DE4312899C2

DE4312899C2 - Verfahren und Anordnung zum vollständigen Abbrand von in einem kohlenstaubgefeuerten Dampfkessel zu verbrennenden Biostoffen, insbesondere Holzhackschnitzel

Info

Publication number: DE4312899C2
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: 1997-07-03
Anticipated expiration: 2013-04-17
Also published as: DE4312899A1

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 ge langt über den Aschetrichter der Brennkammer in die Naßenta schungsanlage, wird dort abgelöscht und über einen Förderpro zeß entsorgt (Heinrich, K. Strahlungskessel mit kombinierter Kohlenstaub-Holz-Feuerung in DE-Z: Archiv für Wärmewirtschaft und Dampfkesselwesen, Heft 2, 14. Jahrgang, S. 29 bis 33).

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

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

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

Es ist zwar bekannt, das Unverbrannte aus dem Entaschungssy stem trocken (DD 2 96 340) oder naß (DD 1 22 580) auszuhalten, jedoch haben diese Lösungen aufgrund des nicht beherrschba baren 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 aufzubereiten.

Dies wird dadurch erreicht, daß das in einer Naßentaschungs anlage des Dampfkessels anfallende Unverbrannte bestehend aus Biostoff und Kohlenstaub zunächst durch Schwimmwirkung hy draulisch vom Nichtbrennbaren, anschließend vom Wasser durch Filterung getrennt und dann dem Kreislauf des Mühlen-, Rauch gasrücksaug-oder Brennersystem des Dampfkessels als Sekundär brennstoff kontinuierlich aufgegeben wird.

Zur Realisierung ist eine Naßentaschungsanlage des Dampfkes sels mit einer hydraulischen Trenneinrichtung verbunden und diese in das Mühlen-, Rauchgasrücksaug- oder Brenner- Sy stem 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 kohlenstaub gefeuerten 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 Mahlan lage 3 und den Kohlenstaubbrennern 4 weist die Aschetrichter 5 und die Naßentaschungsanlage 6 auf (Fig. 1). Der Naßasche austrag 7 endet über dem Naßascheband 8. Zwischen der Naßen taschungsanlage 6 und der Rauchgasrücksaugung 2 ist die Transporteinrichtung 9 eingebunden. Unmittelbar nach der Naß entaschungsanlage 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 Dampfkes sels 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 Mahlanla ge 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 Zusatzwas serleitung 33; 34.

Die Wirkungsweise ist folgende:
Rohbraunkohle 36 wird über die Rauchgasrücksaugung 2 der Mahlanlage 3 zugeführt (Fig. 1). Gleichzeitig wird der Mahl anlage 3 kontinuierlich und/oder diskontinuierlich Biostoffe 37 über die Transportanlage 11, Zuteiler 12 und Biostoffspei cher 13 zugemischt. Über die Staubleitung 38 und Kohlenstaub brenner 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 Strahlap parate 31 und/oder Leiteinrichtungen in den Überlauf 19 ge leitet. Das Wasser-Unverbrannte-Gemisch 42 gleitet über den im Trog 21 angeordnetem Siebboden 22, und das Wasser 44 fließt ab.

Das Unverbrannte 41 wird mittels der Austrageinrichtung 35 mit deren Becher 24 bei gleichzeitig ständiger Entwässe rung ausgetragen. Mit Hilfe der Transporteinrichtung 25 ge langt das Unverbrannte 41 über den Stutzen 43 in die Rauch gasrücksaugung 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 Frisch wasser 45 über die Leitung 33; 34 aufgefüllt. Aufgrund der thermischen Aufbereitung des Unverbrannten 41 wird die Mahl barkeit verbessert und der Anteil der aus fallenden teilver brannten Anteile geringer.

