DE907736C

DE907736C - Vorrichtung zur Verbrennung von Zellstoffablauge

Info

Publication number: DE907736C
Application number: DED5806A
Authority: DE
Inventors: Albert Harry Kirkby; Leslie Swales Wilcoxson
Original assignee: Deutsche Babcock and Wilcox Dampfkesselwerke AG
Current assignee: Deutsche Babcock and Wilcox Dampfkesselwerke AG
Priority date: 1940-10-17
Filing date: 1950-09-21
Publication date: 1954-03-29
Also published as: GB544587A

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 29. MÄRZ 1954

D 5806 IVb155b

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verbrennung von Zellstoffablauge, welche mit Kühlrohren an den Wänden des Feuerraumes ausgerüstet ist.

Es ist bekannt, solche Feuerungen in der Weise zu betreiben, daß mit Hülfe einer die Vorderwand des Verbrennungsraumes durchdringenden Düse, welche hin und her schwingt, die Lauge gegen die drei anderen Wände des Feuerraumes gespritzt wird, wo sie durch die Hitze zu Klumpen zusammenbackt, die sich von der Wand ablösen, auf den Boden des Feuerraumes fallen und dort mit Hilfe der von den Seitenwänden aus zugeführten Luft verbrannt werden. Der unverbrennbare Teil, bestehend aus Na₂ S O₄, wird während der Verbrennung zu Na₂ reduziert, das sich auf dem Boden des Feuerraumes flüssig ansammelt und durch eine seitliche Öffnung abfließt.

Bei einem anderen Verfahren der Zellstoffherstellung wird nicht Na₂ ¹S' O₄, sondern Na₂ S O₃ verwendet. Dieses kann in der vorbeschriebenen Weise nicht zurückgewonnen werden, weil eine mehr oder weniger fortgeschrittene Oxydation zu Na₂SO₄ die Einheitlichkeit der Zusammensetzung stören würde. Man hat sich deshalb dazu entschlossen^ das gesamte Na₂ S O₃ zuerst zu Na₂ S O₄

zu oxydieren, um es dann in der vorbeschriebenen Weise zu reduzieren und zu schmelzen. Um in einer Feuerung sowohl Natriumsulfit als auch -sulfat verarbeiten zu können, bedarf es nur geringer Abänderungen, welche jedoch auf den chemischen Vorgang von großem Einfluß sind.

Gemäß der Erfindung wird eine Feuerung, welche in der bekannten Weise für SuIf at verarbeitung eingerichtet ist, dadurch auch für Sulfit verwendbar, daß eine Wand des Feuerraumes etwa in halber Höhe im oberen Teil schräg nach innen eingezogen und in der schrägen Decke eine Düse angebracht ist, welche die <Lauge in der Richtung auf den Böden des Feuerraumes einspritzt. Eine gemäß der Erfindung ausgebildete Vorrichtung ist in der Abb. 1 im Längsschnitt und in Abb. 2 im Querschnitt dargestellt.

Der Feuerraum 1 ist von den vier Seitenwänden -' 3· 4· 5 begrenzt. Sie sind auf der Feuerseite mit Kühlrohren verkleidet, welche in den Wasserumlauf des Wasserrohrkessels eingeschaltet sind. Die Rohre der Vorderwand liegen zwischen den Sammlern 6, 7; die Rohre der Rückwand gehen von dem Sammler 8 aus und münden in einen Zwischensammler 9; die Rohre der Seitenwände 4 und 5 steigen von dem in der Mittelebene gelegenen Sammler 10 flach an und tragen den Boden 11 des Feuerraumes, um an den Seitenwänden lotrecht aufzusteigen, wo sie in Sammlern 12 enden. Die Rohre der Vorderwand 2 haben etwa in der Mitte eine S-förmige Auskröpfung 13, durch welche der Feuerraum unter ihr in einen zusätzlichen Raum 14 vergrößert wird. Die den letzteren kühlenden Seitenwandrohre enden in den Sammlern 15. Die Kühlrohrwände sind nach außen mit einer Isolierschicht 16 verkleidet. Der Feuerraumboden 11 ist nach vorn geneigt und schließt an die außenliegende Abflußrinne 17 an. Über dem Feuerraum ist ein Sektionalkessel bekannter Bauart angeordnet, an dessen Wasserumlauf die Kühlrohrwände angeschlossen sind.

In der Vorderwand ist die Abiaugenzuleitung 18 mit einem Sprühkopf 19 angeordnet. Der Sprühkopf trägt eine Prallplatte, durch welche der austretende Strahl der Ablauge fächerförmig in eine etwa waagerechte Ebene ausgebreitet wird. Die Düse kann auch noch eine zusätzliche Pendelbewegung in waagerechter Richtung machen, damit der Strahl die Rückwand und die beiden Seitenwände trifft. Eine andere Laugenzuleitung 20 durchdringt die schräge Wand 13 und endet in einer Sprühdüse 21, aus welcher die Lauge in der Richtung gegen den Boden 11 des Feuerraumes gespritzt werden kann.

