DE19620047C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Trocknen von Braunkohle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Trocknen von Braunkohle.

Es ist bekannt, als Kesselkohle zu verwendende Braunkohle in Schlagrad- und Hammermühlen, die Teil des Kraftwerkskessels sind, gleichzeitig zu zerkleinern und zu trocknen (Mahltrock­ nung), wobei die für die Trocknung erforderliche Trockungs­ energie durch einen abgezweigten Rauchgasstrom mit einer Tem­ peratur von beispielsweise 600-1000°C in die Mühle einge­ bracht wird (DE 44 04 297 A1).

Es ist auch bekannt, zerkleinerte Rohbraunkohle in einem Wir­ belschichttrockner zu trocknen und dazu eine Teilmenge des aus der getrockneten Braunkohle ausgetriebenen Dampfes als Wirbel­ medium in den Wirbelschichttrockner zurückzuführen (EP 0 273 406 B1). Entsprechend dem Stand der heute üblichen Aufberei­ tungstechnik weist die in den Wirbelschichttrockner einge­ gebene Braunkohle eine Korngröße auf, die im allgemeinen zwi­ schen 0 und 7 mm liegt.

Weiter ist bekannt, daß durch eine energetisch günstige Vor­ trocknung der Braunkohle der Wirkungsgrad des Kraftwerkes, insbesondere gegenüber einem konventionellen Kraftwerk mit Mahltrocknung, gesteigert werden kann. Es könnte eine weitere Verbesserung der Wirtschaftlichkeit dadurch erreicht werden, daß die von der vorgeschalteten Trocknungsanlage produzierte Trockenkohle eine Korngröße aufweist, die es erlaubt, sie ohne aufwendige Nachmahlung in den Kraftwerkskessel einzublasen. Dies würde einmal eine Verringerung der Investitionskosten ermöglichen, da aufwendige Mahlanlagen überflüssig würden. Au­ ßerdem könnte auch der für den Mahlvorgang erforderliche er­ hebliche Bedarf an elektrischer Energie eingespart werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Verfahren und Vor­ richtung zum Trocknen von Braunkohle so auszugestalten, daß sie wirtschaftlicher sind als die üblichen Trocknungsverfahren und die dazu benutzten Vorrichtungen. Dabei wird auch ange­ strebt, daß bei Kombination der Trocknung mit einem Kraft­ werkskessel zumindest der größte Teil der aus dem Trockner nach Beendigung der Trocknung herausgeführten Kohle direkt in den Kraftwerkskessel eingeblasen werden kann, wobei dies er­ reichbar sein soll, ohne daß dafür an anderer Stelle ins Ge­ wicht fallende Investitions- und/oder Betriebskosten in Kauf zu nehmen wären.

Die Erfindung basiert auf der Anwendung der Trocknung in der Wirbelschicht, wobei die zu trocknende Kohle bevorzugt mit ei­ nem mittleren Korndurchmesser d₅₀ von maximal 1,5 mm in den Trockner eingeführt wird und eine erste Teilmenge des aus dem Trockner austretenden Dampfes in einem getrennten Kreislauf als Fluidisierungsmedium in den Wirbelschichttrockner zurück­ geführt wird und dabei durch einen ersten Abscheider, in wel­ chem zumindest ein Teil des mit dem Dampf aus dem Wirbel­ schichttrockner ausgetragenen Feststoffes abgeschieden wird, und danach durch ein Gebläse geführt wird, bevor die erste Teilmenge durch den unterhalb der Wirbelschicht im Wirbel­ schichttrockner befindlichen Begasungsboden als Fluidisie­ rungsmedium in den Trockner eingeblasen wird, und der im Ab­ scheider aus dem Dampf abgeschiedene Feststoff wieder in den Wirbelschichttrockner eingetragen wird. Die zweite Teilmenge des aus dem Wirbelschichttrockner austretenden Dampfes wird von der ersten Teilmenge getrennt abgeleitet und durch einen zweiten Abscheider geführt, wobei der darin abgeschiedene Feststoff ebenfalls in den Wirbelschichttrockner zurückgeführt wird. Im allgemeinen wird es erforderlich sein, die zweite Teilmenge zusätzlich einer Feinentstaubung zu unterziehen.

