DE3319086A1

DE3319086A1 - Verfahren zum einbinden des in der braunkohle befindlichen schwefels in den festen verbrennungsrueckstaenden sowie braunkohlenbrikett

Info

Publication number: DE3319086A1
Application number: DE19833319086
Authority: DE
Inventors: Hans Bernd Dipl.-Ing. 5010 Bergheim Koenigs; Wilfried Dipl.-Kaufm. 5020 Frechen Kosma; Johannes Dipl.-Phys. Dr.rer.nat. 5040 Brühl Teggers
Original assignee: Rheinische Braunkohlenwerke AG
Current assignee: Rheinbraun AG
Priority date: 1983-05-26
Filing date: 1983-05-26
Publication date: 1984-12-06

Description

Verfahren zum Einbinden des in der Braunkohle befindlichen
Schwefels in den festen Verbrennunqsrückständen sowie Braunkohlenbrikett Die Erfindunq betrifft ein Verfahren zum Einbinden des in der Braunkohle befindlichen Schwefels in den festen Verbrennungsrückständen durch Zumischen von schwefelbindenden Substanzen, vorzugsweise CaO und/oder MgO oder bei höheren Temperaturen CaO und/oder MqO freisetzenden Verbindungen sowie ein die Anwendung dieses Verfahrens ermöqlichendes Braunkohlenbrikett.
Das Verfahren der einleitend beschriebenen Art wird beispielsweise in den Verbrennungsanlage von Großkraftwerken angewandt. Hier wird der zu verbrennenden Kohle, insbesondere Braunkohle, vor der Aufqabe auf die unter Verwendung der Kesselabgase betriebenen Mahltrocknunqsanlaqe Calciumcarbonat oder Calciumoxidhydrat beigemischt und mit der Kohle zu Staub qemahlen. Das resultierende Gemisch wird anschließend in den Feuerunssraum des Kessels eingeblasen.
Dabei laufen z. B. die folqenden chemischen Reaktionen ab: 1. CaC03 - CaO + CO2 d. h. Calciumcarbonat CaC03 wird unter Freisetzung von CO2 zu qebranntem Kalk CaO reduziert.
Der qebrannte Kalk verbindet sich sodann mit dem beim Verbrennungsvorgang entstehenden Schwefeldioxid; es erfolgt die Umsetzunq zu Gips nach den folgenden Gleichungen: 2. CaO + SO2 - CaSO3 und 3. CaS03 + 1/2 02 - CaSO4.
Gemäß der Laqe der chemischen Gleichqewichte und der chemischen Kinetik liegt zumindest ein wesentlicher Teil des ursprünqlich in der Kohle qebundenen Schwefels in Form von Gipsvor; er ist Bestandteil der festen Verbrennungsrückstände, also der Asche, die in der üblichen Weise deponiert werden kann. Die SO2-Emissionen von Kraftwerken können unter Verwendunq dieses Verfahrens merklich verringert werden.
Ein Teil der durch SO2 verursachten Umweltbelastunq qeht auf Emissionen von Kleinfeuerungsanlaqen zurück, in denen Braunkohlenstaub oder Braunkohlenbriketts verbrannt werden.
Hier sind keinerlei Einrichtunqen für das Zuqeben von schwefelbindenden Substanzen vorhanden und aus wirtschaftlichen und räumlichen Gründen im allqemeinen auch nicht anwendbar. Das sich hierbei bildende Schwefeldioxid seht somit in die Atmosphäre, soweit die Asche der Kohle nicht Bestandteile enthält, die ebenfalls Schwefeldioxid, z. B.
unter Bildunq von Sulfaten, bi nden können. Es kann unterstellt werden, daß durchweg die basischen Aschebestandteile einer Kohle nur in unterstöchiometrischen Menqen vorhanden sind, so daß selbst bei Vorliegen dieser qünstiqen Umstände nur ein Teil des Schwefeldioxids als feste Verbrennunqsrückstände gebunden werden.
Mithin besteht die Zielsetzunq der Erfindunq darin, auch bei Kleinfeuerungsanlagen eine Verrinqerunq der Emission von Schwefeldioxid zu ermöglichen. Ihr lieqt somit die Aufqabe zugrunde,das einleitend beschriebene Verfahren weiter auszugestalten und Braunkohle so vorzubehandeln, daß auch bei Kleinfeuerungsanlaqen zumindest ein qroßer Teil des bei der Verbrennung sich bildenden Schwefeldioxids in den festen Verbrennungsrückständen einqebunden wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe schläqt die Erfindung vor, daß zerkleinertee und qeqebenenfalls vorqetrockneten Braunkohle und schwefelbindende Substanz so miteinander qemischt werden, daß die Substanz in der Mischung in feinverteilter Form vorlieqt.
Der Betreiber der Feuerungsanlaqe braucht somit keine besonderen Einrichtunqen und Maßnahmen vorzusehen, um die SO2-Emission zumindest merklich zu verrinqern. Vielmehr wird Braunkohle in der für die Verbrennung jeweils geeigneten Form, beispielsweise als feinkörnige Kohle, Staub oder Briketts bereits alsBestandteil einer für die Erzielunq des anqestrebten Effektes erforderlichen Mischunq anqeliefert.
Braunkohle und schwefelbindende Substanzen können zunächst auf annähernd gleiche Korngröße zerkleinert und anschließend miteinander vermischt werden. Im allgemeinen wird es jedoch zur Erzielung einer möglichst quten Einbindunq der Schwefelbestandteile in den festen Verbrennungsrückständen zweckmäßia sein, die Beimischunqen der schwefelbindenden Substanzen auf eine möqlichst feine Kornqröße zu zerkleinern, da mit zunehmender Oberfläche der schwefelbindenden Substanzen nicht nur deren Vermischung in feinverteilter Form, sondern auch der anqestrebte Effekt der Einbindunq verbessert wird.
