DD138994B1 - METHOD FOR PRODUCING BRICILY FINISHING COAL OR BZW. COAL DUST - Google Patents
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von Brikettierfeinstkohle bzw. Kohlenstaub nach dem Prinzip der Mahltrocknung.The invention relates to a process for the production of briquetting fine coal or pulverized coal according to the principle of mill drying.
Der bekannte Stand der Technik erfordert bei der klassischen Herstellung von Brikettierfeinstkohle folgende Verfahrensstufen:The known state of the art requires the following process stages in the classical production of briquetting fine coal:
Vorzerkleinerung, Feinzerkleinerung, Siebung, Trocknung, Kühlung, Nachzerkleinerung und Nachklassierung. Zur Herstellung von Brikettierfeinstkohle ist die Bereitstellung von Dampfwärme und Elektroenergie durch ein entsprechend dimensioniertes, zweckgebundenes Gegendruckkraftwerk erforderlich.Pre-shredding, fine comminution, screening, drying, cooling, post-shredding and reclassification. For the production of briquetting fine coal, the provision of steam heat and electric energy by a correspondingly dimensioned, dedicated back pressure power plant is required.
In der Vielzahl der Verfahrensstufen ist ein Mangel zu sehen, der sich in hohen Investitionen, einem hohen Arbeitskräftebedarf, einem hohen Instandhaltungsaufwand und in relativ großen Aufwendungen zur Reduzierung der Umweltbelastung niederschlägt. Weiterhin wurde bereits in früheren Jahren praktiziert, mit Hilfe eines Mahltrocknungsverfahrens (Lurgi-Mahltrocknung) einen anderen Weg der Bereitstellung von Brikettierfeinstkohle zu gehen. Dabei wurden Mahlung und Trocknung zu einem Prozeß zusammengefaßt, aber die Aufwendungen für die Erzeugung der Trocknungswärme in separaten Brennkammern, die Abscheidung der erzeugten Brikettierfeinstkohle, die Entstaubung und die Sicherheitstechnik waren noch relativ hoch.The multitude of process stages shows a shortage, which is reflected in high investments, a high demand for labor, a high level of maintenance and in relatively large expenditures for the reduction of the environmental impact. Furthermore, it has already been practiced in previous years to go another way of providing briquetting fine coal by means of a mill drying process (Lurgi mill drying). Grinding and drying were combined to form one process, but the costs of producing the heat of drying in separate combustion chambers, the separation of the briquetting fine coal produced, dedusting and safety technology were still relatively high.
Andererseits wird Kohlenstaub für große Dampferzeuger seit Jahrzehnten in selbstansaugenden Kohlenstaubmühlen erzeugt, die integrierte Technologieelemente der Dampferzeuger sind. Diese Kohlenstaubmühlen erhalten heiße Rauchgase aus dem Feuerraum der Dampferzeuger über einen Verbindungskanal (Rauchgasrücksaugung), in den gleichzeitig die Rohbraunkohle eingebracht wird.On the other hand, coal dust for large steam generators has been produced for decades in self-priming pulverized coal mills, which are integrated technology elements of steam generators. These pulverized coal mills receive hot flue gases from the combustion chamber of the steam generator via a connecting duct (flue gas recirculation) into which the lignite coal is simultaneously introduced.
Heiße Rauchgase und Kohle werden durch die Ventilationswirkung der Mühle transportiert, die Kohle in der Mühle zerkleinert, gegebenenfalls zu einem Sichter gefördert und der erzeugte Kohlenstaub zusammen mit den Brüden über einen Brenner dem Feuerraum zugeführt, wo die Verbrennung erfolgt.Hot flue gases and coal are transported by the ventilating action of the mill, the coal crushed in the mill, optionally fed to a classifier and fed the coal dust produced together with the vapors via a burner to the combustion chamber where the combustion takes place.