Die den Wirbelschichttrockner verlassende getrocknete Braun­ kohle kann einen mittleren Durchmesser d₅₀ von 0,4-0,8 mm, bevorzugt von 0,1-0,4 mm, gegebenenfalls von 0,1-0,2 mm, aufweisen. Bei Korngrößen von D₅₀ von 0,1-0,4 mm, insbeson­ dere 0,1-0,2 mm, ist es möglich, die getrocknete Kohle mit einem Restwassergehalt von beispielsweise 10-20% ohne wei­ tere Behandlung in einen Kraftwerkskessel einzublasen. Falls die getrocknete Kohle so viel Überkorn, also Partikel mit ei­ nem zu großen Durchmesser, für das unmittelbare Einblasen auf­ weist, besteht auch die Möglichkeit, der Trocknung im Wirbel­ schichttrockner einen Klassiervorgang nachzuschalten, um das Überkorn nachzumahlen oder abzutrennen. Dies ist jedoch nor­ malerweise nicht erforderlich.

Das Verfahren gemäß der Erfindung berücksichtigt die Tatsache, daß aufgrund der größeren Feinheit der in den Wirbel­ schichttrockner eingetragenen Kohle, die zudem während des Trocknungsprozesses aufgrund der eintretenden Schrumpfung der einzelnen Körper und mechanischer Beanspruchungen derselben eine weitere Zerkleinerung erfährt, ein wesentlicher Teil der Kohle mit dem Fluidisierungsmedium und dem Dampf, der zusätz­ lich durch den Trocknungsvorgang entsteht, oben aus dem Wir­ belschichttrockner ausgetragen wird, so daß die Verweilzeit dieses Teils der Kohle im Trockner nicht immer ausreicht, um den angestrebten durchschnittlichen Endwassergehalt aller Par­ tikel der Kohle zu erreichen. Mithin besteht die Notwendig­ keit, diese mit dem Dampf aus dem Trockner ausgetragene Kohle in den Trockner zurückzuführen. Die Menge dieser zurückzufüh­ renden Kohle kann bei sehr fein aufbereiteter Kohle mehr als 40-50% der frisch in den Wirbelschichttrockner eingetragenen Kohle betragen.

Die vorbeschriebene Verfahrensführung, d. h., das Vorhanden­ sein einer getrennten Rückführung für eine erste Teilmenge des aus dem Trockner kommenden Dampfes zur Verwendung als Fluidi­ sierungsmedium, hat den Vorteil, daß die Entstaubungsleistung bzw. der Abscheidegrad des in dieser Rückführung vorhandenen Abscheiders, z. B. eines Zyklons, nicht durch den Lastzustand des Trockners, d. h., durch die Verdampfungsleistung hinsicht­ lich der Verdampfung des Kohlewasssers, beeinflußt wird.

Ferner vermeidet die separate Entstaubung der für die Fluidi­ sierung rückgeführten ersten Teilmenge des Dampfes in vielen Fällen die Notwendigkeit, die gesamte Dampfmenge durch eine Feinentstaubung, beispielsweise durch einen E-Filter, zu füh­ ren, da das in den Rückführkreislauf eingeschaltete Gebläse eine Feinentstaubung im allgemeinen nicht erforderlich macht. Durch die Verringerung der Dampfmenge, die durch eine Feinent­ staubung geführt werden muß, erfahren die Investitions- und Betriebskosten eine weitere Verringerung. Bei normalen Be­ triebsverhältnissen wird die Dampfmenge, die zur Fluidisierung in den Wirbelschichttrockner zurückgeführt wird, je nach Korn­ größe der zu trocknenden Kohle etwa 20-50% der Gesamt-Dampf­ menge ausmachen.

