DE10133868A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Trocknung von Kohle mit der Abwärme von Brennstoffzellen - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Trocknung von Kohle mit der Abwärme von BrennstoffzellenInfo
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Abstract
Es werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Trocknung von Kohle vorgestellt, welches die beim Betrieb von Brennstoffzellen anfallende Abwärme nutzt und somit zu einer Erhöhung des Gesamtanlagenwirkungsgrads und/oder Erhöhung der Anlagenleistung und/oder Reduzierung der spezifischen Emissionen eines Dampfkraftwerks mit Kohletrocknung führt.
Description
- Die Erfindung betrifft Verfahren zum Trocknen von Kohle nach den nebengeordneten Ansprüchen 1 und 4 sowie eine Vorrichtung zum Trocknen von Kohle nach dem Oberbegriff des nebengeordneten Anspruchs 14.
- Zur Verbesserung des Wirkungsgrads und der Emissionen von Kohlefeuerungen ist es seit langem bekannt, die Kohle vor der Verbrennung zu trocknen. Diese Trocknung erfolgt in der Regel in einem Wärmetauscher, der primärseitig von einem Prozessdampfstrom mit Wärme versorgt wird. Auf der Sekundärseite des Wärmetauschers wird die feuchte Kohle in den Wärmetauscher hineinbefördert und trocknet beim Durchlaufen der Sekundärseite des Wärmetauschers bis zu der gewünschten Restfeuchte. Nachteilig an diesem Verfahren zur Trocknung von Kohle ist, dass der erforderliche Prozessdampf entweder in einem separaten Dampferzeuger erzeugt werden muss oder aus einer Dampfturbine entnommen bzw. abgezapft wird. Im ersteren Fall verursacht der zusätzliche Dampferzeuger erhebliche Kosten. Nachteilig an der zweiten Lösung ist, dass die Wellenleistung der Dampfturbine umso stärker abnimmt, je mehr Dampf der Turbine zu Trocknungszwecken entnommen wird. Bei beiden Anlagenvarianten bewirkt die Kohletrocknung eine Verringerung des Gesamtanlagenwirkungsgrads und verursacht außerdem erhebliche Investitions- und Betriebskosten.
- Im Zusammenhang mit der Erfindung wird im Folgenden als Primärseite eines Wärmetauschers diejenige Seite bezeichnet, in welcher das wärmeabgebende Medium strömt. Die Sekundärseite bezeichnet diejenige Seite des Wärmetauschers, welche das wärmeaufnehmende Gut, hier die feuchte Kohle, durchläuft. Eine Abwärmequelle ist ein Prozeß, insbesondere ein technischer oder industrieller Prozeß, bei dessen Betrieb Abwärme anfällt.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Trocknen von Kohle bereitzustellen, bei welchem der Wärmebedarf das Trocknen der Kohle teilweise oder ganz ohne Einbußen beim Gesamtanlagenwirkungsgrad erfolgen kann. Außerdem sollen das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung einfach aufgebaut sein und in bestehende Dampfkraftwerke integrierbar sein.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Trocknen von Kohle, bei welchem Kohle in einen ersten Wärmetauscher gefördert wird, mindestens teilweise Prozessdampf mit der Abwärme einer oder mehrerer Abwärmequellen erzeugt wird, die Kohle im ersten Wärmetauscher mit dem Prozessdampf erwärmt wird, die Kohle aus dem ersten Wärmetauscher gefördert wird und anschließend die Kohle und der aus der Kohle ausgetriebene Brüden voneinander getrennt werden.
- Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, die beim Betrieb einer oder mehrerer Abwärmequellen anfallende Abwärme zum Trocknen der Kohle zu nutzen. Dies bedeutet, dass durch die Nutzung der anfallenden Abwärme auf einen separaten Dampferzeuger ganz oder zumindest teilweise verzichtet werden kann. Dies führt zu erheblichen Kosteneinsparungen und einer Erhöhung des Gesamtanlagenwirkungsgrads. Außerdem kann durch die Verminderung des Rauchgasvolumenstroms auch die Kesselgröße und damit auch dessen Kosten verringert werden.
