DE3317507A1

DE3317507A1 - Schmelzfeuerung

Info

Publication number: DE3317507A1
Application number: DE19833317507
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl.-Ing. 5270 Gummersbach Leikert
Original assignee: L&C Steinmueller GmbH
Current assignee: Hitachi Zosen Inova Steinmueller GmbH
Priority date: 1983-05-13
Filing date: 1983-05-13
Publication date: 1984-11-15
Also published as: DE3317507C2

Description

"Schmelzfeuerung"
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verminderung der NO,-Bildung von Rauchgasen aus einer Brennstaubfeuerung für Schmelzkammerkessel, wobei die Rauchgase aus der Schmelzkammer unter einer Umlenkung von 1800 einen Schlackenfangrost durchströmen.
Bei Brennstaubfeuerungen für Schmelzkessel wird zwangsläufig im Rauchgas NOx gebildet. Die NO,-Bildung kann in den bisher bekannten Konstruktionen derartiger Feuerungen nicht so vermindert werden, daß der angestrebte Emissionsgrenzwert eingehalten wird. Die bisher bei Schmelzkammerfeuerungen getroffenen Maßnahmen zur N0x-Verminderung in den Rauchgasen, z. B. durch Einsatz von Brennern mit gestufter Verbrennung sowie durch Eindüsung kalter Rauchgase in den Bereich der Brennerflammen, habe nur zu einer unzureichenden NO, -Verminderung und betrieblichen Nachteilen, wie Erschwerung des Schlackeschmelzflusses sowie einer vergrößerten Gefahr von Rohrwandkorrosionen,geführt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei der Behandlung von Rauchgasen mit dem Ziel einer erheblichen NO,-Verminderung Maßnahmen derart vorzusehen, daß auf die der Brennstaubfeuerung für Schmelzkessel entstammenden Rauchgase sowohl an ihrem Entstehungsort als auch auf ihrem Strömungsweg bis Ende Nachbrennkammer von auS-sen Einflüsse wirksam werden, die zu der angestrebten Reduzierung der NO -Konzentration führen.
x Zur Lösung dieser Aufgabe wird nach der Erfindung ein Verfahren vorgeschlagen, welches durch die Kombination folgender Merkmale gekennzeichnet ist: a) Den aus dem Brennersystem der Brennstaubfeuerung entstammenden Rauchgasen wird zusätzlich im Außenbereich der Brennerflammen Zusatzluft, vorzugsweise im Wandbereich, zugegeben; b) der aus dem Feuerraum austretende Rauchgasstrom wird bei Umlenkung und Durchtritt durch den Schlackenfangrost einer innigen Durchmischung unterworfen; c) den Rauchgasen werden in der dem Schlackenfangrost nachgeschalteten Nachbrennkammer Zusatzbrennstoff und/oder Zusatzluft, vorzugsweise im Bereich einer Ausbuchtung der Rückwand, zugegeben.
Die Vorteile, die mit der Erfindung erreicht werden, bestehen darin, daß durch eine wiederholte Einflußnahme auf das Rauchgas, und zwar durch Zusatzluft im Bereich des Feuerraumes, durch eine intensive Durchmischung beim Durchströmen des Schlackenfangrostes und durch Zugabe von Luft und/oder Brennstoff im Endbereich der Nachbrennkammer sowohl das aus dem Brennstoff-Stickstoff entstandene Stickoxid'als auch das bei den Schmelzkammern wegen ihrer sehr hohen Kammertemperatur in hohem Maße entstehende thermische NOx weitgehend wieder abgebaut wird. Aufgrund einer Zugabe von Zusatz luft zu den Brennern bei insgesamt niedrigem Gesamtluftüberschuß wird im primären Flammenbereich eine reduzierende Atmosphäre erzeugt, die die Bildung von Stickoxid aus dem Brennstoff-Stickstoff stark herabsetzt. Da die Temperatur innerhalb der Schmelzkammer zur Einhaltung eines einwandfreien Schmelzflusses deutlich über dem Aschefließpunkt liegt, und damit oberhalb von Temperaturen, bei denen eine starke Bildung von thermischem NOx eintritt, muß durch nachfolgende Maßnahmen in Temperaturbereichen, die unterhalb der Schmelzkammertemperatur liegen, eine weitere Beeinflussung des Rauchgases mit dem Ziel weiterer NO,-Verminderung erfolgen. Diese weitere NO -Reduzierung erreicht die Erfindung dadurch, daß die Rauchgaselinter dem Schlackenfangrost durch eine dort aus der Restverbrennung der in die Schmelzkammer eingebrachten Verbrennungspartner, Brennstoff und Luft, gebildete Flammenfront durchgeleitet werden, wobei diese Restverbrennung durch die im Schlackenfangrost vorgenommene innige Vermischung des Rauchgases mit seinen noch nicht ausreagierten Bestandteilen ausgelöst wird.
