DE1526184A1 - Verfahren zur Erzeugung von Kohlenstaub fuer Dampfkesselfeuerungen - Google Patents

Description

Verfahren zur Erzeugung von Kohlenstaub für Dampfkesselfeuerungen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von Kohlenstaub für Dampfkesselfeuerungen, wobei die Aufbereitung der Kohle durch Mahltrocknung erfolgt.

Es ist bekannt, daß bei der Mahltrocknung als Trocknungsmittel hochtemperierte Rauchgase verwendet werden, die im Gleichstrom mit dem Brennstoff das Mahlsystem, bestehend aus einem Fallrohr, einem Mahlgebläse und einem Steigrohr, durchlaufen. Die Trocknungsgase werden datiei durch die Feuerung erzeugt, von dem gleichzeitig als Förderorgan ausgebildeten Zerkleinerungsaggregat in das Mahlsystem eingesaugt und nach der Trocknung zusammen mit den erzeugten Brennstaub wieder in den Feuerraum zurückgedrückt. Bei den Mahltrocknungs-Einblasemühlen finden sowohl Schlägermühlen als auch Schlagradmühlen Anwendung.

Die Mühlen stellen einen Kompromiß zwischen einer Zerkleinerungsmaschine und einem Ventilator dar, wodurch sich die niedrigen Ventilationswirkungsgrade und damit die hohen Verluste beim Aufbereitungsprozeß ergeben. Dabei verhält sich die Schlägermühle ungünstiger als die Ventilatormühle.

Zur Abtrennung und Rückführung ungenügend gemahlenen Gutes sind die Kohlenstaubmühlen meist mit einem Sichter ausgerüstet, Die Körnung der zur Vermahlung gelangenden Rohkohle liegt bei allen bekannten Einblase-Kohlenstaubmühlen in der Regel bei 0 bis 60 bzw. bis 80 mm.

Weiterhin ist ein Mahltrocknungsverfahren zur Erzeugung von Kohlenstaub ohne Verbindung mit der Feuerung bekannt, bei dem die aufgegebene Rohkohle eine Körnung von 0 bis 6 mm besitzt. B_ei diesem Verfahren wird die bekannte Erscheinung des Dekrepitierens von Kohle beim Einbringen feinkörniger Kohle in einen heißen Rauchgasstrom ausgenutzt. Durch die dadurch mögliche intensive thermische Behandlung der Kohle im Fallrohr kann das Mahlaggregat entlastet werden.

Im Zusammenhang mit dem Einsatz ballastreicherer Kohle wurden

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bereits gewisse Änderungen an einzelnen Teilen des Kohlenstaub-Mahlsystems vorgeschlagen. Diese Vorschläge betreffen insbesondere Sichter, Schlagrad und den Einsatz verschiedener Werkstoffe. Bekannt sind z. B. die Abschottung des Sichters und die Vorschaltung von Schlägern vor das Schlagrad bei Schlagradmühlen.

Dem bekannten Stand der Technik haftet eine Reihe von Mangeln an. Sie bestehen insbesondere im folgenden:

1. Hoher spezifischer Arbeitsbedarf (je nach Ausführung und Kohlebeschaffenheit zwischen 8 und 15 kWh/t) infolge ungenügender thermischer Vorbereitung der Kohle im Fallschacht und durch zu hohen inneren Mahlgutumlauf.

2. Starke thermische Beanspruchung des Mahlaggregates durch ungenügenden Wärmeabbau im Fallschacht.

3· Ungenügende Kohlenstaubqualität, da der erzeugte Kohlenstaub im Feinkornbereich unwirtschaftlich überfeinert und im Grobkornbereich zu grob ausgemahlen ist.

