EP0154986B1 - Verfahren und Vorrichtung zum Erzielen SOx-armer Rauchgase in Feuerungsanlagen - Google Patents

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EP0154986B1
EP0154986B1 EP85102862A EP85102862A EP0154986B1 EP 0154986 B1 EP0154986 B1 EP 0154986B1 EP 85102862 A EP85102862 A EP 85102862A EP 85102862 A EP85102862 A EP 85102862A EP 0154986 B1 EP0154986 B1 EP 0154986B1
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EP
European Patent Office
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fuel
gas
additive
transport
transport gas
Prior art date
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EP85102862A
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English (en)
French (fr)
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EP0154986A2 (de
EP0154986A3 (en
Inventor
Klaus-Dietrich Nickel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kasa Technoplan GmbH
Original Assignee
Kasa Technoplan GmbH
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Priority claimed from DE19853508650 external-priority patent/DE3508650C1/de
Application filed by Kasa Technoplan GmbH filed Critical Kasa Technoplan GmbH
Priority to AT85102862T priority Critical patent/ATE42110T1/de
Publication of EP0154986A2 publication Critical patent/EP0154986A2/de
Publication of EP0154986A3 publication Critical patent/EP0154986A3/de
Application granted granted Critical
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L9/00—Treating solid fuels to improve their combustion
    • C10L9/10—Treating solid fuels to improve their combustion by using additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L9/00—Treating solid fuels to improve their combustion
    • C10L9/02—Treating solid fuels to improve their combustion by chemical means

Definitions

  • the invention relates to a method and to devices for obtaining low-SO x flue gases in combustion plants operated with finely divided carbon-containing fuels, in particular coal, in which the sulfur contained in the fuel is converted into a finely divided additive, preferably limestone powder (CaCO a ), quicklime powder ( CaO) or calcium hydroxide powder (Ca (OH) 2 ) and then the desulfurized fuel is burned in the combustion chamber and the additive particles loaded with sulfur are sintered and removed with the ash.
  • a finely divided additive preferably limestone powder (CaCO a ), quicklime powder ( CaO) or calcium hydroxide powder (Ca (OH) 2 )
  • Harmful by-products of fossil fuel combustion are well known.
  • One of the main pollutants is sulfur dioxide, from which - according to the current state of technology - around 4 million tons are blown off into the air in the Federal Republic of Germany, whereby power plants and industry are the main causes.
  • sulfur dioxide from which - according to the current state of technology - around 4 million tons are blown off into the air in the Federal Republic of Germany, whereby power plants and industry are the main causes.
  • the fossil fuel coal contains sulfur either as a mineral accompanying substance, in particular as pyrite (FeS 2 ), or as so-called organic sulfur.
  • FeS 2 pyrite
  • organic sulfur is part of the coal substance, the type of its binding to the coal is not yet known. Depending on its occurrence in the coal, it can be desulfurized by mechanical or chemical processes. Both processes are tedious, with the chemical processes requiring particularly high investment and operating costs.
  • combustion chamber or the flue gas outlet of the boiler system must consist of materials that are compatible with the SOr components contained in the flue gas. As a result, the increased price for such materials must be accepted when the boiler system is being designed.
  • the effectiveness of desulfurization of flue gas in the boiler depends on a large number of parameters and is highly complex.
  • the type of coal, the partial pressure of SO 2 , the excess of oxygen in the flue gas, the reaction temperature or the reaction temperature gradient, the dwell time of the additive in the flame zone, the turbulence in the combustion chamber, and the place where the additive is blown in play an important role into the combustion chamber, the speed of the additive blown in and other conditions, all of which are difficult or impossible to control.
  • calcium sulfate formed cleaves SO 2 again at temperatures above 1200 ° C.
  • the invention has for its object to provide an inexpensive method and devices with which fossil fuels can be desulfurized so that when they are burned in the boiler room, significant amounts of SO " no longer arise or can have a harmful effect.
  • the fuel and the additive are prepared in separate disintegration processes, that an amount of freshly prepared additive corresponding to its sulfur content is then added to the disintegrated fuel, and that this fuel-additive mixture is then under a controllable positive pressure and heated transport gas - while maintaining the mixing - is transported to a reactor designed as a leading section, in which the transport gas pressure suddenly relaxes and, in a low-oxygen inert gas atmosphere within a controllable temperature range above the boiling point of sulfur, the residence time of the mixture is adapted to the thermodynamic and reaction-kinetic sulfur transfer process taking place is, in which the sulfur is expelled from the fuel and the additives are loaded with the sulfur vapor or the gaseous sulfur compounds, whereupon in which fuel largely freed of sulfur is blown into the combustion chamber and burned at a temperature at which the loading of the additive particles likewise blown into the combustion chamber with the sulfur vapor or the gaseous sulfur compounds is maintained until sintering.
  • the disintegration of the fuel normally takes place in an inert gas atmosphere in a disintegrator, preferably in accordance with German patent application DE-OS 3 034 849.3, in order to avoid self-ignition of the fuel when it is comminuted.
  • the disintegration of the additive also takes place in a disintegrator, but in an independent disintegration process (preferably in a normal air or oxygen atmosphere), as a result of which oxygen is added to the additive particles, which causes the later loading of the additive Particles favored with the sulfur vapor or the gaseous sulfur compounds that are expelled from the fuel.
  • the fuels and additives prepared in separate disintegration processes are then mixed with one another, with the finely divided fuel being mixed with a quantity of freshly prepared fine-grained additive corresponding to its sulfur content — in no case deposited, already aged additive powder.
  • the mixture of finely divided fuel and highly active additive is then preferably transported through an inert transport gas heated to approximately 500 ° to 600 ° C. to a reactor designed as a leading section, this transport preferably taking place under a controllable excess pressure between 4 and 6 bar.
  • This overpressure is necessary to prevent degassing of the fuel in the transport line, the length of which depends on the structural conditions available in front of the combustion chamber. For safety reasons, the disintegration of the fuel and the additive to fine dust is usually not carried out near the combustion chamber.
  • the pressure of the hot transport gas (controllable) is suddenly released by the enlarged cross-section of the reaction chamber and the pressure drop is used via a control device to build up a vortex zone, in its agglomeration-inhibiting and agglomeration-dissolving turbu limits temperature and residence time are so controllable that the thermodynamic and reaction kinetic process of sulfur transfer from the fuel to the additive can be adapted to the chemophysical properties of the fuel-additive mixture.
  • a sulfur transfer takes place from the pulverized fuel heated up to the given reaction temperature in the advance conveyor section to the highly active, reactive additive, which is also brought to the given reaction temperature, due to the fact that the shock-like pressure release of the conveying gas when it flows into the Reactor of the leading section, the vaporization temperature of the sulfur and the reaction temperature of the gaseous sulfur compounds are also reduced in a shock, so that the sulfur is expelled from the fine fuel particles by almost explosive evaporation, or the gaseous sulfur compounds are suddenly split off and released from the more reactive additive with the release of oxygen in the spinal zone.
  • the pressure in the vortex zone of the reactor is specified by the process control for this process sequence by 0.25 bar. A release of volatile components of the fuel is limited, which in no way negatively affect the combustion process.
  • the fine-grained solid fuel which has largely been freed of its sulfur content, together with its already released volatile components and the sulfur-laden additive particles, is fed to the burner via a short delivery line behind the inlet section and blown into the combustion chamber there, enriched with combustion air. Due to the already released volatile constituents, the fuel burns out immediately after the burner nozzle. Under certain safety precautions, support torches can therefore be dispensed with.
  • the additive By blowing the very fine-grained additive particles, which have already been heated to a temperature between 500 ° and 600 ° C in the lead section, into the hot flame zone of the combustion chamber immediately after the injection nozzle, the additive is sintered almost shockingly and thus does not “seal” together with the others combustible fiber of the fuel supplied to the ashes.
  • the combustion temperature can be operated below 1850 ° C, but above 1250 ° C, so that the sintering of the shock ensures that sulfur is incorporated into the additive, but that the sulfur molecules are broken down into individual sulfur atoms by thermal energy, which can occur explosively, before Sintering is prevented. By splitting the sulfur molecules, the binding to the additive is lost due to a spontaneous rejection reaction.
  • the new process enables gaseous, or at least gaseous, sulfur compounds to be transferred to an additive. It is important that due to the pressure and temperature control in the lead section, coking of the fuel, i.e. an unwanted complete degassing before the combustion chamber can be prevented.
  • the solid additive itself is not combustible, due to its special reactivity it can hold vaporized sulfur or gaseous sulfur compounds at the given combustion temperature spectrum in such a way that desorbation does not take place.
  • the advantage here is that the burner, chimney and flue gas outlet can consist of less good material, since they are not - as before - exposed to the aggressive S0 2 influence.
  • the mixture of non-degassed, but freed from the sulfur constituents or fuel particles and additive particles with the incorporated sulfur reaches the combustion chamber in a well preheated state and does not extract as much thermal energy from the flame cone as cold-introduced mixtures of coal particles and additive Particles.
  • coal can be used as fuel, which is processed in a turbo disintegration process.
  • the expulsion of the sulfur from the fuel and the intensive reactions between the expelled sulfur and the additive are promoted according to the invention in that the sulfur transfer process takes place in a vortex zone, the turbulence of which builds up optimal reaction zones.
  • the system for achieving low-SO x smoke gases in the operation of combustion systems for carrying out the method according to the invention with a device for injecting mixtures of fuels and finely divided additive parts into the combustion chamber and with a deashing plant, through which - with the ashes - the sintered additive particles loaded with sulfur are also removed, has a pressure transmitter vessel designed as a buffer for an intimate mixture of fuel and additive particles prepared in separate disintegration processes on.
