DD232338A1 - Verfahren und anordnung zur aufbereitung fester feuchter brennstoffe - Google Patents

Abstract

Verfahren und Anordnung zur Aufbereitung fester feuchter Brennstoffe durch mehrstufige Zerkleinerungs- und Trocknungsprozesse fuer die energetische Nutzung, z. B. Verbrennung in Staub- oder Wirbelschichtfeuerungen, bei dem im Haupttrocknungsprozess der auf eine bestimmte Koernung gebrachte Brennstoff einer Wirbelschichttrocknung unter Anwendung des Prinzips der Bruedenverdichtung unterworfen wird. Um eine stoerungsfreie und energetisch rationelle Aufbereitung zu ermoeglichen, soll der Brennstoff derart vorbehandelt werden, dass einerseits ein anbackungs- und verklebungsfreier Eintrag in den Trocknungsprozess gesichert ist, der ohne funktionelle und energetische Verknuepfung mit nachfolgenden Verwertungsprozessen des erzeugten Trockengutes betrieben werden soll. Dazu wird der feuchte stueckige Rohbrennstoff zunaechst in einem Warmluft-Gegenstrom vorgewaermt, auf die notwendige Koernung gebracht und ueber ein Eintragssystem in einen Wirbelschichttrockner gefoerdert. Nach der Trocknung wird der Brennstoff einem unmittelbar folgenden Wirbelschicht-Kuehlprozess unterworfen. Die mit Brennstoffpartikeln beladene Abluft des Kuehlprozesses dient zur Erzeugung des Warmluft-Gegenstromes und zur Verbesserung der Fliessfaehigkeit des Brennstoffes im Eintragssystem. Der gekuehlte Brennstoff wird direkt oder ueber eine Zwischenbunkerung den Verbrauchern zugefuehrt. Figur

Description

ist ferner eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen.

findungsgemäß wird der Brennstoff zunächst in einem Warmluft-Gegenstrom vorgewärmt, auf die für die rbelschichttrocknung notwendige Körnung, vorzugsweise S 10 mm, gebracht und dann über ein Eintragssystem in einen irbelschichttrockner gefördert und danach einem unmittelbar folgenden Wirbelschicht-Kühlprozeß mittels Frischluft terworfen.

3 mit Brennstoffpartikeln beladene Abluft des Kühlprozesses dient dabei zur Erzeugung des Warmluft-Gegenstromes, der irtrocknung und zur Erwärmung des Eintragssystems.

ir gekühlte, trockene Brennstoff wird nach der Kühlung abgezogen und direkt oder über eine Zwischenbunkerung rbrauchern, z. B. ausschließlich mit vorgewärmter Frischluft beaufschlagten Mühlenfeuerungen, zugeführt.

is beim Kühlprozeß durch Abrieb entstehende Brennstoff-Feinkorn wird mit dem (erwärmten) Abluftstrom ausgetragen.

eser Austragseffekt ist eigentlich unerwünscht, wird hier jedoch bewußt genutzt, um so in Verbindung mit dem Einsatz der wärmten Abluft zur Vorwärmung und -trocknung des Rohbrennstoffes wie auch im Eintragssystem (Schleusenbehälter) nselben an der Oberfläche „nichtklebend" zu machen.

ir Durchführung des Verfahrens ist eine Anordnung vorgesehen, die zur Vorwärmung und -trocknung des feuchten ennstoffes einen Schachtvorwärmer mit einer an seinem ausgangsseitigen Ende angebrachten Zuführung für die Warmluft fweist, die an einen Wirbelschichtkühler angeschlossen ist, der mit einem Wirbelschichttrockner eine bauliche Einheit bildet id mit diesem über eine Schleuse, z. B. Zellrad, gekoppelt ist. Dem Schachtvorwärmer sind eine Mahleinrichtung sowie ein iteiler nachgeordnet, der zum Eintragssystem (Schleusenbehälter) oberhalb des Wirbelschichttrockners führt.

