DE10109903A1 - Verfahren zum Behandeln von Flugasche mit vergleichsweise niedrigem Freikalkgehalt - Google Patents
Verfahren zum Behandeln von Flugasche mit vergleichsweise niedrigem FreikalkgehaltInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Behandeln von Flugasche mit vergleichsweise niedrigem Freikalkgehalt nach einem Mischen mit Wasser zur Herstellung der Transport- und Deponiefähigkeit. DOLLAR A Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Flugasche mit vergleichsweise niedrigem Freikalkgehalt so zu behandeln, daß das Wasseraufnahmevermögen der Flugasche voll ausgeschöpft wird und gleichzeitig die Förderfähigkeit der Mischung aus Flugasche und Wasser erhalten bleibt. DOLLAR A Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Flugasche räumlich vom ersten Mischen mit Wasser getrennt nach Ablauf einer Reaktionszeit einer Nachbefeuchtung unterworfen wird, wobei die Nachbefeuchtung an einer oder mehreren Stellen des dem ersten Mischen mit Wasser nachfolgenden Transportweges der Flugasche durchgeführt und somit ein Feuchtegehalt der Flugasche von 15% bis 35% eingestellt wird.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Behandeln von Flugasche mit ver
gleichsweise niedrigem Freikalkgehalt nach einem Mischen mit Wasser zur
Herstellung der Transport- und Deponiefähigkeit.
Für den staubfreien Transport wird die beim Verbrennungsprozeß in Braunkoh
lenkraftwerken anfallende Flugasche üblicherweise mit grob gereinigtem Was
ser bzw. mit Kraftwerksabwasser angefeuchtet. Die Flugasche soll dann erd
feucht, d. h. mit einer Feuchte von 14% bis 16% zu einem Depot verbracht
werden.
Bei Ascheanfeuchtanlagen, insbesondere Anlagen ohne externen Energieein
trag, erfolgt keine vollständig homogene Durchmischung der Flugasche mit dem
Wasser. Damit unterliegt die Flugasche schwankenden Feuchtegehalten von
ca. 8% bis über 20% am Ende einer Anfeuchtanlage, was ein unterschiedli
ches Verhalten der Flugasche über den anschließenden Transportweg bewirkt.
Die zu transportierende Flugasche hat damit sich ständig ändernde physikali
sche Eigenschaften. Dadurch ändern sich beim Transport über Gurtbandförder
anlagen auch die Auswirkungen in den Schurren, auf den Bandlauf der Förder
anlage sowie auf die Gurtreinigung.
Zu feuchte Flugasche führt zum Zusetzen der Schurren und zum Verschmutzen
der Gurtreiniger, zu trockene führt zu einer hohen Staubbelastung der Anlage
sowie der Umwelt.
Aufgrund der großen Schwankungsbreite der Feuchte in der Flugasche wird die
Grenze der Anlagenverträglichkeit oft über- bzw. wesentlich unterschritten. Die
se Betriebsart führt zu hohen Instandhaltungs-, Wartungs-, Bedien- und Reini
gungsaufwendungen und zu unplanmäßigen Ausfällen der Anlage.
Die DE 44 29 781 beschreibt ein Verfahren zum Entsorgen von Flugasche, die
einen insbesondere vergleichsweise hohen Gehalt an Freikalk in der Flugasche
aufweist. Danach erfolgt die Vermischung der Flugasche in einer ersten Stufe
mit 10% bis 25% Wasser in einem Mischer. Nachfolgend wird das Gemisch
mindestens 1 Stunde bei einer Temperatur von 50°C bis 130°C reagieren ge
lassen.
Die Wasserzugabe im ersten Mischer wird so bemessen, daß sie zum Löschen
des freien Kalkes bis auf einen Restanteil unter 2% ausreicht. Als Verweilzeit
im Silo sollten mindestens 3 bis 5 Stunden angestrebt werden.
In einer zweiten Stufe innerhalb eines zweiten Mischers erfolgt eine weitere
Wasserzugabe mit 25% bis 35% Wasser. Diese Mischung wird von einem
Förderband zu einer Deponie gebracht.
