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Verfahren zur Trocknung kolloidaler Stoffe und Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Trocknung kolloidaler Stoffe, insbesondere ligni- tischer Braunkohle, und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Nachdem man bei der-Trocknung lignitischer Braunkohle erkannt hatte, dass die Anwendung von Feuergasen zu einem Reissen der Oberfläche der zu trocknenden Stücke führt, was einen Zerfall und eine dementsprechende Wertminderung des Endproduktes zur Folge hat, begnügte'man sich im praktischen
Betrieb mit der Anwendung von Sattdampf gemäss dem Fleissneryerfahren. Fürkdas Fleissnerverfahren ist typisch, dass der erzielbare Trocknungsgrad der Kohle im wesentlichen von der höchsten Temperatur ab- hängt, welche der Kern der zu trocknenden Stücke erreicht.
Es gibt Kohlensorten ; bei denen gegebenen- falls Temperaturen bis über 2000 C erforderlich sind, um den gewünschten Trocknungsgrad zu erzielen, und damit ergibt sich für den Sattdampfbetrieb ein verhältnismässig hoher Dampfdruck, dementspre- chend die Druckgefässe, Armaturen und Rohrsystem bemessen werden müssen. Es wurde deshalb auch schon versucht, die Trocknung von Kohle nicht nur mittels Sattdampf, sondern auch mittels überhitztem Dampf vorzunehmen.
Beim Arbeiten mit überhitztem Dampf ist jedoch zu berücksichtigen, dass überhitzter Dampf bei trockener Oberfläche der Kohle auf die Kohlenstücke eine ähnliche Wirkung ausübt wie Feuergase, d. h. dass die Oberfläche der Kohlenstücke rissig wird und die Kohlenstücke abblättern, womit die Kohlen'stücke zerfallen und für viele Verwendungszwecke ungeeignet werden.
Unter Berücksichtigung dieses Einflusses von überhitztem Dampf auf zu trocknende Kohle liefen die Vorschläge zur Trocknung der Kohle unter Verwendung von überhitztem Dampf zunächst darauf hinaus, den überhitzten Dampf nicht unmittelbar an die Oberfläche der Kohlenstücke gelangen zu lassen und ein, entsprechender Vorschlag besteht darin, den überhitzten Dampf durch ein Wasserbad zu leiten, bevor der Dampf, welcher dann allerdings bereits als gesättigt zu bezeichnen ist,'mit der Kohle in Berührung kommt. Gemäss diesem Vorschlag kann nur der Aufwand für die erforderlichen Dampferzeuger verringert werden, nicht aber kann der Trocknungsgrad der Kohle bei bestimmter Scheiteltemperatur im Zuge des Trocknungsvor- ganges beeinflusst werden.
Letzteres gilt-auch für jenen bekannten Vorschlag, gemäss welchem überhitzter Dampf lediglich zur Vorwärmung der Kohle verwendet wurde, da dies in Anbetracht der Eigenschaft'. der Kohle erst bei Temperaturen über 80-1000 C zu schrumpfen gerade noch zulässig erschien.
Im Rahmen eines von der Anmelderin vorgeschlagenen bekannten Verfahren zur Trocknung kolloidaler Stoffe,'insbesondere lignitischer Braunkohle, gelingt es nun unter direkter Einwirkung'von überhitztem Dampf auf feuchte Kohle bei niedrigeren Scheiteltemperaturen als bei reinem Satteldampfbe-- trieb Trocknungsgrade'zu erzielen, die gleich sind den bei reinem Sattdampfbetrieb erst bei höheren Temperaturen erzielbaren Trocknungsgraden.
Dieses bekannte Verfahren' ;' bei welchem in üblicher Wei- se-die zu trocknenden Stoffe in einem Druckgefäss, unter direkter Einwirkung von Dampf in Stufen erwärmt und dann unter Nutzbarmachung ihres'Wärmeinhaltes für in andem Druckgefässen befindliche frische Chargen entspannt und abgekühlt werden, besteht darin, dass die den zu trocknenden Stoffen in der Stufe höchster Temperatur zuzuführende Wärmemenge durch überhitzten Dampf zugeführt wird, und dabei aus den Druckgefässen Sattdampf abgezogen wird. :
Der-Nachteil dieses bekannten Verfahrens be-
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werden kann, weil gemäss diesem Vorschlag der aus dem Druckgefäss abgeführte Sattdampf nach Überhitzung wieder mittels eines Gebläses in das Druckgefäss zurückgeführt wird und bei Verwendung stärker überhitzten Dampfes es nicht mehr in verlässlicher Weise möglich ist, die Bedingung, aus dem Druck- gefäss Sattdampf abzuziehen, einzuhalten. Bei Verwendung nur mässig überhitzten Dampfes ergeben sich aber relativ lange Trocknungszeiten.
