DD250365A5

DD250365A5 - Verfahren zum trocknen von wasserreichen braunkohlen

Info

Publication number: DD250365A5
Application number: DD86296010A
Authority: DD
Inventors: Michael Schweizer; Jarosloav Fohl; Gero Tessmer
Original assignee: ��`��@��k��
Priority date: 1985-11-08
Filing date: 1986-11-06
Publication date: 1987-10-08
Also published as: AT388170B; YU186286A; US4741837A; EP0222730A2; AU6493786A; EP0222730A3; ATA326085A

Abstract

Zur Verbesserung des Wirkungsgrades beim Trocknen von wasserreichen Braunkohlen und zur Erleichterung der Reinigung von anfallenden Prozesswaessern in einer Fleissnertrocknung wird vorgeschlagen, die Rohkohle mit heissem Abwasser zu ueberbrausen und den Feinkornanteil mit einer maximalen Korngroesse von fuenf Millimetern, vorzugsweise einem Millimeter, abzutrennen. Der Feinkornanteil wird in der Folge einer Adsorptionsstufe unterworfen, wobei nach einer Reaktionszeit von wenigstens einer Minute, vorzugsweise zwei bis fuenf Minuten, ein Grossteil der das Abwasser belastenden loeslichen Stoffe an diesem Feinkorn adsorbiert wird. In der Folge wird das Abwasser nach einer Flockung in einem Flockungsreaktor und einer Feststoffabscheidung weiter gereinigt, wofuer Sandfilter, Adsorberharze und Aktivkohle verwendet werden koennen. Das gereinigte Prozesswasser kann als Speisewasser fuer eine Dampferzeugung in einer Verbrennungsanlage und teilweise zur Spuelung der Sandfilter herangezogen werden. Figur

Description

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Bei einem bekannten Fleißnerverfahren wird Braunkohle unter Sattdampfatmosphäre mit Drücken von 10 bis 40 bar und Temperaturen von 180 bis 25O⁰C getrocknet. Je Tonne Rohkohle fallen 300 bis 8001 teilweise stark verschmutzten Wassers an. Die anfallende Wassermenge ist abhängig vom Wassergehalt der Rohkohle und dem gewünschten Trocknungsgrad der Trockenkohle. Es ist bereits bekannt, derartiges aus dem Prozeß gewonnenes Wasser zum Überbrausen von Kohle zum Zwecke der Vorwärmung heranzuziehen. Das zum Überbrausen herangezogene Prozeßwasser hat selbst einen Feststoffgehaltvonetwa 5 bis 40 g/l, wobei dieser Feststoffgehalt wesentlich überaus feines Korn enthält. Der Feststoffanteil enthält nur etwa 10% mit Korngrößen von größer als 50/xm. Etwa 50% des Feststoffanteiles weist eine Korngröße von kleiner 10μ.(η auf. Darüber hinaus sind in diesem Prozeßwasser Huminsäuren in Mengen von 40 bis 150 mg/l und Phenole in Mengen von 5 bis 30 mg/l anwesend, so daß sich die Reinigung derartiger Prozeßwässer in der Folge relativ aufwendig gestaltet.

Aus der US-PS 4395334 ist bereits ein Verfahren der eingangs genannten Art bekanntgeworden, bei welchem eine Siebung der zu trocknenden Kohle vorgeschaltet ist. Eine derartige Siebung, welche ohne Erwärmung und ohne Wasserzufuhr durchgeführt wird, erlaubt keine nennenswerte Abtrennung von Haftkorn und das in die Sattdampftrocknung eingebrachte Material führt auf Grund der verbleibenden Anteile von Phenolen, Huminsäuren ο. dgl. zu einer weiteren Belastung des Prozeßabwassers. Derartige Verunreinigungen sind für eine biologische Reinigung des Abwassers, wie sie dem bekannten Vorschlag entspricht, überaus ungünstig und beeinträchtigen den Reinigungseffekt.

