DE2918580A1 - Verfahren zur mehrstoffverbrennung und stufenschwenkrostanordnung zu seiner durchfuehrung - Google Patents

Description

• Verfahren zur Mehrstoffverbrennung und Stufenschwenkrostanord-
• nung zu seiner Durchführung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Mehrstoffverbrennung, insbesondere zur gemeinsamen Entsorgung von aus Industriemüll und/oder Haushaltsmüll bestehenden Abfällen und Klärschlamm und/oder einer weiteren Abfallart, insbesondere unter Einsatz von Stufenschwenkrosten.
• Die Erfindung hat auch eine Stufenschwenkrostanordnung zur Durchführung dieses Verfahrens zum Gegenstand.
• Es ist bekannt, Schadstoffe, wie Salzsäure HCl, Fluorwasserstoff HF und Schwefeldioxyd S02 trocken mit Hilfe staubförmiger Zusätze wie z.B. Calciumcarbonat CaC03 oder Hydratkalk Ca(OH) 2 zu absorbieren bzw. zu adsorbieren. Wegen der wesentlich größeren Oberfläc-he wird Kalkhydrat bevorzugt. Hierzu wird vorgeschrieben, den Kalk staubförmig in den Rauchgasstrom bei Temperaturen unterhalb von 3000C einzugeben (Chemie-Technik 7. Jahrgang (1978) Nr. 7, Seiten 291 - 297), meist unterhalb 2000C. Hier ist aber die Reaktion zwischen Schadstoffen und Kalk schon wesentlich herabgesetzt. Außerdem bleibt bis zum Elektrofilter nur ein geringer Weg, so daß die statistische Kombinationsmöglichkeit zwischen Molekülen und Partikeln der Schadstoffe im Rauchgas einerseits und im Kalk andererseits erheblich herabgesetzt ist.
• Die Eindüsung von Kalk tau im hohen Temperaturbereich ist versucht und wieder verworfen worden. Zwar ist die Reaktion bzw. Sorption wirkungsvoller und die Verweilzeit der Kalkpartikel im Rauchgasstrom im Bereich der hohen Temperaturen länger. Gewisse Temperaturbereiche dürfen aber nicht über schritten werden. Die Heizflächenverschmutzung war übermäßig.
• Auch ist es bekannt (DE-AS 22 42 012) Industriemüll zunächst in einem Ofen zu verkoken, diesen Koks mit Klärschlamm zu versetzen, gegebenenfalls anzusäuern, schwach unterhalb 800C zu erwärmen und dann mit Kalk zu neutralisieren, wobei dieses Gemisch der Verbrennung zugeführt wird. Der Kalk wird bei dieser bekannten Maßnahme im wesentlichen darum zugegeben, um die vorher zugegebene Säure zu neutralisieren. Bei dieser Art der Kalkmilchzugabe kann offensichtlich nur eine geringe Sorption der Schadstoffe erreicht werden.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, aus dem Verbrennungsprozeß resultierende Schadstoffe, insbesondere beim Stufenschwenkrost in einem höheren Grade als bisher einzubinden und die Verschmutzung der Heizflächen auf ein erträgliches Maß zu drücken.
• Erreicht wird dies bei einem Verfahren der eingangs genannten Art überraschend dadurch, daß Kalk im Bereich vor der Aufgabe, insbesondere der Aufgabeschleuse, auf das Brenngut und/oder auf die Absperrklappen am Boden der Schleuse und/oder im ungekühlten Brennraum und/oder am Ende der Heizflächen zugegeben wird.
• Vorzugsweise wird der Kalk eingedüst.
• Zweckmäßig wird der Kalk mittels Luft, Wasserdampf oder fein verteilten Wassers eingedüst.
• Nach einer anderen Ausführungsform ist es möglich, den Kalk in den verschiedenen Bereichen aufzublasen.
• Im allgemeinen wird man Kalk in Form von Hydratkalk Ca(OH)2 oder Calciumcarbonat, beide in Staub form, eindüsen Nach einer praktischen Verwirklichungsform der Erfindung an einem Stufenschwenkrost sind vorgesehen: Kalkstaubzuführungen im Fülltrichter und/oder über den Doppelabsperrklappen und/ oder oberhalb der Stufenschwenkrostelemente im ungekühlten Feuerraum und/oder im letzten Staubfangtrichter hinter den Kesselheizflächen.
• Zweckmäßig sind die Düsen in der für das Einblasen von Holzspänen üblichen Bauarten ausgebildet.
