DE3911767A1

DE3911767A1 - Verbrennungsanlage fuer fossile brennstoffe, insbesondere fuer muell

Info

Publication number: DE3911767A1
Application number: DE19893911767
Authority: DE
Inventors: Uwe Dr Koehler
Original assignee: TESET THERMO EN SYSTEM ENTSORG
Current assignee: TESET THERMO EN SYSTEM ENTSORG
Priority date: 1989-04-11
Filing date: 1989-04-11
Publication date: 1990-10-25

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbrennungsanlage für fossile Brenn stoffe, insbesondere für Müll, mit einem Kessel (1), ggf. einer Nachverbrennungseinrichtung (9) und mit einem Abgaskamin (13), sowie ggf. üblichen Filtern (12) für Staub o.ä., bei der in einer bestimmten Stufe eine dosierende Zugabeeinrichtung (14, 15; 17, 18) für ein trockenes, basisches Additiv zur Bindung der säurebildenden Gase vorgesehen ist.

Die Zugabe von basischen Additiven zur Bindung der säurebildenden Verbrennungsgase ist in zahlreichen Ausführungsformen bekannt. Übliche Naßwäscheverfahren binden die säurebildenden Gase mittels wäßriger Lösungen, die dann wiederum entsorgt werden müssen. Der apparative Aufwand ist erheblich. Darüber hinaus wird das Entsor gungsproblem vom Abgasbereich in den Abwässerbereich verlagert oder man muß für eine Verdampfung des Wassers mit aufwendigen Apparaturen sorgen.

Es ist daher bereits versucht worden, die basischen Additive in trockener Form zuzugeben. In VGB Kraftwerkstechnik 68, September 1988, Seite 935 bis 939, ist von Versuchen berichtet worden, die Zugabe in den Feuerraum eines braunkohlebefeuerten Industriekessels in vier Stufen vorzunehmen, um eine Entschwefelung der Brenngase zu erzielen. Das Trockenadditiv in Form von CaCO₃ bzw. Ca(OH)₂ wird in etwa gleicher Menge in vier Ebenen des Brennraumes, also im Hochtemperaturbereich zwischen 900°C und 1100°C eingeblasen. Das Einblasen in die vier Ebenen des Feuerraums hat den Zweck, eine gute Durchmischung des Additivs mit dem Rauchgas in einem für die Reaktion günstigen Temperaturbereich zu bewirken.

Aus VGB Kraftwerkstechnik 63, April 1983, Seite 327 bis 331 ist es ferner bekannt, dem Brennstoff, hier der Steinkohle, das basische Additiv vor Eintritt in den Feuerraum beizumischen.

Für Müllverbrennungsanlagen ist aus "Müll und Abfall" 11/88, Seite 508 bis 516 bekannt, das Trockenadditiv dem Abgas bei niedrigen Temperaturen hinter dem Kesselaustritt zuzufügen. Auf diese Weise lassen sich die beispielsweise von der TA-Luft 1986 geforderten Reingaswerte einhalten, allerdings bei einer sehr hohen Zugabe des basischen Additivs (beispielsweise 41 kg Ca(OH)₂ pro t Müll).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verbrennungsanlage der eingangs erwähnten Art so auszubilden, daß insbesondere für Brennstoffe mit laufend sehr stark schwankender Zusammensetzung, wie z.B. Müll, gute Reingaswerte (beispielsweise die der TA-Luft von 1986) sicher und mit einem ökonomischen Einsatz von basischen Additiven eingehalten werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß wenigstens eine weitere Zugabevorrichtung für ein basisches Additiv in einer anderen Stufe der Anlage vorgesehen ist, daß stromabwärts der wenigstens zwei Zugabeeinrichtungen jeweils ein Abgassensor angeordnet ist und daß die Zugabeeinrichtungen in Abhängigkeit der Meßwerte der Abgassensoren steuerbar sind.

Erfindungsgemäß sind wenigstens zwei räumlich und funktional weit voneinander entfernte Zugabeeinrichtungen vorgesehen. Die Steuerung der Zugabe an diesen Zugabeeinrichtungen erfolgt über unterschied liche Abgassensoren, von denen einer stromab unter Berücksichtigung der verfahrenstechnischen Gegebenheiten möglichst nahe hinter dem Feuerraum angeordnet ist, so daß durch eine Zugabeeinrichtung im Bereich des Kesselrostes auf die unterschiedlichen Brennstoffzu sammensetzung mit geringer Zeitverzögerung reagiert werden kann.

