DD203565A5

DD203565A5 - Verfahren zum schuetzen von metallmaterialien einer zusatzeinrichtung zu einer wirbelschichtmuellverbrennungsanlage vor korrosion

Info

Publication number: DD203565A5
Application number: DD82242910A
Authority: DD
Inventors: Hiroshi Hokari; Shiro Imaizumi
Original assignee: Toyo Engineering Corp; Nippon Zeon Co
Priority date: 1981-10-16
Filing date: 1982-08-31
Publication date: 1983-10-26
Also published as: GB2107601B; DE3232112A1; FR2514779A1; FR2514779B1; IT1155207B; KR880001456B1; US4474122A; JPH0115764B2; DE3232112C2; GB2107601A; KR840001314A; JPS5866712A; IT8223064A0

Abstract

Verfahren zum Schuetzen eines oder mehrerer metallischer Materialien einer Zusatzeinrichtung zu einer Wirbelschichtmuellverbrennungsanlage gegen Korrosion, wobei diese Wirbelschichtmuellverbrennungsanlage so ausgelegt ist, dasz inihr Abfallmaterialien, einschlieszlich chlorhaltiger Vbindungen, zu Aschen verbrannt werden koennen und diesese metallischen Materialien einem Verbrennungsgas ausgesetzt sind und auf eine Temperatur von wenigstens 450 Grad C an ihren Oberflaechen erhitzt werden, bei dem bewirkt wird, dasz ein Alkalimetall- oder Erdalaklimetallcarbonat in den Aschen mit einer Rate von 0,3 bis 5 Aequivalenten, bezogen auf das gesamte Chlor, das in den in der Einrichtung vorhanden Aschen enthalten ist, vorhanden ist.

Description

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Verfahren zum Schützen einer Zusatzeinrichtung zu einer Wirbelschichtmüllverbrennungsanlage vor Korrosion

Anwendungsgebiet der Erfindung,

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schützen von Bereichen hoher Temperatur an Zusatzeinrichtungen oder -anlagen zu einer Wirbelschichtmüllverbrennungsanlage vor Korrosion. Solche Hochtemperaturbereiche umfassen beispielsweise metallische Bereiche, die dem Verbrennungsgas hoher Temperatur ausgesetzt sind, wie z.B. eine Zyklon-Staubsammelvorrichtung, ein Luftvorerhitzer, ein Abhitzekessel, deren Leitungssystem und dergleichen, die mit

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dem Hauptkörper der Müllverbrennungsanlage in Verbindung stehen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen. Eine Wirbelschichtverbrennungsanlage besitzt den Vorteil, daß in ihr ein großes Volumen von Abfallmaterialien pro Flächeneinheit verarbeitet werden kann und daß sie vollständige Verbrennung beschleunigt. Wirbelschichtmüllverbrennungsanlagen haben dadurch weit verbreitete kommerzielle Anwendung als Verbrennungsanlagen für städtische und industrielle Abfälle gefunden. Diese städtischen und industriellen Abfälle enthalten jedoch chlorhaltige Verbindungen und erzeugen beim Verbrennen Chlorwasserstoffgas (HCl) und dergleichen, wodurch sie die Verbrennungsanlage selbst und ihre Zusatzeinrichtungen oder -anlagen der Korrosion aussetzen und deren Lebenszeit verkürzen und eine starke Einschränkung auf die Rückgewinnung von thermischer Energie bewirken. Es wurde deshalb versucht, die beschriebenen Probleme zu lösen, indem ein wärme- und korrosionsbeständiges Stahlmaterial als Baumaterial verwendet wird oder indem eine alkalische Verbindung in die Wirbelschichtmüllverbrennungsanlage eingebracht wird, um das im Verlauf der Verbrennung erzeugte saure Gas zu neutralisieren und zu entfernen. _:

