DE3413831A1 - Verfahren zur verminderung der schadstoffemission in feuerungsanlagen - Google Patents
Verfahren zur verminderung der schadstoffemission in feuerungsanlagenInfo
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L1/00—Liquid carbonaceous fuels
- C10L1/32—Liquid carbonaceous fuels consisting of coal-oil suspensions or aqueous emulsions or oil emulsions
- C10L1/326—Coal-water suspensions
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verminderung der Schadstoffemission,
Insbesondere zur Entschwefelung, bei der Verbrennung
von Kohle, Insbesondere Steinkohle, die als Kohle/Wasser-Suspension
über größere Entfernungen In einer Rohrleitung zu einer Feuerungsanlage,
z.B. zu einem Kraftwerk, transportiert wurde.
Es 1st bekannt, fein gemahlene Kohle In Form einer Kohle/Wasser-Suspension
von einer Kohlelagerstätte über größere Entfernungen (z.B. 440 km) zu einem Kohleverbrauchszentrum zu transportieren. Vor
der Verbrennung In Form von Kohlestaub In der Feuerungsanlage eines
Kraftwerkes wird der Wasseranteil der Suspension unter erheblichem
Aufwand weitestgehend abgetrennt (z.B. Fister: Coal Slurry Systems a
viabel transport alternative, CIM Bulletin, December 1982, Seite
71 - 76).
Weiterhin 1st z.B. aus WO 83/00 500 ein Kohlebrennstoff in Form
einer hochkonzentrierten Kohle/Wasser-Suspension (60 - 80 Gew.-% Kohleanteil) bekannt, die sich unmittelbar zur Verfeuerung in den
Brennern einer Feuerungsanlage eignet. Eine solche Suspension ist zwar pumpfähig, Ihre hohe Viskosität ist jedoch ein technisches Hindernis
für den Ferntransport in einer Rohrleitung. Dieses Problem wird 1n der genannten Schrift nicht näher behandelt.
Schließlich sind zur Verminderung der bei der Verbrennung von Kohle
entstehenden Schadstoffemission zahlreiche Verfahren und Vorrichtungen
bekannt. In erster Linie richten sich die Bemühungen auf eine Verminderung der Gehalte an SOj und NOx. Die meisten Vorschläge
beziehen sich auf eine Reinigung der Rauchgase nach der Verbrennung
der Kohle. Es 1st aber auch bekannt, Additive, die Schadstoffe wie z.B. Schwefel abbinden, bereits während der Verbrennung zuzuführen.
Dies kann dadurch geschehen, daß die Additive dem Brennstoff unmittelbar
zugegeben werden, wobei jedoch ein Anteil des zugegebenen Additivs durch die zu erwartenden hohen Verbrennungstemperaturen
"totgebrannt" wird.
Eine andere Möglichkeit der Additivzugabe zur Senkung der Schwefelem1ss1on wurde daher In der DE-OS 31 06 580 vorgeschlagen, bei der
das Additiv mit Hilfe eines Trägermittel stromes unter Bildung eines
die Brennerflamme umgebenden Schleiers dem Feuerraum zugegeben wird.
In diesem Mischungsbereich 1st die Verbrennung bereits soweit fortgeschritten und die Flammentemperaturen bereits soweit abgesenkt,
daß die Mischung des Additives mit den Rauchgasen 1n einem für die
Reaktion optimalen Temperaturbereich ablaufen kann. Die Zugabe des
Additives mittels eines Trägermediums erfordert jedoch einen erheblichen apparativen Aufwand. Ebenfalls wird über die Verbrennung von
Kohle/Wasser-Suspensionen 1n dieser Schrift nichts ausgesagt.
Aufgabe der Erfindung 1st es daher, ein Verfahren anzugeben, das
bei möglichst geringem Aufwand zu einer Verminderung der Schadstoffemission bei der Verbrennung schwefelhaltiger Kohle, Insbesondere
Steinkohle, führt, die 1n Form einer Kohle/Wasser-Suspension 1n
einer Rohrleitung zur Feuerungsanlage transportiert wird.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch die Merkmale des
Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind
In den Unteransprüchen 2-10 angegeben.
Dadurch, daß die Kohle dem Brenner der Feuerungsanlage 1n Form einer
Kohle/Wasser-Suspension mit mindestens 55 Gew.-% Kohleanteil zuge
führt wird, wird erreicht, daß diese Suspension unmittelbar ver
brannt werden kann ohne die Notwendigkeit einer vorhergehenden Abscheidung des Wasseranteils. Der Wassergehalt seinerseits führt zu
einer deutlichen Verminderung der bei der Verbrennung entstehenden
Spitzentemperaturen gegenüber einer trockenen Kohlestaubfeuerung.
