DE3128903A1 - "verfahren zum eintragen von additiv in einen reaktionsgasstrom" - Google Patents

"verfahren zum eintragen von additiv in einen reaktionsgasstrom"

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    • C10L10/06—Use of additives to fuels or fires for particular purposes for facilitating soot removal

Description

L. & C. Steinmüller GmbH 5270 Gummersbach, den 21*07.1981 Postfach 19 49/1960 Pa 8119
Be/HP
Patentanmeldung
''Verfahren zum Eintragen von Additiv in einen Reaktionsgasstrom"
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen Eintragen von mittels gasförmigen und/oder flüssigen Trägermittels gefördertem Additiv in «einen turbulenten Reaktionsgasstrom im Feuerraum eines Dampferzeugers mit trockenem Ascheabzug zur selektiven Entfernung auf trokkene Weise von umweltbelastenden gasförmigen Schadstoffen, wie Schwefel-, Chlor- und Fluorverbindungen, die in einem nach einer vollständigen oder unvollständigen Flammenverbrennung von festen, flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen entstandenen heißen Reaktionsgasstrom enthalten sind, wobei gleichzeitig je nach eingesetztem Additiv Wärme gespeichert und/oder für Zersetzungsreaktionen benötigt wird.
ein Es sind Verfahren bekannt, bei denen'mittels gasförmigen und/oder flüssigen Trägermittels gefördertes Additiv, das auf trockene Weise einen turbulenten, einer vollständigen oder unvollständigen Flammenverbrennung von festem, flüssigem oder gasförmigem Brennstoff entstammenden Reaktionsgasstrom von umweltbelastenden gasförmigen Schadstoffen, wie Schwefel-, Chlor- und Fluorverbindungen selektiv reinigt, auf verschiedene Art und Weise in Feuerraum eingetragen wird.
Bei einem ersten Verfahren wird das Additiv mit Hilfe von Luftstrahlen in der Nähe des Feuerraumausganges eingedüst. Nachteilig "bei diesem Verfahren ist, daß aufgrund der relativ geringen Bewegungsenergie der Luftstrahlen keine homogene Verteilung des Additivs in dem Schadstoffe enthaltenden Reaktionsgasstrom zustande kommt, wodurch ein hoher Bindungsgrad zwischen Schadstoffen und Additiv nicht erreicht wird. Außerdem führt die Verteilung des A-dditivs im Reaktionsgasstrom aufgrund bereits ungünstiger Temperaturbedingungen zu einem entsprechend der zur" Verfugung stehenden Verweilzeit nicht optimalen Reaktion sablauf.
Bei einem zweiten bekannten Verfahren wird das Additiv dem Brennstoff unmittelbar vor Brennereintritt beigemischt. Ungünstig bei diesem Verfahren ist, daß das Additiv einer hohen thermischen Belastung im unmittelbaren Flammengebiet ausgesetzt ist, die zu einer Inaktivierung des Additivs führt.
Nach einem dritten Verfahren erfolgt die Zugabe des Additivs der Brennerflamme mittels eines gasförmigen und/oder flüssigen Trägermittelstromes unter Bildung eines die Brennerflamme umgebenden Schleiers. Dabei ist eine teilweise Inaktivierung des Additivs infolge der hohen Flammentemperaturen unvermeidbar. Außerdem ist der konstruktive wie finanzielle Aufwand zur Durchführung dieses Verfahrens vergleichsweise relativ hoch.
Dae vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein Verfahren aufzuzeigen, bei dem das kontinuierliche Eintragen von Additiv in einen Reaktionsgasstrom gemäß den eingangs aufgeführten Bedingungen unter geringstem Energieaufwand erfolgt und bei gleichzeitig sich einstellenden, günstigen Reaktionsbedingungen, hinsichtlich Temperatur, Verweilzeit, Reaktionsgeschwindigkeit,
thermischer Additiv-Belastbarkeit usw., zu einer homogenen Verteilung des Additivs im Reaktionsgasstrom und zu einem hohen Bindungsgrad zwischen Additiv und den gasförmigen Schadstoffen führt.
Als Losung wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß das Additiv von einer oder mehreren Ein gate-stellen durch örtlich unterschiedliche Drückzustände im Feuerraum zunächst in eine oder mehrere systeminterne, in sich geschlossene Rezirkulationsströmungen und aus dieser anschließend in den Reaktionsgasstrom eingetragen wird.
Darüber hinaus wird vorgeschlagen, daß als Additiv staubförmige Stoffe, wie Calciumcarbonat, Magnesiumcarbonat, Dolomit und reaktionsfähige Oxid- und Hydroxidverbindungen, ζ. B. die der Elemente Natrium, Kalium, Aluminium, Barium, Cadmium, Kalzium, Kupfer, Eisen, Blei, Magnesium, Mangan und Zink, verwendet werden und daß das das Additiv fördernde Trägermittel ein Teilstrom der Verbrennungsluft, Rauchgas oder ein Gemisch aus beiden und/oder eine Flüssigkeit, z. Bk Wasser, ist.
Dieser Verfahrensvorschlag bietet gegenüber den bekannten Verfahren den Vorteil, daß der zum Eintragen und anschließenden Verteilen erforderliche Energieaufwand in Abhängigkeit von der jeweiligen Brennerlast im Feuerraum sich auf ein Minimum reduziert, die Verweilzeit1 verlängert, die homogene Verteilung des Additivs im Reaktionsgasstrom verbessert/ und ein hoher Bindungsgrad zwischen Additiv und den gasförmigen Schadstoffen erzielt wird. Außerdem ist der konstruktive und finanzielle Aufwand zur Ausrüstung eines Dampferzeugers nach diesem Verfahren im Vergleich zu allen anderen bekannten minimal.
Die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist nachfolgend an einem in Figur 1 der beigefügten Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher beschrieben.
In einem Feuerraum 1 eines kohlens-taubgefeuerten Dampferzeugers 2 wird in dem für den trockenen Ascheabzug vorgesehenen Trichter 3 das mittels gasförmigen und/ oder flüssigen Trägermittels geförderte Additiv 4- an einer oder mehreren bevorzugten Stellen 5i 6 kontinuierlich eingegeben. Die Anzahl und die Lage der Eingabestellen hängt von der Zahl und der räumlichen Lage der systeminternen, in sich geschlosssenen Rezirkulationsströmungen ab. Das Additiv gelangt so in Abhängigkeit von der Last der Brenner 7 mit minimal erforderlicher Bewegungsenergie zunächst in die durch örtlich unterschiedliche Druckzustände im Feuerraum hervorgerufenen systeminternen, in sich geschlossenen Rezirkulationsstromungen 8, 9· Während eine bestimmte Additivteilmenge je nach Beladbarkeit in den in sich geschlossenen Rezirkulationsströmungen eine zeitlang verbleibt, wird eine andere Teilmenge ständig aus diesen Rezirkulationssströmungen wieder kontinuierlich ausgetragen und von dem im Feuerraum vorherrschenden, turbulenten Reaktionsgas-" strom 1C mitgenommen.
Bei diesem Transportvorgang wird gleichzeitig je nach eingesetztem Additiv im Feuerraum freigesetzte Brennstoffv.'ärme gespeichert und/oder für Zersetzungsreaktionen verbraucht, wodurch die Reaktionstemperatur sich lokal um das Additiv erniedrigt und folglich durch das Abbauen der hohen Temperaturen günstige Reaktionsbedingungen im Feuerraum eintreten. Abhängig von dem Additivwirkungsgrad steht teilweise die für das Additiv verbrauchte Wärmemenge aufgrund der exothermen Sulfat-Bildungsreaktion wieder zur Verfügung, sodaß keine wesentliche Verringerung des Dampferzeuger-Wirkungsgrades eintritt. Im Reaktionsgasstrom kommt es letztlich zu einer homogenen Verteilung des Additivs, das aufgrund der günstigen Reaktionsbedingungen zu einem hohen Bindungsgrad zwischen Additiv ußd den selektiv auf trockene Weise zu entfern-enden, gasförmigen Schadstoffen führt.

