WO2002023088A1 - Verfahren zur regenerierung von schwefelhaltigem reststoff und zur durchführung des verfahrens geeigneter zerstäubungsbrenner - Google Patents

Verfahren zur regenerierung von schwefelhaltigem reststoff und zur durchführung des verfahrens geeigneter zerstäubungsbrenner Download PDF

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residue
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Gerhard Gross
Heinz Gruenig
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Messer Griesheim Gmbh
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Definitions

  • the present invention relates to a method for the regeneration of sulfur-containing residue by introducing a drop stream containing the residue into a reactor and feeding it to a reaction zone of hot flue gases, which are generated by burning a fuel, and heating it therein, so that sulfur-containing compounds of the residue are thermally heated to be split.
  • the invention relates to an atomizing burner for carrying out the method, comprising a central inner nozzle for the supply of sulfur-containing residue, which is surrounded by an outer nozzle
  • sulfur-containing residues e.g. used sulfuric acids (so-called “waste sulfuric acids”), ammonium sulfate solutions
  • the residues are fed to a heating zone of a refractory-lined reactor produced by hot flue gases, hereinafter also referred to as "cracking furnace", and thermally therein with the formation of sulfur dioxide split.
  • the heating zone is created by burning a fuel with an oxygen-containing oxidizing agent.
  • the process gases containing sulfur dioxide are further processed according to the prior art to sulfuric acid, oleum or sulfur dioxide.
  • reactors Two different types of reactors are used, which differ primarily in the process gas flow; namely vertically or horizontally flowed cracking furnaces.
  • burners for generating the hot flue gases are flanged directly to the furnace wall in one or more planes radially or tangentially.
  • the flame only develops in the cracking furnace, which means that CO and soot can be formed if combustion is incomplete and there is a risk of browning of the sulfuric acid produced.
  • slitting systems of a newer type are used instead of the directly flanged burners upstream combustors called combustors.
  • Combustors generate an approximately 2000 ° C, fully reacted flue gas.
  • one or more burners or combustors are usually flanged directly to the front wall.
  • the flame or flue gas emerges horizontally.
  • Fuel gases and liquid fuels preferably with a high sulfur content, such as e.g. Heating oil S in question. If it is necessary to increase sulfuric acid production, liquid sulfur is also added as fuel, which burns directly in the cracking furnace to produce sulfur dioxide. Air is usually used as the oxidation medium, which is added to the burner cabinet either at ambient temperature or recuperatively heated.
  • Acid is introduced into the cracking furnace by pressure atomizers, compressed air atomizers or rotary atomizers, which are made of acid-resistant materials.
  • the inert nitrogen component must also be heated to the gap temperature of approx. 1000 ° C, which leads to an additional increase in energy consumption and a reduction in the sulfur dioxide concentration, as well as an increase in the process gas volume.
  • the specific disposal costs per ton of waste acid can be reduced by increasing the sulfur dioxide concentration in the process gas.
  • Higher sulfur dioxide concentrations can be achieved either by concentrating the sulfur-containing residues in a separate system or by reducing the inert nitrogen content in the combustion air, which is usually achieved by using oxygen as the oxidation medium.
  • oxygen as the oxidation medium.
  • Oxygen enrichment and / or oxygen injection increases the flame temperature, which can damage the burners and / or the refractory lining.
  • a fuel / oxygen burner fuels such as oil or fuel gas are burned with oxygen using a suitable burner and mixed with oxygen.
  • the oxygen burners can also be integrated in the reactor instead of air burners.
  • the very high flame temperatures of up to 2900 ° C give rise to the same problems as with the previously mentioned processes.
  • water-cooled oxygen burners are maintenance-intensive because corrosion damage can occur on the cooled surface due to the condensation of sulfuric acid.
  • the invention is therefore based on the object of specifying a process for the regeneration of sulfur-containing residues in which oxygen can be introduced into the cracking furnace without the above disadvantages and limitations as an additional oxidation medium for increasing the performance and improving the economy. Furthermore, the invention is based on the object of specifying an atomizing burner which is suitable for carrying out the method and has a long service life.
  • this object is achieved according to the invention, starting from the methods mentioned at the outset, in that a fuel-containing drop stream is introduced into the reactor at the same time as the residue-containing drop stream and is fed to a pre-reaction zone which is generated by introducing an oxygen-rich gas stream, where the residue in the pre-reaction zone is partially thermally split and then fed to the reaction zone.
  • the droplet stream containing residual material and the droplet stream containing fuel are fed to a pre-reaction zone. This is generated by the residual substance and fuel reacting in finely divided form with the oxygen-rich gas.
  • the sulfur-containing residue is partially split in the pre-reaction zone and then introduced into the higher temperature reaction zone consisting of the hot flue gases, in which the sulfur-containing residue is completely thermally split.
  • the pre-reaction zone is decoupled from the actual reaction zone.
  • the pre-reaction zone is created by burning fuel with the oxygen-rich gas stream.
  • the fuels for forming the pre-reaction zone and the actual reaction zone can be identical.
  • the oxygen-rich gas stream is pure oxygen or an oxygen / air mixture with an oxygen concentration between 25 vol.% And 100 vol.%.
  • the thermal cleavage of the residue in the actual reaction zone can take place at low reaction temperatures, which results in low nitrogen oxide formation at high reaction rates in the overall process.
  • the reaction products from the pre-reaction zone which have not yet been completely split are transferred to the actual reaction zone at a higher temperature, in which the reaction products are completely split and combusted without additional nitrogen oxides being formed.
  • the temperature in the pre-reaction zone can be regulated by separately adjusting the flow of sulfur-containing residues, fuel and oxygen-rich gas. These are set independently of one another such that the temperature in the pre-reaction zone is within the preferred temperature ranges mentioned.
  • a reducing atmosphere is preferably maintained in the first reaction zone in that the oxygen content in the pre-reaction zone is adjusted substoichiometrically with respect to oxidizable components of the residue and the fuel.
  • An atomization medium is understood here to mean the media supplied to the atomizer, which directly or indirectly participate in the atomization of residual material and fuel. In particular, this also includes media that are supplied to the atomizer with the aim of enveloping the atomizing cone that forms during atomization. Pressure atomizers, rotary atomizers or injector atomizers are used as atomizers.
  • a residue / fuel mixture is expediently introduced into the reactor in the form of a residue / fuel drop stream.
  • a residue / fuel mixture is generated outside the reactor.
  • This is fed to an atomizer to form the residue / fuel drop stream and is introduced into the pre-reaction zone by means of this.
  • the oxygen-rich gas stream is fed to the pre-reaction zone together with this mixture or separately.
