DE1185575B - Verfahren zur Anoxydation von backendem Brennstoffstaub - Google Patents

Description

• Verfahren zur Anoxydation von backendem Brennstoffstaub Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Anoxydation von backendem Brennstoffstaub mittels sauerstoffhaltiger Gase im auf- oder absteigenden Gasstrom.
• Für die Entgasung von Brennstoffstaub in der Schwebe ist es zunächst erforderlich, dem Brennstoffstaub die Backeigenschaft zu entziehen, was am besten durch eine Anoxydation der Oberfläche der Staubteilchen geschieht. Dies wird nach den bisherigen Verfahren folgendermaßen erreicht: Einem hoch vorgewärmten Luftstrom wird eine bestimmte Brennstoffmenge zugegeben. Dieser Brennstoffstaub wird durch den Luftstrom in einen Schacht geblasen,- wobei Fördergeschwindigkeit und Baulänge so abgestimmt sind, daß bei einer gegebenen mittleren Oxydationstemperatur eine bestimmte Aufenthaltszeit, z. B. 2 bis 3 Sekunden, erreicht wird. Die Höhe der Luftvorwärmung und die Belastung, d. h. die Kohlenmege je Normkubikmeter Luft, bestimmen die Wärmewirtschaft des Verfahrens. Die Eigenwärme der Luft reicht zur Deckung der erforderlichen Oxydationswärme und des Abstrahlverlustes z. B. für eine Kohle A bei 3 Sekunden Aufenthaltszeit und einer mittleren Oxydationstemperatur von 370° C bei einer Luftvorwärmung von 650° C für eine Belastung von 0,56 kg/Nm3, bei 800° C Luftvorwärmung für eine Belastung von 1,15 kg/Nm3 aus. Zum Beispiel ist für eine Kohle B bei 3 Sekunden Aufenthaltszeit eine mittlere Oxydationstemperatur von 400° C erforderlich. Dabei ist bei 650° C Vorwärmung der Luft eine Belastung von 0,41 kg/Nm3, bei 800° C Vorwärmung eine Belastung von 0,96 kg/Nm3 möglich. Bei höheren Belastungen wird dem Oxydationsschacht von außen zusätzlich Wärme zugeführt, z. B. durch Wärmeabgabe von Rauchgasen, die den Schacht von außen umströmen. Bei der Aufwärmung des Brennstoffes auf Temperaturen von 370 bis 400° C tritt eine gewisse Gasmenge (Wasserstoff, Methan, Kohlenmonoxyd) aus der Kohle aus. Diese Gase verbrennen zum Teil mit dem Sauerstoff der Luft und machen dadurch eine bestimmte Wärmemenge frei, die einen Teil des Wärmebedarfs deckt. Nach Verlassen der Oxydationsanlage wird die Trägerluft mit den darin noch enthaltenen brennbaren Gasen von dem oxydierten Brennstoffstaub getrennt und der Kesselfeuerung zugeleitet. Die in diesem Gemisch aus Luft und brennbaren Gasen enthaltene fühlbare und latente Wärme wird in der Feuerung verwertet und beibt damit dem System Oxydation-Entgasung-Kessel erhalten. Das Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß diese brennbaren Gase der in der Entgasungsanlage gewonnenen verkäuflichen Gasmenge verlorengehen. Der Verlust schwankt je nach der Kohlenbelastung je Normkubikmeter Luft zwischen, 40 und 80 kcal/Nms. Die chemisch gebundene Wärme dieses Gasanteils kann nur über die Kesselfeuerung der Oxydations- bzw. Entgasungsanlage wieder zugeführt werden. Das Verfahren hat weiterhin den Nachteil, daß wegen des relativ hohen zur Verfügung stehenden Sauerstoffgehalts die Oxydationstemperatur nur in bestimmten Grenzen überschritten werden kann, weil sonst Schachtbrände auftreten. Da die erforderliche mittlere Oxydationstemperatur bei verschiedenen Brennstoffarten auch verschieden hoch ist und die einzelnen Kohlensorten gegen eine Überschreitung der Oxydationstemperatur auch verschieden empfindlich sind, führt diese Begrenzung des Schwankungsbereichs der Oxydationstemperatur zu einer Erschwerung des Verfahrens.
