CZ299606B6 - Zpusob odstranení vody z hnedého uhlí - Google Patents

Abstract

Pri zpusobu odstranení vody ze surového hnedého uhlí je uhlí nejprve zahráto na pracovní teplotu mezi 60 a 200 .degree.C privedením horké vody a/nebovodní páry a poté jako uhelný kal privedeno do plnostenné odstredivky (2), jejíž pracovní prostor je pod tlakem, který odpovídá tlaku vodní páry pri pracovní teplote. Voda, vázaná v surovém hnedém uhlí, je oddelena odstredením a prepadem (4) odvádena z pracovního prostoru plnostenné odstredivky (2).

Description

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu odstraňování vody z hnědého uhlí.

Surové hnědé uhlí obsahuje značné množství vody, která je fyzikálně a chemicky vázána v kapilárách a pórech. Obsah vázané vody může činit až 65 % hmotnostních. Při spalování nepředsušeného hnědého uhlí, z něhož není odstraněna voda, vznikají odpařováním vody, obsažené v palivu, značné tepelné ztráty. Značné zvýšení výhřevnosti a snížení nákladů při výrobě elektrického proudu v hnědouhelných elektrárnách je možno docílit podstatným zmenšením obsahu vody v surovém hnědém uhlí.

Dosavadní stav techniky

U způsobu známého z patentového spisu WO 96/10064 je surové hnědé uhlí, z něhož má být odstraněna voda, dopraveno do filtračního lisu a zahřáto pomocí přivedené vodní páry. Během ohřevu vodní parou působí na palivo v tlakové komoře filtračního lisu tlak, který je menší než tlak přiváděné syté páry. Když je dosaženo pracovní teploty, která je dostačující pro rozrušení fyzikální/chemické vazby vody v palivu, zvýší se lisovací tlak na hodnoty vyšší než 20 bar (2.10⁶ Pa) a voda se oddělí filtrací. V rámci známých opatření mohou být použity vsázkové deskové filtry, neboje možno pracovat s průtokovým filtračním lisem, který funguje v nepřetržitém provozu a který je vytvořen po vzoru pásového lisu s dvojitým pásem. Zejména u průtokového filtračního lisu s nepřetržitým provozem je značně problematické utěsnění vyhřívané oblasti vzhledem k vystupující topné páře. Tlaková filtrace dále vykazuje tu nevýhodu, že otvory sítových desek se ucpávají a filtrační proud v průběhu času slábne. Rovněž je nevýhodné, že vytlačená voda obsahuje značné množství jemných pevných částic, což vyžaduje nákladné čištění odpadní vody.

Další způsoby vysušování hnědého uhlí jsou známy z rakouských patentových spisů AT 366 090, AT 369 423 a AT 366 405. Hnědé uhlí, z něhož má být odstraněna voda, je dále vysušeno v autoklávu při teplotách nad 200 °C a při vysokých tlacích, přičemž s výhodou je zpracováváno při teplotě přibližně 250 °C. Příslušný tlak syté páry, který vzniká v autoklávu, činí přibližně 40 bar (4.10⁶ Pa). Značně vysušený produkt je dále přiveden do odstředivky, v níž při stejném tlaku a stejné teplotě proběhne konečná úprava. Spotřeba energie pro sušení, při němž se voda obsažená v uhlí mění v páru, je velká. Vysušení v autoklávu je tak, pokud se týče nutného strojního vybavení, velmi nákladné.

Z rakouského patentového spisu AT 380 268 je znám způsob vysoušení rašeliny, podle něhož materiál, který má být zbaven vody je po mechanickém předsušení přiveden do filtrační odstředivky, jejíž pracovní prostor má atmosféru syté páry. Během působení syté páry je materiál odstředěním mechanicky zbaven vody, přičemž dm rašeliny je zhuštěn, popřípadě stlačen, čímž je voda, obsažená v rašelině, vytlačena. K předsušení hodně vlhké rašeliny se dále používají sedimentační odstředivky, známé z německého patentového spisu DE 28 50 825. Vázání vody v hnědém uhlí se podstatně odlišuje od vázání vody v rašelině, takže tento způsob vyvinutý pro odstraňování vody z rašeliny nelze bezprostředně aplikovat na odstraňování vody z uhlí.

Podstata vynálezu

Základním úkolem vynálezu je nalézt takový způsob, který by umožnil účinné mechanicko-tepelné vysušení hnědého uhlí s velkým a stálým výkonem.

Předmětem vynálezu a řešením tohoto úkolu je způsob vysušování surového hnědého uhlí, v němž je surové hnědé uhlí za přívodu horké vody a/nebo vodní páry zahříváno na pracovní teplotu mezi 60 a 200 °C, a jako uhelný kal je přiváděno do plnostěnné odstředivky, v jejíž pracovním prostoru působí tlak, odpovídající tlaku vodní páry při pracovní teplotě. Voda, vázaná v surovém hnědém uhlí, je oddělena odstředěním a jako přebytek je odvedena z pracovního prostoru plnostěnné odstředivky.

Mechanické vysoušení v plnostěnné odstředivce probíhá procesem dekantace a omezuje se pouze na sedimentaci pevných látek v odstřeďované oblasti. Plnostěnné odstředivky, nazývané též dekantační odstředivky, jsou v rámci známých opatření používány k oddělování kapalných, nerozpustných fází, k čeření suspensí, k zahušťování kalů a k mokrému rozdružování rozptýlených jemnozmných složek. Je překvapivé, že v kombinaci s tepelným zpracováním může být sedimentace v odstřeďovací oblasti účinně využito i k vysušení surového hnědého uhlí, které obsahuje vysoký podíl vázané vody. Čeřením vodnatého zbytku v plnostěnné odstředivce vzniká voda, která je plně zbavena pevných látek. To zjednodušuje čištění odpadních vod. U způsobu podle vynálezu tak nedochází ke znečištění jemnými částečkami pevné látky.

