DE19710711A1

DE19710711A1 - Verfahren, Filterpresse sowie Steuer- und Regeleinrichtung zur Reduzierung des Wassergehaltes von Feststoffmaterialien und/oder Schlämmen

Info

Publication number: DE19710711A1
Application number: DE19710711A
Authority: DE
Inventors: Friedrich B Bielfeldt; Eckhard Kintscher
Original assignee: Dieffenbacher GmbH Maschinen und Anlagenbau
Current assignee: Dieffenbacher GmbH Maschinen und Anlagenbau
Priority date: 1995-09-22
Filing date: 1997-03-14
Publication date: 1998-09-17
Also published as: US5887514A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, eine Presse sowie eine Steuer- und Regeleinrichtung zur Reduzierung des in Faserzellen kapillar gebundenen Wassergehaltes von kohlenstoffhaltigen, fein zerkleinerten Feststoffmaterialien und/oder Schlämmen, nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Der Erfindung nach dem Hauptpatent DE 195 35 315.3 liegt die Aufgabe zugrunde durch ein neues Verfahren die großindustrielle Nutzung von Rohbraunkohle durch eine thermisch-mechanische Entwässerung zu ermöglichen, bei der der Gesamtwirkungsgrad der Verstromung in Kraftwerksprozessen verbessert wird und daß der hierfür erforderliche kontinuierliche Durchsatz großer kohlehaltiger Feststoffmengen erreicht wird. Um ein Ausblasen an den Rändern der Schüttgutmatte unter Einwirkung des Dampfdruckes zu vermeiden und eine gleichmäßige thermische Energieverteilung über die Preßflächen ohne Reduzierung des Dampfdruckes an den Rändern zu erreichen galt es weiter eine technische Lösung für eine Anlage und Presse zu schaffen, die die beschriebenen Nachteile nicht mehr beinhaltet bzw. vermeidet.

Die Lösung dieser Aufgabe für das Verfahren besteht in der Kombination folgender Verfahrensschritte:

a) Es wird ein Einsatzmaterial verwendet, das zu Beginn des Arbeitstaktes in einer im wesentlichen dampfdicht abgeschlossenen und bis über 100° Celsius vorgewärmten Druckkammer sowie mit einem bis zu ≧ 150° Celsius überhitztem Wasserdampf bedampft wird, wobei
b) der Verdichtungsdruck auf das Einsatzmaterial größer ist als der im Einsatz material durch die Schüttdichte bestehende Druck, maximal in etwa dem eingebrachten Dampfdruck von 5 bar bis 8 bar entspricht und anschließend
c) nach erreichter Temperatur von circa ≧ 125° Celsius im Einsatzmaterial die Dampfeindüsung beendet wird und je nach Korngröße des Einsatzmaterials ein hoher mechanischer, spezifischer Preßdruck bis maximal 75 bar zur Reduzierung auf einen Restwassergehalt bis zu 20 Gewichtsprozent zur Wirkung kommt.

Entsprechend dem thermisch-mechanischen Entwässerungsverfahren nach dem Hauptpatent DE 195 35 315.3 gelingt es, Braunkohle mit geringem Aufwand an thermischer und mechanischer Energie wirtschaftlich zu entwässern. Für die Verstromung von Braunkohle mit hoher Feuchte läßt sich der Gesamtwirkungsgrad des Kraftwerksprozesses durch die Vorschaltung des energetisch günstigen Verfahrens gemäß der Erfindung zur Entfernung des Wassers deutlich verbessern. Außerdem wird im Vergleich zu den bekannten thermischen Trocknungsverfahren die Energie zur Verdampfung des Wassers eingespart.