- Bei einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens gelangt die Kohle von einem ersten Wärmetauscher mindestens in einen zweiten Wärmetauscher und wird der Kohle im zweiten und eventuell vorhandenen weiteren Wärmetauschern zusätzlich Wärme zugeführt, so dass die zum Austreiben der Feuchtigkeit aus der Kohle erforderliche Wärme auf zwei verschiedenen Temperaturniveaus zugeführt werden kann, was den Exergiebedarf für die Kohletrocknung weiter verringert.
- Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung dieses Verfahrens sind erster Wärmetauscher, zweiter Wärmetauscher und eventuell vorhandene weitere Wärmetauscher primärseitig in Reihe geschaltet und werden mit Prozessdampf betrieben.
- Die eingangs genannte Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch ein Verfahren zum Trocknen von Kohle, bei welchem Kohle in einen ersten Wärmetauscher gefördert wird, der Prozessdampf mindestens teilweise mit der Abwärme einer oder mehrerer Abwärmequellen erzeugt wird, die Kohle im ersten Wärmetauscher mit einem Brüden erwärmt wird, der durch das Erwärmen der Kohle im ersten Wärmetauscher und eine anschließende Brüdenverdichtung gewonnen wird, die Kohle aus dem ersten Wärmetauscher in einen zweiten Wärmetauscher gefördert wird, Wärme aus dem Prozessdampf auf die Kohle im zweiten Wärmetauscher übertragen wird und die Kohle und der aus der Kohle ausgetriebene Brüden voneinander getrennt werden.
- Bei diesem erfindungsgemäßen Verfahren kann die in dem Brüden enthaltene latente und sensible Wärme ausgenutzt werden, um in einer ersten Trocknungsstufe im ersten Wärmetauscher die feuchte Kohle zu erwärmen. Dazu ist ein Brüdenverdichter erforderlich, der jedoch wegen des geringen Temperaturhubs mit einer sehr großen Leistungszahl arbeitet. Durch die strikte Trennung des Brüden und des Prozessdampfs werden außerdem Verunreinigungen des Prozessdampfs vermieden, so dass der kondensierte Prozessdampf im Kreislauf geführt werden kann. Außerdem sinken bei dieser Variante wegen des geringen Volumenstroms des kondensierten Brüdendampfs die Kosten für die Aufbereitung oder Entsorgung des Brüdens nach der Wärmeabgabe im ersten Wärmetauscher.
- Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verfahren gelangt der Prozessdampf in überhitztem Zustand in den zweiten Wärmetauscher oder den ersten Wärmetauscher, so dass eine höhere Wärmeübertragungsleistung erreicht wird.
- In weiterer Ergänzung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Brüden verdichtet wird, und dass der Brüden primärseitig dem ersten Wärmetauscher zugeführt wird, so dass die Vorteile der Brüdenverdichtung auch bei dem Verfahren gemäß dem nebengeordneten Anspruch 1 nutzbar gemacht werden können.
- Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sehen vor, dass der Brüden in einem mehrstufigen Brüdenverdichter mit mindestens einem ersten Brüdenverdichter und einem zweiten Brüdenverdichter verdichtet wird, und/oder dass der Brüden zwischen erstem Brüdenverdichter und zweiten Brüdenverdichter insbesondere durch Brüdenkondensat, Prozessdampfkondensat und/oder Wasser abgekühlt wird. Durch die zwei- oder mehrstufige Verdichtung des Brüdens und die Abkühlung des Brüdens zwischen erstem Brüdenverdichter und zweitem Brüdenverdichter kann die erforderliche Verdichterarbeit verringert werden, da es in diesem Fall nicht zu einer adiabaten Verdichtung kommt.
- Besonders vorteilhaft wird die Temperatur des Brüdens vor dem Eintritt in den zweiten Brüdenverdichter und/oder vor dem Eintritt in den ersten Wärmetauscher geregelt, so dass die Wärmeübertragung vom Brüden auf die feuchte Kohle mit geringstmöglichen Energie- und Exergieeinsatz erfolgt.
- Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich als Abwärmequellen besonders vorteilhaft Brennstoffzellen einsetzen. Dabei ist von besonderem Vorteil, dass die Abwärme der Brennstoffzellen bei Temperaturen anfällt, die deutlich über der Verdampfungstemperatur von Wasser liegen und andererseits deutlich unterhalb der Flammtemperatur im Dampferzeuger liegt. Dadurch wird der Exergiebedarf für die Trocknung der Kohle minimiert. Außerdem kann auf eine Kühleinrichtung für die Brennstoffzellen verzichtet werden. Durch die Auslegung und Fahrweise der Brennstoffzellen kann deren Abwärmeangebot optimal auf den Wärmebedarf der Kohletrockung abgestimmt werden.
