100 - 200 m/sec Geschwindigkeit überg.eht. Dieser erzeugt im Feuerungsraum 6 in dessen Aussenbereich eine Rückströmung 7 von 60 - 100 m/sec Geschwindigkeit, wodurch sich der erwähnte zusätzliche konvektive Wärmeübergang ergibto Die einzelnen Feuerungsräume werden durch außen liegende gekühlte Uende S und ebenfalls gekühlte Zwischenwände 9 gebildet. Die abgekühlten Rauchgase verlassen die Feuerungsräume durch Austrittsquerschnitte 10, zusammen mit der staubförmigen Asche. Sie strömen über den hier nicht weiter in Einzelheiten dargestellten Konvektionsteil 1t zum Kamin 12.
Figur 2 zeigt einen Schnitt durch die einzelnen Feuerungsräume mit den dazwischen liegenden gekühlten Seitenwänden 9.
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Figur 3 zeigt die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer Ausführungsform, die vor allem für große Kraftwerke geeignet ist. Die Flamme 5 wird jetzt horizontal in waagerecht angeordnete Feuerungsräume 6 eingeblasen und erzeugt hier die ebenfalls vorwiegend horizontale Rückströmung 7.
Die Feuerungsräume 6 werden durch leicht schräg geneigte gekühlte Wände 8 und ebenfalls gekühlte senkrechte Zwischenwände 9 gebildet. Die abgekühlten Rauchgase v/erlassen das System der Feueru-ngsräume zusammen mit der staubförmigen Asche durch Austrittsquerschnitte 10. Der nachgeschaltete Konvektionsteil 11 ist hier fortgelassen.
Figur 4 zeigt einen Querschnitt durch die gleiche Einrichtung. Man erkennt die leicht schräg geneigten gekühlten Wände 8 und die senkrechten Zwischenwände 9.
In den Figuren sind Verteiler und Trommeln vereinfacht gezeichnet.
Die dargestellten Anordnungen sind als Beispiele für die Anwendung des Erfindungsgedankens anzusehen. Der Konstrukteur ist im Rahmen der einschlägigen Regeln der Technik frei hinsichtlich der speziellen Ausgestaltung und gegenseitigen Anordnung der einzelnen Feuerungsräume sowie der Zuordnung des Konvektionsteils.
In den Figuren 1-4 sind Brennermuffel 1 und Beschleunigungsdüse 2 ebenfalls gekühlt, aber vereinfacht dargestellt.
Mit gleicher Leistung und gleichem Wirkungsgrad können die erfindungsgemäßen Einrichtungen mit gasförmigen und/odBr flüssigen Brennstoffen befeuert werden. Ebenso ist der Betrieb mit Mischungen aus gasförmigen, flüssigen und staubförmigen Brennstoffen in jedem Mischungsverhältnis möglich.
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L e e r s e i t

Claims (10)

