DD271944A1 - INDIRECTLY HEATED STEAM WHEEL LAYER DRYING SYSTEM - Google Patents

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DD271944A1 DD31566488A DD31566488A DD271944A1 DD 271944 A1 DD271944 A1 DD 271944A1 DD 31566488 A DD31566488 A DD 31566488A DD 31566488 A DD31566488 A DD 31566488A DD 271944 A1 DD271944 A1 DD 271944A1
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Georg Beckmann
Walter Bellay
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Siegmund Walczak
Hubert Storch
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Orgreb Inst Kraftwerke
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine indirekt beheizte Dampfwirbelschichttrocknungsanlage. Die erfindungsgemaesse Dampfwirbelschichttrocknungsanlage dient zur Trocknung von feuchten Schuettguetern, insbesondere zur Trocknung von Rohbraunkohle, wo grosse Durchsatzleistungen erforderlich sind. Zur Homogenisierung eines grossen Wirbelbettes schlaegt die Erfindung vor, das Wirbelbett in mehrere einzelne Module, durch Anordnung von konischen Troegen im Wirbelbett, aufzuteilen. In den Troegen sind entsprechend gestaltete Rohrbuendelwaermeuebertrager mit unterschiedlichen Dampfgaengen fuer die indirekte Beheizung des Wirbelbettes angeordnet. Fig. 1The invention relates to an indirectly heated steam fluidized bed drying plant. The steam fluidized bed drying plant according to the invention is used for drying moist bottoms, in particular for drying raw brown coal, where high throughput rates are required. For the homogenization of a large fluidized bed, the invention proposes to divide the fluidized bed into several individual modules by arranging conical drums in a fluidized bed. In the troughs appropriately designed Rohrbuendelwaermeuebertrager with different Dampfgaengen for the indirect heating of the fluidized bed are arranged. Fig. 1

Description

Indirekt beheizte DampfwirbelsohiohttrocknungsanlageIndirectly heated Dampfwirbelsohiohttrocknungsanlage

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die erfindungsgemäße Dampfwirbelschichttrocknungsanlage dient zur Trocknung von feuchten Schüttgütern, insbesondere zur Trocknung von Rohbraunkohle, wo große Durchsatzleistungen erforderlich sind.The steam fluidized-bed drying plant according to the invention is used for drying moist bulk materials, in particular for drying raw lignite coal, where high throughput rates are required.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Wirbelschichttrocknungsanlagen, bei denen Wasserdampf als Wirbelraedium und als Heizmedium für die im Bereich der Wirbelschicht vorgesehenen Wärmeübertrager Verwendung findet, sind hinreichend bekannt. Characteristic of the known technical solutions fluidized-bed drying plants, in which steam is used as Wirbelraedium and as a heating medium for the intended in the field of fluidized bed heat exchanger use, are well known.

Dabei ist es auch bekannt, daß der Wirbelabdampf der Anlage nach einer Teilreinigung und/oder Verdichtung und Erhitzung wiedor als Wirbelmedium und/oder Heizdampf ganz oder teilweise im Kreislauf gefahren wird (z. B. DE OS 23 42 184? DD PS 142 086).It is also known that the Wirbelabdampf the system after a partial cleaning and / or compression and heating wiedor as whirling medium and / or heating steam is fully or partially recirculated (eg, DE OS 23 42 184? DD PS 142 086) ,

Bei der Wiederverwendung des Wirbelabdampfes als Heizmedium treten in den Wärmeübertragern Verschmutzungen und zum Teil Lufteinschlüsse auf. Insbesondere Plattenwärmeübertrager sind wegen ihres geringen inneren Querschnitts und der schlechten Reinigungsmöglichkeiten für diesen Einsatzzweck ungeeigneter als Rohrschlangenwärmeübertrager. Aber auch bei Rohrschlangenwärmeübertragern (DD PS 223 511) treten durch die vorhandenen Krümmungen Verschmutzungen und erhebliche Druckabfälle innerhalb der langen Rohrschlangen auf.When reuse of the Wirbelabdampfes as heating medium occur in the heat exchangers and some air pockets. In particular plate heat exchangers are unsuitable because of their small inner cross section and the poor cleaning options for this purpose than tube coil heat exchanger. But even with coil heat exchangers (DD PS 223 511) occur due to the existing curvatures dirt and considerable pressure drops within the long coils.