Das Verfahren nach der DE 44 29 781 geht von einer Flugasche mit hohem
Freikalkgehalt aus. Dieser Gehalt an Freikalk muß durch Wasserzugabe abge
löscht werden, d. h., das Wasser der 1. Stufe wird zur chemischen Reaktion
des Ablöschens des freien Kalkes in der Flugasche benötigt. Nach dieser er
sten Stufe der Wasserzugabe und der Reaktionszeit (abhängig vom Freikalkge
halt) hat die Flugasche erst den Zustand einer Flugasche mit vergleichsweise
geringem Freikalkgehalt (< 2%) erreicht (Feuchte < 2%). Um sie nunmehr
transportfähig zu machen, ist eine Befeuchtung erforderlich, welche bei der
nach der DE 44 29 781 angegebenen Wasserzugabe in der 2. Stufe von 25%
bis 35% mit unmittelbar anschließendem Transport deutlich zu hoch ausfällt,
was ein Verklumpen und Verkleben der nachfolgenden Transporteinrichtungen
(Gurtförderer/Schurren etc.) nach sich zieht. Anlagenausfälle, erhöhte Reini
gungs-, Bedien-, Wartungs- und Instandhaltungsaufwendungen sind die Folge.
Häufig werden derartige Anlagen mit weitaus geringeren als erforderlichen
Wasserzugaben betrieben. Hohe Staubbelastungen, extreme Verschmutzun
gen, wie auch ein gefährdeter Depotbetrieb, sind Folgeerscheinungen.
Die DE 36 04 760 zeigt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Konditionierung
von Kraftwerksreststoffen, insbesondere von Flugasche mit zu löschendem Kal
kanteil. Das Verfahren gliedert die Behandlung der Flugasche in drei Behand
lungszonen auf, wobei in der ersten Behandlungszone die physikalische und
chemische Beschaffenheit des Schüttgutes gemessen und entsprechend Was
ser, Naßasche und weitere Zusatzstoffe mit der Flugasche vorgemischt werden,
in der zweiten Behandlungszone das Ablöschen des freien Kalkanteils der Flu
gasche mit Hilfe der Messung von Temperatur und Feuchtigkeit unter Zugabe
von Kühlluft und Wasser geregelt wird und in der dritten Behandlungszone die
Agglomeration und Verdichtung der Flugasche unter eventueller Korrekturdo
sierung zur Herstellung der Deponiefähigkeit vorgenommen wird.
Hier entsteht erst nach der zweiten Behandlungszone, in der das Löschen des
Kalkanteils vor sich geht, eine Asche, welche einer Flugasche mit vergleichs
weise niedrigem Freikalkgehalt entspricht.
Verfahrenstechnisch werden hier Zwangsmischer mit einem relativ hohen Ener
gieeintrag eingesetzt, um eine prozeßbedingte hohe Mischgüte zu erreichen.
Nachteilig sind damit verbunden sehr hohe Betriebs- und Anschaffungskosten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Flugasche mit vergleichsweise
niedrigem Freikalkgehalt so zu behandeln, daß das Wasseraufnahmevermögen
der Flugasche voll ausgeschöpft wird und gleichzeitig die Förderfähigkeit der
Mischung aus Flugasche und Wasser erhalten bleibt.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Flugasche räumlich
vom ersten Mischen mit Wasser getrennt nach Ablauf einer Reaktionszeit einer
Nachbefeuchtung unterworfen wird, wobei die Nachbefeuchtung an einer oder
mehreren Stellen des dem ersten Mischen mit Wasser nachfolgenden Trans
portweges der Flugasche durchgeführt und somit ein Feuchtegehalt der Fluga
sche von 15% bis 35% eingestellt wird.
Vorteilhafterweise wird für eine Flugasche aus Braunkohle des Lausitzer Rau
mes eine Reaktionszeit von mindestens 10 s eingehalten.
Die Wasserzugabe zur Nachbefeuchtung der Flugasche wird durch die Asche
feuchte vor der Nachbefeuchtung und/oder durch die Asche- und Wassermenge
vom ersten Mischen geregelt. Als Wasser zum Anfeuchten der Flugasche wird
vorzugsweise Brauch- oder Prozeßwasser eines Kraftwerkes und/oder einer
Rauchgasentschwefelungsanlage verwendet. Das Wasser wird dabei im Be
reich des Obertrums eines Gurtförderers und/oder in die Abwurfparabel der
vom Gurtförderer abgeworfenen Flugasche und/oder während der Verladung
der Flugasche in Waggons und/oder unmittelbar vor dem Einbringen der Fluga
sche in ein Depot in diese eingebracht.
