DD261203A1 - Verfahren zur kontinuierlichen trocknung von wasserhaltigen schuettguetern - Google Patents

Abstract

Bei einem Verfahren zur kontinuierlichen Trocknung von Schüttgütern in einem dreh- und beheizbaren Trockner 4 entnimmt man am Einlauf 3 und/oder Auslauf 16 des Schüttgutes 1 bzw. 12 am Trockner 4 in kurzen Zeitabständen oder kontinuierlichen Proben 18, 23 einer vorbestimmten Kornfraktion des Schüttgutes, deren Feuchtigkeitsgehalt dem Feuchtigkeitsgehalt der Gesamtheit alles das Schüttgut bildenden Fraktionen entspricht, bestimmt deren Wassergehalt und regelt anhand dieses Maßwertes die Drehzahl 9 oder den Durchsatz des Heizmediums 13 am Trockner 4. Die Proben 18,23 werden mit Hilfe einer Saugeinrichtung 17,22 entnommen, die einen Vorfilter und einen Siebeinsatz aufweist und an eine Einrichtung 19,24 zur Messung des Feuchtigkeitsgehaltes der entnommenen Probe angeschlossen ist. Fig. 1.{Verfahren, kontinuierliche Trocknung, Schüttgüter, Trockner, Proben, Kornfraktion, Messwert, Drehzahl, Durchsatz, Heizmedium}

Description

Verfahren zur kontinuierlichen Trocknung von wasserhaltigen Schüttgütern

Anwendungsgebiet der Erfindung:

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Trocknung von wasserhaltigen Schüttgütern, die aus Bestandteilen mit unterschiedlichen Korngrößen bestehen, wobei die Restandteile unterschiedlicher Korngröße unterschiedliche Wassergehalte aufweisen, in einem Trockner.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen: Das Trocknen von Schüttgütern mit den vorgenannten Eigenschaften ist schwierig, da während des Trocknungsvorganges im allgemeinen keine Vergleichmäßigung des Wassergehaltes der einzelnen Kornfraktionen stattfindet. Vielmehr enthalten die unterschiedlichen Kornfraktionen nach dem Trocknen des Schüttgutes, das normalerweise immer noch eine merkliche Restfeuchte aufweist, unterschiedliche Restfeuchtigkeitsgehalte, so daß der gewünschte Restfeuchtegehalt des Gesamt-Schüttgutes nach der Trocknung sich darstellt als der gewichtete Mittelwert des Restfeuchtegehaltes aller Kornfraktionen. Bei vielen Anwendungsfällen reicht es aus, beim Trocknungsvorgang diesen Mittelwert einzuhalten. Die Tatsache, daß innerhalb des getrockneten Schüttgutes die Feuchtigkeitsgehalte der einzelnen Fraktionen von diesem Mittelwert abweichen, stellt für die weitere Verarbeitung des Schüttgutes keine wesentliche Beeinträchtigung dar. Dies gilt z. B. für das Trocknen von Braunkohle, die für nachgeschaltete Verarbeitungsvorgänge, beispielsweise Staubmahlung, Brikettieren, Verflüssigen oder Vergasen,

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auf einen Feuchtigkeitsgehalt gebracht werden muß, der merklich geringer ist als der Ausgangsfeuchtigkeitsgehalt. Die dabei zu trocknenden Massen sind so groß, daß sie nur in einem kontinuierlichen Trocknungsverfahren behandelt werden können. Dabei ergibt sich die Notwendigkeit, den Trocknungsvorgang so zu beeinflussen, insbesondere zu regeln, daß der vorerwähnte Mittelwert des Feuchtigkeitsgehaltes des getrockneten Schüttgutes auch über sehr lange Zeiträume, ggf. Tage und Wochen, nur geringfügig schwankt.

