DE3520262A1

DE3520262A1 - Schmelzkammerfeuerung

Info

Publication number: DE3520262A1
Application number: DE19853520262
Authority: DE
Inventors: Takao Tokio/Tokyo Ishihara
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1984-06-14
Filing date: 1985-06-03
Publication date: 1985-12-19
Also published as: GB2160301A; DE3520262C2; FR2566098A1; GB8505905D0; JPS6140886B2; FR2566098B1; US4566392A; JPS611913A; GB2160301B

Description

Die Erfindung betrifft eine Schmelzkammerfeuerung mit einem Kohle-befeuerten Kessel, aus dem die Asche im schmelzflüssigen Zustand abgezogen wird. In herkömmlichen Schmelzkammerfeuerungen ist es lediglich möglich, maximal 90 bis 95 % der in der Kohle enthaltenen Asche im schmelzflüssigen Zustand abzuziehen. Dies bedeutet andererseits, daß 5 bis 10 % der Asche im Verbrennungsgas verbleiben und diese mit dem Verbrennungsgas ausgetragen wird. Die meisten Komponenten wie Na, V, S, K und dgl. sind im Ofen gasförmig, und zwar in Folge der Hochtemperaturverbrennung, und diese Komponenten gehen in den flüssigen Zustand auf der Oberfläche des Ofens und dgl. über, so daß hieraus oft Störungen des Ofens oder der Anlage entstehen. Wird eine kombinierte Anlage benutzt, die eine Turbine enthält, so können durch die vorstehend erwähnten Abgaskomponenten ernste Probleme

entstehen. ■"*

Unter Berücksichtigung dieser Nachteile ist es Aufgabe ^ der Erfindung, die Komponenten Na, V, S, K und dgl. aus dem Abgas der Schmelzkammerfeuerung zu entfernen und eine im Wirkungsgrad verbesserte Anlage zu schaffen, wobei in dieser eine Gasturbine integriert ist.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch, daß die aus der Schmelzkammerfeuerung ausgetragene Schlacke durch Luft- und Wassergranulation in einer Granulationskammer granuliert wird und daß ein Sammelturm mit den entstandenen Schlackekörnern gefüllt wird. Andererseits wird das Abgas aus der Schmelzkammerfeuerung mit fein pulverisiertem Kalk

. ι.

gemischt und zur Reaktion gebracht und in einem Sekundärreaktor wird eine Entschwefelung ausgeführt. Das Abgas wird aus dem Sekundärreaktor in den Schlackekornsammelturm überführt und der geschmolzene Staub wie auch CaO und CaSO, und die Komponenten Na, V, K und dgl. werden zum Anlagern an die Schlackekörner gebracht und aus dem Abgas entfernt. Danach wird das Abgas aus dem Schlackekornsammelturm abgeleitet.

Die Erfindung soll nachfolgend ausführlich anhand der Zeichnungen erläutert werden. Dabei zeigt:

Figur 1 ein Flußdiagramm mit einer Ausführung der

Schmelzkammerfeuerung gemäß der Erfindung und
15

Figur 2 ein weiteres Beispiel für den Austrag der
Schlacke aus der Feuerung.

In Figur 1 wird fein pulverisierte Kohle in den Feuerraum (Primärreaktor) 2 durch die Kohlezuführungsleitung 1 geblasen. Die eingeblasene Kohle reagiert heftig mit Verbrennungsluft, die durch die erste Luftleitung 3 in die Hochlastatmosphäre der Schmelzkammerfeuerung 2 eingeblasen wird. Die pulverisierte Kohle wird, während sie reagiert, durch die Luftwirbel aus der Sekundärluftleitung 4 und der Drittluftleitung 5 verwirbelt, so daß Kohle bei hoher Temperatur (1600 bis 1700° C und mehr) verbrannt wird und sich dabei entlang der Kammerinnenwand bewegt: Als Folge davon wird aus der Asche, die aus der fein pulverisierten Kohle bei der Verbrennung entsteht, ein Schlackestrom, und dieser Schlackestrom wird dazu gebracht, entlang der Innenwand abwärts zu fließen.

Nach " Erreichen der Schlackenprallwand 6 tropft der Schlackenstrom, im schmelz flüssigen Zustand, in die Schlackegranulationskammer 8 durch die Öffnung 7.

In der Schlackegranulationskammer 8 wird die geschmolzene Schlacke durch einen Luft- oder Wasserstrom, der durch die Leitung 9 zugeführt wird, weggeblasen. Hierdurch erfolgt eine Wind- oder Wassergranulation und gleichzeitig eine Abkühlung, so daß die Schlacke in Körner überführt wird, die jeweils einen Durchmesser von einigen Millimetern haben. Diese Schlackekörner tropfen zunächst in einen Schlackenkorntrog 10 und werden dann kontinuierlich dem oberen Teil eines Schlackekornsammelturmes 12 mittels des Zuteilers 11 zugeführt, so daß auf diese Weise der Turm mit Schlackekorn gefüllt wird. Die Höhe der gesammelten Schlackekörner im Turm 12 kann dadurch gesteuert werden, daß fortlaufend Schlackekorn vom Turm 12 durch den Trichter 13 abezogen wird. Nebenbei wird Luft 14 zum Dichten und Kühlen des Schlackekorns durch den Trichter 13 zugeführt, wodurch die Schlackekörner abgekühlt und als Korn mit niedriger Temperatur abgezogen werden können. Die oben erwähnte Luft 9 zum Granulieren der Schlacke wird durch die Leitung 15 wieder der Leitung 3 zugeführt. Andererseits entsteht Verbrennungsgas hoher Temperatur durch die Verbrennung in der Kammer, und dieses enthält Komponenten wie Na, V, K, S und dgl. und Staub mit SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃ und dgl.

