DD299073A5 - Verbrennung von alkalischen brennstoffen - Google Patents

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Folke Engstroem
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Pekka Toermikoski
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Abstract

Verfahren zur Verbrennung von festem Brennstoff mit alkalischen Bestandteilen niedrigen Schmelzpunktes, wie z. B. Alkalisalzen, im besonderen Lignit oder salzhaltiger Braunkohle. Der Brennstoff wird in die Reaktionskammer eines Reaktors mit zirkulierender Wirbelschicht eingegeben und vermischt, bevor er in die Reaktionskammer zusammen mit einem Reaktionsmaterial eingegeben wird, das in der Lage ist, mit den alkalischen Brennstoff-Bestandteilen niedrigen Schmelzpunktes zu reagieren, um waehrend der Verbrennung Alkalimetallverbindungen mit hohem Schmelzpunkt zu erzeugen. Die Temperatur in der Reaktionskammer wird unterhalb des Schmelzpunktes der gebildeten Alkalimetallverbindungen gehalten. Das Reaktionsmaterial enthaelt Siliciumoxid oder Metalloxid oder Hydroxid der Gruppe Aluminium, Kalzium, Magnesium, Eisen, Titanium und Mischungen zweier oder mehrerer von ihnen. Kaolin ist besonders wirksam, insbesondere wenn das Molverhaeltnis Al/(Na und K) mindestens 1,0 ist. Figur{Verbrennung; alkalische Bestandteile; Lignit; Braunkohle; Kaolin; Siliciumoxid; Metalloxid; Hydroxid; zirkulierende Wirbelschicht; Reaktionsmaterial; Alkalimetallverbindungen}

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnungen
Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verfeuerung von festen Brennstoffen mit alkalischen Bestandteilen niedrigen Schmelzpunktes zur Erzeugung und Wiedergewinnung von Wärmeenergie.
Charakteristik des bekannten Standes der Technik
Es gibt zahlreiche fossile Brennstoffe, die alkalische Bestandteile (gewöhnlich Alkalisalze) mit niedrigem Schmelzpunkt enthalten, insbesondere Lignit und salzhaltige Braunkohlen, jedoch wird nur ein kleiner Teil dieser fossilen Brennstoffe wegen der Schwierigkeiten bei der Energieerzeugung durch Verfeuerung von Lignit oder dgl. wirtschaftlich verwertet. Bezeichnenderweise wird Lignit auf der Rost im Feuerraum von Kesselanlagen verbrannt. Dies erfordert jedoch hohe Verbrennungstemperaturen im Bereich von 1 200 bis 1 5000C, was Sinterung des Brennstoffes verursacht. Bei diesen Temperaturen verdunsten Sulfate und Chloride, wodurch Kondensation auf den Brennkammerwänden und anderen Oberflächen entsteht und die Bildung von Ablagerungen auf den Wärmeaustauschrohren des Heizkessels gesteigert wird, was Korrosion der Kesselrohro und eine Verschlechterung des Wärmeübergangs zur Folge hat. Um diesem Problem beizukommen, müssen die Heizkessel in der Regel häufig stillgesetzt und die Ablagerungen von den Wärme justauschflächen beseitigt werden, was mit erheblichem Aufwand verbunden ist. Obwohl man weiß, daß die Wirbelschichtreaktoren den konventionellen Heizkesseln gegenüber viele Vorteile aufweisen, hat man in der Vergangenheit nicht für praktisch gehalten, mehrere Lignit- und salzhaltige Braunkohlesorten in Wirbelschichtreaktoren zu verfeuern. Dies liegt daran, daß die Alkale des Lignits Agglomeration des Bettmaterials hervorrufen. Je höher der Alkalisalzgehalt des Brennstoffes, desto niedriger ist die Agglomerationstemperatur.
Ziel der Erfindung
Ziel der Erfindung ist ein Verfahren zur Verfeuerung von festen Brennstoffen mit alkalischen Bestandteilen niedrigen Schmelzpunktes zur Eizeugung und Wiedergewinnung von Wärmeenergie.