Diese Technologie, die nur auf die Belange des Dampferzeugers zugeschnitten ist, wird sehr robust, betriebssicher und leistungsstark ausgeführt. Es gibt infolge des inerten Betriebes geringe Anforderungen an die Sicherheitstechnik.This technology, which is tailored to the needs of the steam generator, is very robust, reliable and powerful. As a result of the inert operation, there are low demands on the safety technology.
Die Leistung der Mühlenfeuerung und damit der dem Dampferzeuger zugeführte Brennstoffwärmestrom sind so ausgelegt, daß sie der projektierten Dampferzeugerleistung entsprechen.The performance of the mill firing and thus the steam heat supplied to the steam generator are designed so that they correspond to the projected steam generator capacity.
Es gilt als nicht möglich und wird auch nicht praktiziert, Rauchgaswärme aus diesem Prozeß für andere systemfremde Zwecke zu entnehmen, weil sonst die Energiebilanz des Dampferzeugers gestört wird und die Dampferzeugerleistung sinkt.It is not considered possible and is not practiced to remove flue gas heat from this process for other non-system purposes, because otherwise the energy balance of the steam generator is disturbed and the steam generator power drops.
Es ist ferner ein Verfahren zum Betreiben von Zündvorrichtungen für Staubfeuerungen mit Einblasemühlen bekannt, nach welchem aus dem Brennstaub-Luft-Strom, der zu den Hauptbrennern strömt, mit Hilfe eines Sichters Feinkorn ausgesichtet, abgeschieden und zum Betreiben einer Zündmuffel benutzt wirtJ, wobei der abgesaugte Zündstaub auf dem Wege von der Absaugstelle zum Abscheider einer zusätzlichen Trocknung durch heiße Luft, aus der Feuerung abgesaugte heiße Gase oder ein Gemisch aus beiden unterworfen wird. Diese Lösung stellt wiederum nur ein technologisches Element des kohlenstaubgefeuerten Dampferzeugers dar. Der anfallende Kohlenstaub kann nur im Dampferzeuger selbst verwendet werden, weil im Falle der Ausschleusung dieses Staubes für andere Anwendungsfälle die Probleme der Nachverdampfung und Entwrasung sowie der Kühlung nicht gelöst sind.There is also known a method for operating detonators for dust furnaces with blowing mills, according to which fines are separated from the fuel dust-air stream flowing to the main burners by means of a classifier, separated and used to operate an ignition muffle, the exhausted one Dust on the way from the suction point to the separator of an additional drying by hot air, from the furnace extracted hot gases or a mixture of both is subjected. This solution in turn represents only a technological element of the coal dust-fired steam generator. The resulting coal dust can only be used in the steam generator itself, because in the case of discharge of this dust for other applications, the problems of re-evaporation and Entwrasung and cooling are not solved.
Das Ziel der Erfindung liegt in der Entwicklung eines Verfahrens zur Erzeugung von Brikettierfeinstkohle bzw. Kohlenstaub bei deutlicher Reduzierung der Zahl der Verfahrensstufen, einer Verringerung der spezifischen Energieaufwendungen, der Investitionen, der Arbeitskräfte und einer nahezu vollständigen Beseitigung der Umweltbelastung.The object of the invention is the development of a method for producing briquetting fine coal or coal dust with a significant reduction in the number of process steps, a reduction in the specific energy costs, investment, manpower and an almost complete elimination of environmental pollution.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Erzeugung von Brikettierfeinstkohle bzw. Kohlenstaub zu entwickeln, durch das systemfremde Anlagen zur Bereitstellung von Trocknungsenergie und zur Aufnahme von Abprodukten, wie Brüden, Abluft und Reststaub, weitestgehend genutzt werden.The invention has for its object to develop a method for producing Brikettierfeinstkohle or pulverized coal, are used by the non-system systems for providing drying energy and for receiving waste products, such as vapors, exhaust air and residual dust, as far as possible.
Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, daß der Prozeß der Erzeugung von Brikettierfeinstkohle bzw. Kohlenstaub mit der Wärmeerzeugung in Dampferzeugern konventioneller Kraftwerke kombiniert wird.The object of the invention is achieved by combining the process of producing briquetting fine coal or pulverized coal with heat generation in steam generators of conventional power plants.