Die Lösung für die Anlage zur Durchführung der Verfahrensschritte nach dem Hauptpatent DE 195 35 315.3 besteht darin, daß ein umlaufendes Streuband durch eine in einer Einetagenpresse integrierten Druckkammer hindurchgeführt und diese Druckkammer durch ein Schleusensystem in den Taktfolgen des Prozeßablaufes geöffnet und geschlossen wird, wobei die Anlage in ihren Hauptteilen aus einer reversierbaren, kontinuierlich arbeitenden Streumaschine, einer beheizbaren diskontinuierlich arbeitenden Filterpresse und einem Streubandkastensystem mit rechteckigem Streuprofil für das Braunkohlegranulat besteht, dessen unendliches Streuband mit zwei unendlichen Seitenstahlbändern durch eine gasdicht abdichtbare Druckkammer in der Presse umlaufend geführt sind und wobei quer zur Transportrichtung im Ein- und Auslauf der Druckkammer diese durch ein auf- und abfahrbares Schwert und einem Sperrschieber zu verschließen und zu öffnen ist.

Dieser Zweistufenprozeß der thermisch-mechanischen Entwässerung führt dazu, daß mit der thermischen Energiezufuhr mittels Dampf am Ende der mechanischen Auspressung das Trockenbraunkohlepreßgut in der verschlossenen Druckkammer der Filterpresse sowohl die Kohle als auch die Restfeuchte die Dampftemperatur angenommen hat, das heißt sich die Restfeuchte beim Hochfahren der Preßplatte entspannt und als Dampf frei wird. Je nach Temperatur (von 125° Celsius bis 200° Celsius und Dampfdruck bis etwa 20 bar) besteht also das Problem, bei der Entleerung der Presse diese Restfeuchte kontrolliert zu entsorgen. Wenn bei geschlossener Druckkammer, das heißt mit angestellten hydraulischen Schottwänden und geschlossenen Schleusen, die obere Preßplatte hochgefahren wird, wird die in der entwässerten Braunkohleplatte eingeschlossene Restfeuchte als Dampf freigesetzt. Erfolgt die Öffnungsbewegung der Preßplatte langsam, stellt sich in dem Entspannungsraum ein Entspannungsdampfdruck entsprechend der Kohletemperatur von etwa 200° Celsius und circa 16 bar Dampfdruck ein. Das hätte den Nachteil, daß bei einer Abführung dieses Entspannungsdampfes über entsprechende Ablaßkanäle diese Kanäle oder Leitungen entsprechend für den vorhandenen hohen Dampfdruck ausgelegt sein müssen. Ohne eine gezielte Entsorgung des Brüdendampfes innerhalb des Pressenbereiches würden im Auslaufbereich der Filterpresse große Mengen von Wrasendampf entstehen, die über zusätzliche Absaugvorrichtungen erfaßt und über sehr aufwendige und teuere Naßentstaubungseinrichtungen entsorgt werden müßten. Da der thermisch/mechanische Entwässerungsprozeß jedoch diskontinuierlich abläuft, muß die entstehende Wrasendampfmenge (Wrasendampf ist hier ein Gemisch aus Wasserdampf und Kohlenstaub) am Ende eines jeden Preßzyklus durch zusätzliche Absaugvorrichtungen der Naßentstaubung zugeführt werden, wobei die zusätzlich diskontinuierlich anfallenden Staubmengen nur innerhalb einer relativ kurzen Zeit von circa 5% bis 10% der Gesamtzykluszeit während der Entleerung der Filterpresse aufgenommen werden können. Das heißt, die Absaug- und Entstaubungseinrichtungen müssen entsprechend für diesen kurzzeitig auftretenden Mengenströmen dimensioniert sein, welches sehr hohe Investitionen erfordert. Nachteilig ist dabei weiter, daß der abzusaugende Wrasendampf als Wärmemenge energetisch verlorengeht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, wonach der Großteil der am Ende der mechanischen Pressung in der entwässerten Braunkohleplatte verbleibende Restfeuchte vor der Entleerung aus der Druckkammer gezielt als Entspannungsdampf ohne aufwendige Absaugeinrichtungen abgeführt werden kann und die in der Restfeuchte enthaltene Wärmemenge noch zusätzlich thermisch genutzt werden kann.