- Als besonders vorteilhaft hat sich der Einsatz von Phosphor- Säure-Brennstoffzellen, Festelektrolyt-Brennstoffzellen, Carbonat-Schmelzen-Brennstoffzellen und/oder Solid-Oxyde- Brennstoffzellen erwiesen. Allen diesen Brennstoffzellen ist gemeinsam, dass die Temperatur ihrer Abwärme deutlich über der Verdampfungstemperatur von Wasser liegt, so dass die Abwärme zur Trocknung von feuchter Kohle bestens geeignet ist.
- Besonders geeignet zur Prozessdampferzeugung bei dem erfindungsgemäßen Verfahren sind die Phosphor-Säure- Brennstoffzellen und die Festelektrolyt-Brennstoffzellen, da die Abwärme bei Temperaturen zwischen 200° Celsius und 300° Celsius anfällt. Diese Temperaturen sind hervorragend geeignet, um Kohle zu trocknen.
- Der von den Brennstoffzellen erzeugte Strom kann in weiterer Ergänzung beispielsweise zum Antrieb des Brüdenverdichters eingesetzt werden.
- Die eingangs genannte Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch eine Vorrichtung zur Trocknung von Kohle nach dem nebengeordneten Anspruch 14 sowie der auf ihn rückbezogenen Unteransprüche 15 bis 22. Die Vorteile dieser Vorrichtungen entsprechen im Wesentlichen den bezüglich der erfindungsgemäßen Verfahren beschriebenen Vorteilen, so dass an dieser Stelle auf eine Wiederholung verzichtet werden soll.
- Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Zeichnung, deren Beschreibung und den Patentansprüchen entnehmbar.
- Es zeigen:
- Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Teils eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Anlage zur Kohletrocknung, und
- Fig. 2 ein zweites Blockschaltbild eines Teils eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Anlage zur Kohletrocknung.
- In Fig. 1 ist eine erste Fördereinrichtung dargestellt, welche die feuchte Kohle in einen ersten Wärmetauscher 2 fördert. Primärseitig wird der erste Wärmetauscher 2 durch Prozessdampf mit Wärme versorgt. Es kann dabei zur Kondensation und/oder zur Unterkühlung des eingesetzten Prozessdampfes kommen.
- Aus dem ersten Wärmetauscher 2 gelangt die vorgetrocknete und erwärmte Kohle in einen zweiten Wärmetauscher 3, welcher ebenfalls primärseitig von Prozessdampf mit Wärme versorgt wird. Der Prozessdampf kann beim Eintritt in den zweiten Wärmetauscher überhitzt sein. Primärseitig sind erster Wärmetauscher 2 und zweiter Wärmetauscher 3 in Reihe geschaltet.
- Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 sind erster Wärmetauscher 2 und zweiter Wärmetauscher 3 ebenfalls in Reihe geschaltet. Nachdem die Kohle im zweiten Wärmetauscher 3 auf die gewünschte Feuchte getrocknet wurde, wird sie durch eine zweite Fördereinrichtung 4 zu einem Abscheider 5 gefördert. In dem Abscheider 5 wird die Kohle von dem ausgetriebenen Dampf getrennt und der Dampf entstaubt. Im Zusammenhang mit der Erfindung wird der aus der Kohle ausgetriebene Dampf als Brüden bezeichnet, da er sowohl Luft als auch andere Gase und Verunreinigungen enthält. Aus dem Abscheider 5 gelangt die getrocknete Kohle in einen Bunker (nicht dargestellt) oder direkt in den Kessel eines Dampfkraftwerks.
