DE19606152A1

DE19606152A1 - Verfahren zur Reduzierung des Wassergehaltes von wasserhaltiger Braunkohle

Info

Publication number: DE19606152A1
Application number: DE1996106152
Authority: DE
Inventors: Karl Prof Dr Strauss
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-02-20
Filing date: 1996-02-20
Publication date: 1997-08-21
Also published as: AU1791197A; WO1997031082A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reduzierung des Wassergehaltes von wasserhaltiger, körniger Braunkohle unter Einwirkung von thermischer Energie und Druck auf das beetmäßig flächig verteilte Material.

Ein derartiges Verfahren ist in der Patentanmeldung PCT/EP95/03814 beschrieben. Es läuft darauf hinaus, daß

a) die Braunkohle einem mechanisch aufgebrachten Anfangsflächendruck ausgesetzt wird, der unter dem maxmal im Verfahren auftretenden Flächendruck liegt und bei dem der Braunkohle thermische Energie durch Wasserdampf zugeführt wird, der unter Kondensation die Braunkohle erwärmt,
b) und danach ohne weitere Wasserdampfzuführung der Flächendruck so weit auf mindestens 2,0 MPa erhöht wird, daß das in der er wärmten Braunkohle enthaltene Wasser ausgepreßt wird,
c) wobei vor der Zuführung des Wasserdampfes die Braunkohle durch Abwarme vorgeheizt wird und als Abwärmequelle das im Verfahren bei einem früheren Durchlauf aus der Braunkohle ausgepreßte Heiß wasser verwendet wird.

Die sich bei diesem Verfahren ergebenden erheblichen verfahrenstechni schen und energetischen Vorteile sind in der genannten Patentanmeldung dargelegt.

In der Zeitschrift "Braunkohle 39 (1987) Heft 4, Seiten 78 bis 87" ist ein anderes Verfahren zur Entwässerung von Braunkohle beschrieben, das sogenannte "Fleißner-Verfahren", bei dem die thermische Entwässerung von Braunkohle in einem Autoklaven in einer Sattdampfatmosphäre von ca. 3,0 MPa durchgeführt wird. Die hierdurch erwärmte Braunkohle wird nach Entleeren des Autoklaven in einen Trockenkohlenbunker überführt, wo die thermisch entwässerte Braunkohle durch Nachbelüftung zur Abkühlung gebracht und hierbei nachgetrocknet wird. In Zusammenhang mit diesem Verfahren wird beim Entleeren des Autoklaven in diesem enthaltenes Heißwasser als Abwasser gesondert abgeführt und einem benachbarten Autoklaven zur Erwärmung der darin enthaltenen, kalten Braunkohle zugeführt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Wirkungs grad des in der Patentanmeldung PCT/EP95/03814 offenbarten Ver fahrens zu erhöhen, d. h. im wesentlichen den Energiebedarf zu verrin gern, die Aufheizung zu vergleichmäßigen, um dadurch den Entwässe rungsgrad zu erhöhen, und die Dauer des Vorgangs zu verkürzen. Erfin dungsgemäß geschieht dies dadurch, daß vor der Zuführung des Wasser dampfes das Heißwasser direkt der beetmäßig verteilten Braunkohle unter gleichmäßiger Aufbringung zugeführt und durch die Braunkohle hindurch gepreßt wird.

Aufgrund der direkten Zuführung des Heißwassers zu der Braunkohle unter gleichmäßiger Aufbringung benetzt dieses die gesamte Oberfläche oder Braunkohlenkörner und verbessert in dem späteren Verfahrensschritt, der Zuführung von Wasserdampf, den Wärmeübergang vom Wasserdampf zur Braunkohle, womit die Erwärmung der Braunkohle beschleunigt wird. Dabei führt das Hindurchpressen des Heißwassers durch die Braunkohle zu einer Zwangsströmung durch die Freiräume im Kohlebeet und somit zu einem besonders intensiven Wärmeübergang. Hierdurch ergibt sich eine entsprechend kurze Prozeßzeit im Vergleich zu bekannten Ver fahren. Außerdem führt die Benetzung der Braunkohlenkörner offen sichtlich zu einer Vergleichmäßigung der Durchströmung für den Wasser dampf. Damit gibt man aufgrund dieser Vorerwärmung der Kohle ein erhöhtes Temperaturniveau,. das sich dann im Zusammenhang mit der Zuführung von Wasserdampf in einer entsprechenden Einsparung an Energie in der Phase der Wasserdampfzuführung auswirkt. Dabei wird also für die von dem Heißwasser bewirkte Vorerwärmung der Braunkohle direkt das eine Abwärmequelle bildende Heißwasser verwendet, das beim Auspressen des in der Braunkohle enthaltenen Wassers nach der Wasser dampfzuführung automatisch anfällt und somit hinsichtlich seines Energie gehaltes voll ausgenutzt wird.