Ziel der Erfindung

Die vorliegende Erfindung zielt nun darauf ab, die Prozeßökonomie zu verbessern und insbesondere den Aufwand für das Reinigen der im Prozeß enstehenden Abwässer zu reduzieren.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Trocknen von wasserreichen Braunkohlen, bei welchem die zu

trocknende Kohle vor einer Sattdampf behandlung gesiebt und Feinkorn abgetrennt wird und der Siebüberlauf mit einer Körnung von kleiner 300mm mit Sattdampf behandelt und getrocknet wird, zu schaffen, wobei die Reinigung des Prozeßabwassers vereinfacht wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe besteht die Erfindung im wesentlichen darin, daß die zu trocknende Kohle vor dem. Abtrennen von Feinkorn mit Heißwasser überbraust und vorgewärmt wird und daß der abgetrennte Feinkornanteil und das Heißwasser einer Adsorptionsstufe unterworfen werden, worauf die Feststoffe von der flüssigen Phase getrennt werden. Dadurch, daß das Feinstkorn und mit Heißwasser das Haftkorn und weitere, insbesondere heißwasserlösliche, abwasserbelastende Stoffe vor dem Einbringen in den Trocknungsreaktor abgetrennt werden, läßt sich die Fleißnertrocknung effektiver und rascher durchführen. Dadurch, daß dieses abgetrennte Feinstkorn einer Adsorptionsstufe, insbesondere über einen Zeitraum von wenigstens einer Minute, vorzugsweise zwei bis fünf Minuten, unterworfen wird, gelingt es, mit diesem aus dem Trocknungsprozeß ausgeschleusten Kohlekorn eine besonders einfache und überaus effektive Adsorption von Schadstoffen des Abwassers zu betreiben, welche di.e nachfolgende Reinigung des Abwassers wesentlich erleichtert.

In vorteilhafter Weise wird das erfindungsgemäße Verfahren so durchgeführt, daß Feinkorn mit einer maximalen Korngröße von fünf Millimetern, vorzugsweise einem Millimeter, abgetrennt wird.

Die Adsorptionsstufe kann zweckmäßigerweise in einem Adsorptionsreaktor vorgenommen werden, welchem gegebenenfalls zusätzliche Adsorptionsmittel zugesetzt werden. Mit einem derartigen Adsorptionsreaktor ist es ohne weiteres möglich, Phenole und andere organische Substanzen unmittelbar abzutrennen, wodurch der gelöste Anteil der Schmutzfracht im Abwasser verringert wird. Der Feinanteil der Rohkohle trägt zur Verminderung der Restverschmutzung aufgrund seiner Adsorptionseigenschaften bei. Die Adsorptionswirkung kann durch Verlängerung der Reaktionszeit, Veränderung der Strömungsverhältnisse, sowie auch durch Zusatz von beispielsweise Kohlenstaub verbessert werden.

Um in der Folge die vorgeschriebenen Abwassergrenzwerte, welche Feststoffe von maximal 50 mg/1, einen neutralen pH-Wert und Phenole in einer maximalen Menge von 0,1 mg/l vorschreiben, zu erreichen, wird anschließend an diese Adsorptionsstufe die Aufschlämmung einer vorzugsweise mehrstufigen Flockung unterworfen und nach einer Feststoffabscheidung einer Schlammentwässerung zugeführt. Die Feststoffabtrennung kann im Rahmen des Verfahrens in einfacher Weise, gegebenenfalls nach einem Eindicken durch Zentrifugieren vorgenommen werden, wobei die Feststoffabscheidung konventionelle Eindicker, Lamelleneindicker, elektrolytische Flotationszellen oder Zyklone umfassen kann. Um die Absetzgeschwindigkeiten bei der Feststoffabtrennung zu erhöhen, können als Flockungsmittel CaO, Ca(OH)₂, FeSO₄ oder Polyelektrolyte eingesetzt werden. Der Zusatz derartiger Flockungsmittel erhöht die Absetzgeschwindigkeit wesentlich, so daß die Eindickapparaturen wesentlich verkleinert werden können. Die Feststoffkonzentrierung erreicht auf diese Weise leicht Werte über300g/l und kann mehrstufig durchgeführt werden. Neben einem Zentrifugieren können selbstverständlich Scheibenfilter, Trommelfilter oder Bandpressen zum Abtrennen der Feststoffe eingesetzt werden.

