DE3025851C2

DE3025851C2 - Rostfeuerung

Info

Publication number: DE3025851C2
Application number: DE3025851A
Authority: DE
Inventors: Johannes Josef Dr.-Ing. 8000 München Martin
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-07-08
Filing date: 1980-07-08
Publication date: 1982-06-03
Also published as: EP0043567A1; JPH0113001B2; DE3025851A1; US4394118A; JPS5747109A; ATE11076T1; DE3168027D1; CA1180537A; EP0043567B1

Description

Die Erfindung bezieht sich au^c eim Rostfeuerung zur *5 Verfeuerung fester Brennstoffe mit zor.enweiser geregelter klimatisierter Unterwindzuführung, wobei die Klimatisierung durch Dampfzugabe erfolgt.

Es ist bekannt (DE-PS 5 47 218) Wasserdampf mit der Verbrennungsluft zonenweise einer Wanderrostfeuerung zuzuführen, um durch die erzielbare Temperaturabsenkung eine Schlackenbildung zu vermindern bzw. eine Granulierung der Schlacke herbeizuführen.

Es ist auch bekannt (DE-AS 26 15 369) Wasser bzw. Wasserdampf zusammen mit Sekundärluft in den Feuerraum einer Müllverbrennungsanlage oberhalb des Rostes in Abhängigkeit von bestimmten Sollwerten einzuführen, um die Rauchgastemperatur zu senken und die CO-Oxidation des Unverbrannten durch eine homogene Wassergasreaktion katalytisch zu beschleunigen.

Weiterhin ist es aus der DE-AS IO 39 176 bekannt, die Verbrennungsluft durch Einführen von Dampf oder Einspritzen von Wasser mit Wasserdampf zu sättigen und den einzelnen Zonen der Rostfeuerung nach Menge oder Druck, Temperatur und Sättigungsgrad abgestufte Luft zuzuführen. Die unterschiedliche Behandlung der den einzelnen Zonen zugeführten Luft in Verbindung mit einer Rauchgasrückführung zu den einzelnen Zonen ist vorgesehen, um die bei der Verfeuerung backender Steinkohle auftretenden erheblichen Schwierigkeiten wegen der übermäßigen Koks- und häufig starken Schlackenbildung, zu vermindern.

Allen diesen bekannten Betriebsweisen ist zwar als bekannt zu entnehmen, daß die Verbrennungstemperatür bzw. die Rauchgastemperatur gesenkt werden kann, sie vermitteln jedoch nicht den Hinweis, die Dampfzuführung als Mittel zur Verminderung der Stickoxid-Emission anzuwenden.

Für die Verminderung der Siickoxid-Emission, die bekanntlich ab einer bestimmten kritischen Temperatur sehr stark ansteigt ist es bisher bekannt, die Verbrennungstemperatur einerseits durch Rauchgasrückführung und andererseits durch einen erhöhten Luftüberschuß unter diesem kritischen Wert zu halten. Diese beiden bekannten Verfahren weisen einen wesentlichen Nachteil auf, der darin besteht daß die zu fördernde und zu entstaubende Gasmenge sehr nark ansteigt wodurch es erforderlich ist ein wesentlich größeres Elektrofilter und auch größere Fördergebläse mit entsprechend höherem Energieaufwand zu installieren. Bei der Rauchgarrückführung tritt noch ein zusätzlicher Nachteil ein, der darin zu sehen ist daß entsprechende Rohrleitungen vorgesehen werden müssen, die wegen der unvermeidlichen Temperaturschwankungen häufig zu Undichtigkeiten neigen, was in Verbindung mit dem notwendigen Überdruck, mit dern die Rauchgase in den Feuerungsraum eingebiasen werden müssen, zu einem Austreten von Rauchgasen in das Kesselhaus führt

Es ist trotz der erwähnten Nachteile, die die beiden bekannten Verfahren zur Verminderung der Stickoxid-Emission zur Folge haben, noch nicht bekanntgeworden, die an sich bekannte Möglichkeit der Absenkung der Verbrennungstemperatur durch Zuführen von Wasserdampf für die Verminderung der Stickoxid-Emission zu nutzen.

Aufgabe der Erfindung ist es eine Möglichkeit aufzuzeigen, bei der die seit langem bekannte Wasserdampfzuführung zur Verbrennungsluft im Zusammenhang mit dem Bestreben nach einer Verminderung der Stickoxid-Emission nutzbar gemachi werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einer Rostfeuerung der eingangs erläuterten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die zonenweise Dampfzuführung in Abhängigkeit von dem in der betreffenden Zone auftretenden ΝΟ,-Gehalt erfolgt.

Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß die Verminderung des Feuerungswirkungsgrades gering bleibt Die Einführung des Wasserdampfes in die Brennschicht zusammen mit dem Unterwind hat den Vorteil, daß der Verbrennungsvorgang in gezielter Weise so beeinflußt wird, daß er in einem Temperatur bereich abläuft in welchem die ΝΟ,-Bildung gering ist. ohne die weiter oben erwähnten Nachteile der für die Stickoxid-Emission angewandten Verfahren in Kauf nehmen zu müssen. Die Anwendung von Wasserdampf a.'s Ballastmedium zur Absenkung der Verbrennungstemperatur im Feuerungsraum hat den Vorteil, daß auigrund der sehr hohen spezifischen Wärme von Wasserdampf sehr viel Wärme dem Verbrennungsprozeß bei einem vergleichbaren kleinen Volumen des zuzuführenden Wasserdampfes entzogen werden kann. Darüberhinaus ist der bauliche Aufwand im Hinblick auf die notwendigen Rohrleitungen und Ventile bei der Wasserdampfzuführung wesentlich geringer als bei der Rauchgasrückführung.

Um eine besonders gleichmäßige Vermischung des Wasserdampfes mit der Verbrennungsluft zu erzielen, wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung der Wasserdampf im wesentlichen im Gegenstrom der aus der jeweiligen Unterwindzone nach oben gegen den Feuerungsrost strömenden Verbrennungsluft zugeführt.

Zur Durchführung der erfindungsgemäßen Maßnahmen ist es vorteilhaft, wenn der Raum unter dem

Feuerungsrost in einzelne voneinander getrennte Unterwindzonen unterteilt und jeder Unterwindzone ein Dampfzuführungsrohr zugeordnet ist das sich quer zur Rostiängsrichtung erstreckt und mit Wasserdampfausblaseöffnungen bzw. Wasserdampfausbiasedüsen versehen ist, deren Austrittsöffnungen an der dem Rost abgewandten Seite des Dampfzuführungsrohres vorgesehen sind.

Die Anordnung von Dampfzuführungsrohren unterhalb dem Feuerungsrost ist zwar aus der DE-PS 1 68 613 bekannt, doch ist dort keine Unterteilung in einzelne Unterwindzonen und keine jeweilige Zuordnung eines Dampfzuführungsrohres zu einer solchen Unterwindzone erkennbar. Darüberhinaus " ^:rd dort der Dampf in Richtung der Luftströinung e..:_ev.;ührt ι? Eine von der Luftströmungsrichfung abv,, ichende Dampfströmungsrichtung ergibt >^:?h au; -tf DE-PS 75 032, doch ist auch dort weder «"'"t-. Unterteilung in einzelne Unterwindzonen noch e' .c Dampfzuführung im Gegenstrom bezogen auf ^ κ ■ .^Clrömungsrichtung der ^o Verbrennungsluft vorgesehen.

Um einer Verstopfungsgefahr der Wasserdampfausbiasedüsen vorzubeugen, sind in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die Wasserdampfzuführungsrohre gegen den Feuerungsrost durch jeweils eine Abdeckung, -25 vorzugsweise durch Unterstützungsrahmen der Rostkonstruktion, geschützt Ohne einen solchen Schutz könnte der Fall eintreten, daß die durch den Feuerungsrost hindurchfallenden feinen Aschenteile sich auf dem Dampfzuführungsrohr absetzen und die w Wasserdampfausbiasedüsen verstopfen.

Im Nachfolgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles in Form einer Rostfeuerung mit Rückschubrost näher erläutert In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch einen Feuerungsrost mit Unterwindzonen und

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-IIin Fig. 1.

Wie aus Fig.! ersichtlich, sind unterhalb eines insgesamt mi» I bezeichneten Feuerungsrostes mehrere ίο Unterwindzonen 2 bis 2'" vorgesehen, die gegeneinander durch Trennwände 3 abgegrenzt sind. Durch große Öffnungen 4 in der Seitenwand 5 der Feuerungsanlage ist die für die Verbrennung notwendige Verbrennungsluft einführbar. Mit 6 sind schräg gestellte Böden *s innerhalb der einzelnen Umerwindzonen 2 bezeichnet, auf denen die c'urch den Feuerungsrost Hndurchfallende Asche zu einer Austragsöffnung 7 gelangt.

