DE1193193B

DE1193193B - Verfahren zum Verfeuern einer Mischung von Wasser und koerniger Kohle in Kohlenstaubfeuerungen

Info

Publication number: DE1193193B
Application number: DED40235A
Authority: DE
Inventors: Heinz Jochims; Werner Heitmueller
Original assignee: Deutsche Babcock and Wilcox Dampfkesselwerke AG
Current assignee: Deutsche Babcock and Wilcox Dampfkesselwerke AG
Priority date: 1962-11-09
Filing date: 1962-11-09
Publication date: 1965-05-20
Also published as: GB975057A

Description

Verfahren zum Verfeuern einer Mischung von Wasser und körniger Kohle in Kohlenstaubfeuerungen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verfeuern einer Mischung von Wasser und körniger Kohle, insbesondere Schwemmkohle, in Kohlenstaubfeuerungen, insbesondere in Schmelzfeuerungen.
Die meisten Kohlen besitzen mehr oder weniger Wasser als Beimengung. Geringer Wassergehalt ist praktisch bedeutungslos. Größerer Wasseranteil dagegen setzt die Zünd- und Verbrennungseigenschaften der Kohle herab. So hat beispielsweise der bei der Naßaufbereitung der Steinkohle anfallende Kohlenschlamm ebenso wie die zum Zwecke der Förderung durch Rohrleitungen künstlich hergestellte, als Schwemmkohle bezeichnete Mischung einen Wassergehalt von 30 bis 4004, Rohbraunkohle grubenfeucht häufig 60°/m. Rohbraunkohle kann in Kohlenstaubfeuerungen nicht verfeuert werden, weil sie im grubenfeuchten Zustand wirtschaftlich nicht gemahlen werden kann. Bei der Mahltrocknung wird ihr ein Teil der Feuchtigkeit durch Verdampfung des Wassers entzogen, für die Verfeuerung in Schmelzfeuerungen ist sie jedoch nur brauchbar, wenn sie vorher von den Brüden getrennt wird. Auch Steinkohle mit höherem Wassergehalt setzt die Verbrennungstemperatur stark herab und ist für Schmelzfeuerungen wenig geeignet.
Andererseits besteht jedoch lebhaftes Interesse daran, die mit so hohem Wassergehalt anfallenden Kohlen ohne umständliche Vorentwässerung in Schmelzkammerfeuerungen zu verfeuern. In der Zyklonfeuerung ist dies bereits gelungen, doch ist jede Maßnahme, welche den ungünstigen Einfluß des Wasseranteiles auf die Zündung und auf die Brennkammertemperatur eindämmt, geeignet, den Anwendungsbereich nasser Kohle auf Schmelzfeuerungen zu erweitern.
Die wirkungsvollste Maßnahme, die Verdampfung eines Teiles des Wassergehaltes durch Wärmezufuhr, setzt eine umfangreiche Apparatur voraus, deren Raumbedarf und Betrieb so anspruchsvoll ist, daß man bei der im Mahltrocknungsverfahren aufbereiteten Braunkohle in den meisten Fällen die Brüden in die Feuerung einführt, obwohl dadurch die Feuergastemperaturen stark herabgesetzt werden.
Weniger wirksam, jedoch vorrichtungsmäßig einfach ist das Verfahren nach dem Erfindungsvorschlag, den Wasseranteil der Kohle, bevor das Gemisch mit der Trägerluft in Berührung kommt, vorzuwärmen. Eine Vorwärmung des Gemisches, sogar eine teilweise Verdampfung seines Wasseranteiles, kann erzielt werden, wenn die Trägerluft heiß ist. Durch die Anwärmung und Verdampfung wird jedoch ein Teil des fühlbaren Wärmeinhaltes der Trägerluft gebunden, der für die Zündung dann nicht mehr zur Verfügung steht. Diesen Mangel behebt die Erfindung wenigstens zum Teil dadurch, daß der Wasseranteil vorgewärmt wird, bevor das Gemisch mit der Trägerluft in Berührung kommt.
Es ist bekannt, bei Feuerungen dem Brennstoff oder dessen flüssiger Schlacke Zuschläge zuzugeben, welche als Flußmittel wirken oder mit den schädlichen Beimengungen chemische Verbindungen eingehen, welche bei den gegebenen Temperaturen unschädlich sind. Die Brennstoffe und die Zuschläge sind dabei als wasserfrei angenommen.
