DE973344C

DE973344C - Verfahren zum Verbrennen kohlenstoffhaltiger Materialien und zur Gewinnung der Verbrennungswaerme

Info

Publication number: DE973344C
Application number: DEB28181A
Authority: DE
Inventors: Willi Dr Danz; Adolf Dr Johannsen
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1953-09-15
Filing date: 1953-10-31
Publication date: 1960-01-28
Also published as: BE532830A; GB768657A

Description

Verfahren zum Verbrennen kohlenstoffhaltiger Materialien und zur Gewinnung der Verbrennungswärme Zusatz zum Patent 933 248 Es ist bekannt, gasförmige Kohlenwasserstoffe durch feinverteilte als Oxydationsmittel wirkende ,Metalloxyde, die innerhalb einer Schicht durch die von unten hindurchgeleiteten Kohlenwasserstoffe in auf- und abwirbelnder Bewegung gehalten werden, unter Einhaltung bestimmter Temperaturen unvollständig zu oxydieren, so daß Kohlenoxyd und Wasserstoff erhalten werden, und das dabei gebildete Metall in einer zweiten Wirbelschicht wieder aufzuoxydieren. Es ist auch bekannt kohlenstoffhaltige feste Muterialien, wie Steinkohle, Braunkohle, Ölschiefer, Teersand, Asphalt u.. dgl., einer milden Oxydation in einer Wirbelschicht zu unterwerfen und die Temperatur und die Verweilzeit in der Wirbelschicht dabei so zu wählen, daß durch das zur Anwendung kommende sauerstoffhaltige Gas keine vollständige Oxydation des Kohlenstoffes stattfindet. Dabei kann die Gefahr einer Störung der Wirbelbewegung des zu behandelnden Materials durch Verbacken oder Erweichen desselben dadurch verringert werden, daß man in der Wirbelschicht einen relativ großen Gehalt an einem als Adsorbens wirkenden Material aufrechterhält. Demgegenüber betrifft das Hauptpatent 973 2-q.8 ein Verfahren zum Verbrennen kohlenstoffhaltiger Materialien, insbesondere solcher mit hohem Aschegebalt, und zur Gewinnung der Verbrennungswärme. Gemäß diesem Patent wird die Verbrennung nach dem Wirbelschichtverfahren durchgeführt, indem man die kohlenstoffhaltigen Materialien in feinteiligem Zustand kontinuierlich in eine auf Verbrennungstemperatur befindliche Schicht aus unverbrennbaren Feststoffteilchen, vorzugsweise den aus den kohlenstoffhaltigen Materialien selbst stammenden Ascheteilchen, einführt, wobei diese Teilchen durch die von unten eineführte Verbrennungsluft in turbulenter Bewegung gehalten werden, die Asche nach Maßgabe ihrer Anreicherung aus der Schicht abzieht und die zur Aufrechterhaltung der Verbrennungstemperatur nicht erfarderliche Wärme der Wirbelschicht mit. Hilfe von in der Wirbelschicht angeordneten, wärmeaufnehmenden Organen entzieht und ausnutzt.
Es wurde gefunden, daß man diesem Verfahren ,_l ähnlich vorteilhafter Weise brennbare Stoffe entaaltende Flüssigkeiten oder flüssige brennbare Stoffe, vorzugsweise solche, die unter Hinterlassung von Rückständen verbrennen,. unter Gev#-Innung der Verbrennungswärme unterwerfen Lnn. So ist es beispielsweise möglich, Sulfitzellstoffablaugen, die als Nebenprodukt beim Aufschluß von Holz mit Calciumbisulfitlösung entstehen und im -wesentlichen eine wäßrige Lösung von ligninsulfonsaurem Calcium darstellen, zu verbrennen und die dabei entstehende Wärme weit-`Lhend auszunutzen. Das Problem der Nutzbarmachung der Verbrennungswärme von Sulfitabl.augen war trotz umfangreicher Versuche bis heute in technisch brauchbarer Weise nicht gelöst worden. Auch die Verbrennung der Lauge in Brennern, nach Art einer Ölfeuerung führte, wein des niedrigen Schmelzpunktes der bei der Verbrennung zurückbleibenden Asche und der dadurch verursachten Verschlackungen und Schmelzen an dem Brenner und im Brennerraum nicht zum Erfolg.
Diese Schwierigkeiten lassen sich erfindungs--(-mäß völlig vermeiden, -wenn man die Sulfitzellstoffabl.augen in einer Wirbelschicht von feinstückigen oder körnigen unverbrennbaren und bei der Verbrennungstemperatur nicht erweichenden Feststoffen verbrennt. Man kann die Verbrennung der Ablauge aber auch in einer Schicht des bei der Verbrennung gebIddeten Rückstandes oder eines Gemisches aus den genannten Feststoffen mit dem Verbrennungsrückstand der Ablauge durchführen.
