EP0484317A2 - Method for injecting solid additives into combustion plants, as well as a device for carrying out this method - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a method for injecting solid additives for the treatment of flue gases, in particular to facilitate the detachment or to prevent deposits in combustion plants, in which the additives are injected as a slurry into the combustion chamber and / or exhaust gas duct, and to a device to perform this procedure.
- a direct injection of desulfurization agents can advantageously be used at the same time to loosen deposits, in particular pyrosulfate deposits, in the combustion chamber or in the exhaust duct in such a way that their subsequent detachment or cleaning of the incineration plant is facilitated.
- Alkaline earth salts and in particular magnesium hydroxide have already been proposed as desulfurizing agents.
- the production of magnesium hydroxide requires that the water used for the hydration is subsequently separated off again.
- a particularly fine grinding is a prerequisite for the injection of solids, as a result of which a relatively expensive starting product must be used.
- Fine-grained, solid desulfurizing agents and aggregates also have a tendency to form lumps when stored in a humid environment, which further increases the effort required to inject such solids.
- Mg (OH) 2 Mg (OH) 2
- particularly fine grinding is again required, and dispersants must also be added to increase the storage stability.
- the slurry has to be transported after its manufacture, which results in a significantly increased transport volume and weight due to the liquid medium used for the slurry.
- the finest grinding required for the production of the suspension leads to a largely homogeneous particle size distribution, as does the direct injection of solids in solid form, which limits the range and the range over which a corresponding conversion in the combustion chamber or in the exhaust gas duct is possible after the injection .
- the invention now aims to avoid the disadvantages associated with the use of a slurry, particularly with regard to transportability and storage stability, and to dispense with the use of dispersants in the preparation of such slurries. Furthermore, the invention aims to provide a product suitable for injection, which allows a broader grain size spectrum in the suspension and in this way allows the free path length to be adapted to the requirements in the interior of a combustion chamber or the exhaust gas duct.
- the method according to the invention essentially consists in that the slurry is produced in an agitator mill immediately before the injection.
- the preparation of the slurry in an agitator mill immediately prior to injection also offers the possibility of introducing a number of additives together with the slurry in the same way as the slurry, in which case it is sufficient to add the desired additional additives Abandon agitator mill.
- the process according to the invention is further developed by using MgO as the main constituent of the additives in the agitator mill and stirring with H20.
- a slurry of magnesium hydroxide is formed by stirring with water, as a result of which a corresponding increase in the pH value in the area of the injection and a particularly good loosening of deposits, such as that caused by deposits in the interior of the combustion chamber and / or the exhaust duct arise.
- This increase in the pH value also leads to a reduction in the signs of corrosion inside the boiler.
- silica gel, zeolites, urea, carbon and, if appropriate, manganese oxides are advantageously added to the agitator mill, with such supplements, with a suitable particle size distribution, not only improving the deposit loosening, but also the desulfurization performance and the reduction in NO x in the exhaust gases.
- the inventive device for performing this method is essentially characterized in that an agitator mill with a task for solid additives and a connection for a liquid medium, in particular H20, with the interposition of a pump via a line with nozzles in the combustion chamber and / or the exhaust gas channels Incinerator is connected.
- an agitator mill allows a corresponding grinding process and dispersion of the ground product to be carried out in a common unit.
- work is carried out in a closed grinding container, the specific surface pressure between the grinding balls being able to be chosen to be correspondingly high with a high packing density of the grinding media filling, without large units being required for this.
- a preferably usable agitator mill is designed as an eccentric ring disk agitator, which accelerates the grinding media centrifugally and centripetal, with a sieve with a gap width of, for example, about 0.40 mm or a coaxial ring gap integrated in the bearing housing with a correspondingly small gap width, for example 0.20 mm, as the separating element , can be used.
- the slurry produced in this way need only remain stable over the period of time necessary for transportation through the line between the agitator mill and the nozzles.
- FIG. 1 schematically shows a unit of an agitator mill, solid magnesium oxide being metered into a container 2 from a storage container 3 and being slurried with the aid of a conventional stirrer 4 by metering in water.