Surové hnědé uhlí, které má být zbaveno vody, je přivedeno do plnostěnné odstředivky se stálým vstupním/plnicím proudem. Plnění pracovního prostoru odstředivky surovým hnědým uhlím, na něž působí tlak páry, může být snadno provedeno pomocí dopravního čerpadla, například šroubového čerpadla. Vedle přímého vyhřívání může být pracovní prostor plnostěnné odstředivky vyhříván také nepřímo.

Voda, odváděná z plnostěnné odstředivky, vykazuje teplotu mezi 60 a 200 °C. Energie odpadní vody může být využívána k přímému nebo nepřímému předehřívání přiváděného materiálu.

Podle dalšího provedení vynálezu je k zahřívání paliva a/nebo pracovního prostoru plnostěnné odstředivky použita vodní pára, která pochází z proudu páry, pohánějícího turbíny elektrárny.

V elektrárně na hnědé uhlí se spojeným oběhem vodní páry je vodní pára, potřebná pro mechanicko-tepelné vysušení paliva, s výhodou odebírána za vysokotlakou turbínou a před mezistupňovým předehříváním páry.

V rámci řešení podle vynálezu může plnostěnná odstředivka pracovat vsázkovým způsobem. Při tomto způsobuje během cyklu jedné vsázky materiál přiváděn kontinuálně a voda vzniklá při odvodňování odváděna jako odpad. V časové návaznosti na vsázku je pevná látka odebrána vyprazdňovacím zařízením. Jako vyprazdňovací zařízení může být použit například šnek. Podle vynálezu však může být uplatněn rovněž plně kontinuální způsob provozu. Při tomto způsobu pracuje plnostěnná odstředivka s kontinuálním vyprazdňováním pevné látky, a proto je za tímto účelem vybavena vyprazdňovacím šnekem s nezávislým pohonem.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je dále objasněn na základě příkladného provedení, znázorněného na výkrese. Zde značí:

Obr. 1 schéma zařízení k odstraňování vody ze surového uhlí.

Příklady provedení vynálezu

Surové hnědé uhlí, které má být zbaveno vody, je pomocí šnekového dopravníku 1 přivedeno do plnostěnné odstředivky 2. Ještě před tím je surové hnědé uhlí přivedením vodní páry, pomocí vedení 3 vodní páry, zahřáto na pracovní teplotu mezi 60 a 200 °C. Při této pracovní teplotě, která panuje i v pracovním prostoru plnostěnné odstředivky 2, se odstředěním oddělí voda, vázaná v palivu, která je z pracovního prostoru plnostěnné odstředivky 2 odváděna přepadem 4. Pevná látka 5, zbavená vázané vody a tím značně vysušená, je po vsázkách nebo pomocí vyprazdňovacího šneku 6, otáčejícího se rozdílným počtem otáček, nepřetržitě odváděna.

Pracovní prostor plnostěnné odstředivky 2 může být dále nepřímo vyhříván. Nepřímé vyhřívání probíhá rovněž pomocí páry, kteráje přiváděna vedením 3. Kondenzát 2 je odváděn spodní stranou.

V místě přepadu 4 plnostěnné odstředivky 2 je odváděna voda o teplotě mezi 60 a 200 °C. Část proudu této vody je zpětným vedením 8 přimíchávána k hnědému uhlí, které má být zbaveno vody, jež je tak předehříváno. Proud vodní páry k zahřívání paliva může být odebrán z oběhu vodní páry v hnědouhelné elektrárně, s výhodou za turbínou.

Claims (6)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Způsob odstraňování vody ze surového hnědého uhlí, vyznačující se tím, že surové hnědé uhlí je přivedením horké vody a/nebo vodní páry zahříváno na pracovní teplotu mezi 60 a 200 °C a jako uhelný kal přivedeno do plnostěnné odstředivky (2), jejíž pracovní prostor je pod tlakem, který odpovídá tlaku vodní páry při pracovní teplotě, přičemž odstředěním je oddělena voda vázaná v surovém hnědém uhlí a jako přebytek odčerpána z pracovního prostoru plnostěnné odstředivky (2).
2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že pracovní prostor plnostěnné odstředivky (2) je nepřímo vyhříván.
3. 3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že surové hnědé uhlí, které má být zbaveno vody, je přímo nebo nepřímo předehříváno horkou vodou, která je jako přebytek odváděna z plnostěnné odstředivky (2).
4. 4. Způsob podle jednoho z nároků laž3, vyznačující se tím, že k zahřívání surového hnědého uhlí a/nebo pracovního prostoru plnostěnné odstředivky (2) je používána vodní pára, která pochází z proudu páry pohánějícího turbíny elektrárny.
5. 5. Způsob podle některého z nároků laž4, vyznačující se tím, že plnostěnná odstředivka (2) pracuje vsázkovým způsobem, kdy během jednoho pracovního cykluje přiveden materiál a voda vzniklá při odvodňování je odváděna jako odpad, přičemž následně po skončení cykluje pevná látka (5) odebírána vyprazdňovacím zařízením.
6. 6. Způsob podle některého z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že plnostěnná odstředivka (2) pracuje tak, že pevná látka (5) je vyprazdňována kontinuálně.