Die Lösung dieser Aufgabe geht aus den kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 für das Verfahren, für die Filterpresse aus dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 4 und für die Steuer- und Regeleinrichtung aus dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 8 hervor.

Bei schnellem Öffnen der Druckkammer durch Hochziehen der beweglichen Preßplatte können zwei entscheidende Vorteile genutzt werden. Es stellt sich im Entspannungsdampfraum aufgrund der höheren Entspannungsgeschwindigkeit ein niedriger Dampfdruck ein und durch die hohe Entspannungsgeschwindigkeit wird durch den explosionsartigen Entspannungsdampfdruck die entwässerte Braunkohleplatte (Trockenbraunkohlepreßgut) schlagartig aufgelockert, das heißt die Braunkohleplatte nimmt entsprechend den ursprünglichen Korngrößen des Rohbraunkohlegranulats einen locker bröseligen Zustand ein, welches für die spätere Feinmahlung sehr vorteilhaft ist, weil dadurch kleinere Mühleinheiten und somit kostengünstigere Maschinen zum Einsatz gebracht werden können. Der Grundgedanke der Lehre gemäß der Erfindung basiert auf die zyklisch bedingte Abgabe der Brüdendampfwärmemenge in ein Wasserspeicherkondensatsystem, wobei wiederum dann diese akkumulierte Wärmemenge über ein oder mehrere Wärmetauschersysteme über die gesamte Zykluszeit einer weiteren Nutzung zugeführt werden kann, zum Beispiel für die Erwärmung der Luftmenge für den Raum der Gesamtanlage selbst sowie der erforderlichen Luftmenge zur Nachtrocknung der entwässerten und getrockneten Braunkohleplatte und für die Erwärmung der Verbrennungsluft für die Brennkammern oder des Wassers im Turbinenkreislauf. Neben der energetischen Nutzung der Enthalpiewärme aus dem Brüdendampf ergeben sich insbesondere durch die Kombination zwischen der zyklischen Wärmeabgabe des Brüdenkondensats und der permanenten Abführung im nachgeschalteten Wärmetauscher im Verhältnis der Zeitabläufen von zehn zu eins wesentliche wirtschaftliche Vorteile durch Minimierung der Anlagekosten, gleichfalls im Verhältnis von circa zehn zu eins.

Weitere Vorteile der Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung der Zeichnung und den Neben- und Unteransprüchen zu entnehmen.

Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung die erfindungsgemäße Filterpresse mit der Rohbraunkohlegranulatbeschickung und dem Brüdendampfschleusensystem mit nachgeschaltetem Brüdenkondensator-Wärmetauschersystem zur Durchführung des Verfahrens,

Fig. 2 einen Schnitt C-C von Fig. 12 als Alternative zum Schleusensystem nach Fig. 6 und 7,

Fig. 3 die Situation gemäß Schnitt C-C nach Fig. 12 jedoch am Ende der mechanischen Verdichtung zur Heißwasserauspressung,

Fig. 4 die Brüdendampfentspannung im Entspannungsdampfraum der Filterpresse bei geöffnetem Auslaßventil,

Fig. 5 in einem Schnitt B-B aus Fig. 2 die Zuordnung der zylindrischen Ventilkörper,

Fig. 6 das Brüdendampf-Schleusensystem am Auslauf der Filterpresse am Ende der mechanischen Endverdichtung analog Fig. 3,

Fig. 7 das Brüdendampf-Schleusensystem nach Fig. 6 bei hochgefahrenem Pressenstempel analog Fig. 4 und geöffneter Ausgangsschleuse II analog dem Auslaßstempel nach Fig. 4,

Fig. 8 eine Alternative zur Ausführung gemäß Fig. 2 und Fig. 6 des Brüdendampf-Schleusensystems, Fig. 9 die Entspannungsdampfsituation bei geöffneter Druckkammer

Fig. 10 einen Schnitt A-A aus Fig. 8 mit der Anordnung der oberen Schlitzöffnungen in den Schottwänden,

Fig. 11 die Filterpresse in Seitenansicht mit den Schleusen I, II und III,

Fig. 12 in einem Schnitt E-E aus Fig. 11 die Filterpresse mit den Schleusen I, II und III sowie den hydraulisch anstellbaren Schottwänden

Fig. 13 in einem Schnitt F-F aus Fig. 12 die Betriebssituation, wo alle Schleusen I, II und III geöffnet sind und die Entleerung bzw. Beschickung der Druckkammer gestartet wird und

Fig. 14 die Beschickung der Filterpresse kurz vor dem Ende dieses Vorganges nach Fig. 13.

