DE3922921A1 - Waste incineration plant operation - using limestone injection to suppress hydrogen chloride corrosion - Google Patents
Waste incineration plant operation - using limestone injection to suppress hydrogen chloride corrosionInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich generell auf den Betrieb einer Müllveraschungsanlage.The invention relates generally to the operation of a Waste incineration plant.
Müllveraschungsanlagen bestehen in ihrem grundsätzlichen Aufbau aus einerseits zumindest einem Müllverbrennungs kessel und andererseits einer nachgeschalteten Rauchgas naßwäsche. Der Müllverbrennungskessel ist mit einer Auf gabeeinrichtung für den zu veraschenden Müll versehen. Der zu veraschende Müll führt Anteile, die bei der Ver brennung HCl freisetzen. Das gilt insbes. für Hausmüll mit Kunststoffanteilen wie Polyvinylchlorid. Im übrigen entsteht bei der Verbrennung des zu veraschenden Mülls SO2. In der Naßwäsche werden das HCl und das SO2 aus den Rauchgasen nach Maßgabe der gesetzlichen Bestimmungen sorgfältig herausgewaschen. Beim Betrieb solcher Müll veraschungsanlagen beobachtet man in dem Müllverbrennungs kessel und in im Rauchgasstrom nachgeschalteten Aggrega ten, die Rohre und Wände aus Stahl aufweisen, störende Korrosionserscheinungen. Untersuchungen haben ergeben, daß es sich um eine HCl-Korrosion handelt. - Im einzel nen ist insoweit folgendes bemerkenswert:Waste incineration plants consist in their basic structure of on the one hand at least one waste incineration boiler and on the other hand a wet flue gas connected downstream. The waste incineration boiler is provided with a feed device for the waste to be incinerated. The garbage to be incinerated contains portions that release HCl when burned. This applies in particular to household waste with plastic parts such as polyvinyl chloride. Incidentally, the incineration of the waste to be incinerated SO 2 . In wet washing, the HCl and SO 2 are carefully washed out of the flue gases in accordance with the legal requirements. When operating such waste incineration plants, one observes disturbing corrosion phenomena in the waste incineration boiler and in units connected downstream in the flue gas stream, which have pipes and walls made of steel. Investigations have shown that it is an HCl corrosion. - In particular, the following is noteworthy:
Hausmüll und hausmüllähnlicher Gewerbemüll enthalten im Durchschnitt Schwefel in einer Menge von 5 g/kg Müll und Chlor in einer Menge von 7 g/kg Müll. Bei der Veraschung werden folglich störende Chlor- und Schwefelverbindungen frei, nämlich HCl und SO2. Die Rohgaswerte liegen für das HCl und das SO2 im Mittel bei etwa 400 mg/Nm3 Rauch gas. Entsprechend ist die nachgeschaltete Rauchgas-Naß wäsche ausgelegt. Da Müll ein heterogener Brennstoff ist, ergeben sich häufig den Mittelwert überschreitende HCl- Spitzen, und zwar in der Größe von 2000 mg/Nm3. Anderer seits können SO2-Spitzen in einer Größe von 3000 mg/Nm3- Rauchgas und mehr auftreten. Das HCl gast häufig, insbes. wenn der Kunststoffanteil im Müll hoch ist, schon in der Vortrocknungszone des Rostes bei etwa 300°C aus. Unab hängig davon, wie der Müllverbrennungskessel ausgelegt ist, kann das HCl bei partiell fehlendem Sauerstoff die Kesselrohre sehr stark korrosiv angreifen. Dabei ist be reits beobachtet worden, daß die Wandstärke dieser Kes selrohre in sechs Monaten von etwa 4,5 mm auf unter 1 mm wegkorrodierte. Das macht aufwendige Reparaturarbeiten erforderlich.Household waste and commercial waste similar to household waste contain on average sulfur in an amount of 5 g / kg of waste and chlorine in an amount of 7 g / kg of waste. In the ashing, disruptive chlorine and sulfur compounds are released, namely HCl and SO 2 . The raw gas values for HCl and SO 2 are on average around 400 mg / Nm 3 flue gas. The downstream flue gas wet laundry is designed accordingly. Since waste is a heterogeneous fuel, there are often HCl peaks that exceed the mean, namely in the size of 2000 mg / Nm 3 . On the other hand, SO 2 peaks in a size of 3000 mg / Nm 3 - flue gas and more can occur. The HCl often emits gas, especially when the amount of plastic in the garbage is high, in the pre-drying zone of the grate at around 300 ° C. Regardless of how the waste incineration boiler is designed, the HCl can be very corrosive to the boiler pipes if there is a partial lack of oxygen. It has already been observed that the wall thickness of these core tubes corroded away from about 4.5 mm to less than 1 mm in six months. This makes complex repair work necessary.