DE4312899A1

DE4312899A1 - Verfahren und Anordnung zum vollständigen Abbrand von in einem kohlenstaubgefeuerten Dampfkessel zu verbrennenden Biostoffen, insbesondere Holzhackschnitzel

Info

Publication number: DE4312899A1
Application number: DE19934312899
Authority: DE
Inventors: Kurt Dipl Ing Stroeer; Dieter Dr Ing Koritz; Franz Dr Bauer; Detlef Dipl Ing Witt; Horst Dipl Phys Wetzel
Original assignee: VEAG Vereinigte Energiewerke AG
Current assignee: VEAG Vereinigte Energiewerke AG
Priority date: 1993-04-16
Filing date: 1993-04-16
Publication date: 1994-10-20
Anticipated expiration: 2013-04-17
Also published as: DE4312899C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zum vollständigen Abbrand von in einem kohlenstaubgefeuerten Dampfkessel zu verbrennenden Biostoffen, insbesondere Holzhackschnitzel.

Die Asche aus der Biostoff- und Kohlenstaub-Verbrennung gelangt über den Aschetrichter der Brennkammer in die Naßentaschungsanlage, wird dort abgelöscht und über einen Förderprozeß entsorgt.

Es wurde jedoch festgestellt, daß in der Asche in nicht unerheblichem Umfang angekohlte, nicht vollständig abgebrannte Teile der Biostoffe und des Kohlenstaubes als Unverbranntes enthalten ist.

Durch die Entsorgung der Aschen geht das Unverbrannte energetisch verloren, obwohl erhebliche mechanische und thermische Aufwendungen zur Aufbereitung erforderlich sind.

Die bekannte Lösung, diese aus Unverbrannten und Nichtbrennbaren bestehenden Naßaschen zurückzuführen und der Feuerung aufzugeben, weist erhebliche Mängel auf. So ist ein grober Massenumschlag technisch und technologisch zu bewältigen. Außerdem ist aufgrund des hohen Sandanteils in der Naßasche mit einem hohen Verschleiß, insbesondere in den Nachschaltheizflächen, zu rechnen.

Es ist zwar bekannt, das Unverbrannte aus dem Entaschungssystem trocken oder nah aus zuhalten, jedoch haben diese Lösungen aufgrund des nicht beherrschbaren Sekundärprozesses keine Anwendung gefunden. Vielmehr wurde trotz Bekanntsein dieser Lösungen das Unverbrannte mit der Naßasche entsorgt und ist damit energetisch verloren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Unverbrannte aus der Naßasche in einen Umlaufprozeß für die Verbrennung im Dampfkessel zu bringen.

Dies wird dadurch erreicht, daß das in der Naßentaschungsanlage des Dampfkessels anfallende Unverbrannte aus der Biostoff- und Kohlenstaub-Verbrennung in an sich bekannter Weise durch Schwimmwirkung hydraulisch vom Nichtbrennbaren getrennt, das Unverbrannte vom Wasser durch Filterung ausgehalten und dem Mühlen-, Rauchgasrücksaug-oder Brennersystem des Dampfkessels als Sekundärbrennstoff kontinuierlich aufgegeben wird.

Zur Realisierung ist die Naßentaschungsanlage des Dampfkessels mit einer Unverbranntes-Nichtbrennbares-Was ser-Trenneinrichtung verbunden und diese in das Mühlen-, Rauchgasrücksaug- oder Brennersystem eingebunden.

Durch die Erfindung wird erreicht, daß das Unverbrannte durch den Umlaufprozeß zum vollständigen Abbrand gelangt und die eingesetzten Biostoffe auch vollständig energetisch genutzt werden.

Darüber hinaus wird das aus der Kohlenstaubfeuerung in die Naßentaschungsanlage gelangende Unverbrannte ebenfalls noch energetisch genutzt, da es zusätzlich in den Umlaufprozeß gelangt (Nebeneffekt).

Anhand eines Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert. Die dazugehörige Zeichnung zeigt:

Fig. 1 Das Prinzipbild des Umlaufprozesses am kohlenstaubgefeuerten Dampfkessel

Fig. 2 Die zweistufige Trennung des Unverbrannten

Fig. 3 Die einstufige Trennung des Unverbrannten mit dem Siebbecherwerk

Fig. 4 Die einstufige Trennung des Unverbrannten mit dem Siebschaufelwerk.

Der Dampfkessel 1 mit der Rauchgasrücksaugung 2, der Mahlanlage 3 und den Kohlenstaubbrennern 4 weist die Aschetrichter 5 und die Naßentaschungsanlage 6 auf (Fig. 1). Der Naßascheaustrag 7 endet über dem Naßascheband 8.