Die gewonnenen Feststoffe können anschließend einer Verbrennung, insbesondere zur Erzeugung von Sattdampf, zugeführt werden, wobei der Heizwert des Feststoffes je nach Kohlentyp und Aschegehalt ca. 1800 bis 2 500 Kcal/kg beträgt. Das nach dem Abtrennen der Feststoffe verbleibende Abwasser kann je nach den Erfordernissen noch in weiteren Stufen gereinigt werden, wofür insbesondere mit Vorteil so vorgegangen wird, daß die bei der Feststoffabtrennung gewonnene flüssige Phase über ein Filter, insbesondere ein Sandfilter, geführt wird und das Spülwasser einem Flockungsreaktor zugeführt wird. Bei Sandfiltern wird üblicherweise mit Rückspüleinrichtungen gearbeitet, um Restschwebestoffe abzuscheiden und den Filter zu reinigen. Zur Verringerung des chemischen Sauerstoffbedarfes auf weniger als 100 mg Sauerstoff/I empfiehlt sich in der Folge eine Reinigung mittels Adsorberharzen, wobei eine Behandlung mit Aktivkohle, welche mit Vorteil als Endreinigungsstufe eingesetzt wird, nachgeschaltet wird. Zusätzlich sind Behandlungen mit Ionenaustauschern zur Erzeugung von Kesselspeisewasser für den Trocknungsdampf mit Vorteil verwendbar. Bei Verwendung von Adsorberharzen und/oder Aktivkohlen können die Eluate der Adsorberharze und die verbrauchte Aktivkohle gemeinsam mit dem entwässerten Schlamm der Verbrennung zur Dampferzeugung zugeführt werden. Das gereinigte Wasser kann zumindest teilweise als Spülwasser zum Sandfilter rückgeführt oder einer biologischen Reinigung zugeführt werden.

Insgesamt ergibt sich eine im Betrieb einfache und von der Wartung unproblematische Reinigung des Prozeßabwassers bei gleichzeitiger Verbesserung der Energiebilanz der Kohletrocknung.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

In der Zeichnung ist eine erfindungsgemäße Anlage diagrammatisch dargestellt. Zunächst wird Rohkohle 1 aufgegeben, wobei aus dem Kohletrocknungsreaktor 2 heißes Abwasser über eine Leitung 3 zum Überbrausen der Rohkohle zum Zwecke der Vorwärmung derselben abgezogen wird. Die überbrauste Rohkohle gelangt auf ein Sieb 4, bei welchem Feinkornanteile unter 5 Millimetern, vorzugsweise unter 1 Millimeter, abgetrennt werden und nur die Kornanteile zwischen 5 und 300 mm, bzw. 1 und 50 mm dem Kohletrocknungsreaktor 2 zugeführt werden. Der Feinkornanteil gelangt in der Folge in einen Adsorptionsreaktor 5. Dem Adsorptionsreaktor 5 können zusätzliche Adsorptionsmittel wie z. B. Aktivkohle zugeführt werden. Die aus dem Adsorptionsreaktor 5 ausgebrachte Aufschlämmung wird einem Flockungsreaktor 6 zugeführt, welchem Flockungsmittel aus einer entsprechenden Dosiereinrichtung 7 zudosiert werden. Eine neuerliche Zugabe von Flockungsmittel aus einer entsprechenden Dosiereinrichtung 7 kann in der Folge nochmals vorgenommen werden, worauf die Aufschlämmung einer Feststoffabscheidung 8 unterworfen wird. Die Feststoffe werden anschließend in eine Schlammentwässerung 9 übergeführt, wohingegen die flüssige Phase einem Sandfilter 10 aufgegeben wird. Ein Teil des aus dem Sandfilter 10 abfließenden Filtrates kann zum Rückspülen der Feststoffe aus dem Sandfilter 10 verwendet und über eine Leitung 11 dem Flockungsreaktor 6 rückgeführt werden. Ebenso kann ein Filtrat aus der Schlammentwässerung 9 über eine Leitung 22 dem Flockungsreaktor 6 zurückgeführt werden. Nach der Schlammentwässerung 9 gelangt der entwässerte Schlamm in eine Verbrennungsstufe 13, in welcher Dampf für den Kohletrocknungsreaktor 2 hergestellt werden kann. Dafür ist die Dampfleitung 14vorgesehen.