Aber selbst wenn das saure Gas neutralisiert wird und seine Konzentration in dem Verbrennungsgas um einen beträchtlichen Grad gesenkt wird, wird dennoch festgestellt, daß immer noch Korrosion stattfindet, und zwar insbesondere an mit Asche bedeckten Stellen, da Metalle auf 45O°C oder höher an ihren Oberflächen in der Einrichtung, der Anlage und den Zusatzleitungen zu einer Wirbelschichtmüllverbrennungsanlage erhitzt werden. Wenn man wünscht, die Korrosion bei hohen Temperaturen zu vermeiden, ist es erforderlich, die Temperatur an den Oberflächen eines Stahlmaterials unterhalb 4 50 C zu halten. Zu diesem Zweck wurde die

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Temperatur des Verbrennungsgases durch Einsprühen von Wasser oder durch Einblasen von kalter Luft in das Verbrennungsgas oder durch Erhöhen der Durchflußgeschwindigkeit eines Wärmeübertragungsmittels in jedem Wärmeaustauscher erniedrigt. Diese Maßnahmen bringen wiederum beachtliche Beschränkungen mit sich, wenn Energie aus dem Verbrennungsgas rückgewonnen werden soll. So führen beispielsweise bei der Rückgewinnung der Energie aus dem Verbrennungsgas in Form von elektrischer Energie mittels einer Dampfturbine die erniedrigten Oberflächentemperaturen zu einem niedrigeren Druck und einem niedrigeren Volumen des erzeugten Dampfes, wodurch der Wirkungsgrad der Wärmerückgewinnung gesenkt wird.

Eine Vielzahl von Untersuchungen und Forschungen sind bisher in Bezug auf Hochtemperaturkorrosion von Müllverbrennungsanlagen angestellt worden. Es ist bekannt geworden, daß die Anwesenheit von HCl in Verbrennungsgas die Korrosion beschleunigt und heftige Korrosion bei Temperaturen oberhalb eines bestimmten Niveaus hervorruft. Der Mechanismus einer derartigen Korrosion ist bereits erkannt worden. Hierbei wird nämlich Fe mit HCl umgesetzt, um FeCl₃ und Fe₃Cl₆ zu bilden, woraufhin Zersetzung dieser Eisenchloride zu Eisenoxiden mit spontaner Regeneration von HCl folgt. HCl wird also aufgrund der Zersetzung von Chloriden wie NaCl, KCl, CaCl₂ und dergleichen, die in den Verbrennungsaschen vorhanden sind, gebildet. Das so regenerierte HCl scheint die Hauptrolle bei der Metallkorrosion zu spielen. Als Gegenmaßnahmen gegen Hochtemperaturkorrosion aufgrund von Chlorwasserstoffsäure scheint folgendes wirksam zu sein:

(1) periodisches Ersetzen korrodierter Teile von Zusatzanlagen, wobei sie als Verbrauchsmaterial angesehen werden;

(2) Aufbringen eines speziellen Schutzmaterials auf die

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Oberfläche der einzelnen Teile, die zu Korrosion neigen; und

(3) Einsatz eines korrosionsbeständigen Materials hoher qualität.

Es ist jedoch berichtet worden, daß die Gegenmaßnahme (1) eine häufige Unterbrechung des Betriebs der Verbrennungsanlage oder der Einrichtungen der Hilfsanlagen für jedes einzelne Teil der Anlage, die zur Korrosion neigen, erfordert, und die Gegenmaßnahme (2) zeigt keine merklichen Wirkungen, selbst wenn Al₃O₃ oder ihr analoge hochschmelzende Materialien als Schutzbeschichtung aufgebracht werden. Was Gegenmaßnahme (3) anbelangt, so ist die Antikorrosionswirkung von hochchromhaltigem Stahl berichtet worden. Derartige Materialien sind jedoch sehr teuer und beinhalten gewisse Probleme im Hinblick auf ihre mechanischen Eigenschaften, wodurch sie sich häufig für den praktischen Einsatz als ungeeignet erweisen. Unter diesen Umständen ist es allgemeine Praxis, die Entwicklung von Hochtemperaturkorrosion durch z.B. Senken der Temperatur jeder Metalloberfläche, die mit dem Verbrennungsgas erhöhter Temperatur in Kontakt gebracht wird, zu vermeiden, wie es oben schon erwähnt wurde.