Zwischen der Naßentaschungsanlage 6 und der Rauchgasrücksaugung 2 ist die Transporteinrichtung 9 eingebunden. Unmittelbar nach der Naßentaschungsanlage 6 ist die Trennanlage 10 eingebunden. Vor der Mahlanlage 3 ist die Biostoff-Transportanlage 11 mit dem Zuteiler 12 und Biostoffspeicher 13 angeordnet. Die Tröge 9.1; 9.2 der Naßentaschungsanlage 6 des Dampfkessels weisen die Kratzerkette 14 auf, die mit dem Obertrum 15 im Wasserbad 16 und mit dem Untertrum 17 im Trockenem läuft. Die Trogwangen 18.1; 18.2 weisen den Überlauf 19 auf. Am Überlauf 19 sind die Ablaufrinnen 20.1; 20.2 angeschlossen, die in den Trog 21 münden. Der Trog 21 weist den Siebboden 22 und den Wasserleitboden 23 auf. Innerhalb des Troges 21 besteht die Austrageinrichtung 35 mit den Bechern 24. Die Becher 24 sind als Siebe gestaltet. Über die Transporteinrichtung 25 besteht die Verbindung zwischen Austrageinrichtung 35 und Rauchgasrücksaugung 2 der Mahlanlage 3. Der Ablaufkanal 26 des Troges 21 weist die Saugleitung 27 mit Pumpe 28 auf. Die Druckleitung 29 mit der Absperr- und/oder Regeleinrichtung 30 mündet in den Strahlapparat 31. Zur Regulierung des Wasserstandes 32 besteht die Zusatzwasserleitung 33; 34.

Die Wirkungsweise ist folgende:

Rohbraunkohle 36 wird über die Rauchgasrücksaugung 2 der Mahlanlage 3 zugeführt (Fig. 1). Gleichzeitig wird der Mahlanlage 3 kontinuierlich und/oder diskontinuierlich Biostoffe 37 über die Transportanlage 11, Zuteiler 12 und Biostoffspeicher 13 zugemischt. Über die Staubleitung 38 und Kohlenstaubbrenner 4 wird das Kohlen-Biostoff-Staubgemisch 39 in die Brennkammer 40 des Dampfkessels geblasen. Aufgrund der schlechten Mahlbarkeit der Biostoffe 37 in der Mahlanlage 3 fällt ein Teil der Biostoffe 37 als Unverbranntes 41 in der Brennkammer 40 über die Aschetrichter 5 aus.

Diese leichten Anteile des Unverbrannten 41 schwimmen an der Oberfläche des Wasserbades 16 der Naßentaschungsanlage 9 (Fig. 2). Das Unverbrannte 41 wird mit Hilfe der Strahlapparate 31 und/oder Leiteinrichtungen in den Überlauf 19 geleitet. Das Wasser-Unverbrannte-Gemisch 42 gleitet über den im Trog 21 angeordnetem Siebboden 22, und das Wasser 44 flieht ab. Das Unverbrannte 41 wird mittels der Austrageinrichtung 35 mit deren Becher 24 bei gleichzeitig ständiger Entwässerung ausgetragen. Mit Hilfe der Transporteinrichtung 25 gelangt das Unverbrannte 41 über den Stutzen 43 in die Rauchgasrücksaugung 2 der Mahlanlage 3. Das ablaufende Wasser 44 wird mittels der Pumpe 28 über die Druckleitung 29 erneut dem Strahlapparat 31, gesteuert mit Hilfe der Regeleinrichtung 30, zugeführt. Der Wasserverlust wird ständig durch Frischwasser 45 über die Leitung 33; 34 aufgefüllt. Aufgrund der thermischen Aufbereitung des Unverbrannten 41 wird die Mahlbarkeit verbessert und der Anteil der ausfallenden teilverbrannten Anteile geringer. Diese Verringerung wird durch ständige Zufuhr von Biostoff 37 aus dem Biostoffspeicher 13 aufgefüllt. Dieser ständige Umlauf an Unverbrannten sichert letztlich einen vollständigen Biostoffabbrand in der Kohlenstaubfeuerung. Die Biostoffzufuhr wird mit 5% bis 30% der thermischen Kesselleistung festgeschrieben.

Es ist in einer weiteren Ausgestaltung möglich, die Austrageinrichtung 35 mit ihren Siebbechern 24 in das Obertrum innerhalb des Wasserbades 16 zu integrieren (Fig. 3). Dabei wird ständig das Unverbrannte 41 von der Wasseroberfläche abgeschöpft, über die Siebe der Becher 24 fließt das Wasser in die Entaschungsanlage 9 zurück.

Es ist ebenso möglich, die Austrageinrichtung 35 mit ein oder mehreren umlauf enden Siebschaufeln 46 auszubilden (Fig. 4). Die Ausbildung der Austrageinrichtung 35 sichert eine nur geringe umlaufende Wassermenge (Fig. 3 und 4).