- Dieser gesamte Prozess, beginnend vom Transport der Kohle mittels der ersten Fördereinrichtung 1 und endend beim nicht dargestellten Transport der Kohle aus dem Abscheider 5 wird als Kohletrocknung bezeichnet. In ihrer Gesamtheit ist die Kohletrocknung in Fig. 1 mit dem Bezugszeichen 6 bezeichnet worden. Dieser Prozess ist an sich bekannt. Es ist ebenfalls auch möglich, anstelle eines ersten Wärmetauschers 2 und eines zweiten Wärmetauschers 3 nur einen ersten Wärmetauscher 2einzusetzen, der dann eben entsprechend größer dimensioniert werden muss.
- Bei den bekannten Anlagen zur Trocknung von Kohle wird der Prozessdampf üblicherweise durch einen eigens dafür gebauten und betriebenen Dampferzeuger (nicht dargestellt in Fig. 1) oder durch Anzapfen einer ebenfalls nicht dargestellten Dampfturbine bereitgestellt. Beide Varianten verursachen eine Verringerung des Wirkungsgrads des Kraftwerks, da entweder der Brennstoffbedarf zunimmt oder die erzeugte elektrische Leistung abnimmt.
- Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel wird der Prozessdampf mindestens teilweise durch die Nutzung der Abwärme einer Brennstoffzelle 7 erzeugt. Erfindungsgemäß kann jedoch auch jede andere Abwärmequelle zur Erzeugung von Prozeßdampf genutzt werden.
- Der Prozessdampf 8 kann alternativ oder kumulativ von der Abwärme einer Brennstoffzelle 10 oder einem Dampferzeuger (nicht dargestellt) oder einer Dampfturbine bereitgestellt werden. Durch einen ersten Pfeil 12 sind diese nicht dargestellten Alternativen der Bereitstellung von Prozessdampf durch einen Dampferzeuger und Prozessdampfbereitstellung durch Anzapfen einer Dampfturbine angedeutet. Der erste Pfeil 12 gibt auch die Strömungsrichtung des Prozessdampfs 8 durch den zweiten Wärmetauscher 3 und den ersten Wärmetauscher 2 an. Am Austritt des Prozessdampfs 8 aus dem zweiten Wärmetauscher 2 ist der Prozessdampf kondensiert. Im Kondensatrücklauf 14 ist ein Ablaufregelventil 16 vorgesehen. Nach dem Ablaufregelventil 16 kann dem Kondensatrücklauf ein Teilstrom 18 entnommen werden, welcher zur Kühlung der Brennstoffzelle 10 eingesetzt wird. Dabei nimmt der Teilstrom 18 Wärme auf und verdampft wieder, so dass der verdampfte Teilstrom 18 in den Prozessdampf 8 eingekoppelt werden kann. Nicht dargestellt sind in Fig. 1 evtl. erforderliche Förderpumpen zum Fördern des Prozessdampfs 8 durch den zweiten Wärmetauscher 3 und den ersten Wärmetauscher 1 sowie zum Fördern des Teilstroms 18 durch die Brennstoffzelle 10.
- Der verbleibende Kondensatrest 20 kann einem nicht dargestellten Dampferzeuger oder dem Kesselspeisewasserbehälter einer nicht dargestellten Dampfturbine zugeführt werden. Auf diese Weise kann das gesamte Kondensat bzw. die gesamte Prozessdampfmenge im Kreislauf geführt werden, was die Betriebskosten verringert.
- Über ein erstes Regelventil 22, welches den Massenstrom des Kondensatrests 20 regelt, ein zweites Regelventil 24 und ein drittes Regelventil 26, welche den Teilstrom 18 regeln, und ein viertes Regelventil 28, welches den Dampfstrom vom Dampferzeuger oder aus einer Dampfturbine (nicht dargestellt) regelt, kann der Massenstrom des Prozessdampfs 8 entsprechend den Erfordernissen der Kohletrocknung geregelt werden. Durch eine geeignete Einstellung von erstem Regelventil 22, zweitem Regelventil 24, drittem Regelventil 26 und viertem Regelventil 28 kann außerdem der Anteil des Teilstroms 18, welcher die Abwärme der Brennstoffzelle 10 aufnimmt, am Gesamtmassenstrom des Prozessdampfs 8 geregelt werden. Durch diese Schaltungsanordnung kann der Anlagenwirkungsgrad optimiert werden, indem die gesamte an der Brennstoffzelle 10 anfallende Abwärme genutzt wird. Wenn die an der Brennstoffzelle anfallende Abwärme nicht ausreicht, um die Kohle vollständig zu trocknen, kann aus einem Dampferzeuger oder durch Anzapfen einer Dampfturbine (beide nicht dargestellt) die erforderliche Wärmeleistung zur Verfügung gestellt werden. Allerdings geht dies zu Lasten des Gesamtwirkungsgrads. Selbstverständlich ist es auch möglich, die Kohletrocknung 6 zu betreiben, ohne dass die Brennstoffzelle 10 Abwärme abgibt. In diesem Fall wird der Prozessdampf 8 vollständig von einem Dampferzeuger oder durch Anzapfen einer Dampfturbine bereitgestellt. In diesem Betriebszustand arbeitet die Kohletrocknung wie eine Kohletrocknung nach dem Stand der Technik.