Darüber hinaus besitzt dieses bekannte Verfahren noch den Nach- teil, regeltechnische Schwierigkeiten zu bereiten, weil von Messgeräten zur Erfassung des Zustandes des aus dem Druckgefäss abgezogenen Dampfes abgegebene Impulse zur Beeinflussung der Überhitzung des Dampfes sich oft erst dann auswirken, wenn die im Druckgefäss befindliche Kohle durch oberflächliche Austrocknung bereits geschädigt wurde. Der Energieaufwand für den Betrieb des Gebläses stellt einen weiteren Nachteil dieses Verfahrens dar.
Die Erfindung bezweckt nun die Beseitigung der Nachteile des oben angeführten Verfahrens zur Trocknung kolloidaler Stoffe, insbesondere lignitischer Braunkohle, bei welchem die zu trocknenden Stoffe i1í einem Druckgefäss unter direkter Einwirkung von Dampf in Stufen erwärmt und dann unter Nutzbarmachung ihres Wärmeinhaltes für in andem Druckgefässen befindliche frische Chargen entspannt und abgekühlt werden, wobei die den zu trocknenden Stoffen in der Stufe höchster Temperatur zuzuführende Wärmemenge durch überhitzten Dampf zugeführt wird, und dabei aus den Druckgefässen Sattdampf abgezogen wird.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass der überhitzte Dampf den Druckgefässen innerhalb von einander getrennten Zeitabschnitten so lange zugeführt wird, bis der laufend aus den Druckgefässen abgezogene Dampf gerade vom gesättigten in den ungesättigten (überhitzten) Zustand übergeht.
Durch diese Massnahme wird erzielt, dass während der Pausen zwischen dem Einleiten von überhitztem Dampf die Kohle Gelegenheit besitzt, Wasser auszuschwitzen, das beim anschliessenden Einleiten von überhitztem Dampf in das Druckgefäss unter Bildung von aus dem Druckgefäss abzuziehenden Sattdampf verdampft, so dass insgesamt während des intermittierenden Einleitens von überhitztem Dampf in das Druckgefäss, wobei Druck und Temperatur in demselben bis nahe an den Druck bzw. auf die T em peratur im als D ampflieferanten dienenden D ampfkessel ansteigen, im Druckgefäss eine das oberflächliche Austrocknen der Kohle verhindernde Sattdampfatmosphäre vorliegt.
Während des intermittierenden Einleitens von überhitztem Dampf in das Druckgefäss braucht aus dem Druckgefäss gerade nur eine so grosse Menge Dampf abgezogen zu werden als zur einwandfreien Erfassung des Dai : npfzustan- des durch Messgeräte gerade erforderlich ist. Ein weiterer wesentlicher Vorteil der erfindungsgemässen Massnahmen ist darin zu sehen, dass die durch diese Massnahmen bedingte periodische Arbeitsweise wesentlich besser regeltechnisch zu beherrschen ist als die oben angegebene kontinuierliche Arbeitsweise und damit ein oberflächliches Austrocknen der Kohle in wesentlich verlässlicherer Weise vermieden werden kann als dies bisher möglich war. Im.
Rahmen des erfindungsgemässen Verfahrens braucht nun nicht mehr mit mässig überhitztem Dampf gearbeitet werden und es-ist möglich, gemäss der Erfindung um 80-1000 C über die normale Trocknungstemperatur von beispielsweise 160 bis 2000 C überhitzten Dampf zu verwenden, wodurch sich wegen der grösseren Temperaturdifferenz zwischen Trocknungsgut und Heizmedium eine Verbesserung der Wärmewirtschaftlichkeit des Verfahrens und kürzere Trocknungszeiten ergeben, Der aus dem Druckgefäss abgezogene Sattdampf kann gemäss der Erfindung in an sich bekannter Weise in einen Speicher geleitet werden und aus diesem zur späteren Verwendung, vorwiegend zum Vorwärmen frischer Chargen, gespeichert werden.
