DD281237A5

DD281237A5 - Anordnung zur Trocknung wasserhaltiger fester Brennstoffe, insbesondereRohbraunkohle

Info

Publication number: DD281237A5
Authority: DD
Publication date: 1990-08-01

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Trocknung wasserhaltiger fester Brennstoffe, insbesondere Rohbraunkohle fuer Dampfkessel. Dies wird erfindungsgemaesz dadurch erreicht, dasz die Trocknungskammer als druckaufgeladener Schuettungsschachttrockner (4) mit Membranrohrwaenden fuer indirekten Waermeaustausch ausgefuehrt ist, wobei in seinem Kopfteil eine Bruedenabfuehrung (21) mit darunter befindlichen Dampfduesen (15) sowie eine Filterwand (16) und an seinem Fuszteil ein Auflockerungssystem (17) angeordnet ist und die Bruedenabfuehrung (21) neben der Verbindung mit dem Verbrennungsluft- (6) und Speisewasservorwaermer (7) des Dampfkessels (10) mit einem Kohlefoerderer und -vorwaermer (1) gekoppelt ist. Fig. 2{Rohbraunkohle; Trocknung; Bruedendampf; Speisewasservorwaermung; Luftvorwaermung; Kohlevorwaermung; Schuettungsschachttrockner; Bruedenabfuehrung; Dampfduesenanordnung; Filterwand; Auflockerungssystem; Zellenradschleuse; Heizflaechenpaket}

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Trocknung wasserhaltiger fester Brennstoffe, insbesondere Rohbraunkohle für einen Dampfkessel.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Zu r vollständigen Rückgewinnung der zur Trocknung feuchter Rohkohlen aufzubringenden Energie vornehmlich durch Nutzung der Brüdenkondensationswärme ist die Verfahrensstufenkombination von Dampf-Wirbelschicht-Trocknung, elektrischer Brüdenentstaubung und Brüdenrückverdichtung mit elektrischem Antrieb bekannt (DD 141344, DD 142086, Prospekt des 'fE/ZRE IM/339 LG 28/157/83 „Trocknung mit vollständiger Wärmerückgewinnung").

Zum Stand der Technik gehören weiterhin auch Vorschläge zur Kopplung der Dampfwirbelschicht- und anderer Trockner mit Abdampfturbinen (WP 334082), mit Wärmetauschern zur Erzeugung von Niederdruckdampf, der zur Leistungssteigerung der Hauptturbine zurückgeführt wird oder auch zur Kopplung an Kreisprozesse mit organischem Wäremträgermedium - ORC -. Bekannt sind auch Lösungen zur Kohleteilstromtrocknung für Kondensationskraftwerksblöcke, bei der die Einbindung der Brüdenwärme aufgrund des relativ geringen Temperaturniveaus von etwa 95°C ins Maschinenkondensat erfolgt (Projekt der Trockenstauberzeugung im Kraftwerk Hagenwerder) oder auch Lösungen einer kombinierten Trocknung mit Rauchgasen als Wirbaimedium (Absenkung des Wasserdampfpartialdruckes) und dampfbeheizten Tauchheizflächen, wobei wieder ganz auf die Brüdenwärmenutzung verzichtet wird.

Mit Aui nähme der Brüdenrückverdichtung sind alle anderen Verfahrensvorschläge mit dem Mangel des Verlustes oder einer nur teilweisen Nutzung der Brüdenwärme und insbesondere der Brüdenkondensationswärme behaftet, wenn von dem trivialen Fall der Brüdenwärmen jtzung für die Wärmeversorgung Dritter abgesehen wird.

Die Brüdenrückverdichtung selbst besitzt als erheblichen Nachteil die mit der Verdichtung einhergehende (und für den Trocknungsprozeß zucJem unerwünschte) Brüdenübe.-hitzung und den damit erforderlichen hohen Leistungsbedarf für den Verdichterantrieb sowie den damit verbundenen höht η apparatetechnischen Aufwand für Entstaubung und Verdichtung der in Dampfwirbelschichten gewonnenen Brüden. Ein weitarer Nachteil insbesondere im Zusammenhang mit der erforderlichen Steigerung der Trocknerleistung ist die beim Dampfwirbelschicht-Prinzip erfolgende Rohkohlevorwärmung im Trocknungsapparat selbst.

Im WP 232338 und WP 260979 wurde die Vorwärmung der Rohkohle zumindest teilweise aus dem Trockner herausgenommen und zur Steigerung der Trocknungsleistung ausgenutzt. Ein der nachfolgenden Erfindung naheliegendes Prinzip ist auch aus DE-PS 3039012 bekannt; hier werden organische Feststoffe, z. B. auch Braunkohlen, unter Verwendung von Wasserdampf in einem Autoklaven bei überatmosphärischem Druck m'.t einer Vorstufe zum Erwärmen des Gutes getrocknet. Nach DD-PS 221 257 wird ein nahezu luftfreier Brüden am Röhrentrockner erzougi, indem eine Zuführung von überhitztem Dampf in der Form überhitzten Brüdens mit annähernd Luftdruck anstelle von Luft zu den Trocknerrohren erfolgt. Die Anordnung zur Ausübung dieses Verfahrens basiert jedoch ebenfalls auf der Rückverdichtung c"es zuvor entstaubten Brüdens und ist deshalb apparatetechnisch sehr aufwendig, wenn auch hier auf eine Einspritzung nach polytror er Brüdenverdichtung verzichte' und dieser Brüden im überhitzten Zustand als Sekundär-Frischdampf einem weiteren Kohlevortrockner oder -nachtrockner zugeführt wird.

