DE3628963C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahen der im Oberbegriff des vorstehenden Anspruches 1 genannten Art.

Flugaschen aus mit fossilen Brennstoffen betriebenen Feuerungen, wie z. B. aus Steinkohle-, Braunkohlekraftwerken und Müllerverbrennungsanlagen weisen oft einen zu hohen Kohlenstoffgehalt für den weiteren Einsatz der Flugasche auf.

Wenn der Glühverlust über 5% liegt, ist die Asche nicht mehr prüfzeichenfähig, was nach DIN 1045 (Prüfzeichenrichtlinie) eine Voraussetzung für eine direkte Verwendung der Flugasche z. B. als Betonzusatzstoff ist.

Weiterhin werden bei Großfeuerungsanlagen die Feuerungseinrichtungen auf einfach bzw. mehrfach gestufte Verbrennung im Hinblick auf eine möglichst weitgehende Reduzierung der NO _x -Bildung umgestellt. Hierbei tritt ein Anstieg des C-Gehaltes in der Flugasche auf und zwar bis zu 20-30%.

Aus der DE-PS 8 90 032 ist es bekannt, Flugasche durch ein Schaum-Schwimmverfahren (Flotation), in einen kohlereichen und einen kohlearmen Anteil mit einem Ascheanteil von bis zu 97% zu zerlegen. Der kohlereiche Anteil in Form eines außerordentlich feinen und leichten Kohlen­ staubes findet nach Trocknung als Brennstoff Wieder­ verwendung.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren der genannten Art anzugeben, bei dem der kohlereiche Anteil (Schaumprodukt) ohne Trocknung wiederzuverwenden ist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Schaumprodukt der Feuerungsanlage direkt zugeführt wird, und daß die Flugasche mit Wasser und einem solchen Flotationshilfs­ mittel flotiert wird, das in einer Feuerungsanlage mitverbrannt werden kann.

Das C-reichere Schaumprodukt kann von dem Betreiber der Feuerungsanlage somit auf einfache Weise dadurch ent­ sorgt werden, daß er das Schaumprodukt der Feuerungs­ anlage selbst zuführt. Bei der Flotation kann auf ein­ fache Weise mittels der verwendeten Flotationshilfs­ mittel die Fraktionsgrenze eingestellt werden; das Flotationshilfsmittel stört den Betrieb der Feuerungs­ anlage nicht.

Vorzugsweise wird das Schaumprodukt eventuell nach einer Teilentwässerung dem zur Feuerungsanlage strö­ menden Hauptbrennstoff vor oder in einer Mühle zuge­ führt, die für die Ermahlung des festen Hauptbrenn­ stoffes vorgesehen ist.

Als Flotationshilfsmittel, das in der Feuerungsanlage mitverbrannt werden kann, eignen sich z. B. Heizöl oder aliphatische Kohlenwasserstoffe.

Ausgehend von der DE-PS 8 90 032 hat sich die vorliegende Erfindung als weitere Aufgabe gestellt, neben der Verbrennung des Schaumproduktes einen weiteren Anwendungszweck anzugeben.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß das Schaumprodukt nach einer Entwässerung und Trocknung als Gieß- und Abdeckpulver für den Stranggußbereich verwendet wird.

Die Entwässerung und Trocknung des Schaumproduktes erfolgt vorzugsweise mittels eines Vorentwässerers, wie z. B. eines Eindickers oder Dekanters, und einem diesem nachgeschalteten Entwässerungsfilter und einem dem Entwässerungsfilter nachgeschalteten mit einem heißen Gas beaufschlagten Trockner, dem ein Staubabscheider nachgeschaltet ist.

Obwohl auch von der Feuerungsanlage herangeführte Heißgase in Form von heißen Rauchgasen oder nach dem Luftvorwärmer der Feuerungsanlage abgezweigter Heißluft herangeführt werden können, ist es von Vorteil, wenn das Heißgas in einem von der Feuerungsanlage getrennten Heißgaserzeuger erzeugt wird.