4. Hoher mechanischer Verschleiß infolge ungünstiger Sichterkonstruktion, insbesondere bei Ventilatormühlen; denn beim Sichtprozeß werden die Körner vor allem nach ihrer Dichte getrennt. Spezifisch schwerere mineralische Beimengungen der Kohle müssen das Aggregat mehrmals durchlaufen, bevor sie fein genug sind, den Sichter zu verlassen. Da außerdem der Mühleneinlauf (Saugseite der Mühle) und der Sichter (Druckseite) über den Grießrücklauf miteinander verbunden sind, wird immer eine gewisse Gasmenge umgewälzt, die z. T. auch mit Fertigstaub beladen ist. Meistens handelt es sich um Feinstaub, der - wie Untersuchungen gezeigt haben - am ascherebhsten ist. Der Verschleiß kann dabei solche Ausmaße annehmen, daß nach ca. 300 Stunden das Schlagrad ausgewechselt werden muß.

5. Zu niedrige Temperatur des Gas-Kohlenstaub-Gemisches, so daß sich bei stark wasserhaltigen Kohlen dadurch Zünd- und Verbrennungsschwierigkeiten ergeben können. Diese Temperatur ist stark vom inneren Gasumlauf und vom Falschlufteinbruch abhängig.

6. Ungenügende Abdichtung gegen Falschluft, wobei als-te- größte Falschluftquellen der Kohlezuteiler und die Saugseite der Mühle

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zu verzeichnen sind. Ersteres liegt am Prinzip, letzteres an Verwerfungen der Dichtungsflächen durch hohe Temperatureinwirkung.

Die Erfindung hat den Zweck, die Aufbereitungstechnologie hinsichtlich des notwendigen Einsatzes ballastreicher Rohbraunkohle für Dampfkesselfeuerungen wirtschaftlich zu gestalten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Trocknungszerkleinerung bei der Kohlenstauberzeugung für Dampfkesselfeuerungen unmittelbar auszunutzen.

Es wurde gefunden, daß die Trocknungszerkleinerung, die auf das Dekrepitieren der Kohle und Schrumpfungsvorgänge zurückzu-führen ist, dann vorteilhaft ausgenutzt werden kann, wenn die Rohkohle vor dem Einfall in das tfahltrocknungssystem mechanisch auf ein Körnungsband von mindestens 0 bis 8 mm zerkleinert wird. Die Zerkleinerung der Kohle wird dabei vorzugsweise in Hammermühlen oder anderen Prallzerkleinerungsmaschinen durchgeführt. In einem lotrechten Fallrohr, das eine der Trocknungszerkleinerung entsprechende Fallhöhe aufweisen muß, wird durch Rauchgasrücksaugung aus dem Feuerraum eine Temperatur von 900 - 1000 ⁰C eingestellt. Nach Passieren des Mahlgebläses wird der nunmehr erzeugte Kohlenstaub über ein Steigrohr direkt dem Brenner im Feuerraum zugeführt,

Die technischen und technisch-ökonomischen Auswirkungen der erfindungsgemäßen Lösung bestehen insbesondere im folgenden:

1. Die intensive thermische Behandlung der Kohle führt auf Grund der Zerkleinerung des Trockengutes infolge eines Thermoschocks und der Verbesserung der Mahlbarkeit durch bessere Vortrocknung zu einer Absenkung des spezifischen Arbeitsbedarfes der Mühlen.

2. Der erzeugte Kohlenstaub hat bei nichtxylitischen Kohlen voraussichtlich eine Körnung von 0 bis 0,5 (maximal 0-1) mm.

3. Bei xylitischen Kohlen ergeben sich weniger Schwierigkeiten durch die gute Eignung der Hammermühlen zur Zerkleinerung des Kohlenholzes und durch die intensive:« thermische Behandlung

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im Fallschacht.

4. Durch die intensive thermische Vorbehandlung der Kohle und auf Grund der guten Eignung der Hammermühlen zur Xylitzerkleinerung kann der Sichter entfallen, so daß eine wesentliche Verschleißquelle des Mahlsystems beseitigt ist.