Durch das aufgebrachte Wasser wird die Aschefeuchte durchgehend erhöht
und/oder die Oberflächenfeuchte erhöht und/oder die Oberfläche der Asche
versiegelt.
Das Mischen von Flugasche mit vergleichsweise niedrigem Freikalkgehalt mit
Wasser führt vorwiegend bei Freifallmischern zu einer Agglutination der Asche,
d. h., es entsteht eine heterogene Mischung aus trockenfeuchten bis naß
schlammigen Phasen.
Ein wesentlicher Faktor dieser Mischgüte liegt im Netzverhalten der Flugasche,
welches maßgebend durch die Oberfläche bestimmt wird.
Mit zunehmender Kornfeinheit wird diese größer und die Bedingungen für das
Benetzen aller Aschepartikel mit einer homogenen Feuchteverteilung ver
schlechtern sich.
Hinzu kommt, daß bereits feuchte Bereiche eine höhere Wasseraufnahme
geschwindigkeit aufweisen als trockenere Stellen. Somit ist es schwierig, die
Flugasche mit Wasser so zu vermischen, daß in nachgeschalteten Trans
portanlagen einerseits eine Staubbelastung durch zu geringe Wasserzugabe
und andererseits ein Verkleben der Transporteinrichtungen durch zu hohe
Wasserzugabe verhindert wird.
Überraschenderweise wurde entdeckt, daß Flugasche mit einem vergleichswei
se niedrigem Freikalkgehalt nach einem ersten Mischen mit Wasser in der Wei
se, daß ein Verklumpen und Verkleben durch zu viel Wasserzugabe vermieden
wird, nach einer Reaktionszeit eine weitere Wasserzugabe räumlich von der
ersten Wasserzugabe getrennt erfolgen kann, ohne daß es zu Anbackungen
durch Verklumpen und Verkleben in den nachgeschalteten Transporteinrichtun
gen infolge einer breiigen Konsistenz des Gemisches aus Flugasche und Was
ser kommt.
An einem Ausführungsbeispiel soll nachstehend die Erfindung näher erläutert
werden. Die dazugehörige Zeichnung zeigt das Verfahrensschema.
Flugasche mit einem vergleichsweise niedrigen Freikalkgehalt < 2% aus einem
mit Braunkohle aus dem Lausitzer Raum gefeuerten Kraftwerk gelangt in ein
Flugaschesilo 1.
Zur Herstellung der Transport- und Deponiefähigkeit der Flugasche wird diese
aus dem Flugaschesilo 1 über die Baugruppe Schieber 2, Dosierwalze 3,
Schüttstrommesser 4 und Fallrohr 5 in den Verladeschlauch mit Ringspaltdüse
6 und nachfolgender elastischer Mischstrecke 7 auf einen Gurtbandförderer 8
ausgetragen. Die Flugasche fällt dabei schwerkraftbedingt, wobei die Menge
mittels Schüttstrommesser 4 und Dosierwalze 3 auf eine Sollwertmenge be
grenzt wird. Über Rohrleitung 9, Absperrarmatur 10, Durchflußmesser 11 und
Regelarmatur 12 strömt Wasser in die Ringspaltdüse 6 des Verladeschlauches.
In der nachfolgenden elastischen Mischstrecke 7 erfolgt das Mischen der Flu
gasche mit dem Wasser, wobei entsprechend einem vorgewählten Sollwert von
15% für die Feuchte und der gemessenen Aschemenge im Schüttstrommesser
4 über den Durchflußmesser 11 und der Regelarmatur 12 die zugehörige Was
sermenge zudosiert wird. Die so angefeuchtete Flugasche wird mittels des
Gurtförderers 8 abtransportiert.
Der Flugasche wurde eine solche Wassermenge aufgegeben, daß einerseits
eine Staubbelastung durch zu geringe Wasserzugabe als auch andererseits ein
Verklumpen und Verkleben der feuchten Flugasche durch zu große Wasserzu
gabe an den nachfolgenden Transporteinrichtungen vermieden wird. Der Um
schlagpunkt von gerade noch transportfähiger Flugasche zu einer klumpenden
und klebenden Flugasche ist hierbei schnell erreicht. Dazu genügt es, die Was
serzugabe geringfügig zu erhöhen.