  • the oxygen-rich gas stream envelops the residual material / fuel drop stream as an envelope gas stream and penetrates it, forming the first reaction zone.
  • the enveloping gas stream in this sense is wholly or partly formed by the oxygen-rich gas stream or a part thereof.
  • the enveloping gas stream is expediently also used in whole or in part as a secondary atomizing medium for the residue / fuel mixture.
  • An embodiment of the method according to the invention in which the envelope gas stream is partially formed by an air stream has proven particularly useful, the oxygen content in the envelope gas stream being set between 25% by volume and 100% by volume.
  • the oxygen content in the envelope gas stream is adjusted by the ratio of the flow volumes of the air stream and the oxygen-rich gas stream and its oxygen content.
  • an atomizing burner for atomizing the residual material which has a central inner nozzle for the Has supply of the residue / fuel mixture, which is coaxially surrounded by a protective gas nozzle and an annular gap nozzle for the supply of the oxygen-rich envelope gas stream, wherein protective gas is passed through the protective gas nozzle.
  • the inert gas introduced through the inert gas nozzle serves to shield the central inner nozzle from the oxygen-rich envelope gas stream.
  • the inner nozzle can be made of a material that would be oxidized quickly if it came into contact with the oxygen-rich envelope gas stream at the prevailing high temperatures.
  • the oxygen-rich gas stream comprises a preheated hot air stream and an oxygen-rich gas stream conducted separately therefrom.
  • the oxygen content of the oxygen-rich gas stream is preferably at least 80% by volume.
  • the object specified above is achieved according to the invention starting from the atomizing burner described at the outset in that between the inner nozzle and the
  • a protective gas nozzle coaxially surrounding the inner nozzle is provided, and the inner nozzle is connected to an inlet for a residue / fuel mixture and the outer nozzle is connected to an inlet for an oxygen-rich gas stream.
  • a protective gas nozzle is provided between the inner nozzle and the outer nozzle.
  • the protective gas nozzle coaxially surrounds the inner nozzle. This makes it possible to introduce a protective gas through the protective gas nozzle, to which the inner nozzle is inert and which shields the inner nozzle from the environment from the outside. This in turn makes it possible to design the inner nozzle from a material which is resistant to the sulfur-containing residue but not stable to the medium emerging from the outer nozzle.
  • the inner nozzle is connected to an inlet for a residue / fuel mixture and the outer nozzle is connected to an inlet for an oxygen-rich gas stream.
  • the oxygen-rich gas stream in the sense of the present invention has an oxygen content between 25 vol.% and 100 vol.%.
  • the atomizing burner according to the invention enables the residual material to be atomized while introducing the oxygen-rich gas stream or a part thereof through the outer nozzle, the inner nozzle being able to be shielded from the oxygen-rich gas stream by introducing a suitable protective gas through the protective gas nozzle. It is thus possible to design the inner nozzle from a material that is otherwise susceptible to corrosion under the ambient conditions.
  • the inner nozzle is preferably made of zirconium.
  • Zirconium is characterized by high acid resistance and wear resistance, but is quickly oxidized or even ignited at high temperatures (e.g. at 1000 ° C) due to its affinity in pure oxygen, which is avoided by the medium introduced through the protective gas nozzle.
  • a further improvement of the atomizing burner results from the fact that swirl devices are provided in the outer nozzle.
  • the swirl devices bring about an additional secondary atomization of the residue / fuel mixture.
  • Atomizing burner in which the outer nozzle is designed as an annular gap which coaxially surrounds the protective gas nozzle.
  • the outer nozzle is designed as an annular gap in which a large number of individual nozzles distributed around the outer circumference of the protective gas nozzle are arranged.
  • the first gas can be preheated air and the second gas an oxygen-rich gas stream in the sense of this invention, with an oxygen content of preferably at least 80% by volume.
  • FIG. 1 shows the atomizing burner according to the invention in a first
  • FIG. 2 shows the atomizing burner according to FIG. 1 in a top view of the opening of the atomizing nozzle
  • Figure 3 shows a second embodiment of the invention
  • Atomizing burner with an outer nozzle with swirl device Atomizing burner with an outer nozzle with swirl device
  • FIG. 4 shows the atomizing burner according to FIG. 3 in a top view of the opening of the atomizing nozzle
  • Figure 5 shows a third embodiment of the invention
  • Atomizing burner with an outer nozzle with individual nozzles arranged therein, and
  • FIG. 6 shows the atomizing burner according to FIG. 5 in a top view of the opening of the atomizing nozzle.
  • the atomization burner shown in FIG. 1 has a central inner nozzle 1, which is coaxially surrounded by an annular-shaped separation gas nozzle 2 and by another annular-shaped outer nozzle 3.
  • the inner nozzle 1 has an inlet 4 for a mixture of sulfur-containing residue and fuel, such as light or heavy heating oil, waste oil or solvent, the separating gas nozzle 2 is provided with an air inlet 5, and the outer nozzle 3 with an inlet 6 for an oxygen / air Mixture whose oxygen content can be regulated between 20.6 vol.% And 100 vol.%.
  • the inner nozzle is formed by a tube 8 made of zircon, which tapers conically in the direction of the nozzle opening 7.
  • the other walls of the nozzles (2; 3) consist of heat-resistant, sulfur-resistant, high-alloy stainless steel in the form of two coaxial tubes (9; 10).
  • the top view of the atomizing nozzle according to FIG. 2 shows the coaxial arrangement of the individual tubes (8; 9; 10) and the nozzles (1, 2, 3) of the atomizing burner according to FIG. 1.
  • a swirl device in the form of lamellae 12 is provided in the lower region of the outer nozzle 3, just before the nozzle opening 7, which are set up obliquely in the flow direction 13 inside the outer nozzle 3.
  • the top view of the atomizing nozzle according to FIG. 4 shows the coaxial arrangement of the individual tubes (8; 9; 10) and the nozzles (1, 2, 3) as well as the fins 12 within the outer nozzle 3 of the atomizing burner according to FIG. 3.
  • FIG. 5 shows an embodiment of the invention
  • Atomizing burner in which a multiplicity of individual nozzles 14 (in the exemplary embodiment there are eight individual nozzles 14) with a circular cross section run inside the annular-shaped outer nozzle 3.
  • the individual nozzles 14 are evenly distributed around the separating gas nozzle 2. They are formed by pipes made of austenitic material, which are connected to an oxygen inlet 15 by their upper end facing away from the nozzle opening 7.
  • the outer nozzle 3 is connected to an inlet 16 for hot air.