Dampferzeuger der üblichen Konstruktion werden neben dem notwendigen Feuerungssystem für ihren eigenen Betrieb mit zusätzlichen selbstansaugenden Kohlenstaubmühlen versehen, die eine separate Bekohlung erhalten und 800-10000C heiße Rauchgase aus dem Feuerraum ansaugen. Die in diesen Kohlenstaubmühlen erzeugte Brikettierfeinstkohle bzw. der erzeugte Kohlenstaub wird abgeschieden und für eine weitere Verwendung abtransportiert. Die in den Kohlenstaubmühlen entstehenden Brüden werden mit Reststaub beladen in den Dampferzeuger zurückgefördert. Überraschenderweise ist eine Störung des Dampferzeugerbetriebes nicht zu erwarten, da bei optimaler Prozeßführung und ausgewogener Auslegung der Anlage erstens der Trocknungswärmeverbrauch für die zusätzlichen Kohlenstaubmühlen im Vergleich zur gesamten im Dampferzeuger eingesetzten Brennstoffwärmemenge relativ gering ist und da zweitens ein Ausgleich des Wärmeentzuges durch einen einstellbaren höheren Reststaubgehalt der in den Dampferzeuger zurückgeführten Brüden möglich ist.Steam generators of the usual construction are provided in addition to the necessary firing system for their own operation with additional self-priming pulverized coal mills, which receive a separate coaling and sucking 800-1000 0 C hot flue gases from the furnace. The Brikettierfeinstkohle or coal dust produced in these pulverized coal mills is separated and transported away for further use. The vapors produced in the pulverized coal mills are loaded with residual dust back into the steam generator. Surprisingly, a disturbance of the steam generator operation is not expected, since optimal process control and balanced design of the system, first, the drying heat consumption for the additional pulverized coal mills compared to the total amount of fuel used in the steam generator is relatively low and secondly, a compensation of the heat extraction by an adjustable higher residual dust content in the steam generator recycled vapors is possible.
Die Brikettierfeinstkohle bzw. der Kohlenstaub haben bei Betrieb der zusätzlichen Mühlen mit Sichter eine technische Körnung von 0-1 mm, wobei die aufgegebene Kohle nur vorgebrochen werden muß (Körnung von 0-150 mm). Es ist auch ein sichterloser Betrieb der Mühlen möglich, wenn eine gröbere Körnung des Fertiggutes angestrebt wird.The Brikettierfeinstkohle or the coal dust have in operation of the additional mills with classifier a technical grain size of 0-1 mm, the discarded coal only has to be pre-broken (grain size of 0-150 mm). It is also a sifting operation of the mills possible if a coarser grain size of the finished good is desired.
In den Mühlen ist des weiteren die Verarbeitung von feinkörniger Rohkohle (Rohfeinkohle mit einer Körnung von 0-6 mm oder darunter) möglich, wodurch eine weitere Erhöhung der Feinheit des Fertiggutes erreicht werden kann. Eine noch feinere Körnung des Kohlenstaubes, z. B. für Brennstaub in Spezialfeuerungen oder als Staub für die Vergasung, kann durch spezielle Sichter, eine angepaßte Betriebsweise der Mühlen und erforderlichenfalls durch Anfügen einer weiteren Verfahrensstufe zur Feinstzerkleinerung des Kohlenstaubes erreicht werden. Die abgeschiedene Brikettierfeinstkohle bzw. der abgeschiedene Kohlenstaub werden anschließend gekühlt.In addition, the processing of fine-grained raw coal (raw coal with a grain size of 0-6 mm or below) is possible in the mills, whereby a further increase in the fineness of the finished good can be achieved. An even finer grain of coal dust, z. As for dust in special furnaces or as dust for gasification, can be achieved by special classifier, an adapted mode of operation of the mills and, if necessary, by adding a further process stage for fine pulverization of coal dust. The separated Brikettierfeinstkohle or the deposited coal dust are then cooled.
