DE102014105477A1

DE102014105477A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Trocknung von feuchtem, kohlenstoffhaltigem und partikelförmigem Brennstoff

Info

Publication number: DE102014105477A1
Application number: DE102014105477.6A
Authority: DE
Inventors: Torsten Buddenberg; Christian Bergins; Emmanouil Kakaras
Original assignee: Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe GmbH
Current assignee: Mitsubishi Power Europe GmbH
Priority date: 2014-04-16
Filing date: 2014-04-16
Publication date: 2015-10-22
Anticipated expiration: 2034-04-17
Also published as: WO2015158476A1; DE102014105477B4; EP3132198A1; AU2015246271A1

Abstract

Bei einem Verfahren zur Trocknung von in Brennern einer Brennkammer (1) oder eines Dampferzeugers eines Kraftwerks, vorzugsweise Braunkohlekraftwerks, insbesondere Trockenbraunkohlekraftwerks, und/oder einer Feuerungsanlage zu verfeuerndem feuchtem, kohlenstoffhaltigem und partikelförmigem Brennstoff (14) in einer Trocknungsvorrichtung und/oder Trocknungsanlage (12) des Kraftwerks (16), vorzugsweise Braunkohlekraftwerks, insbesondere Trockenbraunkohlekraftwerks, wobei der Trocknungsvorrichtung und/oder Trocknungsanlage (12) ein temperierter Gasstrom zugeführt und der Brennstoff (14) in der Trocknungsvorrichtung und/oder Trocknungsanlage (12) mittels von dem temperierten Gasstrom übertragener und/oder aus diesem ausgekoppelter Wärmeenergie getrocknet und der getrocknete Brennstoff (2) einem Lagerbehälter (4) und/oder Brennern der Brennkammer (1) oder des Dampferzeugers des Kraftwerks (16) und/oder der Feuerungsanlage zugeführt wird, soll eine Lösung geschaffen werden, die ein Verfahren zur Trocknung von feuchtem, kohlenstoffhaltigem und partikelförmigem Brennstoff und eine Brennstofftrocknungsanlage bereitstellt, welche die Trocknung von feuchtem, kohlenstoffhaltigem und partikelförmigem Brennstoff in einer energetisch effizienten sowie kostengünstigen Art und Weise und insbesondere eine vorteilhafte Einbindung einer solchen Brennstofftrocknungsanlage, auch nachrüstbar, in ein Kraftwerk ermöglichen. Dies wird dadurch erreicht, dass in der Brennkammer (1) oder dem Dampferzeuger und/oder der, insbesondere separaten, Feuerungsanlage durch Verbrennung von Brennstoff (2, 14) ein Rauchgasstrom erzeugt wird, dieser abgasseitig in Rauchgasströmungsrichtung stromabwärts und außerhalb der Brennkammer (1) oder des Dampferzeugers oder der Feuerungsanlage in eine Rauchgasleitung (6) überführt wird und mindestens ein Teil des Rauchgasstromes als temperierter Rauchgasstrom der Trocknungsvorrichtung und/oder Trocknungsanlage (12) zugeführt und dessen Wärmeenergie in der Trocknungsvorrichtung und/oder Trocknungsanlage (12) zumindest teilweise an den zu trocknenden Brennstoff (14) übertragen wird.

Description

Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren zur Trocknung von in Brennern einer Brennkammer oder eines Dampferzeugers eines Kraftwerks, vorzugsweise Braunkohlekraftwerks, insbesondere Trockenbraunkohlekraftwerks, und/oder einer Feuerungsanlage zu verfeuerndem feuchtem, kohlenstoffhaltigem und partikelförmigem Brennstoff in einer Trocknungsvorrichtung und/oder Trocknungsanlage des Kraftwerks, vorzugsweise Braunkohlekraftwerks, insbesondere Trockenbraunkohlekraftwerks, wobei der Trocknungsvorrichtung und/oder Trocknungsanlage ein temperierter Gasstrom zugeführt und der Brennstoff in der Trocknungsvorrichtung und/oder Trocknungsanlage mittels von dem temperierten Gasstrom übertragener und/oder aus diesem ausgekoppelter Wärmeenergie getrocknet und der getrocknete Brennstoff einem Lagerbehälter und/oder Brennern der Brennkammer oder des Dampferzeugers des Kraftwerks und/oder der Feuerungsanlage zugeführt wird.
Weiterhin richtet sich die Erfindung auf eine Brennstofftrocknungsanlage zur Durchführung des vorstehenden Verfahrens umfassend eine Trocknungsvorrichtung und/oder Trocknungsanlage mit einer Brennstoffzuführleitung, mittels welcher der Trocknungsvorrichtung und/oder Trocknungsanlage feuchter, kohlenstoffhaltiger und partikelförmiger Brennstoff zuführbar ist, und mit einer Brennstoffabführleitung, mittels welcher in der Trocknungsvorrichtung und/oder Trocknungsanlage getrockneter Brennstoff einem Lagerbehälter und/oder Brennern einer Brennkammer oder eines Dampferzeugers eines Kraftwerks, vorzugsweise eines Braunkohlekraftwerks, insbesondere eines Trockenbraunkohlekraftwerks, und/oder einer Feuerungsanlage zuführbar ist.
Rohbraunkohle, aber auch Biomasse, weist in ihrem Gewinnungszustand einen relativ hohen Feuchtegehalt auf, der Wasseranteile von über 50 Gew.-% und bis zu 70 Gew.-% umfassen kann. Da Rohbraunkohle und Biomasse in diesem Zustand nicht sinnvoll als Brennstoffeinsatz in Feuerungsanlagen, insbesondere in Brennkammern von Kraftwerken eingesetzt werden können, ist es bekannt, Rohbraunkohle, aber auch Mischungen aus Rohbraunkohle und Biomasse, vor der Verfeuerung auf einen akzeptablen Feuchtegehalt, das heißt einen akzeptablen Wassergehalt, zu trocknen.
Aus dem Stand der Technik bekannt und in der Praxis in der Regel eingesetzt ist derzeit bei großen Kraftwerken, insbesondere Braunkohlekraftwerken, die Mahltrocknung und sogenannte Rohbraunkohle-Feuerung (RBK-Feuerung). Bei diesem Verfahren sind die Trocknung des feuchten Brennstoffes und dessen Mahlung ein integrierter, verfahrenstechnischer Prozess. Zur Mahlung des Brennstoffes kommen Schlagradmühlen, gegebenenfalls mit einer vorgeschalteten Vorschlägerstufe, zum Einsatz. Bei derartigen Schlagradmühlen wird der mahl-zu-trocknende Brennstoff, in der Regel Rohbraunkohle, mit aus der Brennkammer des mit diesem Brennstoff befeuerten Dampfkessel eines Kraftwerks abgezogenem, ca. 1.000°C heißem Rauchgas als Traggas in die Schlagradmühle und durch diese hindurch gefördert. In der Mühle erfolgt sowohl die Mahlung und Zerkleinerung des Brennstoffes, als auch dessen Trocknung. Im Anschluss wird der getrocknete Brennstoff dann in der Regel unmittelbar der Brennkammer des Dampferzeugers des Kraftwerkes zugeführt, wobei in neuerer Zeit aber auch sogenannte indirekte Feuerungen Verwendung finden, bei welchen der gemahlene und getrocknete Brennstoff zunächst in einem Bunker oder Silo zwischengelagert wird. Da die übliche, direkte Feuerung bei den Mahltrocknungsverfahren mittels einer Mühle, insbesondere Schlagradmühle, dazu führt, dass die den Transport des Brennstoffes zu den Brennern der Brennkammer des Dampferzeugers bewirkende Gebläsefunktion der Mühle immer eine gewisse Mindestdrehzahl der Mühle voraussetzt, lässt sich der Kohlestrom mit einer solchen Mühle nur bedingt regeln. Dies führt dazu, dass eine sich durch die Brennstoffzufuhr ergebende Leistungsregelung der Brenner, insbesondere in geringen Lastbereichen des Dampferzeugers, nur ungenügend durchführbar ist. Hinzu kommt, dass die Reaktionszeiten des Dampferzeugers bei vorgeschalteter Mahltrocknung unzureichend sind. Es bedarf immer einer gewissen Zeit und Verzögerung bis entweder die vorgeschalteten Mühlen bei einer gewünschten Leistungsminderung heruntergefahren oder bei einer gewünschten Leistungserhöhung hochgefahren sind und damit der benötigte Brennstoffmassestrom an die gewünschte Leistung angepasst ist. Aus diesem Grunde sind die indirekten Feuerungssysteme entwickelt worden, bei welchen der mahlgetrocknete Brennstoff in Silos zwischengelagert wird, aus welchen heraus die Brenner dann unmittelbar mit einem Brennstoffmassestrom versorgt werden können oder in die, bei Abschaltung oder Herunterfahren des Brennermassestromes, die vorgeschalteten Mühlen noch für einen gewissen Zeitraum mahlgetrockneten Brennstoff zuführen können.
Während die vorstehend beschriebenen Mahltrocknungsverfahren mit einem circa 1000°C heißen Rauchgas getrocknet werden, sind als Alternative dazu aus dem Stand der Technik gemäß Praxis auch Trocknungsverfahren bekannt, bei welchen der feuchte Brennstoff mit Hilfe eines lediglich temperierten Gasstromes in einem Niedertemperaturwärmebereich von < 300°C getrocknet wird. Bei diesen Verfahren erfolgt die Brennstofftrocknung mahlprozessunabhängig in einer von einem Mahlaggregat unabhängigen und insbesondere verfahrenstechnisch getrennten Trocknungsanlage. D. h., die Trocknungsanlage umfasst keinen integrierten Mahlprozess. Als temperierter Gasstrom findet hierbei in der Regel Wasserdampf Verwendung. Im Bereich der Braunkohleverfeuerung spricht man dann von einer Trockenbraunkohle-Feuerung (TBK-Feuerung), wenn Braunkohlenbrennstoff zum Einsatz kommt, der mahlprozessunabhängig oder vom Mahlprozess getrennt getrocknet wird und danach der Feueranlage, beziehungsweise den Brennern der Brennkammer eines Dampferzeugers, zugeführt wird. Derartige Trocknungsanlagen sind beispielsweise die Dampfwirbelschichttrocknung (DWT-Trocknung), die Wirbelschichttrocknung mit interner Abwärmenutzung (WTA-Trocknung), die druckaufgeladene Dampfwirbelschichttrocknung (DDWT-Trocknung) oder die konvektive Niedertemperatur-Trocknung mit Luft. Bei der Dampfwirbelschichttrocknung erfolgt der zur Trocknung benötigte Wärmeeintrag über in eine Brennstoffwirbelschicht eingebettete Rohrleitungen, die von Dampf als Wärmeträger durchströmt werden. Um eine ausreichend hohe Wärmestromdichte zu erreichen, muss hierbei die Temperatur des Dampfes mindestens 40°C–50°C über der der Wirbelschicht liegen. Bei der WTA-Trocknung wird ergänzend die für die Ausbildung der Wirbelschicht benötigte Dampfmenge nach dem Verlassen der Wirbelschicht verdichtet und anschließend für die Beheizung der Wirbelschicht verwendet oder in den Wärmestrom des angeschlossenen Kraftwerkes eingebunden. Während die DWT-Trocknung und WTA-Trocknung unter atmosphärischen Bedingungen durchgeführt werden, erfolgt die DDWT-Trocknung mit einem auf bis zu 6 bar erhöhten Systemdruck. Während die DWT-, WTA- und DDWT-Trocknung auf einer indirekten Wärmeübertragung mittels Dampf beruhen, ist aus den beiden Veröffentlichungen der Lehigh University in Bethlehem, Pennsylvania, USA, „Lehigh Energy Update, „Research Demonstrates Benefits of Drying Western Coal, Vol. 20 (2), 2002" und „Use of coal drying to reduce water consumed in pulverized coal power plants", Final Report, December 2, 2002 to March 31, 2006, by Edward K. Levy, Nenad Sarunac, Harun Bilirgen, Hugo Caram, DOE Award Number DE-FC26-03NT41729, die Trocknung von feuchtem Brennstoff zu Rohbraunkohle mittels konvektiver Lufttrocknung bekannt. Hierin ist beschrieben, die zur Trocknung erforderliche Energie von einem auf circa 43°C (110°F) aufgeheizten Luftstrom, der als Traggas zur Wirbelschichtbildung in eine Wirbelschichtanlage eingeleitet wird und hier die für die Trocknung des feuchten Brennstoffes erforderliche Energie an den feuchten Brennstoff überträgt, bereitzustellen. Auch ist beschrieben, die Luft mittels eines im Gegenstrom von aus einem Kraftwerksdampfkessel stammendem Rauchgas durchströmten und in der Rauchgasleitung angeordneten Luftvorwärmers auf höhere Temperaturen als 43°C zu erwärmen und die erwärmte Luft dann zur Trocknung feuchter Braunkohle als Traggas durch eine dem Kraftwerkskessel Braunkohle als Brennstoff zuführende Kohlemühle hindurchzuzuleiten.