  • This arrangement of the individual nozzles separates the oxygen from the preheated air up to the nozzle opening 7. It can be of any height Amounts of oxygen or air can be safely added to the furnace for safety reasons.
  • the top view of the opening of the atomizing nozzle according to FIG. 6 shows the coaxial arrangement of the individual tubes (8; 9; 10) and the nozzles (1, 2, 3) and the arrangement of the circular individual nozzles 14 around the separating gas nozzle 2 in the atomizing burner Figure 5 can be seen.
  • an existing splitting plant with a vertically flowed cracking furnace is used, in which the residues are sprayed onto the furnace head and the process gas flows through the cracking furnace from top to bottom.
  • the cracking furnace is fired with two tangentially arranged combustors with heating oil S as fuel and preheated air as the oxidizing medium.
  • the residue sprayed from above through the atomizer nozzle is thermally split in the hot flue gases generated by the combustors.
  • Example 3 was the same composition of the residue as in Example 3.
  • Example 1 the throughput of sulfur-containing residue increased by 33.3% from 12 m 3 / h to 16 m 3 / h.
  • the amount of oxygen was 2000 m 3 / h.
  • the energy required for the additional cleavage was fed to the sulfur-containing residue via the atomizing burner according to the invention, which is shown in FIGS. 1 and 2, by admixing 510 kg / h of heating oil S and introduced into the pre-reaction zone.
  • the degree of splitting was slightly higher, as can be seen from the S ⁇ 3 values.
  • a rise in temperature at the furnace head was not observed.
  • the temperature at the cracking furnace exit was constant.
  • the S ⁇ 2 concentration rose from 8.3 vol.% To 11.4 vol.% With an almost constant process gas volume flow.
  • the nitrogen oxide concentration was somewhat lower relative to the S0 2 content. The results obtained are tabulated below.

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Abstract

Bei einem bekannten Verfahren zur Regenerierung von schwefelhaltigem Reststoff, wird ein den Reststoff enthaltender Tropfenstrom in einen Reaktor eingeleitet und einer Reaktionszone aus heissen Rauchgasen, die durch Verbrennung eines Brennstoffs erzeugt werden, zugeführt und darin erhitzt, so dass schwefelhaltige Verbindungen des Reststoffs thermisch gespalten werden. Hiervon ausgehend wird eine Leistungssteigerung und Verbesserung der Wirtschaftlichkeit des Verfahrens dadurch erreicht, dass gleichzeitig mit dem reststoffhaltigen Tropfenstrom ein brennstoffhaltiger Tropfenstrom in den Reaktor eingeleitet und einer Vor-Reaktionszone, die durch Einleitung eines sauerstoffreichen Gasstroms erzeugt wird, zugeführt wird, wobei der Reststoff in der Vor-Reaktionszone teilweise thermisch gespalten und anschliessend der Reaktionszone zugeführt wird. Ein zur Durchführung des Verfahrens geeigneter Zerstäubungsbrenner mit hoher Standzeit zeichent sich dadurch aus, dass zwischen der Innendüse und der Aussendüse eine die Innendüse koaxial umgebende Schutzgasdüse vorgesehen ist, und dass die Innendüse mit einem Einlass für ein Reststoff/Brennstoff-Gemisch, und die Aussendüse mit einem Einlass für einen sauerstoffreichen Gasstrom verbunden ist.

Description

Verfahren zur Regenerierung von schwefelhaltigem Reststoff und zur Durchführung des Verfahrens geeigneter Zerstäubungsbrenner
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regenerierung von schwefelhaltigem Reststoff, indem ein den Reststoff enthaltender Tropfenstrom in einen Reaktor eingeleitet und einer Reaktionszone aus heißen Rauchgasen, die durch Verbrennung eines Brennstoffs erzeugt werden, zugeführt und darin erhitzt wird, so dass schwefelhaltige Verbindungen des Reststoffs thermisch gespalten werden.
Weiterhin betrifft die Erfindung einen Zerstäubungsbrenner zur Durchführung des Verfahrens, umfassend eine zentrale Innendüse für die Zufuhr von schwefelhaltigem Reststoff, die von einer Außendüse umgeben ist
Nach dem Stand der Technik erfolgt die Aufarbeitung schwefelhaltiger Reststoffe, wie z.B. gebrauchter Schwefelsäuren (sogenannter„Abfallschwefelsäuren"), Ammoniumsulfatlösungen, durch thermische Spaltung in sogenannten Spaltanlagen. Die Reststoffe werden hierbei einer durch heiße Rauchgase erzeugten Erhitzungszone eines feuerfest ausgekleideten Reaktors, im folgenden auch als „Spaltofen" bezeichnet, zugeführt und darin unter Bildung von Schwefeldioxid thermisch gespalten. Die Erhitzungszone wird durch Verbrennung eines Brennstoffs mit einem sauerstoffhaltigen Oxidationsmittel erzeugt. Die schwefeldioxidhaltigen Prozessgase werden nach dem Stand der Technik zu Schwefelsäure, Oleum oder Schwefeldioxid weiterverarbeitet.
Es sind zwei unterschiedliche Reaktortypen gebräuchlich, die sich in erster Linie hinsichtlich der Prozessgasströmung unterscheiden; nämlich vertikal oder horizontal durchströmte Spaltöfen.
Beim vertikal durchströmten Spaltofen sind Brenner zur Erzeugung der heißen Rauchgase in einer oder mehreren Ebenen direkt radial oder tangential an die Ofenwand angeflanscht. Die Flamme entwickelt sich erst im Spaltofen, womit bei unvollständiger Verbrennung CO und Ruß gebildet werden kann und die Gefahr der Braunfärbung der produzierten Schwefelsäure besteht. Deswegen werden Spaltanlagen neuerer Bauart anstelle der direkt angeflanschten Brenner mit vorgeschalteten, Combustoren genannten, Brennkammern ausgerüstet. Combustoren erzeugen ein ca. 2000°C heißes, ausreagiertes Rauchgas.
Beim horizontal angeordneten Spaltofen werden meistens ein oder mehrere Brenner oder Combustoren direkt an die Stirnwand angeflanscht. Die Flamme oder das Rauchgas tritt horizontal aus.
Als Brennstoff kommen Brenngase und flüssige Brennstoffe, vorzugsweise mit hohem Schwefelgehalt, wie z.B. Heizöl S in Frage. Für den Fall einer notwendigen Erhöhung der Schwefelsäureproduktion wird auch flüssiger Schwefel als Brennstoff zugegeben, der direkt im Spaltofen zu Schwefeldioxid verbrennt. Als Oxidations-Medium wird üblicherweise Luft verwendet, die entweder mit Umgebungstemperatur oder rekuperativ aufgeheizt in das Brennergeschränk zugegeben wird.