• Es ist bereits eine Entgasungsanlage zum Entgasen von Kohlenstaub bekannt, welcher eine Einrichtung zur Voroxydation von backenden Steinkohlen vorgeschaltet ist. Hierin wird der Kohlenstaub zunächst bis zur Backtemperatur in einem Reaktionsgefäß erwärmt, welches von außen beheizt ist. Der erwärmte Kohlenstaub wird dann in einen Behälter geleitet, in welchem eine teilweise Entgasung der Kohle bei Aufrechterhalten dieser Temperatur durchgeführt wird. Hierbei wird auch die Backfähigkeit des Kohlenstaubes beseitigt, indem diesem Behälter Sauerstoff zugeführt wird. Bei diesem Verfahren verweilt der Kohlenstaub verhältnismäßig lange in der Backzone, wodurch die Gefahr des Anbackens in höherem Maße besteht. Hier werden daher gerade die Nachteile gezeigt, die durch die Erfindung vermieden werden sollen.
• Aufgabe der Erfindung ist es, vor der Entgasung eine kurzzeitige Anoxydation des Kohlenstaubes zur Beseitigung der Backfähigkeit durchzuführen. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der durch den als Wärmeträger dienenden hocherhitzten Wasserdampf auf eine Temperatur von 370 bis :100° C erhitzte Brennstoffstaub bei einer Verweilzeit von 1 bis 3 Sekunden in dem Oxydationsraum zuerst teilweise durch den in ihm selbst enthaltenen frei werdenden Sauerstoff und dann durch Zugabe einer genau dosierten Menge sauerstoffhaltigen Gases vollständig anoxydiert wird. Vor allem durch die Verwendung von Wasserdampf als Wärmeträger kann die erfindungsgemäße Aufgabe gelöst werden. Hierdurch ist es auch möglich, die bei der Oxydation aus dem Kohlenstaub ausgeschiedenen Gase weiter zu verwenden, wenn an Stelle von Luft für die Zusetzung von sauerstoffhaltigem Gas reiner Sauerstoff verwendet wird. Da hierbei kein Stickstoff in den Gasen vorhanden ist, braucht die Kohle nach Verlassen der Oxydationsanlage nicht vom Trägergas getrennt zu werden. Sie kann vielmehr mit diesem unmittelbar der Entgasung zugeführt werden.
• Der Wasserdampf kann vor der Verwendung in der Oxydationsanlage so hoch vorgewärmt werden, daß sein Wärmeinhalt z. B. bei einer Belastung von 0,6 kg/Nm3 vollständig zur Deckung des Wärmebedarfs der Oxydation und des Abstrahlverlustes ausreicht. Bei höherer Belastung kann je nach Brennstoffart der Rest des Wärmebedarfs auch durch eine Beheizung von außen zugeführt werden.
• Das aus der Kohle während der Oxydation austretende brennbare Gas findet bei diesem Verfahren nicht so viel Sauerstoff vor wie bei der Verwendung von Luft als Trägergas und verbrennt daher nur zu einem kleineren Teil. Nach dem Ausscheiden des Brennstoffes kann man durch Kondensation des Wasserdampfes ein Schwachgas mit etwa dem Gichtgasheizwert erhalten. Dieses Gas kann z. B. zur Angleichung des, Heizwertes hinter der Entgasungsanlage dem Entgasungsgas beigemischt werden, wobei diese Gasmenge zusätzlich gewonnen wird. Die Verminderung des Sauerstoffvorrats im Oxydationsschacht verringert die Schachtbrandgefahr bei wesentlichen überschreitungen der Anoxydationstemperatur.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Verfahren zur Anoxydation von backendem Brennstoffstaub mittels, sauerstoffhaltiger Gase im Gasstrom, dadurch gekennzeichnet, daß der durch den als Wärmeträger dienenden, hocherhitzten Wasserdampf auf eine Temperatur von 370 bis 400° C erhitzte Brennstoffstaub bei einer Verweilzeit von 1 bis 3 Sekunden in dem Oxydationsraum zuerst teilweise durch den in ihm selbst enthaltenen frei werdenden Sauerstoff und dann durch Zugabe einer genau dosierten Menge sauerstoffhaltigen Gases vollständig anoxydiert wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das bei der Anoxydation entstehende Gasgemisch nach deren Beendigung von dem Brennstoffstaub getrennt und nach Ausscheiden des Wasserdampfes dem in der Entgasungsanlage gewonnenen Gas beigemischt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 826 745, 867 691; britische Patentschrift Nr. 757 083; Zeitschrift »Braunkohle - Wärme - Kraft«, Bd.4, 1952, Nr. 8, S. 284.