DD281237B5 - Arrangement for drying hydrous solid fuels, in particular crude lignite - Google Patents
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Description
Hierzu 2 Seiten ZeichnungenFor this 2 pages drawings
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Trocknung wasserhaltiger fester Brennstoffe, insbesondere Rohbraunkohle für einen Dampfkessel.The invention relates to an arrangement for drying hydrous solid fuels, in particular raw lignite coal for a steam boiler.
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").For complete recovery of the applied energy for drying moist raw coal mainly by using the Brüdenkondensationswärme the process stage combination of steam fluidized bed drying, electrical vapor dedusting and vapor recompression with electric drive is known (DD 141344, DD 142086, prospectus of IfE / ZRE III / 33S LG 28 / 157/83, "Drying with complete heat recovery").
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 -.The prior art also includes proposals for coupling the Dampfwirbelschicht- and other dryers with Abdampfturbinen (WP 334082), with heat exchangers for generating low pressure steam, which is attributed to increase the performance of the main turbine or for coupling to cycles with organic heat transfer medium - 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,Also known are solutions for Kohleteilstromtrocknung for Kondensationskraftwerksblöcke, in which the integration of the Brüdenwärme due to the relatively low temperature levels of about 95 0 C into the machine condensate (project of Trockenstauberzeugung at the power plant Hagenwerder) or solutions of a combined drying with flue gases as a fluidizing medium (lowering the Wasserdampfpartialdruckes ) and Dampfbeheizton immersion heating surfaces, whereby wiedor is completely dispensed with the Brüdenwärmenutzung,
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.With the exception of the vapor recompression all other procedural proposals are subject to the lack of loss or only partial use of the heat of vapor and especially the Brüdenkondensationswärme, if the trivial case of Brüdenwärmenutzung for the heat supply of third parties is disregarded.
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.The Brüdenrückverdichtung itself has as a significant disadvantage associated with the compaction (and for the drying process also undesirable) Ürüdenüberhitzung and thus high Leisiungsbedarf required for the compressor drive and the associated high equipment cost dedusting unc) compression of vapors obtained in steam fluidized beds. A further disadvantage, in particular in connection with the required increase in the dryer performance, is the raw coal preheating in the drying apparatus itself taking place during the steam fluidized-bed principle.
Im WP 232338 und WP 260979 wurde die Vorwärmung der Rohkohle zumindest teilweise aus dem Trockner herausgenommen und zur Steigerung der Trocknungsleistung ausgenutzt.In WP 232338 and WP 260979, the preheating of the raw coal was at least partially taken out of the dryer and used to increase the drying performance.
Ein der nachfolgenden Erfindung naheliegendes Prinzip ist auch aus DE-PS 3 039012 bekannt; hier werden organische Feststoffe,One of the following invention obvious principle is also known from DE-PS 3 039012; here are organic solids,
z. B. auch Braunkohlen, unier Verwendung von Wasserdampf in einem Autoklaven bei überatmosphärischem Druck mit einer Vorstufe zum Erwärmen des Gutes getrocknet.z. As well as brown coal, unier use of water vapor in an autoclave at superatmospheric pressure with a precursor for heating the goods dried.
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.According to DD-PS 221 257 a nahozu air-free vapors on the tube dryer is generated by a supply of superheated steam in the form of superheated vapor takes place with approximately air pressure instead of air to the dryer tubes.
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.The arrangement for the practice of this method, however, is also based on the recompression of the previously dedusted vapor and is therefore technically very complex apparatus, although here dispensed injection after polytropic vapor compression and these vapors supplied in the overheated state as a secondary live steam another Kohievortrockner or night dryer becomes.
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).Also known is a method for drying the lignite coal by utilizing the effluent vapor gases, wherein the vapor heat veiwendet for predrying the coal by the dedusted vapor gases are passed through a double-walled supply device (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.The content of the o.g. Patent refers to the production of briquetting coal. The exploitation of the Brüdene.nergie is only partially realized for the preheating.
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 DampfFurthermore, a drying, calcination or rotary drum is known, in which a drum-shaped, annular filter disc is arranged in the failure housing of the drum, which is enclosed by the jacket wall of the failure housing and coated by an air jet emerging from a pipe higher pressure ( DE-PS 499920). Here is a cleaning of a rotatably arranged around the drum filter disc by an air jet, which ultimately made of steam
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.must be higher pressure, described, so that an energetically ineffective and trivial cleaning of high-fired, porous stones existing filter disc is achieved. The cleaning of the vapor is incomplete.
Ziel der Erfindung ist es, den Energieinhalt dos Brüdens zu nutzen, der bei einer in den Kraftwerksprozsß integrierten Kohleirocknung entsteht.The aim of the invention is to use the energy content of the vapor, which is produced by a coal combustion integrated in the power plant process.
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.The invention has for its object to develop an arrangement that ensures a full-flow Rohkohletrocknung for "pure" condensation power plants, while fully exploiting the Brüdenkondensationswärme and includes neither a Brüdenrückverdichtung nor a separate electric vapor dedusting as complex assemblies.
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.This is inventively achieved in that the drying chamber is designed as a pressure-charged bed hopper with membrane tube walls for indirect heat exchange, wobai angrah in its head a Brüdenabführung with an underlying nozzle system and a filter wall and at its foot a Auflockorungssystem.
