DE102015121869A1 - Process and plant for the continuous dewatering of water contained material, in particular for dewatering lignite - Google Patents
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Abstract
Es handelt sich um ein Verfahren zur kontinuierlichen Entwässerung von Wasser enthaltenem Gut, insbesondere zur Entwässerung von Braunkohle, wobei das zu entwässernde Gut zunächst in einer Vorwärmeinrichtung (9) vorgewärmt wird und wobei das vorgewärmte Gut in einer kontinuierlich arbeitenden Entwässerungspresse (1) unter Anwendung von Druck und Wärme entwässert wird. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass das zu entwässernde Gut in der kontinuierlichen Vorwärmeinrichtung (9) von einem Dampf-Luft-Gemisch durchströmt wird.It is a process for the continuous dewatering of water contained material, in particular for dewatering lignite, wherein the material to be dewatered is first preheated in a preheater (9) and wherein the preheated good in a continuous dewatering press (1) using Pressure and heat is drained. The method is characterized in that the material to be dewatered in the continuous preheating device (9) is flowed through by a vapor-air mixture.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zur kontinuierlichen Entwässerung von Wasser enthaltenem Gut, insbesondere zur Entwässerung von Braunkohle, wobei das zu entwässernde Gut zunächst in einer Vorwärmeinrichtung vorgewärmt wird und wobei das vorgewärmte Gut in einer kontinuierlich arbeitenden Entwässerungspresse unter Anwendung von Druck und Wärme entwässert wird. The invention relates to a method and a system for the continuous dehydration of water contained good, especially for dewatering lignite, wherein the material to be dewatered is first preheated in a preheater and wherein the preheated material is dewatered in a continuous dewatering press using pressure and heat becomes.
Bei dem zu entwässernden Gut handelt es sich besonders bevorzugt um Kohle, insbesondere Braunkohle, die im Rahmen eines mechanisch-thermischen Entwässerungsverfahrens (MTE) behandelt wird. Denn Rohbraunkohle hat in der Regel einen hohen Wassergehalt und die Verfeuerung solcher feuchter Braunkohle in Kraftwerken ist energetisch und ökologisch ungünstig. Daher kommt der Entwässerung bzw. Vortrocknung der Braunkohle vor der Verfeuerung besondere Bedeutung zu. Die Erfindung betrifft dabei bevorzugt ein Verfahren zur Entwässerung von Braunkohle in einer kontinuierlich arbeitenden Entwässerungspresse, die z. B. als Doppelbandpresse ausgebildet ist, wobei die Braunkohle in der Regel zunächst zerkleinert und als Streugutmatte auf ein Förderband aufgebracht bzw. aufgestreut und diese Streugutmatte wird dann zunächst durch eine Vorwärmeinrichtung und anschließend durch die Entwässerungspresse geführt und dabei mechanisch-thermisch entwässert. Bei einer Doppelbandpresse handelt es sich um eine kontinuierlich arbeitende Presse, welche in ihrem grundsätzlichen Aufbau aus einer unteren beheizten Pressenplatte bzw. Heizplatte, einer oberen beheizten Pressenplatte bzw. Heizplatte sowie jeweils endlos umlaufenden Pressbändern, z. B. Stahlbändern, besteht, welche unter Zwischenschaltung von Wälzkörperaggregaten, z. B. Rollstangen, gegen die Pressenplatten abgestützt sind und einen Pressspalt bilden. The material to be dewatered is particularly preferably coal, in particular lignite, which is treated as part of a mechanical-thermal dewatering process (MTE). Because raw lignite usually has a high water content and the burning of such humid brown coal in power plants is energetically and environmentally unfavorable. Therefore, the dewatering or predrying of lignite before burning is of particular importance. The invention preferably relates to a process for dewatering lignite in a continuous dewatering press, the z. B. is designed as a double belt press, the brown coal usually first crushed and applied as a spreading material mat on a conveyor or scattered and this grit mat is then first passed through a preheater and then through the dewatering press and thereby dehydrated mechanically-thermally. In a double belt press is a continuous press, which in its basic structure of a lower heated press plate or hot plate, an upper heated press plate or hot plate and each endless circulating press belts, z. B. steel strips, which, with the interposition of Wälzkörperaggregaten, z. B. Roll bars, are supported against the press plates and form a press nip.