Darlegung des Wesens der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Vorfeuerung von festen Brennctoffen bereitzustellen. Das erfindungsgemäße Verfahren bietet eine Lösung für den seit langem aktuellen Bedarf, Brennstoffe mit alkalischen Bestandteilen wie z. B. Lignit, wirksam zu verfeuern und auf eine relativ einfache und unkomplizierte Weise daraus Energie zu gewinnen. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird dies durch die Anwendung eines Reaktors mit zirkulierender Wirbelschicht erreicht. Wirbelschichtreaktoren arbeiten normalerweise bei Temperaturen von ca. 750 bis 950°C. Am unteren Ende des Temperaturbereichs verschlechtert sich die Verbrennung des Brennstoffes, und am oberen Ende des Bereichs besteht die Gefahr einer erhöhten Sinterung des Bottmaterials.
Gemäß der Erfindung ist es möglich, festen Brennstoff mit alkalischen Bestandteilen niedrigen Schmelzpunktes in einem Wirbelschichtreaktor zu verfeuern, wenn ein Reaktor mit zirkulierender Wirbelschicht benutzt wird, der eine relativ gleichmäßige Temperatur durch die ganze Reaktionskammer hindurch aufweist, und wenn in die Reaktionskammer reaktionsfähiges Material zugegeben wird, das in der Lage ist, mit den alkalischen Brennstoff-Bestandteilen niedrigen Schmelzpunktes zu reagieren, um während der Verbrennung Alkalimetallverbindungen mit hohem Schmelzpunkt zu erzeugen. Die während der Verbrennung entstandenen Alkalimetallverbindungen haben einen ausreichend hohen Schmelzpunkt, so daß der Reaktor bei der gewünschten Temperatur (im Bereich von ca. 750 bis 95O0C) ohne Schmelzen betrieben werden kann. Auf diese Weise werden Agglomeration des Bettmdterials, Sinterung des Brennstoffs und erhöhte Bildung von Ablagerungen an Roaktorbauteilen verhindert.
Das gemäß der Erfindung verwendete Rodktionsmaterial besteht aus einem Oxid oder Hydroxid, dns während der Verbrennung zu Oxid konvertiert wird und eine Gruppe angehört, die Aluminium, Kalzium, Magnesium, Silicium, Eisen, Titanium und Mischungen von zwei oder mehreren aus Aluminium, Kalzium, Magnesium, Silicium, Eisen und Titanium umfaßt. Wenn Siliciumoxid verwendet wird, sollte es zusammen mit einem Metalloxid eingesetzt werden. Typischerweise wird so viel Metalloxid beigemischt, daß das Molverhältnis zwischen dem Metall mit dem Metalloxid und dem Metall mit den Alkalisalzen im Brennstoff mindestens ca. 1,0 ist. Das reaktionsfähige Material enthält vorzugsweise Kaolin (Tonerde), das Oxide von Silicium, Aluminium, Eisen, Titanium, Kalzium und Magnesium enthält und das mit dem Brennstoff und dem zirkulierenden Bettmaterial unter Bildung von Natriumverbindungen mit einer hohen Schmelztemperatur reagiert. Das Molverhältnis zwischen dem Aluminium des Kaolins und dem Natrium samt Kalium des Brennstoffs ist typischerweise mindestens 1,0. Es ist auch empfehlenswert, dem Reaktionsmaterial Kalkstein zur Absorbierung von Schwefel beizumischen. Weil die Verfeuerung des Brennstoffs zur Erzeugung von nützlicher Wärmeenergie bestimmt ist (die sich in Dampfenergie, Elektrizität u. dgl. umwandeln läßt), ist es ferner wünschenswert, Wärmeenergie direkt aus der Reaktionskammer zurückzugewinnen, indem eine Wärmerückgewinnungsanlage benutzt wird, die auf oder in der Reaktionskammer angeordnet ist. Eine derartige Rückgewinnungsanlage, die als solche konventior.al ist, hat bisher bei der Verwendung von Lignit als Brennstoff wenig genutzt wegen der Bildung von Ablagerungen auf den Wärmeaustauschflächen. Angesichts der Tatsache, daß die Bildung von Ablagerungen auf den Wärmeaustauschrohren durch die Erfindung herabgesetzt wird, kann so eine Anlage jedoch in der Reaktionskammer selbst effektiv ausgenutzt werden.