Der Säureeintrag in den Spaltofen erfolgt durch Druckzerstäuber, Druckluftzerstäuber oder Rotationszerstäuber, die aus säurebeständigen Werkstoffen gefertigt sind.
Allen Spaltverfahren gemeinsam ist die notwendige sehr hohe Spalttemperatur von 900 bis 1200°C, bei der die schwefelhaltigen Reststoffe thermisch in Schwefeldioxid, Wasserdampf, Sauerstoff und gegebenenfalls Stickstoff und Kohlendioxid umgesetzt werden. Die stark endotherme Spaltreaktion läuft in den oben beschriebenen Spaltöfen ab, wobei große Mengen an Energie in Form von Brenngas oder Öl erforderlich sind. So werden z.B. für die Spaltung einer 70%igen Abfallschwefelsäure, bestehend aus 70% Schwefelsäure und 30% Wasser, theoretisch ca. 1770 KWh Energie pro Tonne Abfallsäure benötigt.
Bei Verwendung von Luft als Oxidationsmittel muss auch der inerte Stickstoffanteil auf die Spalttemperatur von ca. 1000 °C aufgeheizt werden, was zu einer zusätzlichen Erhöhung des Energieverbrauches und zur Reduzierung der Schwefeldioxidkonzentration, sowie Vergrößerung des Prozessgasvolumens führt.
Prinzipiell lassen sich die spezifischen Entsorgungskosten pro Tonne Abfallsäure durch die Steigerung der Schwefeldioxidkonzentration im Prozessgas reduzieren. Höhere Schwefeldioxidkonzentrationen können entweder durch Aufkonzentrieren der schwefelhaltigen Reststoffe in einer separaten Anlage oder durch eine Reduzierung des inerten Stickstoffanteiles in der Verbrennungsluft erreicht werden, was üblicherweise durch Einsatz von Sauerstoff als Oxidationsmedium erzielt wird. Für die Vermischung des Sauerstoffes mit den Brennstoffen im Spaltofen haben sich bislang folgende Verfahren in der Praxis bewährt:
• Anreicherung der Verbrennungsluft mit Sauerstoff
• Injektion von Sauerstoff in die Luftflamme • Einsatz eines Brennstoff/Sauerstoffbrenners
Durch die Sauerstoffanreicherung und/oder Sauerstoffinjektion erhöht sich die Flammentemperatur, was zu Schäden an den Brennern und/oder der feuerfesten Ausmauerung führen kann.
Sowohl bei der Sauerstoffanreicherung als auch der Sauerstoffinjektion wird die Temperatur der Flamme erhöht und damit die thermische Stickoxidbildung begünstigt, was prinzipiell für den Spaltprozess von Nachteil ist.
Bei Einsatz eines Brennstoff/Sauerstoff-Brenners werden Brennstoffe, wie Öl oder Brenngas, außenmischend mit Sauerstoff mittels eines geeigneten Brenners verbrannt. Die Sauerstoffbrenner können zusätzlich zur Leistungssteigerung eines bestehenden Spaltofens, aber auch anstelle von Luft-Brennern in den Reaktor integriert werden. Durch die sehr hohen Flammentemperaturen von bis zu 2900°C ergeben sich die gleichen Probleme wie bei den vorhergenannten Verfahren. Darüber hinaus sind wassergekühlte Sauerstoffbrenner wartungsintensiv, da an der gekühlten Oberfläche durch Kondensieren von Schwefelsäure Korrosionsschäden auftreten können.
Wegen dieser Nachteile war der Sauerstoffeinsatz zur Leistungssteigerung von Spaltanlagen zur Regenerierung schwefelhaltiger Reststoffe nur eingeschränkt möglich. So konnten zum Beispiel Spaltöfen, die mit Combustoren ausgerüstet waren, bislang nicht mit Sauerstoff betrieben werden, weil sowohl durch die Sauerstoffanreicherung als auch durch die Sauerstoffinjektion sich die Flammentemperatur erhöht, so dass die bereits an der oberen Temperaturgrenze betriebene Ausmauerung des Combustors schmilzt und darüber hinaus durch die erhöhte Stickoxidbildung die Qualität der produzierten Schwefelsäure durch erhöhte Nitrosylschwefelsäu regehalte stark vermindert wird.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Regenerierung schwefelhaltiger Reststoffe anzugeben, bei dem Sauerstoff ohne die obigen Nachteile und Begrenzungen als zusätzliches Oxidationsmedium zur Leistungssteigerung und zur Verbesserung der Wirtschaftlichkeit in den Spaltofen eingetragen werden kann. Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen zur Durchführung des Verfahrens geeigneten Zerstäubungsbrenner mit hoher Standzeit anzugeben.
Hinsichtlich des Verfahrens wird diese Aufgabe, ausgehend von den eingangs genannten Verfahren, erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass gleichzeitig mit dem reststoffhaltigen Tropfenstrom ein brennstoffhaltiger Tropfenstrom in den Reaktor eingeleitet und einer Vor-Reaktionszone, die durch Einleitung eines sauerstoffreichen Gasstroms erzeugt wird, zugeführt wird, wobei der Reststoff in der Vor-Reaktionszone teilweise thermisch gespalten und anschließend der Reaktionszone zugeführt wird.
Der reststoffhaltige Tropfenstrom und der brennstoffhaltiger Tropfenstrom werden einer Vor-Reaktionszone zugeführt. Diese wird erzeugt, indem Reststoff und Brennstoff fein verteilt mit dem sauerstoffreichem Gas reagieren. In der Vor- Reaktionszone wird der schwefelhaltige Reststoff teilweise gespalten und anschließend in die aus den heißen Rauchgasen bestehende Reaktionszone höherer Temperatur eingeleitet, in der die vollständige thermische Spaltung des schwefelhaltigen Reststoffs erfolgt. Die Vor-Reaktionszone ist insoweit von der eigentlichen Reaktionszone entkoppelt. Dadurch kann die für die Leistungssteigerung benötigte zusätzliche Energie in der Vor-Reaktionszone bereitgestellt werden, ohne dass es zu einer Erhöhung der Flammentemperatur in der eigentlichen Reaktionszone und damit zu einer Überschreitung der Temperaturgrenzen in diesem Bereich oder zu erhöhter Stickoxidbildung kommt. Die Vor-Reaktionszone wird erzeugt, indem dort Bennstoff mit dem sauerstoffreichen Gasstrom verbrannt wird. Die Brennstoffe zur Ausbildung der Vor-Reaktionszone und der eigentlichen Reaktionszone können identisch sein. Der sauerstoffreiche Gasstrom ist reiner Sauerstoff oder ein Sauerstoff/Luft-Gemisch mit einer Sauerstoffkonzentration zwischen 25 Vol.-% und 100 Vol.-%.
