DD291015A5 - Verfahren zur aufbereitung von flugasche - Google Patents

Abstract

Das Verfahren betrifft die Aufbereitung von kalkhaltigen Flugaschen. Bevorzugter Anwendungsfall sind Aschen aus dem trockenen Kalkstein-Additiv-Verfahren. Ziel ist eine rationelle Ausnutzung des Kalkgehaltes dieser Aschen und Minderung technologischer Probleme derartiger Aschen bei ihrer Entsorgung. Es ist ein Verfahren zu schaffen, dasz es erlaubt, den Inhaltsstoff "freier Kalk" aus der Asche weitgehend abzutrennen. Die Loesung besteht darin, dasz die gesamte Asche mit definiertem Wasseranspruch vorbefeuchtet wird, nach wenigstens dreiminutiger Reaktionszeit voellig oder teilweise in Luft dispergiert und klassiert wird und die Feinkornfraktion von etwa 205 einer nochmaligen Abloeschreaktion unterworfen wird.{Aufbereitung; Flugasche; Rauchgasentschwefelung; Schadgasabsorption; Kesselanlagen; Rohbraunkohlenfeuerung; Feinfraktionen; Kalkhydrat; Trennschnitt; Kalkgehalt; Separation; Adsorptionsmittel}

Description

eingestellt wird, die so vorbefeuchtete Asche eine mindestens dreiminütige Ausreaktion erfährt und der gesamte Aschestrom oder Teile von ihm anschließend in einem Gasstrom dispergiert wird, die dispergierte Asche einem Klassierer aufgegeben wird und der Feinanteil zur weiteren Verwendung abgetrennt wird, wobei der Klassierschnitt bei 20 ± 10 pm liegt, und daß ferner dieser Feinanteil anschließend einer N&chbefeuchtung ausgesetzt wird, derart, daß ein pulverförmiges Produkt anfällt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Nachbefeuchtung durch Suspendieren des Feinanteils im Waschkreislauf einer nassen Rauchgasentschwefelungsanlage geschieht.

3. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß innerhalb der Befeuchtungsstufen auch hygroskopische Flüssigkeiten, z. B. Alkohol, eingesetzt werden.

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

Anwendungsgebiet

Das Verfahren betrifft die Aufbereitung von kalkhaltigen Flugaschen, die trocken aus den Rauchgasen entfernt wurden. Bevorzugter Anwondungsfall sind Aschen aus dem Kalkstein-Additiv-Verfahren, wie es für die Entschwefelung von Kesselanlagen mit Rohbraunkohlenfeuerung eingeführt ist.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Durch die Zugabe von Kalksteinmehl zu dem Brennstoff bzw. durch dessen Injektion in dio Feuerung wird die Eigenschaft der entstehenden Flugaschen wesentlich geprägt. Üblicherweisa enthalten diese Aschen bei dieser Behandlung Anteile an CaO zwischen 30 und 60%, wobei der Anteil des freien Ca010-30% beträgt. Dieser Anteil an freiem Kalkgibt der Asche Eigenschaften, die an die feuchte Verladung der Asche besondere Anforderungen stellen. So sind für die Verladung aufwendige zweistufige Mischanlagen eingeführt, um in einer ersten Befeuchtungss'.ufe den freien Kalk zum Teil abzulöschen und nach einer mehrminütigen Reaktionszeit in einer zweiton Befeuchtungsstufo verladefähig zu pelletieren.

Die Verbesserung der Ausnutzung des Rohstoffes Kalk zur Entschwefelung ist jedoch ein ökonomisches Gebot. Die Grundidee dabei ist, die Asche so aufzubereiten, daß die reaktionsfähigen Kalkkomponenten aktiviert werden. Es ist bekannt, daß derartige Aschen durch Befeuchten reaktiviert werden können und in diesem Zustand nochmals als Sorptionsmittel einsetzbar sind.

(US-PS 3481289).

In einer anderen Patentschrift (DE 3526857 A1 und JP 59-277996) wird vorgeschlagen, die Asche in einem Klassierer zu trennen und nur den Feinanteil zu hydratisieren, wozu Wasserdampf mit Temperaturen von 150-300°C einzusetzen ist.

