DE10203440A1

DE10203440A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Beschickung von industriellen Feuerungsanlagen mit Sekundärbrennstoff

Info

Publication number: DE10203440A1
Application number: DE10203440A
Authority: DE
Inventors: Heinz Klewinkel; Rolf Tews
Original assignee: Individual
Current assignee: Krewinkel Heinz 41372 Niederkruechten De; TEWS, ROLF, 33142 BÜREN, DE
Priority date: 2002-01-28
Filing date: 2002-01-28
Publication date: 2003-08-14

Abstract

Dargestellt und beschrieben sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Beschickung von industriellen Feuerungsanlagen mit Sekundärbrennstoff sowie ein damit hergestellter Brennstoff. Um eine bessere Handhabung des Sekundärbrennstoffes zu erreichen und mit möglichst geringem Aufwand ein einsatzfähiges Produkt herzustellen, welches verbessert in den Kessel eingebracht wird, um insbesondere Verstopfungen in der zum Kessel führenden Förderleitung zuverlässig zu vermeiden, wird ein Verfahren mit den folgenden Schritten vorgeschlagen: DOLLAR A - Zerkleinerung des Abfallmaterials in einem Zerkleinerungsaggregat, DOLLAR A - Austrag des zerkleinerten Abfallmaterials unmittelbar vor der Aufgabe in den Brennkessel und DOLLAR A - Förderung des Abfallmaterials mittels einer pneumatischen Fördereinrichtung in den Brennraum. DOLLAR A Bei einer entsprechenden Vorrichtung mit entsprechender Fördereinrichtung ist im Bereich des Kraftwerkskessel ein Zerkleinerungsaggregat vorgesehen, das der pneumatischen Fördereinrichtung zur Zuführung in den Kessel unmittelbar vorgeschaltet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Beschickung von industriellen Feuerungsanlagen, insbesondere Kraftwerkskesseln oder Drehrohröfen, mit Sekundärbrennstoff sowie einen damit hergestellten Brennstoff.
Beim Einsatz von Sekundärbrennstoffen aus Abfällen und/oder Abfallgemischen ist insbesondere bei der Verwendung in Kraftwerkskesseln die Form und Oberfläche von erheblicher Bedeutung. Dabei stellt sich bis heute insbesondere das unzureichende Ausbrandverhalten der festen Sekundärbrennstoffe als problematisch dar. Bei zu fester Konsistenz bzw. zu großen Abfallstücken findet eine unvollständige Verbrennung statt, so dass zur Zeit noch immer erhebliche Mengen unverbrannten Materials in die Kesselschlacke gelangen. Das wiederum führt zu . erschwerten Bedingungen bei der Entsorgung solcher Aschen bzw. der Verwertung der Schlacken.
Sekundärbrennstoffe werden neben ihrer Verwendung in Kraftwerkskesseln seit längerem auch bei der Zement- oder Kalkherstellung als Substitutionsbrennstoff eingesetzt. Auch hier ist jedoch eine vollständige Verbrennung von erheblicher Wichtigkeit, da die fertigen Produkte Zement und Kalk keine (unvollständig verbrannten) Rückstände erlauben, die, nicht zuletzt aufgrund einer möglichen Braunfärbung des Klinkers, das jeweilige Produkt unbrauchbar machen würden.
Die Substitutionsrate des Sekundärbrennstoffs beträgt bei Braunkohlekraftwerken zwischen 10 und 25%; bei der Zement- oder Kalkherstellung reicht sie sogar von 10 bis zu 50% der Menge des ursprünglichen Primär- oder Regelbrennstoffes.
Bei der Herstellung von Sekundärbrennstoffen ist bereits versucht worden, Abfallprodukte nach erfolgter Zerkleinerung einer Formgebung zu unterwerfen, um den Brennstoff besser transportieren zu können. Aus der DE 196 39 330 C1 sind ein Verfahren und eine Einrichtung zur Herstellung eines Ersatzbrennstoffes aus Abfällen bekannt, bei denen ein Abfallmaterial zunächst fein zerkleinert und anschließend mittels einer Ringmatrize und Pressorganen in loses und im wesentlichen scheibenförmiges Stückgut gestanzt wird. Auch ist es bereits bekannt, zerkleinertes Abfallmaterial zu pelletieren.
In jedem Fall führt eine Zwischenlagerung und der Transport des vorbehandelten Abfallmaterials zu einer Beeinflussung seiner physikalischen Eigenschaften. So kann beispielsweise vom Abfallmaterial aufgenommene Feuchtigkeit dazu führen, dass durch Anbackungen in den Förderaggregaten Probleme beim Zuführen des Produktes in den eigentlichen Kesselraum auftreten. Dies gilt insbesondere für den Einsatz von Förderschnecken.
Nachteilig am Stand der Technik ist also, dass einerseits zwei einzelne hintereinander stattfindende Verfahrensschritte zur Erzeugung eines brauchbaren Ersatzbrennstoffes notwendig sind, da das Abfallmaterial zunächst zerkleinert und dann einer Formgebung wie beispielsweise Pelletierung unterzogen werden muss und andererseits das vorbehandelte Abfallmaterial schonend gelagert und transportiert werden muss. Unzureichend aufgeschlossenes Material ist als Sekundärbrennstoff wirtschaftlich nicht verwertbar.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Verfahren und die entsprechende Vorrichtung zur Beschickung von industriellen Feuerungsanlagen mit Sekundärbrennstoff so auszugestalten und weiterzubilden, dass eine bessere Handhabung des Sekundärbrennstoffes erreicht wird. Dabei soll mit möglichst geringem Aufwand ein einsatzfähiges Produkt hergestellt werden. Zusätzlich ist ein verbessertes Einbringen des Materials erwünscht, um insbesondere Verstopfungen in der zum Kessel führenden Förderleitung zuverlässig zu vermeiden. Eine entsprechende Vorrichtung sollte preisgünstig sein und klein bauen.
Verfahrensmäßig wird die Aufgabe durch die folgenden Schritte gelöst:

- Zerkleinerung des Abfallmaterials in einem Zerkleinerungsaggregat,
- Austrag des zerkleinerten Abfallmaterials unmittelbar vor der Aufgabe in den Brennkessel und
- Förderung des Abfallmaterials mittels einer pneumatischen Fördereinrichtung in den Brennraum.

Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung erspart die abschließende Zerkleinerung bzw. Formgebung mittels Pelletierung bei der Sekundärbrennstoffproduktion, wie dies beim Stand der Technik, beispielsweise vom aus der DE 196 39 330 C1 bekannten Verfahren erforderlich war.
Hinsichtlich der Vorrichtung besteht die Lösung der Aufgabe darin, dass ein Zerkleinerungsaggregat vorgesehen ist, dass das Zerkleinerungsaggregat und die Dosiereinrichtung unmittelbar der Fördereinrichtung vorgeschaltet sind und dass die Fördereinrichtung eine pneumatische Fördereinrichtung ist. Hierdurch wird eine sehr kompakte Bauweise erreicht.
Die erfindungsgemäße pneumatische Förderung ist optimal auf das zerfaserte Brennstoffmaterial abgestimmt. Anstelle der üblicherweise eingesetzten Förderaqqregate wie Schneckenförderer, Zellenradschleusen, Drehkolbengebläsen od. dgl. wird nunmehr mittels der verwendeten Gebläse erreicht, dass durch die veränderte Oberflächen- und Kornbeschaffenheit der verstärkten Verstopfungsneigung in der Förderleitung zuverlässig . begegnet wird.
Nach einer weiteren Lehre der Erfindung ist als Zerkleinerungsaggregat eine Mühle vorgesehen, wobei die Mühle vorzugsweise eine schnell laufende Hammermühle ist.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Austrag des Zerkleinerungsaggregats als Seitenaustragsschuh ausgeführt. Dieser kann eine oder mehrere seitliche Austragsöffnungen haben, wobei zwei gegenüberliegende Austragsöffnungen als besonders vorteilhaft anzusehen sind, da bei dieser konstruktiven Lösung stets eine optimale Absaugung des zerkleinerten Abfallmaterials gewährleistet ist.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass zwischen Zerkleinerungsaggregat und Seitenaustragsschuh ein Lochblech angeordnet ist. Das Lochblech weist bevorzugt regelmäßig verteilt angeordnete Rundlöcher auf.
Als pneumatische Fördereinrichtung dient nach einer weiteren Lehre der Erfindung ein unmittelbar hinter dem Austrag des Zerkleinerungsaggregates angeordnetes Gebläse, wobei insbesondere ein Saugzuggebläse verwendet wird.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist hinter dem Austrag des Zerkleinerungsaggregates ein in eine in den Kessel führende Förderleitung mündendes Zuführungsrohr vorgesehen, welches mit der Förderleitung bevorzugt einen spitzen Winkel bildet. Eine Beeinflussung des Verhältnisses von Förderluft und Brennstoff lässt sich nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung bevorzugt dadurch realisieren, dass das Zuführungsrohr in der Förderleitung axial verschiebbar ausgeführt ist.
Insbesondere bei längeren Förderleitungen kann in der Förderleitung ein weiteres Gebläse vorgesehen sein.
Der eigentlichen Vorrichtung vorgeschaltet ist zweckmäßigerweise eine Aufgabevorrichtung, welche zur Gewährleistung einer dosierten Aufgabe bevorzugt eine Dosierbandwaage und eine Förderschnecke aufweist.
Der mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung hergestellte Brennstoff ist so gut aufgeschlossen, dass seine vollständige Verbrennung zuverlässig gewährleistet werden kann.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 die erfindungsgemäße Vorrichtung in schematischer Darstellung,
Fig. 2 den Austrag des Zerkleinerungsaggregates der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Querschnitt und
Fig. 3 den Austrag des Zerkleinerungsaggregates der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Längsschnitt entlang der Linie III-III in Fig. 2.