Die im Rahmen des erfindungsgemässen Verfahrens anfallenden Mengen an Sattdampf sind beträchtlich und bei weitem ausreichend den Sattdampfbedarf für das erfindungsgemässe Verfahren zu decken. Diese grossen Mengen an Sattdampf entstehen aus einer relativ geringen Menge hoch überhitzten Dampfes, so dass-und dies stellt einen weiteren Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens dar-im Rahmen des erfindungsgemässen Verfahrens. mit relativ kleinen Dampferzeugungsanlagen das Auslangen gefunden werden kann.
Eine besonders zweckmässige Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens besteht darin, dass nach beendeter Heissdampfzufuhr in das Druckgefäss aus diesem Druckgefäss Dampf in den Speicher abgeleitet. wird, bis im wesentlichen Druckausgleich zwischen Druckgefäss und Speicher erzielt ist, worauf in das Druckgefäss erneut überhitzter Dampf in voneinander getrennten Zeitabschnitten, d. h. intermittierend zugeführt wird und nach beendeter Heissdampfzufuhr das Druckgefäss wieder in dem Speicher entspannt wird, wobei der Vorgang mehrmals wiederholt und gewünschtenfalls auch in Druckgefässe mit bereits. vorgewärmtem Inhalt entspannt werden kann.
Auf diese Weise ist es möglich, bei gegenüber dem reinen Sattdampfbetrieb relativ niedrigen Temperaturen praktisch jeden gewünschten Trocknungsgrad des Trocknungsgutes zu erreichen, da bei dem mehrmaligen Entspannen des Trocknungsgutes das in den Kapillaren desselbenbefindliche Wasser gründlicher verdampft werden kann als dies bei bloss durch Sattdampf auf Trocknungstemperatur erhitztem Trocknungsgut bei der nachfolgenden einmaligen Entspan-
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nung der Fall ist.
Bei Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens ist es vor allem wesentlich, den überhitzten
Dampf der in einem Druckgefäss befindlichen Charge möglichst gleichmässig zuzuführen, um die Aus- bildung von Zonen im Druckgefäss, in welchen sich keine Sattdampfatmosphäre vorfindet, zu verhindern. Zu diesem Zweck ist eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens mit stehenden Druckgefässen gemäss der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass im oberen Bereich des Druck- gefässes eine Ringleitung für die Zufuhr des Dampfes vorgesehen ist, von welcher in Längsrichtung des
Druckgefässes liegende Verteilerrohre ausgehen, wobei im Bereich des oberen Endes des Druckgefässes eine Leitung zur Abfuhr des Dampfes angeschlossen ist, in deren Zug Messgeräte zur Erfassung des
Dampfzustandes angeordnet sind.
Mit einer so ausgebildeten Vorrichtung kann jede Überhitzung des In- haltes des Druckgefässes vermieden werden und gleichzeitig in einwandfreier Weise kontrolliert werden, ob innerhalb des Druckgefässes im Sattdampfgebiet gearbeitet wird. Da von der Ringleitung im Druck- gefäss in Längsrichtung des Druckgefässes liegende Verteilerrohre ausgehen, kann der zugeführte über- hitzte Dampf auf die im Druckgefäss befindliche Charge noch gleichmässiger verteilt werden, wenn die
Ausströmöffnungen aus diesen Verteilerrohren umso grösser bemessen sind je weiter sie von der Ringlei- tung entfernt sind.
Bei Verwendung von liegenden Autoklaven für die Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens ist gemäss der Erfindung ein in den liegenden Autoklaven einzuschiebender perforierter Behälter für das
Trocknungsgut vorgesehen, in dessen Unterteil ein sich vorzugsweise über die ganze Länge des Auto- klaven erstreckender Kanal zur Ableitung des Dampfes aus dem Druckgefäss vorgesehen ist, welcher über
Dichtorgane aus dem Druckgefäss herausgeführt und mit einer Messgeräte zur Erfassung des Dampfzustan- des aufweisenden Leitung in Verbindung steht. Auch eine solche Anordnung ermöglicht es zuverlässig, eine Sattdampfatmosphäre im Druckgefäss aufrechtzuerhalten.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen näher erläutert, in welchen Ausführungs- formen von zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens geeigneten Vorrichtungen dargestellt sind.
In den Zeichnungen zeigt Fig. 1 eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Ver- fahrens mit stehenden Druckgefässen, während die Fig. 2 und 3 eine entsprechende Vorrichtung mit liegenden Druckgefässen zeigen.
