DE4442136A1 - Verfahren zur Verbrennung von fossilem Brennstoff und Abfall - Google Patents

Verfahren zur Verbrennung von fossilem Brennstoff und Abfall

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Description

Es ist bekannt, daß bei unterstöchiometrischer Fahrweise ein NOx-armes Rauchgas entsteht. Die Erfindung betrifft die gezielte Erzeugung eines solchen Rauchgases in einer, einem großen Dampferzeuger parallel geschalteten Satellitenfeuerung. Das Rauchgas ist infolge ungenügender Luftzufuhr nur teilweise verbrannt, wodurch bei Anwesenheit von CO die NOx-Bildung unterdrückt wird.
Das Rauchgas kann
  • a) direkt zur NOx-Reduzierung eingeleitet werden
  • b) als Trocknungsgas für die Mahltrocknung eines großen Dampferzeugers verwendet werden c) zur Vorwärmung der Verbrennungsluft durch Zumischung dienen.
In jedem Fall wird erfindungsgemäß das NOx-arme Rauchgas an geeigneter Stelle in den Feuerraum eines großen Dampferzeugers geführt, wodurch zwangsläufig eine weitere NOx-Reduzierung erfolgt.
Dadurch ergeben sich folgende Vorteile:
  • - Bei hohen Temperaturen und einer Verweilzeit von mehreren Sekunden wird ein vollständiger Ausbrand des COs und evtl. weiterer Pyrolyseprodukte erreicht
  • - Die thermische Nutzung der im Abfall enthaltenen Wärme geschieht mit dem bei modernen Kraftwerken üblichen Prozeßwirkungsgrad, der mehrfach höher liegt als der einer dem Stand der Technik entsprechenden Müllverbrennungsanlage.
  • - Die im Abfall enthaltene Primärenergie ersetzt eine äquivalente Wärmemenge des Hauptbrennstoffs, ganz gleich ob es sich um Kohle, Öl oder Gas handelt und reduziert sowohl die Brennstoffkosten im Kraftwerk, wie die entsprechende CO2- Emission, die bei der Erzeugung der gleichen elektrischen Arbeit in einer Müllverbrennungsanlage (MVA) auf Grund des Wirkungsgradverhältnisses - 10% bis 15% in einer MVA zu 35 bis 45% in einem Großkraftwerk - entsteht.
  • - Der große Feuerraum des Dampferzeugers stellt einen guten Ausbrand bei hohen Verbrennungstemperaturen sicher
  • - Es treten keine Hochtemperaturenkorrosionen auf, da erfindungsgemäß die Zugabe des Abfall-Rauchgases 30% des gesamten Rauchgases liegt bzw. so eingestellt wird, daß die zulässige HCl-Konzentration im Kessel unter dem zulässigen Grenzwert von vorzugsweise 400 mg/Nm³ liegt.
  • - Durch die Rauchgasreinigungsanlage des fossil gefeuerten Kraftwerks wird die Schadstoffemission der Abfallverbrennung auf Kraftwerksstandard gesenkt.
  • - Das Verfahren läßt sich erfindungsgemäß aus langzeiterprobten Komponenten baukastenmäßig zusammensetzen und ist sofort verfügbar. Die derzeit diskutierten oder entwickelten Verfahren (Schwelbrennverfahren, Flugstromvergasung, Thermoselect), kommen als Alternative zu klassischen Müllverbrennungsanlagen in großtechnischem Umfang noch nicht in Betracht.
Parallel zu einem großen Dampferzeuger (8) werden ein oder mehrere Müllverbrennungseinrichtungen (1) installiert einschließlich der zugehörigen Entladeeinrichtungen, Bunker und Beschickungen (2). Die Verbrennungseinrichtungen enthalten die Luftzufuhr (3), den Rost, das Wirbelbett oder das Drehrohr sowie eine ausgemauerte Sammelleitung für das entstehende Rauchgas (4). Nicht enthalten ist die sonst übliche Wärmeauskopplung über einen eigenen kompletten Wasser-Dampf- Kreislauf mit Kessel und Turbine sowie die Rauchgasreinigung für die aus dem Müll entstehende Rauchgasmenge.
Die Luftzufuhr wird so eingestellt, daß ein Minimum an NOx entsteht. Dabei steigt der CO-Gehalt deutlich an. Die Rauchgastemperatur soll möglichst mehr als 1000°C betragen.