  • This pressure transmitter vessel is on the one hand connected to a line for compressed, heated, inert transport gas and on the other hand via an arrangement for loading this transport gas with the mixture of fuel and additive particles, via a further transport line to one for evaporating the sulfur to 500 ° C. to 600 ° C. ° C heatable flow lines connected.
  • the temperature within the lead section must be above the equilibrium temperature of sulfur and its steam, preferably between 500 ° C and 600 ° C.
  • All control valves, mixing valves, metering and throttling devices can be operated electrically, but also pneumatically or hydraulically, or via a process computer that controls the entire process in connection with an SO Z measuring device installed in the flue gas outlet - if necessary also in connection with one in the lead section installed thermometer - can control.
  • an optimal desulfurization of the fuel can be made possible without the coal being completely degassed in front of the combustion chamber.
  • the parameters for the proper course of the desulfurization process can be optimally set by many control means, for example in accordance with the coal.
  • suitable measuring devices, evaluation circuits and control devices are therefore provided, with the aid of which the reaction temperature in the lead section or in the reactions and the pressure can be optimally adjusted.
  • FIG. 1 schematically shows a furnace 1, of which a combustion chamber 2 and a flue gas outlet 6 are shown in simplified form.
  • An evaporation pipeline 3 is indicated above the combustion chamber 2, for example.
  • a burner device 4 is supplied with combustion air in a conventional manner via a combustion air supply line 11 and a conveying fan 12.
  • a dust separator 7 and a conventional SOr knife 8 are provided in the flue gas outlet 6.
  • the combustor 4 is supplied with the necessary fuel in the form of gas or fuel particles from a lead section 27 via a transport gas line 9, in which finely divided, preferably solid fossil fuels, the bound sulfur is removed.
  • the lead section 27 has a double wall 28 which is connected via a heating gas line 26 and a heat exchanger 25 in the combustion chamber 2 and via a further heating gas line 24 to a flue gas extraction 13 in the flue gas outlet 6.
  • a flue gas extraction 13 inert flue gas is removed behind the dust separator 7 by means of a fan 15, behind which the flue gas line 14 is divided into the heating gas line 24 already mentioned and a transport gas line 16, which will be explained later.
  • the heating gas portion of the amount of flue gas withdrawn is heated to the predetermined temperature in order to heat the lead section 27.
  • pressure and temperature can be regulated so that the sulfur components are expelled from the fuel without the fuel, for example coal, being degassed.
  • the temperature of the feed section 27 is kept between 500 ° and 600 ° C., ie above the boiling point of the sulfur. The temperature required in each case is regulated by means of temperature controllers known per se, which are not explained in detail here.
  • the amount of flue gas extracted by the blower 15 passes via the transport gas line 16 and a suction filter 17 to a compressor 18 and then via a control valve 23 via the control valve 31 into the inlet line 30 or via a branched line to a transport gas inlet 47 at a pressure transmitter vessel 44.
  • a heat exchanger 20 for the transport gas is provided parallel to the control valve 23 and, like the heat exchanger 25, can be arranged in the combustion chamber 2.
  • the control valve 23 By means of the control valve 23, the temperature of the transport gas which is branched off for the floating fluidized bed or fluidized bed 29 and also at the Transport gas inlet 47 arrives, can be adjusted or controlled in a manner known per se. It should be noted here that the dedusted flue gases removed from the flue gas outlet already have a not inconsiderable initial temperature. The transport gas therefore does not need to be heated up from the relatively cold ambient temperature.
  • the temperature of the transport gas is set between 500 ° and 600 ° C for both purposes.
  • the temperature is controlled, for example, by an electronic process computer 55, which will be explained later.
  • the gases entering the lead section 27 through the inlet line 30 are used in the usual manner known per se to form a floating fluidized bed or fluidized bed 29, the intensity of which can be influenced by the control valve 31.
  • a further metering device 39 known per se can be provided, with which a further influencing of the floating-fluidized or fluidized bed within the lead section 27, for example the pressure within the lead section, is possible.
  • the intimately mixed fuel and additive particles are fed to the advance section 27 via a transport gas line 49 from a known pressure transmitter vessel 44 with an inlet slide 45 and an outlet slide 46 for secure shut-off, which in turn via a delivery line 42 to one in connection with the present invention not explained, known mixing device for coal dust and additive particles, is connected. Via an additional line 43 with a corresponding control valve 48, additive can be introduced into the delivery line 42 as required.
  • a throttle device 38 is provided in front of the outlet slide 46.
  • All the control valves preferably the control valves 23, 31, 48, but also the throttle device 38, can be influenced, for example, by means of an electronic process computer, generally designated 55, by the SO 27 knife 8 in the flue gas outlet 6, if appropriate also by the temperature in the lead section. so that the reactions in the upstream section, ie the desulfurization of the fuel and the incorporation of the sulfur components into the additive particles, take place fully under the control of the electronic process computer 55.
  • the temperature control via the electronic process computer 55 can be influenced by a thermometer 21 arranged, for example, in the lead section 27 by acting on the control valves 23 and / or 31.
  • the electronic process computer 55 is also operatively connected to the metering devices 38, 39 in order to influence the dwell time in the lead section 27. Without changing anything at the core of the invention, the control or regulation of the fuel desulfurization in front of the combustion chamber 2 can also be carried out by other controls or by hand.
  • a metering device 34 and a throttle valve 59 are provided in front of and behind the lead section 27, which are also connected to the electronic process computer 55. With these control elements, the dwell time in the lead section 27 and also the internal pressure conditions can be precisely controlled.
  • 1 shows a very general process flow diagram to explain the new process for the desulfurization of fuel and a device suitable therefor. It is important that 4 short lines are provided between the lead section 27 and the burner device so that fuel and additive cannot cool down and agglomerate. 1 shows that with relatively simple means the new fuel desulfurization process can be used advantageously with the aid of the device explained both on new combustion plants and also on existing combustion plants 1. In all applications, the fuel particles are largely or completely desulfurized in front of the burner device 4. This minimizes or completely avoids the SO, 7 emissions in the combustion chamber and in the flue gas outlet 6, as well as the resulting contamination and destruction of these parts of the boiler system. The S0 2 is not blown off into the atmosphere.
  • a new feature of the first exemplary embodiment is that a storage container 19 for compressed transport gas is provided in the transport gas line 16 behind the compressor 18, and a control valve 54 for the transport gas is connected to the outlet thereof.
  • an oxygen meter 56 can be provided which, when the oxygen content in the conveying gas line 16 becomes too high, switches an inert gas source 50 on and off via a control valve 51 in order to introduce more or less inert gas into the Inject transport gas line 16. This ensures that the mixture of fuel and additive particles cannot ignite before or in the lead section.
  • the transport gas line 16 divides behind a further control valve 52.
  • a bypass line 41 is guided over a heating device 37, in which the conveying gas is heated.
  • a line 40 for normal-temperature conveying gas branches off via a mixing valve 53, which line is connected to the bypass line 41 in front of the transport gas inlet 47 in the pressure transmitter vessel 44 reunited.
  • the control valve 52 and the mixing valve 53 can be actuated by the electronic process computer 55, which can be influenced by the SO, 7 knife 8, in order to adjust the temperature of the transport gas for the intimately mixed fuel and additive particles.
  • the heating device 37 can be arranged in the combustion chamber 2. In the present exemplary embodiment, it is installed in a double wall 36 of a fluidized bed reactor 32, which is heated via the heating gas line 26, in which a regulating valve 58 is provided, which can be controlled, for example, by a thermometer 57 in the fluidized bed reactor 32.
  • the temperature in the fluidized bed reactor is set depending on the fuels fired. In principle, the temperature has to be regulated so high that the sulfur components certainly escape from the fuel particles. It is advantageous if the temperature inside the fluidized bed reactor is above the boiling point of sulfur. Quick and good results can be achieved if the temperature inside the fluidized bed reactor is kept between 500 ° and 600 ° C.
  • An inlet 33 of the fluidized bed reactor 32 is connected via a metering device 34 connected to the process computer 55 and / or via a metering device 39 and via the transport gas line 49 to the outlet of the pressure transmitter vessel 44.
  • a throttle or deflection device 38 is arranged within the temperature-controlled fluidized bed reactor 32, behind which a fluidized bed 35 is formed from the transport gas loaded with the intimately mixed fuel and additive particles.
  • the sulfur components are driven out of the fuel and taken up by the additive.
  • the dwell time required for this can be controlled via the metering device 34 and / or via the metering device 39, but also with the aid of a throttle valve 59 behind the lead section 27, for example by the electronic process computer 55. Due to the temperature control, the sudden drop in pressure and the adjustable dwell time, the additive is loaded with the sulfur components. If the sulfur components expelled from the fuel were not absorbed to the required extent by the additive, SO 2 components would form during combustion in the combustion chamber and are displayed by the SOrMesser.
  • the process control then either causes more additive powder to be fed into the line 42 via the control valve 48, the residence time in the fluidized bed reactor is increased, the reaction temperature is increased or the pressure difference between the transport line 49 and the flow path 27 is changed.
  • an additional amount of additive particles can be entered via an additional line 43 and a control valve 48.
  • the control valve 48 is likewise connected to the electronic process computer 55 in order to always ensure the excess of additive particles in the mixture which is necessary for the desulfurization. It is advantageous if at least four times the amount of additive particles contained in the fuel is available for the integration of the sulfur components.
  • the plants shown in FIGS. 1 and 2 can also be combined with one another if the fuel used requires that a residual desulfurization of the fuel must be carried out behind the fluidized bed reactor 32 in a reaction zone 27 before harmful combustion of the sulfur to S0 2 takes place in the combustion chamber 2.