In Fig. 1 sind mit 1 stehende Druckgefässe bezeichnet, welche in bekannter Weise in grösserer
Anzahl aufgestellt sind und mit zu trocknender Kohle über eine durch einen Deckel l'verschliessba- reÖffnung beschickt werdel1 und nach dem Trocknungsvorgang über eine durch einen Deckel 1" ver- schliessbare Öffnung entleert werden. Die Gefässe 2 nehmen das aus der Kohle ausgetriebene Wasser und das Kondensat des zur Trocknung erforderlichen Dampfes auf. Jedes Druckgefäss besitzt ferner ein
Dampfzuleitungsrohr 3, welches über die Schieber 4,5 und 6 mit den Rohrsträngen 7, 8 und 9 verbunden werden kann. Zur Anlage gehört ferner ein Dampfspeicher 10, welcher mit dem Rohr- strang 8 in Verbindung steht.
Diese Verbindung gabelt sich in eine Zufluss- und eine Abflussleitung, welche jeweils mit einem Rückschlagventil versehen sind. Überdies ist der Dampfspeicher 10 mit einer Leitung 11 über ein Absperrventil 12 verbunden. In dieser Leitung 11 ist als Überwachungs- gerät ein Anzeigeinstrument 13 eingebaut, welches Druck und Temperatur des durch die Leitung 11 strömenden Dampfes anzeigt. Mit einem einstellbaren Drosselorgan kann ferner die Durchflussmenge des
Dampfes in der Leitung 11 geregelt werden. Mittels des Rohrstranges 9 ist die Verbindung mit der nicht gezeigten Dampfkesselanlage und dem ihr nachgeschalteten Rauchgasüberhitzer 14 hergestellt.
'Das erfindungsgemässe Verfahren wird mit dieser Einrichtung wie folgt durchgeführt. Durch Öffnen zweier Schieber 4 wird eine Verbindung von einem Druckgefäss zu einem andern Druckgefäss hergestellt, so dass in an sich bekannter Weise durch Druckausgleich zwischen den Druckgefässen die Vorwärmung der kälteren Charge durch den von der heisseren Charge abströmenden Sattdampf erfolgt.
Sobald der Druckausgleich zwischen diesen beiden Druckgefässen. im wesentlichen abgeschlossen ist, werden die Schieber 4 geschlossen und jener Schieber 5 geöffnet, welcher das zu dem Druckgefäss 1 mit gerade vorgewärmter Charge gehörige Dampfzuleitungsrohr. 3 : mit dem zum Dampfspeicher 10 gehörigen Rohrstrang 8 verbindet, so dass aus dem Dampfspeicher 20 Sattdampf in das mit dem Speicher 10 in Verbindung stehende Druckgefäss l. strömt und die in diesem Gefäss befindliche Charge weiter aufwärmt und das bei der Aufwärmung der Charge anfallende Kondenswasser in das zuge- hörige Gefäss 2 abfliesst.
Sobald die Charge des in Rede stehenden Druckgefässes 1 die dem Dampfdruck des im Speicher 10 befindlichen Dampfes entsprechende Temperatur im wesentlichen erreicht hat, wird der gerade geöffnete Schieber 5 wieder geschlossen und jener Schieber 6 geöffnet, welcher
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das in Rede stehende Druckgefäss 1 mit dem Rohrstrang 9 verbindet, so dass im Überhitzer 14 überhitzter Dampf diesem Druckgefäss zugeführt, wird. Der diesem Druckgefäss zugeführte überhitzte Dampf wird im Druckgefäss durch eine Ringleitung 15 weitgehend gleichmässig auf den gesamten
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fuhr zur Charge so vorgenommen werden kann,
dass in allen Bereichen innerhalb des Druckgefässes eine Sattdampfatmosphäre vorliegt und eine Schädigung der Kohle durch oberflächliches Austrocknen dersel- ben vermieden werden kann. Im Rahmen des erfindungsgemässen Verfahrens erfolgt das Aufwärmen der im in Rede stehenden Druckgefäss 1 befindlichen Charge des Trocknungsgutes von der dem Dampfdruck des im Speicher 10 gespeicherten Sattdampfes entsprechenden Temperatur auf die dem Dampf- druck des in dem Überhitzer 14 vorgeschalteten Dampferzeuger erzeugten Sattdampfes entsprechende
Temperatur nicht in einem Zuge, d. h. durch dauernde Zuführung überhitzten Dampfes während der Auf- heizperiode, da damit unweigerlich eine Schädigung der Kohle durch oberflächliche Austrocknung der- selben verbunden wäre, sondern stufenweise, d. h.
durch Zuführung von Heissdampf in voneinander ge- itrennten Zeitabständen. Bei dieser erfindungsgemässen Art der Zuführung überhitzten Dampfes zur im
Druckgefäss befindlichen Charge besitzt die Charge in den zwischen den voneinander getrennten Zeitab- schnitten liegenden Pausen Gelegenheit unter Schrumpfung reichlich Wasser auszuschwitzen, das bei der anschliessenden Zuführung von überhitztem Dampf wieder unter Bildung von Sattdampf verdampft wird.