Ein Verfahren und eine Anlage der eingangs beschriebenen Art sind z. B. aus der
Alternative Verfahren zur Reduzierung des Wassergehaltes von Braunkohle oder Schlämmen werden in der
In der
Alternativ ist aus der Praxis die Vorwärmung von Braunkohle durch reinen Sattdampf bekannt, der in Kraftwerksprozessen zur Trocknung eingesetzt wird. Die bekannten Verfahren haben sich zwar grundsätzlich bewährt, sie sind jedoch hinsichtlich ihrer Effizienz und Wirtschaftlichkeit weiterentwicklungsfähig. – Hier setzt die Erfindung ein. Alternatively, the preheating of lignite by pure saturated steam is known from practice, which is used in power plant processes for drying. Although the known methods have basically proven themselves, they are capable of further development in terms of their efficiency and cost-effectiveness. - This is where the invention starts.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur kontinuierlichen Entwässerung von Wasser enthaltenem Gut, insbesondere zur Entwässerung von Braunkohle, zu schaffen, welches sich durch besonders hohe Effizienz und Wirtschaftlichkeit auszeichnet. The invention has for its object to provide a method for the continuous dewatering of water contained good, in particular for dewatering of brown coal, which is characterized by particularly high efficiency and efficiency.
Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung bei einem gattungsgemäßen Verfahren der eingangs beschriebenen Art, dass das zu entwässernde Gut in einer kontinuierlich arbeitenden Vorwärmeinrichtung von einem Dampf-Luft-Gemisch durchströmt wird. To solve this problem, the invention teaches in a generic method of the type described above that the material to be dewatered is flowed through in a continuously operating preheating of a vapor-air mixture.
Die Erfindung geht dabei zunächst einmal von der grundsätzlich bekannten Erkenntnis aus, dass sich das Gut, insbesondere Braunkohle, besonders effizient in einem kontinuierlichen Prozess mit einer kontinuierlich arbeitenden Entwässerungspresse entwässern lässt, wobei eine solche Entwässerungspresse bevorzugt als Doppelbandpresse ausgebildet ist. Im Rahmen der mechanisch-thermischen Entwässerung in der kontinuierlichen Doppelbandpresse soll das zu entwässernde Gut, z. B. die Braunkohle, auf ein bestimmtes Temperaturniveau erwärmt werden, bei dem der Prozess besonders effizient abläuft. Dieses setzt eine bestimmt Bearbeitungszeit voraus. Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, dass sich diese Bearbeitungszeit in der kontinuierlichen Entwässerungspresse verkürzen lässt, wenn das zu entwässernde Gut, z. B. die Braunkohle, vor dem Einlauf in die Entwässerungspresse vorgewärmt wird. Damit lässt sich die Durchsatzleistung bei gleicher Pressenlänge erhöhen oder umgekehrt die gleiche Durchsatzleistung bei geringerer Pressenlänge erreichen. The invention is initially based on the fundamentally known finding that the material, in particular brown coal, can be dewatered particularly efficiently in a continuous process with a continuously operating dewatering press, wherein such a dewatering press is preferably designed as a double-belt press. As part of the mechanical-thermal dewatering in the continuous double belt press to be drained Good, z. As the lignite, are heated to a certain temperature level at which the process is particularly efficient. This sets a certain processing time ahead. The invention is based on the recognition that this processing time can be shortened in the continuous dewatering press when the material to be drained z. As the lignite is preheated before entering the dewatering press. Thus, the throughput can be increased with the same press length or vice versa achieve the same throughput at a lower press length.