• Durch die Maßnahme nach der Erfindung wird überraschend ein Einbindungsgrad von 60 bis 70 % erreicht. Im nachgeschalteten Elektrofilter ist es möglich, den Kalk praktisch völlig zu eliminieren und die Schadstoffe unter die Toleranzgrenzen zu senken.
• Beim Eindüsen ist es auch möglich, Wasserdampf als Träger für den Kalk in fein verteilter Form zu nützen. Hierdurch wird die elektrische Leitfähigkeit und durch die Flüssigkeit die Einbindefähigkeit erhöht.
• Nach einer anderen Verwirklichungsform kann man Wasserdampf auch dem Kalk entgegenblasen. Auch können sich Dampfstrom und Kalkstrom kreuzen. Die Verteilung ist hervorragend.
• Bei der ersten Zugabe des Kalks auf die Doppelaufsperrklappen einerseits und auf das Aufgabegut im Fülltrichter erfolgt durch das Herabfallen im Aufgabeschacht und dann durch den Transport durch Zuteilungsschieber und die Bewegung auf den Stufenschwenkrosten eine gute Durchmischung. Der Kalkstaub bleibt hierbei mit dem Brennstoff eingebunden. Die Sorption erfolgt bei höheren Temperaturen während des Verbrennung.-vorganges. Wasserdampf wird frei, was die Sorption wieder begünstigt. Andererseits erfolgt die Einbindung der Staubpartikel mit der Asche durch ständiges Schüren und Umwälzen durch die Stufenschwenkrostelemente und durch Austrag in den Aschecontainer.
• Besonders interessant ist die Eindüsung im ungekühlten Feuerraum, d.h. bei der am höchsten auftretenden Temperatur, d.h.
• an dem Ort, wo die Schadstoffe aus dem Brenngut freigesetzt werden. Hier läuft die Reaktion am heftigsten ab. Die Verwirbelung ist am größten. Andererseits ist es auch möglich, an den Stützbrennern Kalkeindüsungen vorzusehen, gegebenenfalls indem der Kalk mit der Trägerluft zum Brenner geführt wird. Hierdurch können die Brennertemperaturen gesenkt werden. Besonders günstig ist die Kombination der Kalkeindüsung und der besonderen Ausbildung des Stufenschwenkrostes. Das Kalk/Rauchgasgemisch tritt in den gekühlten Feuerraum (Strahlungsheizflächen) ein, der mit glatten Flächen ausgebildet ist, dessen Wände beispielsweise mit geschweißten Flossenwänden ausgekleidet sind.
• Hier im gekühlten Feuerraum tritt der Hauptteil der Reaktion zwischen Kalkstaub und Rauchgas ein. Noch bevor die mit Kalkstaub beladenen Rauchgase in die Berührungsheizflächen, das sind die Überhitzerpakete, eintreten, wird das gesamte Rauchgas in einen Staubfangtrichter, der zyklonartig wirkt, eingeführt. Ein großer Teil der Partikel scheidet sich dort ab. Diese Maßnahme ist es, die ein relatives Sauberbleiben der Heizflächen gewährleistet. Auch nach Umlenkung durch das Rauchgas werden diese jeweils vor Durchströmen der nächsten Rohrpakete (Verdampfer) durch einen Staubfangtrichter geführt. Dies erfolgt noch einmal bei Austritt aus dem Speisewasservorwärmer, bevor die Rauchgase dem Elektrofilter zugeführt werden. Allerdings kann im letzten Staubfangtrichter in an sich bekannter Weise noch einmal Kalk tau eingedüst werden. Die Reinigung der Heizflächen kann während des Rußblasens erfolgen.
• Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung soll nun mit Bezug auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert werden.
• Vor Brennstoffaufgabe wird in der Aufgabeschleuse, die durch Absperrschieber 1, Fülltrichter 2 und Doppelabsperrklappen 3 gebildet wird, Kalk tau bei 30 aufgegeben. Die eingezeichneten Pfeile sollen lediglich Aufgabe signalisieren und 0 müßten an sich um 90 gedreht dargestellt werden. Nun öffnet der Absperrschieber 1; der Brennstoff wird in den Fülltrichter 2 aufgegeben. Nach Schließen des Absperrschiebers 1 wird auf den im Fülltrichter 2 liegenden Brennstoff noch einmal Kalk tau (aus 30) aufgegeben, so daß sowohl auf dem Brennstoff als unterhalb des Brennstoffs Kalk tau liegt.