Da bei diesen teilweise ein von einem Brennstoffmahlprozess getrenntes Trocknungsverfahren aufweisenden Trocknungsanlagen der Trocknungsvorgang verfahrenstechnisch von der Mahlung entkoppelt sein kann, besteht bei derartigen Verfahren die Möglichkeit, die Trocknung auf einem niedrigeren Temperaturniveau exergetisch effizienter durchzuführen und als separaten Verfahrensschritt zu optimieren. Nachteilig bei diesen bekannten Trocknungsverfahren ist allerdings, dass bei der konvektiven Trocknung mittels Luft die Gefahr von Explosionen besteht. Wird beispielsweise Braunkohle getrocknet, so muss zur Vermeidung von Explosionsgefahr die Einhaltung eines nur niedrigen Sauerstoffgehalts im Trocknungsgas sichergestellt sein. Die weiteren derartigen Trocknungsverfahren, bei welchen der zu trocknende Brennstoff direkt oder indirekt mit Dampf beheizt wird, erfordern eine aufwendige Steuerungs- und Regelungstechnik, die für die Zuführung eines geeigneten Dampfes geeignet ist, und erfordern insbesondere auch die Dampferzeugung an sich. Damit ist ein hoher Energieaufwand verbunden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lösung zu schaffen, die ein Verfahren zur Trocknung von feuchtem, kohlenstoffhaltigem und partikelförmigem Brennstoff und eine Brennstofftrocknungsanlage bereitstellt, welche die Trocknung von feuchtem, kohlenstoffhaltigem und partikelförmigem Brennstoff in einer energetisch effizienten sowie kostengünstigen Art und Weise und insbesondere eine vorteilhafte Einbindung einer solchen Brennstofftrocknungsanlage, auch nachrüstbar, in ein Kraftwerk ermöglichen.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ein Brennstofftrocknungsverfahren gemäß Anspruch 1 und eine Brennstofftrocknungsanlage gemäß Anspruch 20 vor. Vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.
Bei einem Verfahren der eingangs näher bezeichneten Art, wird die vorstehende Aufgabe dadurch gelöst, dass in der Brennkammer oder dem Dampferzeuger und/oder der, insbesondere separaten, Feuerungsanlage durch Verbrennung von Brennstoff ein Rauchgasstrom erzeugt wird, dieser abgasseitig in Rauchgasströmungsrichtung stromabwärts und außerhalb der Brennkammer oder des Dampferzeugers oder der Feuerungsanlage in eine Rauchgasleitung überführt wird und mindestens ein Teil des Rauchgasstromes als temperierter Rauchgasstrom der Trocknungsvorrichtung und/oder Trocknungsanlage zugeführt und dessen Wärmeenergie in der Trocknungsvorrichtung und/oder Trocknungsanlage zumindest teilweise an den zu trocknenden Brennstoff übertragen wird.
Bei einer Brennstofftrocknungsanlage der eingangs näher bezeichneten Art wird die vorstehende Aufgabe dadurch gelöst, dass die Trocknungsvorrichtung und/oder Trocknungsanlage mit einer auf der Abgasseite der Brennkammer oder des Dampferzeugers oder der, insbesondere separaten, Feuerungsanlage und/oder deren jeweiligen Brennern ausgebildeten Rauchgasleitung leitungsmäßig verbunden und ihr in der Rauchgasleitung geführtes Rauchgas in Form eines temperierten Rauchgasstromes zur Trocknung des feuchten Brennstoffs zuführbar und insbesondere in die Trocknungsvorrichtung und/oder Trocknungsanlage einleitbar ist.
Hierbei ist es in Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorteilhaft, wenn der Trocknungsvorrichtung und/oder Trocknungsanlage ein von dem in der Rauchgasleitung geführten Rauchgasstrom abgezweigter Rauchgasteilstrom als temperierter Rauchgasstrom zugeführt wird.
Als besonders zweckmäßig hat sich die Ausgestaltung der Erfindung herausgestellt, wonach von dem Rauchgasstrom in Rauchgasströmungsrichtung stromabwärts eines im Strang der Rauchgasleitung angeordneten Luftvorwärmers und/oder einer im Strang der Rauchgasleitung angeordneten Rauchgasentschwefelungsanlage ein Teil des Rauchgasstromes abgezweigt und der Trocknungsvorrichtung und/oder Trocknungsanlage als temperierter Rauchgasstrom oder temperierter Rauchgasteilstrom zugeführt wird.
Hierbei ist es auch möglich, dass von dem Rauchgasstrom in Rauchgasströmungsrichtung stromaufwärts eines im Strang der Rauchgasleitung angeordneten Luftvorwärmers und/oder einer im Strang der Rauchgasleitung angeordneten Rauchgasentschwefelungsanlage ein Teil des Rauchgasstromes abgezweigt und der Trocknungsvorrichtung und/oder Trocknungsanlage als temperierter Rauchgasstrom oder temperierter Rauchgasteilstrom zugeführt wird.
Weiterhin hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn von dem Rauchgasstrom 1/3 als temperierter Rauchgasteilstrom der Trocknungsvorrichtung und/oder Trocknungsanlage zugeführt wird und 2/3 des Rauchgasstromes in der Rauchgasleitung weitergeführt werden. Die Erfindung sieht daher weiterhin vor, dass von dem Rauchgasstrom ein 30–35 Vol.-% des Rauchgasstromes umfassender Rauchgasteilstrom abgezweigt und als temperierter Rauchgasstrom oder Rauchgasteilstrom der Trocknungsvorrichtung und/oder Trocknungsanlage zugeführt wird.
Da stromabwärts eines Luftvorwärmers niedrigere Rauchgastemperaturen vorliegen als stromaufwärts dieses Luftvorwärmers, werden der Trocknungsvorrichtung und/oder der Trocknungsanlage vom Ort der Abzweigung von dem in der Rauchgasleitung geführten Rauchgasstrom unterschiedlich temperierte Rauchgasteilströme zugeführt. Die Erfindung zeichnet sich daher weiterhin dadurch aus, dass der Trocknungsvorrichtung und/oder Trocknungsanlage ein temperierter Rauchgasstrom mit einer Temperatur zwischen 110°C und 500°C, insbesondere zwischen 120°C und 400°C, bevorzugt zwischen 180°C und 350°C zugeführt wird.
Nach einem ersten Aspekt zeichnet sich die Erfindung somit dadurch aus, dass bei einer Brennstofftrocknung Rauchgas als temperierter Gasstrom für die Trocknung des feuchten, kohlenstoffhaltigen und partikelförmigen Brennstoffs Verwendung findet, welcher insbesondere durch die Verfeuerung dieses Brennstoffes, insbesondere nach seiner Trocknung in der erfindungsgemäßen Trocknungsanlage oder mit dem erfindungsgemäßen Trocknungsverfahren, oder aber auch in seinem feuchten Zustand in den Brennern einer Feuerungsanlage, insbesondere der Brennkammer eines Dampferzeugers eines Braunkohlekraftwerkes, erzeugt worden ist. Im Unterschied zum Stand der Technik wird hier kein heißes Rauchgas, sondern ein lediglich temperierter Rauchgasstrom für die Trocknung genutzt, der der Trocknungsvorrichtung und/oder Trocknungsanlage zugeführt wird. Die Nutzung eines Rauchgasstromes und insbesondere die Ausnutzung von dessen Wärmeinhalt, insbesondere nachdem dieser bereits einigen Rauchgasbehandlungsprozessen oder -schritten, beispielsweise einer Entstaubung und einer Entschwefelung, unterworfen und bereits abgekühlt worden ist, ermöglicht die energetisch effiziente und kostengünstige Einbindung einer solchen Trocknungsanlage in ein bestehendes Kraftwerk, insbesondere Braunkohlekraftwerk. Hierbei ist es auch möglich, das erfindungsgemäße Brennstofftrocknungsverfahren und die erfindungsgemäße Brennstofftrocknungsanlage im Wege einer Nachrüstung in bestehende Kraftwerksanlagen kostengünstig zu integrieren. Von Vorteil hierbei ist es, dass mit einem technisch akzeptablen Aufwand, insbesondere Regelungsaufwand, ansonsten aufgrund der Abführung des Rauchgases über einen Kamin verloren gehende Wärmeenergie nutzbringend effizient genutzt werden kann und nicht auf den teuer und energieintensiv hergestellten Dampf für die Trocknung des Brennstoffes zurückgegriffen werden muss. Auch weist das rauchgasseitige Abgas von Feuerungsanlagen und damit der erfindungsgemäß zu verwendende temperierte Rauchgasstrom einen solch niedrigen Sauerstoffgehalt auf, dass die Trocknung von partikelförmigem, kohlenstoffhaltigem Brennstoff sicher erfolgen kann und dadurch keine Explosionsgefahr begründet wird. Schließlich lässt sich das erfindungsgemäße Brennstofftrocknungsverfahren in einer Brennstofftrocknungsanlage durchführen, die technisch wenig kompliziert und von einfacher Bauart ist, da keine aufwendigen Maßnahmen zur Sicherstellung eines Sauerstoffgehaltes in dem Rauchgasstrom oder zur Aufrechterhaltung einer bestimmten Dampftemperatur oder eines bestimmten Dampfdruckes notwendig werden.
Da bei dem von einer Mahltrocknung entkoppelten erfindungsgemäßen Brennstofftrocknungsverfahren keine hohen Temperaturen in dem Trocknungsgasstrom notwendig sind, kann es ausreichen, wenn der Trocknungsanlage ein temperierter Rauchgasstrom mit einer Temperatur von weniger als 250°C, insbesondere von weniger als 200°C, vorzugsweise mit einer Temperatur zwischen 120°C und 150°C, zugeführt wird.
Dadurch, dass zur Brennstofftrocknung ein Rauchgasstrom verwendet wird, der einerseits ohne weitere Maßnahmen lediglich einen geringen Sauerstoffgehalt aufweist und der bei Eintritt in die Trocknungsvorrichtung und/oder Trocknungsanlage andererseits lediglich, insbesondere in einem Temperaturbereich von unterhalb 350°C, bevorzugt unterhalb 250°C, temperiert ist, kann dieser Rauchgasstrom sowohl für eine direkte, das heißt unmittelbare, als auch für eine indirekte, das heißt mittelbare, Wärmeübertragung auf den zu trocknenden feuchten Brennstoff genutzt werden. Es ist möglich, dass der feuchte Brennstoff in der Trocknungsanlage unmittelbar im direkten Kontakt mit dem temperierten Rauchgasstrom, insbesondere konvektiv, und/oder mittelbar mittels eines von dem temperierten Rauchgasstrom induzierten Wärmestroms getrocknet wird.
Die Trocknungsanlage kann die einzige einer Feuerungsanlage zugeordnete Trocknungsanlage, aber auch lediglich eine zusätzliche Trocknungsanlage sein. So kann ein Kraftwerk, insbesondere Braunkohlekraftwerk, beispielsweise eine mit einer solchen Trocknungsanlage ausgestatte Trockenbraunkohle-Feuerung ausschließlich oder aber in Kombination mit einer Rohbraunkohle-Feuerung, insbesondere in Form eines sogenannten Hybrid-Kraftwerkes, aufweisen. Zudem kann dies mit der Kombination von direkten Feuerungen, bei welchen Brenner unmittelbar aus einer Mahltrocknungsanlage oder Trocknungsanlage mit Brennstoff versorgt werden, und einer indirekten Feuerung, bei welcher Brenner aus einem Vorrats- oder Lagerbehälter oder einem Silo mit Brennstoff versorgt werden, ausgestattet sein.
Auch ist es möglich, mehrere, gegebenenfalls nach unterschiedlichen Verfahren befeuerte Feuerungsanlagen oder auch mit unterschiedlichen Feuerungen, beispielsweise einer RBK- oder einer TBK-Feuerung, ausgestattete Brenner vorzusehen. Es ist daher möglich, dass der Trocknungsanlage der von den Kraftwerksbrennern, insbesondere durch Verfeuerung des getrockneten Brennstoffs, erzeugte Rauchgasstrom ganz oder teilweise zugeführt wird. Hierbei ist es auch möglich, dass der Trocknungsanlage zumindest ein Teilstrom des durch Verbrennung des in der Trocknungsanlage getrockneten Brennstoffs in den Brennern, insbesondere Kraftwerksbrennern, entstandenen Rauchgasstroms zugeführt wird.
Um eine gute Ausnutzung der im Rauchgasstrom enthaltenen Wärmeenergie zu erreichen, sieht die Erfindung in Ausgestaltung mehrere Maßnahmen vor. Eine Maßnahme besteht darin, dass aus dem Rauchgasstrom zumindest ein Teil der Wärmeenergie, insbesondere mittels eines ersten Wärmeverschubsystems, ausgekoppelt und zumindest teilweise in den oder einen der Trocknungsvorrichtung und/oder Trocknungsanlage zugeführten Teil des Rauchgasstroms eingekoppelt wird. Eine andere Maßnahme besteht darin, dass von dem Rauchgasstrom in Rauchgasströmungsrichtung vor dessen Eintritt in einen/den Luftvorwärmer ein Teil des Rauchgasstromes abgezweigt, zumindest ein Teil der Wärmeenergie dieses weiteren Rauchgasteilstromes, insbesondere mittels eines zweiten Wärmeverschubsystems, ausgekoppelt und zumindest teilweise in einen oder den der Trocknungsvorrichtung und/oder Trocknungsanlage zugeführten Rauchgasteilstrom eingekoppelt und dieser weitere Rauchgasteilstrom dem Rauchgasstrom wieder zugeführt wird, bevor der der Trocknungsvorrichtung und/oder Trocknungsanlage zugeführte Rauchgasteilstrom von dem Rauchgasstrom abgezweigt wird. Bei dieser Ausführungsform werden also zwei Rauchgasteilströme an unterschiedlichen Stellen des die Rauchgasleitung durchströmenden Rauchgasstroms von diesem abgezweigt und wärmetechnisch miteinander verschaltet.
Der getrocknete Brennstoff kann in den Brennern der Brennkammer oder des Dampferzeugers des Kraftwerks, insbesondere Braunkohlekraftwerks, verfeuert werden, wobei dann der Trocknungsanlage der von den Brennern erzeugte Rauchgasstrom ganz oder teilweise zugeführt werden kann. Es ist also auch möglich, dass der Trocknungsanlage zumindest ein Teilstrom des durch Verbrennung des in der Trocknungsanlage getrockneten Brennstoffs in den Brennern entstehenden oder entstandenen Rauchgasstroms zugeführt wird.