Die Zeichnung nach Fig. 1 zeigt den Erfindungsgegenstand umfassend den Anlagenbereich für das Verfahren zur thermisch-mechanischen Entwässerung für das Rohbraunkohlegranulat 6, bestehend aus:

A) einer Streustrecke für eine diskontinuierliche beetmäßige Streuung des Einsatzmaterials auf das Streu- und Beschickband 4,
B) einer Einetagenfilterpresse 5 mit integriertem Druckkammer- und Schleusensystem und
C) dem Austransport der ausgepreßten Braunkohleplatte 31 aus der Druckkammer 40 mit Vorbrechereinrichtung 74 für eine anschließende Mahltrocknung.

Die Streustrecke A der Fig. 1 veranschaulicht weiter die kontinuierliche Übergabe des Rohbraunkohlegranulat 6, vom Übergabeband 2 in den feststehenden Bunker 1. Die stationäre Streumaschine 3, die mit dem Bunker 1 eine konstruktive Einheit bildet streut das Rohbraunkohlegranulat 6 auf das Streu- und Beschickband 4, welches im Umlauf durch die Filterpresse 5 geführt wird. Das Streu- und Beschickbandsystem (siehe auch Fig. 11 und 12) besteht aus dem unteren unendlichen Streu- und Beschickband 4 und den beiden senkrecht auf diesem links und rechts fest angeordneten Schottwänden 63 innerhalb der Filterpresse. Das Streu- und Beschickband 4 ist dabei als dampfdurchlässiges Metallgewebeband ausgeführt und wird im Synchronlauf durch die Druckkammer 40 der Filterpresse 5 geführt. Das Rohbraunkohlegranulat 6 wird bis zur Schüttguthöhe H im exakt geometrisch rechteckigen Querschnitt von der Streumaschine 3 eingestreut und anschließend unverändert in die Druckkammer 40 eingefahren und nach dem Pressen herausgefahren.

Zeitgleich mit der Aufschüttung des Rohbraunkohlegranulat-Beetes auf das Streu- und Beschickband 4 und dem Austrag der Braunkohleplatte 31 aus der Pressenanlage erfolgt der Eintrag des nächsten Rohbraunkohlegranulat-Beetes. Vor dem Start des Streu- und Beschickbandes 4 wird die Druckkammer 40 am Ein- 26 und Auslauf 27 geöffnet und die Schottwände 63 der Druckkammer 40 werden druckentlastet, das heißt freigestellt. Der Transport des geschütteten Rohbraunkohle-Beetes bis zum Auslauf 27 erfolgt über die numerische Steuerung des Streu- und Beschickbandes 4. Nachdem das Streu- und Beschickband die Ausgangsschleuse II erreicht hat, wird die Druckkammer 40 wieder geschlossen, das heißt, die Schottwände 63 werden wieder angestellt (circa 5 mm Andruckhub) und der Ein- 26 und Auslauf 27 wieder geschlossen.

Die Filterpresse 5 mit integriertem Druckkammer- und Schleusensystem im Druckkammerpreßbereich B ist nach der Zeichnung als stationäre Einetagenoberkolbenpresse ausgeführt. Das Streu- und Beschickband 4 wird endlos mit dem Rohbraunkohlegranulat 6 von der Streustrecke A in den Druckkammerpreßbereich B eingefahren, indem dieses über die untere, fix angeordnete beheizte Preßplatte 13 der Druckkammer 40 gleitet.

