DE19830943B4

DE19830943B4 - Verfahren zur Entwässerung von Asche

Info

Publication number: DE19830943B4
Application number: DE19830943A
Authority: DE
Inventors: Karl Bleckmann
Original assignee: Hitachi Power Europe GmbH
Current assignee: Mitsubishi Power Europe GmbH
Priority date: 1998-07-10
Filing date: 1998-07-10
Publication date: 2010-09-09
Anticipated expiration: 2018-07-11
Also published as: DK0971170T3; ATE228630T1; ES2188066T3; EP0971170B1; EP0971170A2; PT971170E; DE19830943A1; EP0971170A3; DE59903515D1

Abstract

Verfahren zur Entwässerung der bei einer NO_x-armen Verbrennung staubförmiger Kohle in einer Brennkammer (1) eines Dampferzeugers mit Kohlenstaubfeuerung anfallenden und aus der Brennkammer (1) in das Wasserbad eines Nassentaschers (2) ausgetragenen feinkörnigen und nicht geschmolzenen Asche, die in dem Wasserbad des Nassentaschers (2) unter Aufnahme von Wasser gekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Asche aus dem Nassentascher (2) ausgetragen und auf einem Schwingentwässerer (14) von anhaftendem Wasser befreit sowie in einen transport- und weiterverarbeitungsfähigen Zustand gleichmäßigen Wassergehalts entwässert wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entwässerung der bei einer NO_x-armen Verbrennung staubförmiger Kohle in einer Brennkammer eines Dampferzeugers mit Kohlenstaubfeuerung anfallenden und aus der Brennkammer in das Wasserbad eines Nassentaschers ausgetragenen feinkörnigen und nicht geschmolzenen Asche, die in dem Wasserbad des Nassentaschers unter Aufnahme von Wasser gekühlt wird.
Die Forderung nach einer NO_x-armen Verbrennung von Brennstoffen führte zu einer feineren Aufmahlung der Rohkohle und zu Brennkammertemperaturen, die unterhalb des Schmelzpunktes der Asche liegen. Die in einer solchen Kohlenstaubfeuerung anfallende Asche ist entsprechend feinkörnig und nimmt bei der Kühlung in dem Wasserbad des Nassentaschers große Mengen an Wasser auf. Diese Asche bringt aufgrund des hohen Wassergehaltes immer wieder Schwierigkeit bei der Weiterförderung, der Bunkerung und der Vermarktung der Asche.
Die extrem nassen Aschen, deren Restfeuchte 50% und mehr betragen kann, können mit nachgeschalteten Gurtförderern schlecht weitergefördert werden. Darüber hinaus sind Verschmutzungen im gesamten Untertrum des Förderers nicht zu vermeiden. Steil- oder Schrägförderungen unter einer Neigung von größer als 10° sind nur bedingt oder gar nicht möglich. Die Bunkerung der Asche in Grobaschesilos ist durch das mit Feststoffen belastete Tropfwasser am Siloauslauf mit starken Verschmutzungen unterhalb des Silos verbunden. Der Weitertransport mit Lastwagen bringt eine weitere Verschmutzung durch eine sich einstellende Nachentwässerung auf dem Fahrzeug auf dem gesamten Transportweg mit sich.
Die oben genannten Schwierigkeiten konnten bislang nicht befriedigend gelöst werden. Eine Erhöhung der Brennkammertemperatur, die eine anders geartete Aschestruktur mit einer geringeren Neigung zur Aufnahme von Wasser ergeben hätte, scheiterte an der Forderung nach niedrigen Gehalten an NO_x im Rauchgas. Auch eine Entwässerung der nassen Asche mit Hilfe von Zentrifugen oder Vakuumbandfiltern oder durch Entwässerungseinrichtungen unmittelbar am Nassentascher brachte keinen entscheidenden Erfolg.
Aus der EP 0 029 235 A1 sind ein System und ein Verfahren zur Beseitigung von Asche, die aus einer mit Kohle geförderten Brennkammer entfernt wird, bekannt. Hierbei gelangt die Asche aus der Brennkammer in einen mit Wasser gefüllten Aschetrichter aus dem sie periodisch oder absatzweise angezogen wird. Vor dem Entleeren des Aschetrichters weist die Asche einen Wasseranteil von 25% auf. Die Entnahme der Asche aus dem Aschetrichter erfolgt mithilfe eines Wasserstromes, wodurch eine Mischung von 20% Asche und 80% Wasser eingestellt wird. Die hydraulisch geförderte Asche wird einem Behälter zugeführt, aus dem sie zur Entwässerung in einen Schwingentwässerer gegeben wird. Nach der Behandlung der Asche in dem Schwingentwässerer erreicht die Asche bzw. die den Schwingentwässerer verlassende Mischung wieder einen Wasseranteil von 25%.
Aus der DE 40 41 381 C1 ist ein Nassentascher in Form einer bogenförmigen Ausschubschurre zur Ablöschung von Schlacke im Wasserbad bekannt, die mit Hilfe eines Schwingungsgenerators zur Unterstützung der Entwässerung der Schlacke in Schwingung versetzt werden kann. Dieser Nassentascher wird im Zusammenhang mit einem Kohleverbrennungsprozess eingesetzt und zeichnet sich dadurch aus, dass die Feuerungsrückstände diskontinuierlich mit Hilfe eines Austragskolbens aus der Ausschubschurre herausgedrückt werden. Nachteilig bei dem mit dieser Vorrichtung durchzuführenden Verfahren ist es, dass ein diskontinuierlicher Austragvorgang erfolgt und dass die gesamte Vorrichtung, d. h. die Ausschubschurre insgesamt in Schwingung versetzt wird. Schwingungen müssen aus statischen Gründen insbesondere aber bei Nassentaschern für Kohlenstaubbrennkammern vermieden werden, die als Kratzförderer mit umlaufender Kratzerkette mit daran angeordneten Kratzeisen ausgebildet sind, wie sie aus der DE 23 25 923 C2 bekannt sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die in einer Kohlenstaubfeuerung eines Dampferzeugers bei NO_x-armer Verbrennung feinkörnig und in nicht geschmolzener Form anfallende und in einem Wasserbad unter Wasseraufnahme gekühlte Asche wirksam zu entwässern.