Das Verbrenungsgas wird einem Sekundärreaktor 16 durch dessen Einlaß 17 zugeführt. In diesem Fall wird dem Einlaß 17 auch Luft durch die Leitung 18 zusätzlich zu der Zweit- und Drittluft 4 und 5 zugeführt, wobei die

Luftzuteilung durch die entsprechenden Leitungen so erfolgen kann, daß die Entstehung von NO minimiert wird. Das Abgas, das dem Sekundärreaktor 16 zugeführt wird, wird durch Luft aus der Leitung 19 abgekühlt, so daß die Abgastemperatur auf etwa 1100° C abgesenkt wird. Anschließend wird das Abgas mit fein pulverisiertem Kalk (dessen Hauptkomponente CaO ist) gemischt, wobei dieser durch die Zuführung 20 eingebracht wird und das im Abgas enthaltene 50 reagiert mit dem CaO zur Entschwefelung wie folgt:

CaO + SO₀ + 1/2 0„.z=>CaS0

Zur Beschleunigung der Reaktion ist ein Verhältnis Ca/S = 5 oder mehr notwendig.

Während dieser Reaktion werden die Komponenten Na, \l, K und dgl. zu Nebel oder Dunst im geschmolzenen Zustand und lagern sich an dem feinen festen Pulver von CaO, CaSO. und dgl. an. Dies feine feste Pulver bewegt sich im Sekundärreaktor 16 abwärts. Ein Teil des CaSO., CaO und dgl. wird im Trichter 21 gesammelt und durch den Auslaß 22 abgegeben. Das Abgas wird in den unteren Teil des Schlackekornsammelturmes 12 durch eine Abgasauslaßöffnung 23 im Sekundärreaktor 16 und durch die Leitung 24 eingeleitet und strömt durch die gesammelten Schlackekörner nach oben. Auf diesem Weg lagert sich der geschmolzene Staub wie auch CaO, CaSO, und dgl. - was im Abgas enthalten ist - an den Oberflächen der Schlackekörner an und wird auf diese Weise aus dem Abgas entfernt. Letzteres wird aus dem Turm 12 durch die Leitung 25 abgelassen.

Die niedrig schmelzenden Komponenten Na, \l, K und dgl. wirken als Bindemittel bei diesem V/erfahren. Das aus der Leitung 25 austretende Abgas enthält nur wenig Staub,

NO und SO . Auf diese Weise kann das so behandelte xx

Abgas nicht nur direkt einem Kessel, sondern auch einer Turbine zugeführt werden. Die Schmelzkammerfeuerung 2 und der Sekundärreaktor 16 können wassergekühlt oder wärmeisoliert sein..

Anstelle der in der Figur 1 gezeigten Schlackenprallwand 6 kann die Kammer an der Sekundärreaktorseite auch vollständig geschlossen sein, wie die Figur 2 zeigt. Die Schlacke wird hierbei durch einen Auslaß 7 im unteren Teil abgezogen und der Schlackesammeikammer 8 zugeführt. Andererseits wird das Verbrennungsgas an der oberen Seite durch eine Öffnung 26 dem Sekundärreaktor 16 zugeleitet.

Durch die erfindungsgemäße Lösung werden die bei der Verbrennung erzeugten und im Abgas enthaltenen Komponenten Na, \1, K, S und dgl. mit hohem Wirkungsgrad entfernt mit dem Ergebnis, daß die Entstickungsanlage und die Entschwefelungsanlage, die sonst bei mit feiner pulversierter Kohle befeuerten Kesseln notwendig sind, entfallen können. Auf diese Weise lassen sich die Kosten merklich verringern und für den Fall, daß diese Anlage mit einer Gasturbine kombiniert wird, kann eine bemerkenswerte Erhöhung des Anlagenwirkungsgrades erwartet werden.

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Claims

Schmelzkammerfeuerung

Patentansprüche:

f1J Schmelzkammerfeuerung
gekennzeichnet durch

eine Kammerfeuerung (2), eine Schlackegranulationskammer (8) zum Granulieren der aus der Kammerfeuerung austretenden Schlacke, einem Schlackekornsammelturm (12) zur Aufnahme der aus der Schlackegranulationskammer (8) austretenden Schlackekörner, einen Sekundärreaktor (16) mit einem Ein- und einem Auslaß (17, 23) für das Abgas aus der Kammer (2) und einem Einlaß (20) für fein pulverisierten Kalk, eine Leitung (24), die den Abgasauslaß (23) des Sekundärreaktors (16) mit dem Schlackekornsammelturm (12) verbindet und durch eine weitere Leitung (25) zum Abführen des Abgases aus dem Turm (12).
2. Schmelzkammer feuerung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Abgaseinlaß (17) des Sekundärreaktors (16) mit dem Auslaß der Kammerfeuerung (2) verbunden ist, wobei

dazwischen Schlackenprallwände (6) vorgesehen sind.
3. Schmelzkammerfeuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abgasauslaö (26) in einem oberen Bereich der Kammer feuerung (2) vorgesehen und mit dem Sekundärreaktor (16) verbunden ist.