Erfindungsgemäß erfolgt nun eine besonders effiziente Vorwärmung, indem das Gut von einem Dampf-Luft-Gemisch durchströmt wird, denn in einem solchen Prozess lässt sich das Dampf-Luft-Verhältnis variieren und folglich einstellen und damit lässt sich gezielt der Taupunkt des Dampf-Luft-Gemisches vorgeben.According to the invention, a particularly efficient preheating now takes place, in that the material is flowed through by a vapor-air mixture, because in such a process, the steam-air ratio can be varied and consequently adjusted, and thus the dew point of the steam-air ratio can be specifically controlled. Pretend mixture.
Die Erfindung greift dabei auf grundsätzlich bekannte Erkenntnisse aus dem Bereich der Herstellung von Holzwerkstoffplatten zurück, denn die Vorwärmung von Holzwerkstoffen im Zuge der Herstellung von Holzwerkstoffplatten mit Hilfe eines Dampf-Luft-Gemisches ist bekannt und hat sich in der Praxis hervorragend bewährt. Dabei wird die gestreute Matte von einem Dampf-Luft-Gemisch durchströmt und dabei sehr schnell, vollständig und gleichmäßig erwärmt. Entsprechende Verfahren werden zum Beispiel in der
Neben der Möglichkeit, mit Hilfe eines Dampf-Luft-Gemisches die Braunkohle oder ein anderes zu entwässerndes Gut schnell, vollständig und gleichmäßig zu erwärmen, besteht vorteilhaft die Möglichkeit, das Dampf-Luft-Verhältnis zu variieren und damit in der beschriebenen Weise gezielt bestimmte Taupunkte bei der Kondensation zu erreichen. In addition to the possibility of using a steam-air mixture to heat the lignite or other material to be dehydrated quickly, completely and evenly, it is advantageously possible to vary the steam-air ratio and thus specifically targeted dew points in the manner described to achieve condensation.
Durch besondere Effizienz zeichnet sich eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung aus, bei der die in der Entwässerungspresse im Zuge der Entwässerung anfallende Pressenbrüden (bei denen es sich um eine Dampf-Luft-Gemisch handelt) abgesaugt und der Vorwärmeinrichtung als Dampf-Luft-Gemisch zugeführt werden. Damit können Dampf-Luft-Gemische verwendet werden, die konzeptbedingt im Prozess in der (offenen) Entwässerungspresse anfallen. Diese Pressenbrüden werden abgesaugt, ggf. gereinigt (z. B. mit Elektrofiltern und Zyklonen) und der Vorwärmeeinrichtung zugeführt, die ebenfalls als kontinuierliche Vorwärmeinrichtung ausgebildet ist, so dass insgesamt ein kontinuierlicher Prozess realisiert ist. Damit wird die thermische Effizienz der Entwässerung weiter erhöht, indem thermische Verluste durch Nutzung der Dampf-Luft-Gemische vermieden werden, die in Entwässerungsprozess in der Entwässerungspresse entstehen. By special efficiency, a preferred embodiment of the invention is characterized in which the obtained in the dewatering press in the course of dewatering press vapors (which is a vapor-air mixture) sucked off and the preheater are fed as a vapor-air mixture , Thus, steam-air mixtures can be used, the concept incurred in the process in the (open) dewatering press. These press broths are sucked off, if necessary cleaned (eg with electrostatic precipitators and cyclones) and fed to the preheating device, which is also designed as a continuous preheating device, so that overall a continuous process is realized. This further increases the thermal efficiency of the drainage by avoiding thermal losses through the use of the steam-air mixtures resulting from the dewatering process in the dewatering press.