Nach dem Hochfahren weist eine erfindungsgemäß betriebene zirkulierende Wirbelschicht ein wenig Sand oder andere, das Bett bildende Bestandteile auf. Wenn während des Hochfahrens etwas Sand oder anderes zusätzliches Bettmaterial eingetragen wird, enthält die zirkulierende Wirbelschicht nach dem Erreichen eines Beharrungszustands hauptsächlich Lignit-Brennstoff, Kaolin und Asche; es entsteht jedoch keine Agglomeration des Bettmaterials. Beim Betrieb des Reaktors wird Wärme direkt aus der Reaktionskammer entnommen und zurückgewonnen, so daß die Temperatur in allen Teilen der Reaktionskammer ca. 750 bis 950°C beträgt, und vor allem niedriger ist als die Schmelztemperatur der Alkalimetallverbindungen, die während der Verbrennung durch die Reaktion von Kaolin (oder dgl.) mit den Alkalisalzen des Brennstoffs entstehen. Die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein einfaches, abor wirksames Verfahren zur Verbrennung von Brennstoff mit alkalischen Bestandteilen niedrigen Schmelzpunktes zur Erzeugung und Rückgewinnung von Wärmeenergie darzubieten. Dieses sowie andere Ziele der Erfindung werden anhand der detaillierten Beschreibuno und der beigefügten Ansprüche erläutert.
Die Zeichnung ist eine schematische Darstellung eines als Beispiel angeführten Reaktors mit zirkulierender Wirbelschicht, mit dem sich das erfindungsgemäße Verfahren ausführen läßt.
Der in der Zeichnung dargestellte Reaktor mit zirkulierender 'Wirbelschicht ist im Grunde genommen ein typischer Reaktor mit zirkulierender Wirbelschicht, wie er bislang eingesetzt wurde bei erfolgreicher Verfeuerung von verschiedenen Brennstoffen zur Rückgewinnung von Wärme aus Brennstoffen, wie Kohle, Öl, Abfällen u. dgl. Bei der Anwendung solcher Reaktoren zur Verfeuerung von Lignit und salzhaltigen Braunkohlesorten oder entsprechenden Brennstoffen mit alkalischen Bestandteilen niedrigen Schmelzpunktes wie Alkalisalzen sind die Verbindungsresultate bei solchen Brennstoffen viel weniger zufriedenstellend ausgefallen als bei anderen Brennstoffen. Besonders Probleme hinsichtlich Agglomeration des Bettmaterials, Sinterung des Brennstoffs und erhöhte Bildung von Ablagerungen auf den Wärmeaustauschrohren sind festgestellt worden und haben solche Brennstoffe unpraktisch gemacht.
Der Reaktor in der Zeichnung umfaßt einen Bunker 1 zur Aufgabe von festem alkalihaltigom Brennstoff wie Lignin oder salzhaltiger Braunkohle nut hohem Natriumgehalt. Der Brennstoff wird vom Bunker 1 durch eine Förderschnecke 2 in eine Mischkammer 3 mit geregelter Geschwindigkeit eingetragen. Erfindungsgemäßes Reaktionsmaterial, das mit den alkalischen Brennstoff-Bestandteilen niedrigen Schmelzpunktes unter Bildung von alkalischen Metallverbindungen mit hohem Schmelzpunkt reagiert, wird vom Bunker 4 durch eine Förderschnecke 5 in die Mischkammer 3 mit kontrollierter Geschwindigkeit eingetragen. Auch Kalkstein kann in die Mischkammer 3 zugegeben werden, wie es die Bezugsnummer 5' der Zeichnung andeutet, um Schwefel in der Reaktionskammer 7' zu absorbieren.