Räumlich vom ersten Mischen mit Wasser getrennt und nach Ablauf einer Re
aktionszeit von mindestens 10 s wird die angefeuchtete Flugasche nunmehr
einer Nachbefeuchtung unterworfen.
Um das Wasser im Bereich des Obertrums des Gurtförderers 8 zur Nachbe
feuchtung in die Flugasche einzubringen, ist über dem Gurtförderer 8 ein
Rohrstück 13 angebracht, in welchem mehrere Bohrungen angebracht sind, die
auf den mit der angefeuchteten Flugasche beladenen Gurtförderer 8 weisen.
Das Rohrstück 13 wird über die Rohrleitung 9, Absperrarmatur 14, Durchfluß
messer 15 und Regelarmatur 16 mit Wasser beaufschlagt, welches über die
Bohrungen direkt auf die auf dem in Betrieb befindlichen Gurtförderer 8 liegen
de angefeuchtete Flugasche gelangt. Bei dem Wasser handelt es sich um
Brauch- oder Prozeßwasser des Kraftwerkes und/oder um Wasser aus der dem
Kraftwerk nachgeschalteten Rauchgasentschwefelungsanlage.
Durch den Transportweg bis zum Rohrstück 13 wird der Flugasche die Möglich
keit gegeben, das zuerst im Verladeschlauch zugegebene Wasser aufzuneh
men, so daß nach einer Reaktionszeit von mindestens 10 s während des
Transportes über den Gurtförderer 8 die angefeuchtete Flugasche weiteres
Wasser aufnehmen kann. Würde dieses Wasser bereits im Verladeschlauch der
Asche zugegeben, käme es unweigerlich zu einem Verklumpen und Verkleben
der Flugasche und damit nach geringer Zeit zum Ausfall der nachgeschalteten
Transportanlagen, weil beispielsweise Übergabestationen aufgrund der Anbac
kungen der zu feuchten Flugasche total verstopfen oder bei einem ansteigen
den Gurtförderer die zu schlammige Flugasche entgegen der Transportrichtung
herunterrutscht.
Bei einer Transportgeschwindigkeit des Gurtförderers 8 von ca. 1,7 m/s muß
das Rohrstück 13 mindestens ca. 17 m Förderstrecke vom Verladeschlauch
entfernt installiert werden, um eine Reaktionszeit der Flugasche zur Aufnahme
des Wassers von mindestens 10 s zu garantieren.
Die Flugasche ist erst nach dieser Reaktionszeit in der Lage, weiteres Wasser
aufzunehmen, ohne daß die Mischung aus Wasser und Asche verklumpt oder
verklebt. Entsprechend einer vorgewählten Gesamtfeuchte von 20% und der
gemessenen Aschemenge im Schüttstrommesser 4 und Wassermenge im
Durchflußmesser 11 wird mit dieser Verzögerungszeit von mindestens 10 s
über den Durchflußmesser 15 und die Regelarmatur 16 die zugehörige Was
sermenge für die Feuchtedifferenz von 5% dem Rohrstück 13 zugeführt. Die
Gesamtfeuchte kann in einem Bereich von 15% bis 35% eingestellt werden.
Es ist auch ohne weiteres möglich, die Nachbefeuchtung statt an einer Stelle
des Transportweges an mehreren Stellen durchzuführen. Dabei sollten zur bes
seren Durchmischung der Flugasche mit dem Wasser zur Nachbefeuchtung
weitere Mischvorrichtungen bzw. -zonen genutzt werden, beispielsweise Über
gabeschurren von einem Gurtförderer auf den nächsten. Aber auch die
Tragrollen des Gurtförderers, welche in entsprechenden Abständen angebracht
sind, bewirken ein Aufbrechen der auf der Oberfläche der transportierten nach
befeuchteten Flugasche sich durch das aufgesprühte Wasser ausbildenden
Kruste und damit ein, wenn auch geringfügiges Mischen des Wassers mit der
Flugasche. Die Wasserzugabe erfolgt soweit, bis sich der gewünschte Feuchte
gehalt der Flugasche einstellt.