Das Druckkammersystem wird dabei aus folgenden Funktionsträgern gebildet:

- durch die untere stationäre, im Pressenrahmen 30 gelagerte, Preßplatte 13,
- durch die auf den beiden Längsseiten der Preßplatte 13 stehenden jeweils links und rechts angeordneten senkrechten Schottwänden 63, die wiederum über hydraulische Kurzhubzylinder 20 seitlich gegen die von den hydraulischen Preßzylindern 34 angetriebene obere Preßplatte 17 gedrückt werden und
- durch die Langhub-Zylinder 34, die senkrecht von oben wirken und die Kurzhubzylinder 20, die horizontal von beiden Seiten auf die Druckkammer 40 drücken. Die Zylinder 34 und 20 sind jeweils dem Pressenrahmen 30 zugeordnet und an den Längsseiten und Stirnseiten der Druckkammer 40 angeordnet.

Die Schottwände 63 innerhalb der Filterpresse 5 werden mittels der hydraulischen Kurzhubzylinder 20 im Seitenandruck gesteuert, das heißt entlastet während der Transportbewegung des Streu- und Beschickbandes 4 und mit variierenden seitlichen Andrückkräften gegen die obere Preßplatte 17 während des Dampfinjizierens und dem Preßvorgang. Gegen den Dampfdruck ist die obere Preßplatte 17 durch eine elastische Gummidichtung 88 gasdicht abgedichtet. Die Schottwände 63 sind wiederum mit gummielastischen Dichtungen 89 gegenüber dem versiegelten unteren Rand der Preßplatte 13 gasdicht abgedichtet, wenn mittels der hydraulischen Andrückzylinder 23 beim Stillstand des Streu- und Beschickbandes 4 die Schottwände 63 senkrecht auf die Preßplatte 13 niedergedrückt werden.

Parallel mit dem Einfahren des gestreuten Rohbraunkohlegranulats 6 in die Druckkammer 40 wird der Sperrschieber 28 im Auslauf 27 im Zuge einer Vertikalbewegung durch das hydraulische Stellglied 36 in Schließposition für den nachfolgenden Dampfinjektionsprozeß eingefahren. Der Sperrschieber 22 im Einlauf 26 ist dabei durch das hydraulische Stellgliedes 37 so weit nach oben gefahren, das heißt freigestellt, so daß das gestreute Rohbraunkohlegranulat 6 mit der Schüttguthöhe H störungsfrei in die Druckkammer 40 eingefahren werden kann.

Die kontrollierte Abführung des Entspannungsdampfes nach dem Arbeitstakt der Filterpresse 5 aus der Druckkammer 40 erfolgt nun erfindungsgemäß durch folgende Verfahrensweise eines gesteuerten Schleusensystems im Auslaufbereich der Druckkammer 40 gemäß der Fig. 1, 6 und 7.

Die Funktion ist hier wie folgt:
Bei noch geschlossener Druckkammer 40 öffnet die bewegliche Preßplatte 17 schnell. Die Startposition hierfür entspricht der Fig. 6. Durch die explosionsartige Auflockerung entsteht in dem Entspannungsdampfraum 81 ein Wasserdampfkohlestaubgemisch, wobei von der Druckkammer 40 bei geschlossener Filterpresse 5 zu sprechen ist und von Entspannungsdampfraum 81 bei geöffneter Filterpresse 5. Mit Beginn des Hochfahrens der Preßplatte 17, zumindest jedoch am Ende dieser Bewegung, wird die Ausgangsschleuse II geöffnet. Da die Ausgangsschleuse II mit einem Sperrschieber 28 über die gesamte Pressenbreite ausgebildet ist, kann somit schlagartig ein großer Entspannungsquerschnitt in Richtung des Brüdenkondensators 82 geöffnet werden. Bei dieser Operation gemäß Fig. 7 bleibt die Ausgangsschleuse III mit dem Sperrschieber 90 nach wie vor geschlossen, so daß der Brüdendampf in Richtung des gesteuerten Auslaßventils 80 strömt. Die Öffnungsgeschwindigkeiten der Ausgangsschleuse II und des Auslaßventiles 80 werden so gesteuert, daß sich in den Durchbruchsquerschnitten dieser Schiebereinheiten eine kontrollierte Dampfströmungsgeschwindigkeit einstellt, wodurch verhindert wird, daß durch zu hohe Strömungsgeschwindigkeiten erhöhte Kohlestaub- und Granulatmengen dem Brüdenkondensator 82 zugeführt werden. In der Regel erfolgt die Öffnung der Preßplatte 17, der Ausgangsschleuse II und des Auslaßventils 80 zeitlich zueinander in serieller Zuschaltung versetzt so gesteuert, daß sich bei dem chargenmäß auftretendem Brüdendampf 93 die Entspannungsverdampfungszeit in etwa mit ≦ 10% der Gesamtzykluszeit in der Abführung des Brüdendampfes 93 zum Brüdenkondensator 82 gezielt eingestellt werden kann, ohne daß große Kohlestaub- und Granulatmengen mitgeführt werden.