Ihre Fortsetzung findet diese NOX-mindernde Maßnahme im Endbereich der Nachbrennkammer in einer weiteren Flammenfront, die durch Zugabe von Zusatzbrennstoff und/oder Zusatzluft unter solchen reaktionskinetischen Bedingungen gebildet wird, daß das dieser Flammenfront mit dem Rauchgas zugeführte NOx weiter reduziert wird.
Anhand der in den Zeichnungen dargestellten Figuren ist die Erfindung nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 eine Stufenschmelzfeuerung im Querschnitt, Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II der Fig. 1.
Aus der Fig. 1 ist ersichtlich, daß die wiederholte Behandlung der Rauchgase zur Verminderung der NOX-Bildung in drei Abschnitten erfolgt. Im Abschnitt I (Sehmelzkammer) wird eine Primärverbrennungszone unterhalb des Brenners 1 gebildet, in der der Brennstoff in unterstöchiometrischem Verhältnis gezündet und verbrannt wird.
Über die vorzugsweise in Wandnähe angeordneten Düsen 2 wird zusätzlich Verbrennungsluft beigegeben, die die Rohrwandkorrosion infolge reduzierender Atmosphäre verhindern sowie den Restausbrand des Brennstoffes weiterführen. Durch diese gestufte Verbrennung wird die Bildung von Brennstoff-NOX unterdrückt.
Im Abschnitt II erfolgt durch den Schlackenfangrost 3 eine intensive Mischung der Verbrennungspartner in den Rauchgasen. Bei der sich hierdurch einstellenden Nachverbrennung bildet sich eine Flammenfront mit reaktionskinetischen Bedingungen, die das aus der Behandlungszone I mit hohem thermischem N0x-Gehalt beladene Rauchgas so beeinflussen, daß auch diese Stickoxide wieder abgebaut werden.
Der letzte und dritte Behandlungsabschnitt zur N0x-Verminderung der Rauchgase, der mit III bezeichnet ist, liegt im Endbereich der Nachbrennkammer 4. In diesem Endbereich wird eine zweite nachgeschaltete Flammenfront durch die Zugabe von Zusatzbrennstoff und/oder Zusatzluft über die Düsen 5 erzeugt, wobei - ähnlich wie im Behandlungsabschnitt II - ein Abbau des thermischen Stickoxides erfolgt. Begünstigt wird der Abbau von thermischem NOx in diesem Abschnitt noch dadurch, daß die Rauchgastemperatur deutlich unter derRauchgastemperatur des Abschnittes II liegt.
Die Anordnung der Düsen 5 für den Zusatzbrennstoff bzw.
die mit ihnen kombinierten Luftdüsen muß so erfolgen, daß eine möglichst vollständige Erfassung des Rauchgasstromes aus derSchmelzkammer erreicht wird. Hierzu ist die Anordnung der Düsen 5 in der Spitze einer Ausbuchtung 6 der Rückwand, wie in Fig. 1 gezeigt, besonders geeignet.
Durch die wiederholten, auf das Rauchgas wirkenden Maß nahmen in den Behandlungsbereichen I, II und III werden sowohl das Brennstoff-NOX als auch das thermische NOx so stark vermindert, daß die hieraus herrührende Umweltbelastung durch die aus der Nachbrennkammer austretenden Rauchgase erheblich herabgesetzt ist.

Claims

Patentanspruch Verfahren zur Verminderung der N0x-Bildung von Rauchgasen aus einer Brennstaubfeuerung für Schmelzkammerkessel, wobei die Rauchgase aus der Schmelzkammer unter einer Umlenkung von 1800 einen Schlackenfangrost durchströmen, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h die Kombination folgender Merkmale: a) Den aus dem Brennersystem der Brennstaubfeuerung entstammenden Rauchgasen wird zusätzlich im Außenbereich der Brennerflammen Zusatzluft, vorzugsweise im Wandbereich, zugegeben; b) der aus dem Feuerraum austretende Rauchgasstrom wird bei Umlenkung und Durchtritt durch den Schlackenfangrost einer innigen Durchmischung unterworfen; c) den Rauchgasen werden in der dem Schlackenfangrost nachgeschalteten Nachbrennkammer Zusatzbrennstoff und/oder Zusatzluft, vorzugsweise im Bereich einer Ausbuchtung derRückwand,zugegeben.