Die Anwendung der Erfindung ermöglicht es zudem, mit relativ hohen Strömungsgeschwindigkeiten im Trockner zu arbeiten, so daß letzterer z. B. eine verhältnismäßig kleine Querschnitts- und damit Grundfläche aufweisen kann. Dies trägt ebenfalls dazu bei, die Investitionskosten niedrig zu halten. Zwar wirkt sich eine vergleichsweise kleine Querschnittsfläche im Sinne einer Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit im Trockner aus, zumal es bei einer verhältnismäßig kleinen Querschnittsfläche erforderlich ist, den Trockner entsprechend hoch zu bauen, um die erforderliche Trocknungsleistung über die im Trockner ein­ gebauten Wärmetauscher aufzubringen. Aufgrund der Tatsache jedoch, daß ein großer Teil der zu trocknenden Kohle aufgrund ihrer kleinen Korngröße ohnehin über Kopf, also mit dem Dampf oben aus dem Trockner ausgetragen und zur Vervollständigung der Trocknung wieder zurückgeführt wird, ist eine duch die Wahl einer kleinen Grundfläche für den Trockner verursachte Vergrößerung des oben aus dem Trockner ausgetragenen und zu­ rückzuführenden Kohleanteils für die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens ohne große Bedeutung.

Gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung kann die zu trocknende Braunkohle in den Wirbelschichttrockner über eine rotierende Verteilerfläche, die nach Art einer Schurre ausge­ bildet sein kann, eingetragen werden. Diese Verteilerfläche ist oberhalb der Wirbelschicht vorteilhafterweise derart angeordnet, daß die von der Verteilerfläche herunterfallende Braunkohle im Trockner einen Weg von weniger als 3 m zurück­ legt, bevor sie in die Wirbelschicht gelangt. Durch die Ver­ wendung der rotierenden Verteilerfläche soll die zu trocknende Kohle möglichst gleichmäßig auf der Oberfläche der Wirbel­ schicht verteilt werden. Dabei wird die Kohle zweckmäßig über die Längskante der Fläche bzw. Schurre abgeworfen. Die gleich­ mäßige Verteilung der Kohle auf der Wirbelschicht ist deshalb vorteilhaft, weil dadurch lokale Konzentrationen von fri­ scher, kalter Kohle, vermieden werden, die örtlich zu so star­ ker Kondensation des Wasserdampfes führen können, daß dadurch die gleichmäßige Fluidisierung der Wirbelschicht beeinträch­ tigt würde. Durch den möglichst geringen Abstand der Vertei­ lerfläche von der Oberfläche der Wirbelschicht soll erreicht werden, daß möglichst wenig frische Kohle durch den oberhalb der Wirbelschicht nach oben strömenden Dampf mitgerissen und aus dem Trockner ausgetragen wird, bevor eine ausreichende Trocknung erfolgt ist.

Ferner kann es zweckmäßig sein, dicht oberhalb der Wärmetau­ scher des Trockners einen Rost, ein Sieb oder dgl., vorzuse­ hen, der bzw. das sich über den Querschnitt des Trockners erstreckt und verhindert, daß Fremdkörper mit der in den Trock­ ner eingetragenen Kohle in den Bereich der Wärmetauscher ge­ langen.

In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel das Schema eines Wibelschichttrockners mit zugehörigen Einrichtungen darge­ stellt.

Der Wirbelschichttrockner 10 weist ein Gehäuse 12 mit einem bevorzugt kreisförmigen Querschnitt auf. Das Gehäuse 12 ist an seiner oberen Stirnseite 14 mit einem Zuführungsrohr 16 für die zu trocknende Braunkohle versehen. Das Zuführungsrohr 16 ist Teil einer Zuführungseinrichtung, die z. B. eine nicht dargestellte Zellenradschleuse aufweisen kann. Die zu trock­ nende Braunkohle hat einen mittleren Korndurchmesser d₅₀ von bevorzugt maximal 1,5 mm.

Unten im Trockner ist oberhalb der unteren Stirnseite 18 ein Begasungsboden 20 angeordnet, der aus mehreren zueinander pa­ rallelen horizontalen Rohren 22 besteht, die bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel oberseitig mit nach oben gerichteten Düsen 24 versehen sind. Es kann ggf. aber auch zweckmäßig sein, die Düsen nach unten weisend an den Rohren 22 anzubringen, da dies den Vorteil hätte, daß im Fluidisierungsmedium mitgeführter Staub, der ggf. dazu neigt, in den Rohren 22 zu sedimentieren, aus den nach unten gerich­ teten Düsen leichter ausgetragen wird.