Das Reaktionsmaterial wird bevorzugt in Form von Feststoffpartikeln vom Bunker 4 eingetragen, und es sollte mindestens ein Oxid (oder ein Hydroxid, das während der Verbrennung zu Oxid konvertiert wird) aus der Gruppe Aluminium, Kalzium, Magnesium, Eisen oder Titanium oder Siliciumoxid enthalten. Das Reaktionsmaterial ist vorzugsweise eine Mischung aus mehreren solcher Metalloxide und/oder Siliciumoxid. Ein besonders bevorzugtes Material ist Kaolin (Tonerde), das bedeutende Anteile an Siliciumoxid und Aluminiumoxid und auch etwas Kalziumoxid, Magnesiumoxid, Eisenoxid und Titaniumoxid enthält.
Der Mischkammer 3 werden ebenfalls Feststoffpartikel zugeführt, die im Zyklonabscheider 6 des konventionellen Reaktors 7 mit zirkulierender Wirbelschicht abgeschieden sind. Die Verbrennung des Brennstoffs erfolgt in der Reaktionskammer 7' des Reaktors 7, wobei Abgase anfallen, die die Reaktionskammer T durch den Auslaß 8 verlassen.
Die Mischung aus feststoffhaltigem Brennstoff, Reaktionsmaterial, Kalkstein und Partikeln fließt durch den Kanal 9 zum unteren Ende der Reaktionskammer 7'. Ein Gebläse 10 oder eine entsprechende Vorrichtung erzeugt eine Luftströmung, wobei Primär- und Sekundärluft durch die Gaseinlässe 11 bzw. 12 der Reaktionskammer T zugeführt werden. Mindestens einer der Gaseinlässe 11,12 enthält sauerstoffhaltiges Gas, das mit dem Brennstoff reagiert. Das Feststoffbett wird durch das Gas aufgewirbelt, und eine große des Materials zirkuliert kontinuierlich von der Reaktionskamer T durch den Zyklonabscheider 6 zurück zum Kanal 9. Auf diese Weise wird nicht reagiertes Reaktic nsmateriol (z. B. Kaolin) zurückgewonnen, wodurch die Menge des verwendeten Reaktionsmaterials verringert wird.
Während des Hochfahrens von Reaktor 7 wird Sand oder ähnliches inertes Bettmaterial der Reaktionskammer T zugeführt. Nach dem Erreichen eines stationären Zustandes (d. h. nach dem Hochfahren) wird kein weiteres Bettmaterial eingetragen; die zirkulierende Wirbelschicht enthält im Beharmngszustand hauptsächlich feste Brennstoffpartikel, Kaolin und Asche.
Nach dem Durchlaufen des Zyklonabscheiders 6 fließen die Abgase durch einen Rauchgasfilter 13, der Asche von Gastrennt. Die Asche kann ausgetragen und/oder mindestens ein Teil der Asche kann über Kanal 14 in die Mischkammer 3 zurückgeführt werden. Das Gebläse 10 erzeugt die Luftströmung zur Beförderung der Asche in die Mischkammer 3.
Weil Lignit oder Braunkohle zur Erzeugung von Wärmeenergie verfeuert werden (die schließlich die Form von Dampf oder Elektrizität erhalten kann), empfiehlt es sich, Wärmeaustauschflächen 15 vorzusehen, die an der Wand 16 der Reaktionskammer T oder innerhalb der Reaktionskammer T angeordnet sind. Vorzugsweise wird Wärme auch aus den Abgasen mit einem konventionellen Konvektionskessel 17 zurückgewonnen, der zwischen Zyklonabscheider 6 und Rauchgasfilter 13 angeordnet ist.