Ziel dor Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, den Energieinhalt des Brüdens vollständig zu nutzen, der bei einer in den Kraftwerksprozeß integrierten Kohletrocknung entsteht.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zu entwickeln, die eine Vollstrom-Rohkohletrocknung für „reino" Kondensationskraftwerke gewährleistet, dabei die Brüdenkondensationswärme vollständig ausnutzt und weder eine Brüdenrückverdichtuny noch eine separate elektrische Brüdenentstaubung als aufwendige Baugruppen beinhaltet. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Trocknungskammer als druckaufgeladener Schüttungsschachttrockner mit Membranrohrwänden für einen indirekten Wärmeaustausch ausgeführt ist, wobei in seinem Kopfteil eine Brüdenabführung mit einem darunter befindlichen Düsensystem sowie eine Filterwand und an seinem Fußteil ein Auflockerungssystem angeordnet ist und die Brüdenabführung neben der Verbindung mit dem Speisewasser- und Luftvorwärmer des Dampfkessels mit einem Kohleförderer und -vorwärmer gekoppelt ist.

Die feuchte Rohkohle wird in einem mit Membranrohrwänden als Heizflächen versehenen und mit Anzapfdampf als Heizdampf von der Hauptturbine versorgten Schüttungsschacht getrocknet und der dabei entstehende Brüden beim Austritt in den Brüdenkanal - also beim Verlassen des Trockners- mittels dampfabreinigbarer Filterwand entstaubt, da die Staubbeladung der Brüden im Trocknerkopf z. B. im Vergleich zur Danpf-Wirbelschicht wesentlich geringer ist.

Durch periodische Beaufschlagung dieser Filterwand mit Dampf entgegen der Brüdenströmungsrichtung wird diese abgereinigt.

Erfindungsgemäß wird weiter der Druck im Trockner bis zu vier bar über Atmosphärendruck angehoben und die Rohkohlevorwärmung von dor eigentlichen Trocknung räumlich/apparatetechnisch getrennt und dafür bereits ein Teil der verfügbaren Brüdenkondensationswärme eingesetzt. Ein zweiter Teil der verfügbaren Kondensationswärme wird erfindungsgemäß eingesetzt für die Vorwärmung der Verbrennungsluft in einer mit der Drucktrocknung zusammenhängenden Weise, die wesentlich über den Ersatz des bisherigen Kaloriferenbetriebes hinausreicht. Nur die restliche noch verbleibende Brüdenkondensationswärme dient bei ebenfalls verbessertem Temperaturniveau (bis 15O⁰C, der Vorwärmung von Speisewasser (Ersatz eines Hochdruckvorwärmers durch einen Vorwärmer mit Brüdenkondensation) und zur Teilstromvorwärmung von Hauptmaschinenkondensat, so daß die regenerative und zumeist optimal gestaltete Speisewasservorwärmung nicht nennenswert negativ beeinflußt wird.

Ausführungsbaispiel

Nachstehend soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Dabei zeigt:

Fig. 1: die Wärmeschaltung eines Kondensationskrahwerksblockes mit integrierter Kohlevollstromtrocknung Fig.2: den Prinzipaufbau des druckaufgeladenen Kohletrockners.

Der Kohleförderer und -vorwärmer 1 ist über die Schurre 2 und die druckfeste Zellenradschleuse 3 mit dem Schüttungsschachttrockner 4 verbunden (Fig. 1). Der Schüttungsschachttrockner 4 ist mit einem Heizflächenpaket 5 ausgestattet. Der Brüden aus dem Schüttungsschachttrockner 4 wird in den Kohleförderer- und -vorwärmer 1, in den Luftvorwärmer 6 und in den Speisewasservorwärmer 7 geleitet. Die Trockenkohle gelangt über die druckfeste Zellenradschleuse 8, das Fördersystem 9 in den Dampfkessel 10. Der Kohleförderer und-vorwärmer 1, der Luftvorwärmer 6 und der Speisewasservorwärmer 7 sind über die Sammelleitung 11 mit dem Entspanner 12 und dem Wasser-Wasser-Wärmetauscher 13 verbunden. Der Entspanner 12 ist mit dem dampfkondensierenden Kondensator 14 und mit dem Brüdenkondensat kühlenden Wärmetauscher 13 gekoppelt. Im Schüttungsschachttrockner 4 sind die Dampfdüsen 15 zur bedarfsweisen Abreinigung der Gewebefilterwände 16, die Brüdenabführung 21 und das Auflockerungssystem 17 angeordnet.

Bezug genommen wird im Beispiel auf die Trocknung von Rohbraunkohle - als Rohfeinkohle vorliegend - mit Wassergehalten zwischen 50 und 60%.