- In Fig. 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kohletrocknung dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird lediglich der zweite Wärmetauscher 3 mit Prozessdampf 8 betrieben. Gleiche Bauteile und Stoffströme sind mit dem gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 bezeichnet und es wird zur Vermeidung von Wiederholungen auf das betreffend Fig. 1 Gesagte verwiesen.
- Der erste Wärmetauscher 2 wird mit Brüden 29 beheizt, der beim Austreiben der Feuchtigkeit aus Kohle entsteht. Um dies zu ermöglichen, wird der Brüden 29 nach dem Verlassen des Abscheiders 5 in einem ersten Brüdenverdichter 30 verdichtet. Anschließend wird der Brüden in einer ersten Einrichtung zur Regelung der Brüdentemperatur 32 abgekühlt, so dass die weitere Verdichtung des Brüden in einem zweiten Brüdenverdichter 34 nicht adiabat erfolgt, was sich günstig auf die benötigte Verdichterarbeit auswirkt.
- Zwischen dem zweiten Brüdenverdichter 34 und dem ersten Wärmetauscher 2 ist eine zweite Einrichtung zur Regelung der Brüdentemperatur 36 vorgesehen.
- Wenn der Brüden durch den ersten Wärmetauscher geströmt ist und dort seine Wärme an die Kohle abgegeben hat, kondensiert der Brüden und wird über einen Kondensatrücklauf 38 abgeführt. Eine erste Teilmenge 40 des Kondensatrücklaufs wird durch eine Pumpe 42 der zweiten Einrichtung zur Regelung der Brüdentemperatur 36 zugeführt. Zwischen der Pumpe 42 und der zweiten Einrichtung 36 zur Regelung der Dampftemperatur ist ein fünftes Regelventil 44 vorgesehen.
- Eine weitere Teilmenge 46 des Kondensatrücklaufs 38 wird über ein sechstes Regelventil 48 der ersten Einrichtung 32 zur Regelung der Brüdentemperatur geführt.
- Bei diesem Ausführungsbeispiel kann in vorteilhafter Weise die in dem Brüden enthaltene Wärme zur Trocknung der Kohle eingesetzt werden, was sich vorteilhaft auf den Gesamtanlagenwirkungsgrad auswirkt. Es ist ebenfalls möglich, wenn auch in den Fig. 1 und 2 nicht explizit dargestellt, dass die von der Brennstoffzelle 10 erzeugte elektrische Energie zum Antrieb des ersten Brüdenverdichters 30 und/oder des zweiten Brüdenverdichters 34 eingesetzt wird. Durch eine geeignete Auslegung und Fahrweise der Brüdenverdichter 30 und 34 sowie der Brennstoffzelle 10 kann die Wirtschaftlichkeit der Kohletrocknung weiter verbessert werden.
- Bei einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens, die in den Figuren nicht dargestellt ist, werden der verdichtete Brüden sowie der Prozessdampf zusammen dem ersten Wärmetauscher 2 zugeführt, so dass sich eine sehr kostengünstige und dennoch effektiv arbeitende Anlage ergibt. Allerdings kann bei dieser Variante das Kondensat nicht wieder dem Dampferzeuger oder einer Dampfturbine zugeführt werden, da es durch die in dem Brüden enthaltenen Verunreinigungen verschmutzt wird.