js Eintragssystem besitzt ebenfalls einen Anschluß für die Abluft des Wirbelschichtkühlers. Die Austragsöffnung des irbelschichtkühlers ist mit Bunkern zur Aufnahme des Trockengutes verbindbar.

veckmäßig wird der im Wirbelschicht-Trocknungsprozeß entstehende und im Brüdenkreislauf in einem Filter abgeschiedene ennstaub als Zündstaub verwendet und dafür separat gebunkert.

e Lösung besitzt den Vorzug, daß der Trocknungsprozeß nicht direkt funktionell und energetisch mit Dampfkesseln einer aftwerksanlage gekoppelt ist.

es führt zu Standortvorteilen.

ne gemäß der Erfindung störungsfreie arbeitende Kohletrocknungsanlage bietet in Verbindung mit Staubfeuerungssystemen e Möglichkeit, daß herkömmliche instandhaltungsintensive Rauchgasrücksaugungskanäle vollständig entfallen können. Die ansportkette für feuchte Ron-Brennstoffe kann durch pneumatischen Transport von Trocken-Brennstoff Und gegebenfalls vischenbunkerung von Trocken-Brennstoff erheblich reduziert werden.

äi vorhandenen Anlagen mit staubgefeuerten Dampfkesseln kann ein pneumatisches Brennstaubfördersystem die )hlemühlen etwa auf Höhe Om direkt mit neu zu errichtenden Trockenkohlebunkern verbinden, so daß der Teil der inventionellen Bandbekohlungsanlage, außer Betrieb genommen und teilweise ausgesondert werden kann, der die zweite ihrägbrücke (Brecherturm-Bunkerschwerbau), die Bandanlagen im Bunkerschwerbau, die Kesselhochbunker und die Zuteiler nfaßt.

äi Neubauten kann dieser Teil der konventionellen Bandbekohlungsanlage von vornherein entfallen und durch ein neumatisches Fördersystem für eine Direktverbindung Trockenkohlebunker- Kohlemühle bzw. Trockenkohlebunker-'irbelschichtfeuerung ohne Mühlenzwischenschaltung ersetzt werden.

'eiterhin ergibt sich der Vorteil, daß auf den Aufbau separater Zündstaubversorgungssysteme an staubgefeuerten ampfkesseln im Zuge der Heizölsubstitution verzichtet werden kann.

ie Aushaltung von feuchter Siebkohle für Dritte kann durch die Bereitstellung von Trockenkohle ersetzt werden, so daß sich jch hier die notwendige Transportmasse erheblich reduzieren läßt.

usführungsbeispiel

ie nähere Erläuterung erfolgt anhand der Zeichnung, die eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens als Blockschaltbild äigt.