- the slurry is subsequently introduced through a line 5 into the grinding chamber 7, which is filled with schematically indicated balls 6, and is ground to the desired particle size distribution.
- additional additives can be applied simultaneously with magnesium oxide via the storage container 3, which additives are slurried and ground together with the magnesium oxide and are subsequently injected into the waste gas line of the waste incinerator.
- the slurry emerging from the agitator mill 1 is then passed through a pump 8 to bring it to the pressure suitable for injection into the waste incinerator.
- the slurry produced in the agitator mill 1 is injected via line 9 into the exhaust line 10 via a nozzle 11. It is advantageous to select a level of the waste incineration plant in which the exhaust gas has a temperature of approximately 800 ° C., since aggregates such as urea have a particularly favorable reaction with the nitrogen oxides of the exhaust gas, especially at this temperature.
- Adsorbents such as carbon are also injected into the exhaust gas stream in a particularly advantageous manner at temperatures of approximately 800.degree.
- the exhaust gas stream is subsequently passed through schematically indicated waste heat boilers 14, with the injection of slurries of magnesium oxide with different grain sizes of the slurried magnesium oxide ensuring that a uniform distribution of the injected slurry takes place and in this way a complete reaction with the. acidic components of the exhaust gas takes place.
- This procedure also ensures that the formation of deposits is prevented or at least the deposits formed in the waste heat boiler 14 can be correspondingly easily removed from the cooling surfaces.
Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Eindüsen von festen Additiven zur Behandlung von Rauchgasen, insbesondere zum Erleichtern der Ablösung bzw. zum Verhindern von Abscheidungen in Verbrennungsanlagen, bei welchem die Additive als Aufschlämmung in den Brennraum und/oder Abgaskanal eingedüst werden sowie auf eine Vorrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens.The invention relates to a method for injecting solid additives for the treatment of flue gases, in particular to facilitate the detachment or to prevent deposits in combustion plants, in which the additives are injected as a slurry into the combustion chamber and / or exhaust gas duct, and to a device to perform this procedure.
Bei Verbrennungsanlagen sind verschiedene Maßnahmen zum Entschwefeln der Abgase bereits vorgeschlagen worden. Eine direkte Eindüsung von Entschwefelungsmitteln kann hiebei mit Vorteil gleichzeitig dazu verwendet werden, um Ablagerungen insbesondere Pyrosulfatablagerungen im Brennraum bzw. im Abgaskanal in einer Weise aufzulockern, daß ihre nachträgliche Ablösung bzw. das Reinigen der Verbrennungsanlage erleichtert wird. Als Entschwefelungsmittel sind Erdalkalisalze und im besonderen Magnesiumhydroxid bereits vorgeschlagen worden. Die Herstellung von Magnesiumhydroxid bedingt allerdings, daß das für die Hydratisierung verwendete Wasser nachträglich wieder abgetrennt wird. Weiters ist für das Eindüsen von Feststoffen eine besonders feine Vermahlung Voraussetzung, wodurch ein relativ kostspieliges Ausgangsprodukt eingesetzt werden muß. Schließlich ist für das Einblasen derartiger Feststoffe in der für eine effiziente Entschwefelung erforderlichen Menge eine entsprechend große Menge an Trägergas erforderlich. Um die gewünschte Umsetzung, die nur in bestimmten Temperaturbereichen optimal abläuft, nicht zu beeinträchtigen, müßten derartige Trägergasströme entsprechend temperiert werden.Various measures for desulfurizing the exhaust gases have already been proposed for incineration plants. A direct injection of desulfurization agents can advantageously be used at the same time to loosen deposits, in particular pyrosulfate deposits, in the combustion chamber or in the exhaust duct in such a way that their subsequent detachment or cleaning of the incineration plant is facilitated. Alkaline earth salts and in particular magnesium hydroxide have already been proposed as desulfurizing agents. However, the production of magnesium hydroxide requires that the water used for the hydration is subsequently separated off again. Furthermore, a particularly fine grinding is a prerequisite for the injection of solids, as a result of which a relatively expensive starting product must be used. Finally, a correspondingly large amount of carrier gas is required for blowing in such solids in the amount required for efficient desulfurization. In order not to impair the desired implementation, which only proceeds optimally in certain temperature ranges, such carrier gas flows would have to be tempered accordingly.