Die Erfindung zeichnet sich daher in weiterer Ausgestaltung zudem dadurch aus, dass der Trocknungsvorrichtung und/oder Trocknungsanlage zumindest ein Teilstrom der in den Brennern der Brennkammer oder des Dampferzeugers insgesamt oder pro Zeiteinheit zu verfeuernden Brennstoffmenge an feuchtem, kohlenstoffhaltigem und partikelförmigem Brennstoff zugeführt und diese in der Trocknungsvorrichtung und/oder Trocknungsanlage) mittels eines/des von den Brennern durch Verfeuerung dieses, insbesondere getrockneten, Brennstoffs erzeugten und der Trocknungsvorrichtung und/oder Trocknungsanlage zugeführten, temperierten Rauchgasstroms zumindest teilgetrocknet wird.
Hierbei ist es dann gemäß weiterer Ausgestaltung der Erfindung von Vorteil, wenn mittels des zuzuführenden Brennstoffs getrocknet wird oder der den Brennern der Brennkammer oder des Dampferzeugers insgesamt oder pro Zeiteinheit zuzuführende Brennstoff teilgetrocknet wird.
Besonders zweckmäßig ist die Ausstattung eines Braunkohlekraftwerkes oder einer Feuerungsanlage mit dem erfindungsgemäßen Verfahren dann, wenn neben dem getrockneten Brennstoff auch anderer Brennstoff, beispielsweise neben der Trockenbraunkohle auch Rohbraunkohle und/oder Biomasse, verfeuert wird. In diesem Falle besteht eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens darin, dass mittels des temperierten Rauchgasstroms in der Trocknungsvorrichtung und/oder Trocknungsvorrichtung und/oder Trocknungsanlage ein Teilstrom der Brennstoffmenge getrocknet wird, der bis zu 70 Gew.-%, zumindest mehr als 25 Gew.-%, bevorzugt mehr als 17,5 Gew.-%, besonders bevorzugt mehr als 10 Gew.-%, der den Brennern der Brennkammer oder des Dampferzeugers aktuell oder, insbesondere bei Volllastbetrieb, insgesamt oder pro Zeiteinheit zur Verfeuerung zugeführten Brennstoffmenge entspricht.
Besonders zweckmäßig ist es, wenn der feuchte Brennstoff mittels des temperierten Rauchgasstromes in der Trocknungsanlage auf einen Wassergehalt von weniger als 25 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 15 Gew.-%, getrocknet wird, was die Erfindung in Weiterbildung ebenfalls vorsieht. Die Reduzierung auf einen solchen Wasser- oder Feuchtegehalt lässt sich mit den üblicherweise in einem Braunkohlekraftwerk, insbesondere in Bezug auf das Rauchgas, herrschenden Temperaturen sowie Energie- und Massenströmen bei der Verwendung von üblicher Rohbraunkohle als zu trocknendem Brennstoff in energieeffizienter Weise gut einstellen. Es ist somit möglich, dass der Trocknungsanlage feuchte Braunkohle oder Biomasse oder eine feuchte Braunkohle und/oder Biomasse enthaltende Brennstoffmischung als zu trocknender Brennstoff zugeführt wird.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt weiterhin darin, dass der temperierte Rauchgasstrom von einer Rauchgasleitung, die mit einer, die Brenner aufweisenden Brennkammer eines Dampferzeugers oder Kraftwerkskessels, vorzugsweise eines Braunkohlenkraftwerks, in Leitungsverbindung steht, in Rauchgasströmungsrichtung nach mehreren vom Rauchgasstrom durchströmten Rauchgasbehandlungsanlagen stromabwärts eines von dem Rauchgasstrom durchströmten Luftvorwärmers und einer von dem Rauchgasstrom durchströmten Rauchgasentschwefelungsanlage abgezweigt und der Trocknungsanlage zugeführt wird. Hierdurch lässt sich das erfindungsgemäße Brennstofftrocknungsverfahren gut in bestehende Kraftwerke und deren Wärme- und Energieströme integrieren. Eine besonders zweckmäßige und vorteilhafte Maßnahme besteht hierbei darin, dass der Rauchgasstrom in der Rauchgasentschwefelungsanlage gekühlt und getrocknet wird.
Es ist aber ebenso gut möglich, dass alternativ oder ergänzend der temperierte Rauchgasstrom von einer Rauchgasleitung, die mit einer, die Brenner, aufweisenden Brennkammer eines Dampferzeugers oder Kraftwerkskessels, vorzugsweise eines Braunkohlenkraftwerks, in Leitungsverbindung steht, in Rauchgasströmungsrichtung vor mehreren vom Rauchgasstrom durchströmten Rauchgasbehandlungsanlagen stromaufwärts eines von dem Rauchgasstrom durchströmten Luftvorwärmers und einer von dem Rauchgasstrom durchströmten Rauchgasentschwefelungsanlage abgezweigt und der Trocknungsanlage zugeführt wird.
In einem Braunkohlekraftwerk lässt sich das Brennstofftrocknungsverfahren insbesondere dadurch vorteilhaft realisieren, dass mittels des aus dem/einem Braunkohlekraftwerk stammenden Rauchgasstroms in der Trocknungsvorrichtung und/oder Trocknungsanlage ein Teilstrom der Brennstoffmenge, insbesondere Braunkohlebrennstoffmenge, auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 7–20 Gew.-%, insbesondere 10–18 Gew.-%, besonders bevorzugt 14–16 Gew.-%, getrocknet wird, der mehr als 25 Gew.-%, bevorzugt mehr als 17,5 Gew.-%, besonders bevorzugt mehr als 10 Gew.-%, der den Brennern der Brennkammer oder des Dampferzeugers aktuell oder, insbesondere bei Volllastbetrieb, insgesamt oder pro Zeiteinheit zur Verfeuerung zugeführten Brennstoffmenge, insbesondere Braunkohlebrennstoffmenge, entspricht, oder, dass mittels des aus einem Braunkohlekraftwerk stammenden Rauchgasstroms in der Trocknungsvorrichtung und/oder Trocknungsanlage eine Brennstoffmenge, insbesondere Braunkohlebrennstoffmenge, in ihrem Feuchtigkeitsgehalt durch Trocknung um 5–20 Gew.-%, insbesondere 8–12 Gew.-%, vorzugsweise 9–11 Gew.-% abgesenkt wird, die der den Brennern der Brennkammer oder des Dampferzeugers aktuell oder, insbesondere bei Volllastbetrieb, insgesamt oder pro Zeiteinheit zur Verfeuerung zugeführten Brennstoffmenge, insbesondere Braunkohlebrennstoffmenge, entspricht.
Um die in dem temperierten Rauchgasstrom gewünschte Temperatur einstellen oder beeinflussen zu können, sieht die Erfindung weiterhin vor, dass der von dem Rauchgasstrom aus der Rauchgasleitung abgezweigte, temperierte Rauchgasstrom in Rauchgasströmungsrichtung stromaufwärts seiner Einmündung in die Trocknungsvorrichtung und/oder Trocknungsanlage und insbesondere in Rauchgasströmungsrichtung stromabwärts einer/der Rauchgasentschwefelungsanlage einen Rauchgaskühler, insbesondere einen als direkten Wärmetauscher, vorzugsweise als Sprühwäscher, ausgebildeten Rauchgaskühler durchströmt und hier gekühlt und getrocknet wird. Hierbei kann es sich um einen NaOH-Wäscher handeln, der gegebenenfalls zudem gekühlt wird. Das Kühlwasser des Rauchgaskühlers lässt sich vorteilhaft als Zusatzkühlwasser in Kühltürmen nutzen, so dass es zweckmäßig sein kann, dass das Kühlwasser nach Durchströmen des Rauchgaskühlers einem der Brennkammer oder einem Dampferzeuger der Industrieanlage oder des Kraftwerks, insbesondere Braunkohlekraftwerk, zugeordneten Kühlturm als Kühlturmzusatzwasser zugeführt wird.
Auch über einen Gas-Gas-Wärmetauscher lässt sich der temperierte Rauchgasstrom in energieeffizienter Weise in den Energiehaushalt, das heißt die Energie- und Wärmeströme eines Kraftwerkes, vorteilhaft einbinden. Diesbezüglich sieht die Erfindung vor, dass der temperierte Rauchgasstrom in Bezug auf seine Strömungsrichtung stromaufwärts seiner Einmündung in die Trocknungsvorrichtung und/oder Trocknungsanlage einen dampfbeaufschlagbaren Wärmetauscher, der mit aus einer Dampfturbine eines Turbosatzes abgezogenem Anzapfdampf und/oder solar erzeugtem Dampf und/oder mit in einem Fresnelsystem erzeugtem Dampf beaufschlagbar ist, durchströmt und hier temperiert wird.
Es ist aber auch möglich, die der Feuerungsanlage, insbesondere den Brennern einer Brennkammer eines Dampferzeugers, zugeführte Verbrennungsluft zu nutzen, um in dem temperierten Rauchgasstrom die gewünschte Temperatur und insbesondere auch einen gewünschten Sauerstoffgehalt einzustellen. Hierbei kann die Verbrennungsluft in Strömungsrichtung vor einem üblicher Weise in einem Kraftwerk vorhandenen Luftvorwärmer oder hinter dem Luftvorwärmer abgezweigt und dem temperiertem Rauchgasstrom zugemischt werden. Die Erfindung zeichnet sich daher auch dadurch aus, dass dem temperierten Rauchgasstrom oder Rauchgasteilstrom in Bezug auf seine Strömungsrichtung stromaufwärts seiner Einmündung in die Trocknungsvorrichtung und/oder Trocknungsanlage und insbesondere stromabwärts einer/der Rauchgasentschwefelungsanlage, Luft, insbesondere nach dem Durchströmen eines/des Luftvorwärmers, der im Gegenstrom von dem abgasseitigen Rauchgasstrom der Brennkammer oder des Dampferzeugers oder der Feuerungsanlage durchströmt wird, erwärmte Luft, zugemischt wird.
Hierbei, aber auch bei anderen Verfahrensvarianten, kann die Luft derart zugemischt werden, dass ein temperierter Rauchgasstrom mit einem Sauerstoffgehalt von 1–15 Vol.-%, insbesondere von 1–12 Vol.-%, eingestellt wird. Hierbei kann zudem eine Temperatur zwischen 110°C und 250°C, insbesondere zwischen 120°C und 200°C, eingestellt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich in Ausgestaltung und Weiterbildung daher ferner dadurch aus, dass die Luft derart zugemischt wird, dass in dem temperierten Rauchgasstrom oder Rauchgasteilstrom ein Sauerstoffgehalt von 1–15 Vol.-%, insbesondere von 1–12 Vol.-%, eingestellt wird und/oder dass insbesondere bei einem Verfahren nach Anspruch 19, in dem temperierten Rauchgasstrom oder Rauchgasteilstrom eine Temperatur zwischen 110°C und 400°C, insbesondere zwischen 120°C und 350°C, bevorzugt zwischen 120°C und 200°C, eingestellt wird.
Anlagentechnisch lässt sich die Trocknungsvorrichtung und/oder Trocknungsanlage vorteilhaft als Trommeltrockner, Röhrentrockner, Wirbelschichtanlage oder Wirbelschichttrockner, als Festbetttrockner oder als Mühle oder aus Kombinationen dieser Trocknungsvorrichtungen ausbilden und ausgestalten, in welchen der Brennstoff getrocknet wird.
Hierbei kann in einer solchen Anlage der Brennstoff sowohl direkt als auch indirekt getrocknet werden. Es ist daher weiterhin möglich, dass der Brennstoff in der jeweiligen Trocknungsvorrichtung und/oder Trocknungsanlage durch direkten Kontakt mit dem temperierten Rauchgasstrom, insbesondere konvektiv, und/oder indirekt durch Kontakt mit von dem temperierten Rauchgasstrom durchströmten Heizelementen getrocknet wird.
Da der die Trocknungsvorrichtung und/oder Trocknungsanlage verlassende Rauchgasstrom, das heißt der in der Trocknungsvorrichtung und/oder Trocknungsanlage gekühlte temperierte Rauchgasstrom, bei einer direkten Trocknung des Brennstoffes Brennstoffpartikel mit sich führt, ist es zweckmäßig, in Rauchgasströmungsrichtung hinter der Trocknungsanlage einen Filter vorzusehen, mittels welchem derartige Brennstoffpartikel aus dem verbliebenden Rauchgasstrom herausgefiltert und gegebenenfalls auch dem Lagerbehälter oder Silo zugeführt werden können. Es ist daher weiterhin vorteilhaft, wenn der temperierte Rauchgasstrom in Bezug auf seine Strömungsrichtung stromabwärts der Trocknungsanlage einer Entstaubung in einem Filter, insbesondere einem Elektrofilter oder einem Gewebefilter, zugeführt wird.
Um insbesondere sogenannte indirekte Feuerungen bei Braunkohlekraftwerken realisieren zu können, kann vorgesehen sein, dass der getrocknete Brennstoff in Bezug auf seine Strömungsrichtung stromabwärts der Trocknungsvorrichtung und/oder Trocknungsanlage vor seiner Verfeuerung in einem Vorratsbehälter, insbesondere Silo, zwischengelagert wird.
Da die den Rauchgasstrom zur Trocknung des Brennstoffes erzeugende Feuerungsanlage nicht identisch mit der Feuerungsanlage sein muss, in welcher der in der Trocknungsanlage getrocknete Brennstoff verfeuert wird, kann auch vorgesehen sein, dass ein Teilstrom des getrockneten Brennstoffs kontinuierlich oder zweitweise in einer Feuerungsanlage verfeuert wird, die getrennt von und/oder unterschiedlich zu der den der Trocknungsvorrichtung und/oder Trocknungsanlage zugeführten Rauchgasstrom erzeugenden Feuerungsanlage ausgebildet ist, und/oder zusammen mit feuchtem, ungetrocknetem Brennstoff, insbesondere Rohbraunkohle, verfeuert wird.