Um den für das Hindurchpressen des Heißwassers erforderlichen Druck zu erzeugen, verwendet man zweckmäßig den in dem Verfahren sowieso vorhandenen Wasserdampf, wozu dieser das Heißwasser beaufschlagt und mit seinem Druck das Heißwasser durch die Braunkohle hindurchpreßt.

Den Verfahrensschritt der Ausnutzung des Wasserdampfdruckes zum Hindurchpressen des Heißwassers nutzt man zweckmäßig weiterhin in vorteilhafterweise dadurch aus, daß das Heißwasser unmittelbar nach dem Aufbringen des Anfangsflächendrucks der Braunkohle zugeführt wird. Es schließt sich dann an das vollständige Durchpressen des Heißwassers unmittelbar das Durchströmen des Wasserdampfes an, so daß sich ein kontinuierlicher Prozeß ohne eine Unterbrechung ergibt, durch den die Braunkohle auf das oben erwähnte höhere Temperaturniveau gebracht wird.

Durch die Heißwasserzuführung unmittelbar nach dem Aufbringen des Anfangsflächendrucks wird die beetmäßige Verteilung der Braunkohle entsprechend vergleichmäßigt, was sich günstig hinsichtlich einer gleichmä ßigen Durchströmung und damit einer gleichmäßigen Abgabe der Wärme des Heißwassers an die Braunkohle auswirkt.

Zweckmäßig führt man dem Heißwasser Zusatzstoffe zur Herauslösung von in der Kohle enthaltenen Fremdstoffen, z. B. Alkalimetallen zu. Durch die Herauslösung der Fremdstoffe wird die Verschlackungsneigung der Braunkohle bei der späteren Verbrennung vermindert.

Anhand der Figuren sei das Verfahren nachstehend näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Plattenpresse mit einem Braunkohlebeet und den weiterhin für die Durchführung des Verfahrens notwendigen Einrichtungen,

Fig. 2 die gleiche Plattenpresse in der Betriebslage nach der Zufüh rung des Heißwassers beim Auspressen des in der erwärmten Braunkohle enthaltenen Wassers.

Fig. 1 zeigt eine Plattenpresse mit der Preßunterlage 9 und dem Preß stempel 10. Die Preßunterlage 9 ruht auf hier nur prinzipiell dargestell ten Stützen 11 und 12. Der Preßstempel 10 hängt an dem Stößel 13, der von einem hier nicht dargestellten Preßmechanismus auf-und abgeschoben wird. Bei der Gestaltung dieser Plattenpresse handelt es sich im Prinzip um Stand der Technik.

Die Preßunterlage 9 ist hier wannenartig ausgebildet, so daß in ihr die Braunkohle 14 in beetmäßig flächiger Verteilung aufgebracht werden kann. Die Preßunterlage 9 ist mit Wasserauslässen 15 und der Preß stempel 10 mit Zuführungsöffnungen 21 versehen, so daß bei in Fig. 2 dargestellter geschlossener Plattenpresse der Braunkohle 14 Heißwasser HW und Wasserdampf HD über die Zuführungsöffnungen 21 zugeführt und austretendes Wasser über die Wasserauslässe 15 abgeführt werden kann. Die Wasserauslässe 15 sind über die dünnen Linien angedeuteten Kanäle 17 in der Preßunterlage 9 mit einem nicht dargestellten Sammel auslaß verbunden, über den ausgepreßtes Wasser abfließen kann.

Die Zuführung des Heißwassers HW und des Wasserdampfes HD erfolgt über die Zuführungsöffnungen 21, die untereinander durch die durch dünne Linien angedeuteten Kanäle 18 im Preßstempel 10 verbunden sind. Die Zuführung von Heißwasser HW und Wasserdampf HD zu dem System der Kanäle 18 und der Zuführungsöffnungen 21 erfolgt über die angeschlossene Zuleitung 23, die zu dem Behälter 24 führt. Dem Behäl ter 24 werden über die Zuleitung 25 Heißwasser HW und die Zuleitung 26 Wasserdampf HD zugeführt, wobei durch die Ventile 27 und 28 dafür gesorgt wird, daß die Zuführung von Heißwasser HW und Heißdampf HD in dem richtigen Rhythmus, der erforderlichen Menge und der richtigen Reihenfolge erfolgt. In die Zuleitung 23 ist das Ventil 29 eingesetzt, mit dem die Zuführung von Heißwasser HW und Heißdampf HD abgesperrt werden kann.