Oberhalb des Begasungsbodens 20 sind Wärmetauscher 26 vorhan­ den, die im wesentlichen aus übereinander angeordneten hori­ zontalen Rohren oder vertikalen Platten 28 bestehen und eine Gesamthöhe von beispielsweise 2-3 m aufweisen, um so die Grundfläche des Trockners bei gleicher Wärmetauscherfläche, gleicher Wasserverdampfungsleistung und gleichem Heizdampf­ druck kleiner zu halten als dies bei einem niedrigeren Wärme­ tauscher möglich wäre. Bei der Ausführungsvariante des mit Rohren versehener Wärmetauscher werden die übereinander ange­ ordneten Wärmetauscherohre 28 von im wesentlichen vertikal verlaufenden Halterungen 30, 32 getragen, die jeweils unmit­ telbar an der inneren Begrenzungswandung des Gehäuses 12 ange­ ordnet und als Hohlkörper ausgebildet sind. Die Halterung 30 ist dabei mit einer Dampfzuführung 34 verbunden, um als Dampf­ verteiler für die einzelnen angeschlossenen Rohre 28 zu die­ nen. Die Halterung 32 am anderen Ende der Rohre dient als Kon­ densatsammler. Sie ist demzufolge mit einer Ableitung 36 ver­ bunden, über die das Kondensat aus dem Kondensatsammler 32 ab­ geleitet werden kann. In der Zeichnung sind die Rohre 28 sichtbar, die etwa entlang dem Durchmesser des Gehäuses 12 verlaufen. Die vor und hinter der Bildeebene angeordneten Rohre sind entsprechend kürzer bemessen.

Zur Erzielung einer großen Wärmetauscherfläche pro m³ Bauvo­ lumen wird eine möglichst hohe Packungsdichte der Wärmetau­ scherrohre 28 oder Wärmetauscherplatten angestrebt. Aufgrund der geringen Partikelgröße von z. B. maximal 7 mm der über das Zuführrohr 16 dem Trockner aufgegebenen Kohle besteht ohne weiteres die Möglichkeit, zwischen den Rohren oder Platten des Wärmetauschers lediglich kleine Abstände von z. B. 15-20 mm vorzusehen, wenn eine Gewähr dafür gegeben ist, daß keine Gegenstände größeren Durchmessers beispielsweise in Form von Agglomeraten oder sonstigen Fremdkörpern mit der Kohle in den Bereich des Wärmetauschers 26 gelangen, die sich zwischen den Rohren oder Platten festsetzen könnten. Um dies zu verhindern, ist in einem geringen Abstand oberhalb der oberen Begrenzung des Wärmetauschers 26 ein Rost 38 in im wesentlichen horizon­ taler Ebene angeordnet, der sich über den gesamten oder nahezu gesamten Querschnitt des Gehäuses 12 erstreckt und die Funk­ tion hat, irgendwelche Körper, insbesondere Fremdkörper, deren Abmessungen merklich größer sind als die der Kohlepartikel, daran zu hindern, in den Bereich des Wärmetauschers zu gelan­ gen. Der Rost 38 kann aus Stäben gebildet sein, deren freier Stababstand kleiner ist als der kleinste freie Abstand der Wärmetauscherrohre oder -platten voneinander. Bei routinemäßi­ gen Stillständen des Trockners können die auf dem Rost 38 an­ gesammelten Fremdkörper entfernt werden.

In seinem unteren Bereich ist das Gehäuse 12 mit einem Auslauftrichter 40 versehen, welcher durch die stirnseitige Begrenzung 18 hindurchgeführt ist und zum Austrag der getrock­ neten Kohle aus dem Trockner 10 dient. Die den Begasungsboden 20 bildenden Rohre 22 weisen ebenfalls Abstände voneinander auf, die den Durchgang der sehr feinkörnigen, getrockneten Kohle ermöglichen. Die getrocknete Kohle kann einen mittleren Korndurchmesser d₅₀ von 0,4-0,8 mm, bevorzugt von 0,1-0,4 mm, ggf. auch 0,1-0,2 mm, aufweisen. Bei Korngrößen von D₅₀ 0,1-0,4 mm bzw. 0,1-0,2 mm kann die Trockenkohle ohne wei­ tere Zwischenbehandlung in den Kessel eines Kraftwerkes einge­ blasen werden kann.

