DE3128903C2 - "Verfahren zum Eintragen von Additiv in einen Reaktionsgasstrom" - Google Patents

Abstract

Verfahren für das 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, wobei das Additiv von einer oder mehreren Eingabestellen 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, und wobei 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, und wobei das das Additiv fördernde Trägermittel ein Teilstrom der Verbrennungsluft, Rauchgas oder ein Gemisch aus beiden und/oder eine Flüssigkeit, z.B. Wasser ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen Eintragen von mit gasförmigem und/oder flüssi- jo gern Trägermittel gefördertem Additiv, wie Calciumcarbonat. Magnesi'tmcarbonat, Dolomit, reaktionsfähige Oxide oder Hydroxide, ζ. Β. der Elemente Natrium, Kalium, Aluminium, u. a„ in emen turbulenten Reaktionsgasstrom im Feuerraum eines Dampferzeugers mit trockenem Ascheabzug zur selekt./en Entfernung 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.

Es sind Verfahren bekannt, bei denen ein mit gasförmigem und/oder flüssigem Trägermittel 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 den Feuerraum eingetragen wird.

Bei einem ersten Verfahren wird das Additiv mit Hilfe von Luftstrahlen oberhalb des Flammenbereiches in den Feuerraum 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 Additivs im Reaktionsgasstrom aufgrund bereits ungünstiger Temperaturbedingungen zu einem entsprechend der zur Verfügung stehenden Verweilzeit nicht optimalen Reaktionsablauf. bs

Bei einem zweiten bekannten Verfahren wird das Additiv mit 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

Aus der DE-OS 29 32 676 ist ein Verfahren bekannt, bei dem die Zugabe des Additivs der Brennerflamme mittels eines gasförmigen und/oder flüssigen Trägermittelstromes unter Bildung eines die Brennerflamme umgebenden Schleiers erfolgt. Dabei ist eine teilweise Inaktivierung des Additivs infolge der hohen Flammentemperaturen unvermeidbar. Außerdem ist Jer konstruktive, wie finanzielle Aufwand zur Durchführung dieses Verfahrens vergleichsweise relativ hoch.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, 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, Verwerlzeit, 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 Lösung wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß das Trägermittel-Additiv-Gemisch von einer oder mehreren Eingabestellen aus in eine oder mehrere systeminterne, duivh örtlich unterschiedliche Druckzustände im Feuerraum gebildete, in sich geschlossene Rezirkulationsströmungen eingegeben, und das Additiv mit diesen anschließend in den eigentlichen Reaktionsgasstrom eingetragen wird.

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 Verweilzeit verlängert, die homogene Verteilung des Additivs im Reaktionsgasstrom verbessert, und ein hoher Bindungsgrad; wischen 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 der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher beschrieben.

In einem Feuerraum 1 eines kohlenstaubgefeuerten 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 5, 6 kontinuierlich eingegeben. Als Additiv wird ein staubförmiger Stoff, wie Calciumcarbonat, Magnesiumcarbonat, Dolomit, reaktionsfähige Oxide oder Hydroxide, ζ. B. der Elemente Natrium, Kalium. Aluminium, Barium, Cadmium, Kalzium, Kupfer. Eisen. Blei, Magnesium, Mangan und Zink und als Trägermittel ein Teilstrom der Verbrennungsluft, Rauchgas oder ein Gemisch aus beiden und/oder auch eine Flüssigkeit, z. B. Wasser, verwendet.

Die Anzahl und die Lage der Eingabestellen hängt von der Zahl und der räumlichen Lage der systeminternen, in sich geschlossenen 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, system-

internen, in sich geschlossenen Rezirkulationsströmungen 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 Rezirkulationsslrömungen wieder kontinuierlich ausgetragen und
von dem im Feuerraum vorherrschenden, turbulenten
Reaktionsgasstrom 10 mitgenommen.

Bei diesem Transportvorgang wird gleichzeitig je
nach eingesetztem Additiv im Feuerraum freigesetzte
Brennstoffwärme gespeichert und/oder für Zersetzungsreaktionen verbraucht, wodurch die Reaktionstempe^atur sich lokal durch das Additiv erniedrigt und

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folglich durch das Abbauen der hohen Temperaturen günstige Reaktionsbedingungen im Feuerraum eintreten. Abhängig von dem Additivwirkungsgrad steht teilweise die für die das Additiv verbrauchte Wärmemenge aufgrund der exothermen Sulfat-Bildungsreaktion wieder zur Verfugung, so daß 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 und den selektiv auf trockene Weise zu entfernenden, gasförmigen Schadstoffen führt

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren für das kontinuierliche Eintragen von mit gasförmigem und/oder flüssigem Trägermittel gefördertem Additiv, wie Calciumcarbonat, Magnesiumcarbonat. Dolomit, reaktionsfähige Oxide oder Hydroxide, z.B. der Elemente Natrium, Kalium, Aluminium, u. a^ in einen turbulenten Reaktionsgasstrom im Feuerraum eines Dampferzeugers mit trockenem Ascheabzug zur selektiven Entfernung von umweltbelastenden gasförmigen Schadstoffen, wie Schwefel-, Chlor- und Fluorverbindungen, die in einem nach einer vollständigen oder unvollständigen Rammenverbrennung von festen, flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen entstandenen heißen Reaktionsgasstrom enthalten sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermittel-Additiv-Gemisch von einer oder mehreren Eingabestellen aus in eine oder mehrere systeminterne, durch örtlich unterschiedliche Druckzustände im Feuerraum gebnäete, in sich geschlossene Rezirkulationsströnsungen eingegeben, und das Additiv mit diesen anschließend in den eigentlichen Reaktionsgasstrom eingetragen wird.