In den Seitenwänden und, falls erforderlich, auch in der Rückwand sind in einem gewissen Abstand über dem Boden 11 Düsen 22 vorgesehen, welchen aus dem Luftkanal 23 durch die mit Flachschieber 24 versehenen Anschlußkanäle 25 Druckluft zugeführt werden kann. Die Höhenlage dieser Düsenreihe ist so, daß ihre Ausmündungen nur wenig oberhalb der Oberfläche der Brennstoffschicht liegen, wenn diese normale Dicke hat. In einiger Entfernung davon ist oberhalb der ersten eine zweite Düsenreihe 26 angeordnet, welche aus dem Kanal 23 durch die mit Flachschiebern 27 absperrbaren Anschlüsse 28 mit Luft versorgt wird. Oberhalb dieser Düsen ist eine Reihe von vorspringenden Blöcken 29 mit einer Tropfleiste am unteren Ende angeordnet. Sie soll die an den Wänden herabfließende Lauge daran hindern, die Luftdüsen zu verstopfen. Eine dritte Reihe von Luftdüsen ist oberhalb der Einschnürung 13 angebracht, bestehend aus den Düsen 30, denen die Luft aus dem Kanal 31 durch Stutzen 32 zugeleitet wird.

Unter den Zügen des Dampferzeugers ist ein Trichter 33 angebracht, aus welchem der Flugstaub, der noch viel Natriumsalze enthält) in den Feuerraum zurückgeleitet werden kann.'

Abb. 3-, welche einen Schnitt durch einen Dampferzeuger anderer Bauart darstellt, zeigt diese Flugstaubrückführung, bestehend aus dem Trichter 33, an welchen die absperrbare Leitung 34 mit dem Blaskopf 35 angeschlossen ist. In diesen Blaskopf wird Druckluft eingeführt, welche den Staub durch die Düsen 36 mit in den Feuerraum 1 nimmt. Die Rückwand des Dampferzeugers ist stark nach vorn gezogen und bildet die eine Trichterwand des Flugstaubsammlers 33. In dem oberen schachtförmigen Teil 37 des Feuerraumes sind aus Kesselrohren 38 bestehende parallele Strahlungswände eingezogen, welche die Gase so weit abkühlen, daß sie in dem absteigenden Zug 39, in welchem sich der Überhitzer 40 befindet, keine festhaftenden Ablagerungen mehr verursachen können.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Anordnung ist folgende: Wenn durch die Düse ig. Sulfatablauge in den heißen Feuerraum 1. eingeführt wird, breitet sie sich fächerförmig aus und bleibt als zähe Masse an den Seitenwänden und an der Rückwand kleben. Durch die Strahlungswärme aus dem heißen Feuergasstrom wird sie weiter getrocknet. Schließlich bricht die angesammelte Masse durch ihr »Eigengewicht in einzelnen Klumpen ab und fällt auf das Feuerbett 11, das sie in einer gewissen Schichthöhe bedeckt. Aus den Düsen 22 wird Erstluft in solcher Menge zugeführt, daß das in der Masse enthaltene Brennbare mit reduzierender Flamme verbrennt. Die reduzierende Wirkung des entstehenden Kohlenoxydes zusammen mit dem in der Masse enthaltenen Ligninkoks reduziert das in der Masse enthaltene Na₂SO₄ zu Na₂S, das bei der herrschenden Feuerraumtemperatur von etwa iioo° geschmolzen auf den Boden sickert und durch die Rinne 17 abfließt. Es wird nach weiterer Umwandlung wieder in den Prozeß der Zelletofferzeugung eingeführt.

Dem von dem Brennstoffbett aufsteigenden Gasstrom wird durch die Düsenreihe 26 so viel Zweitluft zugeführt, daß die Verbrennung nahezu vollständig wird. Die restliche, zum vollständigen Ausbrand erforderliche Luftmenge wird durch die Düsenreihe 30 zugesetzt.

Wird Sulfitablauge verarbeitet, so wird diese durch die Düse 21 eingeführt und zerstäubt, so daß sie mit den aufsteigenden Feuergasen in innige

Claims

Berührung kommt. Aus den Düsen 26 wird in diesem Falle so viel Luft eingeführt, daß oberhalb der Düsen eine oxydierende Flamme herrscht, welche das Na₂ S O₃ während des Durchganges in Na₂SO₄ überführt. Es wird dadurch verhindert, daß sich die auf dem Feuerbett liegende Brennstoffmasse, welche aus den nieSersinternden Ablaugenrückständen entsteht, mit einer Sulfitschicht überzieht, welche den Zutritt der Erstluft verhindern würde. Da die Gase oberhalb der Zweitluftdüsen 26 bereits Luftüberschuß haben, muß die Drittluftzugabe knapp bemessen werden. Damit sie die angestrebte Wirkung der Gasmischung erzielt, ist es notwendig, sie mit höherer Pressung zu erzeugen als die Erst- und Zweitluft, wodurch sie auch mit höherer Geschwindigkeit ausströmen wird. Zweckmäßig wird diese Pressung mit einem besonderen Gebläse erzeugt, während die Erst- und Zweitluft von einem anderen Gebläse gefördert werden.