In einem geringen Abstand vom unteren Ende des Zuführungsroh­ res 16 ist unterhalb des letzteren eine rotierende Verteiler­ fläche 42 vorgesehen, die zweckmäßig nach Art einer Schurre ausgebildet ist. Die Zeichnung läßt erkennen, daß die Vertei­ lerfläche, bezogen auf die Längsachse des Gehäuses 12, exzen­ trisch angeordnet ist derart, daß sie vom Bereich unterhalb des Zuführungsrohres 16 schräg nach unten in Richtung auf die Wandung des Gehäuses 12 verläuft. Die aus dem Zuführungsrohr 16 austretende Kohle fällt somit auf den oberen Endbereich der Verteilerfläche 42, auf welcher sie dann auch aufgrund der Schräglage der letzteren nach unten rutscht und so unter der Einwirkung der Rotationsbewegung über die Längskante der Schurre gleichmäßig über der Oberfläche der Wirbelschicht ver­ teilt wird.

Die die obere stirnseitige Begrenzung bildende Wandung 14 ist bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel mit zwei Austrittsöffnungen für den Dampf versehen. An jeder die­ ser Austrittsöffnungen ist eine Leitung 44 bzw. 46 angeschlossen, von denen die Leitung 44 Teil einer Rückführleitung ist, in welcher ein Abscheider 48 und in Strömungsrichtung 49 dahinter ein Gebläse 50 eingeschaltet sind. Die Kreislauf­ leitung 44 mündet in Strömungsrichtung 49 hinter dem Gebläse 50 im Begasungsboden 20. Dabei kann die Anordnung so getroffen sein, daß die Kreislaufleitung 44 in Strömungsrichtung 49 hin­ ter dem Gebläse 50 geteilt wird, so daß rückgeführter Dampf von beiden Enden in die Rohre 22 des Vergasungsbodens 20 ein­ geführt wird. Die beiden an die Rohre 22 des Begasungsbodens 20 angeschlossenen Zweige der Rückführleitung sind mit 44a, 44b bezeichnet. Hier kann in ähnlicher Weise wie beim Wärme­ tauscher 26 beiden Enden der Rohre 22 des Begasungsbodens je­ weils ein Verteilerrohr zugeordnet sein, in welches die je­ weilige Zweigleitung 44a, 44b mündet.

Ferner ist der als Zyklon ausgebildete Abscheider 48 mit einer Rückführleitung 52 für den im Zyklon abgeschiedenen Feststoff versehen. Diese Rückführleitung 52 mündet im Bereich zwischen der unteren Begrenzung des Wärmetauschers 26 und dem Be­ gasungsbodens 20 in dem Gehäuse 12 des Trockners.

In der anderen Ableitung 46 für den Wasserdampf ist ein zwei­ ter Abscheider 54 eingeschaltet, der ebenfalls als Zyklon aus­ gebildet sein kann. An letzteren ist eine zweite Rückführlei­ tung 56 angeschlossen, über die der im zweiten Abscheider 54 abgeschiedene Feststoff ebenfalls in den Trockner 10 zurückge­ führt wird, wobei die Rückführleitung 56 ebenfalls im Bereich zwischen unterer Begrenzung des Wärmetauschers 26 und dem Be­ gasungsboden 22 im Trockner mündet.

Der den zweiten Abscheider 54 verlassende Dampf, der noch einen gewissen Staubanteil enthält, kann durch eine zweite Ab­ scheidereinrichtung, z. B. einen Elektro-Filter zur Entfernung des Feinstaubes, geführt werden. Ob dies notwendig ist, hängt u. a. auch davon ab, welcher endgültigen Verwendung dieser Dampf zugeführt wird.