Im Reaktor 7 mit zirkulierender Wirbelschicht wird eine große Strömung des zirkulierenden Materials aufrechterhalten, was eine im wesentlichen gleichmäßige Temperaturverteilung in der Reaktionskammer T zur Folge hat, was von Vorteil ist, wenn gesichert wird, daß der Reaktor auf eine solche Weise betrieben wird, daß die Höchsttemperatur darin niedriger ist als der Schmelzpunkt der alkalischen Metallverbindungen, die während der Verbrennung durch die Reaktion des Reaktanten und der alkalischen Bestandteile des Brennstoffs entstehen. Typischerweise sollte der Reaktor bei einer Temperatur zwischen ca. 750 und 95O0C betrieben werden, wobei die optimale Temperatur ca. 8650C beträgt. Der in den Abgasen enthaltene unverbrannte Brennstoff wie auch das nicht reagierte Reaktionsmaterial wie Kaolin werden effektiv durch den Zyklonabscheider 6 zurückgewonnen und durch die Mischkammer 3 und Kanal 9 zurückgeleitet.
Die Förderschnecken 2 und 5 werden abhängig von der Menge des zurückgewonnenen Brennstoffs und des Reaktionsmaterials und auch zur Regelung der Temperatur in der Reaktionskammnr T ausgesteuert. Ferner werden diu Proportionen des Reaktionsmaterials im Brennstoff so geregelt, daß das Verhältnis von Metall des Metalloxids zu Metall der Alkalisalze (z. B. Na und K) mindestens ca. 1,0 ist. Ebenfalls die Menge des sauerstoffhaltigen Gases, das der Reaktionskammer T zugeführt wird, und der Durchsatz von Wärmeträger durch die Wärmetauschflächen 15 sowie die anderen Parameter können eingestellt werden, um die Temperatur der Reaktionskammer T auf dem gewünschten Niveau zu halten.
Ausführungsbeispiel
Auf einer Versuchsanlage mit einem der Zeichnung entsprechenden Reaktor 7 mit zirkulierender Wirbelschicht sind Versuche durchgeführt worden bei der Verbrennung von salzhaltiger Braunkohle in Anwesenheit von Kaolin. Dabei wurden repräsentative Proben des Brennstoffs und Reaktionsmaterials analysiert Es wurden folgende Analysen erhalten:
Kohleanalyse
Trockengehalt Asche C S Na K Cl Ca Mg
3,2 15,8 61,9 3,7 2,60 0,07 2,71 1,62 0,20
Kaolinanalyse
SiO2 48,7%
AI2O3 36,0%
Fe2O3 0,8%
TiO2 0,05%
CaO 0,06%
MgO 0,25%
K2O 2,12%
Na2O . 0,10%
Als Anfangsmaterial wurde dem Reaktor Sand 7 zugeführt, während des Betriebs aber bestand die zirkulierende Wirbelschicht hauptsächlich aus Braunkohle, Kaolin und Asche. Die Massenslrömungsgeschwindigkeit von Brennstoff und Zusatzmittel und der Anteil an Al (Na und K) wurden variiert. Die Temperatur im Reaktor 7 wurde auf ca. 8650C gehalten, und sie war im wesentlichen gleichmäßig durch die Reaktionskammer T. Die Reaktionskammer 7'wurde durch Wärmeaustauschflächen 15 abgekühlt, die in der Reaktionskammer T angeordnet waren.
Bei einem Molverhältnis AI/(Na und K) von 1,0 oder größer entstand keine Agglomeration des Bettmaterials und keine Sinterung auf den Wärmeaustauschflächen 15.
Daraus goht hervor, daß es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich ist, zur Erzeugung und Rückgewinnung von Wärmeenergie Brennstoffe mit alkalischen Bestandteilen niedrigen Schmelzpunktes in einem Wirbelschicht!eaktor, ohne Agglomeration des Bettmaterials, Sinterung des Brennstoffs oder erhöhte Bildung von Ablagerungen auf don Bauteilen (insbesondere Wärmeaustauschflächen) des Reaktors zu verfeuern. Während die Erfindung hier in einer Ausführungsform dargestellt und beschrieben wurde, die man derzeit für die am meisten praktische und bevorzugte hält, dürfte es einleuchtend sein, daß viele Modifikationen im Rahmen der Erfindung gemacht werden können, welche Rahmen entsprechend der breitesten Auslegung der Patentansprüche festgelegt ist, um alle entsprechenden Vorrichtungen und Verfahren zu umfassen.

