Verfahren zum Betreiben einer Anlage zum Verfeuern von Kohle

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Anlage zum Verfeuern von Kohle wie beispielsweise eines Kohlekraftwerkes zum Erzeugen von Wärmeenergie oder elektrischer Energie.

[0002] Es ist seit jeher das Bestreben gewesen, bei Anlagen zum Verfeuern von Kohle, insbesondere Kohlekraftwerken den Wirkungsgrad, d. h. das Verhältnis der erzeugten Energie zu dem Kohleverbrauch möglichst hoch zu halten. Hierzu wird Kohle in unterschiedlicher Form beispielsweise in Form von gepressten Formkörpern, beispielsweise Briketts, in Staubform oder in Granulatform verfeuert. Bei dieser Art des Betriebs einer Anlage zum Verfeuern von Kohle kommt es zu einer erheblichen Feinstaubentwicklung während der Vorbereitung der Kohle, der Lagerung der Kohle, und im Kraftwerk selbst während ihres Transportes, insbesondere zur Brennstelle und während des Abbrandes. Es ist weiterhin nachteilig, dass Kohle während der Lagerzeit Wasser aufnimmt, da dieser Wasseranteil den Heizwert herabsetzt.

[0003] Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht daher darin, ein Verfahren zum Betreiben einer Anlage zum Verfeuern von Kohle anzugeben, mit dem die Kohle bei einem hohen Heizwert nahezu vollständig ohne wesentliche Feinstaubbelastung verfeuert werden kann.

[0004] Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch das Verfahren gelöst, das im Patentanspruch 1 angegeben ist.

[0005] Besonders bevorzugte Ausbildungen und Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand der Patentansprüche 2 bis 7.

[0006] Im Folgenden wird ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben.

[0007] Zum Betreiben einer Anlage zum Verfeuern von Kohle wird zunächst die Kohle in Form von Holzkohle, Braunkohle oder Steinkohle zu Formkörpern verpresst, in Staubform gemahlen oder in Granulatform gebracht. Auch Mischungen dieser Formen sind möglich. Gleichfalls ist es möglich der Kohle Holzkleinteile beizumischen oder Beimischungen zuzugeben, die in Biomassen-, Holz- und Kohlekraftwerken jeglicher Art verbrannt werden können.

[0008] Im nächsten Verfahrensschritt der Vorbereitung bzw. Veredelung der Kohle wird auf diese bzw. auf die in dieser Weise gebildete Mischung eine Emulsion aufgebracht, die aus Stearinsäure und Palmitinsäure besteht. Insbesondere besteht diese Emulsion aus 50 bis 60 Gewichts- oder Volumen% Palmitinsäure, 40 bis 50 Gewichts- oder Volumen% Stearinsäure, max. 1 Gewichts- oder Volumen% Laurinsäure und max. 3 Gewichts- oder Volumen% Myristinsäure.

[0009] Die Emulsion kann aber auch aus 42 Gewichts% Palmitinsäure, 5 Gewichts% Stearinsäure, 41 Gewichts% Ölsäure, 2 Gewichts% Myristinsäure und 10 Gewichts% Linolsäure bestehen.

[0010] Diese Emulsion erhöht den Heizwert der Kohle oder auch der Holzkleinteile oder Biomasse um ca. 15 bis 40 %.

[0011] Die Emulsion wird vorzugsweise dadurch aufgebracht, dass sie bei einer erhöhten Temperatur aufgespritzt wird. Sie kann aber auch im kalten losen oder erstarrten Zustand beigemischt oder mit der Rohkohle vermengt werden. Die Temperatur der Emulsion beträgt dabei insbesondere 50 bis 120°C.

[0012] Die oben angegebene spezielle Zusammensetzung und Temperatur der Emulsion ermöglicht ein schnelles Einziehen der Emulsion in die Rohkohle sowie eine schnelle Abkühlung an der Außenseite der Kohle, so dass sich dort über eine Aushärtung der Emulsion eine die Kohleteile umschließende Schicht ergibt, die wasserundurchlässig ist. Die Temperatur im Inneren der Kohleteile, die durch die äußere ausgehärtete Emulsionsschicht versiegelt sind, bleibt demgegenüber weitgehend erhalten, da die Kohleteile über die entstandene Außenschicht wärmeisoliert sind. Die Temperaturabnahme im Inneren der Kohleteile verläuft schwach linear über einen Zeitraum von ca. 12 Stunden oder mehr. Während dieser Zeit bleibt das Innere der Kohleteile auf einer gegenüber der Umgebungstemperatur erhöhten Temperatur.

[0013] Gemäß der Erfindung wird die Kohle nach der oben beschriebenen Vorbereitung anschließend in einem Zustand verfeuert, in dem ihre Innentemperatur noch über der Umgebungstemperatur liegt. Aufgrund der erhöhten Eigentemperatur im Inneren der Kohleteile ist der Energiebedarf zum Entzünden der Kohle geringer als bei unbehandelter Kohle, d. h. bei Kohle ohne die erfindungsgemäß vorgesehene Emulsion. Für die Verbrennung der Kohle mit der Emulsion muss daher weniger Energie aufgewendet werden.

