DE1526060B2

DE1526060B2 - Einrichtung einer Verbrennungsanlage für feste Brennstoffe enthaltenden Schlamm

Info

Publication number: DE1526060B2
Application number: DE1526060A
Authority: DE
Inventors: Beantragt Nichtnennung
Original assignee: Charbonnages de France CDF
Current assignee: Charbonnages de France CDF
Priority date: 1965-06-16
Filing date: 1966-06-16
Publication date: 1975-01-30
Also published as: US3515381A; GB1151711A; FR1448898A; NL6608339A; BE682558A; NL149389B; DE1526060A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung einer Verbrennungsanlage für feste Brennstoffe enthaltenden Schlamm, bei der der Schlamm in ein Wirbelbett eines Schachtofens einführbar ist, das von einem von unten eingeführten sauerstoffhaltigen Gas durchströmt ist, dessen inertes Material eine gröbere Körnung als die festen Brennstoffe aufweist und dessen Temperatur durch Zugabe eines zusätzlichen Heiz- oder Kühlmittels auf einen Wert einstellbar ist, der zur Verbrennung des Schlammes im Schachtofen erforderlich ist.

Eine derartige Einrichtung ist aus der FR-PS 1 333 976 bekannt. Bei dieser bekannten Einrichtung wird der Schlamm durch eine Leitung unmittelbar in das Wirbelbett eingeführt, während bei Bedarf ein Zusatzbrennstoff in den Raum oberhalb des Rostes des Wirbelbettes zugeführt wird. Im Betrieb der bekannten Einrichtung erfolgt ein Teil der Verbrennung oberhalb des Wirbelbettes, wobei in Abhängigkeit von dem Anteil der Verbrennung, die in dem Raum oberhalb des Wirbelbettes auftritt, die Temperatur in diesem Raum gegenüber der Temperatur des Wirbelbettes mehr oder weniger stark ansteigt. Eine Verbrennung in dem Raum oberhalb des Wirbelbettes ist jedoch aus mehreren Gründen unerwünscht, wie beispielsweise bei der Steuerung der Reinheit der Abgase, die davon abhängt, wie weitgehend sowohl die festen Brennstoffe als auch der Zusatzbrennstoff selber verbrannt sind. Wenn jedoch die Bereiche, in denen eine Verbrennung stattfindet, nicht unter Kontrolle gehalten werden können, ist eine genaue Regelung des Verbrennungsablaufes nicht möglich.

Ein weiterer Nachteil im Betrieb der bekannten Einrichtung besteht darin, daß gleichzeitig auf den Durchsatz des das Wirbelbett aufrechterhaltenden Gases, den Durchsatz des eingeführten Schlammes und den Durchsatz des zusätzlichen Heiz- oder Kühlmittels eingewirkt werden muß. Dies führt zu einer sehr verwickelten Regelung, die sich den verschiedenartigen Eigenschäften der eingeführten Schlämme schlecht anpassen läßt.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Einrichtung einer Verbrennungsanlage, bei der es bei Veränderung möglichst weniger Parameter auf einfache Weise möglich ist, während eines stabilen Betriebsablaufes unabhängig von den unterschiedlichen Eigenschaften verschiedener Schlämme eine Verbrennung mit einem geringen Luftüberschuß, also eine wirtschaftliche Verbrennung zu erreichen.

Diese Aufgabe wird bei einer Einrichtung der eingangs genannten Gattung erfindungsgemäß durch folgende Merkmale gelöst:

a) der Durchsatz des sauerstoffhaltigen Gases ist φ während des gesamten Betriebes konstant, wobei das Heiz- oder Kühlmittel direkt dem Wirbelbett im Bereich des Rostes über seinen ganzen Querschnitt zuführbar ist;

b) der Schlamm ist in den Schacht oberhalb des Wirbelbettes fein verteilt im freien Fall derart aufgebbar, daß die Schlammzugabemenge über die Temperatur im Schacht oberhalb des Wirbelbettes regelbar ist.

Es ist zwar aus der FR-PS 1 100 221 bekannt, die Schlammzugabemenge über die Temperatur zu regeln, jedoch wird in diesem Fall die im Wirbelbett selber herrschende Temperatur zur Regelung herangezogen und der Schlamm auf das Wirbelbett unmittelbar an dessen Oberfläche von einer Seite her aufgegeben.