Die Möglichkeit, dem Schüttgut am Einlauf und/oder Auslauf des Trockners kontinuierlich oder in kurzen Zeitabständen Proben zu entnehmen, deren Feuchtigkeitsgehalt in möglichst kurzer Zeit zu bestimmen, und in Abhängigkeit von den festgestellen Feuchtigkeitsgehalten den Trocknungsvorgang zu beeinflussen, begegnet bestimmten Schwierigkeiten. Diese bestehen darin, daß die entnommenen Proben nur dann einen ausreichend genauen Rückschluß auf den Feuchtigkeitsgehalt des Schüttgutes zulassen, wenn die Kornzusammensetzung der Probe und damit auch die Anteile an Körnungsfraktionen mit unterschiedlichen Feuchtigkeitsgehalten genau der Zusammensetzung des Schüttgutes entsprechen. Es ist jedoch außerordentlich schwierig, die Proben so zu entnehmen, daß die genannte Voraussetzung immer erfüllt ist, so daß eine Regelung des Trocknungsvorganges unter Zugrundelegung der anhand dieser Proben festgestellten Feuchtigkeitswerte nicht zu optimalen Ergebnissen führt.

Eine Einrichtung zur Probeentnahme wird beispielsweise in der DE-OS 30 01 704 beschrieben. Sie ist mit einer Saugeinrichtung versehen, mit deren Hilfe eine Staubprobe zunächst durch einen Vorfilter mit einer vorgegebenen Maschenweite angesaugt wird. Die Einrichtung ist innen mit einem koaxial angeordneten Siebeinsatz versehen, dessen Länge und Durchmesser mit der Maschenweite so abgestimmt sind, daß

alle Staubteilchen, die größer als die Maschenweite des Filters sind, einem Staubsammelbehälter zugeführt werden. Die kleineren Staubteilchen dagegen werden durch die Maschen des Filtereinsatzes abgesaugt. Die bekannte Einrichtung dient zur Bestimmung des Magnetit- und Phosphorgehalts von Eisenerzen. Anhand der ermittelten,Analysenwerte wird eine Anlage zur Erzgewinnung gesteuert.

Ziel der Erfindung:

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, das Trocknungsverfahren der einleitend beschriebenen Art so durchzuführen, daß der gewünschte Restfeuchtegehalt des getrockneten Schüttgutes in engen Grenzen, also ohne große Schwankungen eingehalten werden kann, um so auch über längere Zeiträume einen möglichst gleichbleibenden Trocknungsgrad des Schüttgutes zu erreichen. Der dazu nötige Aufwand soll sowohl bezüglich der erforderlichen Investitionen als auch der betrieblichen Anwendung gering sein.

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Darlegung des Wesens der Erfindung:

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, daß am Einlauf und/oder am Auslauf des Trockners, beispielsweise eines Teller-, Röhren- oder Wirbelschichttrockners, in kurzen Zeitabständen oder kontinuierlich Proben einer vorbestimmten Kornf rakt ion(Leitfraktion) des Schüttgutes entnommen werden, deren durchschnittlicher Wassergehalt übereinstimmt mit dem durchschnittlichen Wassergehalt des von der Gesamtheit aller Kornfraktionen gebildeten Schüttgutes, und der Wassergehalt dieser vorbestimmten Kornfraktion festgestellt und anhand des erhaltenen Wertes der Trocknungsvorgang beeinflußt wird.

Die Anwendung der erfinderischen Lehre setzt somit voraus, daß innerhalb des Körnungsspektrums des zu trocknenden Schüttgutes eine möglichst schmale Fraktion vorhanden ist, deren Feuchtigkeitsgehalt dem Durchschnittsfeuchtigkeitsgehalt der Gesamtheit aller Fraktionen des Schüttgutes entspricht, so daß sie bezüglich des Feuchtigkeitsgehaltes als Leitfraktion für das Gesamtschüttgut dienen kann. Weiterhin ist es erforderlich, daß die Möglichkeit besteht, Proben dieser Fraktion kontinuierlich oder in kurzen Abständen aus dem Schüttgutstrom herauszunehmen. Die erstgenannte Voraussetzung, also das Vorhandensein einer Körnungsfraktion, deren Wassergehalt dem Durchschnittswassergehalt aller Fraktionen des Schüttgutes entspricht, ist in sehr vielen Fällen, insbesondere bei Braunkohle, erfüllt. Das Auffinden dieser Fraktion ist durch einfache Untersuchungen möglich. Bezüglich der zweiten Voraussetzung sieht die Erfindung die Möglichkeit vor, die Proben unter Verwendung einer Saugeinrichtung zu entnehmen, die einen Vorfilter und einen Sieb-und/oder Schäleinsatz aufweist und an einer Einrichtung zur Feststellung des Wassergehaltes angeschlossesn ist. Letztere kann beispielsweise über die