Die Möglichkeiten zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind verschieden. Es wäre möglich, das für die Naßaufbereitung der - Kohle dienende Wasser bzw. das zur Förderung der Schwemmkohle dienende Wasser in bekannter Weise, beispielsweise durch Einleiten von Wasserdampf, zu erhitzen. In günstig gelagerten Fällen wird es möglich sein, das aus dem Schlackengranulierbehälter einer Schmelzfeuerung abzuführende Wasser, das meist 60 bis 80° C Temperatur hat, als Wasser für die Naßaufbereitung der Kohle zu verwenden. Auf diese Weise könnte ein durch seinen Gehalt an schwefliger Säure sehr lästiges Abfallprodukt einer nützlichen Verwendung zugeführt und auf einfache Weise beseitigt werden.
Weit wirkungsvoller ist es, wenn durch Zugabe von Reaktionsmitteln zur nassen Kohle nicht nur Wärme erzeugt, sondern auch Wasser chemisch gebunden wird. Eines der billigsten Mittel dieser Art ist Branntkalk (Ca0), der, der nassen Kohle zugesetzt, Wasser aufnimmt nach der Gleichung CaO + H20 = Ca (0H)2 + 15,2 kcal.
Um die gesamten 3011/o Wasser beispielsweise von Kohlenschlamm chemisch zu binden, wäre je 1 kg Kohle ungefähr 1 kg CaO erforderlich. So weit muß jedoch nicht gegangen werden, denn in diesem Falle würden nur noch die Kohle und das entstandene Kalkhydrat erhitzt werden. Die Zuführung von Kalk zu der sauer reagierenden Schlacke von Steinkohle würde nebenbei eine beträchtliche Herabsetzung des Schlackenschmelzpunktes bewirken.
Eine ähnliche exotherme Reaktion ergibt die Beifügung von Kalziumkarbid zur nassen Kohle, doch entsteht dabei noch das brennbare Gas Azetylen, das als Zündmittel sehr wirkungsvoll ist: Ca - C2 + 2 - H20 = Ca - (0H)2 + C2 - H2.
Da Kalziumkarbid teuerer ist als Branntkalk, kann gegebenenfalls eine Mischung der beiden Stoffe benutzt werden. Das bei der Reaktion entstehende Kalkhydrat zerfällt in der Feuerung wieder in CaO und H20, diesbezüglich handelt es sich um eine reversible Reaktion, die im Endeffekt keinen Wärmegewinn ergibt, doch treten die Bindungswärmen an verschiedenen Stellen auf, die Wärmeabgabe im Zündbereich, die Wärmeaufnahme im Bereich hoher Temperaturen. Die Azetylenbildung ist dagegen im vorliegenden Temperaturbereich nicht reversibel, das Azetylen verbrennt unter entsprechender Wärmeentwicklung zu C02 und H20.
Wird der nassen Kohle ein Schaumerreger zugesetzt, dessen Wirkung von dem Kalkhydrat nicht gestört wird, so wird die Kohle bei Einbringung in den Trägerluftstrom, im vorgenannten Falle schon bei Entstehung des Azetylens, sich auf die Oberflächenhaut der entstehenden Gasblasen verteilen, wodurch eine vorzügliche Verteilung des festen Brennstoffes in dem Gasstrom erzielt wird, was wieder die Zündung unterstützt. Wenn der Schaumerreger brennbar ist, kann er auch unmittelbar die Zündung unterstützen. Die meisten der gängigen Waschmittel sind Schaumerreger und sind brennbar. Ein selbst als Brennstoff benutzter Schaumerreger ist die Zellstoffablauge.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zum Verfeuern einer Mischung von Wasser und körniger Kohle, insbesondere Schwemmkohle, in Kohlenstaubfeuerungen, insbesondere in Schmelzfeuerungen, d a d u r c h gekennzeichnet, daß die Wasserbeimengung erwärmt wird, bevor das Wasser-Brennstoff-Gemisch mit Luft vermengt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch. gekennzeichnet, daß das Wasser erwärmt wird, bevor es mit dem Brennstoff vermischt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Wasserbeimischung das heiße Schlackengranulierwasser einer Schmelzfeuerung benutzt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Reaktionsmittel zur Kohle zugegeben werden, durch die Wasser chemisch gebunden und Bindungswärme und/oder brennbare Gase frei werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Branntkalk (Ca0) zugegeben wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Kalziumkarbid (CaC.,) zugegeben wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor Vermischung des Brennstoffes mit der Trägerluft bzw. vor Zugabe des gaserzeugenden Reaktionsmittels dem Brennstoff ein Schaumerreger zugemischt wird. B. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaumerreger selbst brennbar ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 819 032, 879 449.