Eine Regelung der Wasserzugabe zur Nachbefeuchtung der Flugasche kann
dabei in Abhängigkeit von der Aschefeuchte vor der Nachbefeuchtung und/oder
durch die Asche- und Wassermenge vom ersten Mischen erfolgen. Die Wasser
zugabe zur Nachbefeuchtung der Flugasche ist auch in die Abwurfparabel der
vom Gurtförderer abgeworfenen Flugasche in diese möglich, wobei gleichzeitig
eine gute Durchmischung stattfindet. Weiterhin kann die Wasserzugabe auch
während der Verladung der Flugasche in beispielsweise Einseitenkastenkippern
und/oder unmittelbar vor dem Einbringen der Flugasche in ein Depot erfolgen.
Das Wasser zum Anfeuchten der Flugasche kann auch zur Erhöhung der Ober
flächenfeuchte und/oder zur Oberflächenversiegelung auf die Asche aufge
bracht werden.
Durch die Erfindung werden folgende Vorteile erreicht:
- - Gewährleistung einer sicheren Betriebsführung von Gurtförderern durch Vermeidung von Anbackungen in Schurren, Minderung des Anlagenver schmutzungsgrades, Vermeidung von Staubaustritten.
- - Sicherung eines abwasserfreien Betriebes von Rauchgasentschwefelungs anlagen, auch bei aschearmer Kohle.
- - Gewährleistung einer staubfreien Verladung der behandelten Flugasche, beispielsweise in Einseitenkastenkipper.
- - Schaffung einer staubfreien Verbringung, beispielsweise in ein Depot.
- - Senkung der erforderlichen Flugaschemenge zur Aufnahme des Wassers aus Rauchgasentschwefelungsanlagen und damit Erhöhung einer verkauf- bzw. absetzbaren Flugaschemenge, beispielsweise für die Bauindustrie.
- - Minderung der Staubentwicklung beim Betriebsregiemes bei noch nicht ge schlossenen Depots, insbesondere bei trockener Witterung.
1
Flugaschesilo
2
Schieber
3
Dosierwalze
4
Schüttstrommesser
5
Fallrohr
6
Ringspaltdüse des Verladeschlauches
7
Elastische Mischstrecke des Verladeschlauches
8
Gurtbandförderer
9
Rohrleitung
10
Absperrarmatur
11
Durchflußmesser
12
Regelarmatur
13
Rohrstück mit Bohrungen
14
Absperrarmatur
15
Durchflußmesser
16
Regelarmatur
Claims (6)
1. Verfahren zum Behandeln von Flugasche mit vergleichsweise niedrigem
Freikalkgehalt nach einem ersten Mischen mit Wasser zur Herstellung der
Transport- und Deponiefähigkeit,
gekennzeichnet dadurch,
daß die Flugasche räumlich vom ersten Mischen mit Wasser getrennt nach Ab
lauf einer Reaktionszeit einer Nachbefeuchtung unterworfen wird, wobei die
Nachbefeuchtung an ein oder mehreren Stellen des dem ersten Mischen mit
Wasser nachfolgenden Transportweges der Flugasche durchgeführt und somit
ein Feuchtegehalt der Flugasche von 15% bis 35% eingestellt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß für eine Fluga
sche aus Braunkohle des Lausitzer Raumes eine Reaktionszeit von mindestens
10 s eingehalten wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Was
serzugabe zur Nachbefeuchtung der Flugasche durch die Aschefeuchte vor der
Nachbefeuchtung und/oder durch die Asche- und Wassermenge vom ersten
Mischen geregelt wird.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet
dadurch, daß als Wasser zum Anfeuchten der Flugasche vorzugsweise Brauch-
oder Prozeßwasser eines Kraftwerkes und/oder Wasser einer Rauchgasent
schwefelungsanlage verwendet wird.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet
dadurch, daß das Wasser zum Anfeuchten der Flugasche im Bereich des Ober
trums eines Gurtbandförderers und/oder in eine Abwurfparabel der vom Gurt
bandförderer abgeworfenen Flugasche und/oder während der Verladung der
Flugasche in Waggons und/oder unmittelbar vor dem Einbringen der Flugasche
in ein Depot in diese eingebracht wird.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet
dadurch, daß das Wasser zum Anfeuchten der Flugasche zur Erhöhung der
Oberflächenfeuchte und/oder zur Oberflächenversiegelung auf die Asche auf
gebracht wird.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2001
- 2001-02-22 DE DE2001109903 patent/DE10109903A1/de not_active Ceased
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