Claims (22)

1. Verfahren zur Verfeuerung von festem Brennstoff mit alkalischen Bestandteilen niedrigen Schmelzpunktes zur Erzeugung und Wiedergewinnung von Wärmeenergie, wobei ein Reaktor mit zirkulierender Wirbelschicht benutzt wird, der eine Reaktioriskammer aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß
a) fester Brennstoff mit alkalischen Bestandteilen niedrigen Schmelzpunktes und sauerstoffhaltigem Gas in die Reaktionskammer eingeführt wird, so daß im Fließbett Verbrennung erfolgt, und heiße feststoffhaltige Abgase von der Reaktionskammer abgezogen werden;
b) Feststoffpartikel, die von den aus der Reaktionskammer abgezogenen Abgasen separiert werden, in die Reaktionskammer rückgeführt werden;
c) Reaktionsmaterial zusammen mit dem Brennstoff in die Reaktionskammer eingegeben wird, welches Reaktionsmaterial fähig ist, mit den alkalischen Brennstoff-Bestandteilen niedrigen Schmelzpunktes zu reagieren zur Erzeugung von Alkalimetallverbindungen hohen Schmelzpunktes während der Verbrennung des Brennstoffs; und
d) die Zugabe von Sauerstoff und Brennstoff in die Reaktionskammer und/oder andere Parameter, die die Verbrennungstemperatur beeinflussen, eingestellt werden, so daß die Temperatur in allen Teilen der Reaktionskammer niedriger ist als der Schmelzpunkt der Alkalimetallverbindungen, die während der Reaktion des Reaktionsmaterials mit den alkalischen Bestandteilen des Brennstoffs entstehen.
2. Verfahi jn gemäß Anspruch 1, didurch gekennzeichnet, daß das Reakticnsmaterial ein Oxid oder Hydroxid ist, das während der Verbrennung zu Oxid konvertiert wird, aus der Gruppe von Aluminium, Kalzium, Magnesium, Silicium, Eisen, Titanium und Mischungen von zwei oder mehreren aus Aluminium, Kalzium, Magnesium, Silicium, Eisen und Titanium angehört; und wobei Schritt (c) durchgeführt wird, indem das Reaktionsmaterial der Reaktionskammer in Form von Feststoffpartikeln zugeführt wird.
3. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktionsmaterial Kaolin ist.
4. Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Schritt (d) durchgeführt wird, indem Wärmeenergie direkt aus der Reaktionskammer gewonnen wird, wobei eine Wärmerückgewinnungsanlage eingesetzt wird, die auf oder in der Reaktionskammer angeordnet ist.
5. Verfahren gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dak es als weiterer Schritt die Zugabe von Kalkstein mit dem Reaktionsmaterial in die Reaktionskammer umfaßt zur Absorption von Schwefel.
6. Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die im Brennstoff enthaltenen alkalischen Bestandteile Natrium- und Kaliumverbindungen aufweisen; und wobei ausreichend Kaolin beigemischt wird, so daß das Molverhältnis AI/(Na und K) mindestens 1,0 ist und nicht reagierte Kaolinpartikel entsprechend Schritt (b) abgeschieden und zurückgewonnen werden.
7. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktionsmaterial ein Metalloxid oder Hydroxid ist, das während der Verbrennung zu Oxid konvertiert wird, und wobei die alkalischen Bestandteile des Brennstoffs Alkalisalze enthalten; und wobei Schritt (c) so ausgeführt wird, daß das Verhältnis von Metall des Metalloxids zu Metall der Alkalisalze mindestens ca. 1,0 ist.
8. Verfahren gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktionsmaterial Kaolin ist, das in Form von Feststoffpartikeln zugegeben wird; wobei die Alkalisalze Natrium und Kaliumsalze enthalten und wobei Schritt (c) so ausgeführt wird, daß das Verhältnis AI/(Na und K) mindestens 1,0 ist.