Aus der DD PS 51 590 ist es auch bekannt, bei Wirbelschichttrocknern ein liegendes, schwach geneigtes Rohrbündel, welches an den StirnsGiten fest eingewalzt ist, zu verwenden. Der Heizdampf wird über einen Verteilerkasten zugeführt, kondensiert im Rohrbündel und wird auf der anderen Seite als Kondensat über einen Sammelkasten abgeführt. Diese Art der fest eingewalzten Rohrbündel ist bei der industriellen Kohletrocknung für große Trocknungsanlagen ungeeignet, da keine Kompensationsmöglichkeiten für das Rohrbündel gegeben sind.,From DD PS 51 590 it is also known in fluidized bed dryers a lying, slightly inclined tube bundle, which is firmly rolled on the StirnsGiten to use. The heating steam is supplied via a distribution box, condenses in the tube bundle and is discharged on the other side as condensate through a collecting box. This type of firmly rolled-in tube bundles is unsuitable for large drying systems in industrial coal drying, since no compensation options for the tube bundle are given.

Ferner treten bei großen Trocknern, bei denen das Rohrbündel eine beträchtliche Länge erreichen würde, Druckverluste im Rohrbündel durch die zunehmende Kondensation des Dampfes zum Sammelkasten hin, auf, so daß am Ende des Rohrbündels die Dampfge-Furthermore, in large dryers, where the tube bundle would reach a considerable length, pressure losses in the tube bundle occur due to the increasing condensation of the vapor towards the collecting box, so that at the end of the tube bundle the steam generator

schwindigkeit gegen Null geht. Hierbei besteht die Gefahr der Flutung des Rohrbündels mit Kondensat und damit die Verringerung der Wärmeübertragungsleietung durch Kondensatunterkühlung.speed goes to zero. There is a risk of flooding of the tube bundle with condensate and thus the reduction of heat transfer leasing by condensate subcooling.

Durch die Verdampfung der Feuchtigkeit des zu trocknenden Gutes tritt im Trockner eine erhebliche Zunahme der Strömungsgeschwindigkeit in Strömungsrichtung des Wirbeldampfes auf. Um dieser, für den Trocknung?prozeß unerwünschten, Strömungsgeschwindigkeit entgegenzuwirken, ist es bekannt, den Wirbelschichttrocknungsbehälter nach oben konisch erweiternd zu gestalten (DD PS 234 918; EP O2CO716).By evaporating the moisture of the material to be dried occurs in the dryer a significant increase in the flow velocity in the flow direction of the vortex vapor. In order to counteract this flow velocity, which is undesirable for the drying process, it is known to make the fluidized-bed drying vessel widen conically upwards (DD PS 234 918, EP O2CO716).

Neben der aufwendigen Herstellung von konischen Behältern bl'eibt der Nachteil bestellen, daß im wesentlichen nur im konischen Bereich eine annähernd gleichmäßige Strömungsgeschwindigkeit erzielt wird, aber in der Mitte des Wirbelbettes die Zunahme der Strömungsgeschwindigkeit durch den auftretenden Ausdampf nicht wesentlich abgebaut werden kann. Zudem werden entsprechend der Charakteristik einer Wirbelschicht Dampfblasen in Richtung Mitte und in der Höhe der Wirbelschicht vergrößert, so daß damit weitere Faktoren gegeben sind, die die Dampfgeschwindigkeit in der Mitte der Wirbelschicht und im Oberteil gegenüber den Randzonen erheblich vergrößern.In addition to the elaborate production of conical containers bl'eibt order the disadvantage that substantially only in the conical region an approximately uniform flow rate is achieved, but in the middle of the fluidized bed, the increase in flow velocity can not be significantly reduced by the evaporation occurring. In addition, according to the characteristics of a fluidized bed, vapor bubbles are increased in the direction of the center and in the height of the fluidized bed, so that there are further factors that significantly increase the vapor velocity in the middle of the fluidized bed and in the upper part relative to the edge zones.

Dies macht sich besonders bei der industriellen Kohletrocknung, wo große Durchsatzleistungen und damit großflächige Wirbelbatten erforderlich sind, durch ein inhomogenes Wirbelbett, welche» erhebliche Leistungsverluste mit sich bringt, nachteilig bemerkbar.This is particularly noticeable in industrial coal drying, where large throughputs and thus large-scale vortex baffles are required by an inhomogeneous fluidized bed, which brings »significant power losses, disadvantageous.