• Wird die Doppelabsperrklappe 3 geöffnet, so fällt der Kalkstaub mit dem Brennstoff in den Aufgabeschacht 4 und vermischt sich mit diesem. Der Brennstoff fällt auf den Aufgaberost 6 und ist hier bereits mit Kalk tau vermischt. Der Zuteiler 5 befördert nun den mit Kalkstaub vermischten Brennstoff auf die einzelnen Schwenkroste. Durch die intensiven Schür- und Umwälzbewegungen der Schwenkroste werden Asche u. Kalkstaub über die Luftverteilungstrichter und über den Ausbrennrost (ohne Bezugszeichen) ausgetragen. Im ungekühlten Feuerraum 7 erfolgt eine entsprechende Reaktion auf den im Rauchgas befindlichen Kalkstaub. Hierbei ist es besonders günstig, in diesem ungekühlten Feuerraum bei 34 nochmals Kalkstaub einzudiisen. Die Rauchgase treten dann in den gekühlten Feuerraum 8, der nach der Darstellung mit geschweißten Flossenwänden ausgekleidet ist.
• Wesentlich ist, daß die Flächen im gekühlten Feuerraum (Strahlungsheizflächen) glatt sind. Nach der Darstellung erstrecken sich die Flossenwände auch in dem Bereich, in'dem die Berührungsheizflächenpakete hängen. Vor Eintritt in die Berührungsheizflächen werden die Rauchgase in einen Staubfangtrichter 9 umgelenkt, in dem sich eine zyklonartige Wirkung einstellt. Mindestens eine grobe Staubabscheidung erfolgt hier. Nach Durchtritt durch die Überhitzerpakete im zweiten und dritten Zug werden die Rauchgase wieder in einen Staubfangtrichter 9 geleitet. Nach Durchtritt durch die Verdampferrohrbündel und die Rohrpakete der Speisewasservorwärmer im vierten und fünften Zug treten die Rauchgase in einen weiteren Staubfangtrichter, in welchem bei dieser Ausführungsform bei 36 eine weitere Kalkstaubzugabe erfolgt. In dem im Fuchs eingebauten Elektrofilter erfolgt die abschließende Abscheidung. Den Erfodernissen des Umweltschutzes entsprechende Rauchgase verlassen die Kesselanlage.
• Durch die Maßnahme nach der Erfindung wird eine extrem niedrige Verschmutzung der Heizflächen bei gleichzeitiger großer Effizienz der Sorption im hohen Temperaturbereich erreicht.
• Auch bei dieser Ausführungsform ist es möglich, dem Kalkstaub fein zersprühtes Wasser zuzugeben. Anstatt über die Düsen 34 ist es auch möglich, Kalk tau über das Staurohr 10 im ungekühlten Feuerraum 7 einzublasen. Der Anwendungsbereich des Kalkstaubs liegt dabei immer etwa zwischen 600 bis 9000C.
• Nach einer alternativen Ausführungsform erfolgt die Zuteilung des Kalks mittels eines Schleusenrades; die Eindüsung findet mit Hilfe von Transportluft über breit gefächerte Düsen statt.

Claims (7)

1. "Kalkeindüsung" Verfahren zur Mehrstoffverbrennung und Stufenschwenkrostanordnung zu seiner Durchführung PATENTANSPRÜCHE Verfahren zur Mehrstoffverbrennung, insbesondere zur gemeinsamen Entsorgung von aus Industriemüll und/oder Haushalts--müll bestehenden Abfällen sowie Klärschlamm, insbesondere unter Einsatz von Stufenschwenkrosten, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß Kalk im Bereich vor der Aufgabe, insbesondere der Aufgabeschleuse, auf das Brenngut und/oder auf die Absperrklappen am Boden der Schleuse und/oder im Fülltrichter im ungekühlten Brennraum und/oder am Ende der Heizflächen zugegeben wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß Kalk eingedüst wird.
3. 3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g c k e n n z e i c h n e t , daß der Kalk mittels Luft, Wassers dampf oder fein verteilten Wassers eingedüst wird.
4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Kalk aufgeblasen wrd.
5. 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Kalk in Form von Hydratkalk Ca(OH)2 oder Calciumcarbonat, beide in Staubform, eingedüst wird.
6. 6. Stufenschwenkrostanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, g e k e n n -z e i c h n e t durch Kalkstaubzuführungen (30) im Fülltrichter (2) und/oder über den Doppelabsperrklappen (3) und/oder im (32) Aufgabeschacht (4) und/oder oberhalb der Stufenschwenkrostelemente im ungekühlten Feuerraum (7) und/ oder im letzten Staubfangtrichter (9) hinter den Kesselheizflächen.
7. 7. Stufenschwenkrostanordnung nach Anspruch 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Düsen in der für das Einblasen von Holzspänen üblichen Bauarten ausgebildet sind.