[0014] Durch die Zugabe der Emulsion und deren oben beschriebene Eigenschaft der schnellen Abkühlung zur Bildung einer Außenschicht wird die Oberfläche der Kohleteile gehärtet, was zu einer Verringerung der Feinstaubentwicklung bei der Lagerung, bei der Verpackung, dem Transport und der Verarbeitung führt. Auch während des Verbrennungsprozesses wird die Feinstaubbelastung durch die Ummantelung der Kohleteile mit der zusätzlich zugegebenen Emulsion verringert. Die Emulsion bindet weiterhin lose Feinteile in und an den Kohleteilen und verhindert dadurch das thermische Aufsteigen vor und während der Verbrennung der Kohle. Auch das trägt zur Feinstaubreduktion bei. Der sonst bei unbehandelter Kohle entweichende Feinstaub wird bei Kohle, die erfindungsgemäß mit der Emulsion behandelt wurde, größtenteils mitverbrannt. Hierdurch wird eine nahezu vollständige Verbrennung erzielt.

[0015] Die Außenschicht auf den Kohleteilen, die durch Aushärten der Emulsion gebildet wird, ist wasserundurchlässig, so dass die Aufnahme von Wasser, die bei unbehandelter Kohle unvermeidlich ist und die zu einer Abnahme des Heizwertes führt, vermieden wird. Die Außenschicht hat eine wasserabweisende und/oder versiegelnde Funktion.

[0016] Aufgrund der hohen Temperatur der Emulsion und deren wasserverdrängender Eigenschaft wird weiterhin ein Großteil des sich in der Kohle befindlichen Wassers verdrängt. Die Kohle wird anschließend mit der wasserabweisenden Emulsionsschicht ummantelt, so dass eine erneute Wasseraufnahme nahezu unmöglich ist. Der geringe Wasseranteil in der zu verbrennenden Kohle führt dann zu einem höheren Energiewirkungsgrad.

[0017] Die Emulsion basiert auf biologischen Materialien und erhöht den Heizwert der behandelten Kohle. Sie führt zu einer Verminderung des Schadstoffausstoßes und einer Verringerung der Feinstaubbelastung in Biomasse, Holz- und Kohlekraftwerken, während des Verbrennungsvorgangs sowie auch beim Transport, der Verarbeitung und der Lagerung

[0018] Die mit der Emulsion veredelte Kohle kann auch als spezielle Grillkohle verwendet werden, welche bei Verpackung, Transport und Anwendung die Feinstaubbelastung reduziert und dadurch geringere bis keine Verunreinigungen bei der Anwendung als Grillkohle verursacht. Es wird festgehalten, dass diese besondere Kohle bessere Entzündungseigenschaften als herkömmliche Grillkohle besitzt, welche weniger bis keine Brandbeschleuniger zur Entflammung gegenüber herkömmlicher Grillkohle benötigt.

Ansprüche

1. Verfahren zum Betreiben einer Anlage zum Verfeuern von Kohle,
dadurch gekennzeichnet, dass

- auf Rohkohle in Form von gepressten Formkörpern, in Schraubform und/oder in Granulatform eine aus Stearinsäure und Palmitinsäure bestehende Emulsion mit erhöhter Temperatur aufgebracht wird und

- die Kohle anschließend in einem Zustand verfeuert wird, in dem ihre Innentemperatur der Kohleteile über der Umgebungstemperatur liegt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Emulsion aus 50 bis 60 Volumen- oder Gewichts% Palmitinsäure, 40 bis 50 Volumen- oder Gewichts% Stearinsäure, maximal 1 Gewichts- oder Volumen % Laurinsäure und maximal 3 Gewichts- oder Volumen% Myristinsäure besteht.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Emulsion aus 42 Gewichts% Palmitinsäure, 5 Gewichts% Stearinsäure, 41 Gewichts% Ölsäure, 2 Gewichts% Myristinsäure und 10 Gewichts% Linolsäure besteht.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Emulsion aufgespritzt oder im festen oder flüssigen Zustand aufgetragen oder beigemengt wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Emulsion bei einer Temperatur von 50 bis 120°C aufgebracht wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kohle innerhalb von etwa 2 bis 12 Stunden nach dem Aufbringen der Emulsion verfeuert wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kohle innerhalb etwa 12 Stunden nach dem Aufbringen der Emulsion verfeuert wird.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kohle mit Holzkleinteilen und/oder Biomassenbeimischungen vermischt wird.

9. Kohle für eine Anlage zum Verfeuern von Kohle zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf Rohkohle in Form von gepressten Formkörpern, in Staubform und/oder in Granulatform eine aus Stearinsäure und Palmitinsäure bestehende Emulsion aufgebracht ist.