Gegebenenfalls notwendiges Schutzgas (z.B. für die Erfüllung sicherheitstechnischer Auflagen) wird durch die Kühlung von Rauchgasen erzeugt, die am Dampferzeugerende entnommen werden.If necessary, necessary protective gas (for example for the fulfillment of safety conditions) is generated by the cooling of flue gases, which are taken from the steam generator end.
Durch das vorgeschlagene Verfahren ist es möglich, z. B. in einem Kondensationskraftwerk auf Basis fossiler Brennstoffe je installiertes MW elektrischer Leistung bis zu 4-5t/Tag brikettierfähige Feinstkohle bzw. Kohlenstaub zu erzeugen.The proposed method, it is possible, for. B. in a condensing power plant based on fossil fuels per installed MW of electrical power to produce up to 4-5t / day brikettierfähige Feinstkohle or coal dust.
Die Qualität der Brikettierfeinstkohle entspricht allen bekannten Anforderungen, die aus technologischen Prozessen der Weiterverarbeitung gestellt werden.The quality of the briquetting fine coal complies with all known requirements arising from technological processes of further processing.
Die Verfahrenskombination des erfindungsgemäßen Verfahrens eignet sich hinsichtlich der Erzeugung von Brikettierfeinstkohle für alle Braunkohlentypen.The process combination of the process according to the invention is suitable for the production of briquetting fine coal for all lignite types.
Die zu erzielten technologischen und ökonomischen Vorteile sind folgende:The technological and economic advantages to be achieved are as follows:
1. Es wird eine deutliche Reduzierung der Verfahrensstufen zur Herstellung von Brikettierfeinstkohle bzw. Kohlenstaub und der Wegfall des Gegendruckkraftwerkes zur Erzeugung des Prozeßdampfes bzw. von Brennkammern für die Erzeugung heißer Trocknungsgase erreicht, was sich in einer Senkung der Investitionskosten auf 30-40% ausdrückt.1. It is a significant reduction in the process stages for the production of briquetting fine coal or coal dust and the elimination of the counter pressure power plant for generating the process steam or combustion chambers for the production of hot drying gases achieved, which is expressed in a reduction of investment costs to 30-40%.
2. Der spezifische Elektroenergieverbrauch für die Aufbereitung der Kohle zu Brikettierfeinstkohle bzw. Kohlenstaub wird auf 60-70% gesenkt, wobei sich der sonstige Energieeinsatz nicht erhöht.2. The specific electric energy consumption for the processing of coal to briquetting fine coal or coal dust is reduced to 60-70%, whereby the other energy use does not increase.
3. Entsprechend der Reduzierung der Verfahrensstufen und wegen guter Voraussetzungen für eine Automatisierbarkeit des Prozesses wird eine Verringerung des Arbeitskräftebedarfes auf ca. 60% erreicht.3. According to the reduction of the process steps and due to good conditions for an automation of the process, a reduction of the labor demand to about 60% is achieved.
4. Der Instandhaltungsaufwand wird vermindert, und es erfolgt eine Vereinheitlichung der Instandhaltungsaufgaben durch die Wahl einheitlicher Hauptaggregate (Kohlenstaubmühlen), wodurch eine weitestgehende Zentralisierung der Instandhaltung möglich wird.4. The maintenance effort is reduced and the maintenance tasks are standardized by the choice of uniform main aggregates (pulverized coal mills), which makes it possible to centralize maintenance as much as possible.
5. Die Umweltbelastung durch Kohleverluste aus den bisher notwendigen Entstaubungseinrichtungen von Brikettfabriken bzw. Kohlenstaubfabriken wird nahezu vollständig verhindert. Dadurch erfolgt gleichzeitig eine Senkung von Energieverlusten. Die anfallenden Brüden werden zusammen mit den Rauchgasen des Kraftwerkes in großen Quellhöhen an die Atmosphäre abgegeben.5. The environmental impact of coal losses from previously required dedusting facilities of briquette factories and coal dust factories is almost completely prevented. This simultaneously results in a reduction of energy losses. The resulting vapors are released together with the flue gases of the power plant in large source heights to the atmosphere.