Ziel der Erfindung.

Das Ziel dieser Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, mit dem leicht und billig die Oberflächenkorrosion von einem oder mehreren Metallen der Zusatzeinrichtungen zu einer Wirbelschichtmüllverbrennungsanlage für Abfallmaterialien, die chlorhaltige Verbindungen enthalten, zu vermeiden, wenn das Metall an seiner Oberfläche dem Verbrennungsgas hoher Temperatur ausgesetzt ist.

Darlegung des Wesens der Erfindung.

Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben gefunden, daß die Korrosion von Stahlmaterial von derartigen Zusatz-

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einrichtungen an der Oberfläche jeweils von Stahlmaterial stattfindet, die hohen Temperaturen ausgesetzt und mit Verbrennungsaschen bedeckt sind.Sie führten eine Vielzahl von Untersuchungen im Hinblick auf die Entwicklung eines wirksamen Verfahrens zur Verhinderung von Korrosion durch. Als Folge davon fanden sie, daß Korrosion nach dem folgenden Verfahren verhindert werden kann:

Bei einem Verfahren zum Schutz eines oder mehrerer metallischer Materialien von Zusatzeinrichtungen zu einer ) , Wirbelschichtmüllverbrennungsanlage gegen Korrosion, bei dem die Wirbelschichtmüllverbrennungsanlage so ausgelegt ist, daß Abfallmaterialien, einschließlich chlorhaltiger Verbindungen, zu Aschen verbrannt werden und die metallischen Materialien einem Verbrennungsgas ausgesetzt und auf eine Temperatur von mindestens 45O°C an ihren Oberflächen erhitzt werden, umfaßt die Verbesserung, daß bewirkt wird, daß ein Alkalimetall- oder Erdalkalimetallcarbonat mit einer Rate von 0,3 - 5 Äquivalenten, bezogen auf das gesamte Chlor, das in den in der Einrichtung vorhanden Aschen enthalten ist, in den Aschen vorhanden ist.

Ausführungsbeispiel.

( Die Erfindung wird nun durch Ausführungsbeispiele, u.a. " -' durch Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung, näher erläutert.

Die Figur 1 der beigefügten Zeichnung ist ein Fließdiagramm, das eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

Als Beispiele für Alkalimetall- und Erdalkalimetallcarbonate, die bei der praktischen Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung verwendet werden können, können erwähnt werden Natriumcarbonat, Kaliumcarbonat und dergleichen und Calciumcarbonat, Magnesiumcarbonat und dergleichen. Natriumhydroxid, Calciumhydroxid usw. können auch verwendet werden, aber ihre Wirksamkeit ist nicht so hoch, wie

die, die sich aus dem Einsatz der vorstehend genannten Carbonate ergibt. Es ist wünschenswert, diese Carbonate in einer Pulverform zu verwenden, das wenigstens 50 Gew.-% Teilchen mit 0,5 mm oder kleinere enthält, da die Verwendung von derartigen pulverförmigen Carbonaten die Wirkungen der vorliegenden Erfindung bis zu einem Maximum steigern kann. Wenn nämlich das Pulver jeweils aus den oben angegebenen Carbonaten in ein Wirbelschichtbett hineingegeben wird, unterliegt es einer Reaktion mit einem sauren Gas, das in dem Wirbelschichtbett auftritt, um ein Salz zu bilden. Nicht umgesetzte kleinere Teilchen des Carbonats verbleiben schwebend zusammen mit Aschen, die aus der Verbrennung herrühren, und bedecken als eine Mischung mit den Aschen die metallische Oberfläche der Zusatzeinrichtung, wodurch die metallische Oberfläche vor Korrosion geschützt wird. Natriumcarbonat ist. unter den vorstehend angegebenen Carbonaten insbesondere zu bevorzugen, da es wirksam ist, sowohl zum Unterdrücken der korrosiven Wirkung der Verbrennungsaschen bei erhöhten Temperaturen als auch zum Entfernen von sauren Gasen wie HCl und dergleichen.