Bei bestimmungsgemäßem Betrieb des Wirbelschichttrockners 10 bildet sich im Bereich der Wärmetauscher 26 eine stationäre Wirbelschicht aus der zu trocknenden Braunkohle aus. Der fluidisierte Zustand der Wirbelschicht wird durch den über den Begasungsboden 20 in den Trockner 10 eingeführten Dampf und den Dampfanteil aufrechterhalten, der innerhalb der Wirbel­ schicht durch Verdampfen des in den Kohlepartikel vorhandenen Wasseranteils entsteht.

Oberhalb der Wirbelschicht, d. h., bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel im wesentlichen oberhalb des Rostes 38, befindet sich ein Freiraum, der für die grobe Fest­ stoffseparation und als Sammelraum für den Dampf dient, der durch diesen Freiraum nach oben in Richtung auf die beiden Ab­ leitungen 44 und 46 strömt. Dieser Dampf enthält noch erhebli­ che Mengen an Braunkohlepartikeln, von denen zumindest ein großer Teil - bezogen auf die Sollfeuchte von z. B. 10-20% - noch einen zu hohen Wassergehalt aufweist. Diese Braunkohle­ partikel werden im ersten Abscheider 48 und im zweiten Ab­ scheider 54 aus dem Dampf weitgehend abgetrennt und in der be­ schriebenen Weise in den Trockner zurückgeführt. Da die erste Teilmenge des über die Rückführleitung 44 rückgeführten Dampfes im wesentlichen abhängt von der Leistung des Gebläses 50, bildet sich für den Rückführkreislauf über die Leitung 44, die Zweigleitungen 44a, 44b und den Begasungsboden 20 ein sta­ biler Betriebszustand aus, der unabhängig vom Betriebszustand, also dem Lastzustand des Trockners ist. Dieser stabile Rück­ führkreislauf für das Wirbelmedium begünstigt auch den stabi­ len Betrieb des Trockners insgesamt, der für die Einhaltung der Produktspezifikation, insbesondere der Einhaltung der End­ feuchte der getrockneten Kohle, wichtig ist. Insbesondere wird durch den stabilen Rückführkreislauf eine konstante Staubab­ scheidung gewährleistet, da die Abscheideleistung von Zyklonen stark von der Höhe des Massenstromes abhängig ist. Schwankun­ gen in der Dampfmenge, die durch unterschiedliche Lastzustände im Trockner entstehen, wirken sich somit im wesentlichen nur auf die zweite Dampfteilmenge aus, die durch den zweiten Ab­ scheider 54 geführt wird.

Abweichend von der Darstellung in der Zeichnung kann die An­ ordnung auch so getroffen sein, daß lediglich eine Leitung zur Ableitung des Dampfes am Trockner angeschlossen ist, die sich dann in wenigstens zwei Zweigleitungen verzweigt, von denen wenigstens eine Teil des Rückführkreislaufes für das Wirbelme­ dium ist.

Die Zuführung der frischen, zu trocknenden Kohle über das Zu­ führungsrohr 16 und die Verteilerfläche 42 erfolgt in der be­ reits beschriebenen Weise.

Die getrocknete Kohle wird über den Auslauftrichter 40 aus dem Trockner 10 herausgeführt, wobei hier ebenfalls eine Zellen­ radschleuse oder ein ähnliches Organ vorgesehen sein kann.

Die in der Zeichnung dargestellte Ausführung eines Wirbel­ schichttrockners kann z. B. eine Wasserverdampfungsleistung in einer Größenordnung von 30 t/h bei einem Dampfdruck des in die Wärmetauscher 26 eingeführten Heizdampfes von etwa 3,6-4 bar haben. Allgemein ist es zweckmäßig, die Beheizung der Wärme­ tauscher, über die die für Trocknung der Kohle erforderliche Energie in den Trockner eingekoppelt wird, mit Dampf von 2- 25 bar zu beheizen, der zur wirtschaftlichen Nutzung der im Dampf enthaltenen Wärmeenergie im Wärmetauscher kondensiert.