Der Möglichkeit, die Zusammensetzung des Dampf-Luft-Gemisches zur Einstellung des Taupunktes zu variieren, kommt besondere Bedeutung zu. Dies kann bei Nutzung der Pressenbrüden z. B. dadurch erfolgen, dass die Pressenbrüden zur Einstellung des Taupunktes mit (separatem) Dampf, z. B. Frischdampf gemischt werden. Dabei kann es sich um Sattdampf handeln. Optional oder zusätzlich liegt es jedoch auch im Rahmen der Erfindung, die Pressenbrüden zur Einstellung des Taupunktes mit Luft, z. B. Frischluft, zu mischen. The ability to vary the composition of the vapor-air mixture to adjust the dew point is of particular importance. This can be when using the press broths z. B. be done by the press broths to adjust the dew point with (separate) steam, z. B. live steam can be mixed. It can be saturated steam. Optionally or additionally, however, it is also within the scope of the invention, the press vapors for adjusting the dew point with air, z. B. fresh air to mix.
Im kontinuierlichen Betrieb wird daher in der Regel das Dampf-Luft-Gemisch aus Pressenbrüden und ggf. zugemischtem (Frisch-)Dampf und/oder zugemischter Luft für die Vorwärmung verwendet. Optional besteht die Möglichkeit, während des Anfahrens der Entwässerungspresse mit einem Dampf-Luftgemisch aus Dampf (z. B. Frischdampf) und Luft zu arbeiten. Dabei geht die Erfindung von der Erkenntnis aus, dass während des Anfahrprozesses signifikante Mengen an Pressenbrüden aus der Entwässerungspresse ggf. noch nicht zur Verfügung stehen. In dieser Phase des Prozesses wird die Vorwärmeinrichtung unabhängig von den Pressenbrüden mit einem Dampf-Luft-Gemisch beschickt, z. B. mit reinem Frischdampf beschickt, welcher in einer vorgeschalteten Mischkammer auf den gewünschten Taupunkt durch Luftbeimischung eingestellt wird. Im eingefahrenen Betrieb werden in dieser Mischkammer die von der Presse abgesaugten Pressenbrüden ebenfalls auf den gewünschten Taupunkt abgemischt, z. B. mittels Frischdampfzuführung. In continuous operation, the steam-air mixture of press vapors and optionally admixed (fresh) steam and / or admixed air is therefore generally used for preheating. Optionally, it is possible to work with a vapor / air mixture of steam (eg fresh steam) and air during startup of the dewatering press. The invention is based on the recognition that significant amounts of press vapors from the dewatering press may not yet be available during the start-up process. In this phase of the process, the preheating is fed independently of the press vapors with a vapor-air mixture, z. B. charged with pure live steam, which is adjusted in an upstream mixing chamber to the desired dew point by adding air. In retracted operation, the press vials extracted from the press are also mixed to the desired dew point in this mixing chamber, z. B. by means of live steam supply.
Gegenstand der Erfindung ist auch eine Anlage zur Entwässerung von Wasser enthaltendem Gut, insbesondere zur Entwässerung von Braunkohle, mit einer Vorwärmeinrichtung, mit der das zu entwässernde Gut vorgewärmt wird und mit einer kontinuierlich arbeitenden Entwässerungspresse, vorzugsweise mit beheizbaren Pressenplatten und endlos umlaufenden Pressbändern, die einen Pressspalt bilden, durch den das zu entwässernde Gut zur Entwässerung mittels Druck und Wärme hindurchgeführt wird. Diese Anlage ist bevorzugt zur Entwässerung mit dem beschriebenen Entwässerungsverfahren ausgebildet und eingerichtet. Die Anlage ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass die Vorwärmeinrichtung als kontinuierlich arbeitende Vorwärmeinrichtung ausgebildet ist, in welcher das durchlaufende und zu entwässernde Gut von einem Dampf-Luft-Gemisch durchströmt wird. The invention also relates to a plant for dewatering of water-containing material, in particular for dewatering lignite, with a preheater, with which the material to be dewatered is preheated and with a continuous dewatering press, preferably with heated press plates and endless circulating press belts, the one Forming press nip, through which the material to be drained is passed through for dewatering by means of pressure and heat. This plant is preferably designed and set up for dewatering with the described dewatering process. The system according to the invention is characterized in that the preheating device is designed as a continuously operating preheating device, in which the continuous material to be dehydrated flows through a vapor-air mixture.