Die Erfindung soll nachstehend an zwei Ausführungsbeispielen erläutert werden:The invention will be explained below with reference to two embodiments:
a) Herstellung von Brikettierfeinstkohlea) Production of briquetting fine coal
In der zugehörigen Zeichnung (Bild 1) wird eine Variante einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren betriebenen Kombination von Dampferzeugung und Brikettierung gezeigt.The accompanying drawing (FIG. 1) shows a variant of a combination of steam generation and briquetting operated according to the method according to the invention.
An einem kohlenstaubgefeuerten Dampferzeuger 1, der mit vier Kohlenstaubmühlen 2 ausgerüstet ist, die über die Kohlezuführung 3 Brennstoff erhalten, werden zwei zusätzliche sichterlose Kohlenstaubmühlen 4 derartig installiert, daß die ca. 800-10000C heißen Rauchgase über eine Rauchgasrücksaugung 5 aus dem Feuerraum des Dampferzeugers 1 angesaugt werden können. Gleichzeitig wird über eine Kohlezuführung 6 Rohbraunkohle der Körnung 0-150 mm auf die zusätzlichen Kohlenstaubmühlen 4 aufgegeben. In den Mühlen 4 erfolgt die Herstellung der Brikettierfeinstkohle, die zusammen mit den Brüden über eine Leitung 17 einem Brüdentrenner 8 zugeführt werden, wo eine Aufteilung des Kohle-Brüden-Gemisches in einen brennstoffarmen und einen brennstoffreichen Teil erfolgt.At a pulverized coal fired steam generator 1, which is equipped with four coal dust mills 2, which receive fuel via the coal feed 3, two additional Sichterlose pulverized coal mills 4 are installed such that the approximately 800-1000 0 C hot flue gases via a flue gas back 5 from the combustion chamber of the Steam generator 1 can be sucked. At the same time 6 coal lignite grain size 0-150 mm is placed on the additional pulverized coal mills 4 via a coal feed. In the mills 4, the production of Brikettierfeinstkohle, which are supplied together with the vapors via a line 17 to a Brüdentrenner 8, where a division of the coal-vapor mixture in a fuel-poor and a fuel-rich part.
Der brennstoffarme Teil wird über die Brüdenrückführung 9 zum Feuerraum des Dampferzeugers 1 geleitet.The fuel-lean part is passed through the vapor recirculation 9 to the combustion chamber of the steam generator 1.
Der brennstoffreiche Teil des Kohle-Brüden-Gemisches gelangt über die Leitung 10 in den Abscheider 11. Hier werden Brüden und Kohle getrennt. Die Brüden gehen mit Reststaub beladen über die Brüdenrückführung 12 in den Feuerraum des Dampferzeugers 1 zurück.The fuel-rich part of the coal-vapor mixture passes via the line 10 into the separator 11. Here, vapors and coal are separated. The vapors go with residual dust loaded on the vapor return 12 in the furnace of the steam generator 1 back.
Aus den Abscheidern 11 wird die Brikettierfeinstkohle mittels Ventilator 13 und Staubpumpe 14 über die Leitung 15 pneumatisch zum Bunker 16 gefördert und dabei gleichzeitig gekühlt. Über entsprechende Fördereinrichtungen 17 gelangt die Brikettierfeinstkohle zu den Pressen 18. Die Pressen 18 sind mit einer Pressenentstaubung 19 ausgerüstet, wobei der abgeschiedene Kohlenstaub wieder auf die Pressen 18 aufgegeben wird. Die Abluft auf dem Bunker 16 und aus der Pressenentstaubung 19 wird einem Entstauber 20 zugeführt. Der abgeschiedene Staub gelangt in den Bunker 16, während die gereinigte Abluft durch einen Ventilator 21 dem Feuerraum des Dampferzeugers 1 aufgegeben wird.From the separators 11 Brikettierfeinstkohle is conveyed by means of fan 13 and dust pump 14 via the line 15 pneumatically to the bunker 16 and thereby cooled simultaneously. About corresponding conveyors 17 Brikettierfeinstkohle reaches the presses 18. The presses 18 are equipped with a press dedusting 19, wherein the deposited pulverized coal is fed back to the presses 18. The exhaust air on the bunker 16 and the press dedusting 19 is fed to a deduster 20. The separated dust enters the bunker 16, while the purified exhaust air is fed by a fan 21 to the combustion chamber of the steam generator 1.