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.The moist raw coal is dried in a provided with membrane tube walls as heating surfaces and supplied with tap steam as heating steam from the main turbine shaft and deducted the resulting vapors at the outlet to the vapor channel - ie when leaving the dryer by means of steam-cleanable filter wall, since the dust of the vapors in the Dryer head z. B. is much lower compared to the steam Wirbekchicht. By periodic loading of this filter wall with steam against the direction of the vapor flow direction, this is cleaned.
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.According to the invention, the pressure in the dryer is further increased up to four bar above atmospheric pressure and the raw coal preheating of the actual drying spatially / apparatus-technically separated and already a part of the available Brüdenkondensationswärme used. A second portion of the available heat of condensation is used to preheat the combustion air in a pressure drying-related manner that is substantially beyond the replacement of previous calorifier operation.
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.Only the remaining remaining vapor condensation heat is used at also improved Tcr.iperaturniveau (up to 15O 0 C) preheating of feedwater (replacement of a high pressure preheater by a preheater with vapor condensation) and partial flow preheating of main engine condensate, so that the regenerative and mostly optimally designed feedwater preheating not worth mentioning is negatively affected.
Nachstehend soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Dabei zeigtThe invention will be explained in more detail with reference to an embodiment. It shows
Fig. 1: die Wärmeschaltung eines Kondensationskraftwerksblockes mit integrierter Kohlevollstromtrocknung Fig. 2: den Prinzipaufbau des druckaufgeladenen Kohletrockners.Fig. 1: the thermal circuit of a condensing power plant block with integrated coal full-flow drying Fig. 2: the basic structure of the pressure-charged coal dryer.
Der Kohleförderer und -vorwärmer 1 ist über die Schurre 2 und die druckfeste Zellenradschleuse 3 mit dem Schüttungsschachttrockner 4 verbunden (Fig. 1).The coal conveyor and preheater 1 is connected via the chute 2 and the flameproof rotary valve 3 with the bed shaft dryer 4 (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.The bulkhead dryer 4 is equipped with a Heizflächenpaket 5. The vapor from the hopper dryer 4 is fed into the coal conveyor and preheater 1, the air preheater 6 and the feedwater preheater 7. The dry coal enters the pressure-resistant rotary feeder 8, the conveying system 9 into the steam boiler 10. The coal conveyor and preheater 1, the air preheater 6 and the feedwater preheater 7 are connected via the collecting line 11 to the flash tank. 12 and the water-water heat exchanger 13 connected. The expander 12 is coupled to the steam condensing condenser 14 and to the heat exchanger 13 which cools the vapor condensate. In the hopper drier 4, the steam nozzles 15 for the need-based cleaning of the fabric filter walls 16, the Brüdenabbführung 21 and the loosening system 17 are arranged.
Bezug genommen wird im Beispiel auf die Trocknung von Rohbraunkohle - als Rohfeinkohle vorliegend - mit Wassergehalten zwischen 50 und 60%.Reference is made in the example to the drying of crude lignite - present as a raw carbon - with water contents between 50 and 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.In the combined coal conveyor and preheater 1, the preheating of the raw fine coal takes place so far that just no coal water evaporates. Here, the raw fine coal is used as a heat sink to condense a portion of the dedusted at the fabric filter wall 16 vapor and to guarantee a first about 15 to 18% recovery of the heat of vaporization. About a flameproof cell airlock 3, the preheated crude carbon is placed in the Schütturigtischachttrockner 4. Of the numerous Teilschüttschächte forming Heizflächenpaket 5, the evaporation energy is transferred from the condensing heating steam 19 indirectly to the coal bed. The heating steam supply takes place through the condensation turbine 18. As a result of the continuous supply of energy and taking place over the entire length of the bed Kohlewasserverdampfunc, the bed is i ι continuous movement. About the at the foot of the bulkhead dryer 4 located and also pressure-resistant rotary valves 8, the dry coal flows into the conveyor system 9, which allows direct injection into the boiler 10 with fluidized bed combustion or after grinding to dry coal dust and steam boilers 10 with dust firing. The combustion air for Trockenkohleverbrennung is preheated by a second partial flow of condensing vapor in the air preheater 6, so that up to here a 40- to 50% recovery of the applied in the bed shaft dryer 4 drying energy is achieved in some cases out of phase. The remaining third third part of the stream 20 condenses in sinem feedwater pre-heater. 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.The vapor condensates formed in the coal conveyor and preheater 1, 6 and 6 air feeders fed to the manifold 11, relaxed in the flash 12 to atmospheric pressure and subsequently exploited for preheating a partial flow Hauptmaschiner.kondensat in the heat exchanger 13.
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.The vapor of vapor condensate formed during the expansion is likewise used in the condenser 14 for further preheating of the machine condensate partial stream already passed through the heat exchanger 13. Thus, a virtually complete use of the total spent drying energy is guaranteed even at condensate power plant blocks, without having made a vapor compaction and without vortex vapor as in the steam fluidized bed drying cycle to lead.
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.By means of steam from a nozzle system 15, the fabric filter 16 is cleaned periodically and against the direction of vapor flow, the energy content of the cleaning steam as the vapor is used. A Auflockerungssystem 17 at Dryerunterteü, also steam-operated, counteracts if necessary, the bed solidification, the formation of vapor and the Brüdenkanalbildung in the individual bed parts between the membrane tube walls.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1989
- 1989-04-05 DD DD32728389A patent/DD281237B5/en not_active IP Right Cessation
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RPI | Change in the person, name or address of the patentee (searches according to art. 11 and 12 extension act) | ||
| B5 | Patent specification, 2nd publ. accord. to extension act | ||
| ENJ | Ceased due to non-payment of renewal fee |