DE3020145A1 - Verfahren zur reinigung von reaktionsprodukten - Google Patents
Verfahren zur reinigung von reaktionsproduktenInfo
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Description
L. & C. Steinmüller GmbH 527o Gummersbach, den 27.5.198ο Postfach 1949/196Ο Pa 8006
Kl./Al.
'Verfahren zur Reinigung von Reaktionsprodukten"
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung von Reaktionsprodukten, die durch Flammenverbrennung,
Verunreinigungen, wie Schwefel-, Chlor- und Fluorverbindungen, enthaltender, hochkaloriger Brennstoffe
entstehen, durch Zugabe von die Verunreinigungen bindende Additive in den Feuerraum.
Es sind Verfahren bekannt, mit denen eine trockene Reinigung von Reaktionsprodukten aus einer Verbrennung
von Verunreinigungen, wie Schwefel, Chlor und Fluor enthaltende Brennstoffe, durchgeführt werden kann. Dabei
werden die die Verunreinigungen bindenden Additive auf verschiedene Art und Weise in den Feuerraum eingegeben.
Bei einem ersten bekannten Verfahren ist die Vorgehensweise derart, daß die Additive oberhalb des Flammenbereiches
in den Feuerraum mit Hilfe von Luftstrahlen eingedüst werden. Der Nachteil dieses bekannten Verfahrens
besteht darin, daß die Art des Einbringens der Additive in den Feuerraum die Bindung der Verunreinigungen durch
die Additive deshalb nicht sicherstellt, da die relativ geringe Mischungsenergie der Luftstrahlen nicht ausreicht,
um einen guten Mischungsgrad der Reaktionspartner zu erzielen. Außerdem erfolgt die Mischung der Reaktionspartner
130060/0060 ·/·
zum größten Teil in Temperaturbereichen, die nicht optimale
Reaktionsbedingungen gewährleisten. Weiterhin ist die zur Verfügung stehende Verweilzeit zum Abschluß
der Reaktion unzureichend, weil die Eindüsung der Additive im allgemeinen in reaktionsträgen Bereichen
erfolgt.
Bei einem zweiten bekannten Verfahren ist die Vorgehensweise derart, daß die Additive dem Brennstoff
unmittelbar vor Eingabe der Brennstoffe in den Brenner beigemischt werden. Ungünstig bei diesem Verfahren war
bislang, daß die Additive dem gesamten Temperaturspektrum der Flamme unterworfen waren, wobei Temperaturbereiche
durchlaufen werden mußten, die zu einer Inaktivierung des Additivs führten. Dies gilt insbesondere
bei Brennstoffen mit hohem Heizwert, die notwendigerweise zu Flammen mit hohen Temperaturen führen.
Die vorliegende Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, die Flammentemperatur bei der Verbrennung von
hochkalorigen,fossilen Brennstoffen, die für die Schadstoffeinbindung
notwendigen Voraussetzungen in Bezug auf Temperatur und Mischungsgrad derart zu beeinflussen,
daß durch Zugabe von gasförmigen oder feinkörnigen Additiven die Schadstoffeinbindung schon während der Verbren
nung eingeleitet wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird nach der Erfindung vorgeschlagen, daß durch Abgabe eines Teils der bei der Verbrennung
hochkaloriger Brennstoffe freiwerdende Wärmemenge an unmittelbar in die Verbrennungszone eingebrachte
wärmeaufnehmede Stoffströme die für die Schadstoffeinbindung
notwendige Temperatur eingehalten und daß durch Zugabe der Additive unmittelbar zum Brennstoff
und/oder zur Verbrennungsluft der für die Schadstoffeinbindung notwendige Mischungsgrad der Reaktionspartner
erreicht wird.
130Ö5Ö/OÖSO
Als wärmeaufnehmender Stoffstrom zur Begrenzung der
für die Reaktion notwendigen Temperatur können verschiedene Stoffe zur Anwendung kommen. Gemäß einer
ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens
kann als wärmeaufnehmender Stoffstrom sauerstoffarmes,
abgekühltes Rauchgas aus dem eigenen Verbrennungsprozeß durch externe -Rückführung oder aus
einem fremden Verbrennungsprozeß dienen.
Es besteht nach der Erfindung auch die Möglichkeit/ das Rauchgas aus einem Gasturbinenprozeß gleichzeitig
als Oxidationsmittel und wärmeaufnehmenden Stoffstrom zu verwenden.