b) Herstellung von Kohlenstaubb) Production of coal dust
In der zugehörigen Zeichnung (Bild 2) wird eine zweite Variante einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren betriebenen Kombination von Dampferzeugung und Kohlenstaubherstellung gezeigt. Die Erzeugung des Kohlenstaubes erfolgt bis zum Technologieschritt 5 wie unter a). Über die Kohlezuführung 6 wird auf die zusätzlichen sichterlosen Kohlenstaubmühlen 4 Rohbraunkohle der Körnung 0-150 mm aufgegeben. Das Kohlenstaub-Brüden-Gemisch wird einem Sichter 22 zugeführt, wo eine Abtrennung des zu groben Staubanteiles erfolgt, der über die Grießrückführung 23 wieder in die Mühle 4 gelangt. Das aus dem Sichter 22 austretende Kohlenstaub-Brüdengemisch wird zu einem Brüdentrenner 8 gefördert, wo eine Aufteilung des Kohlenstaub-Brüdengemisches in einen staubarmen und einen staubreichen Teil erfolgt. Der staubarme Teil wird über die Brüdenrückführung 9 zum Feuerraum des Dampferzeugers 1 geleitet.The accompanying drawing (FIG. 2) shows a second variant of a combination of steam generation and pulverized coal production operated according to the method according to the invention. The coal dust is produced until the technology step 5 as under a). About the coal feed 6 4 lignite coal grain size 0-150 mm is abandoned on the additional siftless pulverized coal mills. The pulverized coal / vapor mixture is fed to a sifter 22, where a separation of the too coarse dust content takes place, which returns to the mill 4 via the semolina recirculation 23. The coal dust / vapor mixture emerging from the separator 22 is conveyed to a separator 8, where a division of the pulverized coal / vapor mixture into a low-dust and a dust-rich portion takes place. The dust-free part is passed through the vapor recirculation 9 to the combustion chamber of the steam generator 1.
Der staubreiche Teil gelangt über die Leitung 10 in den Abscheider 11. Hier werden Brüden und Kohlenstaub getrennt. Die Brüden gehen mit Reststaub beladen über die Brüdenrückführung 12 in den Feuerraum des Dampferzeugers 1 zurück. Aus den Abscheidern 11 wird der Kohlenstaub mittels Ventilator 13 und Staubpumpe 14 über die Leitung 15 pneumatisch zum Bunker 16 gefördert und dabei gleichzeitig gekühlt. In einem nachgeschalteten Feinstzerkleinerungsaggregat 24 wird der erzeugte Kohlenstaub entsprechend dem jeweiligen Verwendungszweck nachgefeint.The dusty part passes via the line 10 in the separator 11. Here are separated vapors and coal dust. The vapors go with residual dust loaded on the vapor return 12 in the furnace of the steam generator 1 back. From the separators 11 of the pulverized coal by means of fan 13 and dust pump 14 via the line 15 is pneumatically conveyed to the bunker 16 and thereby cooled simultaneously. In a downstream Feinstzerkleinerungsaggregat 24 of the coal dust produced is nachgefeint according to the particular application.
Die Abluft aus dem Bunker 16 wird einem Entstauber 20 zugeführt. Der abgeschiedene Staub gelangt in den Bunker 16 zurück, während die gereinigte Abluft durch den Ventilator 21 dem Feuerraum des Dampferzeugers 1 aufgegeben wird.The exhaust air from the bunker 16 is fed to a deduster 20. The separated dust returns to the bunker 16, while the purified exhaust air is fed by the fan 21 to the combustion chamber of the steam generator 1.
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