Um solch ein Carbonat in den beschriebenen die Oberflächen bedeckenden Aschen gleichmäßig verteilt zu halten und Korrosion zu verhindern, ist der Gehalt des Carbonats in den Aschen kritisch. Als Folge verschiedener Experimente wurde gefunden, daß der Gehalt des Carbonats von 0,3 - 5 Äquivalenten, bezogen auf die chemischen Äquivalente des gesamten Chlors, das in den von einem Verbrennungsgas von einer Müllverbrennungsanlage begleiteten Aschen vorhanden ist (einschließlich des Chlors, das in dem Salz enthalten ist, wenn dies der Fall sein sollte), reichen sollte. Jegliche Mengen, die kleiner als 0,3 Äquivalente sind, sind zu klein, um eine genügende die Korrosion verhindernde Wirkung hervorzubringen, wohingegen es nicht wirtschaftlich ist, ein Carbonat mit mehr als 5 Äquivalenten zu verwenden.

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Das Carbonat kann ganz üblich hinzugegeben werden, z.B. durch Einbringen des Carbonatpulvers in das Wirbelschichtbett, z.B. zusammen mit Luft,- oder durch Zuführen des Carbonatpulvers in das Wirbelschichtbett mittels eines Schneckenförderers. Die Wirkungen dieser Erfindung können bis zu einem Maximum hervorgerufen werden, wenn Carbonatpulver mit einer Geschwindigkeit, die 30 - 300 mal so groß wie die Durchströmgeschwindigkeit des Wirbelschichtmediums in der Wirbelschicht ist, durch eine Injektionsdüse eingesprüht wird, welche an einer Stelle vorgesehen ist, die von dem äußeren Umfang des Wirbelschichtbettes um einen Abstand entfernt ist, der gleich einem Drittel des Durchmessers des Wirbelschichtbettes oder kürzer ist, und auch vom Boden des Wirbelschichtbettes um einen Abstand entfernt ist, der gleich drei Fünftel der Höhe des Wirbelschichtbettes ist, und sich vorzugsweise in der horizontalen Richtung öffnet.

Nach der vorliegenden Erfindung ist es möglich, Korrosion an hocherhitzten metallischen Teilen von Zusatzeinrichtungen oder Zusatzanlagen zu einer Wirbelschichtmüllverbrennungsanläge zu verhindern, -die unter den unten angegebenen Bedingungen betrieben wird, indem ein Alkalimetalloder Erdalkalimetallcarbonat in Aschen, die die metallischen Teile bedecken, eingebracht wird. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung erfordert geringe Ausgaben und ermöglicht, daß die Metallteile über eine verlängerte Lebensdauer verwendet werden können.

Betriebsbedingungen einer Wirbelschichtmüllverbrennungsanlage

(1) In den Ofenraum eingebrachter Abfall:

städtischer Abfall 350 - 600 kg/m² (Heizwert . 800 - 2500 kcal/kg)

Industrieabfall 50 - 300 kg/m²

(Heizwert 7000 kcal/kg)

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(2) Wärmebelastung für die Verbrennungskammer:

150.000 kcal/m oder weniger

(3) Temperatur des Wirbelschichtmittelbettes:

400 - 85O^0-C

(4) Gastemperatur am Wärmeaustauschereinlaß:

750 - 95O°C

(5) Strömungsgeschwindigkeit von Gas im Wirbelschichtbett:

0,5-4 m/sec.