Die Zugabe an den beiden entfernt voneinander angeordneten und getrennt gesteuerten Zugabeeinrichtungen bewirkt, daß die zuzuge benden Trockenadditive nur in einer wesentlich verringerten Menge zugegeben werden müssen. Die Kosteneinsparung gegenüber einer Trockenadditivzugabe allein am Kesselende ist bedeutend. Die Wirkungen der Zugaben an den unterschiedlichen Zugabeeinrichtungen läßt sich zumindest aus Erfahrungswerten prognostizieren. Dies gilt auch für den Fall, daß an den Zugabeeinrichtungen unterschied liche Additive hinzugefügt werden, wobei in einer Ausführungsform beide Zugabeeinrichtungen für die Zugabe von Trockenadditiven ausgelegt sind. In einer alternativen Ausführungsform ist eine der Zugabeeinrichtungen für dispergierte basische Additive ausge legt, woher die Feuchtigkeit der Dispersion im Verfahrensablauf verdampft. Die im Einzelfall gewünschten Reingaswerte können durch unterschiedliche Zugaben an unterschiedlichen Zugabeeinrichtungen erreicht werden. Vorzugsweise wird die im Einzelfall einzusetzende Zugabe bzw. Zugabekombination unter Kostengesichtspunkten mit Hilfe eines Kostenminimierungsprogramms rechnergesteuert.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist wenigstens eine erste Zugabeeinrichtung im Hochtemperaturbereich der Anlage und wenigstens eine zweite Zugabeeinrichtung im Abgasbereich mit niedriger Tem peratur angeordnet. Auf diese Weise werden die unterschiedlichen Schadstoffe überwiegend in den reaktionskinetisch jeweils gün stigsten Temperaturbereichen gebunden.

In diesem Fall ist ein erster Abgassensor stromabwärts nahe dem Feuerraum angeordnet, also beispielsweise am Kesselaustritt, und ein zweiter Abgassensor im Reingaskamin.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die erste Zugabeeinrichtung am Rostanfang des Kessels angeordnet. Sie ist dabei so ausgerichtet, daß das trockene basische Additiv vorzugs weise in den Brennstoff gelangt. Zur Verbesserung der Additivver teilung kann eine zusätzliche konstante Additivzugabe in den Nachbrennraum erfolgen.

Eine zweite schadstoffabhängig gesteuerte Zugabeeinrichtung befindet sich im Abgasstrom so positioniert, daß dieser eine Temperatur zwischen 100°C und 300°C aufweist. Vorzugsweise liegt die zweite Zugabeeinrichtung vor einem letzten Feststoffilter.

Die Erfindung soll im folgenden anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.

Die in der Zeichnung dargestellte Verbrennungsanlage ist als Müllverbrennungsanlage konzipiert. Sie läßt einen Kessel 1 erken nen, der einen Rost 2 aufweist, auf dessen Anfang 3 Müll durch einen Einlauftrichter 4 über einen Aufgabetisch 5 fällt. Der Müll wird auf dem Rost 2 zu einem stufenförmig abgesenkten Rostende 6 transportiert. Von dort wird der Rückstand als Schlacke in Richtung des Pfeiles 7 abtransportiert. Auf dem Weg zum Rostende 6 fällt bereits ein kleiner Teil des Rückstandes durch den Rost 2 hindurch. Oberhalb des Rostes 2 befindet sich ein Feuerraum 8 und ein sich daran anschließender Nachbrennraum 9. Die Abgase gelangen nach einigen Umlenkungen des Abgasstromes und nach der Abscheidung von Flugasche in Richtung der Pfeile 10 in einen Absorptionsapparat 11 und daran anschließend in einen Gewebefilter 12. Hier werden außer Flugasche und nicht verbrauchtem Kalk die bei der Neutralisation durch basische Additive gebildete Salze abgeschieden. Die gerei nigten Abgase gelangen über einen Kamin 13 ins Freie.

Die Verbrennungsanlage weist eine Zugabeeinrichtung 14 am Rostanfang 3 für basische Feststoffe, insbesondere CaCO₃ oder Ca(OH) ₂ auf. Die basischen Feststoffe werden dem Müll auf dem Rostanfang 3 über eine Dosiereinrichtung 15 zugeführt, die ihrerseits durch einen Abgassensor 16 am Kesselaustritt fortwährend gesteuert wird. Die Zugabeeinrichtung 14 ist so gerichtet, daß die basischen Feststoffe entweder direkt in den über den Aufgabetisch 5 herab fallenden Brennstoff eingebracht oder oberhalb des Müllbettes zugegeben werden. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß die basischen Feststoffe eine möglichst große Verweilzeit haben, und zwar sowohl in dem für die HCl-Abscheidung wichtigen tiefen Tem peraturbereich bis 500°C als auch in dem für die SO₂-Abscheidung wichtigen Temperaturbereich zwischen 800°C und 1100°C.