Claims (2)

  1. L. & C. Steinmüller GmbH 52?0 Gummersbach, den 21.07.1981 Postfach 194-9/1960 Fa 8119
    Be/HP
    Patentansprüche -
    „ Verfahren für düs kontinuierliche Eintragen von mittels gasförmigen und/oder flüssigen Trägermittels gefördertem Additiv in einen turbulenten Reaktionsgasstrom im Feuerraum eines Dampferzeugers mit trockenem Ascheabzug zur selektiven Entfernung auf trockene Weise von umweltbelastenden gasförmigen Schadstoffen, wie Schwefel-, Chlor- und Fluorverbindungen, die in einem nach einer vollständigen oder unvollständigen Flammenverbrennung von festen, flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen entstandenen heißen Reaktionsgasstrom enthalten sind, wobei gleichzeitig je nach eingesetztem* Additiv Wärme gespeichert und/oder für Zersetzungsreaktionen benötigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Additiv von einer oder mehreren Ein gäbe-steilen durch örtlich unterschiedliche Druckzustände im Feuerraum zunächst in eine oder mehrere systeminterne, in sich geschlossene Rezirkulationsströmungen und aus diesen anschließend in den Reaktionsgasstrom eingetragen wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Additiv in bekannter Weise staubförmige Stoffe, wie Calciumcarbonat, Magnesiumcarbonat, Dolomit und reaktionsfähige Oxid- und Hydroxidverbindungen z. B. die der Elemente Natrium, Kalium, Aluminium, Barium, Cadmium, Calcium, Kupfer, Eisen, Blei, Magnesium, Mangan und Zink, verwendet werden.
    «2
    Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekenn ζ eichn et, daß das das Additiv fördernde Trägermittel ein Teilstrom der Verbrennungsluft, Rauchgas oder ein Gemisch aus beiden und/oder eine Flüssigkeit, z. B. Wasser, ist.
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