Ziel der Erfindung Aim of the invention

Ziel der Erfindung ist es, die Energiebilanz bei der industriellen Trocknung von Rohbraunkohle in indirekt beheizten Dampfwirbelechicbttrocknungsanlagen zu verbessern.The aim of the invention is to improve the energy balance in the industrial drying of raw lignite in indirectly heated Dampfwirbelechicbttrocknungsanlagen.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine mit einem Rohrbündelwärmeübertrager indirekt beheizte Dampfwirbelschichttrocknungsanlage so zu gestalten, daß über der gesamten Quer-The object of the invention is to design a steam fluidized-bed drying plant which is indirectly heated with a shell-and-tube heat exchanger in such a way that over the entire cross-section

schnittsfläche und Höhe des Wirbelbettes beim Trocknungsprozeß annähernd gleichbleibende Strömungsgeschwindigkeiten erzielt werden und im Rohrbündelwärmeübertrager keine wesentlichen Druck- und WärmeVerluste des Heizdampfes auftreten. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß zum Zweck der Homogenisierung des Wirbelbettes in diesem mehrere, zum Anströmboden hin verjüngte Tröge den Trocknungsbehälter von Stirnseite zu Stirnseite durchgreifend angeordnet sind. Ih diesen Trögen ist jeweils ein der konischen Gestaltung des Troges angepaßtes Rohrbündel für die indirekte Beheizung des Wirbelbettes angeordnet. Jedes Rohrbündel ist stirnseitig mit einem Dampf- und Kondensatsammeikasten, wovon einer als Schwimmkopf zur Kompensierung der Längenausdehnung des Rohrbündels ausgebildet ist, versehen. Um Druck- und WärmeVerluste des Heizdampfes im Rohrbündelwärmeübertrager weitestgehend zu vermeiden, ist das Rohrbündel in mehreren Dairpfgängen mit sich erheblich verringernden Rohrzahlen aufgeteilt. Vorzugsweise ist jedes Rohrbündel in vier Dampfgängen mit einer sich prozentual verkleinernden Rohrzahl von 67; 22; 8; 3 aufgeteilt. Die Rohre des letzten Dampfganges sind dabei an ihren Enden mit Entlüftungsabgängen ver ahen.sectional area and height of the fluidized bed in the drying process approximately constant flow velocities are achieved and occur in the shell-and-tube heat exchanger no significant pressure and heat losses of the heating steam. According to the invention the object is achieved in that for the purpose of homogenization of the fluidized bed in this several, to the distributor plate towards tapered troughs the drying container from end to end are arranged cross-reaching. Ih these troughs each one of the conical design of the trough adapted tube bundle for the indirect heating of the fluidized bed is arranged. Each tube bundle is frontally provided with a steam and Kondensatsammeikasten, one of which is designed as a floating head to compensate for the longitudinal extent of the tube bundle. To avoid pressure and heat losses of the heating steam in the tube bundle heat exchanger as far as possible, the tube bundle is divided into several Dairpfgängen with significantly reducing numbers of tubes. Preferably, each tube bundle is in four steam cycles with a reduction in the number of tubes of 67; 22; 8th; 3 split. The pipes of the last steam cycle are ver at their ends with vent outlets ver.

Die durch die schrägen Wände der Tröge gebildeten Zwischenräume sind erfindungsgemäß als Wirbeldampfverteilungskammern ausgebildet. Dies hat den Vorteil, daß die perforierten Anströmrohre des Wirbelbodens alle mit einem gleichmäßigen Wirbeldampfdruck beaufschlagt werden und gleichzeitig die Trogwände als zusätzliche Heizflächen für die Verdampfung der Feuchtigkeit aus dem zu trocknenden Gut genutzt werden. Vorzugsweise können die unten offenen Seiten der Tröge als Anströmboden ausgebildet sein.The spaces formed by the oblique walls of the troughs are inventively designed as vortex vapor distribution chambers. This has the advantage that the perforated inflow pipes of the fluidized bed are all subjected to a uniform vortex vapor pressure and at the same time the trough walls are used as additional heating surfaces for the evaporation of moisture from the material to be dried. Preferably, the bottom open sides of the troughs may be formed as a distributor bottom.