Um sicherzustellen, dass im Druckgefäss während des Aufheizens der Charge von der erwähnten niedrigen Temperatur auf die erwähnte höhere Temperatur stets eine Sattdampf- atmosphäre vorliegt, wird während des gesamten Aufheizvorganges aus. dem Druckgefäss bei geöffnetem Ventil 21 über die Leitung 11 eine durch ein Drosselorgan einstellbare Menge an
Dampf abgezogen, dessen Zustand durch Anzeigeinstrumente 13 in dieser Leitung 11 angezeigt wird, wobei durch diese Anzeigeinstrumente auch die Steuerung der verschiedenen Ventile in einer den gewünschten Arbeitsablauf bewirkenden Weise erfolgen kann.
Sobald die im in Rede stehenden Druck- gefäss befindliche Charge die Temperatur des von der Dampferzeugungsanlage gelieferten Sattdampfes angenommen hat, was sich durch Abströmen von überhitztem Dampf durch die Leitung 11 und durch das Kontrollgerät 13 bemerkbar macht, wird durch Schliessen des Schiebers 6''die Zufuhr über- hitzten Dampfes zum Druckgefäss unterbrochen. Zu diesem Zeitpunkt kann durch Öffnen des zum in
Rede stehenden Druckgefäss gehörigen Schiebers 5 der Dampf aus diesem Druckgefäss in den Spei- cher 10 oder durch Öffnen des zu dem in Rede stehenden Druckgefäss gehörigen Schiebers 4 und eines zu einem andern Druckgefäss gehörigen Schiebers 4 Dampf aus dem einen Druckgefäss in das andere Druckgefäss geleitet werden. Auf jeden Fall kann mit einer relativ geringen.
Menge an überhitz- tem Dampf eine Menge an Sattdampf erzeugt werden, die den Sattdampfbedarf der Anlage selbst um ein mehrfaches übersteigt. Sollte nach der oben geschilderten Aufheizung des Inhaltes eines Druckgefässes von der etwa durch die Temperatur im Speicher 10 bestimmten Temperatur auf die etwa durch die
Temperatur im Dampferzeuger bestimmte Temperatur und das nachfolgende Abblasen von Dampf aus dem Druckgefäss noch nicht den gewünschten Trocknungsgrad des Trocknungsgutes ergeben, so kann der geschilderte Vorgang so oft als erforderlich wiederholt werden.
In Fig. 2 ist eine der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Ver- fahrens entsprechende Vorrichtung mit liegenden Autoklaven dargestellt, wobei der Fig. 1 entsprechen- de Teile gleicher Funktion in Fig. 2 mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Da beim Arbeiten mit
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Druckgefässen das Trocknungsgut, beispielsweise Kohle, nichtGefäss 2 für die Kondenswassersammlung dargestellt. Wie der Fig. 3 entnommen werden kann, ist der Behälter 17 perforiert, so dass der in das Druckgefäss eingeführte Dampf ohne weiteres zum Trock- nungsg11 : t gelangen und dieses vollständig umspülen kann.
Um auch in einer Vorrichtung mit liegenden Druckgefässen den Zustand des aus dem Druckgefäss abgezogenen Dampfes überwachen zu können, besitzt der Behälter 17 an seiner Unterseite einen sich über die ganze Länge des Behälters 17 erstreckenden gelochten Kanal 18, welcher mit seiner rohrstutzenartigen Verlängerung in eine Pakkung 19 mündet, durch welche eine Rohrleitung 20 in den Kanal 18 hineinragt, im Zuge derselben die Messgeräte 13 liegen.
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Process for drying colloidal substances and devices for carrying out the process
The invention relates to a method for drying colloidal substances, in particular lignitic brown coal, and a device for carrying out the method.