Im gleichen Fall soll die Hydratisierung die Zerspaltung der Sulfathüllen bewirken, die um die CaO-Partikel während der primären Entschwefelungsreaktion gebildet wurden. Es soll dabei vorteilhaft sein, die Hydratisierung bei > 200⁰C zu vollziehen.

Zur Durchführung der Ascheablöschung kann auch eine spezielle Löschmaschine verwendet werden, di J zum Ablöschen vorzugsweise Wasser verwendet. Obwohl das Ablöschen mit Wasser oder Dampf prinzipiell den Weg der Aktivierung aufzeigt, läßt die verfahrenstechnische Lösung in Verbindung mit zweistufigen Befeuchtungsanlagen im Detail optimale Lösungen zu, die den kostenaufwendigen Einsatz von Dampf ausschließen bzw. mindern und den apparativen Aufwand begrenzen.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist eine rationelle Ausnutzung des Kalkgehaltes von Aschen, die insbesondere aus Verfahren der Rauchgasentschwefelung mittels Kalksteinaufgabe in die Feuerung entstammen. Gleichzeitige Minderung der für Verladung, Transport und Deponie entstehenden Probleme und gegebenenfalls Verwertung von Teilen der Aschen für baustoff liche Verwendung sind weitere Ziele.

Darlegung des Wesens der Erfindung Die Erfindung hat die Aufgabe, ein Verfahren zu schaffen, daß es erlaubt, den Inhaltseroff »freien Kalk" aus der Asche weitgehend

zu separieren und damit die Restasche in einen technologisch unbedenklichen Zuatrnd zu überführen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe in folgender Weise gelöst. Die Flugasche wird in ihrer Gesamtheit einer Befeuchtung unterzogen. Für den zugegebend&n Wasseranteil ist dabei folgender Toleranzbereich einzuhalten.

W₌ 0,10 + γ 0,48 minimal A 0,20 + y· 0,64 maximal

Erläuterung W: zuzugebende Wasdrmenge in l/h A: umgesetzteAschemengeinkg/h γ·. Gehalt in freiem CaO

Die so befeuchtete Asche wird durch die Reaktion des CaO-Anteils mit dem Wasser und der dabei entstehenden Wärme innerhalb weniger Minuten in ein fließfähiges Pulver überführt (Verlöschung). Diese anreagierte Asche wird in einem Luftstrom dispergiert und einem Sichter, beispielsweise einem Fliehkraftabscheider, zugeführt, der die groben Fraktionen abtrennt. In den Feinfraktionen sind die zu Kalkhydrat umgesetzten Anteile des freien Kalkes angereichert. Der Trennschnitt des Sichters soll vorzugsweise im Bereich von 10-30 liegen. Die so gebildete Feinfraktion kann nunmehr in einer Kalklöschmaschine oder einem geeigneten Reaktionsgefäß einer zweiten Beleuchtung unterzogen werden. Das angegebene Verfahren besteht also aus den Teilschritten Vorlöschen - Reaktion- Dispergieren - Sichten/Trennen - Nachlöschen. Dem Verfahren liegt die in Laborversuchen gewonnene Erkenntnis zugrunde, daß beim Ablöschen der Asche die Sulfpthüllen um die Kalkpartikel auseinanderplatzen und das verbleibende Kornzentrum sich zu Hydroxid umsetzt. Es wurde gefunden, daß die Kornverteilung der so umgesetzten Kalkkornanteile feiner wird. So konnte festgestellt werden, daß eine Asche, deren freier Kalkgehalt vor Ablöschung bei 23% lag und die einen mittleren Korndurchmesser von 32 pm besaß, nach Ablösung einen mittleren Korndurchmesser von 25pm aufwies. Im Siebabschnitt bei 20pm wurden im Feinanteil, der 54% der ursprünglichen Aschemenge ausmachte, ein freier CaO-Anteil von 32,5% nachgewiesen. Der Anreicherungsfaktor für den Kalk beträgt damit etwa 1,5.

