DE19811061A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Verhinderung der Emission von Dioxinen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verhinderung der Emission von Dioxinen in einer Verbrennungsanlage, insbesondere einer Müllverbrennungsanlage mit einem Kessel.

In einem Anlaufbetrieb einer herkömmlichen Müllverbrennungsanlage mit einem Kessel (sh. Fig. 1) wurde ein Zusatzbrenner verwendet, oder der Müll wurde direkt verbrannt, um die Temperatur einer Verbrennungseinrichtung a und die Temperatur von Kesselwasser in Kessel b zu erhöhen. Das in einem Anfangsstadium dieses Anlaufbetriebs erzeugte Verbrennungsgas niedriger Temperatur führt zu Schäden wie Korrosion bei niedriger Temperatur an der Abgasaufbereitungsanlage c, und daher ist es allgemein üblich, dieses Verbrennungsgas über eine Umgehungs- bzw. Bypassleitung d und einen Schornstein f abzuführen, wodurch die Abgase veranlaßt werden, die Abgasaufbereitungsanlage c zu umgehen (sh. dicke Pfeile in Fig. 1).

Dabei besteht die Möglichkeit, daß sich Staub, der gefährliche Substanzen wie Dioxine enthält, welche in der Verbrennungseinrichtung a und im Kessel b verbleiben, oder hochkonzentrierte Dioxine, welche während des Anlaufbetriebs der Verbrennungseinrichtung a erzeugt werden, an einem Abgasdurchgang e und dem Schornstein stromab der Abgasaufbereitungsanlage c absetzen und dabei diese Abschnitte kontaminieren, und es besteht auch die Möglichkeit, daß halbflüchtige Vorläufer bzw. Zwischenstoffe (precursors) sich absetzen und an diesen Abschnitten verbleiben.

Wenn solche kontaminierenden Substanzen abgelagert werden und verbleiben, ist zu befürchten, daß nach Aufnahme des Dauerbetriebs der Verbrennungseinrichtung a diese Substanzen als gasförmiges Dioxin oder als durch partikel­ ähnlichen Staub adsorbierte Dioxine emittiert werden und in dem Abgas enthalten sind, das die Abgasaufbereitungsanlage c passiert, und dann über den Schornstein f abgeführt, d. h. freigesetzt werden.

Beispielsweise war es zur Vermeidung von Schäden aufgrund von Taukondensation in einem als Abgasaufbereitungsanlage c dienenden Beutel- bzw. Sackfilter nötig, das Gas über die Bypassleitung d abzuführen, bis die Temperatur des Gases auf 120-130°C angestiegen war.

Infolgedessen wurden die Abgase, wenn auch nur für einen kurzen Zeitraum, weiter durch die Bypassleitung d abgeführt, bis die Temperatur auf eine Größe anstieg, bei der die Abgasaufbereitungsanlage c benutzbar wurde, wobei dies eine der Ursachen der erhöhten Dioxinemissionskonzentration darstellen könnte.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Systems, bei dem Abgase niedriger Temperatur, welche in einem Anfangsstadium eines Anlaufbetriebs erzeugt werden und bisher in unbehandelter Form abgeführt wurden, in einer Abgasaufbereitungsanlage behandelt bzw. aufbereitet werden können, wodurch die Möglichkeit eliminiert wird, daß während des Anlaufbetriebs einer Verbrennungseinrichtung erzeugte Dioxine abgeführt werden.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Verhinderung der Emission von Dioxinen in einer Verbrennungsanlage, die eine Verbrennungseinrichtung mit einem Kessel sowie eine Abgasaufbereitungsanlage zur Aufbereitung bzw. Behandlung der von einem Rauchabzug des Kessels austretenden Abgase umfaßt, mit folgenden Schritten:
Zuführen von Dampf in ein Wasserrohr oder ein Fallrohr des Kessels über eine damit verbundene Dampfzuführleitung zur Zeit eines Anlaufbetriebs, wodurch eine Temperatur eines Kesselkörpers und auch eine Temperatur von Gas innerhalb des Kessels durch Kesselwasser erhöht wird,
und Einleiten des Einströmens des Gases in die Abgasaufbereitungsanlage, nachdem das Gas innerhalb des Kessels eine vorbestimmte Temperatur erreicht hat.

Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Verhinderung der Emission von Dioxinen in einer Verbrennungsanlage vorgesehen, die eine Verbrennungseinrichtung mit einem Kessel, eine Abgasaufbereitungsanlage zur Aufbereitung bzw. Behandlung der aus einem Rauchabzug des Kessels austretenden Abgase sowie einen Schornstein zum Abführen der durch die Abgasaufbereitungsanlage behandelten Gase aufweist, wobei die Vorrichtung (ferner) umfaßt:
eine Dampfzuführleitung zum Zuführen von Dampf in ein Wasserrohr oder ein Fallrohr des Kessels von einem Zusatzkessel oder einer anderen dampferzeugenden Quelle,
eine Rauchklappe bzw. einen Rauchschieber zum Öffnen und Schließen des Rauchabzugs des Kessels,
eine Einrichtung zum Erfassen einer Gastemperatur innerhalb des Kessels an einem stromaufwärts der Rauchklappe gelegenen Punkt, und
eine Steuereinrichtung zum Öffnen der Rauchklappe, wenn durch die Temperaturerfassungseinrichtung festgestellt wird, daß das Gas innerhalb des Kessels eine vorbestimmte Temperatur erreicht hat.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Strömung eines Gases niedriger Temperatur in einer herkömmlichen Verbrennungsanlage,

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Verhinderung der Emission von Dioxinen in einer Verbrennungsanlage, und

Fig. 3 eine Ansicht zur Darstellung der Arbeitsweise in einem Anlaufbetrieb der erfindungsgemäßen Verbrennungsanlage.

Gemäß Fig. 2 weist eine Vorrichtung zur Verhinderung der Emission von Dioxinen in einer Verbrennungsanlage eine Verbrennungseinrichtung 1 mit einem Kessel 2, eine Abgasaufbereitungsanlage 3 zur Aufbereitung bzw. Behandlung der aus einem Rauchabzug des Kessels 2 austretenden Abgase sowie einen Schornstein 6 zum Abführen der durch die Abgasaufbereitungsanlage 3 behandelten Gase auf.

Eine Dampfzuführleitung 7 ist mit einem Wasserrohr oder einem Fallrohr des Kessels 2 verbunden, und Dampf wird dem Kessel 2 von einem Zusatzkessel oder einer anderen dampferzeugenden Quelle zugeführt bzw. eingeblasen. Die Abgasaufbereitungsanlage 3 ist mit dem Rauchabzug des Kessels 2 über Rauchklappen bzw. -schieber 8 verbunden, und durch Öffnen der Rauchklappen bzw. -schieber 8 können die Abgase in die Abgasaufbereitungsanlage 3 strömen. Die Abgasaufbereitungsanlage 3 hat die Funktion, Dioxine zu beseitigen oder zu reduzieren, z. B. durch einen Beutel- bzw. Sackfilter, einen Aktivkohlefilter oder einen Oxidations-Destruktions-Katalysator.

Eine Bypass- bzw. Umgehungsleitung 4 ist mit dem Rauchabzug des Kessels 2 über eine Bypassklappe 9 verbunden. Diese Bypassklappe 9 ist normalerweise geschlossen, und nur im Notfall, z. B. bei einer Betriebsstörung der Abgasaufbereitungsanlage 3, wird die Bypassklappe 9 geöffnet, um zu veranlassen, daß die Abgase die Abgasaufbereitungsanlage 3 umgehen und dann über den Schornstein 6 abgeführt werden.

Nachstehend wird der Arbeitsablauf eines Anlaufbetriebs der Verbrennungseinrichtung 1 unter Bezugnahme auf die Fig. 2 und 3 beschrieben.