ι einem als Fallrohr ausgebildeten Schachtvorwärmer 1 wird feuchte Rohbraunkohle 2 mit Wassergehalten zwischen 45 und 5% in stückiger Form mittels Warmluft 3 vorgewärmt. Der in dieser Warmluft 3 enthaltene Trockenkohle-Staub 4 haftet beim mströmen der Rohkohlestücke 2 an deren Oberfläche und sichert so einen anbackungsfreien Fall durch den Schachtvorwärmer , Die Hammermühle 5 zerkleinert die vorgewärmte, feuchte und direkt auf diese fallende Rohbraunkohle auf eine Körnung einer 10 mm. Der Trogkettenförderer 6 oder Elevator fördert die zerkleinerte Rohbraunkohle zum Eintragssystem jchleusenbehälter) 7, in dem wiederholt die zu trocknende Rohbraunkohle durch Trockenkohle-Staub umhüllt und gleichzeitig 'eiter aufgewärmt wird zwecks Sicherung eines störungsfreien, problemlosen Eintrages in den Wirbelschichttrockner 8. Die sstliche Wärmemenge zur weiteren Aufwärmung sowie die Verdampfungswärme werden durch die Tauchheizfläche 9 des /irbelschichttrockners 8 an die aufzutrocknende Rohkohle abgegeben. Als Fluidisierungsmittel dient verdichteter und ntstaubter Brüden 10 aus dem Wirbelschichttrockner 8 selbst. Für die Brüdenentstaubung wird ein Elektrofilter und/oder ein iewebeabscheider 11.eingesetzt. Der entstaubte Brüden 12 wird durch den Brüdenverdichter 13 angesaugt, den im stationären etrieb eine Gegendruckturbine 14 antreibt. Der größere Teilstrom des verdichteten Brüdens 10 kondensiert beim durchströmen er Tauchheizfläche 9, wobei die Kondensationswärme auf die zu trocknende Rohkohle übertragen und so die zur Auftrocknung rforderliche Verdampfungswärme bereitgestellt wird. In funktioneller und baulicher Einheit mit dem Wirbelschichttrockner 8 efindetsich unmittelbar unter diesem der Trockenkohle-Kühler 15, in dem ebenfalls das Prinzip der Wirbelschichttechnologie ur Anwendung kommt. Dieser Kühlprozeß wird wegen nachfolgender Bunkerung und den damit verbundenen icherheitstechnischen Anforderungen der Trocknungsstufe nachgeschaltet. Die Trockenkohle fällt von selbst aus dem Virbelschichttrockner8 über eine Schleuse 16 auf die Wirbelschicht des Kühlers 15. Gekühlt wird mit Frischluft 17, indem das

iebläse 18 die Fluidisierungsluft und Kühlluft für den Kühlprozeß bereitstellt. Die Wärmeübertragung ermöglichtira.. -

i/esentlichen die luftgekühlte Tauchheizfläche 19. Erfindungsgemäß wird bei dieser Technologie das durch Abrieb entstehende 'rockenkohlefeinkorn durch den erwärmten Luftstrom 20 ausgetragen. Dieser Austrageeffekt ist meistens unerwünscht, wird sdoch hier bewußt genutzt, um so in Verbindung mit dem Einsatz der aufgewärmten Luft zur Vorwärmung der feuchten

Rohkohle 2 im Schachtvorwärmer 1 wie auch im Eintragssystem 7 dieselbe an der Oberfläche „nichtklebend" zu machen. Die im Trockenkohle-Kühler 15 aufgewärmte Luft dient somit gleichzeitig als Tragluft für die Rückführung eines kleinen Teiles des Trockenkohlestromes zur Sicherung der Fließfähigkeit der feuchten Kohle im Schachtvorwärmer 1, zur Sicherung des störungsfreien Betriebes der Rohkohlezerkleinerung in der Hammermühle 5 sowie für einen problemlosen Eintrag der zerkleinerten Kohle in den Wirbelschichttrockner 8. Mittels Dichtstromförderleitung 21 gelangt die gekühlte Trockenkohle vom Kühler 15 zum Betriebssilo 22 oder zum Silo 23, in dem die Trockenkohle für den Absatz an Dritte zwischengebunkert wird. Die Druckluftförderanlage 24 fördert die gekühlte Trockenkohle im Dünnstromprinzip kontinuierlich vom Betriebssilo 22 entweder direkt zu den ohne Rauchgasrücksaugung betriebenen Vetilatormühlen 25 zwecks Brennstauberzeugung für die Staubbrenner 26, wobei die Tragluft zugleich als Primärluftanteil neben der Heißluft 27 vom Luftvorwärmer 28 genutzt wird, oder aber die Trockenkohle gelangt ohne weitere Aufmahlung in die Wirbelschicht 29 des Dampfkessels mit Wirbelschichtfeuerung bzw. in die Wirbelschicht 30 eines Vergasungsreaktors. Der Umschlag vom Silo 23 zum Trockenkohletransportfahrzeug 31 erfolgt ebenfalls mit Hilfe einer Druckluftförderanlage.