Feinstkörnige, feste Entschwefelungsmittel sowie zuschläge, haben darüberhinaus die Tendenz bei Lagerung in feuchter Umgebung zur Klumpenbildung zu neigen, wodurch der Aufwand für das Eindüsen derartiger Feststoffe weiter erhöht wird. zur Umgehung derartiger Probleme wurde bereits vorgeschlagen, Mg(OH)₂ als Aufschlämmung herzustellen und eine derartige Aufschlämmung entsprechend lager- und transportfähig zu machen. Um eine derartige Aufschlämmung über eine entsprechende Mindestlagerzeit beständig zu halten, ist wiederum eine besonders feine Vermahlung erforderlich, wobei darüberhinaus zur Erhöhung der Lagerbeständigkeit Dispergiermittel zugesetzt werden müssen. Weiters muß die Aufschlämmung nach ihrer Herstellung transportiert werden, wobei ein bedeutend vergrößertes Transportvolumen und Transportgewicht auf Grund des für die Aufschlämmung eingesetzten flüssigen Mediums entsteht. Die für die Herstellung der Suspension erforderliche feinste Vermahlung führt ebenso wie beim unmittelbaren Eindüsen von Feststoffen in fester Form zu weitgehend homogener Korngrößenverteilung, wodurch die Reichweite und der Bereich über welchen eine entsprechende Umsetzung im Brennraum oder im Abgaskanal nach dem Eindüsen möglich wird, entsprechend limitiert wird.Fine-grained, solid desulfurizing agents and aggregates also have a tendency to form lumps when stored in a humid environment, which further increases the effort required to inject such solids. To avoid such problems, it has already been proposed to produce Mg (OH) ₂ as a slurry and such a slurry to be stored and transported accordingly do. In order to keep such a slurry stable over a corresponding minimum storage time, particularly fine grinding is again required, and dispersants must also be added to increase the storage stability. Furthermore, the slurry has to be transported after its manufacture, which results in a significantly increased transport volume and weight due to the liquid medium used for the slurry. The finest grinding required for the production of the suspension leads to a largely homogeneous particle size distribution, as does the direct injection of solids in solid form, which limits the range and the range over which a corresponding conversion in the combustion chamber or in the exhaust gas duct is possible after the injection .
Die Erfindung zielt nun darauf ab, die Nachteile, die mit der Verwendung einer Aufschlämmung insbesondere in bezug auf die Transportfähigkeit und die Lagerfähigkeit verbunden sind, zu vermeiden und auf den Einsatz von Dispergiermitteln bei der Herstellung derartiger Aufschlämmungen zu verzichten. Weiters zielt die Erfindung darauf ab, ein zur Eindüsung geeignetes Produkt zu schaffen, welches ein breiteres Korngrößenspektrum in der Suspension erlaubt und auf diese Weise die freie Weglänge bis zur Umsetzung im Inneren eines Brennraumes bzw. des Abgaskanales den Erfordernissen anpassen läßt. zur Lösung dieser Aufgabe besteht das erfindungsgemäße Verfahren im wesentlichen darin, daß die Aufschlämmung unmittelbar vor dem Eindüsen in einer Rührwerksmühle hergestellt wird. Dadurch, daß die Aufschlämmung unmittelbar vor dem Eindüsen in einer Rührwerksmühle hergestellt wird, wird nun zum einen der Vorteil erreicht, daß auf eine feinste Vermahlung verzichtet werden kann, dä eine derartige Aufschlämmung nur über einen kurzen zeitraum stabil sein muß und nicht über längere zeit lagerfähig sein muß. Während eine feinste Vermahlung dazu führt, daß größere Anteile der Additive in ein Rauchgasfilter gelangen, führt eine entsprechende Korngrößenverteilung zum Einbau in gegebenenfalls gebildete Abscheidungen und erleichtert die Ablösung bzw. verhindert die Abscheidung derartiger Ablagerungen. Für die Herstellung der Aufschlämmung muß lediglich das