Das den Sandfilter 10 verlassende Filtrat wird einer weiteren Adsorberharz-Reinigung 15 unterworfen, anschließend kann noch eine Aktivkohle-Reinigung 16 vorgenommen werden. Die bei der Regenerierung der Adsorberharze anfallenden Eluate sowie die verbrauchte Aktivkohle können in der Folge gleichfalls in der Verbrennungsstufe 13 mitverbrannt werden, wobei das den Aktivkohlefilter verlassende flüssige Medium bereits als überaus rein bezeich net werden kann. Nach einer weiteren Behandlung über Ionenaustauscher 17, kann aus diesem Wasser auch Speisewasser für die Prozeßdampfgewinnung abgezweigt werden. Das reine Wasser kann über die Leitung 18 bereits in einen Vorfluter abgelassen werden. Über eine Ringleitung 19 kann ein Teilstrom des gereinigten Wassers nach der Feststoffabscheidung 8 dem gereinigten Wasser beigefügt werden. Der Trockenkohleaustrag 20 erfolgt vom Kohletrocknungsreaktor 2 aus. Der Ascheaustrag 21 aus der Verbrennungsanlage erfolgt aus der Verbrennungsstufe 13.

Claims

1. Verfahren zum Trocknen von wasserreichen Braunkohlen, bei welchem die zu trocknende Kohle vor einer Sattdampfbehandlung gesiebt und Feinkorn abgetrennt wird und der Siebüberlauf mit einer Körnung von kleiner 300 Millimetern mit Sattdampf behandelt und getrocknet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die zu trocknende Kohle vor dem Abtrennen von Feinkorn mit Heißwasser überbraust und vorgewärmt wird und daß der abgetrennte Feinkornanteil und das Heißwasser einer Adsorptionsstufe unterworfen werden, worauf die Feststoffe von der flüssig en Phase getrennt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit einer maximalen Korngröße von 5 Millimetern, vorzugsweise von einem Millimeter, abgetrennt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Adsorptionsstufe in einem Adsorptionsreaktor (5) vorgenommen wird, welchem gegebenenfalls zusätzlich feste Adsorptionsmittel zugesetzt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die die Adsorptionsstufe verlassende Aufschlämmung einer vorzugsweise mehrstufigen Flockung unterworfen wird und nach der Feststoffabscheidung (8) einer Schlammentwässerung (9) zugeführt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Feststoffabscheidung (8) gegebenenfalls nach einem Eindicken durch Zentrifugieren vorgenommen wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die bei der Feststoffabscheidung (8) gewonnene flüssige Phase über ein Filter, insbesondere ein Sandfilter (10), geführt wird und das Spülwasser einem Flockungsreaktor (6) zugeführt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtrat über Adsorberharz-Reinigung (15) geführtwird.

8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der entwässerte Schlamm und die bei der Regenerierung der Adsorberharze anfallenden Eluate bzw. die verbrauchte Aktivkohle einer Verbrennung zur Dampferzeugung zugeführt werden.

Hierzu 1 Seite Zeichnung
Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Trocknen von wasserreichen Braunkohlen, bei welchem die zu trocknende Kohle vor einer Sattdampfbehandlung siebt und Feinkorn abgetrennt wird und der Siebüberlauf mit einer Körnung von kleiner 300 mm mit Sattdampf behandelt und getrocknet wird.