Die Vorwärmeinrichtung arbeitet folglich ebenfalls kontinuierlich und sie ist bevorzugt als Doppelbandeinrichtung ähnlich einer Doppelbandpresse ausgebildet. Dazu weist sie zwei endlos um jeweils Umlenkrollen umlaufende Transportbänder auf, zwischen denen ein Durchlaufspalt für das vorzuwärmende Gut gebildet wird. Diese Transportbänder sind so ausgebildet, dass das Dampf-Luft-Gemisch durch die Transportbänder hindurchtreten kann. So kann es sich z. B. um Siebbänder handeln. Das Dampf-Luft-Gemisch durchdringt die durch den Durchlaufspalt durchlaufende Matte aus vorzuwärmenden Gut folglich in einer Richtung, die im Wesentlichen senkrecht auf die Mattenebene steht. Dazu weist die Vorwärmeinrichtung z. B. auf der einen Seite der Matte (z. B. oberhalb der Matte) ein oder mehrere Zuführkästen und auf der gegenüberliegenden Seite (z. B. unterhalb der Matte) ein oder mehrere Absaugkästen auf. Optional können auch auf der einen Seite sowohl Zuführkästen als auch Absaugkästen und auf der gegenüberliegenden Seite dann korrespondierende Absaugkästen bzw. Zuführkästen angeordnet sein. Jedenfalls lässt sich das Dampf-Luft-Gemisch zur Vorwärmung der Matte durch die Transportbänder, z. B. Siebbänder, und durch das vorzuwärmende Gut (z. B. Braunkohle) hindurchsaugen. Dabei kondensiert der Dampfanteil in der Matte, so dass es zu einer besonders effizienten Vorwärmung kommt. Über die Gemisch-Absaughaube wird dann insbesondere der Luftanteil des Gemisches abgesaugt. The preheating device therefore also operates continuously and is preferably designed as a double belt device similar to a double belt press. To do this, she points two endlessly around each Umlenkrollen circulating conveyor belts, between which a passage gap for the preheated Good is formed. These conveyor belts are designed so that the vapor-air mixture can pass through the conveyor belts. So it can be z. B. act to screen belts. The vapor-air mixture thus permeates the mat of material to be preheated passing through the passage gap in a direction substantially perpendicular to the plane of the mat. For this purpose, the preheating z. For example, one or more feed boxes on one side of the mat (eg, above the mat) and one or more suction boxes on the opposite side (eg, below the mat). Optionally, feed boxes and suction boxes can also be arranged on one side and corresponding suction boxes or feed boxes on the opposite side. In any case, the steam-air mixture for preheating the mat by the conveyor belts, z. B. screen belts, and through the preheated good (eg., Lignite) suck through. The vapor content condenses in the mat, resulting in a particularly efficient preheating. In particular, the air fraction of the mixture is then removed by suction via the mixture suction hood.