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Bestimmung der Dielektrizitätskonstanten und/oder der elektrischen Leitfähigkeit der entnommenen Probe erfolgen. Zur Bestimmung des Wassergehaltes können aber auch radiometrische Meßverfahren oder solche Verfahren benutzt werden, bei denen die Probe mit Mikrowellen bestrahlt wird. Selbstverständlich ist auch die Wassergehaltsermittlung durch Wägung und Trocknung möglich, wenn die Ergebnisse schnell genug verfügbar sind.

Eine Einrichtung gemäß DE-OS 30 01 704 ist auch verwendbar zur Entnahme einer bestimmten Fraktion aus einem Schüttgutstrom, der einem Trockner zugeführt wird oder diesen verläßt. In jedem Fall ist es zweckmäßig, die Saugeinrichtung zur Entnahme der Probe in unmittelbarer Nähe des Schüttgutstromes anzuordnen, beispielsweise oberhalb eines Förderers, auf welchem das Schüttgut transportiert wird. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Saugeinrichtung der Wurfparabel zuzuordnen, die sich einstellt, wenn das Schüttgut von einem Förderer auf einen anderen Förderer übergeben wird. Weiterhin kann die Saugeinrichtung am Ausgang des Trockners angeordnet werden. In jedem Fall wird es zweckmäßig sein, die Anordnung so zu treffen, daß die Saugeinrichtung zur Vermeidung von übermäßigem Verschleiß nicht in den Schüttgutstrom eindringt, diesem jedoch unmittelbar benachbart ist.

Ausführungsbeispiele:

Im folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand eines in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 im Schema eine Anlage zur Trocknung von Rohbraun

kohle, Fig. 2 die graphische Darstellung des Wassergehaltes in

der Leitfraktion und der Gesamtfraktion der ge-

getrockneten Rohbraunkohle.

Die auf eine Korngröße von 0 - 5 mm vorgebrochene Rohfeinkohle 1 wird aus einem Bunker 2 über einen Förderer 3 einem Röhrentrockner 4 zugeführt. Dieser ist unter Abstützung von Lagern 5 und 6 um seine Längsachse drehbar gelagert. Innerhalb des Gehäuses des Röhrentrockners 4 sind mehrere Rohre 7 angeordnet, die parallel zur Längsachse 8 des Röhrentrockners verlaufen. Letzterer wird durch einen Antrieb 9 über ein Vorgelege 10 kontinuierlich um seine Längsachse 8 gedreht. Die Rohfeinkohle 1 wird über eine Aufgabetrichter 11 kontinuierlich in die Rohre 7 eingegeben, die sie nach Passieren der Rohre als Trockenkohle 12 verläßt. Als Trocknungsmedium dient Dampf 13, der dem Trockner 4 am oberen Ende seiner Drehachse8 in Höhe des Lagers 5 zugeführt wird. Beim Passieren des Trockners gibt der,Dampf seine Wärme an die Rohre 7 und die darin befindliche Braunkohle ab. Er verläßt den Trockner 4 an dessen anderem Ende (nicht dargestellt). Innerhalb des Trockners 4 umströmt der Dampf 13 die Rohre. Die dadurch bewirkte Aufheizung der innerhalb der Rohre 7 befindlichen Kohle führt dazu, daß das in letzterer gebundene Wasser verdampft. Es tritt als sogenannter Brüden 14, also in Form von Wasserdampf, aus dem Trockner 4 aus. Die Brüden 14 werden über einen Kamin 15 ins Freie geführt. Die getrocknete Kohle wird auf einen Förderer 16 gegeben, der sie zum Ort der weiteren Verarbeitung führt.