  • coal dust particles are used as fuel, which, for example, by means of the turbo disintegration process with impact speeds of over 100 m / sec. and a grain size of 50% under 40 ⁇ has been prepared from coal if possible.
  • Particularly good results are achieved when the carbon particles are processed at impact speeds of over 200 m / sec. he follows.
  • the carbon particle surfaces are then not compressed - as is the case, for example, when the coal is crushed in ball mills - but "broken up" in preparation for a more effective desulfurization.
  • the temperature and pressure control practiced in the leading sections according to the invention only cause the sulfur constituents to be expelled, but not a simultaneous full degassing of the fuel. Fuel particles that are led into the boiler room 2 over the short distance between the lead section and the burner chamber are therefore not coked, but rather fully-fledged, sulfur-free fuel.
  • Highly active sulfur-binding additives for example limestone powder, quicklime powder or calcium hydroxide powder
  • limestone powder, quicklime powder or calcium hydroxide powder are also obtained by processing these additives using the turbo disintegration process at high impact speeds of up to over 200 m / sec. With this preparation, grain sizes of 50% below 30 11m are achieved.
  • the additive particles do not have a compacted surface, as is the case with comminution in ball mills, but a surface with a broken structure that is highly active. It can saturate faster with the expelled sulfur components at the temperatures maintained and during the adjustable dwell time.
  • the device according to the invention allows it to be adjusted to different fuels without difficulty.
  • One is able to vary the constituents of fuel particles in the mixture and also to optimally adapt the temperature control and the dwell time in the leading sections to the fuel and its sulfur content.
  • oxygen-poor gas is already available for pneumatic conveying addition. The mixture cannot ignite. If the oxygen content in the transport gas nevertheless exceeds the values to be observed for safety reasons, inert gas can also be added to the transport gas removed from the flue gas.
  • the sulfur is largely removed from it, so that the combustion chamber S0 2 can no longer be formed in a dangerous concentration or is no longer present.
  • the fuel and additive are processed in separate disintegration processes.
  • the fuel is processed or comminuted in an inert gas atmosphere, primarily to prevent the fuel from spontaneously igniting.
  • the additives are processed in a normal air or oxygen atmosphere in which oxygen can accumulate on the additive particles, which contributes significantly to the activation of the additive particles and promotes the binding of the sulfur components to the additive.

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und auf Vorrichtungen zum Erzielen SOx-armer Rauchgase in mit feinteiligen kohlenstoffhaltigen Brennstoffen, insbesondere Kohle, betriebenen Feuerungsanlagen, bei dem der im Brennstoff enthaltene Schwefel in ein feinteiliges Additiv, vorzugsweise Kalksteinmehl (CaCOa), Branntkalkmehl (CaO) oder Calcium-Hydroxidpulver (Ca(OH)2) eingebunden wird und anschließend in der Brennkammer der entschwefelte Brennstoff verbrannt und die mit dem Schwefel beladenen Additiv-Partikel versintert mit der Asche abgeführt werden.
  • Schädliche Nebenprodukte der Verbrennung fossiler Brennstoffe sind allgemein bekannt. Einer der Hauptschadstoffe ist Schwefeldioxid, von dem in der Bundesrepublik Deutschland - nach dem derzeitigen technischen Stand - im Jahr etwa 4 Mio t in die Luft abgeblasen werden, wobei Kraftwerke und Industrie die Hauptverursacher sind. Trotz größter Anstrengungen - weltweit - ist es bis heute nicht befriedigend gelungen, die schädlichen SO2 Immissionen in den Griff zu bekommen und auf ein erträgliches Maß herabzusetzen.
  • Der fossile Brennstoff Kohle enthält Schwefel entweder als mineralische Begleitsubstanz, insbesondere als Pyrit (FeS2), oder als sogenannten organischen Schwefel. Elementarer Schwefel wird in der Steinkohle kaum, in der Bundesrepublik Deutschland überhaupt nicht gefunden. Der organische Schwefel ist Bestandteil der Kohlesubstanz, die Art seiner Bindung an die Kohle ist noch nicht näher bekannt. Entsprechend seinem Auftreten in der Kohle kann diese durch mechanische oder durch chemische Verfahren entschwefelt werden. Beide Verfahren sind mühsam, wobei die chemischen Verfahren besonders hohe Investitions- und Betriebskosten erfordern.
  • Bedeutsam für die chemischen Entschwefelungsverfahren ist, daß Kohle in gebräuchlichen Lösungsmitteln praktisch unlöslich und daher durch selektive Reagentien nicht angreifbar ist; erst das «Cracken» des ganzen Gefüges erlaubt einen chemischen Eingriff.
  • Zur Reduzierung der bei großindustriellen Verfeuerungen von fossilen Brennstoffen freiwerdenden SOx-Mengen werden im wesentlichen Verfahren und Anlagen zur Rauchgasentschwefelung oder zur Entschwefelung der Brennstoffe eingesetzt bzw. getestet. Alle bisher bekannten Maßnahmen haben aber eine mehr oder weniger empfindliche Erhöhung der Stromabgabepreise zur Folge, da die notwendigen Anlagen nur durch diese finanzierbar sind.
  • Die weitest verbreitete Methode ist die Entschwefelung der Rauchgase. Da hier das während der Verbrennung des Brennstoffes gebildete S02 beseitigt wird, spielt die Form der ursprünglichen Schwefeleinbindung in den Brennstoff keine Rolle. Am meisten durchgesetzt haben sich die Nassentschwefelungsanlagen, in denen aus den bevorzugten Additiven Gips entsteht, in dem der Schwefel eingebunden ist. Eine derartige Rauchgasentschwefelung verteuert den Strompreis um 1,9 Pfennige pro Kilowattstunde, was einem Mehrpreis von DM 50.- je Tonne eingesetzter Kohle entspricht.
  • Hinzu kommt, daß der Verbrennungsraum bzw. der Rauchgasabzug der Kesselanlage aus Materialien bestehen muß, die die im Rauchgas enthaltenen SOrBestandteile vertragen. Hierdurch muß bereits bei der Konzeption der Kesselanlage der erhöhte Preis für derartige Materialien in Kauf genommen werden.
  • Für die Entschwefelung der Rauchgase im Kessel ist eine Anzahl von Pilot-Projekten bekannt, die die trockene Entschwefelung der Rauchgase vor dem Kesselaustritt verfolgen. Sie beruhen auf dem Prinzip, dem Rauchgas-noch im Feuerraum - schwefelbindende Additive zuzusetzen, insbesondere CaO (als Branntkalkmehl), Ca(OH)2 (als Calcium-Hydroxidpulver) und CaC03 (als Kalkstein- oder Kalkmehl), die zu einer Einbindung des Schwefelgehaltes des Rauchgases führen sollen. Für die Einbindung des Schwefelgehaltes des Rauchgases durch das Additiv geht man davon aus, daß Calciumoxid mitS02 und dem überschüssigen Sauerstoff oder mit SO3 zu Calciumsulfat reagiert,
    Figure imgb0001
    Figure imgb0002
    welches sich in der Asche ansammelt. Wird nicht Calciumoxid direkt sondern Calciumhydroxid oder Kalk als Additiv eingesetzt, müssen sich diese zuvor zersetzen:
    Figure imgb0003
    Figure imgb0004
  • Ohne auf die Reaktionsparameter oder die Reaktionen im einzelnen näher einzugehen, ist festzustellen, daß die Wirksamkeit der Entschwefelung von Rauchgas im Kessel von einer Vielzahl von Parametern abhängt und höchst komplex ist. So spielen unter anderem eine erhebliche Rolle: die Art der Kohle, der Partialdruck des SO2, der Sauerstoffüberschuß im Rauchgas, die Reaktionstemperatur bzw. der Reaktionstemperaturgradient, die Verweilzeit des Additivs in der Flammzone, die Turbulenz im Brennraum, der Ort des Einblasens des Additivs in den Brennraum, die Geschwindigkeit des eingeblasenen Additivs und andere Bedingungen mehr, die alle kaum oder nicht steuerbar sind. Ferner ist von Bedeutung, daß gebildetes Calciumsulfat bei Temperaturen oberhalb 1200°C wieder SO2 abspaltet und daß bei Temperaturen oberhalb 1250°C die CaO-Partikel zu sintern beginnen, wodurch die Oberfläche des Additivs inaktiv wird. - Obwohl diese Technik, die noch im Versuchsstadium sich befindet, gute Ansätze verspricht, ist man noch weit entfernt, sie mit wirtschaftlichem Erfolg einzusetzen.
  • Die vorgenannte Technik zur Einbindung von SO2 durch Additive im Kessel, die vorwiegend Steinkohle als Brennstoff betrifft, ist noch zu ergänzen um ein Entschwefelungsverfahren für Braunkohlefeuerung, bei dem die Additive dem Brennstoff vor Eingabe des Brennstoffes in den Brenner beigemischt werden. Wenngleich diese letztgenannte Technik im Pilotmaßstab für Braunkohle erfolgreich getestet worden ist, liefert ihre Anwendung für Steinkohlefeuerung wesentlich schlechtere Entschwefelungsgrade. Der Grund hierfür liegt offensichtlich in der höheren Flammentemperatur der Steinkohle, wobei die dem Brennstoff beigemischten Additive dem gesamten Temperaturspektrum der Flamme unterworfen sind, und Temperaturbereiche durchlaufen müssen, die zur Zersetzung des bereits gebildeten Sulfats und zur Additiv-Oberflächenversinterung führen können.