In dem in Fig. 1 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel weist eine Aufgabevorrichtung 1 eine Dosierbandwaage 2 und eine Förderschnecke 3 auf. Über diese Aufgabevorrichtung 1 wird das - ggfs. vorzerkleinerte - Abfallmaterial einem Zerkleinerungsaggregat, im dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel einer Mühle 4, bevorzugt einer schnell laufenden Hammermühle, zugeführt. Darin wird das zugeführte Material auf eine definierte Korngröße und Oberflächenbeschaffenheit zerkleinert. Die Aufgabe des Abfallproduktes auf die Mühle erfolgt in loser Schüttung von oben. Der Austrag unterhalb der Mühle 4 ist ein als Seitenaustragsschuh 5 ausgeführt, der in den Fig. 2 und 3 weiter unten näher beschrieben wird.
In der Mühle 4 bekommt das zugeführte Material durch die Zerkleinerungswirkung eine faserige Konsistenz mit großer Oberfläche. Dieser Brennstoff lässt sich mittels eines dem Seitenaustragsschuh 5 nachgeschalteten Saugzuggebläse 6 vollständig aus dem Seitenaustragsschuh 5 absaugen und pneumatisch dem - nicht dargestellten - Feuerungsraum zuführen. Dies geschieht in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung über ein Zuführungsrohr 7, welches in eine in den Brennraum führende Förderleitung 8 mündet.
Das Zuführungsrohr 7 ist bevorzugt in einem nicht näher bezeichneten Aufnahmerohr der Förderleitung 8 axial frei verschiebbar, so dass ein optimaler Kamineffekt am Ende des Zuführungsrohres 7 eingestellt werden kann. Der Kamineffekt entsteht in Abhängigkeit von der Position des Endes des Zuführungsrohres 7 im Querschnitt der Förderleitung 8 und verhindert zuverlässig Verstopfungen in der Förderleitung.
Bei längeren Förderwegen wird die Förderleitung 8 an ihrer dem Kessel abgewandten Seite über ein weiteres Gebläse 9 mit Förderluft beaufschlagt. Die Förderluft strömt an dem Ende des im spitzen Winkel angebrachten Zuführungsrohres 7 vorbei und nimmt das kesselfertige Material mit. Diese Ausgestaltung erlaubt eine genaue Dosierung der Förderluft, deren Menge sich mit der Förderluft des zugeführten Primärbrennstoffes auf ein optimales Niveau einregeln lässt.
Die Fig. 2 und 3 zeigen schließlich den zuvor genannten Seitenaustragsschuh 5 in detaillierterer Darstellung. Der Seitenaustragsschuh 5 hat durch innen liegende geneigt angeordnete Bleche 10 eine Trichterform und kann eine einzige seitliche Auslassöffnung 11 aufweisen oder, wie gestrichelt angedeutet, auch eine weitere, gegenüberliegende Auslassöffnung 11'. Die Bemessung des Seitenaustragsschuhs 5 richtet sich nach der Art des Abfallmaterials und der Feuerungsanlage.
Zwischen Mühle 4 und Seitenaustragsschuh 5 ist ein Lochblech 12, vorzugsweise mit Rundlöchern 13, angeordnet. Das Lochblech 12 ist dabei, wie in Fig. 2 ersichtlich der äußeren Form der Mühle angepasst. Es versteht sich, dass dabei die Abmessungen der Öffnungen (Durchmesser oder Kantenlänge) der für den jeweiligen Einsatzzweck des Sekundärbrennstoffes gewählten oberen Korngröße entsprechen.
Das so ausreichende aufgeschlossene Abfallmaterial wird durch das Lochblech 12 ausgetragen und pneumatisch dem Feuerungsraum zugeführt. Aufgrund der Saugwirkung und des sehr leichten Brennstoffes kommt es weder in dem unter dem Zerkleinerungsaggregat befindlichen Seitenaustragsschuh 5 noch in der dahinter befindlichen Förderleitung 7 bzw. 8 zu Verstopfungen.
Mit der Erfindung wird eine Vorrichtung vorgeschlagen, welche, gewissermaßen in situ, einen konditionierten Brennstoff erzeugt, der gegenüber an einem anderen Ort hergestellten und zur Feuerung transportierten Sekundärbrennstoffen deutlich verbesserte Ausbrandeigenschaften aufweist. Die Vorrichtung ist äußerst kompakt aufgebaut und lässt sich daher für den jeweiligen Einsatzzweck optimal konfektionieren.
Ohne vorherige Behandlung findet nun eine vollständige Verbrennung statt, so dass bei der Kraftwerksverbrennung der Anteil unverbrannten Materials in der Kesselschlacke minimiert und die Entsorgung solcher Aschen bzw. die Verwertung der Schlacken erleichtert wird. Bei der Zementherstellung lässt sich mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein optimales Temperaturprofil im Drehrohrofen einstellen.