• (1) Über die mit dem Wasserrohr 2b oder dem Fallrohr des Kessels 2 verbundenen Dampfzuführleitung 7 wird Dampf zugeführt. Dieser Dampf wird von dem Zusatzkessel (nicht dargestellt) oder der dampferzeugenden Quelle zugeführt, und durch öffnen eines Ventils 16 kann der Dampf in den Kessel 2 eingeleitet werden. Das Öffnen und Schließen des Ventils 16 wird durch eine Steuerkonsole 11 gesteuert. Wenn der Dampf zugeführt wird, sind die zu der Abgasaufbereitungsanlage 3 führenden Rauchklappen 8 und die Bypassklappe 9 geschlossen, wodurch das Gas im Kessels 2 eingeschlossen gehalten wird.
• (2) Die Zufuhr des Dampfs in den Kessel 2 wird so lange fortgeführt, bis die Temperatur eines Kesselkörpers 2 steigt, und so lange weiter, bis die Temperatur des Gases in dem Kessel 2 durch Kesselwasser auf eine Größe angehoben wird, bei der das Gas zur Abgasaufbereitungsanlage 3 geschickt werden kann. Die Temperatur des Gases in dem Kessel 2 wird durch eine Temperaturanzeigesteuerung 13 überwacht, die am Auslaß des Rauchabzugs 2c vorgesehen ist, und der Druck innerhalb des Kessels 2 wird durch eine Druckanzeigesteuerung 12 überwacht und gesteuert, die an einer Dampftrommel bzw. einem Oberkessel 2a vorgesehen ist.
• (3) Wenn das Gas innerhalb des Kessels 2 eine vorbestimmte Temperatur (etwa 150°C) erreicht, werden die zu der Abgasaufbereitungsanlage 3 führenden Rauchklappen bzw. -schieber 8 geöffnet, wodurch das Einströmen des Gases in die Abgasaufbereitungsanlage 3 eingeleitet wird. Die Abgase passieren den Rauchabzug 2c des Kessels 2, einen Rauchgaskühler 15 und die Rauchklappen 8, und strömen in die Abgasaufbereitungsanlage 3. Die Gastemperatur an einem Einlaß der Abgasaufbereitungsanlage 3 wird durch eine Temperaturanzeigesteuerung 14 überwacht, und das Öffnen und Schließen der Rauchklappen 8 ebenso wie das Öffnen und Schließen der Bypassklappe 9 werden durch die Steuerkonsole 11 gesteuert.
• (4) Nachdem das Einströmen des Gases in die Abgasaufbereitungsanlage 3 eingeleitet worden ist, wird ein an der Verbrennungseinrichtung 1 vorgesehener Zusatzbrenner 10 gezündet, und wenn die Temperatur der Verbrennungseinrichtung 1 eine Größe (etwa 800°C) erreicht hat, bei der die Erzeugung von Dioxinen verhindert wird, wird Müll oder Abfall in die Verbrennungseinrichtung 1 durch eine Mülladeöffnung 1a geladen, und die Verbrennung wird eingeleitet, so daß die Temperatur der Verbrennungseinrichtung 1 weiter ansteigt. Die durch die Abgasaufbereitungsanlage 3 behandelten Abgase werden über einen Abgasdurchgang 5 und den Schornstein 6 durch ein Saugzuggebläse 17 abgeführt. Zu diesem Zeitpunkt wird die Zufuhr von Dampf in den Kessel 2 durch Schließen oder Öffnen des Ventils 16 je nach Bedarf unterbrochen oder fortgeführt.
• (5) Zu dem Zeitpunkt, an dem die Temperatur der Verbrennungseinrichtung 1 etwa 850°C erreicht, wird der Zusatzbrenner 10 abgestellt, womit der Anlaufbetrieb abgeschlossen ist.