Das im Brüdenentstauber 11 anfallende Feinstkorn 32 wird nach Kühlung in einem indirekt mit Frischluft gekühlten Wärmetauscher separat im Silo 33 gespeichert, um nach Förderung in der Druckluftförderleitung 34 zum Staubzündbrenner 35 des Staubfeuerungssystems 26 als Zünd- und/oder Stützbrennstaub eingesetzt werden zu können. In das Eintragssystem 7 können auch andere feuchte Stoffe mit gewissem Energieinhalt und entsprechender Körnung einschließlich Naßasche eingegeben werden.

Claims (3)

1. — ι — uuu U£

   Erfindungsanspruch:

   1. Verfahren zur Aufbereitung fester feuchter Brennstoffe durch mehrstufige Zerkleinerungs- und Trocknungsprozesse für die energetische Nutzung, z. B. Verbrennung in Staub- oder Wirbelschichtfeuerungen, bei dem im Haupttrocknungsprozeß der auf eine bestimmte Körnung gebrachte Brennstoff einer Wirbelschichttrocknung unter Anwendung des Prinzips der Brüdenverdichtung unterworfen wird, gekennzeichnet dadurch, daß der feuchte stückige Rohbrennstoff zunächst in einem Warmluft-Gegenstrom vorgewärmt, auf die für die Wirbelschichttrocknung notwendige Körnung gebracht und dann über ein Eintragssystem in einen Wirbelschichttrockner gefördert und nach der Trocknung einem unmittelbar folgenden Wirbelschicht-Kühlprozeß unterworfen wird, wobei die mit Brennstoffpartikeln angereicherte Abluft des Kühlprozesses sowohl zur Erzeugung des Warmluft-Gegenstroms der Vorwärmung als auch zur Verbesserung der Fließfähigkeit des Brennstoffes im Eintragssystem dient, und der gekühlte trockene Brennstoff abgezogen und direkt oder über eine Zwischenbunkerung Verbrauchern, z. B. ausschließlich mit vorgewärmter Frischluft versorgten Mühlenfeuerungen, zugeführt wird.
2. 2. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Punkt !,gekennzeichnet dadurch, daß zur Vorwärmung und -trocknung des feuchten stückigen Roh brennst off es ein Schachtvorwärmer (1) vorgesehen ist, der an seinem ausgangsseitigen Ende eine Zuführungsleitung für Warmluft (3) aufweist, die an den Abluftkanal eines Wirbelschichtkühlers (15) angeschlossen ist und daß dem Schachtvorwärmer (1) eine Mahleinrichtung (5) und ein Zuteiler (6) nachgeordnet sind und der Zuteiler (6) in daszum Wirbelschichttrockner (8) gehörende Eintragssystem mündet, das ebenfalls einen Anschluß für die Abluft (20) des Wirbelschichtkühlers (15) besitzt, und daß der Wirbelschichttrockner (8) und der Wirbelschichtkühler (15) eine bauliche Einheit bilden und über eine Schleuse (16) verbunden sind und die Auftragsöffnung des Wirbelschichtkühlers (15) mit mindestens einem Silo (22) verbindbar ist.
3. 3. Anordnung nach Punkt 2, gekennzeichnet dadurch, daß für den im Brüdenkreislauf des Wirbelschichttrockners (8) in einem Abscheider ausgehaltenen Brennstaub (32) ein separater Silo (23) vorgesehen ist.

   Hierzu 1 Seite Zeichnung

   Anwendungsgebiet der Erfindung

   Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung fester feuchter Brennstoffe für deren energetische Nutzung sowie eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens. Zu Objekten, in denen die Erfindungsanwendung möglich und zweckmäßig ist, gehören alle Energieumwandlungsanlagen, in denen als Primärenergieträger feuchte Rohbraunkohlen oder auch andere feuchte Stoffe mit gewissem Energieinhalt eingesetzt werden bzw. auch im Zuge der Substitution hochwertiger Energieträger eingesetzt werden sollen, z. B. Heizwerke, Heizkraftwerke, Industriekraftwerke, Kondensationskraftwerke, größere Industriefeuerungen.

   Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

   Die Freisetzung des Energieinhaltes feuchter Rohbraunkohle durch Verbrennung ist u.a. mit einer Auftrocknung durch Verdampfen verbunden bzw. setzt eine Auftrocknung voraus. Der Brüden verläßt gemeinsam mit dem Rauchgas die Energieumwandlungsanlage oder aber er wird separat in die Atmosphäre geleitet. Unter Berücksichtigung des Schwefelsäuretaupunktes wird der Brüden entsprechend auslegungs-und anlagenzustandsabhängigen Abgastemperaturen im Bereich von 150-250°C emittiert, d.h. vor allem im überhitzten Zustand. Dafür werden ca. 20% des gesamten Brennstoff-Wärmestromes aufgebraucht. Dies gilt für Rost- und für Staubfeuerungen sowie für die Trockenkohleaufbereitung, z. B für die Brikettierung gleichermaßen. Bei Staubfeuerungen erfolgt der überwiegende Anteil der Auftrocknung in der Rauchgasrücksaugung, die Restfeuchte von ca. 15% wird dann vor, während und nach dem Zündvorgang ausgetrieben. Es sind mehrstufige Aufbereitungsverfahren bekannt, bei denen der Brennstoff in einem Wirbelmedium vorgetrocknet wird, bevor er in den Mahltrocknungsprozeß mit Rauchgasrücksaugung gelangt (DD 67770).

   Neben diesen Kohletrocknungstechnologien ohne Rückgewinnung der Verdampfungswärme sind solche bekannt, die die Verdampfungswärme weitgehend zurückgewinnen. Diese Lösungen wenden die Wirbelschichttechnologie für den Trocknungsvorgang und die Brüdenverdichtung an (DD 141344,142086, Prospekt IfE/ZRE IM/339, LG 28/157/83 „Trocknung mit vollständiger Wärmerückgewinnung").

   Der Wassergehalt des Brennstoffes wird dabei auf etwa 16% verringert, und die aus dem Trocknungsprozeß erhaltenen dampfförmigen Produkte werden für weitere Heiz-, Trocknungs- oder Energieerzeugungszwecke verwendet. Das Beschicken der Wirbelschichttrockner mit dem feuchten Brennstoff, das über Zuteiler, im wesentlichen Zellradschleusen, erfolgen muß, ist mit erheblichen Problemen verbunden, da der feuchte Brennstoff zu Anbackungen, Brückenbildungen und Verstopfungen neigt und damit den störungsfreien Betrieb in Frage stellt.

   Bei Wirbelschichtfeuerungen ist es bekannt, heiße Verbrennungsrückstände oder Bettmaterial derWirbelschichtfeui rung mit der einzubringenden feuchten Kohle zu mischen, um Anbackungen bei der Förderung zu vermeiden (DD 203 619,203620). Diese Möglichkeiten sind jedoch bei Trocknungsanlagen nicht gegeben.

   Ziel der Erfindung

   Ziel der Erfindung ist eine kontinuierliche störungsfreie und energetisch rationelle Aufbereitung von festen feuchten bzw. hochfeuchten Brennstoffen für deren energetische Nutzung.

   Darlegung des Wesens der Erfindung

   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zur Erfüllung der Zielstellung ein Verfahren anzugeben, das eine derartige Vorbehandlung des in den Wirbelschichttrockner einzubringenden Brennstoffs vorsieht, die einen anbackungs- und verklebungsfreien Eintrag ermöglicht, wobei der Wirbelschichttrocknungsprozeß nach dem Prinzip der Brüdenverdichtung ohne funktioneile und energetische Verknüpfung mit nachfolgenden Prozessen der energetischen Nutzung des erzeugten Trockengutes betrieben wird. *