Die Zuführung von Wasserdampf, der als Abdampf dem Prozeßkreislauf des der Feuerung nachgeschalte- Ά ten Dampfkesseis entnonmen wird, erfolgt über Dampfzufübrungsrohre 8, die Dampfausblasedüsen bzw. Dampfausblasecffnungen 9 aufweisen, die so an dem jeweiligen Dampfzuführungsrohr 8 angeordnet sind, daß sie den Wasserdampf nahezu senkrecht nach unten ausblasen, wie dies durch die strichpunktierten Pfeile 19 angedeutet ist Der Wasserdampf wird dabei auf den Kern der aus der Öffnung 4 austretenden Verbrennungsluft gerichtet, so daß sich eine Mischung aus Quer- und Gegenstrom einstellt weii die Verbrennungsluft zunächst in horizontaler Richtung in die jeweilige Unterwindzone eintritt sich dort verteilt und dann nach oben zum Feuerungsrost 1 gelangt

Der Feuerungsrost 1 besteht in bekannter Weise aus einzelnen Roststufen 10 und 11, die jeweils aus nebeneinander liegenden Roststäben aufgebaut sind, welche mit ihren unteren Enden auf Stufentragrahmen 12 und 13 aufruhen, von denen die Stufentragrahmen 13 fest und die Stufentragrahmen 12 bewegbar sind. Letztere sind auf einem Zickzack-Balken 14 angeordnet, der in Richtung des Doppelpfeiles 15 hin und her bewegbar ist. Dieser Zickzack-Balken 14 ist mittels Rollen 16 auf Unterstütziingsi ahmen 17 für die Rostkonstruktion abgestützt.

Wie aus F i g. 1 ersichtlich, sind die Dampfzuführungsrohre 8 unterhalb dieser Untersiützungsrahmen 17 angeordnet wodurch sie gegen df Rostdurchfall geschützt sind.

Die Regelung der Dampfzufuhr erfolgt zonenweise und vorzugsweise sequentiell, z. B. je nach Feuerlänge mittels entsprechender Ventile 18 bis 18"" in Abhängigkeit von rf.*m NO_x-Gehalt in den Feuerungsgasen, der durch Sensoren 20 bis 20" feststellbar ist Die Sensoren können z. B. Entnahmesonden sein, die zu einem für alle Sensoren gemeinsamen Gas-Chromatographen führen. Mit Hilfe dieser Sensoren werden die Ventile 18 bis 18"" und damit die Dampfzuführung zu den verschiedenen Unterwindzonen 2 bis 2'" geregelt Selbstverständlich kann auch nur ein einziger Sensor vorgesehen sein, jedoch ist die Regelung der Dampfzuführung genauer, wenn mehrere Sensoren zur Anwendung gelangen. Diese können für sich nacheinander zur Aufschaltung auf den Ventilöffnungsmechanismus abgeastet werden in der Art, daß z. B. bei Erreichung einer schädlichen NCX-Konzentration im vorderen Rostbereich der Sensor 20 zuerst anspricht und die Öffnung der Ventile 18 und 18' veranlaßt Falls sich der Bereich der schädlichen Gase über die Rostlänge weiter ausdehnt, kann alsdann der Sensor 20' die zusätzliche ÖTnung des Ventils 18" bewirken und so fort. Umgekehrt kann bei sich verbrennungsmäßig einstellender Verminderung der Schadgaserzeugung der entsprechende Sensor die Drosselung bzw. Schließung des oder der zugeordneten Ventile bewirken.

Der große Vorteil der Wasserdampfeinblasung unmittelbar in die Brennschicht ist darin zu sehen, daß die Verbrennung bereits in statu nascendi damn gehindert wird, hohe, die ΝΟ,-BiIdung provozierende V'erto anzunehmen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche.

1. Rostfeuerung zur Verfeuerung fester Brennstoffe mit zonenweiser geregelter klimatisierter Unterwindzuführung, wobei die Klimatisierung durch Dampfzugabe erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die zonenweise Dampfzuführung in Abhängigkeit von dem in der betreffenden Zone auftretenden ΝΟ,-Gehalt erfolgt

Z Rostfeuerung nach Anspruch 1, dadurch ge- ίο kennzeichnet, daß der Wasserdampf im wesentlichen im Gegenstrom der aus der jeweiligen Unterwindzone nach oben gegen den Feuerungsrost strömenden Verbrennungsluft zugeführt wird.

3. Rostfeuerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum unter dem Feuerungsrost (1) in einzelne voneinander getrennte Unter-Vfindzonen (2) unterteilt und jeder Unterwindzone ein Dampfzuführungsrohr (8) zugeordnet ist, das sich quer zur Rostlängsrichtung erstreckt und mit Wasserdampfausblaseöffnungen bzw. Wasserdampfausblasedüsen (9) ν ersehen ist, deren Austrittsöffnungen an der dem Rost abgewandten Seite des Dampfzuführungsrohres (8) vorgesehen sind.

4. Rostfeuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserdampfzuführungsrohre (8) gegen den Feuerungsrost (1) durch jeweils eine Abdeckung, vorzugsweise durch Unterstützungsrahmen (17) der Rostkonstruktion, geschützt sind.