Dieses Rauchgas der Satellitenfeuerung kann durch Einleitung in den Hauptkessel zur NOx-Reduzierung genutzt werden. Beim Einsatz in der Mahltrocknung (7) wird das NOx-arme Rauchgas durch einen entsprechend ausgemauerten Kanal zur Mahlanlage geführt. Die Kohle (10) wird in diesen Kanal kurz vor Eintritt in die Mühle zugegeben.
In den beiliegenden Zeichnungen ist dargestellt:
Zeichnung A
Die unterstöchiometrische Verbrennung in einer konventionellen Müllverbrennung­ einrichtung (1) (hier z. B. ein Rost) mit der Übergabe des Rauchgases (4) aus der Satellitenfeuerung an geeigneter Stelle in den Hauptkessel (8) zur NOx-Reduzierung vorzugsweise im Mengenverhältnis: 30% unterstöchiometrisch/70% mit Luftüberschuß.
Zeichnung B
Die unterstöchiometrische Verbrennung in einer konventionellen Müllverbrennungs­ einrichtung (1) (hier z. B. ein Rost) und die Verwendung des NOx-armen Rauchgases (4) aus der unterstöchiometrischen Verbrennung zur Vorwärmung für die Sekundärluft (5) durch Beimischung.
Zeichnung C
Die unterstöchiometrische Verbrennung in einer konventionellen Müllverbrennungs­ einrichtung (1) (hier z. B. ein Rost) und die Verwendung des NOx-armen Rauchgases (4) aus der unterstöchiometrischen Verbrennung zur Vorwärmung für die Primärluft (6) durch Beimischung.
Zeichnung D
Die unterstöchiometrische Verbrennung in einer konventionellen Müllverbrennungs­ einrichtung (1) (hier z. B. ein Rost) und die Verwendung des NOx-armen Rauchgases (4) aus der unterstöchiometrischen Verbrennung zur Mahltrocknung (7) und als Trägergas für den erzeugten Kohlenstaub.
Die unvollkommene Verbrennung bedeutet einen erhöhten Gehalt an Unverbranntem in der Asche (9), die deshalb aufbereitet und der Kohle zugegeben wird. Hierzu wird sie in einer kleinen Aufbereitungsanlage (11) durch einen Metallabscheider von Eisen befreit, grob gesiebt und anschließend gebrochen. Die erforderliche Korngröße richtet sich nach den Anforderungen der vorhandenen Kohlemühle. Dann erfolgt die Aufgabe auf das Bekohlungsband und die Feinmahlung zusammen mit der Kohle.
Bei nachhaltigem Anstieg des Verschleißes der Mahlwerkzeuge durch die Schlacke­ zugabe oder bei der Verbrennung von flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen wird eine separate, kleine Aschemühle installiert und die gemahlene Asche pneumatisch in die Brennkammer des Großkessels gefördert.
Sowohl die Flugasche des Mülls, wie die Grobasche werden auf diese Art ausgebrannt, der Kesselasche beigemischt und brauchen nicht deponiert zu werden.

Claims (3)

1. Verfahren zur Verbrennung von fossilem Brennstoff und Abfall dadurch gekennzeichnet, daß durch die Kombination einer fossil befeuerten Großkesselanlage mit einer kleinen Abfallverbrennungseinrichtung die Abgase der Abfallverbrennungs­ einrichtung ohne vorhergehende Wärmenutzung an geeigneter Stelle im Verhältnis 30% Rauchgas aus Abfallverbrennung zu 70% Rauchgas aus fossilem Brennstoff in den fossil befeuerten Kessel eingeleitet werden.
2. Verfahren der Kombination eines fossilen Dampferzeugers mit einer Abfallverbrennungseinrichtung dadurch gekennzeichnet, daß letztere dem fossilen Kessel zugeordnet ist und durch unterstöchiometrische Fahrweise ein NOx-armes Rauchgas erzeugt, welches an geeigneter Stelle dem Großkessel zur weiteren NOx-Reduzierung zugeführt wird.
3. Verwendung dieses erfindungsgemäßen Rauchgases nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es zur Vorwärmung von Primärluft und/oder Sekundärluft und/oder zur Trocknung des festen Brennstoffs benutzt und anschließend zur weiteren NOx Reduzierung in einen Großkessel eingeleitet wird.
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