Besonders vorteilhaft ist dabei eine Ausführungsform, bei der die in der Entwässerungspresse entstehenden Pressenbrüden genutzt werden. Dazu ist die Entwässerungspresse mit zumindest einer Absaugeinrichtung zum Absaugen der Pressenbrüden ausgerüstet, wobei die Absaugeinrichtung über eine Brüdenleitung mit einer Mischeinrichtung verbunden ist, in der die Pressenbrüden mit Dampf und/oder Luft mischbar sind. Diese Mischeinrichtung, z. B. Mischkammer, kann über eine Gemischleitung mit der Vorwärmeinrichtung verbunden sein, so dass das gemischte Dampf-Luft-Gemisch über die Gemischleitung der Vorwärmeinrichtung zur Vorwärmung zugeführt wird. Da die Pressenbrüden in der Mischeinrichtung bevorzugt mit Dampf, z. B. Frischdampf, abgemischt werden, ist an die Mischeinrichtung bevorzugt eine Dampfzuführleitung zur Zuführung von Dampf, z. B. zur Zuführung von Frischdampf/Sattdampf, angeschlossen. An embodiment in which the press vapors produced in the dewatering press are used is particularly advantageous. For this purpose, the dewatering press is equipped with at least one suction device for extracting the press vapors, wherein the suction device is connected via a vapor line with a mixing device in which the press vapors are miscible with steam and / or air. This mixing device, for. B. mixing chamber, may be connected via a mixture line with the preheating, so that the mixed steam-air mixture is supplied via the mixture line of the preheater for preheating. Since the press vapors in the mixing device preferably with steam, for. As live steam, are mixed, to the mixing device is preferably a steam supply line for supplying steam, for. B. for supplying live steam / saturated steam, connected.
Ferner ist bevorzugt vorgesehen, dass an die Brüdenleitung vor der Mischkammer eine Bypassleitung zum Ableiten der Pressenbrüden angeschlossen ist. Denn sofern z. B. während des Anfahrprozesses noch nicht ausreichende Mengen an Pressenbrüden zur Verfügung stehen und dann ein Dampf-Luft-Gemisch aus Frischdampf und Luft verwendet wird, kann über diese Bypassleitung die in der Presse während des Anfahrens entstehende Menge an Brüden abgeführt und z. B. entsorgt werden. Furthermore, it is preferably provided that a bypass line for discharging the press vapors is connected to the vapor line before the mixing chamber. Because if z. B. during the start-up process is still not sufficient amounts of press broths available and then a steam-air mixture of live steam and air is used, can be discharged via this bypass line resulting in the press during startup amount of vapor and z. B. be disposed of.
Insgesamt lässt sich durch die Entwässerung in einem kontinuierlichen Prozess der thermische Wirkungsgrad der anschließenden Braunkohleverfeuerung deutlich verbessern. Erfindungsgemäß erfolgt die Entwässerung besonders energieeffizient durch Wärmerückgewinnung. Die Wärmerückgewinnung ist energetisch besonders deshalb effizient, weil die entstehenden Pressenbrüden unmittelbar als Dampf-Luft-Gemisch bzw. zur Herstellung eines Dampf-Luft-Gemisches verwendet werden können, das zum Zwecke der Vorwärmung die Braunkohle (bzw. ein anderes zu erwärmendes Gut) durchströmt.Overall, the dewatering in a continuous process significantly improves the thermal efficiency of the subsequent lignite burning. According to the invention, the drainage is particularly energy efficient by heat recovery. Energy recovery is energetically particularly efficient because the resulting Brück presses can be used directly as a vapor-air mixture or for producing a vapor-air mixture, which flows through the lignite (or other good to be heated) for the purpose of preheating ,
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigenIn the following the invention will be explained in more detail with reference to a drawing showing only one exemplary embodiment. Show it
In den Figuren ist eine Anlage zur Entwässerung von Wasser enthaltenem Gut, insbesondere zur Entwässerung von Braunkohle dargestellt. Kern einer solchen Anlage ist eine kontinuierlich arbeitende Entwässerungspresse
Der Entwässerungspresse
Dabei ist in
In der Vorwärmeinrichtung
Durch entsprechende Mischung von Dampf einerseits und Luft andererseits der Taupunkt des Dampf-Luft-Gemisches einstellen. Dazu wird auf
Denn erfindungsgemäß werden zur Vorwärmung die in der Entwässerungspresse
Dabei ist in
Die über die Absaugkästen
Erfindungsgemäß werden folglich für die Vorwärmung in der Vorwärmeinrichtung
Sofern jedoch während eines Anfahrprozesses in der Entwässerungspresse
Dabei ist in
An die Presse
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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