Ausführungsbeispiel

Hierzu gehört ein Bild. Es gibt die technologische Schaltung für ein verfahrenstechnisch optimales Ausführungsbeispiel an. Die dem mit Kalksteinmehl behandelten Kessel entstammende Flugasche wird im Aschesilo 1 gesammelt und einer Befeuchtertrommel 2 zugleich mit Wasser 3 zugeführt. Das feuchte Aschematerial wird zum Ausreagieren beispielsweise einem Förderband 4 und 5 aufgegeben, bevor es verladen wird. Auf den Übergabestellen 6 der Förderbänder und 5 soll beispielsweise je eine Absaughaube 7 installiert sein, so daß besonders die feinen Teilchen dem Luftstrom folgend abgesaugt werden. Damit wird eine Vorabfraktionierung sichergestellt.

Im nachfolgenden Sichter 8 wird das Grobkorn (Schnitt bei 20pm) abgetrennt und kann der zweiten Befeuchtungstrommel 9 und der Verladung 10 zugeführt werden. Das verbleibende Feingut wird dem Feinstaubabschneider 11 zugeführt und vom Gasstrom abgetrennt. Der Ventilator 12 entsorgt die gereinigte Luft. Aus dem Feinstaubabschneider 11 wird das Feinprodukt beispielsweise einer Löschmaschine mittels Dosierorgan 14 gemeinsam mit dem zur Nachreaktion erforderlichen Wasser 3 zugegeben. Das gewonnene Produkt wird im Produktsilo 15 gelagert.

Selbstverständlich ist es auch möglich, das gesamte befeuchtete und ausreagierte Aschematerial nach der Vorlöschstufe in einen Saugtrichter aufzunehmen und mit dem gesamten Material die Operationen Sichten/Abscheiden und Nachbefeuchten des Feinanteils vorzunehmen. Auch mehrstufige Prozesse, z. B. Aufgabe des Grobkorns des Sichters in einem zweiten Luftstrom und nochmalige Sichtung sind denkbar. Anstelle der Löschmaschine 13 sind alle anderen, der Befeuchtung dienende Geräte, z. B. Befeuchtungstrommeln, einsetzbar. Gegebenenfalls kann auch die zweite Befeuchtungsstufe 13 entfallen, wenn die Suspendierung dieser Komponente in einer naß arbeitenden Rauchgasentschwefelung ohnehin vorgesehen ist. Die Wirkung dieser aufgezeigten Art der Verfahrensführung ist folgende. In der Vorlöschstufe wird der Prozeß der Hydratisation und Erwärmung der Asche eingeleitet. In der Folge beginnt das Treiben des freien Kalkes und Zersprengen der Sulfathüllen um die Kalkpartikel.

Durch die Dispergierung im Luftstrom werden bei den eintretenden hohen Pertikelbeladungen die Partikel einer mechanischen Beanspruchung ausgesetzt, die das Abtrennen der gelockerten Sulfathüllen unterstützt. Die Separation dient der Abtrennung des die CaO-Komponenten enthaltenden Feinkornanteils. Für geringe Ansprüche der weiteren Verwendung dieses Feinkornanteils ζ. B. in Naßverfahren zur Rauchgasentschwefelung, bei denen ohnehin eine nachträgliche Ablöschung erfolgt, kann auf die weitere Ablöschung verzichtet werden. Soll das CaO-haltige Material aber im Trockensorptionsverfahren zur Rauchgasentschwefelung weiterverwendet werden, ist eine nochmalige Ablöschung erforderlich, bei der eine weitgehende Aufspaltung der Kalkpartikel unter Bildung einer großen inneren Oberfläche eintritt. Das Produkt sollte zweckmäßigerweise für andei e Anlagen der Rauchgasentschwefelung eingesetzt werden, so daß die mit erfindungsgemäßem Verfahren ausgestattete Kesselanlage quasi als Lieferant von Sorptionsmittel dient.

Claims (1)

1. Verfahren zur Aufbereitung von Flugaschen, insbesondere solchen, die aus Feuerungen entstammen, die durch Zugabe von Kalkprodukten zur Entschwefelung eine besonders CaO-reiche Asche abgeben, gekennzeichnet dadurch, daß die gesamte Aschemenge in einer ersten Stufe vorbefeuchtet wird, wobei der Wasserzusatz gemäß

W_ 0,10+ y· 0,48 minimal
A 0,20 + y- 0,64 maximal