(6) Zusammensetzung von Verbrennungsgas:

O₂ 5-15 Vol.-%

Co₂ 5-15 Vol.-%

H-O 10-30 Vol.-%

Da das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung die Hochtemperaturkorrosion an Zusatzeinrichtungen zu einer Wirbelschichtmüllverbrennungsanlage, insbesondere an Kesselrohren, verhindern kann, ist es möglich, Dampf mit hoher Temperatur und hohem Druck von einem Abhitzekessel zu erzeugen. Es ist somit möglich, den Wirkungsgrad der Energieerzeugung im Vergleich zu bekannten Verfahren ganz merklich zu verbessern, indem nämlich Dampf mit höherer Temperatur und höherem Druck für die Energieerzeugung verwendet wird.

Beispiele.

Die vorliegende Erfindung wird nun in näheren Einzelheiten durch die folgenden Beispiele beschrieben.

Beispiel 1

In einen elektrischen Ofen mit einem inneren Durchmesser von 54 mm und der auf 600°C erhitzt worden war, wurden plattenartige SUS 321 Stahlteststücke mit 30 mm Länge χ 50 mm Breite und 4 mm Dicke eingebracht, wobei sich jede

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in einer Porzellanschale befand. Die obere Oberfläche von jedem Teststück war mit NaCl oder einer pulverförmigen _; Mischung aus NaCl und Na₃CO₃ bis zu einer Dicke von 3 mm bedeckt. Luft, die 30 Vol.-% Wasser enthielt und auf 15O°C vorerhitzt war, wurde mit einer Rate von 7 l/min.

in den Ofen eingebracht. Die Temperatur in dem Ofen wurde mittels

halten.

mittels einer elektrischen Heizeinrichtung auf 6OO°C ge-

Die Teststücke wurden unter den beschriebenen Bedingungen; jeweils 24 Stunden, 72 Stunden bzw. 120 Stunden gehalten und dann'aus dem Ofen herausgenommen. Nach dem Abbürsten der Aschen von der oberen Oberfläche jedes Teststückes wurden die entstandenen Ablagerungen mit einer wässrigen Lösung aus einem alkalischen oxidierenden Mittel (NaOH 15% + KMnO₄ 3 %) und einer 10% wässrigen Lösung Ammoniumeitrat entfernt. Der Gewichtsverlust nach dem Erhitzen wurde dann bestimmt. Es sei bemerkt, daß NaCl und Na₂CO₃ jeweils Reagenzmittelqualität besaßen (d.h. von extra reiner Qualität waren). Testergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben.

Wie leicht aus Tabelle 1 ersehen werden kann, nimmt der Gewichtsverlust aufgrund von Korrosion ab, wenn der Gehalt an Na₃CO₃ in NaCl höher wird.

- 10 Tabelle 1

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Die Oberfläche des Teststückes bedeckende Gewichtsverlust (mg)

Experi- Substanz

Mischungsverhältnis von No. NaCl zu Na₉COn (in Äqui-

valenten) _{24 h 72} h 120 h

	NaCl	Na₃CO₃	183	415	621
1	1	O	167 .	411	602
2	1	0,1	88	178	284
3	1	0,3	32	78	102
4	1	1	30	80	95
5	1	2

Beispiel 2

Unter Verwendung des gleichen elektrischen Ofens wie dem, der in Beispiel 1 verwendet wurde, und unter Nacharbeitung des Verfahrens von Beispiel 1 mit der Ausnahme, daß die Substanz, die die obere Oberfläche von jedem Teststück bedeckte, in CaCl₂ oder eine Mischung aus CaCl₂ und CaCO₃ geändert wurde, wurde die Temperatur in dem Ofen auf 450 C gesenkt. Jedes Teststück wurde 2 4 Stunden in dem Ofen gehalten und sein Gewichtsverlust wurde nach dem Heizen bestimmt. CaCl₂ und CaCO₃ waren jeweils aus Reagenzmittelqualität (d.h. von extra reiner Qualität). Ergebnisse sind in Tabelle 2 angegeben. Aus Tabelle 2 ist ersichtlich, daß der Gewichtsverlust aufgrund von Korrosion auch durch das Einbringen von CaCO₃ verringert werden kann.