  • Untersucht worden ist auch eine Anlage, in der durch Luftstrahlen Additive oberhalb des Flammenbereiches in den Feuerraum eingeblasen werden. Die Entschwefelung war weit besser als bei der Vermischung von Brennstoff mit Additiven vor dem Verbrennungsraum. Derartige Anlagen arbeiten jedoch nur in kleinen Dampferzeugern erfolgversprechend, weil die Art des Einblasens der Additive in den Feuerraum, vor allem bei grossen Rauchgasvolumina, eine sehr hohe Mischenergie erfordert, um eine gute Vermischung der Reaktionspartner zu erreichen. Hinzu kommt, daß diese Vermischung zum grössten Teil in dem Kesselbereich erfolgt, wo hinsichtlich der Temperatur und der Verweilzeit keine optimalen Reaktionsbedingungen zur Einbindung des Schwefels vorhanden sind.
  • Verschlechterte Bedingungen ergeben sich zudem in einem Großkessel mit mehreren Brennern, die neben- und übereinander angeordnet sind. Dadurch entstehen sehr komplexe Strömungsverläufe und Temperaturfelder. Entscheidend dürfte sein, daß für eine sichere Einbindung des S02 in das Additiv eine optimale Temperatur/Zeitgeschichte des eingeblasenen Additivs nicht garantiert werden kann.
  • Dem gegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein preiswertes Verfahren und Vorrichtungen zu schaffen, mit denen sich fossile Brennstoffe so entschwefeln lassen, daß bei deren Verbrennung im Kesselraum nennenswerte SO"-Mengen nicht mehr entstehen oder zur schädlichen Wirkung gelangen können.
  • Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Brennstoff und das Additiv in getrennten Desintegrationsverfahren aufbereitet werden, daß danach dem desintegrierten Brennstoff eine seinem Schwefelgehalt entsprechende Menge an frisch aufbereitetem Additiv beigemischt wird, daß anschliessend dieses Brennstoff-Additiv-Gemisch von einem unter einem steuerbaren Überdruck stehenden und aufgeheizten Transportgas - unter Aufrechterhaltung der Vermischung - zu einem als Vorlaufstrecke ausgebildeten Reaktor transportiert wird, in dem sich der Transportgasdruck plötzlich entspannt und in einer sauerstoffarmen Inertgasatmosphäre innerhalb eines regelbaren Temperaturbereiches oberhalb des Siedepunktes von Schwefel die Verweildauer des Gemisches dem ablaufenden thermodynamischen und reaktionskinetischen Schwefelübertragungsprozeß angepaßt wird, bei dem der Schwefel aus dem Brennstoff ausgetrieben wird und die Additive mit dem Schwefeldampf bzw. den gasförmigen Schwefelverbindungen beladen werden, woraufhin der in die Brennkammer eingeblasene weitgehend von Schwefel befreite Brennstoff bei einer Temperatur verbrannt wird, bei der die Beladung der ebenfalls in die Brennkammer eingeblasenen Additiv-Partikel mit dem Schwefeldampf bzw. den gasförmigen Schwefelverbindungen bis zur Versinterung erhalten bleibt.
  • Mit dem im Anspruch 1 und in den Unteransprüchen 1-15 gekennzeichneten Verfahren ist es möglich, den Schwefelgehalt schon vor der Brennkammer aus dem Brennstoff auszutreiben.
  • Die Desintegration des Brennstoffes, beispielsweise der Kohle, erfolgt normalerweise in einer Inertgasatmosphäre in einem Desintegrator, vorzugsweise gemäß der deutschen Patentanmeldung DE-OS 3 034 849.3, um eine Selbstzündung des Brennstoffes bei seiner Zerkleinerung zu vermeiden.
  • Die Desintegration des Additivs hingegen findet ebenfalls in einem Desintegrator, jedoch in einem unabhängigen Desintegrationsverfahren (vorzugsweise in normaler Luft- bzw. Sauerstoffatmosphäre) statt, wodurch erreicht wird, daß sich an die Additiv-Partikel Sauerstoff anlagert, welcher die später eintretende Beladung der Additiv-Partikel mit dem Schwefeldampf bzw. den gasförmigen Schwefelverbindungen begünstigt, die aus dem Brennstoff ausgetrieben werden.
  • Die in getrennten Desintegrationsverfahren aufbereiteten Brennstoffe und Additive werden danach miteinander vermischt, wobei dem feinteiligen Brennstoff eine seinem Schwefelgehalt entsprechende Menge frisch aufbereitetes feinkörniges Additiv-keinesfalls abgelagertes, bereits gealtertes Additiv-Pulver - beigemischt wird.
  • Vorzugsweise wird das Gemisch aus feinteiligem Brennstoff und hochaktivem Additiv dann durch ein auf etwa 500° bis 600°C aufgeheiztes inertes Transportgas zu einem als Vorlaufstrecke ausgebildeten Reaktor transportiert, wobei dieser Transport vorzugsweise unter einem steuerbaren Überdruck zwischen 4 bis 6 bar erfolgt. Dieser Überdruck ist erforderlich, um eine Entgasung des Brennstoffes in der Transportleitung zu verhindern, deren Länge von den baulichen Gegebenheiten abhängt, die vor der Brennkammer zur Verfügung stehen. Aus Sicherheitsgründen wird die Desintegration des Brennstoffes und des Additivs zu Feinstaub meistens nicht in der Nähe der Brennkammer vorgenommen.
  • Beim Einmünden der unter Druck stehenden Transportleitung in den Reaktor wird der Druck des heißen Transportgases (regelbar) durch den vergrößerten Querschnitt der Reaktionskammer schlagartig entspannt und der Druckabfall über eine Steuereinrichtung zum Aufbau einer Wirbelzone genutzt, in deren agglomerationshemmenden und agglomerationsauflösenden Turbulenzen Temperatur und Verweilzeit so regelbar sind, daß der thermodynamische und reaktionskinetische Prozeß der Schwefelübertragung vom Brennstoff an das Additiv jeweils an die chemophysikalischen Eigenschaften des Brennstoff-Additiv-Gemisches angepaßt werden kann.
  • Unter diesen, mit einem elektronischen Prozeßrechner steuerbaren Bedingungen, vollzieht sich ein Schwefeltransfer vom in der Vorlaufförderstrecke auf die gegebene Reaktionstemperatur aufgeheizten pulverisierten Brennstoff an das gleichfalls auf die vorgegebene Reaktionstemperatur gebrachte hochaktive reaktionsfreudige Additiv, dadurch bedingt, daß durch schockartige Druckentspannung des Fördergases bei Einmündung in den Reaktor der Vorlaufstrecke gleichfalls die Verdampfungstemperatur des Schwefels und die Reaktionstemperatur der gasförmigen Schwefelverbindungen schockartig herabgesetzt werden, so daß der Schwefel durch fast explosionsartige Verdampfung aus den feinen Brennstoff-Partikeln ausgetrieben, oder die gasförmigen Schwefelverbindungen schlagartig abgespalten und von dem reaktionsstärkeren Additiv unter Abgabe von Sauerstoff in der Wirbelzone aufgenommen werden. Der Druck in der Wirbelzone des Reaktors wird für diesen Prozeßablauf um 0,25 bar von der Prozeß-Steuerung vorgegeben. Eine Freisetzung von flüchtigen Bestandteilen des Brennstoffes hält sich in Grenzen, die den Verbrennungsablauf in keiner Weise negativ beeinflussen.
  • Der weitgehend von seinem Schwefelgehalt befreite feinkörnige feste Brennstoff wird zusammen mit seinen bereits freigesetzten flüchtigen Bestandteilen und den schwefelbeladenen Additiv-Partikeln über eine kurze Förderleitung hinter der Vorlaufstrecke dem Brenner zugeführt und dort mit Verbrennungsluft angereichert in die Brennkammer eingeblasen. Bedingt durch bereits freigesetzte flüchtige Bestandteile, beginnt der Ausbrand des Brennstoffes unmittelbar nach der Brennerdüse. Unter bestimmten Sicherheitsvorkehrungen kann deshalb auf Stützbrenner verzichtet werden.
  • Durch das Einblasen der in der Vorlaufstrecke bereits auf eine Temperatur zwischen 500° und 600°C aufgeheizten, sehr feinkörnigen Additiv-Partikel in die unmittelbar nach Einblasdüse beginnende heiße Flammenzone der Brennkammer wird das Additiv nahezu schockartig versintert und damit «versiegelt» zusammen mit den nicht brennbaren Ballaststoffen des Brennstoffes der Asche zugeführt. Für diesen Prozeßablauf kann die Verbrennungstemperatur unter 1850°C, jedoch über 1250°C gefahren werden, damit durch die Schocksinterung eine Schwefeleinbindung in das Additiv gewährleistet bleibt, aber die Aufspaltung der Schwefelmoleküle in einzelne Schwefelatome durch thermische Energie, die explosionsartig erfolgen kann, vor der Versinterung verhindertwird. Durch Aufspaltung der Schwefelmoleküle geht durch spontane Abstoßreaktion die Bindung an das Additiv verloren. In der niedriger temperierten Rauchgaszone kann es wieder zum Aufbau von Schwefelmolekülen und durch Reaktion mit dem im Rauchgas enthaltenen Rest-Sauerstoff zu einer S02-Bildung kommen. Solche schadstoffbeladene Rauchgasimmission wird durch das erfindungsgemäße Verfahren und die in Verbindung damit eingesetzte elektronisch prozeßgesteuerte Anlagentechnik vermieden.
  • Durch das neue Verfahren lassen sich gasförmige, oder zumindest bei der einstellbaren Temperatur gasförmige Schwefelverbindungen, an ein Additiv übertragen. Wichtig ist, daß durch die Druck- und Temperaturführung in der Vorlaufstrecke eine Verkokung des Brennstoffes, d.h. eine ungewollte vollständige Entgasung schon vor dem Verbrennungsraum, verhindert werden kann.