Auch ist aus der US-PS 2 650 084 ein zur Verbrennung von Schlamm dienender Schachtofen bekannt, bei dem das zu verbrennende Material oberhalb einer Wirbelschicht aufgegeben wird, jedoch ist bei diesem bekannten Schachtofen oberhalb dieses Wirbelbettes ein zweites Wirbelbett vorgesehen, in das das zu verbren-

nende Material unmittelbar eingeführt und in dem es ' getrocknet wird.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß für einen stabilen Betrieb der Einrichtung lediglich die Veränderung eines einzigen Parameters, nämlich des Durchsatzes des zugeführten Schlammes erforderlich ist.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß der Zustand des Wirbelbettes konstant gehalten werden kann, da der Durchsatz des das Wirbelbett aufrechterhaltenden Gases konstant bleibt und die Verbrennung vollständig innerhalb des Wirbelbettes erfolgt. Dies führt vor allen Dingen zu einer gleichförmigen Temperatur in dem gesamten Wirbelbett und zu einem zeitlich konstanten Volumen der das Wirbelbett verlassenden Rauchgase, was zu einer konstanten Geschwindigkeit aller das Wirbelbett durchquerenden Gase führt. Daraus ergibt sich, daß die Verwirbelung des Wirbelbettes im Betrieb durch die Eigenschaften der eingeführten Schlämme nicht ungünstig beeinflußt wird.

Bevorzugt ist die Temperatur im Schacht oberhalb des Wirbelbettes während des gesamten Betriebes auf einen im wesentlichen konstanten Wert einstellbar, der

wenigstens gleich dem des Wirbelbettes ist.

Weiterhin ist vorteilhafterweise die Zugabe des zusätzlichen Heiz- oder Kühlmittels durch eine Temperaturmeßeinrichtung in der Wirbeischicht steuerbar.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an Hand der schematischen Zeichnung beschrieben; die einzige Figur der Zeichnung zeigt im Querschnitt eine Verbrennungsanlage für feste Brennstoffe enthaltenden Schlamm.

Nach der Zeichnung umfaßt die Verbrennungsanlage einen Schachtofen 1 mit einem Wirbelbett 2, das oberhalb eines Rostes 4 gebildet ist und mit einem unter dem Rost 4 gelegenen Windkasten 3 in Verbindung steht.

Der Schachtofen 1 weist oberhalb des Wirbelbettes 2 einen Schacht 5 auf, der in seinem oberen Teil mit einer Abzugsleitung 6 verbunden ist.

Eine Leitung 7 führt durch die Wand des Schachtofens 1 in den Bereich des Wirbelbettes 2, während am oberen Bereich des Wirbelbettes 2 eine Abführungsleitung 8 angeordnet ist. Durch die Leitung 7 wird ein inertes Material eingeführt, das eine gröbere Körnung als der feste Brennstoff aufweist. Das inerte Material kann entweder auf einmal oder diskontinuierlich oder, bei gleichzeitiger Abführung durch die Abführleitung 8, kontinuierlich eingeführt werden.

Der feste Brennstoff, der als Suspension in einer Flüssigkeit oder in der Form eines Breies vorliegen kann, ist in einem Beschickungstrichter 9 gespeichert und wird mittels einer Förderschnecke 10 zu einem drehbaren Käfig 11 gefördert, der oberhalb des Schachtes 5 in der oberen Abdeckung des Schachtes 5 angeordnet ist. Der gesamte Schlamm geht vor seinem Eintritt in den Schacht 5 durch den drehbaren Käfig 11 hindurch, wird von diesem fein verteilt und dann in das inerte Material 12 des Wirbelbettes 2 eingeführt.

Das inerte Material 12 des Wirbelbettes 2 wird auf einer Temperatur gehalten, die die Verbrennung des Schlammes gewährleistet.

Das inerte Material 12 des Wirbelbettes 2 wird durch kalte oder vorgewärmte, gegebenenfalls mit Sauerstoff angereicherte oder mit Verbrennungsgasen vermischte Luft im Wirbelzustand gehalten.

Die gesamte, zur Verbrennung des Schlammes erforderliche Luft wird durch den Windkasten 3 unter dem Rost 4 eingeblasen. Der Durchsatz der Luft wird konstant gehalten, so daß die gewählten Wirbelbedingungen immer aufrechterhalten werden, wenn die Temperatur des inerten Materials 12 des Wirbelbettes 2 selbst konstant gehalten wird.

Ein zusätzliches Heiz- oder Kühlmittel wird im Bereich des Rostes 4 dem WnLelbett 2 zugeführt, um die Temperatur der Verbrennung ohne aufwendige Regelungsmaßnahmen konstant halten zu können. Gemäß der Darstellung in der Zeichnung wird das zusätzliche Heiz- oder Kühlmittel über den gesamten Querschnitt des Wirbelbettes 2 unmittelbar unter dem Wirbelbett 2 eingeführt, so daß eine homogene Verteilung des Heizoder Kühlmittels in dem Wirbelbett und über dessen gesamten Querschnitt gewährleistet ist.