-11 Tabelle 2

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Die Oberfläche des Teststückes bedeckende Gewichtsverlust (mg)

_ . Substanz

Experi-

^men Mischungsverhältnis von No. CaCl- zu CaCO₃ (in Äquivalenten) 24 Stunden

	CaCl₂	CaCO₃	254
1	1	O	183
2	1	0,4	74
3	1	3

Beispiel 3

Unter Verwendung des gleichen elektrischen Ofens, der gleichen Teststücke (Stahl SUS 321), Haltetemperatur (600°C) und Aufenthaltsdauer (24 Stunden, 72 Stunden, 120 Stunden) wie diejenigen, die in Beispiel 1 verwendet worden waren, wurde das Verfahren von Beispiel 1 mit der Ausnahme wiederholt, daß die Substanz, die jedes Teststück bedeckte, in Aschen, die von einem Zyklon-Staubabscheider aufgesammelt worden waren, der direkt hinter einer Wirbelschichtmüllverbrennungsanlage für städtischen Müll installiert war (Gehalt des gesamten Chlors: 2,1 %), eine Mischung aus den Aschen und Na₃CO₃ oder K₃CO₃ geändert wurde. Ergebnisse sind in Tabelle 3 zusammengestellt.

Wie man aus Tabelle 3 entnehmen kann, konnten merkliche korrosionshemmende Wirkungen gegen Korrosion aufgrund von Müllverbrennungsaschen aus einer Wirbelschichtmüllverbrennungsanlage erzielt werden, wenn NaCO₃ oder K CO, in die Aschen eingebracht wurde.

Tabelle 3

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Experi	Die Oberfläche des Test	Gewichtsverlust (mg)	72 h	120 h
ment No.	stückes bedeckende Substanz	24 h	173	241
1	Aschen	104

Aschen + Na„CO₃ (0,15

Äquivalent Bezogen auf 96 151 214

das gesamte Chlor in

den Aschen)

Aschen + Na₂CO₃ (0,5

Äquivalent Bezogen auf 61 88 134

das gesamte Chlor in

den Aschen)

Aschen + Na₃CO₃ (1

Äquivalent, bezogen auf 38 68 77

das gesamte Chlor in

den Aschen)

Aschen + K₃CO₃ (1

Äquivalent, bezogen auf 55 71 92

das gesamte Chlor in

den Aschen)

Beispiel 4

Unter Verwendung des gleichen elektrischen Ofens, der auch in Beispiel 1 verwendet worden war, wurde das Verfahren von Beispiel 1 mit der Ausnahme wiederholt, daß die Teststücke durch Stahl SUS 410 ersetzt wurden und die Substanz, die jedes Probenstück bedeckte, ersetzt wurde durch Aschen, die von einem elektrischen Staubabscheider einer Wirbelschichtmüllverbrennungsanlage für städtischen Müll aufgesammelt worden war (der Gehalt des gesamten Chlors: 14,3%). Jedes Probenstück wurde 24 Stunden lang in dem elektrischen Ofen gehalten. Die Gewichtsänderung der einzelnen Test-

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stücke nach dem Heizen ist in Tabelle 4 angegeben. Aus den Ergebnissen ist ersichtlich, daß das Verfahren der vorliegenden Erfindung korrosionsverrxngernde Wirkungen auch gegen Aschen zeigt, die Chlor in einer hohen Konzentration enthalten.