  • Da das Feststoff-Additiv selbst nicht brennbar ist, kann es aufgrund seiner besonderen Reaktionsfähigkeit verdampften Schwefel oder gasförmige Schwefelverbindungen bei dem vorgegebenen Verbrennungstemperaturspektrum so festhalten, daß eine Desorbation nicht erfolgt. Von Vorteil ist dabei, daß Brenner, Schornstein und Rauchgasabzug aus weniger gutem Material bestehen können, da sie nicht - wie bisher - dem aggressiven S02-Einfluß ausgesetzt sind.
  • Das Gemisch aus nicht entgasten, aber von den Schwefelbestandteilen befreiten Kohleteilchen bzw. Brennstoffteilchen und Additivteilchen mit dem eingebundenen Schwefel gelangt in einem gut vorgewärmten Zustand in die Brennkammer und entzieht dem Flammkegel dabei nicht so viel Wärmeenergie wie kalt eingeleitete Gemische aus Kohle-Partikeln und Additiv-Partikeln.
  • Erfindungsgemäß ist es möglich, eine nahezu vollwertige Entschwefelung fossiler Brennstoffe vor dem Brenner zu erreichen. Es kann unter besonderen Bedingungen auch eine Restentschwefelung des Brennstoffes in der Brennkammer selbst erfolgen.
  • Besonders gute Ergebnisse erzielt man, wenn hochaktive schwefelbindende Additive verwendet werden, die mittels eines Turbodesintegrationsverfahrens aufbereitet sind. Die Additive müssen mengenmäßig auf den jeweils verwendeten Brennstoff abgestimmt sein. In der Regel werden gute Ergebnisse erzielt, wenn dem Brennstoff wenigstens die vierfache Menge seines Schwefelgehaltes an frisch aufbereitetem hochaktiven Additiv, vorzugsweise Kalkstein- oder Branntkalkmehl mit einer Korngröße 50% unter 30° beigemischt wird.
  • Erfindungsgemäß kann als Brennstoff Kohle verwendet werden, die in einem Turbodesintegrationsverfahren aufbereitet wird.
  • Das Austreiben des Schwefels aus dem Brennstoff und die intensiven Reaktionen zwischen dem ausgetriebenen Schwefel und dem Additiv werden erfindungsgemäß dadurch gefördert, daß der Schwefelübertragungsprozeß in einer Wirbelzone stattfindet, deren Turbulenzen optimale Reaktionszonen aufbauen.
  • Die Anlage zum Erzielen SOx-armer Rauchgase beim Betrieb von Feuerungsanlagen zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung mit einer Einrichtung zum Injizieren von Mischungen aus Brennstoffen und feinteiligen Additiv-Partikeln in die Brennkammer und mit einer Entaschungsanlage, durch die - mit der Asche - auch die mit dem Schwefel beladenen versinterten Additiv-Partikel abgeführt werden, weist ein als Zwischenspeicher für ein inniges Gemisch aus in getrennten Desintegrationsverfahren aufbereiteten Brennstoff- und Additiv-Partikeln ausgebildetes Drucksendegefäß auf. Dieses Drucksendegefäß ist einerseits an eine Leitung für verdichtetes, aufgeheiztes, inertes Transportgas und andererseits über eine Anordnung zum Beladen dieses Transportgases mit dem Gemisch aus Brennstoff-und Additiv-Partikeln, über eine weitere Transportleitung an eine zum Verdampfen des Schwefels auf 500 °C bis 600 °C aufheizbare Vorlaufstrekke angeschlossen. In dieser Vorlaufstrecke findet infolge der Querschnittserweiterung zwischen der Transportleitung und der Vorlaufstrecke eine schockartige Entspannung des Druckes statt. Hierdurch und dadurch, daß die Verweildauer des Gemisches in der Wirbelzone innerhalb der Vorlaufstrecke durch Drossel- bzw. Umlenkvorrichtungen und/oder Siebbleche steuerbar ist, ist man in der Lage, praktisch jeden Brennstoff nach der Erfindung zu entschwefeln.
  • Die Temperatur innerhalb der Vorlaufstrecke muß oberhalb der Gleichgewichtstemperatur von Schwefel und seinem Dampf, vorzugsweise zwischen 500°C bis 600°C eingestellt sein.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Anlage ergeben sich aus den Ansprüchen 16-28. Alle Steuerventile, Mischventile, Dosier- bzw. Drosseleinrichtungen lassen sich elektrisch, aber auch pneumatisch oder hydraulisch, oder über einen Prozeßrechner betätigen, der den gesamten Prozeßablauf in Verbindung mit einem im Rauchgasabzug installierten SOZ Meßgerät - gegebenenfalls auch in Verbindung mit einem in der Vorlaufstrecke installierten Thermometer - steuern kann. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung läßt sich eine optimale Entschwefelung des Brennstoffes ermöglichen, ohne daß vor der Brennkammer eine vollständige Entgasung der Kohle herbeigeführt wird. Die Parameter für den ordnungsgemä-βen Ablauf des Entschwefelungsprozesses lassen sich erfindungsgemäß, beispielsweise der Kohle entsprechend - durch viele Steuer- bzw. Regelmittel optimal einstellen. Erfindungsgemäß sind daher geeignete Meßeinrichtungen, Auswertschaltungen und Steuereinrichtungen vorgesehen, mit deren Hilfe sich die Reaktionstemperatur in der Vorlaufstrecke bzw. in den Reaktionen sowie der Druck optimal einjustieren lassen.
  • Ausführungsbeispiele von Anlagen nach der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert.
  • Es zeigt:
    • Fig. 1 ein prinzipielles Verfahrensfließbild und
    • Fig. 2 ein Verfahrensfließbild eines bevorzugten Ausführungsbeispieles der Erfindung.
  • Fig. 1 zeigt schematisch eine Feuerungsanlage 1, von der eine Brennkammer 2 und ein Rauchgasabzug 6 vereinfacht dargestellt sind. Oberhalb der Brennkammer 2 ist beispielsweise eine Verdampfungsrohrleitung 3 angedeutet.
  • Eine Brennereinrichtung 4 wird über eine Verbrennungsluftzufuhrleitung 11 und ein Fördergebläse 12 auf übliche Weise mit Verbrennungsluft versorgt.
  • Unterhalb der Brennkammer 2 ist schematisch eine an sich bekannte Entaschungsanlage 5 angedeutet.
  • Im Rauchgasabzug 6 sind ein Staubabscheider 7 und ein üblicher SOrMesser 8 vorgesehen.
  • Der Brenneinrichtung 4 wird über eine Transportgasleitung 9 der erforderliche Brennstoff in Form von Gas bzw. Brennstoff-Partikeln aus einer Vorlaufstrecke 27 zugeführt, in welcher feinteiligen, vorzugsweise festen fossilen Brennstoffen, der eingebundene Schwefel entzogen wird. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Vorlaufstrecke 27 eine Doppelwandung 28 auf, die über eine Heizgasleitung 26 und einen Wärmeaustauscher 25 in der Brennkammer 2 sowie über eine weitere Heizgasleitung 24 an einer Rauchgasentnahme 13 im Rauchgasabzug 6 angeschlossen ist. Über die Rauchgasentnahme 13 wird hinter dem Staubabscheider 7 inertes Rauchgas mittels eines Gebläses 15 entnommen, hinter dem sich die Rauchgasleitung 14 in die bereits erwähnte Heizgasleitung 24 und eine Transportgasleitung 16 aufteilt, die später erläutert wird.
  • Im Wärmetauscher 25 wird der Heizgasanteil der entnommenen Rauchgasmenge zum Aufheizen der Vorlaufstrecke 27 auf die vorgegebene Temperatur aufgeheizt. Für den thermodynamisch in der Vorlaufstrecke ablaufenden Prozeß sind Druck und Temperatur so regelbar, daß die Schwefelbestandteile aus dem Brennstoff ausgetrieben werden, ohne daß dabei der Brennstoff, beispielsweise Kohle, entgast. Je nach Größe der Vorlaufstrecke 27 und des verwendeten Additivs zur Aufnahme der aus dem Brennstoff ausgetriebenen Schwefelanteile wird die Temperatur der Vorlaufstrecke 27 zwischen 500° und 600 °C, also oberhalb der Siedetemperatur des Schwefels, gehalten. Die Regulierung der jeweils benötigten Temperatur erfolgt mittels ansich bekannter Temperaturregler, die hier im einzelnen nicht erläutert werden.
  • Innerhalb der Vorlaufstrecke 27 und des durch die Doppelwandung 28 abgeteilten Reaktionsraumes ist ein ansich bekanntes Schwebe-Wirbel- bzw. Fließbett 29 angeordnet, welches über eine Einlaßleitung 30 und ein Steuerventil 31 an die Transportgasleitung 16 angeschlossen ist. Die durch das Gebläse 15 abgesaugte Rauchgasmenge gelangt über die Transportgasleitung 16 und einen Ansaugfilter 17 zu einem Verdichter 18 und anschließend über ein Steuerventil 23 über das Steuerventil 31 in die Einlaßleitung 30 bzw. über eine abgezweigte Leitung an einen Transportgaseinlaß 47 an einem Drucksendegefäß 44.
  • Parallel zum Steuerventil 23 ist ein Wärmetauscher 20 für das Transportgas vorgesehen, welche - wie der Wärmetauscher 25 - in der Brennkammer 2 angeordnet sein kann. Mittels des Steuerventils 23 kann die Temperatur des Transportgases, welches für das Schwebe-Wirbel- bzw. Fließbett 29 abgezweigt wird und auch an den Transportgaseinlaß 47 gelangt, auf an sich bekannte Weise eingestellt bzw. gesteuert werden. Hierbei ist zu beachten, daß die dem Rauchgasabzug entnommenen entstaubten Rauchgase schon eine nicht unbeträchtliche Anfangstemperatur aufweisen. Das Transportgas braucht also nicht ab der relativ kalten Umgebungstemperatur aufgeheizt zu werden.