Die erfindungsgemäße Brennstofftrocknungsanlage zeichnet sich in Ausgestaltung dadurch aus, dass die Trocknungsvorrichtung und/oder Trocknungsanlage eine Rauchgasteilstromzuführungsleitung, die mit einer auf der Abgasseite der Brennkammer oder des Dampferzeugers und/oder der Feuerungsanlage und/oder deren jeweiligen Brennern ausgebildeten Rauchgasleitung leitungsmäßig verbunden ist, aufweist, mittels welcher der Trocknungsvorrichtung und/oder Trocknungsanlage ein von der Rauchgasleitung abgezweigter, temperierter Rauchgasteilstrom zuführbar ist.
Von besonderem Vorteil ist es weiterhin, wenn die Trocknungsvorrichtung und/oder Trocknungsanlage im Strang einer von der Rauchgasleitung abzweigenden und wieder in die Rauchgasleitung einmündenden Rauchgasteilstromzuführungsleitung angeordnet ist, was die Erfindung ebenfalls vorsieht.
Die Rauchgasteilstromzuführungsleitung kann dabei alternativ, aber auch in Kombination, in Strömungsrichtung sowohl vor einer Rauchgasentschwefelungsanlage und vor einem Luftvorwärmer von der Rauchgasleitung abzweigen als auch nach diesen Rauchgasbehandlungsvorrichtungen oder Rauchgasbehandlungsanlagen. Die Erfindung sieht daher in Weiterbildung der Brennstofftrocknungsanlage einerseits vor, dass die Rauchgasteilstromzuführungsleitung in Bezug auf die Strömungsrichtung des in der Rauchgasleitung strömenden Rauchgasstromes stromabwärts eines im Strang der Rauchgasleitung angeordneten Luftvorwärmers und/oder einer im Strang der Rauchgasleitung angeordneten Rauchgasentschwefelungsanlage von der Rauchgasleitung abzweigt, und/oder, dass die Rauchgasteilstromzuführungsleitung in Bezug auf die Strömungsrichtung des in der Rauchgasleitung strömenden Rauchgasstromes stromaufwärts eines im Strang der Rauchgasleitung angeordneten Luftvorwärmers und/oder einer im Strang der Rauchgasleitung angeordneten Rauchgasentschwefelungsanlage von der Rauchgasleitung abzweigt.
Um den abgezweigten temperierten Rauchgasteilstrom gewünschtenfalls wiederaufheizen zu können, sieht die Erfindung zudem vor, dass in der Rauchgasteilstromzuführungsleitung ein insbesondere dampfbeaufschlagbarer Wärmetauscher angeordnet ist, der mit aus einer Dampfturbine eines Turbosatzes des Kraftwerks abgezogenem Anzapfdampf und/oder solar erzeugtem Dampf und/oder mit in einem Fresnelsystem erzeugtem Dampf beaufschlagbar ist und mittels welchem der in der Rauchgasteilstromzuführungsleitung geführte Rauchgasteilstrom temperierbar ist.
Um eine vorteilhafte Verschaltung von Wärmeenergieströmen zu erreichen, ist es gemäß Weiterbildung der Erfindung weiterhin von Vorteil, wenn in der Rauchgasteilstromzuführungsleitung ein erstes Wärmeverschubsystem angeordnet ist, das mit der Rauchgasleitung in Wirkverbindung steht und mittels welchem dem in der Rauchgasteilstromzuführungsleitung geführten Rauchgasteilstrom aus dem in der Rauchgasleitung geführten Rauchgasstrom ausgekoppelte Wärmeenergie zuführbar ist.
Alternativ dazu oder in Kombination damit ist es zudem möglich, dass in der Rauchgasteilstromzuführungsleitung ein zweites Wärmeverschubsystem angeordnet ist, das mit einer von der Rauchgasleitung abzweigenden und insbesondere einen darin angeordneten Luftvorwärmer umgehenden Rauchgasabzweigungsleitung in Wirkverbindung steht und mittels welchem dem in der Rauchgasteilstromzuführungsleitung geführten Rauchgasteilstrom aus dem in der Rauchgasabzweigungsleitung geführten Rauchgasstrom ausgekoppelte Wärmeenergie zuführbar ist.
Um bei dem temperierten Rauchgasteilstrom vor seinem Eintritt in die Trocknungsvorrichtung und/oder die Trocknungsanlage eine Regelung seiner Temperatur und/oder seines Sauerstoffgehaltes vornehmen zu können, ist gemäß weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Rauchgasteilstromzuführungsleitung mit mindestens einer von der der Brennkammer oder dem Dampferzeuger oder der Feuerungsanlage Verbrennungsluft zuführenden Verbrennungsluftzuführungsleitung abzweigenden ersten und/oder zweiten Luftzuführleitung in Leitungsverbindung steht, mittels welcher/welchen dem in der Rauchgasteilstromzuführungsleitung geführten temperierten Rauchgasstrom Luft zumischbar ist.
Für die Verschaltung der Wärmeenergieströme der Brennstofftrocknungsanlage ist es besonders zweckmäßig und vorteilhaft, wenn auch eine Verschiebung von Wärmeenergie von dem in der Rauchgasleitung geführten Rauchgasstrom zu der in der Luftzuführleitung strömenden Verbrennungsluft möglich ist. Die Erfindung zeichnet sich daher auch dadurch aus, dass in der Rauchgasleitung ein drittes Wärmeverschubsystem angeordnet ist, das mit einer/der Verbrennungsluftzuführungsleitung in Wirkverbindung steht und mittels welchem der in der Verbrennungsluftzuführungsleitung geführten Verbrennungsluft aus dem in der Rauchgasleitung geführten Rauchgasstrom ausgekoppelte Wärmeenergie zuführbar ist.
Schließlich sieht die Erfindung vor, dass die Trocknungsanlage eine von dem temperierten Rauchgasstrom durchströmte Trocknungsvorrichtung und/oder eine von dem temperierten Rauchgasstrom durchströmte Trocknungsvorrichtung und mindestens eine zugeordnete und leitungsmäßig mit der Trocknungsvorrichtung verbundene Kohlemühle aufweist oder als Kohlemühle, insbesondere Schlagradmühle oder Schlägermühle, ausgebildet ist.
Die Brennstofftrocknungsanlage und insbesondere die Trocknungsvorrichtung und/oder die Trocknungsanlage und mindestens die Feuerungsanlage und/oder die Brennkammer oder der Dampferzeuger können integraler Bestandteil einer Industrieanlage oder eines Kraftwerks, insbesondere eines Braunkohlekraftwerks, sein, wobei die Trocknungsanlage dann in den Brennstoffströmungsweg und in den Rauchgasströmungsweg der Industrieanlage oder des Kraftwerks leitungsmäßig eingebunden ist. Damit lässt sich ein erfindungsgemäßes Brennstofftrocknungsverfahren in technischer und energiemäßiger Hinsicht vorteilhaft in einen Kraftwerkskomplex oder eine Industrieanlage integrieren.
Um die Temperatur und den Sauerstoffgehalt des temperierten Rauchgasstromes gezielt einstellen oder beeinflussen zu können, kann die Rauchgasteilstromzuführungsleitung mit mindestens einer der Feuerungsanlage Verbrennungsluft zuführenden Luftzuführleitung in Leitungsverbindung stehen. Hierbei ist es besonders zweckmäßig, wenn die Rauchgasteilstromzuführungsleitung mit einer in Strömungsrichtung der Verbrennungsluft stromabwärts eines im Gegenstrom von heißem Rauchgas der Feuerungsanlage durchströmten Luftvorwärmers abzweigenden zweiten Luftführungsleitung und/oder mit einer in Strömungsrichtung der Verbrennungsluft stromaufwärts eines im Gegenstrom von heißem Rauchgas der Feuerungsanlage durchströmten Luftvorwärmers abzweigenden ersten Luftführungsleitung in Leitungsverbindung steht.
Unter energietechnischen Gesichtspunkten ist die Verwendung eines temperierten Rauchgasstromes vorteilhaft, der in Rauchgasströmungsrichtung nach einer üblicherweise im Rauchgasstrang eines Kraftwerkes vorhandenen Rauchgasentschwefelungsanlage abgezweigt wird. Es ist daher möglich, dass die Rauchgasteilstromzuführungsleitung in Bezug auf die Strömungsrichtung des temperierten Rauchgasstromes stromabwärts einer Rauchgasentschwefelungsanlage von der Rauchgasableitung abzweigt.
Um von dem die Trocknungsvorrichtung und/oder Trocknungsanlage durchströmenden temperierten Rauchgasstrom mitgerissene Brennstoffpartikel auch noch einer Nutzung zuführen zu können, ist es zweckmäßig, wenn die Brennstofftrocknungsanlage in Bezug auf die Strömungsrichtung des temperierten Rauchgasstromes stromabwärts der Trocknungsvorrichtung und/oder Trocknungsanlage einen dieser zugeordneten und an diese leitungsmäßig angeschlossenen Filter, insbesondere einen Elektrofilter oder einen Gewebefilter, aufweist.
Vorteilhaft ist zudem die Ausbildung der Trocknungsvorrichtung und/oder Trocknungsanlage als Trommeltrockner, Röhrentrockner, Wirbelschichtanlage oder Wirbelschichttrockner, als Festbetttrockner oder als Mühle oder als eine Kombination aus einer oder mehreren dieser Trocknungsvorrichtungen.
Die Erfindung ist nachstehend anhand einer Zeichnung beispielhaft näher erläutert. Diese zeigt in
1 in schematischer Darstellung ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Einbindung einer eine Trocknungsvorrichtung und/oder Trocknungsanlage umfassenden Brennstofftrocknungsanlage in die Rauchgasableitung eines Kraftwerks,
2 in schematischer Darstellung ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Einbindung einer eine Trocknungsvorrichtung und/oder Trocknungsanlage umfassenden Brennstofftrocknungsanlage in die Rauchgasableitung eines Kraftwerks und in
3–12 in schematischer Darstellung ein drittes bis zwölftes Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Einbindung einer eine Trocknungsvorrichtung und/oder Trocknungsanlage umfassenden Brennstofftrocknungsanlage in die Rauchgasableitung eines Kraftwerks.
Die 1 zeigt in schematischer Darstellung eine mittels punktierter Linien lediglich angedeutete Brennkammer 1 eines Dampferzeugers eines Braunkohlekraftwerks, in deren Brennern Trockenbrennstoff oder getrockneter Brennstoff 2 als Brennstoff verfeuert wird. Insofern stellt die Brennkammer 1 mit ihren Brennern eine Feuerungsanlage im Sinne der vorliegenden Anmeldung dar. Im Ausführungsbeispiel soll es sich bei dem getrockneten Brennstoff 2 oder Trockenbrennstoff um getrocknete Braunkohle handeln, so dass hier eine Trockenbraunkohle(TBR)-Feuerung durch die strichpunktierten Linien angedeutet ist. In nicht näher dargestellter Weise kann der Brennkammer 1 aber auch noch anderer, zusätzlicher Brennstoff, beispielsweise parallel oder unter Auswahl einiger der Brenner der Brennkammer 1 zugeführt werden. Insbesondere ist hierfür bei einem Braunkohlekraftwerk die Zuführung von Rohbraunkohle, die gegebenenfalls vorher einen Mahltrocknungsprozess durchlaufen hat, denkbar, so dass zusätzlich auch in nicht dargestellter Weise noch eine Rohbraunkohle(RBK)-Feuerung parallel vorgesehen sein kann, wobei die beiden Feuerungsarten gleichzeitig parallel oder auch alternierend jeweils als Einzelfeuerung betrieben werden können. Insofern kann es sich bei dem angedeutet dargestellten Kraftwerk um ein so genanntes Braunkohlen-Hybrid-Kraftwerk handeln. Um eine Zwischenlagerung des Trockenbrennstoffes 2 vor seiner Verfeuerung zu ermöglichen, ist in der gestrichelt dargestellten Trockenbrennstoffzuführungsleitung oder Brennstoffabführungsleitung 3 ein Silo oder Vorratsbehälter 4 angeordnet. Auch die gegebenenfalls vorhandene RBK-Feuerung kann gegebenenfalls Vorratsbehälter oder Silos umfassen, insbesondere dann, wenn diese zumindest auch in einem Teil als indirekte Feuerung ausgebildet ist.
In bekannter und üblicher Weise mündet in die Brennkammer 1 eine Verbrennungsluftzuführungsleitung 5 ein, mit welcher den Brennern der Brennkammer 1 die benötigte Verbrennungsluft zugeführt wird. Abgasseitig wird das bei der Verbrennung des oder eines Brennstoffes 2, 14 in den Brennern der Brennkammer 1 entstehende Rauchgas zumindest teilweise, insbesondere aber vollständig, mittels einer Rauchgasleitung 6 im Strang der Rauchgasleitung 6 angeordneten Rauchgasbehandlungsvorrichtungen, von welchen in den 1 und 2 lediglich ein Luftvorwärmer (Luvo) 7, ein Elektrofilter 8 und eine Rauchgasentschwefelungsanlage 9 dargestellt sind, zugeführt, bevor die Rauchgasleitung 6 und damit auch das Rauchgas irr einen Kühlturm 10 einmündet, aus welchem heraus das behandelte Rauchgas dann in die Umgebungsluft entweicht.