Im kombinierten Kohleförderer und -vorwärmer 1 erfolgt die Vorwärmung der Rohfeinkohle soweit, daß gerade noch kein Kohlewasser verdampft. Hier wird die Rohfeinkohle als Wärmesenke genutzt, um einen Teil des an dor Gewebefilterwand 16 entstaubten Brüdens zu kondensieren und eine erste etwa 15- bis 18%ige Rückgewinnung der Verdampfungswärme zu garantieren.

Über eine druckfeste Zellenradschleuse 3 wird die vorgewärmte Rohfeinkohle in den Schüttungsschachttrockner 4 aufgegeben. Von dem zahlreiche Teilschüttschächte bildenden Heizflächenpaket 5 wird die Verdampfungsenergie vom kondensierenden Heizdampf 19 indirekt an die KohleschüUung übertragen. Die Heizdampfversorgung erfolgt durch die Kondensationsturbine 18. Infolge der kontinuierlichen Energiezufuhr und der über der gesamten Länge der Schüttung erfolgenden Kohlewasserverdampfung ist die Schüttung in ständiger Bewegung.

Über die am Fuß des Schüttungsschachttrockners 4 befindlichen und ebenfalls druckfesten Zellenradschleusen 8 fließt die Trockenkohle in das Fördersystem 9, das eine Direkteinspeisung in den Dampfkessel 10 mit Wirbelschichtfeuerung bzw. nach einer Aufmahlung zu Trockenkohlenstaub auch zu Dampfkesseln 10 mit Staubfeuerung ermöglicht. Die Verbrennungsluft zur Trockenkohleverbrennung wird durch einen zweiten Teilstrom kondensierenden Brüdens im Luftvorwärmer 6 vorgewärmt, so daß bis hierher eine 40- bis 50%ige Rückgewinnung der im Schüttungsschachtirockner 4 aufgebrachten Trocknungsenergie gewissermaßen phasenverschoben erreicht wird. Der noch verbleibende restliche dritte Brüdenteilstrom 20 kondensiert in einem Speisewasservorwärmer 7.

Die im Kohleförderer und -vorwärmer 1, Luft- 6 und Speisewasservorwärmer 7 gebildeten Brüdenkondensate werden auf die Sammelleitung 11 geführt, im Entspanner 12 auf Atmosphärendruck entspannt und nachfolgend für die Vorwärmung eines Teilstromes Hauptmaschinenkondensat im Wärmetauscher 13 ausgenutzt. Der bei der Entspannung gebildete Dampf aus Brüdenkondensat wird ebenfalls im Kondensator 14 zur weiteren Vorwärmung

des schon durch den Wärmetauscher 13 geführten Maschinenkondensatteilstromes herangezogen. Somit ist eine praktischvollständige Nutzung der insgesamt aufgewandten Trocknungsenergie auch an Kondensatkraftwerksblöcken gewährleistet,ohne eine Brüdenverdichtung vorgenommen zu haben und ohne Wirbeldampf wie bei der Dampfwirbelschichttrocknung im

Kreislauf führen zu müssen. Mittels Dampf aus einem Düsensystem 15 wird der Gewebefilter 16 periodisch und entgegen der Brüdenströmungsrichtung

abgereinigt, wobei der Energieinhalt des Reinigungsdampfes wie der des Brüdens genutzt wird.

Ein Auflockerungssystem 17 am Trocknerunterteil, ebenfalls dampfbetrieben, wirkt im Bedarfsfall der Schüttungsverfestigung,

der Brückenbildung und der Brüdenkanalbildung in den einzelnen Schüttungsteilen zwischen den Membranrohrwändenentgegen.

Claims

1. Anoro ungzur !rocknunfj wasserhaltiger fester Brennstoffe, insbesondere Rohbraunkohle, in einem indirekt erwärmten Trocknungsbehälter, dessen Brüden zur Speisewasser- und Luftvorwärmung des Dampfkessels eines Kondensationskraftwerksblockes dient, gekennzeichnet dadurch, daß die Trocknungskammer als druckaufgeladener Schüttungsschachttrockner (4) mit Membranrohrwänden für einen indirekten Wärmeaustausch ausgeführt ist, wobei in seinem Kopfteil eino Brüdenabführung (21) mit einem darunter befindlichem Düsensystem (15) sowie eine Filterwand (16) und an seinem Fußteil ein Auflockerungssystem (17) angeordnet ist und die Brüdenabführung (21) neben der Verbindung mit dem Speisewasser- (7) und Luftvorwärmer (6) des Dampfkessels (10) mit einem Kohleförderer und-vorwärmer (1) gekoppelt ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Kohleförderer und -vorwärmer (1) über eine Schurre (2) mit einer im Kopfteil des Schüttungsschachttrockners (4) angeordneten druckfesten Zellenradschleuse (8) verbunden ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die im Fußteil des Schüttungsschachttrockners (4) angeordnete druckfeste Zellenradschleuse (8) mit der Wirbelschichtfeuerung des Dampfkessels (10) oder mit einer Trockenkohlenmahlanlage staubgefeuerter Dampfkessel verbunden ist.