  • Von Vorteil ist, wenn für beide Zwecke die Temperatur des Transportgases zwischen 500° und 600°C eingestellt wird. Die Temperaturregelung erfolgt beispielsweise durch einen später erläuterten elektronischen Prozeßrechner 55.
  • Die durch die Einlaßleitung 30 in die Vorlaufstrecke 27 gelangenden Gase werden auf übliche, an sich bekannte Weise zur Bildung eines Schwebe-Wirbel- bzw. Fließbettes 29 verwendet, dessen Intensität durch das Steuerventil 31 beeinflußt werden kann.
  • Außerdem kann eine weitere an sich bekannte Dosiervorrichtung 39 vorgesehen sein, mit der eine weitere Beeinflussung des Schwebe-Wirbel- bzw. Fließbettes innerhalb der Vorlaufstrecke 27, so beispielsweise des Druckes innerhalb der Vorlaufstrecke möglich ist.
  • Die innig vermischten Brennstoff- und Additiv-Partikel werden der Vorlaufstrecke 27 über eine Transportgasleitung 49 aus einem bekannten Drucksendegefäß 44 mit einem Einlaßschieber 45 und einem Auslaßschieber 46 zum sicheren Absperren, zugeführt, welches seinerseits über eine Förderleitung 42 an eine in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung nicht erläuterte, an sich bekannte Mischvorrichtung für Kohlenstaub- und Additiv-Partikel, angeschlossen ist. Über eine Zusatzleitung 43 mit einem entsprechenden Steuerventil 48 kann in die Förderleitung 42 nach Bedarf zusätzlich Additiv eingeführt werden.
  • Von Vorteil ist, wenn vor dem Auslaßschieber 46 eine Drosselvorrichtung 38 vorgesehen ist.
  • Alle Steuerventile, vorzugsweise die Steuerventile 23, 31, 48, aber auch die Drosselvorrichtung 38, können beispielsweise über einen allgemein mit 55 bezeichneten elektronischen Prozeßrechner von dem SO27Messer 8 im Rauchgasabzug 6, gegebenenfalls auch durch die Temperatur in der Vorlaufstrecke, beeinflußt werden, so daß sich die Reaktionen in der Vorlaufstrecke, d. h. die Entschwefelung des Brennstoffes und die Einbindung der Schwefelbestandteile in die Additiv-Partikel, voll unter Kontrolle des elektronischen Prozeßrechners 55 abspielen.
  • Sollten beispielsweise die SO27Werte ansteigen, kann über das Steuerventil 48 mehr Additiv dem Gemisch in der Leitung 42 zugesetzt werden. Durch ein beispielsweise in der Vorlaufstrecke 27 angeordnetes Thermometer 21 läßt sich die Temperaturführung über den elektronischen Prozeßrechner 55 beeinflussen, in dem diese auf die Steuerventile 23 und/oder 31 einwirkt. Der elektronische Prozeßrechner 55 steht auch mit den Dosiervorrichtungen 38, 39 in Wirkverbindung, um die Verweilzeit in der Vorlaufstrecke 27 zu beeinflussen. Ohne am Kern der Erfindung etwas zu ändern, kann die Steuerung bzw. Regelung der Brennstoffentschwefelung vor dem Verbrennungsraum 2 auch durch andere Regelanstöße oder auch von Hand erfolgen. Vor und hinter der Vorlaufstrecke 27 sind eine Dosiervorrichtung 34 und ein Drosselventil 59 vorgesehen, die ebenfalls an den elektronischen Prozeßrechner 55 angeschlossen sind. Mit diesen Regel-Organen läßt sich präzise die Verweildauer in der Vorlaufstrekke 27, und auch deren Innendruckverhältnisse regeln.
  • In Fig. 1 ist ein ganz allgemeines Verfahrensfließbild zur Erläuterung des neuen Verfahrens zur Entschwefelung von Brennstoff und einer dafür geeigneten Vorrichtung dargestellt. Wichtig ist, daß zwischen der Vorlaufstrecke 27 und der Brennereinrichtung 4 kurze Leitungen vorgesehen sind, damit sich Brennstoff und Additiv nicht abkühlen und agglomerieren können. Das Fließbild gemäß Fig. 1 läßt erkennen, daß sich mit relativ einfachen Mitteln das neue Brennstoff-Entschwefelungsverfahren mit Hilfe der erläuterten Vorrichtung mit Vorteil sowohl an neuen Feuerungsanlagen, aber auch an vorhandenen Feuerungsanlagen 1 einsetzen läßt. In allen Anwendungsfällen erfolgt eine weitgehende bis vollständige Entschwefelung der Brennstoffpartikel vor der Brennereinrichtung 4. Hierdurch werden die SO,7immissionen im Verbrennungsraum und im Rauchgasabzug 6 sowie die dadurch bedingten Verschmutzungen und Zerstörungen dieser Teile der Kesselanlage auf ein Mindestmaß herabgesetzt bzw. ganz vermieden. Ein Abblasen von S02 in die Atmosphäre findet nicht statt.
  • Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Anlage nach der Erfindung wird nun in Verbindung mit einem Verfahrensfließbild gemäß Fig. 2 erläutert.
  • Soweit in einer Anlage nach Fig. 2 die gleichen Vorrichtungsteile wie in der Anlage nach Fig. 1 eingesetzt werden, und sich auch die entsprechenden Umsetzungen od.dgl. abspielen, wird auf die vorangehende Beschreibung verwiesen.
  • Neu gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel ist, daß in der Transportgasleitung 16 hinter dem Verdichter 18 ein Vorratsbehälter 19 für verdichtetes Transportgas vorgesehen ist, an dessen Ausgang ein Steuerventil 54 für das Transportgas angeschlossen ist. In dem an das Steuerventil 54 angeschlossenen Teil der Transportgasleitung 16 kann ein Sauerstoffmesser 56 vorgesehen sein, der, wenn der Sauerstoffgehalt in der Fördergasleitung 16 zu hoch wird, über ein Steuerventil 51 eine Inertgasquelle 50 zu- und abschaltet, um mehr oder weniger Inertgas in die Transportgasleitung 16 einzuschleusen. Hierdurch wird sichergestellt, daß sich das Gemisch aus Brennstoff-und Additiv-Partikeln nicht vor oder in der Vorlaufstrecke entzünden kann.
  • Hinter einem weiteren Steuerventil 52 teilt sich die Transportgasleitung 16. Eine Bypassleitung 41 ist über eine Heizeinrichtung 37 geführt, in der das Fördergas aufgeheizt wird.
  • Über ein Mischventil 53 zweigt eine Leitung 40 für normal temperiertes Fördegas ab, welche sich mit der Bypassleitung 41 vor dem Transportgaseinlaß 47 in das Drucksendegefäß 44 wieder vereint. Das Steuerventil 52 und das Mischventil 53 lassen sich durch den vom SO,7Messer 8 beeinflußbaren elektronischen Prozeßrechner 55 betätigen, um die Temperatur des Transportgases für die innig vermischten Brennstoff- und Additiv-Partikel einzustellen. Die Heizeinrichtung 37 kann in der Brennkammer 2 angeordnet sein. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist sie in einer Doppelwand 36 eines Wirbelbett-Reaktors 32 eingebaut, die über die Heizgasleitung 26 aufgeheizt wird, in der ein Regulierventil 58 vorgesehen ist, welches beispielsweise von einem Thermometer 57 im Wirbelbett-Reaktor 32 steuerbar ist.
  • Die Temperatur im Wirbelbett-Reaktor wird in Abhängigkeit von den jeweils verfeuerten Brennstoffen eingestellt. Prinzipiell muß die Temperatur so hoch eingeregelt werden, daß mit Sicherheit die Schwefelbestandteile aus den Brennstoff-Partikeln entweichen. Von Vorteil ist, wenn die Temperatur innerhalb des Wirbelbett-Reaktors oberhalb des Siedepunktes von Schwefel liegt. Rasche und gute Ergebnisse lassen sich erzielen, wenn die Temperatur innerhalb des Wirbelbett-Reaktors zwischen 500° und 600°C eingehalten wird.
  • Ein Einlaß 33 des Wirbelbett-Reaktors 32 ist über eine an den Prozeßrechner 55 angeschlossene Dosiervorrichtung 34 und/oder über eine Dosiervorrichtung 39 und über die Transportgasleitung 49 an den Auslaß des Drucksendegefäßes 44 angeschlossen.
  • Innerhalb des temperaturgeführten Wirbelbett-Reaktors 32 ist eine Drossel- bzw. Umlenkeinrichtung 38 angeordnet, hinter der sich ein Wirbelbett 35 aus dem mit den innig vermischten Brennstoff-und Additiv-Partikeln beladenen Transportgas ausbildet. Im Wirbelbett werden die Schwefelbestandteile aus dem Brennstoff ausgetrieben und vom Additiv aufgenommen. Die hierfür erforderliche Verweilzeit läßt sich über die Dosiervorrichtung 34 und/oder über die Dosiervorrichtung 39, aber auch mit Hilfe eines Drosselventils 59 hinter der Vorlaufstrecke 27, beispielsweise von dem elektronischen Prozeßrechner 55 steuern. Infolge der Temperaturführung, des schockartig absinkenden Druckes und der einstellbaren Verweilzeit belädt sich das Additiv mit den Schwefelbestandteilen. Sollten die Schwefelbestandteile, die aus dem Brennstoff ausgetrieben worden sind, nicht in dem erforderlichen Umfang vom Additiv aufgenommen werden, würden sich bei der Verbrennung im Feuerungsraum SO2-Bestandtelle bilden, die vom SOrMesser angezeigt werden. Die Prozeßsteuerung veranlaßt dann entweder über das Steuerventil 48 mehr Additiv-Pulver in die Leitung 42 einzugeben, die Verweilzeit in dem Wirbelbett-Reaktor zu verlängern, die Reaktionstemperatur zu erhöhen oder aber den Druckunterschied zwischen der Transportleitung 49 und der Vorlaufstrecke 27 zu verändern.