Von der Rauchgasleitung 6 zweigt in Strömungsrichtung des Rauchgases stromabwärts der Rauchgasentschwefelungsanlage 9 eine Rauchgasteilstromzuführungsleitung 11 von der Rauchgasleitung 6 ab, die in eine Trocknungsanlage 12 einmündet und die Trocknungsanlage 12 zu einem integralen Bestandteil der Rauchgasteilstromzuführungsleitung 11 machend aus dieser wieder austritt und danach in Rauchgasströmungsrichtung stromabwärts ihre Abzweigung von der Rauchgasleitung 6 wieder in die Rauchgasleitung 6 einmündet. Hierdurch wird ein in der Rauchgasteilstromzuführungsleitung 11 geführter temperierter Rauchgasstrom oder Rauchgasteilstrom aus dem ursprünglichen Rauchgasstrom der Brennkammer 1 abgezweigt und in diesen wieder rückgeführt. Bei der Trocknungsanlage 12 handelt es sich um eine solche ohne integrierten Mahlprozess, also beispielsweise nicht um eine Schlagradmühle, sondern um einen von dem in der Rauchgasteilstromzuführungsleitung 11 geführten temperierten Rauchgasstrom durchströmten Trommeltrockner oder Röhrentrockner oder um eine von dem temperierten Rauchgasstrom durchströmte Wirbelschichtanlage. Es ist aber auch möglich, Mühlen 25a–25c oder eine Mahlanlage als Trocknungsanlage 12 zu verwenden, wie dies nachstehend anhand weiterer Ausführungsbeispiele erläutert wird. In die Trocknungsanlage 12 mündet eine Brennstoffzuführleitung 13 ein, mittels welcher der Trocknungsanlage 12 zu trocknender, feuchter, kohlenstoffhaltiger und partikelförmiger Brennstoff 14, insbesondere Rohbraunkohle, aber auch Biomasse, oder eine beide Brennstoffarten enthaltende Brennstoffmischung, zugeführt wird.
Nach Trocknung innerhalb der Trocknungsanlage 12 wird dieser Brennstoff 14 als getrockneter Brennstoff 2 der aus der Trocknungsanlage 12 abzweigenden Trockenbrennstoffzuführungsleitung oder Brennstoffabführungsleitung 3 zugeführt, mittels welcher er dem Vorratsbehälter 4 und/oder der Brennkammer 1 zugeführt wird. Im Ausführungsbeispiel wird der Trocknungsanlage 12 eine feuchte Braunkohle mit einem Feuchtegehalt von 54% zugeführt, die in der Trocknungsanlage 12 zu einem getrockneten Brennstoff 2 oder Trockenbrennstoff getrocknet wird, welcher noch eine Restfeuchte von 15% aufweist.
Die Schleife der Rauchgasteilstromzuführungsleitung 11 von ihrer Abzweigung von der Rauchgasleitung 6 bis zur Wiedereinmündung in die Rauchgasleitung 6 bildet mit der darin integrierten Trocknungsanlage 12 die insgesamt mit 15 bezeichnete Brennstofftrocknungsanlage aus. Da es sich bei der Brennkammer 1 im Ausführungsbeispiel um die Brennkammer eines Dampferzeugers eines Braunkohlekraftwerkes mit nicht dargestelltem, aber in üblicher Weise ausgebildetem angeschlossenem Wasser/Dampf-Kreislauf mit integriertem Turbosatz handelt, ist die Brennstofftrocknungsanlage 15 und damit die Trocknungsanlage 12 als ein integraler Bestandteil eines solchen Kraftwerkes 16, insbesondere Braunkohlkraftwerks, ausgebildet und in den oder die Brennstoffströmungsweg(e) und in den/die Brennstoffströmungsweg(e) und in den/die Rauchgasströmungsweg(e) des insgesamt mit 16 bezeichneten Kraftwerks leitungsmäßig eingebunden. Dies ist aber nicht zwingend der Fall und kann bei anderen Ausführungsformen der Erfindung auch nicht der Fall sein.
Von der Verbrennungsluftzuführungsleitung 5 zweigt in Strömungsrichtung der Verbrennungsluft zur Brennkammer 1 hin vor dem Luftvorwärmer 7 und damit stromaufwärts des Luftvorwärmers 7 eine erste Luftzuführleitung 17 ab, die in Strömungsrichtung des temperierten Rauchgasstromes in der Rauchgasteilstromzuführungsleitung 11 vor der Trocknungsanlage 12 und damit in Bezug auf die Strömungsrichtung des temperierten Rauchgasstroms stromaufwärts der Trocknungsanlage 12 in die Rauchgasteilstromzuführungsleitung 11 einmündet. Eine zweite Luftzuführleitung 18 zweigt hinter dem Luftvorwärmer 7 und damit stromabwärts des Luftvorwärmers 7 von der Verbrennungsluftzuführungsleitung 5 ab und mündet in einem Bereich zwischen der Einmündung der ersten Luftzuführleitung 17 und der Trocknungsanlage 12 in die Rauchgasteilstromzuführungsleitung 11 ein. Mittels der ersten und/oder zweiten Luftzuführleitung 17 und 18 ist dem in der Rauchgasteilstromzuführungsleitung 11 strömenden temperierten Rauchgasstrom kalte, erwärmte oder warme Luft zuführbar. Damit lässt sich der Sauerstoffgehalt in dem temperierten Rauchgasstrom vor Eintritt in die Trocknungsanlage 12, aber auch dessen Temperatur regulieren. Im Ausführungsbeispiel kann mittels der ersten Luftzuführleitung 17 beispielsweise ca. 44°C oder ca. 114°C heiße Luft, je nachdem ob ein Wärmetauscher 19 in Betrieb ist oder nicht, dem temperierten Rauchgasstrom zugeführt werden. Mittels der zweiten Luftzuführleitung 18 lässt sich dem temperierten Rauchgasstrom ein Verbrennungsluftstrom mit einer Temperatur von 270°C zuführen. Die höhere Temperatur in der zweiten Luftzuführleitung 18 ergibt sich daraus, dass die in der Verbrennungsluftzuführungsleitung 5 geführte Verbrennungsluft im Luftvorwärmer 7 aufgrund des diesen im Gegenstrom durchströmenden Rauchgasstromes durch Wärmetausch erwärmt wird. In Bezug auf die Strömungsrichtung des temperierten Rauchgasstromes hinter der Trocknungsanlage 12 und damit stromabwärts der Trocknungsanlage 12 ist in der Rauchgasteilstromzuführungsleitung 11 ein Filter 20 angeordnet, bei dem es sich um einen Elektrofilter oder einen Gewebefilter handeln kann. Mittels dieses Filters 20 werden von dem temperierten Rauchgasstrom beim Durchströmen der Trocknungsanlage 12 mitgerissene Brennstoffpartikel aus dem dann kühleren Rauchgasstrom herausgefiltert und als getrockneter Brennstoff 2 ebenfalls der Brennstoffabführungsleitung 3 oder Trockenbrennstoffzuführungsleitung zugeführt.
Der aus der Rauchgasleitung 6 abgezweigte Rauchgasstrom tritt beispielsweise mit einer Temperatur von ca. 67°C in die Rauchgasteilstromzuführungsleitung 11 ein und wird beispielsweise in deren Verlauf bis zum Eintritt in die Trocknungsanlage 12 bis auf eine Temperatur von ca. 192°C aufgeheizt. Im Ausführungsbeispiel nach den 1 und 2 ist in Strömungsrichtung des temperierten Rauchgasstromes stromaufwärts der Trocknungsanlage 12 und stromabwärts der Abzweigung der Rauchgasteilstromzuführungsleitung 11 von der Rauchgasleitung 6 in der Rauchgasteilstromzuführungsleitung 11 ein von dem temperierten Rauchgasstrom durchströmter Rauchgaskühler 21 angeordnet. Bei Durchströmen des Rauchgaskühlers 21 wird die Temperatur des temperierten Rauchgasstromes von ca. 67°C auf ca. 40°C verringert. Bei dem Rauchgaskühler 21 kann es sich um einen direkten Wärmetauscher, beispielsweise einen Sprühwäscher, insbesondere einen NaOH-Wäscher, handeln. Das im Rauchgaskühler 21 benutzte Kühlwasser wird nach Durchströmen des Rauchgaskühlers 21 dem Kühlturm 10 in nicht dargestellter Weise als Kühlturmzusatzwasser zugeführt.
In der Rauchgasteilstromzuführungsleitung 11 ist dann in strömungsabwärtiger Richtung des temperierten Rauchgasstromes ein Gebläse 22 angeordnet, bei dessen Durchströmung der temperierte Rauchgasstrom wieder einen Temperaturanstieg, beispielsweise auf ca. 45°C, erfährt.
In dazu weiterer strömungsabwärtiger Strömungsrichtung des temperierten Rauchgasstromes ist in der Rauchgasteilstromzuführungsleitung 11 ein weiterer Wärmetauscher 23 ausgebildet. Der weitere Wärmetauscher 23 kann ebenso wie der Wärmetauscher 19 mit einer Dampfbeheizung ausgestattet sein. Die Dampfbeheizung des weiteren Wärmetauschers 23 und des Wärmetauschers 19 kann derart sein, dass dem weiteren Wärmetauscher 23 oder dem Wärmetauscher 19 Anzapfdampf aus einer Dampfturbine des Turbosatzes des Wasser/Dampf-Kreislaufes des Kraftwerkes 16 und/oder Dampf, der solar erzeugt worden ist, und/oder Dampf, der insbesondere mit einem Fresnelsystem erzeugt worden ist, zugeführt wird. Im Ausführungsbeispiel wird dem in der Rauchgasteilstromzuführleitung 11 strömenden, temperierten Rauchgasstrom mittels des weiteren Wärmetauschers 23 so viel Wärmeenergie zugeführt, dass er in Bezug auf seine Strömungsrichtung stromabwärts des weiteren Wärmetauschers 23 auf eine Temperatur von ca. 152°C wieder aufgeheizt ist. Mittels des Wärmetauschers 19 ist es aufgrund der Dampfbeheizung möglich, die in der Verbrennungsluftzuführungsleitung 5 zugeführte Verbrennungsluft auf eine Temperatur von ca. 114°C aufzuheizen, mit welcher Temperatur diese Verbrennungsluft auch in die erste Luftzuführleitung 17 eintritt. Durch entsprechende Einstellung der durch die erste und zweite Luftführungsleitung 17, 18 zugeführten Luftmenge lässt sich dann stromabwärts des weiteren Wärmetauschers 23 die Temperatur des temperierten Rauchgasstromes in der Rauchgasteilstromzuführungsleitung 11 auf die bereits erwähnten ca. 192°C einstellen, mit welcher der temperierte Rauchgasstrom zur Trocknung in der Trocknungsanlage 12 auf den dieser zugeführten Massestrom an feuchtem, kohlenstoffhaltigem und partikelförmigem Brennstoff 14 trifft. Mittels der ersten und zweiten Luftzuführleitung 17, 18 wird dem temperierten Rauchgasstrom Luft und damit Sauerstoff derart geregelt zugemischt, dass in dem temperierten Rauchgasstrom ein Sauerstoffgehalt von 1–15 Vol.-%, insbesondere von 1–12 Vol.-% und eine Temperatur zwischen 110°C und 250°C, insbesondere zwischen 120°C und 200°C; eingestellt wird.
Die Ausführungsform nach der 2 unterscheidet sich von der Ausführungsform nach der 1 lediglich dadurch, dass dort noch ein erstes Wärmeverschubsystem 24 in Form eines Gas-Gas-Wärmetauschers ausgebildet ist. Dieses erste Wärmeverschubsystem 24 ist einerseits zwischen dem Elektrofilter 8 und der Rauchgasentschwefelungsanlage 9 in der Rauchgasleitung 6 und andererseits zwischen dem Rauchgaskühler 21, insbesondere aber dem Gebläse 22, und dem weiteren Wärmetauscher 23 mit Dampfbeheizung in der Rauchgasteilstromzuführungsleitung 11 angeordnet. Hierdurch ist es möglich, im Rauchgas zwischen dem Elektrofilter 8 und der Rauchgasentschwefelungsanlage 9 enthaltene Wärmeenergie auf den temperierten Rauchgasstrom zu übertragen und diesem in der Rauchgasteilstromzuführungsleitung 11 zuzuführen. Beispielsweise kann der temperierte Rauchgasstrom hierdurch von einer Temperatur von ca. 45°C, die er nach Durchströmen des Gebläses 22 aufweist, auf eine Temperatur von ca. 113°C erwärmt werden, die er dann vor dem Durchströmen des weiteren Wärmetauschers 23 aufweist.
Mittels einer solchen, in die Brennstoffströme und Wärmeenergieströme eines Kraftwerks 16 integrierten Brennstofftrocknungsanlage 15 ist es möglich, die Trocknungsanlage 12 aus den Energie- und Wärmeströmen und Masseströmen, insbesondere dem Rauchgasmassestrom, des Kraftwerkes 16 effizient und effektiv mit Energie zu versorgen, die ausreicht, um zugeführten feuchten Brennstoff 14 in einer für die nachfolgende Verbrennung ausreichenden Weise zu trocknen. Insbesondere ist es möglich, die erfindungsgemäße Brennstofftrocknungsanlage 15 auch als nachgerüstete Einrichtung oder Vorrichtung oder Anlage mit relativ geringem technischem Aufwand in ein bestehendes Kraftwerk 16 nachträglich als Nachrüstung einzubauen.