Durch die gemeinsame Einleitung von Reststoff und Brennstoff in die Vor- Reaktionszone und die teilweise Spaltung des Reststoffs kann die thermische Spaltung des Reststoffs in der eigentlichen Reaktionszone bei niedrigen Reaktionstemperaturen erfolgen, was eine geringe Stickoxidbildung bei hohen Reaktionsgraden im Gesamtprozess zur Folge hat. Die noch nicht vollständig gespaltenen Reaktionsprodukte aus der Vor-Reaktionszone werden in die eigentliche Reaktionszone höherer Temperatur übergeleitet, in der die vollständige Spaltung und Verbrennung der Reaktionsprodukte erfolgt, ohne dass zusätzlich Stickoxide gebildet werden.
Vorzugsweise wird in der Vor-Reaktionszone eine Maximaltemperatur im Bereich zwischen 800 °C und 1300 °C, besonders bevorzugt zwischen 850 °C bis 1100 °C, eingestellt. Dadurch wird eine geringe thermische Belastung der Ausmauerung und eine geringe thermische Stickoxidbildung gewährleistet. Die Temperatur in der Vor- Reaktionszone lässt sich durch separates Einstellen der Mengenströme von schwefelhaltigem Reststoff, Brennstoff und sauerstoffreichem Gas regulieren. Diese werden unabhängig voneinander so eingestellt, dass die Temperatur in der Vor-Reaktionszone innerhalb der genannten, bevorzugten Temperaturbereiche liegt.
Vorzugsweise wird in der ersten Reaktionszone eine reduzierende Atmosphäre aufrechterhalten, indem der Sauerstoffgehalt in der Vor-Reaktionszone unterstöchiometrisch in Bezug auf oxidierbare Komponenten des Reststoffs und des Brennstoffs eingestellt wird.
Besonders bewährt hat sich eine Verfahrensweise, bei der Reststoff und Brennstoff unter Einsatz eines Zerstäubungsmediums in den Reaktor eingebracht werden, wobei das Zerstäubungsmedium mindestens teilweise durch den sauerstoffreichen Gasstrom gebildet wird. Ansonsten können beispielsweise auch Druckluft oder Dampf als Zerstäubungsmedium eingesetzt werden. Unter einem Zerstäubungsmedium werden hierbei die dem Zerstäuber zugeführten Medien verstanden, die unmittelbar oder mittelbar bei der Zerstäubung von Reststoff und Brennstoff mitwirken. Insbesondere werden darunter auch solche Medien verstanden, die dem Zerstäuber zugeführt werden, mit dem Ziel, den bei der Zerstäubung sich bildenden Zerstäubungskegel zu umhüllen. Als Zerstäuber werden Druckzerstäuber, Rotationszerstäuber oder Injektorzerstäuber eingesetzt.
Zweckmäßigerweise wird ein Reststoff/Brennstoff-Gemisch in Form eines Reststoff/Brennstoff-Tropfenstroms in den Reaktor eingebracht. Hierbei wird außerhalb des Reaktors ein Reststoff/Brennstoff-Gemisch erzeugt. Dieses wird zur Bildung des Reststoff/Brennstoff-Tropfenstroms einem Zerstäuber zugeführt und mittels diesem in die Vor-Reaktionszone eingetragen. Der sauerstoffreiche Gasstrom wird der Vor- Reaktionszone zusammen mit diesem Gemisch oder getrennt davon zugeführt.
Es wurde gefunden, dass es besonders günstig ist, wenn der sauerstoffreiche Gasstrom den Reststoff/Brennstoff-Tropfenstrom als Hüll-Gasstrom umhüllt und unter Ausbildung der ersten Reaktionszone durchdringt. Der Hüll-Gasstrom in diesem Sinne wird ganz oder teilweise durch den sauerstoffreiche Gasstrom oder einen Teil davon gebildet. Dabei wird der Hüll-Gasstrom zweckmäßigerweise auch ganz oder teilweise als Sekundärzerstäubermedium für das Reststoff/Brennstoff- Gemisch genutzt.
Besonders bewährt hat sich eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei welcher der Hüll-Gasstrom teilweise von einem Luftstrom gebildet wird, wobei der Sauerstoffgehalt im Hüll-Gasstrom zwischen 25 Vol.-% und 100 Vol.-% eingestellt wird. Der Sauerstoffgehalt im Hüll-Gasstrom wird dabei durch das Verhältnis der Strömungsvolumina von Luftstrom und dem sauerstoffreiche Gasstrom und dessen Sauerstoffgehalt eingestellt.
Darüber hinaus hat sich als günstig erwiesen, zur Zerstäubung des Reststoffs einen Zerstäubungsbrenner einzusetzen, der eine zentrale Innendüse für die Zufuhr des Reststoff-/Brennstoff-Gemischs aufweist, die koaxial von einer Schutzgasdüse und von einer Ringspaltdüse für die Zufuhr des sauerstoffreichen Hüll-Gasstroms umgeben ist, wobei durch die Schutzgasdüse Schutzgas geleitet wird. Das durch die Schutzgasdüse eingeleitete Schutzgas dient zur Abschirmung der zentralen Innendüse vor dem sauerstoffreichen Hüll-Gasstrom. Dadurch kann die Innendüse aus einem Werkstoff bestehen, der bei Kontakt mit dem sauerstoffreicheren Hüll-Gasstrom bei den vorherrschenden hohen Temperaturen rasch oxidiert würde.
In einer besonders bevorzugen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst der sauerstoffreiche Gasstrom einen vorgewärmten Heißluftstrom und einen davon getrennt geführten sauerstoffreichen Gasstrom. Der Sauerstoffgehalt des sauerstoffreichen Gasstrom beträgt vorzugsweise mindestens 80 Vol.-%.
Hinsichtlich des Zerstäubungsbrenners wird die oben angegebene Aufgabe ausgehend von dem eingangs beschriebenen Zerstäubungsbrenner erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zwischen der Innendüse und der
Außendüse eine die Innendüse koaxial umgebende Schutzgasdüse vorgesehen ist, und dass die Innendüse mit einem Einlass für ein Reststoff/Brennstoff- Gemisch, und die Außendüse mit einem Einlass für einen sauerstoffreichhaltigen Gasstrom verbunden ist.
