DE3628963C2 - - Google Patents
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
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- B03B9/00—General arrangement of separating plant, e.g. flow sheets
- B03B9/04—General arrangement of separating plant, e.g. flow sheets specially adapted for furnace residues, smeltings, or foundry slags
-
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- B03D—FLOTATION; DIFFERENTIAL SEDIMENTATION
- B03D1/00—Flotation
- B03D1/02—Froth-flotation processes
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- Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
- Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)
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.
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.
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