- Wie sich ebenfalls aus den Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 1 und Fig. 2 ergibt, kann erfindungsgemäße Verfahren ohne Weiteres in bestehende Anlagen zur Kohletrocknung integriert werden. Dazu ist es jeweils nur erforderlich, eine Verbindung zwischen Kondensatrücklauf 14 und dem Prozessdampf 8herzustellen und in dieser Verbindung die Abwärme von einer neu zu installierenden Brennstoffzelle in das Kondensat einzukoppeln, um Prozessdampf ressourcenschonend bereitzustellen.
- Wegen der Redundanz der Prozessdampferzeugung ist das erfindungsgemäße Verfahren auch sehr zuverlässig und kann variabel in einen sehr großen Betriebsbereich an verschiedene Anlagentypen und Betriebsparameter adaptiert werden.
- Als Brennstoffzelle 10 sind prinzipiell geeignet Phosphor- Säure-Brennstoffzellen, Festelektrolyt-Brennstoffzellen, Carbonat-Schmelzen-Brennstoffzellen und/oder Solid-Oxyde- Brennstoffzellen. Besonders geeignet sind Phosphor-Säure- Brennstoffzellen und Fest-Elektrolyt-Brennstoffzellen, da die Temperatur ihrer Abwärme besonders günstig für die Kohletrocknung ist. Unter Fest-Elektrolyt-Brennstoffzellen versteht man Brennstoffzellen mit einem festen Säure- Elektrolyten auf der Basis von Sulfaten, Phosphaten und/oder Selenaten.
Claims (22)
1. Verfahren zum Trocknen von Kohle, gekennzeichnet durch
folgende Verfahrensschritte:
mindestens teilweises Erzeugen von Prozessdampf (8) mit der Abwärme einer oder mehrerer Abwärmequellen und
Erwärmen der Kohle im ersten Wärmetauscher (2) mit dem Prozessdampf (8).
mindestens teilweises Erzeugen von Prozessdampf (8) mit der Abwärme einer oder mehrerer Abwärmequellen und
Erwärmen der Kohle im ersten Wärmetauscher (2) mit dem Prozessdampf (8).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
die Kohle vom ersten Wärmetauscher (2) mindestens in
einen zweiten Wärmetauscher (3) gelangt, und dass der
Kohle in dem zweiten Wärmetauscher (3) und eventuell
vorhandenen weiteren Wärmetauschern zusätzlich Wärme
zugeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass
erster Wärmetauscher (2), zweiter Wärmetauscher (3) und
eventuell vorhandene weitere Wärmetauscher primärseitig
in Reihe geschaltet sind, und dass erster Wärmetauscher
(2), zweiter Wärmetauscher (3) und eventuell vorhandene
weitere Wärmetauscher mit Prozessdampf (8) betrieben
werden.
4. Verfahren zum Trocknen von Kohle, gekennzeichnet durch
folgende Verfahrensschritte:
mindestens teilweises Erzeugen von Prozessdampf (8) mit der Abwärme einer oder mehrerer Abwärmequellen,
Erwärmen der Kohle in einem ersten Wärmetauscher (2) mit einem Brüden (29), der durch das Erwärmen der Kohle im ersten Wärmetauscher (2) und eine anschließende Brüdenverdichtung (30, 34) gewonnen wird,
Fördern der Kohle aus dem ersten Wärmetauscher (2) in einen zweiten Wärmetauscher (3) und
Übertragen von Wärme aus dem Prozessdampf (8) auf die Kohle im zweiten Wärmetauscher (3).
mindestens teilweises Erzeugen von Prozessdampf (8) mit der Abwärme einer oder mehrerer Abwärmequellen,
Erwärmen der Kohle in einem ersten Wärmetauscher (2) mit einem Brüden (29), der durch das Erwärmen der Kohle im ersten Wärmetauscher (2) und eine anschließende Brüdenverdichtung (30, 34) gewonnen wird,
Fördern der Kohle aus dem ersten Wärmetauscher (2) in einen zweiten Wärmetauscher (3) und
Übertragen von Wärme aus dem Prozessdampf (8) auf die Kohle im zweiten Wärmetauscher (3).