Durch die Organe zur Abführung der Wärme aus der Wirbelschicht läßt sich die Temperatur derselben so regeln, daß ein Schmelzen des Rückstandes mit Sicherheit verhindert wird. Der Rückstand fällt in feinkörnigem, rieselfähigem Zustand an und ist daher sehr leicht zu handhaben.
Es genügt bereits eine die theoretisch erforderliche Menge nur wenig übersteigende Menge Luft oder sauerstoffangiereicherte Luft, um eine restlose Verbrennung der organischen Substanz in der A=)lauge zu erzielen.
Beispiel i Einer im Ruhezustand 5o cm hohen, auf 85o° gehaltenen Wirbelschicht aus silikatischem Gesteinsmaterial mit einer Korngröße bis 5 mm werden je Quadratmeter Rostfläche und Stunde 2300 m3 Luft und i2oo kg Sulfitzellstoffablauge zugeführt, deren unterer Heizwert 193o kcal/kg beträgt. Die aus der Wirbelschicht mit einer Temperatur von 85o° austretenden Verbrennungsgase zeigen einen Kohlendioxydgehalt von 17,50/0 und einen Sauerstoffgehalt von 1,2% und sind frei von Kohlenoxyd. Durch Kühlrohre, die in der Wirbelschicht angeordnet sind und von unter Druck siedendem Wasser bzw. Wasserdampf-Wasser-Gemisch durchströmt werden, wird der Wirbelschicht so. viel Wärme entzogen, daß ihre Temperatur sich auf 85o° hält. Der Rückstand aus der verbrannten Ablauge wird als Flugasche mit den Verbrennungsgasen aus dem Reaktionsraum ausgetragen und feinkörnig und rieselfähig zum größten Teil in einem nachgeschalteten Abhitzekessel niedergeschlagen.
Von der bei der Verbrennung der 1200 kg Sulfitzellstoffablauge je m2 Rostfläche und Stunde insgesamt entstehenden Wärmemengge von 230000o kcal werden i 55oooo kcal durch die Kühlrohre der Wirbelschicht unmittelbar entzogen, während 530 000 kcal in dem Abhitzekessel gewonnen werden. Somit werden von der nutzbaren Wärme 74% in der Wirbelschicht und 2611/o im Abhitzeteil des Dampfkessels erhalten. Die nutzbar gemachte Wärmemenge entspricht 9o 11/a der gesamten bei der Verbrennung entstehenden Wärme.
Beispiel In eine Wirbelschicht aus Schamottekörnern von der Korngröße bis 4 mm, die durch von unten durch einen Rost eintretende Luft in- turbulenter Wirbelbewegung gehalten wird und eine Temperatur von 95o° hat, wird je Quadratmeter Rostfläche in der Stunde eine Menge von q.oo kg Heizöl mit einem Heizwert von 850o kcal/h- kontinuierlich eingetragen. Von der entstehenden Wärmemenge wird durch in die Schicht eingebaute wärmeaufnehmende Organe so viel Wärme entzogen, daß die Temperatur von 95o° in der Wirbelschicht erhalten bleibt. Die entstehenden Verbrennungsgase -werden einem nachgeschalteten Abhitzekessel zugeführt, wo ein weiterer Teil des Wärmeinhaltes in Form gespannten Dampfes gewonnen wird.
Die Verbrennungsgase haben einen KohlensäuregehaIt von 1q.0/0, während der Kohlenoxydgeh.alt nahezu gleich Null ist. Der Sauerstoffgehalt beträgt 10/0.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Verbrennen kohlenstoffhaltiger Materialien, insbesondere solcher mit hohem Aschegehalt, unter Gewinnung der Verbrennungswärme durch kontinuierliches Einführen der Materialien in eine auf Verbrennungstemperatur befindliche Schicht von durch die Verbrennungsluft in turbulenter Bewegung gehaltenen unverbrennbaren Feststoffteilchen, vorzugsweise den aus den Materialien selbst stammenden Ascheteilchen, Abziehen der Asche aus der Schicht nach Maßgabe ihrer Anreicherung in der Schicht, und Abführen der zur Aufrechterhaltung der Verbrennungstemperatur nicht erforderlichen Wärme aus der Wirbelschicht mittels in der Schicht angeordneter wärmeaufnehiiiender (>rgaiie gemäß Hauptpatent 9732-18, dadurch gekennzeichnet, daß dem Zerfahren brennbare Stoffe enthaltende Flüssiglzr_iten oder fliissi e brennbare Stolte. @-@@rru@«-@i@° tolch@@, rlie uiitcr Hinterlassung von Rückständen verbrennen, unterworfen werden.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß Sulfitzellstoffablauge verbrannt wird.
3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß Heizöl verbrannt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschrift Nr. 983 347: USA.-Patentschrift Nr. 2 560 478.