DE3137935A1

DE3137935A1 - "verfahren zur verringerung der festigkeit von flugascheablagerungen in mit kohle befeuerten feuerungsanlagen"

Info

Publication number: DE3137935A1
Application number: DE19813137935
Authority: DE
Inventors: Douglas I. 45239 Cincinnati Ohio Bain; Gary G. 53140 Kenosha Wis. Engstrom
Original assignee: Chemed Corp 45202 Cincinnati Ohio; Chemed Corp
Current assignee: WR Grace and Co Conn
Priority date: 1980-11-14
Filing date: 1981-09-24
Publication date: 1982-06-03
Also published as: FR2494417A1; IT8124139A0; ES507127A0; US4369719A; SE447660B; NL8105140A; AU7709981A; IE52169B1; IE812660L; DE3137935C2; IT1140206B; GB2088534A; NZ198850A; BE891119A; JPH0235203B2; FR2494417B1; SE8105933L; ES8207324A1; CA1169650A; ZA817495B

Description

Das erfindungsgemäße Verfahren erleichtert die Entfernung von Ablagerungen, die sich auf den Wänden und Wärmeaustauschflächen in technischen Feuerungsanlagen oder Kesseln bilden, die mit Kohle befeuert werden. Man erreicht dies durch Einblasen von nicht kalziniertem Vermikulit in den Feuergasstrom, wo dieser eine Temperatur von etwa 1650 bis 650 C hat, in einer Menge von 0,023 bis 4,54 kg und vorzugsweise von 0,45 bis 1,36 kg Vermikulit je 907 kg verbrannter Kohle. Der Vermikulit macht die Ablagerungen brüchiger, so daß sie sich leichter mit konventionellen Rußbläsern, d.h. im Kessel angeordneten Sonden, die Luft oder Wasserdampf mit einem Betriebsdruck von etwa 14 bar einblasen, entfernen lassen.

Die mineralischen Bestandteile (Asche) der Kohle führen zu Ablagerungen in den Wärme aufnehmenden Bereichen des Kessels, insbesondere im Überhitzer und den Wärmeübertragungsgängen. Die gesinterten Ablagerungen aus Flugasche können fester sein als es die Leistungsfähigfähigkeit der konventionellen Reinigungsvorrichtungen erlaubt. Es wurde nun gefunden, daß durch Einblasen von Vermikulit die Festigkeit der Ablagerungen verringert

wird, so daß sich saubere Wärmeaustauschflächen aufrechterhalten lassen und die Blockierung der Wärmeaustauschgänge verhindert wird.

Vermikulit, ein natürlich vorkommendes Mineral, dehnt sich um das 15- bis 20-Fache seines Volumens aus, wenn es Temperaturen von über etwa 65O°C ausgesetzt wird. Hierdurch wird die Festigkeit der gesinterten (gebundenen) Ablagerungen, die Vermikulit enthalten, stark verringert. Zur Verringerung der Festigkeit gesinterter Ablagerungen hat man bereits die chemischen und physikalischen Eigenschaften von z.B. Magnesiumoxid, Aluminiumoxid und dergleichen ausgenutzt, Vermikulit ist diesen Zusätzen jedoch überlegen.

Vermikulit, ein hydratisiertes Magnesium-Aluminium-Eisensilikat, besteht aus 14 eng verwandten Glimmer-Mineralien. Wenn nicht aufgeblätterter Vermikulit in Ascheablagerungen eingearbeitet und Temperaturen unterworfen wird, wie sie im überhitzer und in den Wärmeaustauschbereichen auftreten, wird die Festigkeit der gebundenen Ablagerung außerordentlich stark verringert. Die für diese Wirkung verantwortlichen herausragenden Eigenschaften werden durch eine thermisch hervorgerufene Entblätterung (Expansion)

in Gegenwart der natürlichen Plättchenstrukturen (Kieselsäureplättchen) verursacht, die als Spleißflächen wirken. Als Folge dieser Behandlung lassen sich die Ablagerungen leichter entfernen.

Beispiel

Der Kessel war für eine Leistung von 347 Megawatt
ausgelegt. Er hatte eine Zyklonfeuerung, wurde mit
bituminöser Eastern C Kohle befeuert und war mit
Rußbläsern ausgestattet. Nicht expandierter Vermikulit wurde bei 1425 C in einer Menge von 0,27 bis 0,36 kg je 907 kg Kohle in die Feuerungsanlage geblasen. Der Zusatz verursachte, daß die Ablagerungen verhältnismäßig brüchig waren und sich leicht mit den Rußbläsern bei einem Betriebsdruck von 14 bar entfernen ließen.

Im Vergleich hierzu warerdie in einem ohne Vermikulit durchgeführten Versuch gebildeten Ablagerungen hart, gesintert und gebunden, so daß es schwierig war, sie mit den Wasserdampfsonden abzulösen und zu entfernen.

Der Vermiculit ist vorzugsweise verhältnismäßig
feinteilig, z.B. entsprechend einer lichten Maschenweite von meist mehr als 3 bis 0,044 mm und insbesondere von 0,595 bis 0,074 mm. Das Produkt im Beispiel und in

den Tabellen entsprach überwiegend einem mit einer Maschenweite von etwa 0,177 bis 0,105 mm.