9. Verfahren gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoff aus einer Gruppe gewählt ist, die aus Lignit und salzhaltiger Braunkohle besteht.
10. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoff aus einer Gruppe gewählt ist, die aus Lignit und salzhaltiger Braunkjhle besteht und der Brennstoff mit dem Reaktionsmaterial und den Feststoffpartikeln vermischt wird, bevor er der Reaktionskammer zugeführt wird.
11. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt (d) ausgeführt wird, indem Wärmeenergie direkt aus der Reaktionskammer mittels einer Wärmerückgewinnungsanlage entnommen wird, die auf oder in der Reaktorkammer angeordnet ist, und der Brennstoff mit dem Reaktionsmateria! und den Feststoffpartikeln vermischt wird, bevor er der Reaktionskammer zugeführt wird.
12. Verfahren, einen Reaktor mit zirkulierender Wirbelschicht nach dem Hochfahren zu betreiben, welcher Reaktor eine Reaktionskammer aufweist, dadurch gekenn oichnet, daß nach dem Hochfahren:
a) Brennstoff, gewählt aus der Gruppe, bestehend im wesentlichen aus Lignit und salzhaltiger Braunkohle in die Reaktionskammer zusammen mit dem sauerstoffhaltigen Gas eingegeben wird, um ein Fließbett in der Reaktionskammer zu erzeugen, in der die Verbrennung unter Bildung von Abgas erfolgt;
b) Kaolin in die Reaktionskarnmer eingegeben wird;
c) feste Partikeln und Asche von den Abgasen aus der Reaktionskammer abgeschieden werden und in die Reaktionskammer rückgeführt wird; und
d) Wärmeenergie aus dem Reaktor entnommen und ausgenutzt wird wobei Schritte (a)-(d) so ausgeführt werden, daß das zirkulierende Bettmaterial hauptsächlich aus Brennstoff, Kaolin und Asche mit ein wenig Sand oder anderen bettbildenden Bestandteilen besteht, und keine Agglomeration des Bettmaterials sowie keine Sinterung des Brennstoffes erfolgen.
13. Verfahren gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß dur Brennstoff Natrium- und Kaliumsalze enthält und wobei Schritt (b) so durchgeführt wird, daß genügend Kaolin beigemischt wird, um ein Molverhältnis AI/(Na und K) von mindestens ca. 1,0 zu erhalten.
14. Verfahren gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, diiß us als weitere Schritte die Entnahme und Rückgewinnung von Wärme direkt aus der Reaktionskammer mittels auf den Oberflächen oder innerhalb der Reaktionskammor angeordneten Wärmeaustauschflächen, und Überwachung der Verbrennung aufweist, und zwar so, daß die Temperati, in pllen Teilen der Reaktionskammer zwischen ca. 750 bis 9500C liegt.
15. Verfahren zur Verfeuerung von Brennstoff mit alkalischen Bestandteilen niedrigen Schmelzpunktes in einem Reaktor mit zirkulierender Wirbelschicht, welcher Reaktor eine Reaktionskammer aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß
a) ein Fließbett innerhalb der Reaktionskamrner, das sauerstoffhaltiges Gas, Brennstoff mit alkalischen Bestandteilen niedrigen Schmelzpunktes und Feststoffe enthält, erzeugt wird, zur Verbrennung des Brennstoffes und Erzeugung von Abgasen, die die Reaktionskammer verlassen;
b) in den Abgasen enthaltenen Feststoffen aus den Abgasen abgeschieden und in die Reaktionskammer rückgeführt werden, um einen Teil des Fließbetts zu bilden:
G$>.Reaktionsmaterial in die Reaktionskammer, das mit den alkalischen Brennstoff-Bestandteilen niedrigen Schmelzpunktes reagiert zugegeben wird, um Alkalimetallverbindungen zu erzeugen, die einen Schmelzpunkt von über 9050C aufweisen; und
d) Verbrennung innerhalb der Reaktionskammer, die durch Entnahme und Rückgewinnung von Wärme aus derselben ergänzt wird, aufrechterhalten wird, und zwar so, daß die maximale Temperatur in der Reaktionskammer unter 9500C liegt, um Agglomeration des Bettmaterials, Sinterung des Brennstoffs und erhöhte Bildung von Ablagerungen auf den Bauteilen des Wirbelschichtreaktors zu vermeiden.