Die vorstehende Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.
Schwingentwässerer sind z. B. aus der DE-OS 28 56 431 und der DE-PS 30 13 668 an sich bekannt. Diese Schwingentwässerer wurden bislang für die Entwässerung, Siebung und Reinigung von Sanden eingesetzt. Es zeigte sich überraschend, dass die besonderen Aschen aus einer No_x-armen Kohlenstaubfeuerung sich mit Hilfe eines derartigen Schwingentwässerers soweit entwässern lassen, dass die bislang aufgetretenen Schwierigkeiten wirksam behoben werden konnten.
Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.
Es zeigen
1 schematisch eine Nassentascheranlage,
2 einen Schwingentwässerer in einer Nassentascheranlage und
3 einen Schwingentwässerer an einer anderen Stelle innerhalb einer Nassentascheranlage.
Von einem Dampferzeuger ist nur der untere Teil einer Brennkammer 1 gezeigt, die mit einer Kohlenstaubfeuerung versehen ist. Die Kohlenstaubfeuerung wird so betrieben, dass der Gehalt an Stickoxiden im Rauchgas möglichst gering ist.
Dazu wird einerseits die Rohkohle weitgehend aufgemahlen und andererseits in der Brennkammer 1 eine Brennkammertemperatur eingehalten, die unterhalb des Schmelzpunktes der in der Kohle enthaltenen Asche liegt. Die bei der Verbrennung der Kohle entstehende Asche fällt daher feinkörnig und trocken, das heißt nicht geschmolzen, an.
Die Asche gelangt gemäß 1 aus der Brennkammer 1 zur Kühlung in einen Nassentascher 2. Der Nassentascher 2 besteht aus einen mit Löschwasser gefüllten Trog 3, der einen waagerechten und einen ansteigenden Teil aufweist. Der Nassentascher 2 ist mit einem Wasserzulauf 4, einem Überlauf 5 und einer Entleerleitung 6 versehen. Zur Abdichtung gegenüber der Außenatmosphäre ist der untere Teil der Wände der Brennkammer 1 durch ein Eintauchstück 7 verlängert, das in das Wasserbad innerhalb des Nassentaschers 2 eintaucht.
Innerhalb des Nassentaschers 2 läuft ein Kratzkettenförderer 8 um. Dieser Kratzkettenförderer 8 trägt die in dem Wasserbad gekühlte Asche über einen Abwurf 9 am Ende des schräg ansteigenden Teil des Nassentaschers 2 aus. Die ausgetragene Asche wird von einem unterhalb des Abwurfes 9 angeordneten Schrägförderer 10 zu einem Aschesilo 11 gefördert. Der Schrägförderer kann auch entfallen, und die Asche direkt in den Aschesilo 11 gefördert werden. Der Aschesilo 11 ist mit einem Austragsorgan 12 versehen, über das der Aschesilo 11 auf ein Förderband 13 oder ein Transportfahrzeug entleert wird.
Aufgrund ihrer besonderen Struktur nimmt die Asche bei der Kühlung innerhalb des Wasserbades des Nassentaschers 2 große Menge an Wasser auf. Dieser Wasseranteil, der bis zu 50% und mehr betragen kann, stört die Weiterförderung und die Bunkerung der Asche. Zu diesem Zweck ist innerhalb der Nassentascheranlage ein Schwingentwässerer 14 angeordnet. Dieser Schwingentwässerer 14 kann unmittelbar hinter dem Abwurf 9 des Nassentaschers 2 (3), hinter dem Abwurf des Schrägförderers 10 oder, wie in 2 dargestellt, unterhalb des Aschesilos 11 angeordnet sein.
Zum grundsätzlichen Aufbau des Schwingentwässerers 14 gehört ein schwingbarer, mit einem Schwingantrieb 15 versehener Siebkasten 16, in dem ein Siebboden 17 angeordnet ist. Der Siebkasten 16 besitzt an einer Stirnseite eine Abwurfeinrichtung 18 für das entwässerte Gut. Im Bereich der anderen Stirnseite befindet sich oberhalb des Siebbodens 17 eine Aufgabeeinrichtung 19 für die nasse Asche.
Auf dem Siebboden 17 des Schwingentwässerers 14 wird von der aufgegebenen, nassen Asche das Wasser abgetrennt, das sich in einer Auffangwanne 20 sammelt, die unterhalb des Siebkastens 16 vorgesehen ist. An den unteren Teil der Auffangwanne 20 ist eine Leitung 21 angeschlossen, die zu einem Zyklon 22 oder einer aus mehreren Zyklonen bestehende Zyklonanlage geführt ist. In der Leitung 21 ist eine Pumpe 23 angeordnet, die das abgetrennte Wasser zu dem Zyklon 22 pumpt. In dem Zyklon 22 werden aus dem Wasser die Schwebstoffe abgetrennt, die über eine an den Feststoffaustrag des Zyklons 22 angeschlossene Leitung 24 zu dem Schwingentwässerer 14 zurückgeführt werden. Das gereinigte Wasser wird aus dem Zyklon 22 entweder abgeführt oder zur Auffangwanne 20 zurückgeführt und über den Auslass 28 der Auffangwanne 20 abgezogen (2). In den Zyklon 22 mündet auch eine mit dem Überlauf 5 des Nassentaschers 2 verbundene Leitung 25 ein. Die Reinigung des Löschwassers aus dem Nassentascher 2 kann damit in das System der Entwässerung der Asche eingebunden werden.
Die entwässerte Asche wird über die Abwurfeinrichtung 18 aus dem Schwingentwässerer 14 ausgetragen und gelangt auf ein Förderband 26, das sie z. B. in einen Silo 27 fördert. Die Asche weist nach der Behandlung in dem Schwingentwässerer 14 einen solchen Wassergehalt auf, dass sie ohne Schwierigkeiten weitergefördert und zwischengelagert werden kann. Außerdem zeichnet sich die so entwässerte Asche durch einen gleichmäßigen Wassergehalt aus, der die Weiterverarbeitung der Asche erleichtert.