. Nach der Zeichnung ist der Rost 4 in der Form einer dicken, hitzebeständigen Platte ausgeführt, die öffnungen 4A aufweist, die im Querschnitt die Form von umgekehrten Kegelstümpfen haben und in ihrem unteren Teil in einem zylindrischen Abschnitt enden. Das zusätzliche Heiz- oder Kühlmittel wird durch eine Leitung 13 in alle oder einen Teil der öffnungen 4A entweder in deren zylindrischen Abschnitt oder in dem unteren Teil des kegelstumpfförmigen Querschnittes eingeführt.

Die Temperatur des Wirbelbettes 2 wird mittels einer Temperaturmeßeinrichtung 14 überwacht. Wenn die Temperatur einen vorbestimmten Wert überschreitet, wird als Kühlmittel Wasser über eine Leitung 131 eingeführt, die über einen Schieber 130 mit zwei Zuführkanälen mit der Leitung 13 verbunden ist. Wenn andererseits die Temperatur des Wirbelbettes 2 einen vorbestimmten Wert unterschreitet, wird als Heizmittel Zusatzbrennstoff über eine Leitung 132 zugeführt, die mit dem anderen Zuführkanal des Schiebers 130 verbunden ist.

Die Umschaltung zwischen dem Heizmittel und dem Kühlmittel kann mittels des von der Temperaturmeßeinrichtung 14 abgegebenen Signals erfolgen.

Da der Zusatzbrennstoff in dem Rost 4 zugeführt wird, wird er beinahe völlig verbrannt, bevor er das inerte Material 12 der Wirbelschicht 2 erreicht. Auf diese Weise wird vermieden, daß die Verbrennung des Zusatzbrennstoffes teilweise erst oberhalb des Wirbelbettes 2 erfolgt.

Es wird im allgemeinen erforderlich sein, im Wirbelbett eine Temperatur von etwa 800⁰C zu erhalten, um die Verbrennung in der Wirbelschicht 2 aufrechterhalten zu können.

Die Temperatur im Schacht 5 des Schachtofens 1 oberhalb des Wirbelbettes 2 wird auf einem konstanten Wert gehalten, der wenigstens gleich dem des Wirbelbettes ist.

Die Temperatur im Schacht 5 oberhalb des Wirbelbettes 2 wird etwa in der Nähe von 900⁰C gehalten.

Wenn die Temperatur im Schacht 5 ansteigt, so deutet das darauf hin, daß nicht die gesamte Menge des eingeführten Schlammes im Wirbelbett vollständig verbrannt wurde und die Verbrennung im Schacht 5 weitergeht. Es wird deshalb die zugeführte Schlamm-Menge verringert.

Wenn die Temperatur im Schacht 5 sinkt, wird die zugeführte Schlamm-Menge erhöht.

Zur Überwachung der Temperatur im Schacht 5 ist ein Thermoelement 15 vorgesehen, das über einen Steuerkreis 16 mit dem Antriebsmotor 17 der Förderschnecke 10 verbunden ist. Das von dem Thermoelement 15 in Abhängigkeit von der im Schacht 5 herrschenden Temperatur gelieferte elektrische Signal wird dazu benutzt, die Drehzahl des Antriebsmotors 17 so zu regeln, daß sich die Förderschnecke 10 weniger schnell dreht, wenn die Temperatur einen bestimmten, voreingestellten Schwellenwert überschreitet, und schneller dreht, wenn dieser Schwellenwert unterschritten wird.

Die Regelung der Verbrennung im Schachtofen 1 erfolgt somit in Abhängigkeit von nur einem der Parameter.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung einer Verbrennungsanlage für feste Brennstoffe enthaltenden Schlamm, bei der der Schlamm in ein Wirbelbett eines Schachtofens einführbar ist, das von einem von unten eingeführten sauerstoffhaltigen Gas durchströmt ist, dessen inertes Material eine gröbere Körnung als die festen Brennstoffe aufweist und dessen Temperatur durch Zugabe eines zusätzlichen Heiz- oder Kühlmittels auf einen Wert einstellbar ist, der zur Verbrennung des Schlammes im Schachtofen erforderlich ist, gekennzeichnet durch die Merkmale:

a) der Durchsatz des sauerstoffhaltigen Gases ist während des gesamten Betriebes konstant, wobei das Heiz- oder Kühlmittel direkt dem Wirbelbett (2) im Bereich des Rostes (4) über seinen ganzen Querschnitt zuführbar ist;

b) der Schlamm ist in den Schacht (5) oberhalb des Wirbelbettes (2) fein verteilt im freien Fall derart aufgebbar, daß die Schlammzugabemenge über die Temperatur im Schacht (5) oberhalb des Wirbelbettes (2) regelbar ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur im Schacht (5) oberhalb des Wirbelbettes (2) während des gesamten Betriebes auf einen im wesentlichen konstanten Wert einstellbar ist, der wenigstens gleich dem des Wirbelbettes (2) ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugabe des zusätzlichen Heiz- oder Kühlmittels durch eine Temperaturmeßeinrichtung (14) in der Wirbelschicht (2) steuerbar ist.