Mittels einer solchen Brennstofftrocknungsanlage 15 ist es möglich, ein Brennstofftrocknungsverfahren durchzuführen, bei welchem der Trocknungsanlage 12 zumindest ein Teilstrom an feuchtem, kohlenstoffhaltigem und partikelförmigem, zu trocknendem Brennstoff 14 zugeführt wird, der einen Teil der in den Brennern insbesondere der Brennkammer 1 insgesamt zu verfeuernden Brennstoffmenge entspricht. Dieser Teilstrom an zu trocknendem Brennstoff 14 wird in der Trocknungsanlage 12 mittels eines insbesondere in Brennern der Brennkammer 1, aber gegebenenfalls auch in anderen Brennern einer Feuerungsanlage des Kraftwerkes 16 erzeugten und der Trocknungsanlage 12 zugeführten temperierten Rauchgasstroms zumindest teilgetrocknet. Hierbei kann der für die Trocknung verwendete Rauchgasstrom auch dadurch erzeugt werden, dass zumindest ein Teil des in der Trocknungsanlage 12 erzeugten getrockneten Brennstoffes 2 in der Brennkammer 1 oder einer Feuerungsanlage verbrannt oder verfeuert wird. Um den feuchten Brennstoff 14 in ausreichendem Maße trocknen, d. h. seinen Feuchtigkeitsgehalt verringern zu können, wird der temperierte Rauchgasstrom der Trocknungsanlage 12 vorzugsweise mit einer Temperatur von weniger als 250°C, insbesondere von weniger als 200°C, besonders bevorzugt mit einer Temperatur zwischen 120°C und 150°C, zugeführt. Hierbei ist die Trocknungsanlage 12 im Ausführungsbeispiel eine solche, bei welcher der zu trocknende, feuchte und partikelförmige Brennstoff 14 unmittelbar in direkten Kontakt mit dem temperierten Rauchgasstrom tritt, so dass hier eine konvektive Trocknung durchgeführt wird. Des Weiteren ist es hierbei möglich, dass in der Trocknungsanlage 12 der gesamte der Brennkammer 1 in Bezug auf eine Zeiteinheit oder einen Massestrom zuzuführende Brennstoff als getrockneter Brennstoff 2 oder Trockenbrennstoff teilgetrocknet wird, dieser dann also in Bezug auf seine Restfeuchte noch nicht seinen Endgehalt erreicht hat. Es ist aber auch möglich, hier lediglich einen Teil des der Brennkammer 1 insgesamt oder pro Zeiteinheit oder in Bezug auf einen Massestrom zuzuführenden getrockneten Brennstoffes 2 zu erzeugen, der aber dafür den gewünschten Endfeuchtigkeitsgehalt bereits aufweist.
Insgesamt ist die Trocknungsanlage so ausgelegt, dass ihr ein Teilstrom der Brennstoffmenge zur Trocknung zugeführt werden kann, der mehr als 25 Gew.-% und bis zu 70 Gew.-% der aktuell oder pro Zeiteinheit den Brennern der Feuerungsanlage insbesondere den Brennern der Brennkammer 1 insgesamt zur Verfeuerung zugeführten Brennstoffmenge entspricht. Der sich bei einer Trocknung auf den Endfeuchtegehalt sich ergebende Feuchtigkeitsgehalt liegt bei einem Wassergehalt von weniger als 25 Gew.-%, vorzugsweise von weniger als 15 Gew.-%, in dem die Trocknungsanlage verlassenden getrockneten Brennstoff 2.
Da die Ausführungsbeispiele nach der 1 und 2 sich lediglich in Bezug auf das erste Wärmeverschubsystem 24 in Form eines Gas-Gas-Wärmetauschers unterscheiden, finden bei beiden Ausführungsformen dieselben Bezugszeichen Verwendung und bezeichnen diese jeweils identische Gegenstände.
Ebenso bezeichnen bei den nachfolgenden Ausführungsformen der Erfindung gemäß 3 bis 12 identische Bezugszeichen jeweils identische oder gleichwirkende Elemente oder Anlagenteile. Auch bei diesen Ausführungsformen wird ein temperierter Rauchgasstrom oder Rauchgasteilstrom einer Trocknungsvorrichtung und/oder Trocknungsanlage 12 zugeführt. Je nach wärmetechnischer Verschaltung wird kaltes, getrocknetes und dann wieder aufgeheiztes Rauchgas verwendet, das vorzugsweise am Ende eines Rauchgasbehandlungsstranges nach Durchströmen einer Entschwefelungsanlage 9 von der Rauchgasleitung 6 abgezweigt wird. Oder es wird warmes Rauchgas, das vorzugsweise nach Durchströmen des Gaszuges eines Kraftwerkskessels vor dem Eintritt in einen im Strang der Rauchgasleitung 6 angeordneten Luftvorwärmer 7 abgezweigt wird, der Trocknungsvorrichtung und/oder Trocknungsanlage 12 zugeführt. Weitere Verschaltungsmöglichkeiten stellen gezielte Luftbeimischungen, insbesondere der Verbrennungsluft, oder Wärmeeinkopplungen in dem temperierten Rauchgas(teil)strom dar.
Die 3 offenbart ein Ausführungsbeispiel, welches sich gegenüber der Ausführungsform nach 1 im Wesentlichen dadurch unterscheidet, dass die Brennstofftrocknungsanlage 15 eine Trocknungsanlage 12 umfasst, der zwei Kohlemühlen 25a, 25b zugeordnet sind. Der zu trocknende Brennstoff 14 wird zunächst der ersten Kohlemühle 25a zugeführt und dann zerkleinert in die Trocknungsanlage 12 eingeleitet. Dort wird der Brennstoff 14 getrocknet und als getrockneter Brennstoff 2 der Kohlemühle 25b zugeführt und zur endgültigen Größe vermahlen. Der die Mahlanlage 25b verlassende getrocknete Brennstoff 2 wird dann dem nicht dargestellten Vorratsbehälter oder Silo 4 und/oder den Brennern der Brennkammer 1 zugeführt. Ein weiterer Unterschied besteht darin, dass in Rauchgasströmungsrichtung von der Rauchgasleitung 6 vor deren Einmündung in den Luftvorwärmer 7 eine Rauchgasabzweigleitung 26 abzweigt, die in Rauchgasströmungsrichtung stromabwärts des Luftvorwärmers 7 wieder in die Rauchgasleitung 6 einmündet. Im Bereich der Rauchgasabzweigleitung 26 ist ein zweites Wärmeverschubsystem 27 angeordnet, welches im Gegenstrom von dem temperierten Rauchgasstrom durchströmt wird, der auf diese Weise vor Eintritt in die Trocknungsanlage 12 nochmal erwärmt werden kann. Das in die Rauchgasabzweigleitung 26 abgezweigte Rauchgas hat eine Temperatur, die im Bereich von 300 bis 500°C liegt.
Die Ausführungsform nach der 4 unterscheidet sich von der nach der 3 lediglich darin, dass hier die Trocknungsanlage 12 aus lediglich einer Kohlemühle 25c besteht, in welcher als Brennstoff 14 Rohbraunkohle unter Zuführung des temperierten Rauchgasstromes getrocknet und dann zusammen mit dem Rauchgasstrom dem Filter 20 zugeführt wird, wo dann Rauchgas und getrockneter Brennstoff 2 voneinander getrennt werden. In diesem Falle kann die Kohlemühle 25c auch als Schlagradmühle ausgebildet sein, so dass hier die Trocknungsanlage 12 einen integrierten Mahlprozess umfasst.
In analoger Weise unterscheidet sich die Ausführungsform nach der 5 von der nach 3 und unterscheidet sich die Ausführungsform nach der 6 von der nach 4 darin, dass hier analog zur Ausführungsform nach der 2 einerseits ein erstes Wärmeverschubsystem 24 zwischen der Rauchgasleitung 6 und der Rauchgasteilstromzuführungsleitung 11 ausgebildet ist und dass in der Verbrennungsluftzuführungsleitung 5 ein Wärmetauscher 19 angeordnet ist. Auch mündet hier eine zweite Luftzuführungsleitung 18 in die Rauchgasteilstromzuführungsleitung 11 ein, die in Strömungsrichtung der Verbrennungsluft stromabwärts des Luftvorwärmers 7 von der Verbrennungsluftzuführungsleitung 5 abzweigt. Zudem ist in der Rauchgasteilstromzuführungsleitung 11 in analoger Weise zu den Ausführungsformen nach den 1 und 2 ein weiterer Wärmetauscher 23 stromabwärts des ersten Wärmeverschubsystems 24 angeordnet und ausgebildet.
Die Ausführungsformen nach den 7 und 8 entsprechen im Wesentlichen wiederum denen der 3 und 4. Im Unterschied zu diesen Ausführungsformen ist in der Verbrennungsluftzuführungsleitung 5 in Strömungsrichtung der Verbrennungsluft stromaufwärts des Luftvorwärmers 7 ein drittes Wärmeverschubsystem 28 angeordnet, das in der Rauchgasleitung 6 an einer Stelle stromabwärts des Elektrofilters 8 und stromaufwärts der Rauchgasentschwefelungsanlage 9 in Wärmeenergie aus dem Rauchgasstrom einkoppelnder Weise mit dem Rauchgasstrom der Brennkammer 1 in Wirkverbindung steht. Hierdurch lässt sich die Verbrennungsluft erwärmen.
Bei den Ausführungsformen nach den 3 und 4 sowie 7 und 8 werden über die Rauchgasabzweigungsleitung 26 jeweils ca. ein Drittel des in der Rauchgasleitung 6 strömenden Rauchgases abgezweigt und dem zweiten Wärmeverschubsystem 27 zugeführt.
Ebenso hat es sich als zweckmäßig erwiesen, bei allen Ausführungsformen gemäß 1 bis 8, 9 sowie 11 und 12 von der Rauchgasleitung 6 jeweils ca. ein Drittel des darin strömenden Rauchgases in die Rauchgasteilstromzuführungsleitung 11, 11' oder 11'' abzuzweigen und zwei Drittel des Rauchgases in der Rauchgasleitung 6 zu belassen und bei den Ausführungsformen gemäß 1 bis 8 dem Kühlturm 10 zuzuführen.
Bei den Ausführungsformen nach den 3, 5 und 7 besteht die Trocknungsanlage 12 jeweils aus einem Trommeltrockner, durch welchen der temperierte Rauchgasstrom geführt wird und einer diesem vorgeschalteten ersten Kohlemühle 25a und einer nachgeschalteten zweiten Kohlemühle 25b. Bei den Ausführungsformen nach den 4, 6 und 8 ist die Trocknungsanlage 12 jeweils als Schlagradmühle 25c und damit als Mahltrocknungsanlage ausgebildet.
Die 9 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher eine Rauchgasabzweigleitung 26' als Rauchgasteilstromzuführungsleitung 11' von der Rauchgasleitung 6 abzweigt und in die Trocknungsanlage 12 einmündet, so dass auf diese Weise durch die Leitungen 11', 26' ein Rauchgasteilstrom als temperierter Rauchgasstrom der Trocknungsanlage zugeführt wird. Da die Rauchgasteilstromzuführungsleitung 11' in Strömungsrichtung des Rauchgases stromaufwärts des Luftvorwärmers 7 von der Rauchgasleitung 6 abzweigt, ist zur Ermöglichung einer Temperaturregelung vorgesehen, dass die in Strömungsrichtung der Verbrennungsluft stromabwärts des Luftvorwärmers 7 von der Verbrennungsluftzuführungsleitung 5 abzweigende zweite Luftzuführleitung 18' in die Rauchgasteilstromzuführungsleitung 11' vor deren Einmündung in die Trocknungsanlage 12 einmündet. Hierdurch ist dem temperierten Rauchgasteilstrom durch die zweite Luftzuführungsleitung 18' zugeführte temperierte Luft zumischbar.
Bei der Ausführungsform nach der 10 wird nun kein Rauchgasteilstrom von dem in der Brennkammer 1 erzeugten und durch die Rauchgasleitung 6 geführten Rauchgasstrom abgezweigt, sondern ist die Trocknungsanlage 12 in der Rauchgasleitung 6 angeordnet, so dass sie von dem gesamten Rauchgasstrom durchströmt wird und dessen Wärmeenergie für die Trocknung des feuchten Brennstoffes 14 zur Verfügung steht. Um Staubabscheidungen vor Eintritt des Rauchgasstromes in die Trocknungsanlage zu ermöglichen, ist der Trocknungsanlage 12 bei dieser Ausführungsform in Strömungsrichtung des Rauchgases ein Zyklon 29 vorgeschaltet. Zwischen dem Elektrofilter 8 und der Rauchgasentschwefelungsanlage 9 ist bei dieser Ausführungsform wiederum ein drittes Wärmeverschubsystem 28 ausgebildet, mittels welchem Wärmeenergie aus dem Rauchgasstrom ausgekoppelt in den der Brennkammer 1 zugeführten Luftstrom eingekoppelt wird. Ausführungsformen, bei welchen vor Eintritt des temperierten Rauchgasstromes aus diesem mittels eines Zyklons 29 Staub 30 entfernt wird, zeigen auch die Ausführungsformen gemäß 11 und 12. Bei diesen Ausführungsformen wird der temperierte Rauchgasstrom wiederum in Strömungsrichtung des Rauchgases stromaufwärts des Luftvorwärmers 7 mittels einer Rauchgasabzweigungsleitung 26'' abgezweigt und in einer Rauchgasteilstromzuführungsleitung 11'' zunächst dem Zyklon 29, dann einer als Schlagradmühle ausgebildeten Kohlemühle 25c, die die Trocknungsanlage 12 ausbildet, und dann einem Filter 20 zugeführt, bevor die Rauchgasteilstromzuführungsleitung 11'' bzw. Rauchgasabzweigungsleitung 26'' wieder in die Rauchgasleitung 6 einmündet. Dies geschieht in Strömungsrichtung des Rauchgases in der Rauchgasleitung 6 stromabwärts des Elektrofilters 8 und stromaufwärts der Rauchgasentschwefelungsanlage 9. In die Kohlemühle 25c wird wiederum feuchter Brennstoff 14 eingegeben und dort konvektiv mittels des zugeführten temperierten Rauchgasstromes getrocknet. Die Trennung von Rauchgasstrom und getrocknetem Brennstoff erfolgt im Filter 20.