Das Brüdenkondensatorsystem funktioniert wie folgt:
Während der Entspannungsdampfzeit von ≦ 10% der Gesamtzykluszeit strömt der Brüdendampf 93 in den Brüdenkondensator 82. Während dieser Zeit fließt mittels Schwerkraft aus einem Wasserbehälter 83, der oberhalb des Brüdenkondensators 82 angeordnet ist, eine entsprechende Wassermenge durch den Brüdenkondensator 82 und akkumuliert die freiwerdende Wärme, wenn zum Beispiel aus dem Wasserbehälter eine Wassermenge mit 30° Celsius Wassertemperatur zugeführt wird, so wird in der Kondensatorschlange des Brüdenkondensators 82 das Wasser eine Temperatur von circa 60° Celsius annehmen. Diese Wassermenge wird jetzt einem Wärmetauscher 84 zugeführt mit dem Vorteil, daß nunmehr aus diesem Wärmetauscher 84 über die gesamte Zykluszeit quasi kontinuierlich die gespeicherte Wärme an weitere externe Wärmetauschersysteme 85 und 86 abgegeben werden kann. Dadurch kann das Gesamtsystem entsprechend kleiner und kostengünstiger ausgelegt werden. Als weiterer Vorteil kann ebenso die Kondensatmenge aus der Entspannungsdampfmenge, die eine Wassertemperatur von 100° Celsius hat, ebenfalls energetisch durch das Wärmetauschersystem 86 genutzt werden. Dem gesamten Brüdenkondensatorsystem ist ein Feststoffabscheider 77 zur Aufnahme eventuell mitgenommener Kohlestaub- und Granulatteilchen vorgeschaltet. Durch die Entspannung über die großen Querschnitte der Ausgangsschleuse II und der Entspannungsschleuse IV zum Brüdenkondensator 82 ergibt sich durch das Druckgefälle von zum Beispiel ≦ 10 bar in dem Entspannungsdampfraum 81 zum Brüdenkondensator 82 eine Entspannung zum Normaldruck, das heißt es ist keine zusätzliche Absaugvorrichtung erforderlich. Nach der Entspannungsdampfzeit von ≦ 10% der Gesamtzykluszeit wird die Zusatzschleuse III gemäß Fig. 7 mit dem Sperrschieber 90 geöffnet und die Entleerung der Filterpresse 5, wie in den Fig. 13 und 14 dargestellt, kann erfolgen.