5. Die thermische Beanspruchung des Mahlaggregates wird durch eine weitgehende Temperaturabsenkung im Fallschacht wesentlich geringer. Cirka 60 bis 70 % der zu verdampfenden Wassermenge werden im Fallschacht ausgetrieben.

6. Das Zerkleinerungeaggregat kann nach strömungstechnischen Gesichtspunkten ausgelegt werden. Die Kohle ist auf Grund der Vorbehandlung im Gefüge stark zerrüttet, so daß nur eine geringfügige mechanische Zerkleinerungsbeanspruchung nötig ist, um die vorgebildeten Bruchflächen aufzulösen.

7. Durch den Wegfall des Sichters und die damit verbundene Verhinderung des inneren Gasumlaufes ist mit einer höheren Brennstaubgemischtemperatur zu rechnen.

Dieses Verfahren ist sowohl beim Neubau von Kraftwerken als auch bei der Rekonstruktion bestehender Anlagen verwendbar.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden, das in der zugehörigen Zeichnung dargestellt ist. Vorgebrochene Rohkohle mit einem Körnungsband von 0 bis 100 mm wird über einen Zuteiler 6 dosiert, den Hammermühlen 8 zugeführt, in denen die Kohle auf 0 bis 8 mm aufbereitet wird. Über einen Verteiler 7 wird die aufbereitete Kohle in ein Fallrohr 1 eingeworfen. Das Mahltrocknungsaystem selbst besteht aus dem Fallrohr 1, einer Rauchgasrücksaugung 2, einem Mahlgebläse 3 und einem Steigrohr 4. Über die Rauchgasrücksaugung 2 werden durch die Saugwirkung des Mahlgebläses 3 Rauchgase mit einer Temperatur von 900 bis 1000 ⁰C direkt aus dem Feuerraum 9 in. das Fallrohr 1 geführt·

Die Funktion des Fallrohres 1, das beispielsgemäß eine Höhe von mindestens 9 m aufweist, besteht darin, daß durch direkten Wärmeübergang von den heißen Rauchgasen auf die mechanisch aufbereitete Kohle das Kohlekorn getrocknet und infolge eines Thermoschocks im

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Gefüge stark aufgelockert bzw· thermisch zerkleinert wird. Das nachgeschaltete Mahlgebläse 3 leistet in erster Linie Förderarbeit; außerdem löst es die thermische Beanspruchung vorgebildeten Bruchflächen durch Schlag- und Prallwirkung auf. Im nachfolgenden Steigrohr 4 wird der Kohlenstaub nachgetrocknet und durch die Druckwirkung des Mahlgebläses 3 dem Brenner 5 im Feuerraum 9 zugeführt.

Eine wirtschaftliche Durchführung des Verfahrens setzt eine weitgehende luftdichte^Ausführung der Mahltrocknungsanlage voraus.

Anstatt den direkt vorgeschalteten Hammermühlen 8 können auch separate Yorzerkleinerungsstationen eingesetzt werden, wobei
Hammermühlen mit größeren Durchsätzen das Verfahren noch wirtschaftlicher gestalten.

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Claims (1)

1. Patentanspruch

   Verfahren zur Erzeugung von"Kohlenstaub für Dampfkesselfeuerungen, wobei das Kohlegut der Mahltrocknung, in einem Fallrohr, einem Mahlgebläse und einem Steigrohr unterworfen wird und als Trocknungsmittel aus dem Feuerraum hochtemperierte Rauchgase von 900 bis 1000 ⁰C rückgesaugt werden, dadurch gekennzeichnet, daß vorzugsweise mittels Hammermühlen (8) auf ein Körnungsban von 0 bis 8 mm vorzerkleinerte Rohkohle in einem an sich bekannten lotrechten Fallrohr (1), vorzugsweise über 9 πι Länge, thermisch aufbereitet und durch ein sichterloses Mahlgehäuse (3) über ein Steigrohr (4) dem Brenner (5) im Feuerraum (9) direkt zugeführt wird·

   Hierzu ein Blatt Zeichnung

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