Der vom Gebläse 50 in den Begasungsboden 20 geförderte Was­ serdampf sollte möglichst gleichmäßig über die Querschnitts­ fläche des Trockners und damit über die Rohre 22 des Be­ gasungsbodens 20 verteilt werden. Da der als Fluidi­ sierungsmedium zurückgeführte Dampf im Abscheider 48 nur eine grobe Entstaubung erfährt, enthält er noch Feinstaub, der sich in den Rohren 22 des Begasungsbodens absetzt, falls die Geschwindigkeit des Dampfes eine bestimmte untere Grenze unter­ schreitet. Um dies zu verhindern, können die Rohre 22 so aus­ gestaltet sein, daß sie in Strömungsrichtung etwa eine kontinuierliche Verringerung ihres Querschnitts erfahren, so daß eine bezüglich Staubablagerung kritische Geschwindigkeit des Dampfes nicht unterschritten wird. Die für die Vermeidung von Staubablagerungen in den Rohren 22 erforderliche Mindest­ geschwindigkeit des Dampfes wird etwa 10 m/s betragen.

Die bereits erwähnte Anordnung der Düsen 24 derart, daß sie nach unten weisen, kann ebenfalls zur Vermeidung von Ablage­ rungen benutzt werden.

Die im Trockner 10 stattfindende weitere Zerkleinerung der Kohle ist im wesentlichen auf den durch das Austreiben des Wassers stattfindenden Schrumpfungsprozeß des einzelnen Kohle­ partikel und darauf zurückzuführen, daß die Partikel im Wir­ belbett durch Aufprall auf die Wärmetauscherflächen und andere feste Wandungen im Trockner starke mechanische Beanspruchungen erfahren. Dadurch ist der mittlere Korndurchmesser d₅₀ der unten aus dem Trockner ausgetragenen Trockenkohle um ca. 20 -60% kleiner als der der in den Trockner eingetragenen Roh­ kohle.

Claims (21)

1. Verfahren zum Trocknen von Braunkohle, insbesondere zur Verwendung in einem Kraftwerkskessel, dadurch gekennzeichnet, daß die auf einen mittleren Korndurchmesser d₅₀ von maximal 1,5 mm zerkleinerte Braun­ kohle in der Wirbelschicht getrocknet wird und eine erste Teilmenge des aus dem Trockner austretenden Dampfes in einem getrennten Kreislauf als Fluidisierungsmedium in den Wirbelschichttrockner zurückgeführt wird und der zurück­ zuführende Dampf durch einen ersten Abscheider, in welchem zumindest ein Teil des mit dem Dampf aus dem Wirbel­ schichttrockner ausgetragenen Feststoffes abgeschieden wird, und danach durch ein Gebläse geführt wird, bevor er innerhalb des Wirbelschichttrockners als Fluidisierungs­ medium verwendet wird, und der im Abscheider aus dem Dampf abgeschiedene Feststoff wieder in den Wirbelschicht­ trockner eingetragen wird, und wenigstens eine zweite Teilmenge des aus dem Wirbelschichttrockner austretenden Dampfes von der ersten Teilmenge getrennt abgeleitet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der mittlere Korndurchmesser d₅₀ der im Wirbelschichttrockner zu trocknenden Kohle 1,0 mm be­ trägt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Teilmenge des aus dem Wirbelschichttrockner austretenden Dampfes durch einen zweiten Abscheider geführt und der darin abgeschiedene Feststoff in den Wirbelschichttrockner zurückgeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die zweite Teilmenge des Dampfes nach Passieren des zweiten Abscheiders eine Feinentstaubung beispielsweise in einem E-Filter erfährt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kohle im Wirbelschichttrockner auf einen Wassergehalt von maximal 25% getrocknet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Braunkohle im Wirbelschichttrock­ ner auf einen Wassergehalt von maximal 15% getrocknet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die den Wirbelschichttrockner verlas­ sende getrocknete Braunkohle einen mittleren Korndurch­ messer d₅₀ von 0,4-0,8 mm, ggf. von 0,1-0,4 mm, vor­ zugsweise von 0,1-0,2 mm aufweist.

8. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der in den Wirbelschicht­ trockner zurückgeführte Feststoff in den unteren Bereich der Wirbelschicht zwischen Unterkante Wärmetauscher und Begasungsboden eingeführt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Wirbelschichttrockner unter Über­ druck betrieben wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Überdruck bis 10 bar beträgt.