wasserfreie Produkt transportiert werden, wodurch sich eine Verringerung des Transportvolumens und des Transportgewichtes ergibt. Weiters kann bei einer derartigen Herstellung unmittelbar vor dem Eindüsen auf die Verwendung von Dispergiermitteln und damit von unerwünschten, die Abgase wiederum belastenden, Substanzen Abstand genommen werden. Durch den Verzicht auf eine feinste Vermahlung wird es möglich, Aufschlämmungen herzustellen, welche ein vorbestimmtes Korngrößenspektrum bzw. eine vorbestimmte Korngrößenverteilüng aufweist und mit Rücksicht auf die unmittelbar an die Herstellung der Aufschlämmung erfolgende Verwendung der Aufschlämmung, muß auf Lager- und Transportfähigkeit keine Rücksicht genommen werden. Die Wahl der geeigneten Korngrößenverteilung ermöglicht wiederum durch Eindüsen in einer Düsenebene eine Anpassung der effektiven Reichweite der gewünschten Umsetzung sowie eine gleichmäßigere Verteilung nach dem Eindüsen. Durch die unmittelbar vor der Eindüsung erfolgende Herstellung der Aufschlämmung in einer Rührwerksmühle wird aber darüberhinaus die Möglichkeit geboten, eine Reihe von zuschlagstoffen in der gleichen Weise wie die Aufschlämmung, gemeinsam mit der Aufschlämmung einzubringen, wobei es in diesem Falle genügt, die gewünschten zusätzlichen zuschlagstoffe der Rührwerksmühle aufzugeben.The invention now aims to avoid the disadvantages associated with the use of a slurry, particularly with regard to transportability and storage stability, and to dispense with the use of dispersants in the preparation of such slurries. Furthermore, the invention aims to provide a product suitable for injection, which allows a broader grain size spectrum in the suspension and in this way allows the free path length to be adapted to the requirements in the interior of a combustion chamber or the exhaust gas duct. To achieve this object, the method according to the invention essentially consists in that the slurry is produced in an agitator mill immediately before the injection. The fact that the slurry is produced in an agitator mill immediately prior to the injection now has the advantage, on the one hand, that the finest grinding can be dispensed with, since such a slurry only has to be stable over a short period of time and cannot be stored for a long time have to be. While finest grinding results in larger proportions of additives in a flue gas filter arrive, a corresponding grain size distribution leads to the incorporation in any deposits formed and facilitates the detachment or prevents the deposition of such deposits. For the preparation of the slurry, only the water-free product has to be transported, which results in a reduction in the transport volume and the transport weight. Furthermore, in the case of such a production, the use of dispersants and thus undesirable substances which in turn pollute the exhaust gases can be avoided immediately before the injection. By dispensing with the finest grinding, it is possible to produce slurries which have a predetermined grain size spectrum or a predetermined grain size distribution and, with regard to the use of the slurry immediately after the preparation of the slurry, no consideration needs to be given to storage and transportability . The choice of the appropriate grain size distribution in turn enables an adjustment of the effective range of the desired implementation as well as a more uniform distribution after injection through injection in one nozzle level. However, the preparation of the slurry in an agitator mill immediately prior to injection also offers the possibility of introducing a number of additives together with the slurry in the same way as the slurry, in which case it is sufficient to add the desired additional additives Abandon agitator mill.