Beim erfindungsgemäßen Zerstäubungsbrenner ist zwischen der Innendüse und der Außendüse eine Schutzgasdüse vorgesehen. Die Schutzgasdüse umgibt die Innendüse koaxial. Dadurch ist es möglich, durch die Schutzgasdüse ein Schutzgas einzuleiten, dem gegenüber die Innendüse inert ist und das die Innendüse von der Umgebung nach außen abschirmt. Dies ermöglicht es wiederum, die Innendüse aus einem Werkstoff auszubilden, der zwar resistent gegenüber dem schwefelhaltigen Reststoff, jedoch nicht stabil gegenüber dem aus der Außendüse austretenden Medium ist.
Bei dem erfindungsgemäßen Zerstäubungsbrenner ist die Innendüse mit einem Einlass für ein Reststoff/Brennstoff-Gemisch, und die Außendüse mit einem Einlass für einen sauerstoffreichen Gasstrom verbunden. Wie bereits oben anhand des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert, weist der sauerstoffreiche Gasstrom im Sinne der vorliegenden Erfindung einen Sauerstoffgehalt zwischen 25 Vol.-% und 100 Vol.-% auf. Die Wirkung der Einleitung dieses Gasstroms hinsichtlich der Leistungssteigerung bei der Regenerierung schwefelhaltiger Reststoffe in einem Reaktor in Verbindung mit einer Einleitung eines Reststoff/Brennstoff-Gemischs unter Bildung einer Vor-Reaktionszone in dem Reaktor ist weiter oben eingehend erläutert.
Der erfindungsgemäße Zerstäubungsbrenner ermöglicht die Zerstäubung des Reststoffs unter Einleitung des sauerstoffreichen Gasstroms oder eines Teils davon durch die Außendüse, wobei die Innendüse durch Einleitung eines geeigneten Schutzgases durch die Schutzgasdüse vor dem sauerstoffreichen Gasstrom abgeschirmt werden kann. Es ist somit möglich, die Innendüse aus einem ansonsten bei den Umgebungsbedingungen korrosionsgefährdeten Werkstoff auszubilden.
Vorzugsweise besteht die Innendüse aus Zirkonium. Zirkonium zeichnet sich durch hohe Säurebeständigkeit und Verschleißfestigkeit aus, wird jedoch bei hohen Temperaturen (zum Beispiel bei 1000 °C) aufgrund seiner Affinität in reinem Sauerstoff rasch oxidiert, bzw. unter Umständen sogar gezündet, was durch das durch die Schutzgasdüse eingeleitete Medium vermieden wird.
Eine weitere Verbesserung des Zerstäubungsbrenners ergibt sich dadurch, dass in der Außendüse Drallvorrichtungen vorgesehen sind. Die Drallvorrichtungen bewirken beim erfindungsgemäßen Verfahren eine zusätzliche Sekundärzerstäubung des Reststoff/Brennstoff-Gemisches.
Besonders einfach gestaltet sich eine Ausführungsform des
Zerstäubungsbrenners, bei der die Außendüse als Ringspalt ausgebildet ist, der die Schutzgasdüse koaxial umgibt.
In einer alternativen und gleichermaßen bevorzugten Ausführungsform ist die Außendüse als Ringspalt ausgebildet, in dem eine Vielzahl um den Außenumfang der Schutzgasdüse verteilte Einzeldüsen angeordnet sind. Bei dieser Ausführungsform des Zerstäubungsbrenners ist es möglich, durch den Ringspalt ein erstes Gas einzuleiten und durch die Einzeldüsen ein zweites Gas. Beispielsweise kann das erste Gas vorgewärmte Luft sein und das zweite Gas ein sauerstoffreicher Gasstrom im Sinn dieser Erfindung, mit einem Sauerstoffgehalt von vorzugsweise mindestens 80 Vol.-%.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und einer Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen im einzelnen
Figur 1 den erfindungsgemäßen Zerstäubungsbrenner in einer ersten
Ausführungsform,
Figur 2 den Zerstäubungsbrenner gemäß Figur 1 in einer Draufsicht auf die Öffnung der Zerstäubungsdüse,
Figur 3 eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Zerstäubungsbrenners mit einer Außendüse mit Dralleinrichtung,
Figur 4 den Zerstäubungsbrenner gemäß Figur 3 in einer Draufsicht auf die Öffnung der Zerstäubungsdüse,
Figur 5 eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Zerstäubungsbrenners mit einer Außendüse mit darin angeordneten Einzeldüsen, und
Figur 6 den Zerstäubungsbrenner gemäß Figur 5 in einer Draufsicht auf die Öffnung der Zerstäubungsdüse.
Der in Figur 1 dargestellte Zerstäubungsbrenner weist eine zentrale Innendüse 1 auf, die koaxial von einer ringspaltförmigen Trenngasdüse 2 und von einer weiteren ringspaltförmigen Außendüse 3 umgeben ist. Die Innendüse 1 weist einen Einlass 4 für ein Gemisch aus schwefelhaltigem Reststoff und Brennstoff, wie z.B. leichtes oder schweres Heizöl , Abfallöl oder Lösemittel, die Trenngasdüse 2 ist mit einem Lufteinlass 5 versehen, und die Außendüse 3 mit einem Einlass 6 für ein Sauerstoff/Luft-Gemisch, dessen Sauerstoffgehalt zwischen 20,6 Vol.-% und 100 Vo!.-% regelbar ist. Die Innendüse wird durch ein Rohr 8 aus Zirkon gebildet, das sich konisch in Richtung der Düsenöffnung 7 verjüngt. Die übrigen Wandungen der Düsen (2; 3) bestehen aus warmfesten, schwefelresistenten, hochlegiertem Edelstahl in Form zweier koaxialer Rohre (9; 10).
Sofern in den Darstellungen der Figuren 2 bis 6 die gleichen Bezugsziffern verwendet sind wie in Figur 1 , so sind damit identische oder äquivalente Bauteile oder Bestandteile des erfindungsgemäßen Zerstäubungsbrenners bezeichnet, wie sie oben anhand Figur 1 bereits erläutert sind.
Aus der Draufsicht auf die Zerstäubungsdüse gemäß Figur 2 ist die koaxiale Anordnung der einzelnen Rohre (8; 9; 10) und der Düsen (1 , 2, 3) des Zerstäubungsbrenners gemäß Figur 1 ersichtlich.
Bei der in Figur 3 dargestellten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Zerstäubungsbrenners ist im unteren Bereich der Außendüse 3, kurz vor der Düsenöffnung 7 eine Drallvorrichtung in Form von Lamellen 12 vorgesehen, die in Strömungsrichtung 13 schräg innerhalb der Außendüse 3 aufgestellt sind.