After it was recognized during the drying of lignitic brown coal that the use of flue gases leads to the surface of the pieces to be dried cracking, which results in a disintegration and a corresponding reduction in the value of the end product, they were content in practice
Operation with the use of saturated steam according to the Fleissnery method. It is typical for the Fleissner process that the achievable degree of drying of the coal essentially depends on the highest temperature reached by the core of the pieces to be dried.
There are types of coal; at which temperatures up to over 2000 C may be required to achieve the desired degree of drying, and this results in a relatively high steam pressure for saturated steam operation, accordingly the pressure vessels, fittings and pipe system must be dimensioned. Attempts have therefore already been made to dry coal not only with saturated steam but also with superheated steam.
When working with superheated steam, however, it must be taken into account that when the surface of the coal is dry, superheated steam has a similar effect on the pieces of coal as fire gases, i.e. H. that the surface of the pieces of coal cracks and the pieces of coal flake off, with the result that the pieces of coal disintegrate and are unsuitable for many purposes.
Taking into account this influence of superheated steam on the coal to be dried, the proposals for drying the coal using superheated steam initially came down to preventing the superheated steam from reaching the surface of the coal pieces, and a corresponding proposal is to use the superheated To pass steam through a water bath before the steam, which can then be described as saturated, 'comes into contact with the coal. According to this proposal, only the effort for the required steam generator can be reduced, but not the degree of drying of the coal at a certain peak temperature in the course of the drying process can be influenced.
The latter also applies to the well-known proposal according to which superheated steam was used only to preheat the coal, since this is in view of the property. the coal only just seemed permissible to shrink at temperatures above 80-1000 C.
In the context of a known method proposed by the applicant for drying colloidal substances, 'in particular lignitic brown coal, it is now possible to achieve degrees of drying' which are the same under the direct action of superheated steam on moist coal at lower peak temperatures than in pure saddle steam operation the degrees of drying that can only be achieved at higher temperatures in pure saturated steam operation.
This known method ';' in which the substances to be dried are usually heated in stages in a pressure vessel under the direct action of steam and then relaxed and cooled while making use of their heat content for fresh batches located in the pressure vessel, consists in the fact that the to The amount of heat to be supplied to drying materials at the highest temperature level is supplied by superheated steam, and saturated steam is withdrawn from the pressure vessels. :
The disadvantage of this known method is
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because, according to this proposal, the saturated steam discharged from the pressure vessel is returned to the pressure vessel by means of a fan after overheating and, when using more strongly superheated steam, it is no longer possible to reliably remove the condition of drawing saturated steam from the pressure vessel, to be observed. The use of only moderately superheated steam results in relatively long drying times.
In addition, this known method has the disadvantage of causing control engineering difficulties because impulses emitted by measuring devices for recording the state of the steam withdrawn from the pressure vessel to influence the overheating of the steam often only have an effect when the coal in the pressure vessel has an effect has already been damaged by superficial dehydration. The energy required to operate the fan is another disadvantage of this method.
The invention aims to eliminate the disadvantages of the above-mentioned method for drying colloidal substances, in particular lignitic lignite, in which the substances to be dried are heated in a pressure vessel under the direct action of steam in stages and then utilizing their heat content for fresh ones in other pressure vessels Batches are relaxed and cooled, the amount of heat to be supplied to the substances to be dried at the highest temperature level being supplied by superheated steam, and saturated steam being withdrawn from the pressure vessels.
The method according to the invention is characterized in that the superheated steam is fed to the pressure vessels within separate periods of time until the steam continuously withdrawn from the pressure vessels just changes from the saturated to the unsaturated (overheated) state.
This measure ensures that during the pauses between the introduction of superheated steam, the coal has the opportunity to sweat out water, which evaporates when superheated steam is subsequently introduced into the pressure vessel to form saturated steam to be withdrawn from the pressure vessel, so that overall during the intermittent Introducing superheated steam into the pressure vessel, whereby the pressure and temperature in the same rise to close to the pressure or the temperature in the steam boiler serving as the steam generator, and a saturated steam atmosphere is present in the pressure vessel preventing the coal from drying out on the surface.
During the intermittent introduction of superheated steam into the pressure vessel, only as large an amount of steam needs to be drawn off from the pressure vessel as is just necessary for the proper detection of the steam condition by measuring devices. Another essential advantage of the measures according to the invention is that the periodic mode of operation required by these measures can be controlled much better than the continuous mode of operation specified above and thus a superficial drying of the coal can be avoided in a much more reliable way than was previously possible was. In the.