Patentansprüche
1.j Verfahren zum Betrieb eines Kohlekraftwerkes in umweltfreundlicher Ueise durch Herabsetzung der NO- und SO9-Emission, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
- Verwendung und Aufbereitung eines Kohlenstaubs, der die Erzeugung einer oberflächenaktiven Asche erlaubt,
- Einblasung des Brennstoffes in die Rückströmung der Flamme in einer Brennermuffel, in der eine Feuerraumbelastung von 5 - 15 · 106 kcal/m3h at herrscht,
- Aufheizung des Kohlenstaubes mit wenigstens 1000°C/sec, bevorzugt mehr als 2000°C/sec auf eine Temperatur oberhalb des unter stationären Bedingungen ermittelten Zündpunktes des Kohlenstaubes,
- Vermischung des Kohlenstaubes mit Verbrennungsluft mit einer derartigen Intensität, daß eine Feuerraumbelastung von 5 - 15 · 10° kcal/m3h at, bezogen auf Brennermuffel und Beschleunigungsdüsa, erreicht wird,
- Erzeugung einer Flammstrahlgeschwindigkeit in der Beschleunigungsdüse von wenigstens 100 m/sec, bevorzugt 150 - 2oo m/sec,
- Abkühlung des Flammstrahles durch Vermischung mit abgekühlten Flammgasen aus dem Feuerungsraum in weniger als 0,1 see, bevorzugt weniger als 0,05 see auf weniger als 10000C Gastemperatur, bevorzugt weniger als 9000C Gastemperatur,
- Abzug der abgekühlten Flammgase mit wenigstens einem Teil der Asche in Staubform aus dem Feuerungsraum.
ORIGINAL INSPECTED
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2. l/arfahran nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Kohlenstaubgemisches aus handelsüblichem Braunkohlanstaub, bevorzugt mit Korngrößen unter 0,3 mm, und feinem Anthrazitstaub unter 20 Mikron Korngröße, bevorzugt unter 10 Mikron Korngröße.
3. l/erfahran nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Kohlenstaubgemisches aus mehr als 70 % Braunkohlenstaub und weniger als 30 % Anthrazitstaub.
4. l/erfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, daß durch Uahl der Injektoruirkung des Flammstrahles und der Abmessungen des Feuerungsraumes entlang der Uände desselben Gasgeschuindigkeiten von mehr als 40 m/sec, bevorzugt mehr als 60 m/sec erzeugt werden.
5. Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens, gekennzeichnet durch Kessel, deren Gesamtfeuerungsraum durch gekühlte Uände in Einzelfeuerungsräume unterteilt ist, die nach dsm erfindungsgemäßen Verfahren befeuert werden können.
6. Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens, gekennzeichnet dadurch, daß der Gesamtfeuerungsraum des Kessels in Einzelfeuerungsräume von weniger als 30 · 106 kcal/h Leistung unterteilt ist.
7. Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens, gekennzeichnet durch eine schlanke, konisch divergente Brennermuffel 1, an die sich eine Beschleunigungsdüse 2 anschließt und der die Verbrennungsluft tangential über Leitvorrichtungen 3 und der Brennstoff axial durch Einblaserohre 4 zugeführt wird.
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8. Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens, gekennzeichnet durch eine sankrecht nach oben feuernde Anordnung der Teile 1 - 4 mit einem Austritt der Rauchgase und des Aschestaubes im unteren Bereich des Feuerungsraumes in Brennernähe.
9. Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens, gekennzeichnet durch Nebeneinanderanordnung der einzelnen Feuerungsräume unter Benutzung je einer gemeinsamen gekühlten Zuischenuand.
10. Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens, gekennzeichnet durch eine horizontale Anordnung der Feuerungseinrichtung 1-4, uobei mehrere Feuerungsräume etagenueise übereinander angeordnet und durch gekühlte Zwischenwände getrennt
sind.
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FR7930186A FR2444229A1 (fr) 1978-12-15 1979-12-10 Procede pour faire fonctionner une centrale thermique au charbon, et systeme de combustion pour l'application de ce procede
BE0/198498A BE880530A (fr) 1978-12-15 1979-12-11 Procede pour faire fonctionner une centrale thermique au charbon, et systeme de combustion pour l'application de ce procede
NL7908953A NL7908953A (nl) 1978-12-15 1979-12-12 Werkwijze voor het op milieuvriendelijke wijze stoken van een elektriciteitscentrale en een inrichting daarvoor.
US06/103,461 US4300480A (en) 1978-12-15 1979-12-14 Apparatus and process for the operation of an environmentally satisfactory coal fired plant

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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4387654A (en) * 1980-05-05 1983-06-14 Coen Company, Inc. Method for firing a rotary kiln with pulverized solid fuel
US4922840A (en) * 1988-03-28 1990-05-08 Avco Research Laboratory, Inc. Sulfur equilibrium desulfurization of sulfur containing products of combustion
FR2749927B1 (fr) * 1996-06-17 2000-09-29 C T D Technologie Bruleur a faible niveau d'emission de composes polluants
DE10301857A1 (de) * 2003-01-17 2004-07-29 Schoppe, Fritz, Dr.-Ing. Verfahren zum Befeuern eines Flammrohrkessels mit einem staubförmigen Brennstoff sowie staubgefeuerter Flammrohrkessel
US8015814B2 (en) * 2006-10-24 2011-09-13 Caterpillar Inc. Turbine engine having folded annular jet combustor
KR101476563B1 (ko) * 2010-09-16 2014-12-24 로쉐 게엠베하 조절 범위가 연장된 고체 연소 고온 가스 발생기

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US871070A (en) * 1903-01-16 1907-11-12 Hawley Down Draft Furnace Company Furnace.
US2800175A (en) * 1949-06-11 1957-07-23 Libbey Owens Ford Glass Co Firing tank furnaces
DE2004086A1 (de) * 1970-01-30 1971-08-05 Briem Hengler Cronemeyer Verfahren zum Betriebe von Ofenfeuerungen
US3955909A (en) * 1971-11-15 1976-05-11 Aqua-Chem, Inc. Reduction of gaseous pollutants in combustion flue gas
US4000978A (en) * 1973-03-12 1977-01-04 Rockwell International Corporation Thermal recombiner
DE2527618C2 (de) * 1975-06-20 1985-09-26 Fritz Dr.-Ing. 8026 Ebenhausen Schoppe Verfahren und Vorrichtung zur Verbrennung von Kohlenstaub
DE2700170C3 (de) * 1977-01-04 1984-11-15 Fritz Dr.-Ing. 8026 Ebenhausen Schoppe Verfahren zur Verbesserung der Lagersicherheit von Braunkohlenstaub
US4128388A (en) * 1977-05-12 1978-12-05 Challenge-Cook Bros., Inc. Geyseric burner assembly and method for combusting fuels
US4223615A (en) * 1978-08-07 1980-09-23 Kvb, Inc. Low nox coal burner

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FR2444229A1 (fr) 1980-07-11

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