Die Zeichnung läßt eine zweite Zugabeeinrichtung 17 mit einer Dosiereinrichtung 18 erkennen, die durch einen Abgassensor 19 im Kamin 13 gesteuert wird. Die zweite Zugabeeinrichtung 17 im Nie dertemperaturbereich der Anlage ergänzt die Wirkung der ersten Zugabeeinrichtung 14 im Hochtemperaturbereich.

Während in der Zeichnung dargestellt ist, daß die Dosiereinrichtung 18 von dem Abgassensor 19 und die Dosiereinrichtung 15 von dem Abgassensor 16 gesteuert wird, ist es auch möglich, die Dosierein richtungen 15 und 18 durch die gemeinsam ausgewerteten Ausgangs signale der Abgassensoren 16 und 19 zu steuern.

In Versuchen hat sich erwiesen, daß die geforderten Abgaswerte, beispielsweise der TA Luft 1986, mit weniger als der Hälfte der Feststoffadditive eingehalten werden können, die bei alleiniger Trockenabsorption am Kesselende benötigt werden.

Zur weiteren Verringerung des Additivverbrauchs kann eine zusätz liche, konstante Additivzugabe 20 in den Nachbrennraum 9 erfolgen.

Claims

1. Verbrennungsanlage für fossile Brennstoffe, insbesondere für Müll, mit einem Kessel (1), ggf. einer Nachverbrennungsein richtung (9) und mit einem Abgaskamin (13), sowie ggf. üblichen Filtern (12) für Staub o.ä., bei der in einer bestimmten Stufe eine dosierende Zugabeeinrichtung (14, 15; 17, 18) für ein trockenes, basisches Additiv zur Bindung der säurebildenden Gase vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine weitere Zugabevorrichtung (14, 15; 17, 18) für ein basisches Additiv in einer anderen Stufe der Anlage vorgesehen ist, daß stromabwärts der wenigstens zwei Zugabeeinrichtungen (14, 15; 17, 18) jeweils ein Abgassensor (16, 19) angeordnet ist und daß die Zugabeeinrichtungen (14, 15; 17, 18) in Abhängigkeit der Meßwerte der Abgassensoren (16, 19) steuerbar sind.

2. Verbrennungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Zugabevorrichtung (14, 15; 17, 18) für ein dispergiertes basisches Additiv ausgelegt ist.

3. Verbrennungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auch die weitere Zugabevorrichtung (14, 15; 17, 18) für ein trockenes, basisches Additiv ausgelegt ist.

4. Verbrennungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine erste Zugabeeinrichtung (14, 15) im Hochtemperaturbereich der Anlage und wenigstens eine zweite Zugabeeinrichtung (17, 18) im Abgasbereich mit niedriger Temperatur angeordnet ist.

5. Verbrennungsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Zugabeeinrichtung (14, 15) am Rostanfang (3) des Kessels (1) angeordnet ist.

6. Verbrennungsanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Zugabeeinrichtung (14, 15) so ausgerichtet ist, daß das trockene basische Additiv in den Brennstoff gelangt.

7. Verbrennungsanlage nach einem der Ansprüche 4 bis 6, gekenn zeichnet durch eine zusätzliche Zugabeeinrichtung (20) im Nachbrennraum (9) oberhalb des Rostes (2).

8. Verbrennungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekenn zeichnet durch eine zweite Zugabeeinrichtung (17, 18) an einer Stelle des Abgasstromes, an der dieser eine Temperatur zwischen 100°C und 300°C aufweist.

9. Verbrennungsanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Zugabeeinrichtung (17, 18) vor einem letzten Feststoffilter (12) angeordnet ist.

10. Verbrennungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Abgassensor (16) im Abgasstrom hinter dem Kesselaustritt angeordnet ist.

11. Verbrennungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Abgassensor (16) im Abgasstrom zwischen dem Nachverbrennungsraum (9) des Kessels (1) und dem Kesselaustritt angeordnet ist.

12. Verbrennungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Abgassensor (19) im Reingaskamin (13) angeordnet ist.

13. Verbrennungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß mit den Zugabeeinrichtungen (14, 15; 17, 18) unterschiedliche basische Additive zugegeben werden.

14. Verbrennungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung der Zugabeeinrichtungen (14, 15; 17, 18) unter Berücksichtigung der Meßwerte der Abgas sensoren (16, 19) mit Hilfe eines Kostenminimierungsprogramms erfolgt.