Hierdurch wird die Entstehung von St1ckox1den wesentlich eingeschränkt. Weiterhin wird durch die abgesenkten Verbrennungstemperaturen und die flüss1gke1tsähnl1che Zerstäubung der Suspension
die Voraussetzung geschaffen, daß während der Verbrennung oxidierter
Schwefel durch die der Suspension zugegebenen Additive chemisch ge-
5 bunden werden kann, so daß der 1m Rauchgas noch verbleibende Gehalt
an SO« entscheidend vermindert wird.
Als Additive können 1n Weiterbildung der Erfindung Kalkstein (CaCO3), welcher vorteilhaft auf eine Korngröße unter 90 μιη vermählen worden 1st, oder auch Calciumhydroxid (Ca(OH)2) zugesetzt
werden.
Mit besonderem Vorteil werden als Additive auch Calcium-Salze verwendet und zwar Insbesondere solche, die zu einer Verminderung der
Viskosität der Kohlesuspension führen (z.B. Calc1um-L1gn1n-Sulfat)
oder die die Korrosion 1n Stahl rohrleitungen vermindern. Das bedeu
tet, daß diese Additive nicht nur bei der Verbrennung 1n Bezug auf
die Schadstoffemission wirksam werden, sondern bereits für den Rohrleitungstransport Vorteile nrft sich bringen. Dies setzt voraus, daß
sie zumindest während des Rohrleitungstransports, vorteilhaft jedoch
bereits vor dem Transport zugesetzt werden. In letzterem Fall kann
dies z.B. während der Vermahlung der Kohle bei der Vorbereitung der
Suspension geschehen, wobei sich dann sogar ein besonderes Mischaggregat erübrigt. Selbstverständlich 1st es auch möglich, das Additiv erst kurz vor dem Brenner zuzusetzen. Der Konzentrationsgrad der
Suspension mit mindestens 55 Gew.-% Kohleanteil muß nicht unbedingt
während des Rohrleitungstransports schon so hoch sein; es 1st auch
möglich, die Kohle zunächst grobkörniger und mit geringerem Konzentrationsgrad zu transportleren und eine zusätzliche Aufbereitung vor
der Verbrennung vorzusehen, wobei die Kohle feiner aufgemahlen wird
und ein Teil des Wassers aus der Suspeosion abgetrennt wird.
Um die verschiedenen Vorteile einzelner schwefelbindender Substanzen
1n Kombination nutzen zu können, werden als Additiv entsprechende
Mischungen dieser Substanzen der Suspension zugesetzt. Schließlich 1st noch darauf hinzuweisen, daß es für eine effektive Schadstoff
m1n1m1erung 1n vielen Fällen vorteilhaft 1st, das Additiv 1n einer
doppelt so großen Menge zuzusetzen, wie rein stöch1ometr1sch zur
vollständigen Abbindung des Schwefelgehaltes erforderlich wäre.
Die Qualität, bzw. die Depon1efäh1gke1t der beim Verbrennungsprozeß
erzeugten Asche 1st durch den Additivzusatz nicht beeinträchtigt.
Claims (10)
1. Verfahren zur Verminderung der Schadstoffemission, Insbesondere zur
Entschwefelung, bei der Verbrennung von als Kohle/Wasser-Suspension
über größere Entfernungen 1n einer Rohrleitung zur Feuerungsanlage
transportierter, schwefelhaltiger Kohle, Insbesondere Steinkohle, dadurch gekennzeichnet,
daß der Kohle-Wasser-Suspension ein schwefelbindendes Additiv zugesetzt
wird und die mehr als 55 Gew.-% Kohleanteil enthaltende
Suspension dem Brenner der Feuerungsanlage zugeführt wird.
10
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Kalkstein (CaCOj) enthaltendes Additiv zugesetzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß der Kalkstein vor dem Zusetzen auf eine Korngröße unter 90 μη gemahlen wird.
dadurch gekennzeichnet, daß der Kalkstein vor dem Zusetzen auf eine Korngröße unter 90 μη gemahlen wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der Kalkstein zusammen mit der Rohkohle 1n einer Naßvermahlung
auf die erforderliche Korngröße zerkleinert wird.
5
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Calciumhydroxid (Ca(OH)2) enthaltendes Additiv zugesetzt
wird.
10
10
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Additiv, das ein die Viskosität der Suspension verminderndes
Calcium-Salz enthält, zugesetzt wird.
Ib
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Additiv, das ein die Korrosion 1n der für den Transport benutzten Stahlrohrleitung verminderndes Calcium-Salz enthält,
zugesetzt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet,
daß als Additiv ein Gemisch aus verschiedenen, den Schwefel 2b bindenden Stoffen zugesetzt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet,
daß das Additiv in einer doppelt so großen Menge zugesetzt, wie rein stöchiometrfsch aufgrund des Schwefelgehaltes der Kohle für die
vollständige Schwefel bindung erforderlich wäre.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet,
5 daß das Additiv vor Beginn des Rohrleitungstransports zugesetzt wird.
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