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Müllver aschungsanlage mit unterdrückter HCl-Korrosion zu betrei ben.The invention has for its object a Müllver to operate an ash plant with suppressed HCl corrosion ben.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer Müllveraschungsanlage mit zumindest einem Müllverbrennungskessel mit unterdrück ter HCl-Korrosion, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß in die Rauchgase alsbald nach ihrer Entstehung Kalk steinmehl in feiner Verteilung eingeblasen wird, und zwar in einer solchen Menge, daß das in den Rauchgasen enthal tene HCl als Calciumchlorid eingebunden wird, und daß das Calciumchlorid in einer nachgeschalteten Rauchgas- Naßwäsche zusammen mit anderen Substanzen abgeschieden wird. - Das Einblasen von Kalksteinmehl in das Rauchgas einer Kesselfeuerung ist an sich bekannt (US 41 78 349), jedoch bei Kraftwerken, die mit fossilem Brennstoff be trieben werden und zu einem anderen Zweck sowie in ande rer Dosierung, nämlich zur Reduzierung der Schwefelemis sion. Tatsächlich wird bei der Verbrennung fossiler Brenn stoffe in einer Kraftwerkskesselfeuerung HCl regelmäßig kaum und jedenfalls nicht in störendem Maße frei.The object of the invention is to achieve this object a method for operating a waste incineration plant with at least one refuse incinerator HCl corrosion, which is characterized by that lime in the flue gases soon after their formation stone powder is blown in a fine distribution, namely in such an amount that it is contained in the flue gases tene HCl is incorporated as calcium chloride, and that the calcium chloride in a downstream flue gas Wet laundry deposited along with other substances becomes. - The blowing of limestone powder into the flue gas a boiler firing is known per se (US 41 78 349), however, for power plants that use fossil fuel be driven and for another purpose as well as in others rer dosage, namely to reduce sulfur emissions sion. In fact, burning fossil fuels substances in a HCl power plant firing system regularly hardly, and at least not to a disturbing extent, free.
Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung wird das Kalksteinmehl bei einer Rauchgastemperatur von etwa 950°C in die Rauchgase eingeblasen. Im Rahmen der Erfin dung kann auch zur Entfernung von SO2 aus dem Rauchgas beigetragen werden. Dazu lehrt die Erfindung, daß das Kalksteinmehl im Überschuß über die zum Einbringen des HCl erforderliche Menge eingeblasen wird, und daß mit dem durch thermische Zersetzung des Kalksteinmehls (des CaCO3) in den Rauchgasen entstehenden Calciumoxid das in den Rauchgasen enthaltene SO2 zu Calciumsulfit oder Calciumsulfat eingebunden wird. Es versteht sich, daß dabei das Calciumsulfit durch anwesenden oder zugeführten Sauerstoff zu Calciumsulfat oxidiert wird.According to a preferred embodiment of the invention, the limestone powder is blown into the flue gases at a flue gas temperature of approximately 950 ° C. As part of the inven tion can also contribute to the removal of SO 2 from the flue gas. For this purpose, the invention teaches that the limestone powder is blown in excess over the amount required to introduce the HCl, and that with the calcium oxide formed in the flue gases by thermal decomposition of the limestone powder (the CaCO 3 ), the SO 2 contained in the flue gases to calcium sulfite or Calcium sulfate is incorporated. It is understood that the calcium sulfite is oxidized to calcium sulfate by the presence or supply of oxygen.
Besonders funktionsfähig arbeitet das erfindungsgemäße Verfahren, wenn das Kalksteinmehl mit einer Körnung "1,5% Rückstand auf 42 µm Sieb" eingesetzt wird. Dann kann häufig bereits mit geringen Mengen an Kalksteinmehl ein eindrucksvoller Effekt erreicht werden. Um eine gute Durch mischung der Rauchgase mit dem Kalksteinmehl sicherzustel len, empfiehlt es sich, das Kalksteinmehl mit Druckluft in den Feuerraum des Müllverbrennungskessels einzublasen.The inventive works particularly well Procedure if the limestone powder with a grain size of "1.5% Residue on a 42 µm sieve "is then used often with small amounts of limestone flour impressive effect can be achieved. To a good through ensure that the flue gases are mixed with the limestone powder len, it is recommended to use limestone powder with compressed air to blow into the combustion chamber of the waste incineration boiler.