Für die Einführung des.Vermikulits in die Feuerungsanlage wurde eine wassergekühlte Sonde verwendet. Sie war etwa 1,5 m lang und bestand aus drei konzentrischen Rohren aus nicht rostendem Stahl mit einer Dicke von 4,8 mm. Das äußere Rohr hatte einen Außendurchmesser von 63,5 mm, das mittlere einen Außendurchme'sser von 50,8 mm und das innere einen Außendurchmesser von .25,4 mm." Durch den ringförmigen Zwischenraum zwischen dem mittleren und dem äußeren Rohr floß Wasser, das durch den Zwischenraum zwischen dem mittleren und dem inneren Rohr zurückgeführt wurde. Der Zwischenraum zwischen dem äußeren und dem mittleren Rohr beträgt etwa 7 mm. Wasser wird am vorderen Ende des äußeren Rohrs außerhalb des Kessels eingeführt. Es tritt seitlich ein, so daß es auf seinem Weg nach unten durch das Rohr tangential herumgewirbelt wird. Der Vermikulit wird aus einem Trichter mit einem Schraubenförderer zugeführt, der den Vermikulit in ein Luftbeförderungssystem einmißt, das diesen in das innere Rohr der Sonde abgibt. Der Luftstrom unterstützt die Kühlung des inneren Rohres und kann auch dazu beitragen, die mit einem Wassermantel umgebenen Bereiche der Sonde zu kühlen.

Der Sintertest von Babcock und Wilcox wurde angewandt, um die Verschmutzungstendenz (Bildung gebundener Ablagerungen) verschiedener Aschetypen und die Wirkung der Zusätze zu ermitteln, vgl. "The Sintering Test, An Index to Ash-Fouling Tendency" von D.H.Barnhart und P.C. Williams, Transactions of the ASME, August 1956, Seite 1229. Dieser Test besteht kurz gesagt in der Bildung von Pellets aus der Asche, einem 15-stündigen Erhitzen auf verschiedene Temperaturen und. der Feststellung der Kraft, die erforderlich ist, um die gebildeten gesinterten Proben zu zerkleinern. In der Tabelle sind die Ergebnisse zusammengestellt, die ohne Zusatz, mit verschiedenen Mengen Vermikulit und mit Magnesiumoxid erhalten wurden. Von Babcock und Wilcox wurde festgestellt, daß Magnesiumoxid die größte Wirkung hat, so daß dieses zum Vergleich in die Tabelle aufgenommen wurde. In der Tabelle 2 ist die prozentuale Verringerung der Sinterfestigkeit der untersuchten Proben aufgeführt. Die aufgeführten Ergebnisse veranschaulichen die außerordentliche Wirksamkeit des Vermi_/kulits bei der Modifizierung der Ablagerungen.

Tabelle

Sinterfestigkeit der Pellets, kg/cm'

ohne Behandlung

Durchschnitt Vermikulit, 0,5%

Durchschnitt Vermikulit, 1,0%

Durchschnitt Vermikulit, 1,5%

Durchschnitt Magnesiumoxid, 1,5%

Durchschnitt

	9 8 O⁰C	1069 1019 1076
759 914 787
	937	6 724
462 702 538
	^623	505 573 703
456 365 461
	477	317 278 265
349 351 389
	325	569 455 363
583 472 598

1090⁰C

942 545 1750	1328	1799 1575 1357

899 858 609	873	991 1005

432 428 411	445	431 479 487

343 348 295	312	315 273 300

907 724 1019	948 738

868

CO CO

CD CO

cn

Tabelle 2

Durchschnittliche Verringerung der Sinterfestigkeit,%

	0	,5 %	98O°C	1090⁰C
ohne Zusatz	1	,0 %	—	—
Vermikulit,	1	,5 %	33,5	34,3
Vermikulit,	Magnesiumoxid	, 1,5 %	49,1	66,5
Vermikulit,		65,4	76,5
		45,9	34,7

Scha:cm

Claims

DR JD FRHR «on UEXKULL DR. ULRICH GRAF STOLBERG DIPL-ING. JÜRGEN SUCHANTKE DIPL.-ING. ARNULF HUBER DR. ALLARD von KAMEKE DR. KARL-HEINZ SCHULMEYER Chemed Corporation (Prio: 14.Nov.1980 USSN 1200 DuBois Tower 207 006 - 17740) Cincinnati, Ohio, V.St.A. Hamburg, 23. September 1981 Verfahren zur Verringerung der Festigkeit von Flugascheablagerungen in mit Kohle befeuerten Feuerungsanlagen Patentansprüche

1. Verfahren zur Verringerung der Festigkeit von Flugascheablagerungen in mit Kohle befeuerten Feuerungsanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß man nicht kalzinierten Vermikulit bei 1650 bis 65O°C in die Feuerungsanlage einbläst.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Vermikulit in einer Menge von etwa 0,45 bis 1,36 kg je 907 kg Kohle einbläst.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vermikulit eine Teilchengröße entsprechend einer

lichten Maschenweite von 0,177 bis 0,105 mm hat.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man den Vermikulit bei einer.Temperatur von etwa 1425°C einbläst.