Dem die Rohbraunkohle 1 dem Trockner 4 zuführenden Förderer 3 ist eine Absaugeinrichtung 17 zugeordnet, mittels welcher absatzweise Proben 18 aus der Rohfeinkohle 1 entnommen werden. Der Absaugeinrichtung 17 ist eine Meßeinrichtung 19 nachgeschaltet, die über eine Leitung 20 mit einem Regler 21 verbunden ist.

Dem die den Trockner 4 verlassende Trockenkohle 12 aufnehmenden Förderer 16 ist ebenfalls eine Absaugeinrichtung 22 zugeordnet, die aus der Trockenkohle 12 Proben 23 entnimmt und in einer nachgeschalteten Meßeinrichtung 24 analysiert. Letztere ist über eine Leitung 25 ebenfalls mit dem Regler 21 verbunden.

Entsprechend der in der Meßeinrichtung 19 ermittelten Feuchtigkeit der Probe 18 gibt der Regler 21 ein Signal entweder an den Antrieb 9 für den Trockner 4 oder an einen Stellmotor 26 für einen Schieber 27, über welchen die Dampfzufuhr zum Trockner 4 beeinflußt wird. Mit dem Antrieb 9 ist der Regler 21 über einen Ausgang 28 und mit dem Stellmotor 26 über einen Ausgang 29 verbunden.

Beim Betrieb der Anlage kann die Anordnung so getroffen sein, daß nur die Absaugeinrichtung 17 mit der Meßeinrichtung 19 mit dem Regler 21 verbunden ist und über diesen den Antrieb 9 und/oder den Stellmotor -26 beeinflußt. Es wird normalerweise zur Erzielung des angestrebten Effektes jedoch zweckmäßiger sein,, die Meßeinrichtung 24 der Absaugeeinrichtung 22 mit dem Regler 21 zu verbinden und in Abhänqigkeit über die bei der Leitfraktion der Trockenkohle

festgestellten Werte Antrieb 9 und/oder Stellmotor 26 zu beeinflussen. Es ist auch möglich, während des . Betriebes sowohl Meßeinrichtungen 19 als auch Meßeinrichtung 24 mit dem Regler 21 zu verbinden, so daß die Meßergebnisse beider Meßeinrichtungen 19 bzw. 24 zur Beeinflussung de^-s Trocknungsvorganges verwendet werden. Letzteres wird insbesondere dann vorteilhaft sein, wenn der Feuchtigkeitsgehalt der Rohbraunkohle 1 merklichen Schwankungen unterliegt. Durch die Meßeinrichtung 19 festgestellte Änderungen des Feuchtigkeitsgehaltes können dann bereits berücksichtigt werden, wenn die Kohle in den Trockner eintritt, so daß der Trocknungsvorgang frühzeitig an Feuchtigkeitsschwankungen der Rohbraunkohle 1 angepaßt werden kann und letztere sich auf den Restfeuchtigkeitsgehalt der getrockneten Kohle 12 nicht oder nur in geringem Umfange auswirken.

Das erfindungsgemäße Verfahren wurde in einer Brikettfabrik angewandt. In der Fabrik war die Rohfeinkohle auf Korngrößen zwischen 0 und 5 mm vorgebrochen· Diese Rohfeinkohle wurde in mehrere Korngrößenbereiche (Fraktionen) unterteilt und analysiert. Dabei wurden jeweils zwei unterschiedliche Proben 1 und 2 entnommen und untersucht. Zunächst erfolgte die Siebanalyse für beide Proben" 1 und 2 entsprechend den Spalten 1 , 2 der beigefügten Tabelle A. Einhergehend mit der Siebanalyse wurde der Wassergehalt beider Proben entsprechend den Spalten 3, 4 bestimmt. Es ergab sich ein durchschnittlicher Wassergehalt der Gesamtfraktion 0 - 5 mm der Rohfeinkohle in der Größenordnung von vi-ij, 57%. Dieser durchschnittliche Wassergehalt entsprach mit W ' hinreichender Genauigkeit dem Wassergehalt einer vorher festgelegten Leitfraktion der Rohfeinkohle zwischen 1,0 und 2,0 mm.

