PROCESS FOR LOWERING THE EMISSION OF POLLUTANTS IN COMBUSTION UNITS

Abstract: 1. Method to reduce the emission of harmful substances, in particular for desulphurization, in the combustion of sulphurous coal which is transported as a coa/water suspension containing a coal component of more than 55 %-wt. over lengthy distances in a pipe line to the firing installation, in particular mineral coal, characterized in that a sulphur-bonding additive is added to the coal/water suspension in twice as great a quantity as would be necessary purely stoichiometrically on the basis of the sulphur content of the coal for the complete sulphur bond and the suspension is passed to the burner of the firing installation.

Description: Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verminderung der Schad stoffemission, insbesondere zur Entschwefelung, bei der Verbrennung von Kohle, insbesondere Steinkohle, die als Kohle/Wasser-Suspension über grössere Entfernungen in einer Rohrleitung zu einer Feuerungsanlage, z.B. zu einem Kraftwerk, transportiert wurde. Es ist bekannt, fein gemahlene Kohle in Form einer Kohle/Wasser Suspension von einer Kohlelagerstätte über grössere Entfernungen (z.B. 440 km) zu einem Kohleverbrauchszentrum zu transportieren. Vor der Verbrennung in Form von Kohlestaub in der Feuerungsanlage eines Kraftwerkes wird der Wasseranteil der Suspension unter erheblichem Aufwand weitestgehend abgetrennt (z.B. Fister: Coal Slurry Systems a vi abel transport alternative, CiM Bulletin, December 1982, Seite 71 - 76). Weiterhin ist z.B. aus WO 83/00 500 ein Kohlebrennstoff in Form einer hochkonzentrierten Kohle/Wasser-Suspension (60 - 80 Gew.-X Kohleanteil) bekannt, die sich unmittelbar zur Verfeuerung in den Brennern einer Feuerungsanlage eignet. Eine solche Suspension ist zwar pumpfähig, ihre hohe Viskosität ist jedoch ein technisches Hindernis für den Ferntransport in einer Rohrleitung. Dieses Problem wird in der genannten Schrift nicht näher behandelt. Schliesslich sind zur Verminderung der bei der Verbrennung von Kohle entstehenden Schadstoffemission zahlreiche Verfahren und Vorrichtungen bekannt. In erster Linie richten sich die Bemühungen auf eine Verminderung der Gehalte an S0 und NOx. Die meisten Vorschläge beziehen sich auf eine Reinigung der Rauchgase nach der Verbrennung der Kohle. Es ist aber auch bekannt, Additive, die Schadstoffe wie z.B. Schwefel abbinden, bereits während der Verbrennung zuzuführen. Dies kann dadurch geschehen, dass die Additive dem Brennstoff unmittelbar zugegeben werden, wobei jedoch ein Anteil des zugegebenen Additivs durch die zu erwartenden hohen Verbrennungstemperaturen "totgebrannt" wird. Elne andere Möglichkeit der Additivzugabe zur Senkung der Schwefelemission wurde daher in der DE-OS 31 06 580 vorgeschlagen, bei der das Additiv Blt Hilfe eines Trägermittelstroaes unter Bildung eines die Brennerflamme umgebenden Schleiers dem Feuerraum zugegeben wird. In dieses Mischungsbereich ist die Verbrennung bereits soweit fortgeschritten und die Fla-entemperaturen bereits soweit abgesenkt, dass die Mischung des Additives mit den Rauchgasen in einem für die Reaktion optimalen Temperaturberelch ablaufen kann. Die Zugabe des Additives mittels eines Trägermedlums erfordert jedoch einen erheblichen apparativen Aufwand. Ebenfalls wird über die Verbrennung von Kohle/Wasser-Suspenslonen in dieser Schrift nichts ausgesagt. Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren anzugeben, das bei mssglichst geringem Aufwand zu einer Verminderung der Schadstoffemission bei der Verbrennung schwefelhaltiger Kohle, insbesondere Steinkohle, führt, die in Form einer Kohle/Wasser-Suspension in einer Rohrleitung zur Feuerungsanlage transportiert wird. Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemass durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 - 10 angegeben. Dadurch, dass die Kohle dem Brenner der Feuerungsanlage in Form einer Kohl efWasser-Suspension mit mindestens 55 Gew.-% Kohleanteil zugeführt wird, wird erreicht, dass diese Suspension unmittelbar verbrannt werden kann ohne die Notwendigkeit einer vorhergehenden Abscheidung des Wasseranteils. Der Wassergehalt seinerseits führt zu einer deutlichen Verminderung der bei der Ver,brennung entstehenden Spitzenteimperaturen gegenüber einer trockenen Kohlestaubfeuerung. Hierdurch wird die Entstehung von Stickoxiden wesentlich eingeschränkt. Weiterhin wird durch die abgesenkten Yerbrennungstemperaturen und die flüssigkeitsähnl iche Zerstäubung der Suspension die Voraussetzung geschaffen, dass während der Verbrennung oxidierter Schwefel durch die der Suspension zugegebenen Additive chemisch gebunden werden kann, so dass der im Rauchgas noch verbleibende Gehalt an SO1 entscheidend vermindert wird. Als Additive können in Weiterbildung der Erfindung Kalkstein (CaC03), welcher vorteilhaft auf eine Korngrösse unter 90 pm vermahlen worden Ist, oder auch Calciumhydroxid (Ca(OH)2) zugesetzt werden. Mit besonderem Vorteil werden als Additive auch Calclum-Salze verwendet und zwar insbesondere solche, die zu einer Verminderung der Viskosität der Kohlesuspension führen (z.B. Calcium-Llgnin-Sulfat) oder die die Korrosion in Stahl rohrleitungen vermindern. Das bedeutet, dass diese Additive nicht nur bei der Verbrennung An Bezug auf die Schadstoffemission wirksam werden, sondern bereits für den Rohrleitungstransport Vorteile mit sich bringen. Dies setzt voraus, dass sle zumindest während des Rohrleitungstransports, vorteilhaft jedoch bereits vor dem Transport zugesetzt werden. In letzterem Fall kann dies z.B. während der Vermahlung der Kohle bei der Vorbereitung der Suspension geschehen, wobei sich dann sogar ein besonderes Mischaggregat erübrigt. Selbstverständlich ist es auch möglich, das Addi- tiv erst kurz vor dem Brenner zuzusetzen. Der Konzentrationsgrad der Suspension mit mindestens 55 Gew.-% Kohleanteil muss nicht unbedingt während des Rohrleitungstransports schon so hoch seln; es Ist auch möglich, die Kohle zunächst grobkörniger und mit geringerem Konzen tratlonsgrad zu transportieren und eiiie zusätzliche Aufbereitung vor der Verbrennung vorzusehen, wobei die Kohle feiner aufgemahlen wird und ein Teil des Wassers aus der Suspension abgetrennt wird. Um die verschiedenen Vorteile einzelner schwefelbindender Substanzen in Kombination nutzen zu können, werden als Additiv entsprechende Mischungen dieser Substanzen der Suspension zugesetzt. Schliesslich ist noch darauf hinzuweisen, dass es für eine effektive Schadstoff minimierung in vielen Fällen vorteilhaft ist, das Additiv in einer doppelt so grossen Menge zuzusetzen, wie rein stöchiometrisch zur vollständigen Abbindung des Schwefelgehaltes erforderlich wäre. Die Qualität, bzw. die Deponiefähigkeit der beim Verbrennungsprozess erzeugten Asche ist durch den Additivzusatz nicht beeinträchtigt.