Eine zweite alternative Lösung ist in der Ausführung gemäß den Fig. 2, 4 und 5 dargestellt. Die Funktionsweise ist wie folgt:
Bei der Beschickung der Filterpresse 5 gemäß Fig. 13 und bei dem Entwässerungsvorgang bis zur Endverdichtung entsprechend der Fig. 3 sind zylindrischen Auslaßöffnungen 91, die in den hydraulisch anstellbaren Schottwänden 63 angeordnet sind, geschlossen. Diese zylindrischen Auslaßöffnungen 91 können nach den Fig. 2, 4 und 5 in beliebiger Anzahl zwischen den hydraulischen Stellgliedern 20 angeordnet sein, und zwar anzahlmäßig so oft, daß ein genügend großer Auslaßquerschnitt wie oben beschrieben, bei der Entspannungsdampfphase gemäß Fig. 4 geöffnet werden kann. Der Vorteil dieser Ausführung gegenüber der vorbeschriebenen Alternative liegt darin, daß bei extrem langen Filterpressen 5 die Öffnungsquerschnitte auf beiden Längsseiten der Druckkammer 40 in entsprechend großer Anzahl angeordnet werden können und die Entspannung des Brüdendampfes 93 zur Entspannungsschleuse N gegeben ist. Durch die zylindrische Ausführung des Verschlußstempels ergibt sich ein Selbstreinigungseffekt für die Auslaßöffnungen 91. Den Verschlußstempeln 92 in den Auslaßöffnungen 91 ist wiederum die Entspannungsschleuse N zugeordnet, so daß der Verfahrensablauf analog wie zu den Fig. 6 und 7 beschrieben erfolgt.

Alternativ zur Ausführung gemäß der Fig. 2 bis 5 ist eine weitere alternative Lösung in den Fig. 8, 9 und 10 dargestellt.

Die Funktionsweise ist wie folgt:
In Fig. 8 ist die Beschicksituation analog Fig. 13 dargestellt. Das heißt oberhalb der Schüttguthöhe H des Rohbraunkohlegranulats 6 sind in den seitlichen hydraulisch anstellbaren Schottwänden 63 Längsschlitze 87 angeordnet, die beim Preßvorgang, das heißt der Abwärtsbewegung der Preßplatte 17, selbsttätig verschlossen werden.

Bei der Entspannungsdampfsituation nach Fig. 9 werden mit dem Öffnen der Preßplatte 17 die seitlichen Längsschlitze 87 selbsttätig frei, so daß der Brüdendampf 93 über die Entspannungsschleuse IV dem Brüdenkondensator 82 zugeführt werden kann.

Aus Fig. 9 ist aus dem eingezeichneten Geschwindigkeitsverlauf der Preßplatte 17 zu ersehen, daß am Anfang des Öffnungsvorganges eine sehr hohe Öffnungsgeschwindigkeit eingestellt wird, jedoch bei Erreichen der Schlitzöffnungen 87 die Geschwindigkeit der Preßplatte 17 schlagartig abgebremst wird, so daß sich, wie bereits in den Fig. 6 und 7 beschrieben, eine kontrollierte Entspannungsdampfgeschwindigkeit in Richtung des Brüdenkondensators 82 einstellt.

Nachstehend ist die Ausführung des Dichtungssystems zur Druckkammer 40 in der Filterpresse 5 beschrieben.

