Verfahren zur Anoxydation von backendem Brennstoffstaub Die Erfindung
betrifft ein Verfahren zur Anoxydation von backendem Brennstoffstaub mittels sauerstoffhaltiger
Gase im auf- oder absteigenden Gasstrom.Method for anoxidation of baking fuel dust The invention
relates to a method for anoxidation of baking fuel dust by means of oxygen-containing
Gases in the ascending or descending gas stream.
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.For the degassing of fuel dust it is in suspension first
necessary to remove the baking properties of the fuel dust, which is best
happens through an oxidation of the surface of the dust particles. This will be after
achieved the previous method as follows: A highly preheated air stream
a certain amount of fuel is added. This fuel dust is through
the air flow is blown into a duct, - whereby the conveying speed and the overall length
are matched so that at a given mean oxidation temperature one
certain residence time, e.g. B. 2 to 3 seconds is reached. The amount of air preheating
and the burden, d. H. the amount of coal per standard cubic meter of air determines the heat economy
of the procedure. The air's own heat is sufficient to cover the required heat of oxidation
and the radiation loss z. B. for a coal A with a residence time of 3 seconds
and an average oxidation temperature of 370 ° C with air preheating of
650 ° C for a load of 0.56 kg / Nm3, at 800 ° C air preheating for a load
of 1.15 kg / Nm3. For example, for a coal B, the residence time is 3 seconds
an average oxidation temperature of 400 ° C is required. It is at 650 ° C
Preheating the air a load of 0.41 kg / Nm3, at 800 ° C preheating a load
of 0.96 kg / Nm3 possible. At higher loads, the oxidation shaft of
outside additional heat supplied, z. B. by heat emission from flue gases that the
Flow around the shaft from the outside. When heating the fuel to temperatures
from 370 to 400 ° C there is a certain amount of gas (hydrogen, methane, carbon monoxide)
out of the coal. Some of these gases burn with the oxygen in the air and
thereby release a certain amount of heat that covers part of the heat demand.
After leaving the oxidation system, the carrier air and the
combustible gases separated from the oxidized fuel dust and the boiler combustion
forwarded. The palpable contained in this mixture of air and flammable gases
and latent heat is used in the furnace and thus goes to the oxidation-degassing-boiler system
obtain. However, the method has the disadvantage that these combustible gases in
The amount of salable gas obtained by the degassing system is lost. The loss
varies between .40 and 80 per standard cubic meter of air, depending on the coal load
kcal / Nms. The chemically bound heat of this gas component can only be obtained from the boiler
be fed back to the oxidation or degassing system. The procedure has
furthermore the disadvantage that because of the relatively high oxygen content available
the oxidation temperature can only be exceeded within certain limits because
otherwise shaft fires will occur. Because the required mean oxidation temperature
is also different for different types of fuel and the individual types of coal
also differently sensitive to exceeding the oxidation temperature
this limits the range of fluctuation to the oxidation temperature
complicating the procedure.
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.It is already a degassing system for degassing coal dust
known, which upstream a device for the pre-oxidation of baking coal
is. The coal dust is first placed in a reaction vessel up to baking temperature
heated, which is heated from the outside. The heated coal dust is then in a
Container passed in which a partial degassing of the coal is maintained
this temperature is carried out. This also affects the baking ability of the coal dust
eliminated by adding oxygen to this container. In this procedure
If the coal dust remains in the baking zone for a relatively long time, this creates a risk
there is a greater degree of caking. The disadvantages are shown here,
to be avoided by the invention.
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.The object of the invention is a brief anoxidation before the degassing
of the coal dust to eliminate the baking ability. this
will
according to the invention achieved in that the highly heated by the serving as a heat transfer medium
Water vapor heated to a temperature of 370 to: 100 ° C with fuel dust
a residence time of 1 to 3 seconds in the oxidation chamber first partially through
the released oxygen contained in himself and then by adding a
exactly dosed amount of oxygen-containing gas is completely partially oxidized. before
Especially through the use of water vapor as a heat transfer medium, the inventive
Task to be solved. This also makes it possible to look at the oxidation
to use the gases separated from the coal dust if instead of air
pure oxygen is used for the addition of oxygen-containing gas. There
if there is no nitrogen in the gases, the coal needs it after it has left
of the oxidation system not to be separated from the carrier gas. Rather, she can with
this are fed directly to the degassing.
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.The water vapor can be used in this way in the oxidation system
be highly preheated that its heat content z. B. at a load of 0.6 kg / Nm3
completely to cover the heat demand of the oxidation and the radiation loss
sufficient. Depending on the type of fuel, the rest of the heat requirement can be reduced if the load is higher
can also be supplied by heating from the outside.
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.The combustible gas released from the coal during oxidation
does not find as much oxygen in this process as in use
of air as the carrier gas and therefore only burns to a small extent. After this
The fuel can be separated into a lean gas by condensation of the water vapor
obtained with about the furnace gas calorific value. This gas can e.g. B. to align the,
Calorific value are added to the degassing gas downstream of the degassing system, whereby
this amount of gas is additionally obtained. The reduction of the oxygen supply
in the oxidation shaft reduces the risk of fire in the shaft if it is significantly exceeded
the anoxidation temperature.