Desweiteren wurden mehrere Proben Trockenbraunkohle hinter einem Röhrentrockner entnommen und in der gleichen Weise analysiert. Die Ergebnisse sind in Tabelle B zusammengefaßt. Ein Vergleich der Siebanalysen zeigte dabei zunächst eine Verschiebung der Kornfraktionen zu denkleineren Anteilen hin, was auf einen Zerfall der Kohlekörner infolge der Trocknung und der gegenseitige Reibung zwischen den Kohlekörnern während der Trocknung schließen läßt.

Noch aufschlußreicher sind demgegenüber die Bestimungen der Wassergehalte. Bei den Proben 1 und 2 besteht eine gute Korrelation der durchschnittlichen Wassergehalte der Gesamtfraktion zur jeweiligen Leitfraktion.

In Bezug auf die vorliegende Erfindung wird deutlich, daß der vorher zu treffenden Auswahl einer in Bezug auf das zu trocknende Schüttgut geeigneten Leitfraktion eine besondere Bedeutung zukommt.

Die Fig. 2 zeigt die Versuchsergebnisse, die an der Trockenbraunkohle erhalten wurden. Hier wurden die Werte der Leitfraktion jeweils über den. zugehörigen Werten der Gesamtfraktion eingetragen. Bei den untersuchten Proben konnte eine hohe Übereinstimmung zwischen dem Wassergehalt der einzelnen Proben der Gesamtfraktion und der gefundenen Leitfraktion von 1 - 2 mm, die durch Siebung unmittelbar nach der Probennahme in der Fabrik erhalten wurde, festgestellt werden.

Die Auswahl der Leitfraktion erfolgt mit Hilfe des Vorfilters und des Siebeinsatzes der eingangs beschriebenen, bekannten Absaugeinrichtung. Liegt die Leitfraktion einmal fest, so kann das erfindungsgemäße Verfahren im Rahmen des angegebenen Regelkreises mit hinreichend guter Genauigkeit durchgeführt werden. Üblicherweise wird man über die

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Absaugeinrichtungen 17 bzw. 22 laufend Staubproben 18 bzw. 23 aus dem Schüttgut 1 bzw. 12 entnehmen in einer Menge, die von den nachgeschalteten Meßeinrichtungen 19 bzw. 24 bewältigt werden kann und die_ausreicht, Regelsignale 20 bzw. 25 zur Eingabe an den Regler 21 zu erhalten. Neben der kontinuierlichen Entnahme von Proben 18 bzw. 23 kann deren Entnahme in kurzen Zeitabständen zwischen 1 und 10 s im Falle der Trocknung von Braunkohle ebenfalls ausreichen.

Claims (4)

1. Erfindunganspruch:

   1 . Verfahren zur kontinuierlichen Trocknung von wasserhaltigen Schüttgütern, die aus Bestandteilen mit unterschiedlichen Korngrößen bestehen, wobei die Bestandteile mit unterschiedlichen Korngrößen unterschiedliche Wassergehalte aufweisen, in einem Trockner, dadurch gekennzeichnet, daß am Einlauf und/oder am Auslauf des Trockners in kurzen Zeit abständen oder kontinuierlich Proben einer vorbestimmten Körnfraktion des Schüttgutes entnommen werden, deren durchschnittlicher Wassergehalt übereinstimmt mit dem durchschnittlichen Wassergehalt des von der Gesamtheit aller Kornfraktionen gebildeten Schüttgutes, und der Wassergehalt dieser vorbestimmten Kornfraktion festgestellt und anhand des erhaltenen Wertes der Trocknungsvorgang geregelt wird.
2. 2. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Proben unter Verwendung einer Saugeinrichtung entnommen werden, die einen Vorfilter und einen Sieb- und/oder Schäleinsatz aufweist und an eine Einrichtung zur Peststellung des Wassergehaltes angeschlossen ist.
3. 3. Verfahren nach Punkt 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Proben unmittelbar aus dem Massenstrom des ungetrockneten und/oder getrockneten Schüttgutes entnommen werden.
4. 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Punkte, dadurch gekennzeichnet, daß der Wassergehalt von Stein-oder Braunkohlen sowie Torf oder anderen, niedrig entkohlten oder künstlich erzeugten Brennstoffen bestimmt wird.