Die Aufteilung des Wirbelbettes in mehreren Modulen durch die erfindungsgemäße Anordnung der Tröge im Wirbelbett trägt der Ausdampfung bei der Kohletrocknung Rechnung und ermöglicht ein homogenes Wirbelbett mit arr.iähernd gleichmäßigen Strömungsgeschwindigkeiten im gesaraten Wirbelbett. Neben dem Vorteil der gleichmäßigen Wirbeldampfgeschwindigkeit wird auch noch eine Reduzierung des Wirbeldampf-Voluimmstromes und damit eine Ver-The division of the fluidized bed in several modules by the inventive arrangement of the troughs in the fluidized bed contributes to the evaporation in coal drying bill and allows a homogeneous fluidized bed with arr.iähernd uniform flow rates in gesaraten fluidized bed. In addition to the advantage of the uniform vortex steam velocity, a reduction of the vortex vapor volume flow and thus a

ringerung der Antriebsenergie für dau Kreislaufgebläse durch die reduzierte Anströrabodenflache (Anströmrohre nur unter jedem Trog) erzielt.Reduction of the drive energy for dau circuit blower achieved by the reduced Ansträbrabodenflache (inflow pipes only under each trough).

Die Anzahl ier im Wirbelbett anzuordnenden Module richtet sich nach der Breite des Trocknungsbehälters und der gewünschten Höhe des Wirbelbettes. Durch die Aufteilung des Heizregisters in mehrere einzelne Module ergeben sich auch erheblich weniger Probleme bei der Herstellung, Montage und Abdichtung der Dampfund Kondensatsammelkasten, da sie bedeutend kleiner und leichter sind als ein einzelner großer Sammelkasten für das gesamte Heizregister.The number of modules to be arranged in the fluidized bed depends on the width of the drying container and the desired height of the fluidized bed. By dividing the heating register into a plurality of individual modules, there are also considerably fewer problems in the production, installation and sealing of the steam and condensate collecting boxes, since they are significantly smaller and lighter than a single large collecting box for the entire heating coil.

Ausführungsbeispielembodiment

Die vorliegende Erfindung soll an Hand der Zeichnungen Figur 1 und Figur 2 erläutert werden.The present invention will be explained with reference to the drawings Figure 1 and Figure 2.

Die Figuren zeigen Schnitte durch den Trocknungsbehälter i,in . den Rohfeinkohle der Körnung 0 bis 6 mm in einer indirekt mit Dampf beheizten Wirbelschicht getrocknet werden soll. Das zu trocknende Gut wird von oben über einen Rohfeinkohleeintrag 2 in die Wirbelschicht eingetragen. Die getrocknete Kohle verläßt den Trockner über den Trockenkohleaustrag 3· Das Wirbelmedium wird durch die unterhalb der Heizrohre 6 des Rohrbündelwärmeübertragers quer zu diesen liegenden perforierten Anströmrohre 4 in jeden Trog 12 des Wirbelschichtapparates eingeblasen. Der Zwischenraum zwischen den nach unten verjüngten Trögen 12 dient als Wirbeldampfverteilungskammer 5 für das Wirbelmedium. Die Heizrohre 6 sind in den Trögen 12 so angeordnet, daß sie eine regelmäßige Teilung des Heizregisters ergeben und münden in einen außenliegenden Dampf-/Kondensatsammeiraum 9 und in einen als Schwimmkopf 10 ausgebildeten Dampf-/Kondensatsammelraum, der in der Wirbelschicht liegt. Zur Abstützung der Heizrohre 6 werden diese an entsprechenden Abständen durch Lochbleche 11 geführt. Die Zuführung des Heizdampfes erfolgt über den Stutzen 7 und die Abführung des Heizdampf-Kondensates über den Stutzen 8. Die Aufteilung des Rohrbündels in einzelne Daiapfgänge ist in der Zeichnung nicht dargestellt. Dies erfolgt durch Unterteilung der Dampf-/Kondensatsaramelkästen 9 und 10 in ent-The figures show sections through the drying container i, in. The raw fine grain of 0 to 6 mm grain size should be dried in a fluidized bed indirectly heated with steam. The material to be dried is introduced from above via a raw coal entry 2 in the fluidized bed. The dried coal leaves the dryer via the Trockenkohleaustrag 3 · The fluidizing medium is blown through the below the heating tubes 6 of the Rohrbündelwärmeübertragers transverse to these lying perforated flow tubes 4 in each trough 12 of the fluidized bed apparatus. The space between the downwardly tapered troughs 12 serves as vortex vapor distribution chamber 5 for the fluidizing medium. The heating pipes 6 are arranged in the troughs 12 so as to give a regular division of the heating register and open into an external steam / Kondensatsammeiraum 9 and trained as a floating head 10 steam / Kondensatsammelraum, which is located in the fluidized bed. To support the heating pipes 6, these are guided at corresponding intervals through perforated plates 11. The supply of the heating steam via the nozzle 7 and the discharge of the heating steam condensate through the nozzle 8. The distribution of the tube bundle in individual Daiapfgänge is not shown in the drawing. This is done by dividing the steam / condensate macaroon boxes 9 and 10 into