Mit Vorteil wird das erfindungsgemäße Verfahren dadurch weitergebildet, daß in der Rührwerksmühle als Hauptbestandteil der Additive MgO eingesetzt und mit H₂0 verrührt wird. Bei einer derartigen Verfahrensweise wird durch das Verühren mit Wasser eine Aufschlämmung von Magnesiumhydroxid gebildet, wodurch eine entsprechende Anhebung des pH-Wertes im Bereich der Eindüsung und eine besonders gute Lockerung von Belägen, wie sie durch Abscheidungen im Inneren des Brennraumes und/oder des Abgaskanals entstehen, erzielt wird. Diese Anhebung des pH-Wertes führt gleichzeitig zu einer Verringerung der Korrcsionserscheinungen in Inneren des Kessels.Advantageously, the process according to the invention is further developed by using MgO as the main constituent of the additives in the agitator mill and stirring with H₂0. In such a procedure, a slurry of magnesium hydroxide is formed by stirring with water, as a result of which a corresponding increase in the pH value in the area of the injection and a particularly good loosening of deposits, such as that caused by deposits in the interior of the combustion chamber and / or the exhaust duct arise. This increase in the pH value also leads to a reduction in the signs of corrosion inside the boiler.
Mit Vorteil werden zusätzlich Silicagel, zeolithe, Harnstoff, Kohlenstoff und gegebenenfalls Manganoxide in der Rührwerksmühle aufgegeben, wobei durch derartige zuschläge bei entsprechender Korngrößenverteilung sowohl die Lockerung der Beläge, die Entschwefelungsleistung sowie die Verringerung von NOx in den Abgasen verbessert werden kann.In addition, silica gel, zeolites, urea, carbon and, if appropriate, manganese oxides are advantageously added to the agitator mill, with such supplements, with a suitable particle size distribution, not only improving the deposit loosening, but also the desulfurization performance and the reduction in NO x in the exhaust gases.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß eine Rührwerksmühle mit einer Aufgabe für feste Additive und einem AnschluB für ein flüssiges Medium insbesondere H₂0, unter zwischenschaltung einer Pumpe über eine Leitung mit Düsen in den Brennraum und/oder die Abgaskanäle der Verbrennungsanlage verbunden ist. Eine derartige Rührwerksmühle erlaubt es in einem gemeinsamen Aggregat einen entsprechenden Mahlvorgang und ein Dispergieren des gemahlenen Produktes durchzuführen. Bei derartigen Rührwerksmühlen wird in einem geschlossenen Mahlbehälter gearbeitet, wobei mit hoher Packungsdichte der Mahlkörperfüllung der spezifische Flächendruck zwischen den Mahlkugeln entsprechend hoch gewählt werden kann, ohne daß hiefür große Aggregate erforderlich sind. Eine bevorzugt verwendbare Rührwerksmühle ist als Exzenterringscheibenrührwerk ausgebildet, welches die Mahlkörper zentrifugal und zentripetal beschleunigt, wobei als Trennorgan wahlweise ein Sieb mit einer Spaltweite von beispielsweise etwa 0,40 mm oder ein im Lagergehäuse integrierter koaxialer Ringspalt mit entsprechend geringer Spaltweite, beispielsweise 0,20 mm, verwendet werden kann.The inventive device for performing this method is essentially characterized in that an agitator mill with a task for solid additives and a connection for a liquid medium, in particular H₂0, with the interposition of a pump via a line with nozzles in the combustion chamber and / or the exhaust gas channels Incinerator is connected. Such an agitator mill allows a corresponding grinding process and dispersion of the ground product to be carried out in a common unit. In such agitator mills, work is carried out in a closed grinding container, the specific surface pressure between the grinding balls being able to be chosen to be correspondingly high with a high packing density of the grinding media filling, without large units being required for this. A preferably usable agitator mill is designed as an eccentric ring disk agitator, which accelerates the grinding media centrifugally and centripetal, with a sieve with a gap width of, for example, about 0.40 mm or a coaxial ring gap integrated in the bearing housing with a correspondingly small gap width, for example 0.20 mm, as the separating element , can be used.