Aus der Draufsicht auf die Zerstäubungsdüse gemäß Figur 4 ist die koaxiale Anordnung der einzelnen Rohre (8; 9; 10) und der Düsen (1 , 2, 3) sowie die Lammellen 12 innerhalb der Außendüse 3 des Zerstäubungsbrenners gemäß Figur 3 zu erkennen.
Figur 5 zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Zerstäubungsbrenners, bei dem innerhalb der ringspaltförmigen Außendüse 3 eine Vielzahl von Einzeldüsen 14 (im Ausführungsbeispiel sind es acht Einzeldüsen 14) mit kreisförmigem Querschnitt verlaufen. Die Einzeldüsen 14 sind um die Trenngasdüse 2 gleichmäßig verteilt. Sie werden durch Rohre aus austenitischem Werkstoff gebildet, die mit ihrem oberen, der Düsenöffnung 7 abgewandten Ende mit einem Sauerstoffeinlass 15 verbunden sind. Die Außendüse 3 ist bei diesem Zerstäubungsbrenner mit einem Einlass 16 für Heißluft verbunden.
Durch diese Anordnung der Einzeldüsen ist der Sauerstoff bis zur Düsenöffnung 7 von der vorgewärmten Luft getrennt. Damit können beliebig hohe Sauerstoffmengen oder Luftmengen sicherheitstechnisch unbedenklich in den Ofen zugegeben werden.
Aus der Draufsicht auf die Öffnung der Zerstäubungsdüse gemäß Figur 6 ist die koaxiale Anordnung der einzelnen Rohre (8; 9; 10) und der Düsen (1 , 2, 3) sowie die Anordnung der kreisförmigen Einzeldüsen 14 um die Trenngasdüse 2 bei dem Zerstäubungsbrenner gemäß Figur 5 zu erkennen.
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens sollen anhand der Beispiele näher erläutert werden, ohne dass damit der Umfang der Erfindung eingeschränkt wird.
Vergleichsbeispiel 1
Zur Spaltung von schwefelhaltigen Reststoffen wird eine bestehende Spaltanlage mit vertikal durchströmten Spaltofen eingesetzt, bei den die Reststoffe am Ofenkopf eingesprüht werden und das Prozessgas den Spaltofen von oben nach unten durchströmt. Der Spaltofen wird mit zwei tangential angeordneten Combustoren mit Heizöl S als Brennstoff und vorgewärmter Luft als Oxidationsmedium befeuert.
Der von oben durch die Zerstäuberdüse eingesprühte Reststoff wird in den heißen von den Combustoren erzeugten Rauchgasen thermisch gespalten.
Als Reststoff wurden 12 m3/h einer Abfallsäure aus der Methylmethacrylatproduktion mit folgender Zusammensetzung
• 41 ,3 Gew. -% Schwefelsäure
• 27,5 Gew.-% Ammoniumsulfat
• 27,5 Gew.-% Wasser
• 3,7 Gew.-% organische Stoffe
eingesetzt. Die Zerstäubung erfolgt mit einer herkömmlichen Zerstäuberdüse. Die zugeführte Reststoffmenge von 12 m3/h entspricht in diesem Fall der Maximalkapazität der Anlage. Die erzielten Ergebnisse sind im folgenden tabellarisch dargestellt.
Tabelle 1 : Ergebnisse (Vergleichsbeispiel 1 )
Durchsatz an schwefelhaltigem Reststoff: 12 m3/h
Brennstoffdurchsatz: 1.700 kg/h
Luftdurchsatz: 27.000 m3/h (i.N.)
Sauerstoffdurchsatz: 0 m3/h(i.N.)
Temperatur Ofenkopf: 890 °C
Temperatur Ofenausgang: 1000 °C
Sθ2-Konzentration im Reaktionsgas: 8,3 Vol.-%, trocken
NOx-Konzentration im Reaktionsgas: 140 mg/m3 (i.N.),trocken
Sθ3-Konzentration im Reaktionsgas : 8,8 mg/m3 (i.N.),trocken
Beispiel 1
Für die erfindungsgemäßen Versuche wurde der gleiche Spaltofen wie in Vergleichsbeispiel 1 mit dem in Fig1 und Fig.2 beschriebenen erfindungsgemäßen Brenner ausgerüstet.
Es wurde der gleiche schwefelhaltige Reststoff bei identischer Reststoffzufuhr wie in Vergleichsbeispiel 1 eingesetzt. Reiner Sauerstoff wurde über die konzentrische Zerstäuberdüse 3 in den Reaktionsraum eingeblasen. Bei einem Sauerstoffdurchsatz von 1.000 m3/h wurde die Brennstoff- und Luftmenge in den Combustoren reduziert und gleichzeitig 420 kg/h Heizöl S dem schwefelhaltigen Reststoff zugemischt und mittels des erfindungsgemäßen Sauerstoffzerstäubungsbrenners in die Vor-Reaktionszone fein zerteilt eingesprüht. Der Tropfenkegel des Reststoff/Brennstoff-Gemisches wurde von dem mittels der konzentrischen Düse 3 erzeugten Sauerstoffstrom umhüllt und unter Bildung der Vor-Reaktionszone durchdrungen. Die vollständige thermische Spaltung findet in der Reaktionszone in dem heißen Rauchgasstrom statt, der in den Combustoren erzeugt wurde. Der Vergleich der Sθ3-Werte zum Vergleichsbeispiel 1 zeigt, dass die thermische Spaltung der Reststoffe vollständig erfolgte.
Aufgrund des reduzierten Prozessgasvolumenstroms erhöht sich die SO2- Konzentration im Reaktionsgas von 8,3 Vol.-% auf 10,4 Vol.-%. Die Temperaturen am Ofenkopf und am Ofenausgang waren nahezu identisch. Die gemessenen Stickoxidwerte im Reaktionsgas am Ofenausgang zeigen keine Erhöhung gegenüber Vergleichsbeispiel 1. Die erzielten Ergebnisse sind im folgenden tabellarisch dargestellt.
Tabelle 2: Ergebnisse (Beispiel 1 )
Durchsatz an schwefelhaltigem Reststoff: 12 m3/h
Brennstoffdurchsatz: 1.620 kg/h
Luftdurchsatz: 21.000 m3/h (i.N.)
Sauerstoffdurchsatz: 1.000m3/h(i.N.)