SMSM

sprechend unterschiedlich großen Kammern mit Überstrb'rakanälen von der jeweils vorgelagerten größeren zur nächsten nachgeordneten kleineren Kammer. Die Rohre des letzten Dampfganges sind an ihren Enden mit Entlüftungsabgängen versehen.speaking different sized chambers with Überstrb'rakanälen from the respective upstream larger to the next downstream smaller chamber. The pipes of the last steam are provided at their ends with ventilation outlets.

Claims (4)

Patentansprücheclaims 1. Indirekt beheizte Dampfwirbelschichttrocknungsanlage zur Trocknung von feuchten Schüttgütern, .insbesondere zerkleinerter Rohbraunkohle, bestehend im wesentlichen aus einem mit Eintrag, Austrag und Anatrömboden versehenen Trocknungsbehälter, bei dem im Bereich des Wirbelbettes ein mit Verteiler- und Sammelkasten versehenes, mit Dampf beheiztes Rohrbündel angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Wirbelbettes mehrere, zum Anströmboden hin verjüngte, Tröge don Trocknungsbehälter von Stirnseite zu Stirnseite durchgreifend angeordnet sind, in denen jeweils ein stirnseitig mit Dampf- und Kondensatsammeikasten, wovon einer als Schwimmkopf ausgebildet ist, versehenes Rohrbündel so angeordnet ist, daß das jeweilige Rohrbündel der konischen Geotaltung des Troges angepaßt ist und in mehreren Darapfgängen mit sich erheblich verringernden Rohrzahlen aufgeteilt ist und daß die zwischen den einzelnen Trögen gebildeten Zwischenräume als WirbeldampfVerteilungskammern ausgebildet sind.1 . Indirectly heated steam fluidized-bed drying plant for drying moist bulk materials, in particular comminuted raw lignite, consisting essentially of a provided with entry, discharge and Anatrömboden drying container in which in the field of fluidized bed with a distributor and collecting box provided, steam-heated tube bundle is arranged, characterized characterized in that in the region of the fluidized bed, to the distributor plate towards tapered troughs drying container from end to end side are arranged cross-through, in each of which a front side with steam and Kondensatsammeikasten, one of which is designed as a floating head, provided tube bundle is arranged so that the respective tube bundle is adapted to the conical Geotaltung the trough and is divided into several Darapfgängen with significantly decreasing numbers of tubes and that the spaces formed between the individual troughs as vortex vapor distribution chambers are formed. 2. Indirekt beheizte Dampfwirbelschichttrocknungsanlage np.ch Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Seite der Tröge als Anströmboden ausgebildet ist.2. Indirectly heated steam fluidized bed drying plant np.ch claim 1, characterized in that the lower side of the troughs is designed as a distributor bottom. 3. Indirekt beheizte Dampfwirbelschichttrocknungsanlage nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrbündel in vier Dampfgängen mit einer sich prozentual verkleinernden Rohranzahl von 67} 22; 8 t 3 aufgeteilt ist.3. Indirectly heated steam fluidized bed drying plant according to claim 1 and 2, characterized in that the tube bundle in four steam cycles with a percentage shrinking number of tubes of 67} 22; 8 t 3 is split. 4· Indirekt beheizte Dampfwirbelschichttrocknungsanlage nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre des letzten Dampfganges an ihren Enden mit Entlüftungsabgängen versehen sind.4 · Indirectly heated steam fluidized bed drying plant according to claim 1 to 3, characterized in that the tubes of the last steam are provided at their ends with venting outlets. Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.For this 2 sheets of drawings.
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