Tabelle 4

Experi	Die Oberfläche des	Test-	Gewichtsverlust	(mg)
ment No.	Stückes bedeckende Substanz		24 Stunden
1	Aschen		537

Aschen + Na₃CO₃ (0,5

Äquivalent, bezogen 227

auf das gesamte Chlor

in den Aschen)

Aschen + Na₃CO₃ (1,5

Äquivalent, bezogen 113

auf das gesamte Chlor

in den Aschen)

Beispiel 5

In einen elektrischen Ofen mit einem inneren Durchmesser von 83 mm und der auf 600 C erhitzt worden war, wurde ein plattenartiges SUS 321 Stahlteststück mit 30 nun Länge χ 50 mm Breite und 4 mm Dicke in einer Porzellanschale gegeben. Die obere Oberfläche des Teststückes war mit den Aschen von dem Zyklon-Staubabscheider, wobei diese Aschen die gleichen waren wie diejenigen, die in Beispiel 3 verwendet wurden, oder mit einer Mischung aus den Aschen und Na-CO .,-Pulver bis zu einer Dicke von 3 mm bedeckt. Eine gasförmige Mischung, die aus 30 Vol.-% H₃O, 10 Vol.-% CO₃, 1500 ppm HCl und dem Rest Luft bestand, wurde vorerhitzt

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und mit einer Rate von 10 l/min in den Ofen eingebracht. Das Innere des Ofens wurde auf 600°C gehalten, und die Teststücke wurden eines nach dem anderen jeweils nach 24 Stunden, 72 Stunden bzw. 120 Stunden herausgenommen. Ähnlich wie in Beispiel 1 wurde der Gewichtsverlust der einzelnen Teststücke nach dem Erhitzen bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 5 angegeben.

Zu erkennen ist, daß der Gewichtsverlust aufgrund von Korrosion aufgrund des Einschlusses von Na₃CO₃ in die Aschen verringert werden kann, und zwar auch dann, wenn die gasförmige Atmosphäre HCl enthält.

Tabelle 5

Experi- Die Oberfläche des Test- Gewichtsverlust (mg) ment Stückes bedeckende ~ _Λ , _,,, , _Λ _ΟΛΛ , No. Substanz ^{24 h 72 h 120 h}

1 Aschen 412 847 1176

Aschen + Na₃CO₃ (1

2 Äquivalent, bezogen 63 94 auf das gesamte Chlor

in den Aschen)

Aschen + Na₃CO₃ (3

3 Äquivalente, bezogen 52 80 91 auf das gesamte Chlor

in den Aschen)

Beispiel 6

Unter Verwendung des in Figur 1 dargestellten Systems wurde ein kontinuierliches Verbrennungsexperiment 11 Tage lang durchgeführt. Kunststoffabfall, der von städtischem Müll abgetrennt worden war, wurde in einer Schneidmaschine zermalen und mit einer Zuführungsrate von etwa 300 kg/h

von einem Zuführungstrichter 3 durch eine Leitung 11 in eine zylindrische Wirbelschichtmüllverbrennungsanlage 1 mit einem Durchmesser von 2,5 m eingeführt. Andererseits wurde Luft mit einer Durchströmrate von etwa 6.500 Nm /h durch Luftgebläse 2a,2b durch die entsprechenden Leitungen 12a,12b eingeführt, um den Kunststoffabfall zu verbrennen.

Das entstehende Verbrennungsgas mit 800 - 850 C wurde vom oberen Teil der Verbrennungsanlage abgezogen und durch einen Schornstein 6 geleitet, wo das Verbrennungsgas mit Wasser von einer Leitung 13 besprüht wurde. Auf diese Weise betrug die Temperatur des Verbrennungsgases am Einlaß eines DampfÜberhitzers 7 etwa 700⁰C. Natriumcarbonatpulver, das wenigstens 90 Gew,-% Teilchen mit einer Teilchengröße von 0,5 mm oder kleiner enthielt, wurde mit einer Rate von 75 kg/h von einem Zuführungstrichter 4 mittels eines Luftstromes, der durch eine Leitung 14 zugeführt wurde, durch eine Einsprühdüse 5, die in dem Wirbelschichtbett angeordnet war, in das Wirbelschichtbett eingeführt. Natriumcarbonat mit der angegebenen Menge entspricht etwa 2,6 Äquivalenten, bezogen auf das gesamte Chlor, das in dem Kunststoff vorhanden war. In ein Unförmiges SUS 321 Stahlrohr 8 mit einem inneren Durchmesser von 18 mm, das als Dampfüberhitzer verwendet wurde, wurde