Temperatur Ofenkopf: 868 °C
Temperatur Ofenausgang: 1002 °C
Sθ2-Konzentration im Reaktionsgas: 10,4 Vol. -%, trocken • NOx-Konzentration im Reaktionsgas: 165 mg/m3 (i.N.).trocken
• Sθ3-Konzentration im Reaktionsgas: 8,8 mg/m3 (i.N.),trocken
Beispiel 2
Im Beispiel 3 wurde bei gleicher Zusammensetzung des Reststoffes wie im
Beispiel 1 der Durchsatz an schwefelhaltigen Reststoff um 33,3 % von 12 m3/h auf 16 m3/h erhöht. Die Sauerstoffmenge betrug 2000 m3/h. Die zur zusätzlichen Spaltung benötigte Energie wurde über den erfindungsgemäßen Zerstäubungsbrenner, der in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellt ist, durch Zumischen von 510 kg/h Heizöl S zum schwefelhaltigen Reststoff zugeführt und in die Vor- Reaktionszone eingetragen. Trotz erhöhter Durchsatzleistung war der Spaltgrad geringfügig höher, wie an den Sθ3-Werten zu erkennen. Ein Temperaturanstieg am Ofenkopf wurde nicht beobachtet. Die Temperatur am Spaltofenausgang war konstant. Im Vergleich zum Vergleichsbeispiel 1 stieg bei nahezu konstantem Prozessgasvolumenstrom die Sθ2-Konzentration von 8,3 Vol.-% auf 1 1 ,4 Vol.-% an. Die Stickoxidkonzentration war relativ zum S02-Gehalt etwas geringer. Die erzielten Ergebnisse sind im folgenden tabellarisch dargestellt.
Tabelle 3: Ergebnisse (Beispiel 2)
• Durchsatz an schwefelhaltigem Reststoff: 16 m3/h
• Brennstoffdurchsatz: 2.020 kg/h
• Luftdurchsatz: 2.3500 m3/h (i.N.)
• Sauerstoffdurchsatz: 2.000 m3/h(i.N.)
• Temperatur Ofenkopf: 872°C
• Temperatur Ofenausgang: 1000° C • Sθ2-Konzentration im Reaktionsgas: 11 ,4 Vol.-%, trocken
• NOx-Konzentration im Reaktionsgas: 180 mg/m3 (i.N.),trocken
• Sθ3-Konzentration im Reaktionsgas: 9,5 mg/m3 (i.N.),trocken
Nach mehrwöchiger Produktion zeigten sich keine Schäden an der Ausmauerung und den Combustoren , sowie dem erfindungsgemäßen Zerstäubungsbrenner. Das Verfahren ist sowohl zur Leistungssteigerung bestehender Spaltanlagen als auch zur Reduzierung der Anlagengröße beim Bau von Neuanlagen geeignet.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Regenerierung von schwefelhaltigem Reststoff, indem ein den Reststoff enthaltender Tropfenstrom in einen Reaktor eingeleitet und einer Reaktionszone aus heißen Rauchgasen, die durch Verbrennung eines Brennstoffs erzeugt werden, zugeführt und darin erhitzt wird, so dass schwefelhaltige Verbindungen des Reststoffs thermisch gespalten werden, dadurch gekennzeichnet, dass gleichzeitig mit dem reststoffhaltigen
Tropfenstrom ein brennstoffhaltiger Tropfenstrom in den Reaktor eingeleitet und einer Vor-Reaktionszone, die durch Einleitung eines sauerstoffreichen Gasstroms erzeugt wird, zugeführt wird, wobei der Reststoff in der Vor- Reaktionszone teilweise thermisch gespalten und anschließend der Reaktionszone zugeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass in der Vor- Reaktionszone eine Maximaltemperatur im Bereich zwischen 800 °C und 1300 °C, vorzugsweise zwischen 850 °C bis 1100 °C, eingestellt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sauerstoffgehalt in der Vor-Reaktionszone unterstöchiometrisch in Bezug auf oxidierbare Komponenten des Reststoffs und des Brennstoffs eingestellt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Reststoff und Brennstoff unter Einsatz eines Zerstäubungsmediums in den Reaktor eingebracht werden, wobei das Zerstäubungsmedium mindestens teilweise durch den sauerstoffreichen Gasstrom gebildet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Reststoff/Brennstoff-Gemisch in Form eines Reststoff/Brennstoff- Tropfenstroms in den Reaktor eingebracht wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der sauerstoffreiche Gasstrom den Reststoff/Brennstoff-Tropfenstrom als Hüll- Gasstrom umhüllt und unter Ausbildung der ersten Reaktionszone durchdringt.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Hüll- Gasstrom ganz oder teilweise als Sekundärzerstäubermedium für den Reststoff/Brennstoff-Tropfenstrom genutzt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Hüll-Gasstrom ein Sauerstoffgehalt zwischen 25 Vo!.-% und 100 Vol.-% eingestellt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 5 und einem der Ansprüche 4 und 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Zerstäubung von Reststoff ein
Zerstäubungsbrenner eingesetzt wird, der eine zentrale Innendüse für die Zufuhr des Reststoff-/Brennstoff-Gemischs aufweist, die koaxial von einer Schutzgasdüse und von einer Ringspaltdüse für die Zufuhr des sauerstoffreichen Hüll-Gasstroms umgeben ist, wobei durch die Schutzgasdüse Schutzgas geleitet wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der sauerstoffreiche Gasstrom einen vorgewärmten Heißluftstrom und einen davon getrennt geführten sauerstoffreichen Gasstrom, umfasst.
1 1. Zerstäubungsbrenner zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , umfassend eine zentrale Innendüse für die Zufuhr von schwefelhaltigem Reststoff, die von einer Außendüse umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Innendüse (1 ) und der Außendüse (3) eine die Innendüse (1 ) koaxial umgebende Schutzgasdüse (2) vorgesehen ist, und dass die Innendüse (1 ) mit einem Einlass (4) für ein Reststoff/Brennstoff-Gemisch, und die Außendüse (3) mit einem Einlass (6) für einen sauerstoffreichen Gasstrom verbunden ist.
12. Zerstäubungsbrenner nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Innendüse (1 ) aus Zirkonium besteht.
13. Zerstäubungsbrenner nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass in der Außendüse (3) Drallvorrichtungen (12) vorgesehen sind.
14. Zerstäubungsbrenner nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Außendüse (3) als Ringspalt ausgebildet ist, der die Schutzgasdüse (2) koaxial umgibt.
15. Zerstäubungsbrenner nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Außendüse (3) als Ringspalt ausgebildet ist, in dem eine Vielzahl, um den Außenumfang der Schutzgasdüse (2) verteilte Einzeldüsen (14) angeordnet sind.
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