Within the scope of the process according to the invention it is no longer necessary to work with moderately superheated steam and it is possible, according to the invention, to use steam that is 80-1000 C above the normal drying temperature of, for example, 160 to 2000 C, which, because of the greater temperature difference between The material to be dried and the heating medium result in an improvement in the heat economy of the process and shorter drying times. According to the invention, the saturated steam withdrawn from the pressure vessel can be routed in a manner known per se into a memory and stored there for later use, primarily for preheating fresh batches.
The amounts of saturated steam produced in the process according to the invention are considerable and by far sufficient to cover the saturated steam requirement for the process according to the invention. These large amounts of saturated steam arise from a relatively small amount of highly superheated steam, so that - and this represents a further advantage of the method according to the invention - within the scope of the method according to the invention. with relatively small steam generation systems this can be sufficient.
A particularly expedient embodiment of the method according to the invention consists in that after the supply of hot steam into the pressure vessel has ended, steam is diverted from this pressure vessel into the reservoir. until the pressure between the pressure vessel and the storage device is essentially equalized, whereupon superheated steam again enters the pressure vessel in separate time segments, i.e. H. is supplied intermittently and after the hot steam supply has ended, the pressure vessel is released again in the memory, the process being repeated several times and, if desired, also in pressure vessels with already. preheated contents can be relaxed.
In this way, it is possible to achieve practically any desired degree of drying of the goods to be dried at relatively low temperatures compared to pure saturated steam operation, since the water in the capillaries of the same can be evaporated more thoroughly when the material to be dried is released several times than when it is heated to drying temperature simply by saturated steam Items to be dried during the subsequent one-time relaxation
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is the case.
When carrying out the process according to the invention, it is particularly important to use the overheated
To supply steam to the charge in a pressure vessel as evenly as possible in order to prevent the formation of zones in the pressure vessel in which there is no saturated steam atmosphere. For this purpose, a device for carrying out the method according to the invention with upright pressure vessels according to the invention is characterized in that a ring line for the supply of steam is provided in the upper region of the pressure vessel, from which in the longitudinal direction of the
Pressure vessel lying distribution pipes go out, wherein in the area of the upper end of the pressure vessel a line for discharging the steam is connected, in the train measuring devices for detecting the
Steam state are arranged.
With a device designed in this way, any overheating of the contents of the pressure vessel can be avoided and, at the same time, it can be properly checked whether work is being carried out inside the pressure vessel in the saturated steam area. Since distribution pipes in the longitudinal direction of the pressure vessel extend from the ring line in the pressure vessel, the superheated steam supplied can be distributed even more evenly to the charge in the pressure vessel if the
Outflow openings from these distribution pipes are dimensioned to be larger the further away they are from the ring line.
When using horizontal autoclaves for carrying out the method according to the invention, a perforated container to be pushed into the horizontal autoclave for the
Material to be dried is provided, in the lower part of which a channel, which preferably extends over the entire length of the autoclave, is provided for discharging the steam from the pressure vessel
Sealing elements are led out of the pressure vessel and connected to a line having a measuring device for detecting the steam state. Such an arrangement also makes it possible to reliably maintain a saturated steam atmosphere in the pressure vessel.
The invention is explained in more detail below with reference to the drawings, in which embodiments of devices suitable for carrying out the method according to the invention are shown.
In the drawings, FIG. 1 shows an apparatus for carrying out the method according to the invention with vertical pressure vessels, while FIGS. 2 and 3 show a corresponding apparatus with horizontal pressure vessels.
In Fig. 1, 1 designates vertical pressure vessels, which in a known manner in larger
Number are set up and are charged with charcoal to be dried via an opening that can be closed by a lid and are emptied after the drying process via an opening that can be closed by a lid 1. The vessels 2 take the water expelled from the charcoal and the Condensate of the steam required for drying. Each pressure vessel also has a
Steam supply pipe 3, which can be connected to the pipe strings 7, 8 and 9 via the slides 4, 5 and 6. The system also includes a steam accumulator 10, which is connected to the pipe string 8.
This connection forks into an inflow and an outflow line, each of which is provided with a non-return valve. In addition, the steam accumulator 10 is connected to a line 11 via a shut-off valve 12. A display instrument 13 is installed in this line 11 as a monitoring device, which displays the pressure and temperature of the steam flowing through the line 11. With an adjustable throttle element, the flow rate of the
Steam in line 11 are regulated. The connection to the steam boiler system (not shown) and the flue gas superheater 14 connected downstream of it is established by means of the pipe string 9.
