DE19525812A1 - Verfahren und Kessel zur Dampferzeugung in einer Dampfkessel-Großfeuerungsanlage mit vermindertem NO¶x¶-Gehalt in den Abgasen - Google Patents

Description

Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren zur Dampfer­ zeugung in einer Dampfkessel-Großfeuerungsanlage mit ver­ mindertem NO_x-Gehalt in den Abgasen, insbesondere zur Ver­ feuerung von Braunkohlestaub, wobei Kohlenstaubbrenner ein­ gesetzt werden, sowie auf einen Kessel zur Durchführung des Verfahrens.

Bei allen Dampferzeugungsanlagen, die mit fossilen Brenn­ stoffen betrieben werden, ist man bemüht, den NO_x-Gehalt in den Abgasen zu senken, wobei teilweise gesetzliche Vor­ schriften dazu zwingen. Aus der Fülle der bekannten ein­ flußnehmenden Möglichkeiten der Senkung des NO_x-Gehaltes in den Rauchgasen sei die DE-C-36 21 357 der Anmelderin ge­ nannt.

Als Brennstoff werden neben den klassischen fossilen Brenn­ stoffen, wie Erdöl, Erdgas, Braun- und Steinkohle, auch verbrennbare Bestandteile aus Abfällen eingesetzt, wobei dort häufig besondere Schadstoffprobleme auftauchen, die zum Teil losgelöst von dem NO_x-Problem sind.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Lösung, mit der ein verminderter NO_x-Gehalt in den Abgasen erreicht wird, wobei eine besondere Bandbreite an einzusetzenden Brennstoffen möglich gemacht wird.

Bei einem Verfahren der eingangs bezeichneten Art wird die­ se Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Brenner in einem unterstöchiometrischen Verhältnis zu dem jeweiligen Kohlenstaubstrom mit Primärluft beaufschlagt werden und in Strömungsrichtung der Rauchgase stromaufwärts die Abgase einer überstöchiometrisch betriebenen Abfallver­ brennung den Rauchgasen zugemischt werden.

Mit dieser erfindungsgemäßen Vorgehensweise werden wenig­ stens zwei erhebliche Vorteile erreicht. Zum einen wird ei­ ne Abfallverbrennung in eine Dampfkessel-Großfeuerungsanla­ ge integriert und zum anderen wird durch die spezielle Art des Betriebes dieser Abfallverbrennung die für eine NO_x-Re­ duzierung notwendige Sekundärluft von dieser Abfallverbren­ nung zugleich zur Verfügung gestellt.

In besonderer Ausgestaltung sieht die Erfindung vor, daß die Brenner, die in Ausgestaltung der Erfindung insbesonde­ re als Braunkohlebrenner ausgebildet sind, im Kopfbereich des Kessels eingesetzt werden und die Abgase der Abfallver­ brennung im unteren Bereich des Kessels zugeführt werden, wobei nachfolgend die Gesamtrauchgase die Dampfüberhitzer von unten nach oben und die Economizer-Bündel von oben nach unten durch strömen.

Durch die gegenüber der klassischen Rauchgasführung entge­ gengesetzte Führung der Rauchgase bei oben geschlossenem Kessel von oben nach unten mit der Durchströmung der Über­ hitzer von unten nach oben ergibt sich im unteren Bereich der Zuführung der Abgase der Abfallverbrennung besonders günstige Misch- und Verbrennungsverhältnisse.

Nach der Erfindung ist auch vorgesehen, daß als Quelle des zusätzlichen Oxidationsmittels für die Rauchgase ein Dreh­ rohr- oder Schwenkrohrofen mit unmittelbarer Einmündung in den Kesselfeuerraum eingesetzt wird.

An dieser Stelle sei bemerkt, daß Drehrohranlagen für sich gesehen als thermische Abfallbehandlungsanlagen bekannt sind, die aber in der Regel unmittelbar als die notwendige Energie in Dampferzeugungsanlagen zur Verfügung stellende Aggregate eingesetzt werden.

Eine besonders zweckmäßige Arbeitsweise ergibt sich dann, wenn Abfälle verbrannt werden, die weder Chlor noch Schwer­ metalle enthalten, was bei einer Fülle von Einsatzfällen gewährleistet sein kann. Dadurch ergeben sich keine weite­ ren Probleme bei der Emissionssituation. Liegen beispiels­ weise aus anderen Quellen auch Aschen mit Restkohlestoffge­ halten vor, so können auch diese hier eingesetzt werden.

Zur Lösung der Aufgabe sieht die Erfindung auch einen Kes­ sel mit einem Feuerraum, Braunkohlestaubbrennern, einem Ascheabzug und Überhitzern und Economizern im Rauchgasstrom vor, der sich dadurch auszeichnet, daß die Braunkohlebren­ ner unterhalb der Kesseldecke im Feuerraum angeordnet sind und daß im unteren Bereich des Feuerraumes eine Einspeisung der Rauchgase aus einer mit Luftüberschuß betriebenen Ab­ fallverbrennungseinrichtung vorgesehen ist.