Eine andere Möglichkeit ist, daß als wärmeaufnehmender
Stoffstrom innerhalb des Feuerraumes in die Flamme eingesaugte, rezirkulierende Rauchgase dienen.
Nach dem Verfahren können auch die Additive selbst als wärmeaufnehmder Stoffstrom dienen, dies zum Beispiel
dann, wenn wie bei der Zugabe von Kaistein bzw. Dolomit die für die eingeleitete Kalzination benötigte Energie
der Flamme entzogen wird.
Als Additive können reaktionsfähige Gase und Metalloxide, Hydroxide und Karbonate sowie deren wässrige
Suspensionen dienen.
Durch die Zugabe des wärmeaufnehmenden Stoffstromes im Bereich der Flamme wird erreicht, daß die für die Reaktion
der im Brennstoff und/oder in der Verbrennungsluft enthaltenden Additive notwendigen Temperatur und Mischungsgrad
erreicht werden.
Die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist beispielsweise
an einem Kohlenstaubbrenner nachfolgend beschrieben (Bild 1).
130050/0060
Mit dem aus Kernluftrohr 2, Brennstoff/Additiv-Tragluftteil
1 und Mantelluftteil 3 bestehenden Brenner wird eine Primärverbrennungszone 6 erzeugt, deren Luftzahl zwischen
dem o,6 bis 1,1-fachen der Stöchiometrie liegt.
Der Brenner ist so ausgebildet, daß durch bestimmte Maßnahmen (Drall der Mantelluft, konisch erweiterte Brennermündung,
geschlossene Kernluft) im Inneren der Flamme eine Zone intensiver Rückströmung 5 aus einem Gebiet
bereits fortgeschrittener Verbrennung erzeugt wird. Hierdurch wird das Brennstoff-Luftgemisch rasch aufgeheizt
und gezündet. Die Aufheizung und Zündung kann über die Einstellung der Kernluftmenge beeinflußt werden.
Die restliche Verbrennungsluft wird als Teilluftstrom 4 (auch Stufenluftstrom genannt) über einige Düsen am
Umfang so eingeblasen, daß sich außerhalb der Primärflamme die Sekundärflamme oder auch Nachreaktionszone
7 ausbildet.
An den Abschnitten der Umfangsflache der Flamme, die
nicht der Teilluftströmung benachbart sind, werden durch Impulsaustausch die kalten Rauchgase aus dem Feuerraum
eingesogen. Hierdurch wird die Flammentemperatur erniedrigt, was zu einer günstigen Beeinflussung des
Reaktionsablaufes zwischen Additiv und gasförmigen Schadstoffen mit beiträgt.
13Ö05Ö/OÖ6Ö
Claims (6)
1. Verfahren zur Reinigung von Reaktionsprodukten, die durch Flammenverbrennung, Verunreinigungen,
wie Schwefel-, Chlor- und Fluorverbindungen, enthaltender, hochkaloriger Brennstoffe entstehen,
durch Zugabe von die Verunreinigungen bindende Additive in den Feuerraum, dadurch gekennzeichnet,
daß durch Abgabe eines Teils der bei der Verbrennung hochkaloriger Brennstoffe freiwerdende Wärmemenge an unmittelbar in die
Verbrennungszone eingebrachte wärmeaufnehmende Stoffströme die für die Schadstoffeinbindung
notwendige Temperatur eingehalten und daß durch Zugabe der Additive unmittelbar zum Brennstoff
und/oder zur Verbrennungsluft der für die Schadstoffeinbindung notwendige Mischungsgrad der
Reaktionspartner erreicht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als wärmeaufnehmender
Stoffstrom sauerstoffarmes, abgekühltes Rauchgas
aus dem eigenen Verbrennungsprozeß durch externe Rückführung oder aus einem fremden Verbrennungsprozeß
dient.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Rauchgas aus einem
Gasturbinenprozeß gleichzeitig als Oxidationsmittel und wärmeaufnehmender Stoffstrom dient.
130050/OOeO
ORIGINAL INSPECTED
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß als wärmeaufnehmender Stoffstrom innerhalb des Feuerraumes in die Flamme eingesaugte, rezirkulierende Rauchgase dienen.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dad.urch gekennzeichnet, daß als Additive raktionsfähige
Gase und Metalloxide, Hydroxide und Karbonate sowie wässrige Suspensionen hiervon dienen.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Additive gleichzeitig auch als wärmeaufnehmender Stoffstrom dienen.
13005 0./0060
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1985
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