Durch die Erfindung werden folgende Vorteile erreicht:

1. Interner Umlauf innerhalb des Dampfkessels bzw. -kesselhauses.
2. Sicherer Transport nach dem Ablöschen von nicht vollständig ausgebrannten Teilen.
3. Geringer Energiebedarf der Transportanlage gegenüber einem Unverbranntentransport.
4. Keine zusätzlichen Mahlanlagen erforderlich.
5. Geringer Wasserverlust.
6. Minderung des Unverbranntenanteiles in der Naßentaschungsanlage.

Bezugszeichenliste

1 Dampfkessel
2 Rauchgasrücksaugung
3 Mahlanlage
4 Kohlenstaubbrenner
5 Aschetrichter
6 Naßentaschungsanlage
7 Naßascheaustrag
8 Naßascheband
9 Transporteinrichtung
9.1 Trog
9.2 Trog
10 Trennanlage
11 Biostoff-Transportanlage
12 Zuteiler
13 Biostoffspeicher
14 Kratzerkette
15 Obertrum
16 Wasserbad
17 Untertrum
18.1 Trogwange
18.2 Trogwange
19 Überlauf
20.1 Ablaufrinne
20.2 Ablaufrinne
21 Trog
22 Siebboden
23 Wasserleitboden
24 Becher
25 Transporteinrichtung
26 Ablaufkanal
27 Saugleitung
28 Pumpe
29 Druckleitung
30 Regeleinrichtung
31 Strahlapparat
32 Wasserstand
33 Zusatzwasserleitung
34 Zusatzwasserleitung
35 Austrageinrichtung
36 Rohbraunkohle
37 Biostoff
38 Staubleitung
39 Kohlen-Biostoff-Staubgemisch
40 Brennkammer
41 Unverbranntes
42 Wasser-Unverbranntes-Gemisch
43 Stutzen
44 Wasser
45 Frischwasser.

Claims

1. Verfahren zum vollständigen Abbrand von in einem kohlenstaubgefeuerten Dampfkessel zu verbrennenden Biostoffen, insbesondere Holzhackschnitzel, gekennzeichnet dadurch, daß das in der Naßentaschungsanlage des Dampfkessels anfallende Unverbrannte aus der Biostoff- und Kohlenstaub-Verbrennung in an sich bekannter Weise durch Schwimmwirkung hydraulisch vom Nichtbrennbaren getrennt, das Unverbrannte vom Wasser durch Filterung ausgehalten und dem Mühlen-, Rauchgasrücksaug-oder Brennersystem des Dampfkessels als Sekundärbrennstoff kontinuierlich aufgegeben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Filterung zweistufig durchgeführt wird, indem in einer ersten Stufe stationär und in einer zweiten Stufe im Transportprozeß das Unverbrannte vom Wasser getrennt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Unverbrannte von der Wasseroberfläche der Naßentaschungsanlage abgeschöpft wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß das Unverbrannte in der Naßentaschungsanlage mit einem Wasserstrahl beaufschlagt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß das Wasser des Wasserstrahls aus dem Rücklaufwasser der Filterung gewonnen wird.

6. Anordnung zum vollständigen Abbrand von in einem kohlenstaubgefeuerten Dampfkessel zu verbrennenden Biostoffen, insbesondere je Holzhackschnitzel, gekennzeichnet dadurch, daß die Naßentaschungsanlage des Dampfkessels mit einer Unverbranntes -Nichtbrennbares-Wasser-Trenneinrichtung verbunden und diese in das Mühlen-, Rauchgasrücksaug- oder Brennersystem eingebunden ist.

7. Anordnung nach Anspruch 6, gekennzeichnet dadurch, daß der Trog der Naßentaschungsanlage mit einem Überlauf versehen und in einem Siebboden eingebunden ist und daß in den Siebboden ein Becherwerk mit siebförmigen Bechern geführt und mit einer Transporteinrichtung verbunden ist.

8. Anordnung nach Anspruch 7, gekennzeichnet dadurch, daß eine gegen den Überlauf gerichtete Wasserstrahleinrichtung angeordnet ist.

9. Anordnung nach Anspruch 7 und 8, gekennzeichnet dadurch, daß die Wasserstrahleinrichtung mit dem Rücklauf der Siebboden-Becherwerk-Anlage verbunden ist.

10. Anordnung nach Anspruch 6, gekennzeichnet dadurch, daß in den Bereich der im Trog der Naßentaschungsanlage ausgebildeten Wasseroberfläche eine Schöpfeinrichtung angeordnet ist.

11. Anordnung nach Anspruch 10, gekennzeichnet dadurch, daß die Schöpfeinrichtung als ein Becherwerk ausgebildet ist.

12. Anordnung nach Anspruch 10, gekennzeichnet dadurch, daß die Schöpfeinrichtung als ein umlaufendes Siebschaufelwerk ausgebildet ist.