Zweckmäßig ist die mit Luftüberschuß bzw. überstöchiome­ trisch betriebene Abfallverbrennungseinrichtung als Dreh­ rohrofen ausgebildet, alternativ kann sie auch als Schwenk­ rohrofen ausgebildet sein, wobei der Drehrohrofen den be­ sonderen Vorteil mit sich bringt, daß er unmittelbar am un­ teren Teil des Feuerraumes in diesen mündend angeordnet sein kann, wie dies die Erfindung auch in Ausgestaltung vorsieht.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung bei­ spielsweise näher erläutert. Diese zeigt in der Figur eine teilweise vereinfachte Schemazeichnung eines erfindungsge­ mäßen Kessels.

Die allgemein mit 1 bezeichnete Dampfkesselfeuerungsanlage 1 weist einen Kessel 2, einen daran anschließenden Rauch­ gaszug 3 mit Überhitzern 4, einen weiteren Rauchgaszug 5 mit den Economizern 6 auf, einen anschließend im Rauchgas­ zug angeordneten Luftvorwärmer 7 und Entstaubungsfilter 8 auf.

Der Kessel 2 ist oben geschlossen und im oberen Randbereich mit hier symbolisch dargestellten, unterstöchiometrisch ar­ beitenden Braunkohlebrennern 9 ausgerüstet, im unteren Be­ reich wie üblich mit einem Aschetrichter 10 und einem Naß­ entascher 11.

Im dargestellten Beispiel ist etwa im Umlenkungsbereich der Rauchgase aus dem Kessel 2 und den Rauchgaszug 3, die Füh­ rung der Rauchgase ist mit einem Pfeil 12 angedeutet, un­ mittelbar an der gegenüberliegenden Kesselwand ein Dreh­ rohrofen 13 mit seiner Austrittsöffnung angeordnet. In der Figur ist auch angedeutet, daß ein Reststoff- bzw. Abfall­ bunker 14 vorgesehen ist, aus dem über eine Reststoffzufuhr 15 der Drehrohrofen 13 befüllt wird. Flüssige Abfälle kön­ nen aus einem Vorlagetank mittels Schmutzwasserpumpe durch die feststehende Stirnwand in die Drehtrommel eingedüst werden, pastöse Abfälle können über Dickstoffpumpen zuge­ führt werden. Die festen Abfälle werden, wie hier darge­ stellt, über einen Müllbunker geführt, in einen Trichter eingeworfen und über eine Doppelschleuse in die Einlauf­ schurre des Drehrohrofens eingebracht. Je nach Auslegung der Schurre können hier auch beispielsweise Kunststoffässer oder ganze Gebinde mit verbrannt werden.

Natürlich ist das beschriebene Ausführungsbeispiel der Er­ findung noch in vielfacher Hinsicht abzuändern, ohne den Grundgedanken zu verlassen. So kann statt des Drehrohrofens auch ein Schwenkrohrofen eingesetzt werden u. dgl. mehr.

Claims (6)

1. Verfahren zur Dampferzeugung in einer Dampfkessel-Großfeue­ rungsanlage mit vermindertem NO_x-Gehalt in den Abgasen, insbesondere zur Verfeuerung von Braunkohlestaub, wobei Kohlenstaubbrenner eingesetzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Brenner in einem unterstöchiometrischen Verhältnis zu dem jeweiligen Kohlenstaubstrom mit Primärluft beauf­ schlagt werden und in Strömungsrichtung der Rauchgase stromaufwärts die Abgase einer überstöchiometrisch betrie­ benen Abfallverbrennung den Rauchgasen zugemischt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Brenner im Kopfbereich des Kessels eingesetzt wer­ den und die Abgase der Abfallverbrennung im unteren Bereich des Kessels zugeführt werden, wobei nachfolgend die Gesamt­ rauchgase die Dampfüberhitzer von unten nach oben und die Economizer-Bündel von oben nach unten durchströmen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Quelle des zusätzlichen Oxidationsmittels für die Rauchgase ein Drehrohr- oder Schwenkrohrofen mit unmittel­ barer Einmündung in den Kesselfeuerraum eingesetzt wird.

4. Kessel zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vor­ angehenden Ansprüche mit einem Feuerraum, Braunkohlestaub­ brennern, einem Ascheabzug und Überhitzern und Economizern im Rauchgasstrom, dadurch gekennzeichnet, daß die Braunkohlebrenner unterhalb der Kesseldecke im Feu­ erraum angeordnet sind und daß im unteren Bereich des Feu­ erraumes eine Einspeisung der Rauchgase aus einer mit Luft­ überschuß betriebenen Abfallverbrennungseinrichtung vorge­ sehen ist.

5. Kessel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfallverbrennungseinrichtung als Drehrohrofen aus­ gebildet ist, der unmittelbar am unteren Teil des Feuerrau­ mes in diesen mündet.

6. Kessel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfallverbrennungseinrichtung als Schwenkrohrofen ausgebildet ist.