Claims

Verfahren zur Entwässerung der bei einer NO_x-armen Verbrennung staubförmiger Kohle in einer Brennkammer (1) eines Dampferzeugers mit Kohlenstaubfeuerung anfallenden und aus der Brennkammer (1) in das Wasserbad eines Nassentaschers (2) ausgetragenen feinkörnigen und nicht geschmolzenen Asche, die in dem Wasserbad des Nassentaschers (2) unter Aufnahme von Wasser gekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Asche aus dem Nassentascher (2) ausgetragen und auf einem Schwingentwässerer (14) von anhaftendem Wasser befreit sowie in einen transport- und weiterverarbeitungsfähigen Zustand gleichmäßigen Wassergehalts entwässert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Asche in dem Nassentascher (2) mit einem Kratzkettenförderer (8) mechanisch über einen ansteigenden Teil des Nassentaschers (2) ausgetragen wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Asche unmittelbar nach dem Abwurf aus dem Nassentascher (2) dem Schwingentwässerer (14) zugeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Asche nach der Förderung über einen Förderer (10, 13) oder nach einer Zwischenbunkerung in einem Silo (11) dem Schwingentwässerer (14) zugeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche unter Verwendung eines mit einem Überlauf (5) versehenen Nassentaschers (2), dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserüberlauf des Schwingentwässerers (14) einer Zyklonanlage zugeführt wird, dass der Feststoffaustrag der Zyklonanlage dem Schwingentwässerer (14) zurückgeführt wird und dass der Überlauf (5) des Nassentaschers (2) ebenfalls der Zyklonanlage zugeführt wird.