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Prozessdampf (8) in
überhitztem Zustand in den zweiten Wärmetauscher (3) oder
den ersten Wärmetauscher (2) gelangt.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Brüden (29) verdichtet
wird, und dass der Brüden (29) primärseitig dem ersten
Wärmetauscher (2) zugeführt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass
der Brüden (2) in einem mehrstufigen Brüdenverdichter mit
mindestens einem ersten Brüdenverdichter (30) und einem
zweiten Brüdenverdichter (34) verdichtet wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass
der Brüden (29) zwischen erstem Brüdenverdichter (30) und
zweitem Brüdenverdichter (34) abgekühlt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass
der Brüden (29) zwischen erstem Brüdenverdichter (30) und
zweitem Brüdenverdichter (34) durch Brüdenkondensat,
Prozessdampfkondensat und/oder Wasser abgekühlt wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des Brüdens
(29) vor dem Eintritt in den ersten Wärmetauscher (2)
geregelt wird.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Kohle und der aus der
Kohle ausgetriebene Brüden (29) getrennt werden.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass als Abwärmequelle zur
Prozessdampferzeugung Brennstoffzellen (10), ihsbesondere
Phosphor-Säure-Brennstoffzellen (PHFC), Festelektrolyt-
Brennstoffzellen, Carbonat-Schmelzen-Brennstoffzellen
(MFC) und/oder Solid-Oxyde-Brennstoffzellen (SOFC),
eingesetzt werden.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 sowie 6 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, dass der in der Brennstoffzelle
(10) erzeugte Strom zum Antrieb des ersten
Brüdenverdichters (30) und/oder zum Antrieb des zweiten
Brüdenverdichters (34) eingesetzt wird.
14. Vorrichtung zur Trocknung von Kohle mit einem ersten
Wärmetauscher (2) zum Erwärmen der Kohle und mit einem
Prozessdampferzeuger, dadurch gekennzeichnet, dass der
Prozessdampferzeuger mindestens teilweise mit der Abwärme
einer oder mehrerer Abwärmequellen, insbesondere mit der
Abwärme einer oder mehrerer Brennstoffzellen (10)
betrieben wird.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens ein zweiter Wärmetauscher (3) vorgesehen
ist, und dass der erste Wärmetauscher (2), der zweite
Wärmetauscher (3) sowie eventuell vorhandene weitere
Wärmetauscher sekundärseitig in Reihe geschaltet sind.
16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch
gekennzeichnet, dass ein Brüdenverdichter, insbesondere
ein zwei- oder mehrstufiger Brüdenverdichter (30, 34),
zur Verdichtung des Brüdens (29) vorgesehen ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,
dass zwischen erstem Brüdenverdichter (30) und zweitem
Brüdenverdichter (34) eine erste Einrichtung (32) zur
Regelung der Brüdentemperatur vorgesehen ist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch
gekennzeichnet, dass zwischen zweitem Brüdenverdichter
(34) und dem ersten Wärmetauscher (2) oder dem zweiten
Wärmetauscher (3) eine zweite Einrichtung (36) zur
Regelung der Brüdentemperatur vorgesehen ist.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch
gekennzeichnet, dass der erste Wärmetauscher (2) ganz
oder teilweise von dem verdichteten Brüden (29) mit Wärme
versorgt wird.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch
gekennzeichnet, dass der Prozessdampferzeuger mindestens
teilweise mit der Abwärme von Brennstoffzellen (10),
insbesondere von Phosphor-Säure-Brennstoffzellen (PHFC),
Festelektrolyt-Brennstoffzellen, Carbonat-Schmelzen-
Brennstoffzellen (MFC) und/oder Solid-Oxyde-
Brennstoffzellen (SOFC), betrieben wird.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 20, dadurch
gekennzeichnet, dass sie zur Durchführung eines der
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13 geeignet ist.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 21, dadurch
gekennzeichnet, dass sie ein Steuergerät sowie Steuer-
und Regelorgane zum Betrieb der Vorrichtung nach einem
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13 aufweist.
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---|---|---|---|
DE2001133868 DE10133868A1 (de) | 2001-07-12 | 2001-07-12 | Verfahren und Vorrichtung zur Trocknung von Kohle mit der Abwärme von Brennstoffzellen |
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DE2001133868 Withdrawn DE10133868A1 (de) | 2001-07-12 | 2001-07-12 | Verfahren und Vorrichtung zur Trocknung von Kohle mit der Abwärme von Brennstoffzellen |
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- 2001-07-12 DE DE2001133868 patent/DE10133868A1/de not_active Withdrawn
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