Entsprechend der erforderlichen Verteilung der Luftmengen, von der etwa 70% auf die ErstTuft entfällt, ist die Zahl der Erstluftdüsen größer als die der Zweitluftdüsen und deren Zahl wieder größer als die der Drittluftdüsen. Damit die Drittluft die Gasmasse trotz weniger Strahlen gleichmäßig durchdringt, werden die Düsen in den einander gegenüberliegenden Seitenwänden um eine halbe Teilung gegeneinander versetzt und gegebenenfalls auch ihre Achsneigung gegen die Waagerechte verschieden ausgeführt. Damit die Erstluft , genügend an den auf dem Boden liegenden Brennstoff herankommt, ist es notwendig, sie mit größerer Geschwindigkeit einzublasen als die Zweitluft.

Um die Verbrennung zu unterstützen, ist es auch vorteilhaft, die Erst- und die Zweitluft zu erhitzen.

Es kann vorkommen, daß sich die Notwendigkeit

ergibt, die Lage der Düsen oder ihre Zahl zu ändern. Sie werden deshalb ebenso wie die Verkleidung der Rohrwände als Bailey-Gußblöcke ausgebildet, welche nur mit einem Klemmbügel an den Rohren befestigt sind. Es ist daher leicht möglich, eine Düse durch einen vollen Block zu ersetzen, oder umgekehrt, wenn die Düsenblöcke und die vollen Gußblöcke die gleichen Außenabmessungen haben. Die Ausbildung des Feuerraumes mit Gußblöcken ist auch deshalb vorteilhaft, weil die Lauge die feuerfesten Steine stark angreift. Sie ermöglichen durch ihre Formgebung auch in einfacher Weise die Ausbildung der Tropfkante.

PatentaνsPKCche:

i. Vorrichtung zur Verbrennung von Zellstoffablauge mit Kühlrohren an den Wänden des Feuerraumes, dadurch gekennzeichnet, daß eine Wand etwa in halber Höhe des Feuerraumes im oberen TeM schräg nach innen ein>gezogen und in der schrägen Decke eine Düse zur Einspritzung der Lauge in der Richtung auf den Boden des Feuerraumes angeordnet ist, während sich in der darunterliegenden lotrechten Seitenwand eine Düse befindet, aus welcher die Lauge gegen die drei anderen Seitenwände des. Feuerraumes gespritzt werden kann.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb des Brennstoffbettes in an sich bekannter Weise eine Reihe, oberhalb dieser Reihe eine zweite Reihe und oberhalb der Einziehung eine dritte Reihe von Luftzuführungsdüsen angeordnet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand oberhalb der zweiten Reihe von Luftdüsen einen nach dem Feuerraum vorspringenden Absatz mit Tropfkante hat.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlrohre mit abnehmbaren Verkleidungen in Form von Einzelblöcken versehen sind, welche leicht entfernt und umgesetzt werden können, um die Lage der LufteinMaseoffnungen- verändern zu können.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl der Erstluftdüsen größer ist als die der Zweitluftdüsen und diese größer als die der Drittluftdüsen.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, da- go durch gekennzeichnet, daß die Zweitluft mit kleinerer Geschwindigkeit als die Erstluft eintritt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drittluft eine höhere Pressung als die Erstluft und die Zweitluft besitzt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drittluft mit höherer Geschwindigkeit ausströmt als die Erstluft.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drittluftdüsen in den einander gegenüberliegenden Wänden um eine halbe Teilung versetzt und gegebenenfalls mit verschiedener Neigung gegen die Waagerechte angeordnet sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitungen zu den Luftdüsen mit Regel- und Absperrvorrichtungen versehen sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Pressung für die Drittluft von einem anderen Gebläse als diejenigen für die Erst- und Zweitluft erzeugt wird.
12. \^orrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die Erst- und Zweitluft eine Heizung angeordnet ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, ge- lao kennzeichnet durch eine Einrichtung zur Rückführung der in den Zügen des Kessels, insbesondere in den ersten Zügen, aus den Feuergasen ausgeschiedenen festen Stoffe in den Feuerraum.
14. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 und 13,

dadurch gekennzeichnet, daß in den Teil des Feuerraumes oberhalb der unteren Kante der schrägen Decke, der auf der von der schrägen Decke abgewandten Seite liegt, parallele, senkrechte Kühlrohrwände angeordnet sind,

während über der schrägen Decke sich ein absteigender Zug befindet, dessen Boden unter Einbeziehung der schrägen Decke als Ausscheider und Sammler für den Flugstaub ausgebildet ist.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen

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