Arbeitet man nach der Lehre der Erfindung, so wird ein Teil des Kalksteinmehls unmittelbar nach dem Einblasen in den Rauchgasen gebrannt und in Calciumoxid und Kohlen dioxid zerlegt. Bei der erfindungsgemäßen Dosierung bleibt eine ausreichende Teilmenge des Kalksteinmehls aufgrund der kurzen Verweilzeit erhalten. Diese reagiert mit dem HCl zu Calciumchlorid, Wasser und Kohlendioxid. Das Cal ciumchlorid ist nicht mehr korrosiv. Es greift den Stahl der Kesselrohre und der sonstigen aus Stahl bestehenden Bauteile nicht mehr an. Die Rauchgas-Naßwäsche ist bei einer Anlage, die erfindungsgemäß betrieben wird, regel mäßig für einen mittleren Wert an HCl und SO2 im Rauch gas ausgelegt. Auch wenn bei einer solchen Anlage bei der Verbrennung des Mülls eine HCl-Spitze auftritt, ent stehen bei der Rauchgas-Naßwäsche keine Probleme, wenn erfindungsgemäß gearbeitet wird. Aber auch eine hohe SO2- Belastung von beispielsweise 3000 mg/Nm3 bei der Müllver brennung stört nicht mehr, wenn wie beschrieben das Kalk steinmehl im Überschuß eingeblasen wird, welches das SO2 zu Calciumsulfit oder Calciumsulfat bindet. Mit einer einfachen Regelung, die von einer Messung des HCl-Gehal tes bzw. des SO2-Gehaltes im entstehenden Rauchgas aus geht, kann die Menge an Kalksteinmehl, die eingeblasen werden muß, ohne Schwierigkeiten dosiert eingeführt wer den.If one works according to the teaching of the invention, part of the limestone flour is burned immediately after blowing into the flue gases and broken down into calcium oxide and carbon dioxide. With the dosage according to the invention, a sufficient portion of the limestone powder is retained due to the short residence time. This reacts with the HCl to calcium chloride, water and carbon dioxide. The calcium chloride is no longer corrosive. It no longer attacks the steel of the boiler tubes and the other components made of steel. The flue gas wet scrubbing is regularly designed for a medium value of HCl and SO 2 in the flue gas in a system which is operated according to the invention. Even if an HCl peak occurs in such a system during the incineration of the waste, there are no problems with the flue gas wet scrubbing if the invention is used. But even a high SO 2 load of, for example, 3000 mg / Nm 3 in waste incineration no longer disturbs if, as described, the limestone powder is blown in excess, which binds the SO 2 to calcium sulfite or calcium sulfate. With a simple control, which is based on a measurement of the HCl content or the SO 2 content in the flue gas being produced, the amount of limestone powder that has to be blown in can be introduced in a metered manner without difficulty.
Gegenstand der Erfindung ist auch eine Müllveraschungs anlage mit Müllverbrennungskessel, die für die Durchfüh rung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet ist. Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß der Müllverbrennungs kessel eine Einrichtung zum feinverteilten Einblasen von Kalksteinmehl in den Feuerraum aufweist und daß diese Einrichtung über eine Dosiervorrichtung an einen Kalk steinmehlbunker angeschlossen ist.The invention also relates to waste incineration Plant with waste incineration boiler, which is used for the implementation tion of the method according to the invention is set up. It is characterized by the fact that waste incineration a device for the finely divided injection of Limestone powder in the firebox and that this Setup via a dosing device to a lime Steinmehlbunker is connected.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführ licher erläutert. Die einzige Figur zeigt schematisch einen Ausschnitt aus einer Müllveraschungsanlage, die für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens einge richtet ist.In the following, the invention is based on a an embodiment illustrating the drawing explained more clearly. The only figure shows schematically a section of a waste incineration plant that for the implementation of the method according to the invention is aimed.
In der Figur erkennt man den Müllverbrennungskessel 1, eine Einrichtung 2 zum feinverteilten Einblasen von Kalk steinmehl in den Feuerraum 3 und einen Kalksteinmehlbun ker 4, der über eine Dosiervorrichtung 5 an die Einrich tung 2 zum Einblasen von Kalksteinmehl in den Feuerraum 3 angeschlossen ist. In dem Kalksteinmehlbunker 4 wird Kalksteinmehl möglichst feiner Körnung gespeichert. Nach Maßgabe des HCl-Gehaltes und/oder des SO2-Gehaltes in dem entstehenden Rauchgas wird Kalkstein in den Feuerraum 3 eingeführt und dazu mit Hilfe der Dosiervorrichtung 5 do siert. Das Kalksteinmehl wird mit Druckluft zum Feuerraum 3 des Müllverbrennungskessels 1 gefördert. Ein Teil der Sekundärluft des Gebläses 6 wird zur besseren Zerstäubung am Ende der Leitung 7 zugegeben.In the figure one can see the waste incineration boiler 1, a device 2 for finely divided injection of lime stone powder into the combustion chamber 3 and a Kalksteinmehlbun ker 4, the processing at the Einrich via a metering device 5 is connected for injecting limestone into the combustion chamber 3. 2 Limestone flour of the finest possible grain size is stored in the limestone flour bunker 4 . Depending on the HCl content and / or the SO 2 content in the flue gas that is produced, limestone is introduced into the combustion chamber 3 and this is done with the aid of the metering device 5 . The limestone powder is conveyed to the combustion chamber 3 of the waste incineration boiler 1 with compressed air. Part of the secondary air of the fan 6 is added to the end of the line 7 for better atomization.
Im Rahmen der Erfindung liegt es, nicht Kalksteinmehl sondern feinteiliges Kalkhydrat, Ca(OH)2, einzubringen.It is within the scope of the invention not to introduce limestone flour, but finely divided hydrated lime, Ca (OH) 2 .
Claims (6)
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| 8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: GRELL, PETER, ING. (GRAD.), 4200 OBERHAUSEN, DE SC |
|
| 8131 | Rejection |