DE4303088C2 - Verfahren zur Erzeugung eines homogenen Abgases - Google Patents

Verfahren zur Erzeugung eines homogenen Abgases

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    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C11/00—Regeneration of pulp liquors or effluent waste waters
    • D21C11/12—Combustion of pulp liquors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung eines homogenen Abgases mit regelbarem SO2-Gehalt durch Verbrennen eines schwefelhaltigen Brennstoffes, insbesondere zur Her­ stellung der Kochsäure bei der Zellstoffabrikation aus den Verbrennungsgasen der Ablauge. Für die Rückgewinnung des Mg(HSO3)2 ist eine relativ hohe SO2-Konzentration im Abgas notwendig, die meistens höher ist als jene, die bei der Verbrennung der Ablauge entsteht. Um dies auszugleichen, sind zwei Verfahren bekannt.
Die AT-PS 330.588 bzw. US-PS 3,273.961 offenbart den prinzipiellen Aufbau einer Chemi­ kalienrückgewinnungsanlage nach einem Laugenverbrennungskessel einer Zellstoffabrik auf Basis Magnesiumbisulfitschluß in Zielrichtung den Frischchemikalienbedarf zu reduzieren. Die mögliche Magnesiumbisulfitkonzentration ist abhängig vom SO2-Gehalt des Rauchgases und liegt dabei meistens unter jener des Bedarfes für den Zellstoffaufschluß, so daß Zusatzschwefel über eine Verbrennungsanlage zugeführt werden muß. Um den Konzentrationszwängen zu entgehen wird gemäß der AT-PS 347.236 mehr MgSO3 erzeugt als für die direkte Bisulfit­ erzeugung notwendig ist. Dieses mehr erzeugte MgSO3 wird gespaltet um Rein-SO2 herzu­ stellen, welches zur Aufstärkung der Mg(HSO3)2-Lösung benötigt wird. Ein Nachteil ist die relativ teure Spaltungsanlage und auftretende Korrosion.
Dieser Stand der Technik spiegelt sich in den Artikeln in der VGB Kraftwerkstechnik, Jahrgang 1959, Heft 4, Seite 316-325 und Jahrgang 1960, Heft 2, Seite 74-81 wieder, wobei auf Seite 76 in einem Fließschema gezeigt wird, daß nach wie vor getrennt von der Ablauge Rohschwefel verbrannt und zur Aufstärkung verwendet wird.
Ein alternativ möglicher Weg wäre die getrennte Verbrennung von Schwefel und Ablauge und die Vermischung der beiden Abgase zur Erhöhung des SO2-Gehaltes, wobei jedoch kein homogenes Abgas entsteht. Die entstehenden Strähnen stören bei der Absorption und schlagen eventuell in der Abgasemission durch. Ein weiterer Nachteil ist die getrennte Schwefelverbrennungsanlage bzw. der eigene Schwefelbrenner bzw. die dabei auftretenden Korrosionen. Ziel der Erfindung ist, den Nachteilen zu begegnen und ein homogenes Abgas mit der gewünschten, für die Kochlauge benötigten SO2-Konzentration zu erzeugen, wobei auch die Korrosionen minimiert werden und damit eine getrennte Schwefelverbrennung vermieden werden kann.
Ziel der Erfindung ist, den Nachteilen zu begegnen und ein homogenes Abgas mit der gewünschten, für die Kochlauge benötigten SO2-Konzentration zu erzeugen, wobei auch die Korrosionen minimiert werden.
Die Erfindung im Anspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, daß dem dem Brenner zugeführten flüssigen Brennstoff, insbesondere der Ablauge, flüssiger Schwefel mit höherer Temperatur als der des Brennstoffes in geregelter Menge zugeführt und die entstehende Mischung anschließend verbrannt wird. Insbesondere wird der flüssige Schwefel bis zum Einspritzpunkt beheizt und erst am Austrittspunkt durch Durchmischung mit dem kälteren Brennstoff zur Kristallisation gebracht wird und die entstehende Suspension verbrannt wird. Vorzugsweise wird die Zufuhr des Schwefels in Abhängigkeit des Schwefelgehaltes des Brennstoffes, bzw. der SO2- Gehalt des entstehenden Abgases geregelt.
Die erfindungsgemäße Mischeinrichtung nach Anspruch 4 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, daß in der Brennstoffzuführungsleitung vor dem Brenner eine beheizte Düse für die Einmischung des Flüssigschwefels vorgesehen ist. In den Ansprüchen 5 bis 7 sind Ausgestaltungen der Mischeinrichtung angegeben.
Durch das vorliegende Verfahren wird der flüssige Schwefel, der im allgemeinen eine höhere Temperatur hat als der flüssige Brennstoff, der dem Brenner zugeführt wird, bei der Einmischung in den Brennstoff auskristallisiert, wobei sich feinste Kristalle bilden, die mit dem flüssigen Brennstoff mitgerissen und im anschließenden Brenner verbrannt werden, so daß ein homogenes Abgas entsteht, welches einen gleichmäßigen Schwefelgehalt aufweist, so daß Strähnenbildungen nicht auftreten. Die Zumischung des flüssigen Schwefels erfolgt über eine Regelung der Einspritzdüse, indem beispielsweise der Einspritzquerschnitt durch Düsennadeln entsprechend geregelt wird, wobei allerdings notwendig ist, daß die Einspritzdüse bis zum Einspritzpunkt beheizt wird, und erst am Austrittspunkt durch die Durchmischung mit dem flüssigen kälteren Brennstoff die Auskristallisation des flüssigen Schwefels erreicht wird. Die entstehende Suspension wird anschließend verbrannt. Die Zufuhr des Schwefels erfolgt in Abhängigkeit des Schwefelgehaltes des Brennstoffes vor der Zumischung bzw. in Abhängigkeit des entstehenden Abgases, wobei der benötigte SO2-Gehalt aus der benötigten Mg(HSO3)2- Konzentration ermittelt wird.
Anstelle der Düsennadelregelung ist auch eine Regelung des Einspritzdruckes möglich, wodurch die Gefahr der Düsenverstopfung reduziert wird.
Der Vorteil der Erfindung liegt darin, daß für die Verbrennung nur mehr ein Brenner bzw. ein Brennersystem notwendig ist, wodurch eine Vereinfachung der Feuerung und in der Kesselkonstruktion gegeben ist. Darüber hinaus läßt sich auch das entstehende Abgas so weit entschwefeln, daß auch in jeder Belastungsphase die Emissionsgrenzwerte eingehalten werden können.