  • In der Förderleitung 42 für die innig vermischten Brennstoff- und Additiv-Partikel kann über eine Zusatzleitung 43 und über ein Steuerventil 48 eine zusätzliche Menge Additiv-Partikel eingegeben werden. Das Steuerventil 48 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel ebenfalls an den elektronischen Prozeßrechner 55 angeschlossen, um stets den für die Entschwefelung notwendigen Überschuß an Additiv-Partikeln im Gemisch sicherzustellen. Von Vorteil ist, wenn wenigstens die vierfache Menge des im Brennstoff eingebundenen Schwefels an Additiv-Partikeln für die Einbindung der Schwefelbestandteile zur Verfügung steht.
  • Ohne am Kern der Erfindung etwas zu ändern, können die in den Fig. 1 und 2 dargestellten Anlagen auch miteinander kombiniert werden, wenn es der verwendete Brennstoff erfordert, daß hinter dem Wirbelbett-Reaktor 32 in einer Reaktionsstrecke 27 eine Restentschwefelung des Brennstoffes vorgenommen werden muß, bevor in der Brennkammer 2 eine schädliche Verbrennung des Schwefels zu S02 erfolgt. Von großem Vorteil ist, wenn als Brennstoff Kohlenstaub-Partikel eingesetzt werden, die beispielsweise mittels des Turbo-Desintegrationsverfahrens mit Prallgeschwindigkeiten von über 100 m/sec. und einer Korngrö-βe möglichst 50% unter 40 µ aus Kohle aufbereitet worden sind. Besonders gute Ergebnisse erzielt man, wenn die Aufbereitung der Kohlepartikel bei Prallgeschwindigkeiten über 200 m/sec. erfolgt. Die Kohlepartikel-Oberflächen sind dann nicht - wie beispielsweise bei einer Zerkleinerung der Kohle in Kugelmühlen - verdichtet, sondern zur Vorbereitung einer wirkungsvolleren Entschwefelung «aufgebrochen». Die in den Vorlaufstrecken nach der Erfindung praktizierte Temperatur und Druckführung bewirkt lediglich ein Austreiben der Schwefelbestandteile, nicht aber eine gleichzeitige volle Entgasung des Brennstoffes. Über die kurze Entfernung zwischen der Vorlaufstrecke und dem Brennerraum in den Kesselraum 2 geführte Brennstoff-Partikel sind demnach nicht verkokt, sondern vollwertiger, vom Schwefel befreiter Brennstoff.
  • Hochaktive schwefelbindende Additive, beispielsweise Kalksteinmehl, Branntkalkmehl oder Calciumhydroxid-Pulver erhält man ebenfalls durch eine Aufbereitung dieser Additive mittels des Turbo-Desintegrationsverfahrens bei hohen Aufprallgeschwindigkeiten bis über 200 m/sec. Bei dieser Aufbereitung erzielt man Korngrößen von 50% unter 30 11m. Die Additiv-Partikel haben nicht, wie bei einer Zerkleinerung in Kugelmühlen, eine verdichtete, sondern Bruchstruktur aufweisende Oberfläche, die hochaktiv ist. Sie kann sich bei den eingehaltenen Temperaturen und während der einstellbaren Verweilzeit mit den ausgetriebenen Schwefelbestandteilen schneller sättigen.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung läßt es zu, ohne Schwierigkeiten auf unterschiedliche Brennstoffe eingestellt zu werden. Man ist imstande, die Bestandteile von Brennstoff-Partikeln im Gemisch zu variieren und auch die Temperaturführung und die Verweilzeit in den Vorlaufstrecken optimal an den Brennstoff und seinen Schwefelgehalt anzupassen. Durch Entnahme des Transportgases aus dem Rauchgasabzug 6 steht schon sauerstoffarmes Gas für die pneumatische Förderung zur Verfügung. Das Gemisch kann sich nicht entzünden. Sollte der Sauerstoffgehalt im Transportgas gleichwohl die aus Sicherheitsgründen einzuhaltenden Werte überschreiten, kann dem auch dem Rauchgas entnommenen Transportgas zusätzlich Inertgas beigegeben werden.
  • Bevor der so behandelte Brennstoff im Verbrennungsraum verbrennt, ist ihm der Schwefel weitgehend entzogen, so daß im Verbrennungsraum S02 nicht mehr in gefährdender Konzentration gebildet werden kann oder überhaupt nicht mehr vorhanden ist.
  • Für beide Ausführungsbeispiele der Erfindung gilt ganz allgemein noch das Folgende:
  • Der Brennstoff und das Additiv werden in getrennten Desintegrationsverfahren aufbereitet. Dabei erfolgt die Aufbereitung bzw. Zerkleinerung des Brennstoffes in einer Inertgasatmosphäre, vor allem um eine Selbstentzündung des Brennstoffes zu verhindern. Die Aufbereitung der Additive hingegen erfolgt in normaler Luft- bzw. Sauerstoffatmosphäre, in der sich Sauerstoff an die Additiv-Partikel anlagern kann, der wesentlich zur Aktivierung der Additiv-Partikel beiträgt und eine Anbindung der Schwefelbestandteile an das Additiv fördert.
    • Liste der verwendeten Bezeichnungen
    • 1 Feuerungsanlage
    • 2 Brennkammer
    • 3 Verdampfungsrohrleitung
    • 4 Brennereinrichtung
    • 5 Entaschungsanlage
    • 6 Rauchgasabzug
    • 7 Staubabscheider
    • 8 SOrMesser
    • 9 Transportgasleitung
    • 10
    • 11 Verbrennungsluftzufuhr
    • 12 Fördergebläse
    • 13 Rauchgasentnahme
    • 14 Rauchgasleitung
    • 15 Gebläse
    • 16 Transportgasleitung
    • 17 Absaugfilter
    • 18 Verdichter
    • 19 Vorratsbehälter für verdichtetes Transportgas
    • 20 Wärmetauscher für verdichtetes Transportgas
    • 21 Thermometer
    • 22
    • 23 Steuerventil
    • 24 Heizgasleitung
    • 25 Wärmetauscher
    • 26 Heizgasleitung
    • 27 Vorlaufstrecke
    • 28 Doppelwandung
    • 29 Schwebe-Wirbel-Fließbett
    • 30 Einlaßleitung
    • 31 Steuerventil
    • 32 Wirbelbett-Reaktor
    • 33 Einlaß
    • 34 Dosiervorrichtung
    • 35 Wirbelbett
    • 36 Doppelwand
    • 37 Heizeinrichtung für Transportgas
    • 38 Drosselvorrichtung
    • 39 Dosiervorrichtung
    • 40 Transportgasleitung für normal temperiertes Transportgas
    • 41 Transportgasleitung für aufgeheiztes Transportgas (Bypassleitung)
    • 42 Förderleitung
    • 43 Zusatzleitung
    • 44 Drucksendegefäß
    • 45 Einlaßschieber
    • 46 Auslaßschieber
    • 47 Transportgaseinlaß
    • 48 Steuerventil für Additiv-Zusatz
    • 49 Transportgasleitung
    • 50 Inertgasquelle
    • 51 Steuerventil Inertgas
    • 52 Steuerventil Transportgas
    • 53 Mischventil
    • 54 Steuerventil Transportgas
    • 55 elektronischer Prozeßrechner
    • 56 Sauerstoff-Messer
    • 57 Thermometer
    • 58 Regulierventil
    • 59 Drosselventil

Claims (29)

1. Verfahren zum Erzielen SOx-armer Rauchgase in mit feinteiligen kohlenstoffhaltigen Brennstoffen, insbesondere Kohle, betriebenen Feuerungsanlagen, bei dem der im Brennstoff enthaltene Schwefel in ein feinteiliges Additiv, vorzugsweise Kalksteinmehl (CaCOa), Branntkalkmehl (CaO) oder Calcium-Hydroxidpulver (Ca(OH)2) eingebunden und anschließend in der Brennkammer der entschwefelte Brennstoff verbrannt und die mit dem Schwefel beladenen Additiv-Partikel versintert und mit der Asche abgeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoff und das Additiv in getrennten Desintegrationsverfahren aufbereitet werden, daß danach dem desintegrierten Brennstoff eine seinem Schwefelgehalt entsprechende Menge an frisch aufbereitetem Additiv beigemischt wird, daß anschließend dieses Brennstoff-Additiv-Gemisch von einem unter einem steuerbaren Überdruck stehenden und aufgeheizten Transportgas - unter Aufrechterhaltung der Vermischung - zu einem als Vorlaufstrecke (27, 32) ausgebildeten Reaktor transportiert wird, in dem sich der Transportgasdruck plötzlich entspannt und in einer sauerstoffarmen Inertgasatmosphäre innerhalb eines regelbaren Temperaturbereiches oberhalb des Siedepunktes von Schwefel die Verweildauer des Gemisches dem ablaufenden thermodynamischen und reaktionskinetischen Schwefelübertragungsprozeß angepaßt wird, bei dem der Schwefel aus dem Brennstoff ausgetrieben wird und die Additive mit dem Schwefeldampf bzw. den gasförmigen Schwefelverbindungen beladen werden, woraufhin der in die Brennkammer eingeblasene weitgehend von Schwefel befreite Brennstoff bei einer Temperatur vebrannt wird, bei der die Beladung der ebenfalls in die Brennkammer eingeblasenen Additiv-Partikel mit dem Schwefeldampf bzw. den gasförmigen Schwefelverbindungen bis zur Versinterung erhalten bleibt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Desintegration des Brennstoffes in einer Inertgasatmosphäre, die Desintegration des Additivs hingegen in einer normalen Luft- bzw. Sauerstoffatmosphäre erfolgen.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die hochaktiven schwefelbindenden Additive mittels der Desintegrationstechnik mit hohen Prallgeschwindigkeiten aufbereitet sind, vorzugsweise mittels der Turbo-Desintegrationstechnik mit Prallgeschwindigkeiten über 100 m/sec.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Brennstoff wenigstens die vierfache Menge seines Schwefelgehaltes an frisch aufbereitetem hochaktiven Additiv mit einer Korngröße 50% unter 30 11m beigemischt wird.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß als Brennstoff feinteilige Kohle verwendet wird, die mittels der Turbo-Desintegrationstechnik mit Prallgeschwindigkeiten von über 100 m/sec. zu Kohlenstaub mit einer Korngröße 50% unter 40 11m aufbereitet ist.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß der Transport des Gemisches aus Kohlenstaub und feinteiligem Additiv mittels eines aufgeheizten, sauerstoffarmen inerten Transportgases erfolgt.