Claims: Verfahren zur Verilnderung der Schadstoffemission in Feuerungsanlagen Patentansprüche: 1. Verfahren zur Venuinderung der Schadstoffetsissfon, insbesondere zur Entschwefelung, bei der Verbrennung von als Kohle/Wasser-Suspension über grössere Entfernungen in einer Rohrleitung zur Feuerungsanlage transportierter, schwefelhaltiger Kohle, insbesondere Steinkohle, d a d u r c h 9 e k e n n z e i c h n e t, dass der Kohle-Wasser-Suspension ein schwefelbindendes Additiv zuge setzt wird und die mehr als 55 Gew.-X Kohleanteil enthaltende Suspension dem Brenner der Feuerungsanlage zugeführt wird. 2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass ein Kalkstein (CaC03) enthaltendes Additiv zugesetzt wird. 3. Verfahren nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e 1 c h n e t, dass der Kalkstein vor 'iN9 Zusetzen auf eine Korngrösse unter 90 um gemahlen wird. 4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, d 8 d u r c h g e k e n n z e 1 c h n e t, dass der Kalkstein zusammen mit der Rohkohle in einer Nassvermahlung auf die erforderliche Korngrösse zerklelnert wird. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 3, d a d u r c h g e k e n n z e 1 c h n e dass ein Calciumhydroxid (Ca(OH)2) enthaltendes Additiv zugesetzt wird. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 4, d a d u r c h g e k e n n z e 1 c h n e t, dass ein Additiv, das ein die Viskosität der Suspension verminderndes Calcium-Salz enthält, zugesetzt wird. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 5, d a d u r c h g e k e n n z e 1 c h n e t, dass ein Additiv, dae ein die Korrosion in der für den Transport benutzten Stahirohrleitung verminderndes Calcium-Salz enthält, zugesetzt wird. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass als Additiv ein Gemisch aus verschiedenen, den Schwefel bindenden Stoffen zugesetzt wird. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 7, d a d u r c h g e k e n n z e 1 c h n e t, dass das Additiv in einer doppelt so grossen Menge zugesetzt, wie rein stöchiometrisch aufgrund des Schwefelgehaltes der Kohle für die vollständige Schwefelbindung erforderlich wäre. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 8, d a d u r c h g e k e n n z e 1 c h n e t, dass das Additiv vor Beginn des Rohrleitungstransports zugesetzt wird.

Inventors: GAESSLER, HEINZ, DR.-ING., LANDGRAF, HELMUT, DIPL.-PHYS., RENNERT, KLAUS-DIETER, DIPL.-ING.
Applicants: L. & C. STEINMULLER GMBH, MANNESMANN AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1985
Main classification: C10L1
IPC codes: C10L1, F23K1, F23C99