Claims

1. Verfahren zur Beschickung von industriellen Feuerungsanlagen, insbesondere Kraftwerkskesseln oder Drehrohröfen, mit Sekundärbrennstoff, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

- Zerkleinerung des Abfallmaterials in einem Zerkleinerungsaggregat,

- Austrag des zerkleinerten Abfallmaterials unmittelbar vor der Aufgabe in den Brennkessel und

- Förderung des Abfallmaterials mittels einer pneumatischen Fördereinrichtung in den Brennraum.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zerkleinerungsaggregat so auf das Abfallmaterial abgestimmt ist, dass das Abfallmaterial nach der . Zerkleinerung eine faserige Konsistenz mit großer Oberfläche aufweist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördereinrichtung eine mit Luft beaufschlagbare Förderleitung aufweist und so ausgebildet ist, dass das kesselfertige Abfallmaterial durch Saugwirkung über die Förderleitung dosiert dem Kessel zugeführt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Abfallmaterial dem Zerkleinerungsaggregat über eine Dosiervorrichtung dosiert zugeführt wird.

5. Vorrichtung zur Beschickung von industriellen Feuerungsanlagen, insbesondere mit Kraftwerkkesseln oder Drehrohröfen, mit Sekundärbrennstoff mit einer Fördereinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Feuerungsanlage ein Zerkleinerungsaggregat vorgesehen ist, dass das Zerkleinerungsaggregat unmittelbar der Fördereinrichtung vorgeschaltet ist und dass die Fördereinrichtung eine pneumatische Fördereinrichtung ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Zerkleinerungsaggregat eine Mühle (4) vorgesehen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mühle (4) eine schnell laufende Hammermühle ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Austrag des Zerkleinerungsaggregats als Seitenaustragsschuh (5) ausgeführt ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Seitenaustragsschuh (5) gegenüberliegende Austragsöffnungen (11) aufweist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Zerkleinerungsaggregat und Seitenaustragsschuh (5) ein Lochblech (12) angeordnet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Lochblech (12) regelmäßig verteilt angeordnete Rundlöcher (13) aufweist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass als pneumatische Fördereinrichtung ein unmittelbar hinter dem Austrag des Zerkleinerungsaggregates angeordnete Gebläse (6), insbesondere Saugzuggebläse, vorgesehen ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass hinter dem Austrag des Zerkleinerungsaggregates ein in eine in den Kessel führende Förderleitung (8) mündendes Zuführungsrohr (7) vorgesehen ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Zuführungsrohr (7) mit der Förderleitung (8) einen spitzen Winkel bildet.

15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Zuführungsrohr (7) in der Förderleitung (8) axial verschiebbar ausgeführt ist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass in der Förderleitung (8) ein weiteres Gebläse (9) vorgesehen ist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass dem Zerkleinerungsaggregat eine Aufgabevorrichtung (1) vorgeschaltet ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufgabevorrichtung (1) eine Dosierbandwaage (2) aufweist.

19. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufgabevorrichtung (1) eine Förderschnecke (3) aufweist.

20. Brennstoff, hergestellt in der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennstoff vor dem dosierten Einbringen in den Kesselraum zerkleinert und/oder konditioniert worden ist.