7. Verfahren nach den Ansprüchen 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorlaufstrecke (27, 32) auf eine Temperatur zwischen 500° und 600°C aufgeheizt wird.
8. Verfahren nach den Ansprüchen 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß zum Transport des Gemisches aus Kohlenstaub und feinteiligem Additiv sowie zum Aufheizen der Vorlaufstrecke (27, 32) entstaubtes, inertes Rauchgas aus dem Rauchgasabzug (6) der Kesselanlage (1) entnommen wird.
9. Verfahren nach den Ansprüchen 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Teilmenge des Transportgasanteils der entnommenen Rauchgasmenge auf eine Temperatur zwischen 500° und 600°C aufgeheizt und vor der Übernahme der Transportfunktion zur Temperaturregelung mit einer nicht aufgeheizten Transportgasmenge vermischt wird.
10. Verfahren nach den Ansprüchen 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß der Transportgasanteil der entnommenen Rauchgasmenge bei Aufnahme der Transportfunktion einen Überdruck zwischen 4 und 6 bar aufweist.
11. Verfahren nach den Ansprüchen 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß die gasdicht ausgebildete Vorlaufstrecke ein Schwebe-Wirbel- oder Fließbett (29) und/oder einen Wirbelbett-Reaktor (32) einschließt, in welchem das Wirbelbett (35) durch Verwirbelung des mit dem Kohlenstaub-Additiv-Gemisches beladenen Transportgases gebildet und/oder durch Einblasen von erhitztem Rauchgas in den mit dem Kohlenstaub-Additiv-Gemisch beladenen Transportgasstromes aufgebaut wird.
12. Verfahren nach den Ansprüchen 1-11, dadurch gekennzeichnet, daß das Kohlenstaub-Additiv-Mischungsverhältnis in Abhängigkeit von S02-Messungen im Rauchgasabzug der Feuerungsanlage gesteuert wird.
13. Verfahren nach den Ansprüchen 1-12, dadurch gekennzeichnet, daß dem Transportgas bei unzulässiger Erhöhung seines Sauerstoffgehaltes Inertgas zugesetzt wird.
14. Verfahren nach den Ansprüchen 1-13, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennung des Brennstoffes in der Brennkammer bei einer Temperatur zwischen 18500C und 1250°C erfolgt.
15. Verfahren nach den Ansprüchen 1-14, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwefel in der Vorlaufstrecke schockartig mit der Entspannung des Transportgasdruckes von 4-6 bar auf 0,25 bar aus dem Brennstoff ausgetrieben wird.
16. Verfahren nach den Ansprüchen 1-15, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Schwefeldampf bzw. den gasförmigen Schwefelverbindungen beladenen Additiv-Partikel schockartig in der Brennkammer versintert werden.
17. Vorrichtung zum Erzielen SOx-armer Rauchgase beim Betrieb von Feuerungsanlagen zur Durchführung der Verfahren nach den Ansprüchen 1-16 mit einer Einrichtung zum Injizieren von Mischungen aus Brennstoffen und feinteiligen Additiv-Partikeln in die Brennkammer und mit einer Entaschungsanlage, durch die mit der Asche auch die mit dem Schwefel beladenen versinterten Additiv-Partikel abgeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß ein als Zwischenspeicher für ein inniges Gemisch aus in getrennten Desintegrationsverfahren aufbereiteten Brennstoff- und Additiv-Partikeln ausgebildetes Drucksendegefäß (44) einerseits an eine Leitung (16) für verdichtetes, aufgeheiztes inertes Transportgas und andererseits über eine Anordnung (38, 46) zum Beladen dieses Transportgases mit dem Gemisch aus Brennstoff- und Additiv-Partikeln und über eine Transportleitung (49) an eine auf die zum Verdampfen des Schwefels hinreichende Temperatur aufheizbare Vorlaufstrecke (27; 29, 32) angeschlossen ist, in der sich der Transportgasdruck gegenüber demjenigen in der Transportleitung (49) entspannt und die Verweildauer des Gemisches in der Wirbelzone durch Drossel- bzw. Umlenkvorrichtungen (34, 38, 59) und/oder Siebbleche (39) steuerbar ist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß zum Aufheizen der Vorlaufstrecke (27; 29, 32) und als Transportgas für das Gemisch aus Brennstoff- und Additiv-Partikeln Rauchgas verwendet wird, zu dessen Entnahme (13) ein Gebläse (15) vorgesehen ist, das hinter einem Staubabscheider (7) in einem Rauchgasabzug (6) der Feuerungsanlage (1) angeschlossen ist.
19. Vorrichtung nach den Ansprüchen 17 und 18, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Rauchgasleitung (14) hinter dem Gebläse (15) in eine Heizgasleitung (24) und eine Transportgasleitung (16) verzweigt.
20. Vorrichtung nach den Ansprüchen 17-19, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizgasleitung (24) über einen im Verbrennungsraum (2) der Feuerungsanlage (1) angeordneten Wärmetauscher (25) an die Heizeinrichtung (28) für die Vorlaufstrecke (27; 29, 32) angeschlossen ist.
21. Vorrichtung nach den Ansprüchen 17-20, dadurch gekennzeichnet, daß die Transportgasleitung (16) über einen Verdichter (18) an einen Vorratsdruckbehälter (19) für das Transportgas angeschlossen ist.
22. Vorrichtung nach den Ansprüchen 17-21, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Vorratsdruckbehälters (19) über ein Steuerventil (54) und ein Mischventil (53) zur Druck- bzw. Temperaturregelung des Transportgases an das Drucksendegefäß (44) angeschlossen ist, und daß vor dem Mischventil (53) aus der Transportgasleitung (16) eine Bypass-Leitung (41) abzweigt, die über eine Heizeinrichtung (37) geführt und vor dem Anschluß der Transportgasleitung (40) an das Drucksendegefäß (44) wieder mit dieser verbunden ist.
23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung (37) zur Aufheizung des durch die Bypass-Leitung (41) geführten Transportgasanteiles in der beheizten Vorlaufstrecke (27; 29, 32) angeordnet ist.
24. Vorrichtung nach den Ansprüchen 17-23, dadurch gekennzeichnet, daß an den Ausgang des Vorratsdruckbehälters (19) über ein Steuerventil (52) eine Inertgasquelle (50) angeschlossen ist.
25. Vorrichtung nach den Ansprüchen 17-24, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingang und der Ausgang des Drucksendegefäßes (44) zum Beladen des Transportgases mit dem Gemisch aus Brennstoff- und Additiv-Partikeln durch einen Einlaß-Schieber (45) und einen Auslaß-Schieber (46) verschließbar sind.
26. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorlaufstrecke einen Wirbelbett-Reaktor (32) mit Prall- und Leiteinrichtungen (35, 36) und/oder ein Schwebe-Wirbel- oder Fließbett (29) mit einem zusätzlichen Einlaß (30) für Rauchgas sowie eine steuerbare Drossel- bzw. Dosiervorrichtung (59/39) für Transportgas einschließt.
27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Wirbelbett-Reaktor (32) eine Doppelwand (36) aufweist, die an die Heizgasleitung (24, 26) angeschlossen ist, und in der die Heizeinrichtung (37) für den durch die Bypass- Leitung (41) geführten Transportgasanteil angeordnet ist.
28. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (51) für die Inertgasquelle (50) mit einem Sauerstoff-Messer (56) in der Transportgasleitung (16) in Wirkverbindung steht.
29. Vorrichtung nach den Ansprüchen 17-28, gekennzeichnet durch einen SOrMesser (8) im Rauchgasabzug (6), der, gegebenenfalls zusammen mit einem Thermometer (21) in der Vorlaufstrecke (27), über einen elektronischen Prozeßrechner (55) mit dem Steuerventil (54) für Transportgas hinter dem Vorratsbehälter (19) für verdichtetes Transportgas, einem weiteren Steuerventil (23) für Transportgas, einem Steuerventil (48) in einer Zusatzleitung (43) für Additiv sowie die Dosiervorrichtung (34, 59) vor bzw. hinter der Vorlaufstrecke (27; 29, 32) sowie einem Steuerventil (31) und Drossel- bzw. Dosiervorrichtungen (38, 39) in Wirkverbindung steht.
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