Bei Trocknung in einem Stromtrockner ist es zweckmäßig, wenn als Frischluft nur die für den Heißgaserzeuger notwendige Luftmenge zugeführt wird, und als Mischgas Rauchgas zugeführt wird, das nach dem Elektrofilter der Feuerungsanlage entnommen wird. Auf diese Weise wird die Wärmewirtschaftlichkeit des Verfahrens bei Beheizung des Stromtrockners mit Heißgas <1100°C, vorzugsweise 900°C verbessert.

Schließlich ist es zweckmäßig, wenn die mechanische Entwässerung des C-reicheren Schaumproduktes durch Zugabe von Flockungshilfsmitteln unterstützt wird.

Eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens soll nun anhand des Blockschaltbildes näher erläutert werden.

Von der Vielzahl der Komponenten einer Feuerungsanlage sind in der Figur nur eine Mühle (1), ein Kessel (2) und ein diesem nachgeschalteter Elektrofilter (3) dargestellt. Der Mühle wird zu zerkleinernder Hauptbrennstoff (4) zugeführt, der in dem Kessel mit der Verbrennungsluft (5) verbrannt wird. Die in dem Elektrofilter (3) abgeschiedene Flugasche wird über eine Leitung (6) einem Konditionierer (7) zugeleitet, dem weiterhin Flotationshilfsmittel (8) und Frischwasser (9) bzw. Umlaufwasser (10) zugeführt werden. Aus dem Konditionierer (7) wird über eine Leitung (11) die Suspension einem Flotationsapparat (12) zugeleitet. Die Anmelderin beansprucht keinen Schutz für die Flotation an sich und verzichtet daher auf eine weitergehende Beschreibung des Aufbaues des Flotationsapparates.

Flotationsapparate sind z. B. in "Ullmann's Enzyklopädie der Technischen Geräte", 4. Aufl., 1972, Bd. 2, Verfahrenstechnik I, S. 110-142 in ausreichender Weise beschrieben.

Das Schaumprodukt des Flotationsapparates (12) wird über Leitung (13) einem teilentwässernden Filter (14) zugeführt und von diesem dem Hauptkohlestrom (4) zugegeben.

Das Abgangsprodukt des Flotationsapparates wird über eine Leitung (15) einem Eindicker (16) zugeführt, und das eingedickte Produkt wird über Leitung (17) einem Filter (18) zugeleitet. Als Filter können die verschiedensten Filtertypen zum Einsatz kommen, z. B. Bandfilter, Vakuumfilter, Trommelfilter oder dgl. Das Rückwasser von Eindicker (16) und Filter (18) wird als Umlaufwasser (10) dem Konditionierer (7) zugeführt. Der Filterkuchen wird einem thermischen Trockner (19) zugeleitet, der vorzugsweise ein Stromtrockner ist. Anstelle eines Stromtrockners kommen anderen Konvektionstrockner in Frage, beispielsweise die zweistufigen Konvex-Trockner der Firma BUSS. Diese haben den Vorteil, auch eine nur zum pastösen Zustand vorentwässerte C-arme Flugaschefraktion zu verarbeiten. Denkbar wären auch andere Trocknungsverfahren, wie z. B. direkt oder indirekt beheizte Drehrohrtrockner oder dgl. Schließlich kann der Stromtrockner selbst ohne Trockengutteilrückmischung oder mit Trockengutteilrückmischung betrieben werden, wobei im letzteren Fall eine Überführung des Aufgabegutes vom pastösen in einen leichter rieselfähigen Zustand möglich ist.

Der Stromtrockner (19) wird von einem Heißgaserzeuger (20) mit Heißgas versorgt. Dem Heißgaserzeuger wird Verbrennungsluft (21) und ein Fremdbrennstoff (22) in Form von Öl, Gas zugeführt.

Die gepunktete Linie (13′) in der Figur zeigt, daß die C-reiche Fraktion gegebenenfalls auch direkt als sogenannte Coal-Water-Slurry (CWS) über eine oder mehrere Zusatzlanzen direkt in den Feuerraum des Kessels eingetragen werden kann, d. h. nicht unbedingt dem Hauptkohlestrom zugeführt werden muß.