16. Verfahren gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß es ferner einen Schritt der Zugabe von Kalkstein in die Reaktionskammer gleichzeitig mit dem Reaktionsmaterial zur Absorption von Schwefel aufweist und wobei Brennstoff und Reaktionsmaterial miteinander vermischt werden, bevor sie der Reaktionskammer zugeführt werden.
17. Verfahren gemäß Anspruch 15, daduich gekennzeichnet, daß das Reaktionsmaterial ein Oxid oder Hydroxid ist, das durch Verbrennung zu Oxid konvertiert wird, aus der Gruppe bestehend aus Aluminium, Kalzium, Magnesium, Silicium, Eisen und Titanium; und wobei Schritt (c) durchgeführt wird, indem das Reaktionsmaterial der Reaktionskammer in Form von Feststoffpartikeln zugeführt wird.
18. Verfahren gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktionsmaterial Kaolin ist, das in Form von festen Partikeln zugegeben wird, und wobei die Alkalisalze Natrium- und Kaliumsalze enthalten, und wobei Schritt (c) so durchgeführt wird, daß das Verhältnis AI/(Na und K) mindestens 1,0 ist.
19. Verfahren zur Verbrennung von Brennstoff, der aus der Gruppe von Lignit und salzhaltiger Braunkohle gewählt ist. mittels eines Wirbelschichtreaktors, der eine Reaktionskammer aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß
a) Aufrechterhaltung eines Fließbetts, das Brennstoff, sauerstoffhaltiges Gas und feste Bettpartikel enthält, erzeugt wird, um Verbrennung von Brennstoff zu bewirken und Abgase zu erzeugen, die die Reaktionskammer verlassen;
b) eine r η wesentlichen gleichmäßige Temperatur in der Reaktionskammer im Bereich von ca. 750 bis 9500C aufrechterhalten wird; und
c) Agglomeration des Bettmaterials, Sinterung des Brennstoffs und erhöhter Bildung von Ablagerungen auf Bauteilon des Wirbelschichtreaktors verhütet wird, indem der Reaktionskammer in Form von festen Partikeln Metalloxid oder Hydroxid zugeführt wird, das durch Verbrennung zu Oxid konvertiert wird, gewählt aus der durch Verbrennung zu Oxid konvertiert wird, gewählt aus der Gruppe von Aluminium, Kalzium, Magnesium, Silicium, Eisen, Titanium und Mischungen von zwei oder mehreren aus Aluminium, Kalzium, Magnesium, Silicium, Eisen und Titanium, und zwar so, daß die Metalloxide mit den Bestandteilen von Lignit oder salzhaltiger Braunkohle reagieren und Agglomeration, Sinterung oder erhöhte Bildung von Ablagerungen auf Bauteilen des Reaktors verhüten.
20. Verfahren gemäß Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß es als weiterer Schritt Entnahme und Ausnutzung von Wärme direkt aus der Reaktionskammer aufweist.
21. Verfahren gemäß Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Metalloxid Aluminium und der Brennstoff Natrium- und Kaliumsalze enthält und daß der Schritt (c) so realisiert ist, daß das Molverhältnis AI/(Na und K) mindestens ca. 1,0 ist.
22. Verfahren gemäß Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Metalloxid Aluminium und der Brennstoff Natrium- ur.d Kaliumsalze enthält und daß der Schritt (c) so realisiert ist, daß das Molverhältnis AI/(Na und K) mindestens ca. 1,0 ist, und der Brennstoff und das Metalloxid zusammengemischt sind, bevor sie in die Reaktionskammer eingeführt werden.
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