Die Ausführungsform nach der 12 unterscheidet sich von der nach der 11 lediglich darin, dass hier in der Rauchgasleitung 6 zwischen dem Elektrofilter 8 und der Rauchgasentschwefelungsanlage 9 und in Strömungsrichtung des Rauchgases stromaufwärts der Einmündung der Rauchgasabzweigungsleitung 26'' in die Rauchgasleitung 6 wiederum ein drittes Wärmeverschubsystem 28 ausgebildet ist. Mittels dieses Wärmeschubsystems 28 wird Wärmeenergie aus dem in der Rauchgasleitung 6 geführten Rauchgasstrom ausgekoppelt und in den in der Verbrennungsluftzuführungsleitung 5 geführten Luftstrom eingekoppelt. Auch bei den Ausführungsformen nach den 11 und 12 wird mittels der Rauchgasabzweigungsleitung 26'' wiederum ca. ein Drittel des in der Rauchgasleitung 6 geführten Rauchgases abgezweigt und der Trocknungsanlage 12 zugeführt.
Insbesondere bei den Ausführungsformen, bei welchen der temperierte Rauchgasstrom aus dem Rauchgasstrom der Brennkammer 1 abgezweigt wird, bevor der Gesamtrauchgasstrom die Entschwefelungsanlage 9 durchströmt hat, wird bei der Temperaturführung in den Rauchgasteilstromzuführungsleitungen 11' und 11'' die Temperaturführung derart gestaltet, dass mindestens bis nach dem Austritt aus der jeweiligen Trocknungsanlage 12 und/oder dem jeweiligen Filter 20 der obere Säuretaupunkt noch nicht erreicht ist, also die Temperatur ≥ 120°C ist. Vorzugsweise wird diese Bedingung auch bis zur Einmündung der Rauchgasteilstromzuführungsleitungen 11' und 11'' in die Rauchgasleitung 6 eingehalten.
Insgesamt sind vorstehend drei grundsätzliche Verfahrenstypen beschrieben. Der erste Verfahrenstyp betrifft die Abzweigung eines temperierten Rauchgasstromes von dem aus der Brennkammer 1 und insbesondere auch deren Gaszug austretenden Rauchgasstrom, nachdem der Rauchgasstrom eine im Strang der Rauchgasleitung angeordnete und ausgebildete Rauchgasbehandlungsstrecke durchströmt und an deren Ende eine Rauchgasentschwefelungsanlage 9 verlassen hat. Auch die Wiedereinmündung der Rauchgasteilstromzuführungsleitung 11 erfolgt in Strömungsrichtung des Rauchgasstromes hinter der bzw. stromabwärts der Rauchgasentschwefelungsanlage 9. Dieser Verfahrenstyp ist in den 1, 2, 5 und 6 dargestellt.
Einen anderen Verfahrenstyp zeigen die 9, 11 und 12. Bei diesem Verfahrenstyp erfolgt die Abzweigung des der Trocknungsanlage 12 zugeführten temperierten Rauchgasstromes von dem Rauchgasstrom, bevor dieser in die Rauchgasbehandlungsstrecke eintritt, und insbesondere bevor er in den Luftvorwärmer 7 einströmt. Die Wiederrückführung des abgezweigten Rauchgasteilstromes erfolgt im Bereich der Rauchgasbehandlungsstrecke und insbesondere in Rauchgasströmungsrichtung vor und stromaufwärts der Rauchgasentschwefelungsanlage 9, wobei nach der Ausführungsform gemäß 9 die Wiedereinmündung des Rauchgasteilstromes in Strömungsrichtung vor dem Elektrofilter 8 erfolgt.
Die weiteren 3 und 4 sowie 7 und 8 offenbaren Kombinationen dieser beiden Verfahrenstypen, wobei der jeweils abgezweigte Rauchgasteilstrom wieder in den ursprünglichen Rauchgasstrom zurückgeführt wird, bevor eine zweite Abzweigung eines Rauchgasteilstromes erfolgt.
Die 10 zeigt einen vierten Verfahrenstyp, bei welchem kein Rauchgasteilstrom abgezweigt, sondern der gesamte in der Brennkammer 1 erzeugte Rauchgasstrom der Trocknungsanlage 12 zugeführt wird.
Die vorstehend beschriebene Rauchgasbehandlungsstrecke reicht bei den Ausführungsbeispielen von dem Luftvorwärmer 7 bis zur Entschwefelungsanlage 9. Eine daran etwaig anschließende CO₂-Abscheidung ist nicht Bestandteil der Rauchgasbehandlungsstrecke. Der temperierte Rauchgas(teil)strom wird vor einer CO₂-Abscheidungsvorrichtung oder -anlage abgezweigt.
In nicht dargestellter Weise kann bei der Ausführungsform nach der 9 in Strömungsrichtung des temperierten Rauchgasteilstromes hinter der Trocknungsanlage 12 in der Rauchgasteilstromzuführungsleitung 11' auch noch ein Filter, insbesondere ein Elektrofilter, angeordnet sein, mit welchem noch im Rauchgasstrom verbliebener getrockneter Brennstoff 2 herausgefiltert werden kann.
In diesem Falle ist es dann weiterhin auch vorteilhaft, wenn die Rauchgasteilstromzuführungsleitung 11'' und die Rauchgasabzweigungsleitung 26'' in Rauchgasströmungsrichtung hinter und somit stromabwärts des Elektrofilters 8 wieder in die Rauchgasleitung 6 einmünden. Bei dieser Ausführungsform dient die Zuführung von warmer Verbrennungsluft mittels der zweiten Luftzuführleitung 18' dazu, den Wassergehalt in dem von der Rauchgasleitung 6 abgezweigten und in der Rauchgasabzweigungsleitung 26' geführten Rauchgasteilstromes abzusenken. Insofern wird bei diesem Ausführungsbeispiel der Wassergehalt in dem Rauchgasteilstrom und nicht die Temperatur des Rauchgasteilstromes geregelt.
Die wärmetechnischen Verschaltungen sind je nach Ausführungsform so, dass nach Durchströmen der Rauchgasbehandlungsstrecke kaltes, getrocknetes Rauchgas abgezweigt und dann wieder aufgeheizt wird, bevor es der jeweiligen Trocknungsanlage 12 zugeführt wird, und/oder dass heißes oder warmes Rauchgas vor Eintritt in die Rauchgasbehandlungsstrecke aus dem Rauchgasstrom abgezweigt und dann entweder der Trocknungsanlage 12 oder Wärmetauschereinrichtungen, beispielsweise dem zweiten Wärmeverschubsystem 27, zugeführt wird.
Bevor der getrocknete Brennstoff 2 in den Brennern der Brennkammer 1 verfeuert wird, wird er in der Regel in dem Vorratsbehälter oder Silo zwischengelagert. Die Verweilzeit in dem Vorratsbehälter 4 kann zwischen 15 min und mehreren Tagen betragen.
Grundsätzlich kann dem in Strömungsrichtung des Rauchgases vor dem Eintritt in den Luftvorwärmer 7 abgezweigten Rauchgasteilstrom vor dessen Eintritt in die jeweilige Trocknungsanlage 12 Kaltluft und/oder Warmluft zugemischt werden, wobei lediglich der maximal zulässige Sauerstoffgehalt in dem Rauchgasteilstrom/Luft-Gemisch eingehalten werden muss. Die Aufheizung des Rauchgasteilstromes kann an verschiedensten Stellen, beispielsweise mittels eines Wärmetauschers 23 und auch mithilfe von insbesondere aus dem Wasser/Dampf-Kreislauf des angeschlossenen Kraftwerkes 16 abgezapftem Dampf erfolgen.
Bestandteil der Trocknungsanlagen 12 können die verschiedensten Trocknungsaggregate wie Mühlen 25a bis 25c, Kohlemühlen, Gebläseschlägermühlen, Schlagradmühlen, Trommeltrockner, Röhrentrockner, Wirbelschichttrockner oder Festbetttrockner sein.
Zum Zeitpunkt der Abzweigung eines temperierten Rauchgas(teil)stromes aus dem in der Rauchgasleitung 6 strömenden Rauchgasstrom weist dieser eine Temperatur von deutlich unterhalb 1000°C und maximal ca. 500°C auf.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

Lehigh University in Bethlehem, Pennsylvania, USA, „Lehigh Energy Update, „Research Demonstrates Benefits of Drying Western Coal, Vol. 20 (2), 2002” und „Use of coal drying to reduce water consumed in pulverized coal power plants”, Final Report, December 2, 2002 to March 31, 2006, by Edward K. Levy, Nenad Sarunac, Harun Bilirgen, Hugo Caram, DOE Award Number DE-FC26-03NT41729 [0005]

Claims

Verfahren zur Trocknung von in Brennern einer Brennkammer (1) oder eines Dampferzeugers eines Kraftwerks, vorzugsweise Braunkohlekraftwerks, insbesondere Trockenbraunkohlekraftwerks, und/oder einer Feuerungsanlage zu verfeuerndem feuchtem, kohlenstoffhaltigem und partikelförmigem Brennstoff (14) in einer Trocknungsvorrichtung und/oder Trocknungsanlage (12) des Kraftwerks (16), vorzugsweise Braunkohlekraftwerks, insbesondere Trockenbraunkohlekraftwerks, wobei der Trocknungsvorrichtung und/oder Trocknungsanlage (12) ein temperierter Gasstrom zugeführt und der Brennstoff (14) in der Trocknungsvorrichtung und/oder Trocknungsanlage (12) mittels von dem temperierten Gasstrom übertragener und/oder aus diesem ausgekoppelter Wärmeenergie getrocknet und der getrocknete Brennstoff (2) einem Lagerbehälter (4) und/oder Brennern der Brennkammer (1) oder des Dampferzeugers des Kraftwerks (16) und/oder der Feuerungsanlage zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass in der Brennkammer (1) oder dem Dampferzeuger und/oder der, insbesondere separaten, Feuerungsanlage durch Verbrennung von Brennstoff (2, 14) ein Rauchgasstrom erzeugt wird, dieser abgasseitig in Rauchgasströmungsrichtung stromabwärts und außerhalb der Brennkammer (1) oder des Dampferzeugers oder der Feuerungsanlage in eine Rauchgasleitung (6) überführt wird und mindestens ein Teil des Rauchgasstromes als temperierter Rauchgasstrom der Trocknungsvorrichtung und/oder Trocknungsanlage (12) zugeführt und dessen Wärmeenergie in der Trocknungsvorrichtung und/oder Trocknungsanlage (12) zumindest teilweise an den zu trocknenden Brennstoff (14) übertragen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Trocknungsvorrichtung und/oder Trocknungsanlage (12) ein von dem in der Rauchgasleitung (6) geführten Rauchgasstrom abgezweigter Rauchgasteilstrom als temperierter Rauchgasstrom zugeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass von dem Rauchgasstrom in Rauchgasströmungsrichtung stromabwärts eines im Strang der Rauchgasleitung (6) angeordneten Luftvorwärmers (7) und/oder einer im Strang der Rauchgasleitung (6) angeordneten Rauchgasentschwefelungsanlage (9) ein Teil des Rauchgasstromes abgezweigt und der Trocknungsvorrichtung und/oder Trocknungsanlage (12) als temperierter Rauchgasstrom oder temperierter Rauchgasteilstrom zugeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass von dem Rauchgasstrom in Rauchgasströmungsrichtung stromaufwärts eines im Strang der Rauchgasleitung (6) angeordneten Luftvorwärmers (7) und/oder einer im Strang der Rauchgasleitung (6) angeordneten Rauchgasentschwefelungsanlage (9) ein Teil des Rauchgasstromes abgezweigt und der Trocknungsvorrichtung und/oder Trocknungsanlage (12) als temperierter Rauchgasstrom oder temperierter Rauchgasteilstrom zugeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass von dem Rauchgasstrom ein 30–35 Vol.-% des Rauchgasstromes umfassender Rauchgasteilstrom abgezweigt und als temperierter Rauchgasstrom oder Rauchgasteilstrom der Trocknungsvorrichtung und/oder Trocknungsanlage (12) zugeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Trocknungsvorrichtung und/oder Trocknungsanlage (12) ein temperierter Rauchgasstrom mit einer Temperatur zwischen 110°C und 500°C, insbesondere zwischen 120°C und 400°C, bevorzugt zwischen 180°C und 350°C, zugeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Rauchgasstrom zumindest ein Teil der Wärmeenergie, insbesondere mittels eines ersten Wärmeverschubsystems (24), ausgekoppelt und zumindest teilweise in den oder einen der Trocknungsvorrichtung und/oder Trocknungsanlage (12) zugeführten Teil des Rauchgasstroms eingekoppelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass von dem Rauchgasstrom in Rauchgasströmungsrichtung vor dessen Eintritt in einen Luftvorwärmer (7) ein Teil des Rauchgasstromes abgezweigt, zumindest ein Teil der Wärmeenergie dieses weiteren Rauchgasteilstromes, insbesondere mittels eines zweiten Wärmeverschubsystems (27), ausgekoppelt und zumindest teilweise in einen oder den der Trocknungsvorrichtung und/oder Trocknungsanlage (12) zugeführten Rauchgasteilstrom eingekoppelt und dieser weitere Rauchgasteilstrom dem Rauchgasstrom wieder zugeführt wird, bevor der der Trocknungsvorrichtung und/oder Trocknungsanlage (12) zugeführte Rauchgasteilstrom von dem Rauchgasstrom abgezweigt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Trocknungsvorrichtung und/oder Trocknungsanlage (12) zumindest ein Teilstrom der in den Brennern der Brennkammer (1) oder des Dampferzeugers insgesamt oder pro Zeiteinheit zu verfeuernden Brennstoffmenge an feuchtem, kohlenstoffhaltigem und partikelförmigem Brennstoff (14) zugeführt und diese in der Trocknungsvorrichtung und/oder Trocknungsanlage (12) mittels des von den Brennern durch Verfeuerung dieses, insbesondere getrockneten, Brennstoffs (2, 14) erzeugten und der Trocknungsvorrichtung und/oder Trocknungsanlage (12) zugeführten, temperierten Rauchgasstroms zumindest teilgetrocknet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des temperierten Rauchgasstroms in der Trocknungsvorrichtung und/oder Trocknungsanlage (12) ein Teil des den Brennern der Brennkammer (1) oder des Dampferzeugers insgesamt oder pro Zeiteinheit zuzuführenden Brennstoffs getrocknet wird oder der den Brennern der Brennkammer (1) oder des Dampferzeugers insgesamt oder pro Zeiteinheit zuzuführende Brennstoff teilgetrocknet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des temperierten Rauchgasstroms – in der Trocknungsvorrichtung und/oder Trocknungsanlage (12) ein Teilstrom der Brennstoffmenge getrocknet wird, der bis zu 70 Gew.-%, zumindest mehr als 25 Gew.-%, bevorzugt mehr als 17,5 Gew.-%, besonders bevorzugt mehr als 10 Gew.-%, der den Brennern der Brennkammer (1) oder des Dampferzeugers aktuell oder, insbesondere bei Volllastbetrieb, insgesamt oder pro Zeiteinheit zur Verfeuerung zugeführten Brennstoffmenge entspricht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der feuchte Brennstoff (14) mittels des temperierten Rauchgasstroms in der Trocknungsvorrichtung und/oder Trocknungsanlage (12) auf einen Wassergehalt von weniger als 25 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 15 Gew.-%, getrocknet wird.
Brennstofftrocknungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der temperierte Rauchgasstrom von einer Rauchgasleitung (6), die mit einer, die Brenner aufweisenden Brennkammer (1) eines Dampferzeugers oder Kraftwerkskessels, vorzugsweise eines Braunkohlenkraftwerks, in Leitungsverbindung steht, in Rauchgasströmungsrichtung nach mehreren vom Rauchgasstrom durchströmten Rauchgasbehandlungsanlagen stromabwärts eines von dem Rauchgasstrom durchströmten Luftvorwärmers (7) und einer von dem Rauchgasstrom durchströmten Rauchgasentschwefelungsanlage (9) abgezweigt und der Trocknungsanlage (12) zugeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der temperierte Rauchgasstrom von einer Rauchgasleitung (6), die mit einer, die Brenner, aufweisenden Brennkammer (1) eines Dampferzeugers oder Kraftwerkskessels, vorzugsweise eines Braunkohlenkraftwerks, in Leitungsverbindung steht, in Rauchgasströmungsrichtung vor mehreren vom Rauchgasstrom durchströmten Rauchgasbehandlungsanlagen stromaufwärts eines von dem Rauchgasstrom durchströmten Luftvorwärmers (7) und einer von dem Rauchgasstrom durchströmten Rauchgasentschwefelungsanlage (9) abgezweigt und der Trocknungsanlage (12) zugeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines aus einem Braunkohlekraftwerk stammenden Rauchgasstroms in der Trocknungsvorrichtung und/oder Trocknungsanlage (12) ein Teilstrom der Brennstoffmenge, insbesondere Braunkohlebrennstoffmenge, auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 7–20 Gew.-%, insbesondere 10–18 Gew.-%, besonders bevorzugt 14–16 Gew.-%, getrocknet wird, der mehr als 25 Gew.-%, bevorzugt mehr als 17,5 Gew.-%, besonders bevorzugt 10 Gew.-%, der den Brennern der Brennkammer (1) oder des Dampferzeugers des Braunkohlekraftwerks aktuell oder, insbesondere bei Volllastbetrieb, insgesamt oder pro Zeiteinheit zur Verfeuerung zugeführten Brennstoffmenge, insbesondere Braunkohlebrennstoffmenge, entspricht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des aus einem Braunkohlekraftwerk stammenden Rauchgasstroms in der Trocknungsvorrichtung und/oder Trocknungsanlage (12) eine Brennstoffmenge, insbesondere Braunkohlebrennstoffmenge, in ihrem Feuchtigkeitsgehalt durch Trocknung um 5–20 Gew.-%, insbesondere 8–12 Gew.-%, vorzugsweise 9–11 Gew.-%, abgesenkt wird, die der den Brennern der Brennkammer (1) oder des Dampferzeugers des Braunkohlekraftwerks aktuell oder, insbesondere bei Volllastbetrieb, insgesamt oder pro Zeiteinheit zur Verfeuerung zugeführten Brennstoffmenge, insbesondere Braunkohlebrennstoffmenge, entspricht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der von dem Rauchgasstrom aus der Rauchgasleitung (6) abgezweigte, temperierte Rauchgasstrom in Rauchgasströmungsrichtung stromaufwärts seiner Einmündung in die Trocknungsvorrichtung und/oder Trocknungsanlage (12) und insbesondere in Rauchgasströmungsrichtung stromabwärts einer/der Rauchgasentschwefelungsanlage (9) einen Rauchgaskühler (21), insbesondere einen als direkten Wärmetauscher, vorzugsweise als Sprühwäscher, ausgebildeten Rauchgaskühler (21) durchströmt und hier gekühlt und getrocknet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der temperierte Rauchgasstrom in Bezug auf seine Strömungsrichtung stromaufwärts seiner Einmündung in die Trocknungsvorrichtung und/oder Trocknungsanlage (12) einen dampfbeaufschlagbaren Wärmetauscher (23), der mit aus einer Dampfturbine eines Turbosatzes abgezogenem Anzapfdampf und/oder solar erzeugtem Dampf und/oder mit in einem Fresnelsystem erzeugtem Dampf beaufschlagbar ist, durchströmt und hier temperiert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem temperierten Rauchgasstrom oder Rauchgasteilstrom in Bezug auf seine Strömungsrichtung stromaufwärts seiner Einmündung in die Trocknungsvorrichtung und/oder Trocknungsanlage (12) und insbesondere stromabwärts einer/der Rauchgasentschwefelungsanlage (9), Luft, insbesondere nach dem Durchströmen eines/des Luftvorwärmers (7), der im Gegenstrom von dem abgasseitigen Rauchgasstrom der Brennkammer (1) oder des Dampferzeugers oder der Feuerungsanlage durchströmt wird, erwärmte Luft, zugemischt wird.
Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass in dem temperierten Rauchgasstrom oder Rauchgasteilstrom eine Temperatur zwischen 110°C und 400°C, insbesondere zwischen 120°C und 350°C, bevorzugt zwischen 120°C und 200°C, eingestellt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem temperierten Rauchgasstrom Luft derart zugemischt wird, dass in dem temperierten Rauchgasstrom oder Rauchgasteilstrom ein Sauerstoffgehalt von 1–15 Vol.-%, insbesondere von 1–12 Vol.-%, eingestellt wird.
Brennstofftrocknungsanlage (15) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1–21 umfassend eine Trocknungsvorrichtung und/oder Trocknungsanlage (12) mit einer Brennstoffzuführleitung (13), mittels welcher der Trocknungsvorrichtung und/oder Trocknungsanlage (12) feuchter, kohlenstoffhaltiger und partikelförmiger Brennstoff (14) zuführbar ist, und mit einer Brennstoffabführleitung (3), mittels welcher in der Trocknungsvorrichtung und/oder Trocknungsanlage (12) getrockneter Brennstoff (2) einem Lagerbehälter (4) und/oder Brennern einer Brennkammer (1) oder eines Dampferzeugers eines Kraftwerks (16), vorzugsweise eines Braunkohlekraftwerks, insbesondere eines Trockenbraunkohlekraftwerks, und/oder einer Feuerungsanlage zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknungsvorrichtung und/oder Trocknungsanlage (12) mit einer auf der Abgasseite der Brennkammer (1) oder des Dampferzeugers oder der, insbesondere separaten, Feuerungsanlage und/oder deren jeweiligen Brennern ausgebildeten Rauchgasleitung (6) leitungsmäßig verbunden und ihr in der Rauchgasleitung (6) geführtes Rauchgas in Form eines temperierten Rauchgasstromes zur Trocknung des feuchten Brennstoffs zuführbar und insbesondere in die Trocknungsvorrichtung und/oder Trocknungsanlage (12) einleitbar ist.
Brennstofftrocknungsanlage (15) nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknungsvorrichtung und/oder Trocknungsanlage (12) eine Rauchgasteilstromzuführungsleitung (11, 11', 11''), die mit einer auf der Abgasseite der Brennkammer (1) oder des Dampferzeugers und/oder der Feuerungsanlage und/oder deren jeweiligen Brennern ausgebildeten Rauchgasleitung (6) leitungsmäßig verbunden ist, aufweist, mittels welcher der Trocknungsvorrichtung und/oder Trocknungsanlage (12) ein von der Rauchgasleitung (6) abgezweigter, temperierter Rauchgasteilstrom zuführbar ist.
Brennstofftrocknungsanlage (15) nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknungsvorrichtung und/oder Trocknungsanlage (12) im Strang einer von der Rauchgasleitung (6) abzweigenden und wieder in die Rauchgasleitung (6) einmündenden Rauchgasteilstromzuführungsleitung (11, 11', 11'') angeordnet ist.
Brennstofftrocknungsanlage (15) nach einem der Ansprüche 22 bis 24 dadurch gekennzeichnet, dass die Rauchgasteilstromzuführungsleitung (11) in Bezug auf die Strömungsrichtung des in der Rauchgasleitung (6) strömenden Rauchgasstromes stromabwärts eines im Strang der Rauchgasleitung (6) angeordneten Luftvorwärmers (7) und/oder einer im Strang der Rauchgasleitung (6) angeordneten Rauchgasentschwefelungsanlage (9) von der Rauchgasleitung (6) abzweigt.
Brennstofftrocknungsanlage (15) nach einem der Ansprüche 22 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Rauchgasteilstromzuführungsleitung (11', 11'') in Bezug auf die Strömungsrichtung des in der Rauchgasleitung (6) strömenden Rauchgasstromes stromaufwärts eines im Strang der Rauchgasleitung (6) angeordneten Luftvorwärmers (7) und/oder einer im Strang der Rauchgasleitung (6) angeordneten Rauchgasentschwefelungsanlage (9) von der Rauchgasleitung (6) abzweigt.
Brennstofftrocknungsanlage (15) nach einem der Ansprüche 22 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass in der Rauchgasteilstromzuführungsleitung (11, 11', 11'') ein insbesondere dampfbeaufschlagbarer Wärmetauscher (23) angeordnet ist, der mit aus einer Dampfturbine eines Turbosatzes des Kraftwerks (16) abgezogenem Anzapfdampf und/oder solar erzeugtem Dampf und/oder mit in einem Fresnelsystem erzeugtem Dampf beaufschlagbar ist und mittels welchem der in der Rauchgasteilstromzuführungsleitung (11, 11', 11'') geführte Rauchgasteilstrom temperierbar ist.
Brennstofftrocknungsanlage (15) nach einem der Ansprüche 22 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass in der Rauchgasteilstromzuführungsleitung (11) ein erstes Wärmeverschubsystem (24) angeordnet ist, das mit der Rauchgasleitung (6) in Wirkverbindung steht und mittels welchem dem in der Rauchgasteilstromzuführungsleitung (11) geführten Rauchgasteilstrom aus dem in der Rauchgasleitung (6) geführten Rauchgasstrom ausgekoppelte Wärmeenergie zuführbar ist.
Brennstofftrocknungsanlage (15) nach einem der Ansprüche 22 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass in der Rauchgasteilstromzuführungsleitung (11) ein zweites Wärmeverschubsystem (27) angeordnet ist, das mit einer von der Rauchgasleitung (6) abzweigenden und insbesondere einen darin angeordneten Luftvorwärmer (7) umgehenden Rauchgasabzweigungsleitung (26) in Wirkverbindung steht und mittels welchem dem in der Rauchgasteilstromzuführungsleitung (11) geführten Rauchgasteilstrom aus dem in der Rauchgasabzweigungsleitung (26) geführten Rauchgasstrom ausgekoppelte Wärmeenergie zuführbar ist.
Brennstofftrocknungsanlage (15) nach einem der Ansprüche 22 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Rauchgasteilstromzuführungsleitung (11, 11') mit mindestens einer von der der Brennkammer (1) oder dem Dampferzeuger oder der Feuerungsanlage Verbrennungsluft zuführenden Verbrennungsluftzuführungsleitung (5) abzweigenden ersten und/oder zweiten Luftzuführleitung (17, 18, 18') in Leitungsverbindung steht, mittels welcher/welchen dem in der Rauchgasteilstromzuführungsleitung (11, 11') geführten temperierten Rauchgasstrom Luft zumischbar ist.
Brennstofftrocknungsanlage (15) nach einem der Ansprüche 22 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass in der Rauchgasleitung (6) ein drittes Wärmeverschubsystem (28) angeordnet ist, das mit einer/der Verbrennungsluftzuführungsleitung (5) in Wirkverbindung steht und mittels welchem der in der Verbrennungsluftzuführungsleitung (5) geführten Verbrennungsluft aus dem in der Rauchgasleitung (6) geführten Rauchgasstrom ausgekoppelte Wärmeenergie zuführbar ist.
Brennstofftrocknungsanlage (15) nach einem der Ansprüche 22 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknungsanlage (12) eine von dem temperierten Rauchgasstrom durchströmte Trocknungsvorrichtung und/oder eine von dem temperierten Rauchgasstrom durchströmte Trocknungsvorrichtung und mindestens eine zugeordnete und leitungsmäßig mit der Trocknungsvorrichtung verbundene Kohlemühle (25a, 25b) aufweist oder als Kohlemühle (25c), insbesondere Schlagradmühle oder Schlägermühle, ausgebildet ist.