Claims (7)

1. Verfahren zur Erzeugung eines homogenen Abgases mit regelbarem SO2-Gehalt durch Verbrennen eines schwefelhaltigen Brennstoffes, insbesondere zur Herstellung der Kochsäure bei der Zellstoffabrikation aus den Verbrennungsabgasen der Ablauge, dadurch gekennzeichnet, daß dem dem Brenner zugeführten flüssigen Brennstoff, insbesondere der Ablauge, flüssiger Schwefel mit höherer Temperatur als der des Brennstoffes in geregelter Menge zugeführt und die entstehende Mischung anschließend verbrannt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der flüssige Schwefel bis zum Einspritzpunkt beheizt und erst am Austrittspunkt durch Durchmischung mit dem kälteren Brennstoff zur Kristallisation gebracht wird und die entstehende Suspension verbrannt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhr des Schwefels in Abhängigkeit des Schwefelgehaltes des Brennstoffes, bzw. der SO2-Gehalt des entstehenden Abgases geregelt wird.
4. Mischeinrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Brennstoffzuführungsleitung vor dem Brenner eine beheizte Düse für die Einmischung des Flüssigschwefels vorgesehen ist.
5. Mischeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse als Mehrlochdüse, insbesondere Einspritzdüse mit Mengenregelung, ausgebildet ist.
6. Mischeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse einen Doppelmantel aufweist, der von Wasserdampf durchströmt ist.
7. Mischeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse austrittsseitig eine Sprüheinrichtung, wie z. B. senkrecht zur Strahlrichtung angeordnete Sprühplatte, aufweist.
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