Es wird zwar normalerweise schwieria sein, die Menge der Beimischungen unter Berücksichtiqunq lediqlich der stöchiometrischen Geqebenheiten zu wählen, und zwar hauptsächlich infolqe von unterschiedlichen Anteilen von bereits in den Aschebestandteilen der Kohle befindlichen schwefelbindenden Substanzen, jedoch wird der stöchiometrische Überschuß der Beimischunqen umso geringer sein können, je feinkörniger die beiqefüqten schwefelbindenden Substanzen sind. Dabei wird unterstellt, daß diese Beimengungen möglichst gleichmäßiq innerhalb des Brennstoffs, beispielsweise des Staubs hzw.
der zu brikettierenden Kohle und damit auch in dem resultierenden Brikett verteilt sind. Es kann anqenommen werden, daß zu einer - theoretisch - quantitativen Umsetzung des in der Braunkohle befindlichen Schwefels etwa die zwei- bis vierfache stöchiometrische Menqe an schwefelbindenden Substanzen benötigt wird. Davon wäre aegebenenfalls die Menge an derartigen Substanzen abzuziehen, die von vornherein in den Aschebestandteilen der Kohle vorhanden sind.
Bei einem Schwefelqehalt der Braunkohle von beispielsweise 0,6 bis 1% und bei dem bei vielen Braunkohlen, beispielsweise der Rheinischen Braunkohle und einigen Nordamerikanischen Braunkohlen vorhandenen Anteil von schwefelbindenden Substanzen in der Asche, würde die beizumischende Menqe an CaC03 oder dgl. in der Größenordnunq von,2 bis 2 Gew.-% liegen. Dieser durchweq noch im Rahmen der üblichen Schwankungsbreite der Ascheqehalte lieqenden Menqe an schwefelbindenden Zuschlagsstoffen sind zu gering, als daß dadurch die Brikettierbarkeit und/oder die Brenneigenschaften merklich beeinflußt würden.
Für die Herstellung eines Brennstoffes unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens qibt es unterschiedliche, an sich bekannte Möqlichkeiten: In einem ersten Fall wird auf eine Kornqröße von 0 - 6 mm vorgebrochene und qeqebenenfalls in einem Röhrentrockner auf Feuchtigkeitsgehalte zwischen 8 und 18 Gew.-% vorqetrocknete Braunkohle, sogenannte Trockenbraunkohle TBK, zunächst zu Braunkohlenstaub gemahlen und anschließend mit feinqemahlener, schwefelbindender Substanz, die ebenfalls vorqetrocknet sein kann, inniq vermischt. Das Erqebnis ist ein staubförmiger bis feinkörniqer Brennstoff,in dem die schwefelbindende Substanz in feinverteilter Form vorlieqt.
In einem zweiten Fall werden auf Korngrößen zwischen 0 bis 6 mm vorqebrochene und getrocknete Braunkohle und schwefelbindende Substanzen in einer Mühle aufgegeben und gemeinsam zu Staub vermahlen. Das Ergebnis ist auch hier wieder ein staubförmiger Brennstoff,in dem die schwefelbindende Substanz in feinverteilter Form vorliegt; die schwfelbindende Substanz ist in dem Staub mit bloßem Auge nicht mehr zu erkennen.
In einem dritten Fall werden Rohbraunkohle und schwefelbindende Substanz gemeinsam auf einen Mahltrockner aufqeqeben und behandelt. Das Ergebnis ist getrocknete, feinkörnie, d. h. brikettierbare "Trockenbraunkohle" oder, bei einem höheren Grad der Aufmahlunq "Braunkohlenstaub", der in düsenförige Brennern verbrannt wird.
Die jeweils für die Trocknunq und Mahlung geeigneten Einrichtunqen können umfassen: Röhrentrockner, Palla-Mühlen sowie Mahltrockner, die als in Rauchgas oder sonstiger inerter Atmosphäre betriebene Schlagradmühlen ausgebildet sind.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zum Einbinden des in der Braunkohle befindlichen Schwefels in den festen Verbrennunqsrückständen durch Zumischen von schwefelbindenden Substanzen, vorzugsweise CaO und/oder MgO oder bei höheren Temperaturen CaO und/oder MqO oder bei höheren Temperaturen CaO und/oder MqO freisetzenden Verbindungen, dadurch gekennzeichnet, daß zerkleinerte und gegebenenfalls vorqetrocknete Braunkohle und schwefelbindende Substanz so miteinander qemischt werden, daR die Substanz in der Mischunq in feinverteilter Form vorlieqt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ciekennzeichnet, daß die Braunkohle und die schwefelbindende Substanz bei qleichzeitiger Mischunq miteinander staubfein qemahlen werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch qekennzeichnet, daß die Braunkohle und die schwefelbindende Substanz bei qleichzeitiger Mischung miteinander qetrocknet und qemahlen werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch qekennzeichnet, daß soqenannte Trockenbraunkohle verwendet wird, die auf eine Korngröße von 0 - 6 mm vorgebrochen und auf einen Feuchtigkeitsqehalt von 8 bis 18 * vorqetrocknet ist.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch qekennzeichnet, daß die Mischung brikettiert wird.
6. Braunkohlenbrikett dadurch qekennzeichnet, daß es einen Anteil an der zu brikettierende Braunkohle zugegebenen schwefelbindende Substanzen, vorzugsweise CaO und/oder MqO oder bei höheren Temperaturen CaO und/oder MgO freisetzenden Verbindungen in feinverteilter Form aufweist.