Die auf diese Weise hergestellte Aufschlämmung muß lediglich über den zeitraum stabil bleiben, welcher für den Transport durch die Leitung zwischen Rührwerksmühle und den Düsen erforderlich ist.The slurry produced in this way need only remain stable over the period of time necessary for transportation through the line between the agitator mill and the nozzles.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand eines in der zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. In dieser ist mit 1 schematisch eine Einheit einer Rührwerksmühle dargestellt, wobei in einem Behälter 2 aus einem Vorratsbehälter 3 festes Magnesiumoxid eindosiert wird und mit Hilfe eines konventionellen Rühres 4 durch zudosieren von Wasser aufgeschlämmt wird. Die Aufschlämmung wird in der Folge durch eine Leitung 5 in den mit schematisch angedeuteten Kugeln 6 befüllten Mahlraum 7 eingebracht und aur die gewünschte Korngrößenverteilung vermahlen. Gegebenenfalls können gleichzeitig mit Magnesiumoxid über den Vorratsbehälter 3 zusätzliche Additive aufgebracht werden, welche gemeinsam mit dem Magnesiumoxid aufgeschlämmt und vermahlen werden und in der Folge in die Abgasleitung der Müllverbrennung eingedüst werden.The invention is explained in more detail below with the aid of an exemplary embodiment shown schematically in the drawing. 1 schematically shows a unit of an agitator mill, solid magnesium oxide being metered into a
Die aus der Rührwerksmühle 1 austretende Aufschlämmung wird in der Folge über eine Pumpe 8 geleitet um sie auf den für das Eindüsen in die Müllverbrennung geeigneten Druck zu bringen. Über Leitung 9 wird die in der Rührwerksmühle 1 hergestellte Aufschlämmung in die Abgasleitung 10 über eine Düse 11 eingedüst. Mit Vorteil wird hiebei eine Ebene der Müllverbrennungsanlage gewählt, in welcher das Abgas eine Temperatur von etwa 800°C aufweist, da zuschlagstoffe wie Harnstoff, gerade bei dieser Temperatur eine besonders günstige Reaktion mit den Stickoxiden des Abgases aufweisen. Auch werden Adsorptionsmittel wie Kohlenstoff in besonders günstiger Weise bei Temperaturen von etwa 800°C in den Abgasstrom eingedüst.The slurry emerging from the agitator mill 1 is then passed through a
Es ist jedoch auch möglich, wie dies schematisch durch die Leitung 12 angedeutet ist, die Aufschlämmung von Magnesiumoxid bereits in der Sekundärluftebene einer Müllverbrennung 13 einzudüsen.However, it is also possible, as indicated schematically by
Der Abgasstrom wird in der Folge durch schematisch angedeutete Abhitzekessel 14 geleitet, wobei durch das Eindüsen von Aufschlämmungen von Magnsiumoxid mit unterschiedlichen Korngrößen des aufgeschlämmten Magnesiumoxids sichergestellt wird, daß eine gleichmäßige Verteilung der eingedüsten Aufschlämmung stattfindet und auf diese Weise eine vollständige Umsetzung mit den. sauren Bestandteilen des Abgases stattfindet. Auch wird durch diese Vorgangsweise sichergestellt, daB die Ausbildung von Ablagerungen verhindert oder zumindest die in dem Abhitzekessel 14 gebildeten Ablagerungen entsprechend leicht von den Kühlflächen entfernt werden können.The exhaust gas stream is subsequently passed through schematically indicated
Claims (4)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| AT219190A ATA219190A (en) | 1990-10-30 | 1990-10-30 | METHOD AND DEVICE FOR INJECTING SOLID ADDITIVES IN COMBUSTION PLANTS |
| AT2191/90 | 1990-10-30 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| EP0484317A2 true EP0484317A2 (en) | 1992-05-06 |
| EP0484317A3 EP0484317A3 (en) | 1992-11-19 |
Family
ID=3529663
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| EP19910890261 Withdrawn EP0484317A3 (en) | 1990-10-30 | 1991-10-30 | Method for injecting solid additives into combustion plants, as well as a device for carrying out this method |
Country Status (2)
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| EP (1) | EP0484317A3 (en) |
| AT (1) | ATA219190A (en) |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0484317A3 (en) | 1992-11-19 |
| ATA219190A (en) | 1994-11-15 |
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