Diese Verringerung wird durch ständige Zufuhr von Biostoff 37 aus dem Biostoffspeicher 13 aufgefüllt. Dieser ständige Um lauf an Unverbrannten sichert letztlich einen vollständigen Biostoffabbrand in der Kohlenstaubfeuerung. Die Biostoffzu fuhr wird mit 5% bis 30% der thermischen Kesselleistung festgeschrieben.

Es ist in einer weiteren Ausgestaltung möglich, die Austrage inrichtung 35 mit ihren Siebbechern 24 in das Obertrum inner halb des Wasserbades 16 zu integrieren (Fig. 3).

Dabei wird ständig das Unverbrannte 41 von der Wasseroberflä che abgeschöpft, über die Siebe der Becher 24 fließt das Was ser in die Entaschungsanlage 9 zurück.

Es ist ebenso möglich, die Austrageinrichtung 35 mit ein oder mehreren umlaufenden 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. -kessel hauses.
2. Sicherer Transport nach dem Ablöschen von nicht vollstän dig ausgebrannten Teilen.
3. Geringer Energiebedarf der Transportanlage gegenüber einem Unverbranntentransport.
4. Keine zusätzlichen Mahlanlagen erforderlich.
5. Geringer Wasserverlust.
6. Minderung des unverbrannten Anteiles in der Naßentaschungs anlage.

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
46 Siebschaufel

Claims

1. Verfahren zum vollständigen Abbrand von in einem kohlen staubgefeuerten Dampfkessel zu verbrennenden Biostoffen, ins besondere Holzhackschnitzel, gekennzeichnet dadurch , daß das in einer Naßentaschungsanlage des Dampfkessels anfal lende Unverbrannte bestehend aus Biostoff und Kohlenstaub zunächst durch Schwimmwirkung hydraulisch vom Nichtbrennba ren, anschließend vom Wasser durch Filterung getrennt und dann dem Kreislauf des Mühlen-, Rauchgasrücksaug- oder Bren nersystem des Dampfkessels als Sekundärbrennstoff kontinuier lich aufgegeben wird.

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

3. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Unverbrannte von der Wasseroberfläche der Naßentaschungsanla ge 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 kohlen staubgefeuerten Dampfkessel zu verbrennenden Biostoffen, ins besondere Holzhackschnitzel, gekennzeichnet dadurch, daß eine Naßentaschungsanlage (6) des Dampfkessels (1) mit einer hydraulischen Trenneinrichtung (10) verbunden und diese in das Mühlen (3)-, Rauchgasrücksaug (2)- oder Brenner (4)- System eingebunden ist.

7. Anordnung nach-Anspruch 6, gekennzeichnet dadurch, daß der Trog (21) der Naßentaschungsanlage (6) mit einem Überlauf (19) versehen und in einem Siebboden (22) eingebunden ist und daß in den Siebboden (22) ein Becherwerk (35) mit siebförmi gen Bechern (24) geführt und mit einer Transporteinrichtung (25) verbunden ist.

8. Anordnung nach Anspruch 7, gekennzeichnet dadurch, daß eine gegen den Überlauf (19) gerichtete Wasserstrahleinrich tung (31) angeordnet ist.

9. Anordnung nach Anspruch 7 und 8, gekennzeichnet dadurch, daß die Wasserstrahleinrichtung (31) mit dem Rücklauf (26) der Siebboden-Becherwerk-Anlage (22; 35) verbunden ist.

10. Anordnung nach Anspruch 6, gekennzeichnet dadurch, daß in den Bereich der im Trog (21) der Naßentaschungsanlage (6) ausgebildeten Wasseroberfläche (32) eine Schöpfeinrichtung (35; 46) angeordnet ist.

11. Anordnung nach Anspruch 10, gekennzeichnet dadurch, daß die Schöpfeinrichtung als ein Becherwerk (35) ausgebildet ist.

12. Anordnung nach Anspruch 10, gekennzeichnet dadurch, daß die Schöpfeinrichtung als ein umlaufendes Siebschaufelwerk (46) ausgebildet ist.