ο Dampf mit etwa 5 kg/cm überdruck (etwa 5 bar überdruck) und etwa 150°C eingeleitet.

Während der Dauer des Experimentes wurde der Chlorwasserstoff in dem Verbrennungsgas bis zu einem Bereich von 0-71 ppm entfernt,

Die Durchflußgeschwindigkeit des Dampfes wurde in solch einer Weise gesteuert, daß die Oberflächentemperatur des DampfÜberhitzerrohres 8 etwa 600°C am Auslaß für den Dampf betrug. Nach Beendigung des Experiments wurde die Oberfläche des Dampfüberhitzerrohres 8 beobachtet. Es wurde

keine Korrosion festgestellt, selbst dann nicht, wenn es mit Asche bedeckt war, die daran haftete.

Claims

Erfind.ungsan.sp.ruch

1. Verfahren zum Schützen eines oder mehrerer Metallmaterialien einer Zusatzeinrichung zu einer Wirbelschichtmüllverbrennungsanlage gegen Korrosion, wobei die Wirbelschichtmüllverbrennungsanlage so ausgelegt ist, daß in ihr Abfallmaterialien, einschließlich chlorhaltiger Verbindungen, zu Aschen verbrannt werden und die metallischen Materialien einem Verbrennungsgas ausgesetzt sind und auf eine Temperatur von wenigstens 45O°C an ihren Oberflächen erhitzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß bewirkt wird, daß ein Alkalimetall- oder Erdalkalimetallcarbonat in den Aschen mit einer Rate von 0,3-5 Äquivalenten, bezogen auf das gesamte Chlor, das in den in der Einrichtung vorhandenen Aschen enthalten ist, vorhanden ist.
2. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Alkalimetall- oder Erdalkalimetallcarbonat zu dem Verwirbelungsmedium für die Wirbelschichtmüllverbrennungsanlage hinzugegeben wird.

24ΖΒ10
3. Verfahren nach Punkt 2 , dadurch gekennzeichnet, daß das Alkalimetalloder Erdalkalimetallcarbonat in Form eines Pulvers verwendet wird/ das wenigstens 50 Gew.-% Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 0,5 mm oder weniger enthält.
4. Verfahren nach Punkt 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das Alkalimetallcarbonat Natriumcarbonat ist.
5. Verfahren nach Punkt 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Alkalimetalloder Erdalkalimetallcarbonat in das Wirbelschichtbett in Pulverform durch eine Injektionsdüse eingesprüht wird, die an einer Stelle vorgesehen ist, die von dem äußeren Umfang des Wirbelschichtbettes um einen Abstand entfernt ist, der gleich einem Drittel des Durchmessers des Wirbelschichtbettes oder kürzer ist, und auch von dem Boden des Wirbelschichtbettes um einen Abstand entfernt ist, der gleich drei Fünfteln der Höhe des Wirbelschichtbettes ist.
6. Verfahren nach Punkt 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Alkalimetalloder Erdalkalimetallcarbonat in horizontaler Richtung in das Wirbelschichtbett eingesprüht wird.
7. Verfahren nach Punkt 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Alkalimetalloder Erdalkalimetallcarbonat durch die Düse mit einer Strömungsgeschwindigkeit eingesprüht wird, die 30 bis 300 mal so groß wie die Strömungsgeschwindigkeit des Verwirbelungsmediums in dem Wirbelschichtbett ist.

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