Gemäß Fig. 1 befindet sich die Plattenpresse in einem Zustand, in dem der Preßstempel 10 das Braunkohlebeet 14 einem Anfangsflächendruck aussetzt, wobei, wie ersichtlich, die Plattenpresse mit ihrem Preßstempel 10 und ihrer Preßunterlage 9 gerade geschlossen ist. In dieser Be triebsphase wird das Ventil 29 geöffnet, das dann in den Behälter 24 vorher eingeleitetes Heißwasser HW ausströmen läßt und über das System der Kanäle 18 den Zuführungsöffnungen 21 zuleitet. Dabei wirkt auf das durch die Wellenlinie 30 im Behälter 24 angedeutete Heißwasser HW ein von dem Wasserdampf HD ausgeübter Druck, der sich bei geöffnetem Ventil 28 über die Zuleitung 26 in den Behälter 24 fortsetzt. Unter dem Druck des Wasserdampfes HD wird das Heißwasser HW aus dem Behälter 24 über die Zuleitung 23 und die Zuführungsöffnungen 21 gleichmäßig dem Braunkohlebeet 14 zugeführt und durch die Braunkohle hindurchgepreßt, wobei das Heißwasser über die Auslässe 15 abläuft. Dieses Hindurchpressen des Heißwassers geht solange vor sich, bis der Wasservorrat im Behälter 24 erschöpft ist, woraufhin unmittelbar darauf folgend nunmehr der Wasserdampf HD die Braunkohle durchströmt und diese durch Kondensation in gewünschter Weise erwärmt. Am Ende dieser Betriebsphase, also bei einem ausreichenden Temperaturniveau der Braunkohle, wird die weitere Zufuhr von Wasserdampf mittels des Ventils 29 gesperrt, woraufhin der Flächendruck in der Plattenpresse auf mindestens 2,0 MPa erhöht wird.

Diese Betriebsphase ist in der Fig. 2 dargestellt, in der der Preßstempel 10 gegenüber seiner in der Fig. 1 dargestellten Lage weiterhin abgesenkt ist und dabei unter Verdichtung des Braunkohlebeetes 14 das in der Braunkohle enthaltene Wasser auspreßt. Das ausgepreßte Wasser; das eine dem erhitzten Kohlebeet 14 entsprechende Temperatur besitzt, wird dann in der vorstehend beschriebenen Weise als Abwärmequelle benutzt und als Heißwasser über die Zuleitung 25 dem Behälter 24 zugeführt.

Das Verfahren der Entwässerung des Braunkohlebeetes 14 ist damit beendet, so daß die Braunkohle aus der anschließend geöffneten Platten presse entnommen werden kann.

Claims

1. Verfahren zur Reduzierung des Wassergehaltes von wasserhalti ger; körniger Braunkohle unter Einwirkung von thermischer Energie und Druck auf das beetmäßig flächig verteilte Material,

a) bei dem die Braunkohle (14) einem mechanisch aufgebrach ten Anfangsflächendruck ausgesetzt wird, der unter dem maximal im Verfahren auftretenden Flächendruck liegt und bei dem der Braunkohle thermische Energie durch Wasser dampf (HD) zugeführt wird, der unter Kondensation die Braunkohle erwärmt,
b) und danach ohne weitere Wasserdampfzuführung der Flä chendruck so weit auf mindestens 2,0 MPa erhöht wird, daß das in der erwärmten Braunkohle enthaltene Wasser ausgepreßt wird,
c) wobei vor der Zuführung des Wasserdampfes (HD) die Braunkohle durch Abwärme vorgeheizt wird und als Ab wärmequelle das im Verfahren aus der Braunkohle ausge preßte Heißwasser verwendet wird, dadurch gekennzeichnet,

daß das Heißwasser (HW) direkt der beetmäßig verteilten Braunkohle (14) unter gleichmäßiger Aufbringung zugeführt und durch die Braunkohle hindurchgepreßt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Heißwasser (HW) von dem Wasserdampf (HD) beaufschlagt wird, der mit seinem Druck das Heißwasser (HW) durch die Braunkohle (14) hindurchpreßt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß nach vollständigem Hindurchpressen des Heißwassers (HW) der auf das Heißwasser (HW) wirkende Wasserdampf (HD) die Braun kohle (14) weiterhin durchströmt und dabei zu Heißwasser kondensiert.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, daß das Heißwasser (HW) unmittelbar nach dem Aufbringen des Anfangsflächendrucks der Braunkohle (14) zu geführt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, daß dem Heißwasser Zusatzstoffe zur Herauslösung von in der Kohle enthaltenen Fremdstoffen, z. B. Alkalimetallen, zugeführt werden.