11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die zu trocknende Braunkohle in den Wirbelschichttrockner über eine rotierende Verteilerfläche eingetragen wird, die oberhalb der Wirbelschicht angeord­ net ist derart, daß die von der Verteilerfläche herunter­ fallende Braunkohle im Wirbelschichttrockner einen Weg von weniger als 3 m zurücklegt, bevor sie in die Wirbelschicht gelangt.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die von der Verteilerfläche herabfal­ lende, zu trocknende Braunkohle eine vorzugsweise als Rost ausgebildete Klassiereinrichtung passiert, bevor sie in den Bereich der Wirbelschicht mit Wärmetauschereinbauten eintritt.

13. Vorrichtung zum Trocknen von Braunkohle zur Verwendung in einem Kraftwerkskessel, gekennzeichnet durch einen indi­ rekt beheizten Wirbelschichttrockner (10), dessen oberhalb der Wirbelschicht befindliche Sammelraum für den Dampf mit wenigstens einer Rückführleitung (44) verbunden ist, durch welche eine erste Teilmenge des aus dem Wirbelschicht­ trockner (10) austretenden Dampfes als Fluidisierungs­ medium in den unteren Bereich des Wirbelschichttrockners zurückgeführt wird, wobei in der Rückführleitung (44) wenigstens ein Abscheider (48) und in Strömungsrichtung (49) des rückzuführenden Dampfes dahinter ein Gebläse (50) angeordnet sind und der wenigstens eine Abscheider (48) mit einer Leitung (52) verbunden ist, durch welche der abgeschiedene Feststoff in den Wirbelschichttrockner (10) zurückgeführt wird, und wenigstens eine zweite Ableitung (46) vorgesehen ist, durch welche wenigstens eine zweite Teilmenge des aus dem Wirbelschichttrockner austretenden Dampfes abgeleitet wird und in welcher wenigstens ein zweiter Abscheider (54) angeordnet ist, an den eine Lei­ tung (56) angeschlossen ist, durch welche abgeschiedener Feststoff in den Wirbelschichttrockner (10) zurückgeführt wird.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Fluidisierungsmedium durch einen Begasungsboden (22) in den Wirbelschichttrockner einge­ führt wird, der einzelne Rohre (22) aufweist, die mit Düsen (24) für den Austritt des Fluidisierungsmediums versehen sind.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Düsen (24) im wesentlichen nach oben gerichtet sind.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Düsen im wesentlichen nach unten gerichtet sind.

17. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß wenigstens ein Teil der Rohre (22) des Begasungsbodens (20) bezüglich ihrer inneren Quer­ schnittsfläche so ausgebildet ist, daß in den Rohren (22) eine Mindestgeschwindigkeit des Wirbelmediums nicht unter­ schritten wird.

18. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die wenigstens eine Leitung (52, 56) für die Rückführung des Feststoffes im unteren Bereich des Wirbelschichttrockners (10) zwischen Unterkante des Wärme­ tauschers (26) und dem Begasungsboden (20) in diesen ein­ mündet.

19. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß im Wirbelschichttrockner (10) ober­ halb der Wirbelschicht eine rotierende Verteilerfläche (42) für das Einbringen der zu trocknenden Braunkohle in die Wirbelschicht angeordnet ist derart, daß der Weg, den die zu trocknende Braunkohle nach Verlassen der Verteiler­ fläche (42) zurücklegt, bis sie in die Wirbelschicht ein­ tritt, weniger als 3 m, vorzugsweise weniger als 1,5 m, beträgt.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekenn­ zeichnet, daß unterhalb der rotierenden Verteiler­ fläche (42) und kurz oberhalb der Wärmetauscher (26) der Wirbelschicht eine vorzugsweise als Rost ausgebildete Klassiereinrichtung (38) angeordnet ist, die gröbere Be­ standteile in der zu trocknenden Braunkohle zurückhält.

21. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Wirbelschichttrockner über seine Höhe einen im wesentlichen gleichbleibenden Querschnitt aufweist.