The method according to the invention is carried out with this device as follows. By opening two slides 4, a connection is established from one pressure vessel to another pressure vessel, so that in a known manner by pressure equalization between the pressure vessels, the colder charge is preheated by the saturated steam flowing off the hotter charge.
As soon as the pressure equalization between these two pressure vessels. is essentially completed, the slide 4 is closed and that slide 5 is opened, which is the steam supply pipe belonging to the pressure vessel 1 with the batch that has just been preheated. 3: connects to the pipe string 8 belonging to the steam accumulator 10, so that saturated steam flows from the steam accumulator 20 into the pressure vessel 1 connected to the accumulator 10. flows and the batch located in this vessel continues to heat up and the condensation water that occurs when the batch is heated drains into the associated vessel 2.
As soon as the batch of the pressure vessel 1 in question has essentially reached the temperature corresponding to the steam pressure of the steam located in the memory 10, the slide 5 that has just been opened is closed again and that slide 6 which
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the pressure vessel 1 in question connects to the pipe string 9, so that steam superheated in the superheater 14 is fed to this pressure vessel. The superheated steam supplied to this pressure vessel is largely uniform over the entire pressure vessel through a ring line 15
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drove to the batch can be made
that there is a saturated steam atmosphere in all areas within the pressure vessel and that damage to the coal through drying out on the surface can be avoided. Within the scope of the process according to the invention, the batch of material to be dried in the pressure vessel 1 in question is heated from the temperature corresponding to the steam pressure of the saturated steam stored in the memory 10 to that corresponding to the steam pressure of the steam generator connected upstream of the superheater 14
Temperature not in one go, i.e. H. by continuously supplying superheated steam during the heating period, since this would inevitably result in damage to the coal due to its superficial drying, but rather gradually, i.e. H.
by supplying superheated steam at separate time intervals. In this inventive type of supplying superheated steam to the im
The charge in the pressure vessel has the opportunity in the breaks between the separate time segments to sweat plenty of water while shrinking, which is evaporated again with the formation of saturated steam when superheated steam is subsequently supplied.
In order to ensure that a saturated steam atmosphere is always present in the pressure vessel while the batch is being heated from the mentioned low temperature to the mentioned higher temperature, it is switched off during the entire heating process. the pressure vessel with the valve 21 open via the line 11 an adjustable amount by a throttle member
Steam withdrawn, the state of which is indicated by display instruments 13 in this line 11, it being possible for the various valves to be controlled in a manner that brings about the desired workflow using these display instruments.
As soon as the charge in the pressure vessel in question has assumed the temperature of the saturated steam supplied by the steam generation system, which is noticeable by the outflow of superheated steam through the line 11 and through the control device 13, closing the slide 6 ″ die Supply of superheated steam to the pressure vessel interrupted. At this point, by opening the in
The pressure vessel belonging to the slide 5 in question, the steam from this pressure vessel into the memory 10 or by opening the slide 4 belonging to the pressure vessel in question and a slide 4 belonging to another pressure vessel, steam from one pressure vessel can be conducted into the other pressure vessel . In any case, can with a relatively low.
Amount of superheated steam, an amount of saturated steam can be generated that exceeds the saturated steam requirement of the system itself several times over. Should after the above-described heating of the contents of a pressure vessel from the temperature determined approximately by the temperature in the memory 10 to approximately by the
Temperature in the steam generator and the subsequent blow-off of steam from the pressure vessel do not yet result in the desired degree of dryness of the items to be dried, the process described can be repeated as often as necessary.
FIG. 2 shows a device corresponding to the device shown in FIG. 1 for carrying out the method according to the invention with horizontal autoclaves, parts corresponding to those in FIG. 1 having the same function in FIG. 2 with the same reference numerals. Because when working with
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Pressure vessels, the material to be dried, for example coal, not shown vessel 2 for the condensation water collection. As can be seen from FIG. 3, the container 17 is perforated so that the steam introduced into the pressure vessel can easily reach the drying device and completely wash around it.
In order to be able to monitor the state of the steam withdrawn from the pressure vessel even in a device with horizontal pressure vessels, the container 17 has a perforated channel 18 on its underside which extends over the entire length of the container 17 and which, with its pipe socket-like extension, forms a package 19 opens, through which a pipeline 20 protrudes into the channel 18, in the course of which the measuring devices 13 are located.