Die Leitung (21′) zeigt, daß es unter Umständen sinnvoll sein kann, Rauchgase hinter dem Elektrofilter (3) zu entnehmen und als Mischluft für den Stromtrockner (19) zu verwenden.

Das in dem Stromtrockner (19) getrocknete Gut wird über eine Leitung (23) einem Staubabscheider (24) zugeführt, aus dem die getrocknete C-arme Flugaschefraktion über Leitung (25) abgezogen wird. Die Abluft des Staubabscheiders wird über eine Leitung (26) den aus dem Kessel (2) dem Elektrofilter (3) zugeführten Rauchgasen zugemischt. Wegen dieser Brüdenrückführung muß die Flugascheabtrennung im Staubabscheider (24) nicht vollständig sein, d. h. als Staubabscheider (24) können beispielsweise Multizyklone eingesetzt werden. Es wäre jedoch auch der Einsatz von Intensivfiltern, wie z. B. Jet-Filtern als Staubabscheider (24) denkbar, so daß die Abluft des Staubabscheiders (24) direkt in die Atmosphäre abgeleitet werden kann.

Die strichpunktierte Linie (26′) deutet an, daß die Abluft ganz oder teilweise auch der Verbrennungsluft (5) zugemischt werden kann.

Wie bereits in der Beschreibungseinleitung erwähnt, kann es auch zweckmäßig sein, die C-reiche Fraktion nicht nur zu entwässern, sondern auch zu trocknen und nicht in der Feuerungsanlage zu verbrennen, sondern als hochwertiges Produkt zu verkaufen, z. B. als Gieß- und Abdeckpulver an Betreiber von Stranggießanlagen.

Beispiel

Bei einem 550-MW-Großkessel fällt ein zu fraktionierender Flugaschestrom von ca. 12 t/h mit einem C-Gehalt von 10% an. Diese Flugasche wird mit aliphatischen Kohlenwasserstoffen als Flotationshilfsmittel flotiert und läßt sich auftrennen in 15% mit einem C-Gehalt von 50% und 85% mit einem Glühverlust von 4%, wobei sich C-Gehalt bzw. Glühverlust jeweils auf die entwässerte und getrocknete Fraktion beziehen. Das Schaumprodukt wird auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 20% entwässert und als CWS dem Kessel zugeführt, was einer Zufuhr von 1 t/h C entspricht.

Claims (3)

1. Verfahren zur Nutzung von Flugasche einer mit festen Brennstoffen betriebenen Feuerungsanlage (2) mit nachgeschaltetem Elektrofilter (3) durch Flotation (12) in Abhängigkeit von dem C-Gehalt, bei dem die Flugasche in ein C-reicheres Schaumprodukt (13) und ein C-ärmeres Abgangsprodukt (15) zerlegt wird, wobei die Flotationsbedingungen so gewählt werden, daß das Abgangsprodukt (15) einen Glühverlust von höchstens 10 Gew.-% hat, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Schaumprodukt (13) der Feuerungsanlage (2) direkt zugeführt wird, und daß die Flugasche (6) mit Wasser (6, 10) und einem Flotationshilfsmittel (8) flotiert wird, das in der Feuerungsanlage (2) mitverbrannt werden kann.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaumpro­ dukt (13) eventuell nach einer Teilentwässerung (14) dem zur Feuerungsanlage strömenden Hauptbrennstoff (4) vor oder in einer Mühle (1) zugeführt wird, die für die Ermahlung des festen Hauptbrennstoffes vorgesehen ist.

3. Verfahren zur Nutzung von Flugasche einer mit festen Brennstoffen betriebenen Feuerungsanlage (2) mit nachgeschaltetem Elektrofilter (3) durch Flotation (12) in Abhängigkeit von dem C-Gehalt, bei dem die Flugasche in ein C-reicheres Schaumprodukt (13) und ein C-ärmeres Abgangsprodukt (15) zerlegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaumprodukt (13) nach einer Entwässerung und Trocknung als Gieß- und Abdeckpulver für den Strang­ gußbereich verwendet wird.