DD281237B5 - Anordnung zur Trocknung wasserhaltiger fester Brennstoffe, insbesondere Rohbraunkohle - Google Patents

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

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

Zur 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 IfE/ZRE III/33S 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 Wärmeträgermedium - ORC -.

Bekannt sind auch Lösungen zur Kohleteilstromtrocknung für Kondensationskraftwerksblöcke, bei der die Einbindung der Brüdenwärme aufgrund des relativ geringen Temperaturniveaus von etwa 95⁰C ins Maschinenkondensat erfolgt (Projekt der Trockenstauberzeugung im Kraftwerk Hagenwerder) oder auch Lösungen einer kombinierten Trocknung mit Rauchgasen als Wirbelmedium (Absenkung des Wasserdampfpartialdruckes) und dampfbeheizton Tauchheizflächen, wobei wiedor ganz auf die Brüdenwärmenutzung verzichtet wird,

Mit Ausnahme 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 Brüdenwärmenutzung für die Wärmeversorgung Dritter abgesehen wird.

Die Brüdenrückverdichtung selbst besitzt als erheblichen Nachteil die mit der Verdichtung einhergehende (und für den Trocknungsprozeß zudem unerwünschte) ßrüdenüberhitzung und den damit erforderlichen hohen Leisiungsbedarf für den Verdichterantrieb sowie den damit verbundenen hohen apparatetechnischen Aufwand für Entstaubung unc) Verdichtung der in Dampfwirbelschichten gewonnenen Brüden. Ein weiterer 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 3 039012 bekannt; hier werden organische Feststoffe,

z. B. auch Braunkohlen, unier Verwendung von Wasserdampf in einem Autoklaven bei überatmosphärischem Druck mit einer Vorstufe zum Erwärmen des Gutes getrocknet.

Nach DD-PS 221 257 wird ein nahozu luftfreier Brüden am Röhrentrockner erzeugt, 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 die Rückverdichtung des zuvor entstaubten Brüdens und ist deshalb apparatetechnisch sehr aufwendig, wenn auch hier auf eine Einspritzung nach polytroper Brüdenverdichtung verzichtet und dieser Brüden im überhitzten Zustand als Sekundär-Frischdampf einem weiteren Kohievortrockner oder -nachtrockner zugeführt wird.

Weiterhin bekannt ist ein Verfahren zur Trocknung der Braunkohle unter Ausnutzung der abströmenden Brüdengase, wobei die Brüdenwärme zur Vortrocknung der Kohle veiwendet wird, indem die entstaubten Brüdengase durch eine doppelwandig ausgebildete Zuführungseinrichtung geleitet werden (DE-PS 449087).

Der Inhalt der o.g. Patentschrift bezieht sich auf die Herstellung von Brikettierkohle. Die Verwertung der Brüdene.nergie ist hier nur anteilig für die Vorwärmung realisiert.

Fernerhin ist eine Trocken-, Kalzinier- oder Drehtrommel bekannt, bei der im Ausfallgehäuse der Trommel eine sich mit der Trommel drehende, ringförmige Filterscheibe angeordnet ist, die von der Mantelwand des Ausfallgehäuses umschlossen und von einem aus einem Rohr austretenden Luftstrahl höherei Pressung bestrichen wird (DE-PS 499920). Hier wird eine Abreinigung einer drehbar um die Trommel angeordneten Filterscheibe durch einen Luftstrahl, der letztendlich aus Dampf

höheren Druckes bestehen muß, beschrieben, so daß eine energetisch uneffektive und triviale Abreinigung der aus hochgebrannten, porösen Steinen bestehenden Filterscheibe erreicht wird. Die Reinigung der Wrasen ist dabei unvollständig.