In der vorliegenden Erfindung wird im Anlaufbetrieb der Verbrennungsanlage mit dem Kessel Dampf in das Wasserrohr oder das Fallrohr des Kessels geleitet, wodurch die Temperatur des Kesselwassers erhöht wird, und Staub im Kessel (der gefährliche Substanzen enthält) wird dazu gebracht, zusammen mit der Luft im Kesselinnern zu verbleiben, und nachdem die Temperatur des Gases eine Größe erreicht hat, bei der das Gas durch die Abgasaufbereitungsanlage strömen kann, wird der Zusatzbrenner gezündet, wodurch der nachfolgende Temperaturanstieg fortgeführt wird. Daher wird das Gas niedriger Temperatur, das bisher in unbehandelter Form abgeführt worden ist, in dem Kessel eingeschlossen, und nachdem die für die Behandlung in der Abgasaufbereitungsanlage erforderlichen Bedingungen hergestellt sind, wird das Gas darin behandelt bzw. aufbereitet und dann abgeführt. Insbesondere wird durch Zuführen von Dampf in das Wasserrohr oder das Fallrohr des Kessels die Temperatur des Gases innerhalb des Kessels erhöht, ohne daß es zur Gas- (Luft-)Strömung innerhalb des Kessels kommt, und durch diese Maßnahme kann die Abgasaufbereitungsanlage zur Beseitigung von Staub (der die gefährlichen Substanzen wie Dioxine enthält) aus den Abgasen äußerst effizient eingesetzt werden, ohne die Abgasaufbereitungsanlage einer unerwünschten Umgebungsbedingung auszusetzen, wodurch die Möglichkeit einer Umweltverschmutzung ausgeschaltet wird.

Claims (4)

1. Verfahren zur Verhinderung der Emission von Dioxinen in einer Verbrennungsanlage, die eine Verbrennungseinrichtung mit einem Kessel sowie eine Abgasaufbereitungsanlage zur Aufbereitung bzw. Behandlung der von einem Rauchabzug des Kessels austretenden Abgase umfaßt, mit folgenden Schritten:
Zuführen von Dampf in ein Wasserrohr oder ein Fallrohr des Kessels über eine damit verbundene Dampfzuführleitung zur Zeit eines Anlaufbetriebs, wodurch eine Temperatur eines Kesselkörpers und auch eine Temperatur von Gas innerhalb des Kessels durch Kesselwasser erhöht werden, und
Einleiten des Einströmens des Gases in die Abgasaufbereitungsanlage, nachdem das Gas innerhalb des Kessels eine vorbestimmte Temperatur erreicht hat.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Einströmen von Gas in die Abgasaufbereitungsanlage eingeleitet wird, nachdem das Gas innerhalb des Kessels etwa 150°C erreicht hat.

3. Vorrichtung zur Verhinderung der Emission von Dioxinen in einer Verbrennungsanlage, die eine Verbrennungseinrichtung mit einem Kessel, eine Abgasaufbereitungsanlage zur Aufbereitung bzw. Behandlung der aus einem Rauchabzug des Kessels austretenden Abgase sowie einen Schornstein zum Abführen der durch die Abgasaufbereitungsanlage behandelten Gase aufweist, wobei die Vorrichtung (ferner) umfaßt:
eine Dampfzuführleitung zum Zuführen von Dampf in ein Wasserrohr oder ein Fallrohr des Kessels von einem Zusatzkessel oder einer anderen dampferzeugenden Quelle,
eine Rauchklappe bzw. einen Rauchschieber zum Öffnen und Schließen des Rauchabzugs des Kessels,
eine Einrichtung zum Erfassen einer Gastemperatur innerhalb des Kessels an einem stromauf der Rauchklappe gelegenen Punkt, und
eine Steuereinrichtung zum Öffnen der Rauchklappe, wenn durch die Temperaturerfassungseinrichtung festgestellt wird, daß das Gas innerhalb des Kessels eine vorbestimmte Temperatur erreicht hat.

4. Vorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei die Steuereinrichtung die Rauchklappe öffnet, nachdem die Gastemperatur innerhalb des Kessels etwa 150°C erreicht hat.