Ziel der Erfindung ist es, den Energieinhalt dos Brüdens zu nutzen, der bei einer in den Kraftwerksprozsß integrierten Kohleirocknung entsteht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zu entwickeln, die eine Vollstrom-Rohkohletrocknung für „reine" Kondensationskraftwerke gewährleistet, dabei die Brüdenkondensationswärme vollständig ausnutzt und weder eine Brüdenrückverdichtung 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, wobai in seinem Kopfteil eine Brüdenabführung mit einem darunter befindlichem Düsensystem sowie eine Filterwand und an seinem Fußteil ein Auflockorungssystem angiiordnet 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 Staubbeiadung der Brüden im Trocknerkopf z. B. im Vergleich zur Dampf-Wirbekchicht 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 der eigentlichen Trocknung räumlich/apparatetechnisch getrennt und dafür bereits ein Teil der verfügbaren Brüdenkondensationswärme eingesetzt. Ein zweiterTeil der verfügbaren Kondensationswärme wird 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 Tcr.iperaturniveau (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.

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

Fig. 1: die Wärmeschaltung eines Kondensationskraftwerksblockes 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 übar 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 Entspanne.' 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 Brüdenabbführung 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 der Gewebefilterwand 16 entstaubten Brüdens zu kondensieren und eine erste etwa 15- bis 18%ige Rückgewinnung der Verdampfungswärme zu garantieren. Über eine druckfeste Zelleiuadschleuse 3 wird die vorgewärmte Rohfeinkohle in den Schütturigtischachttrockner 4 aufgegeben. Von dem zahlreiche Teilschüttschächte bildenden Heizflächenpaket 5 wird die Verdampfungsenergie vom kondensierenden Heizdampf 19 indirekt an die Kohleschüttung übertragen. Die Heizdampfversorgung erfolgt durch die Kondensationsturbine 18. Infolge der kontinuierlichen Energiezufuhr und der über der gesamten Länge der Schüttung erfolgenden Kohlewasserverdampfunc, ist die Schüttung i ι 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 Schüttungsschachttrockner 4 aufgebrachten Trocknungsenergie gewissermaßen phasenverschoben erreicht wird. Der noch verbleibende restliche dritte Brüdenteilstrom 20 kondensiert in sinem Speisewasservorwärmer 7.

Die im Kohloförderer und -vorwärmer 1, Luft- 6 und Speisewasservorwärmer 7 gebildeten Brüdenkondensate weiden auf die Sammelleitung 11 geführt, im Entspanne 12 auf Atmosphärendruck entspannt und nachfolgend für die Vorwärmung eines Teilstromes Hauptmaschiner.kondensat 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 praktisch vollständige 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 Energiegehalt des Reinigungsdampfes wie der des Brüdens genutzt wird. Ein Auflockerungssystem 17 am Trocknerunterteü, ebenfalls dampfbetrieben, wirkt im Bedarfsfall der Schüttungsverfestigung, der Brüdenbildung und der Brüdenkanalbildung in den einzelnen Schüttungsteilen zwischen den Membranrohrwänden entgegen.

Claims (3)

1. Anordnung zur Trocknung wasserhaltiger fester Brennstoffe, insbesondere Rohbraunkohle, in einem indirekt erwärmten Trocknungsbehälter, dessen Brüden mit einem Speisewasser- und Luftvorwärmer des Dampfkesself sowie mit einem Kohloförderer und -vorwärmer eines Kondensationskraftwerksblockes gekoppelt ist, gekennzeichnet dadurch, daß die Trocknungskammer als druckaufgeladener Sohüttungsschachttrockner (4) mit Membranrohrwänden für einen indirekten Wärmeaustausch ausgeführt ist, wobei in seinem Kopfteil eine Brüdenabführung (21) mit einem darunter befindlichen Düsensystem (16) sowie eine Filtorwand (16) und an seinem Fußteil ein Auflockerungssystem (17) angeordnet ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Kohloförderer 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 (Ϊ0) oder mit einer Trockenkohlenmahianlage staubgefeuerter Dampfkessel verbunden ist.