Bei allen Anwendungsbeispielen erfolgen die Verfahrensschritte in der Entspannungsdampfabführung bei allseitig umschlossener Druckkammer 40. Lediglich die Preßplatte 17 bewegt sich innerhalb des Rohbraunkohle- und Trockenbraunkohlebereiches, wodurch die Seitenwände der Preßplatte 17 und der Innenwände der anstellbaren Schottwände 63 und der Sperrschieber 22 und 28 einer natürlichen Verschleißbelastung durch das Preßgut unterliegen. Die Preßplatte 17 ist also allseitig mit seinen rechteckigen, senkrechten Wänden als glatter Stahlkorpus ausgebildet. Die Dichtungselemente sind an den Außenwänden, das heißt an den hydraulisch anstellbaren Schottwänden 63 und den Sperrschiebern 22 und 28 der Eingangsschleuse I und der Ausgangsschleuse II angeordnet, und zwar im oberen Bereich dieser hydraulisch anstellbaren Wände, so daß in hochgefahrener Position der Preßplatte 17 die Dichtung 88 stets im verschleißfreien Bereich zur Wirkung kommt. Bei den seitlichen Schottwänden 63 befindet sich die Dichtung 88 gegen die Preßplatte 17 im oberen Bereich der Schottwände 63 und die Abdichtung 89 gegenüber der unteren Preßplatte 13 befindet sich im unteren Bereich der Schottwand 63. Die Anordnung der Dichtungen 88 und 89 ist so gewählt, daß durch das hydraulische Stellglied 20 über die Schottwände 63 entweder die Dichtung 88 gegen die Preßplatte 17 und die untere Dichtung 89 gegen die feste Preßplatte 13 gedrückt wird, so daß eine selbsttätige Abdichtung gegeben ist. Bei dem beschriebenen Schleusensystem, zum Beispiel Fig. 6 und 7, wird die obere Dichtung durch die Verriegelungskinematik 35 gegen die senkrechte Wand der Preßplatte 17 gedrückt, im unteren Bereich erfolgt eine Selbstabdichtung, zum Beispiel auf der Kohle selbst, indem die Sperrschieber 22 und 28 mit ihren unteren Stirnflächen 94 mittels der hydraulischen Stellglieder 36 senkrecht auf das jeweilige Kohlebeet gedrückt werden.

Bezugszeichenliste

1

Bunker

2

Übergabeband

3

Streumaschine

4

Streu- und Beschickband

5

Filterpresse

6

Braunkohlegranulat

7

8

9

10

11

12

13

untere Preßplatte

14

15

16

17

obere Preßplatte

18

19

20

hydraul. Kurzhubzylinder

21

22

Sperrschieber

23

hydraulische Andrückung

24

25

26

Einlauf

27

Auslauf

28

Sperrschieber

29

30

Pressenrahmen

31

Braunkohleplatte

32

33

34

hydr. Langhubpreßzylinder

35

Verriegelungskinematik

36

hydraulisches Stellglied

37

hydraulisches Stellglied

38

39

40

Druckkammer

41

42

A Streustrecke
B Druckkammerpreßbereich
H Schüttguthöhe

63

Schottwände

64

65

66

67

68

69

70

71

72

73

74

Vorbrechereinrichtung

75

76

77

Feststoffabscheider

78

Entspannungskammer

79

Schleusentür

80

Auslaßventil

81

Entspannungsdampfraum

82

Brüdenkondensator

83

Wasserbehälter

84

Wärmetauscher

85

Wärmetauscher

86

Wärmetauscher

87

Schlitzöffnung, Längsschlitze

88

Dichtung

89

Dichtung

90

Sperrschieber

91

Auslaßöffnung

92

Verschlußstempel

93

Brüdendampf

94

untere Stirnfläche
I Eingangsschleuse
II Ausgangsschleuse
III Zusatzschleuse
IV Entspannungsschleuse

Claims

1. Verfahren zur Reduzierung des in Faserzellen kapillar gebundenen Wassergehaltes von kohlenstoffhaltigen, fein zerkleinerten Feststoffmaterialien und/oder Schlämmen, insbesondere Rohbraunkohle, unter Einwirkung von thermischer Energie und Druck auf das zu entwässernde Einsatzmaterial, wobei die aus überhitztem Wasserdampf bestehende thermische Energie und die mechanische Energie als Flächendruck auf das Einsatzmaterial in einem Druckraum zugeführt und ausgeübt wird, das Einsatzmaterial zu Beginn des Arbeitstaktes in einer im wesentlichen dampfdicht abgeschlossenen und bis über 100° Celsius vorgewärmten Druckkammer sowie mit einem bis zu ≧ 150° Celsius überhitztem Wasserdampf bedampft wird, wobei der Verdichtungsdruck auf das Einsatzmaterial ≧ ist als der im Einsatzmaterial durch die Schüttdichte bestehende Druck, maximal in etwa dem eingebrachten Dampfdruck von 5 bar bis 8 bar entspricht und nach erreichter Temperatur von circa ≧ 125° Celsius im Einsatzmaterial die Dampfeindüsung beendet wird und je nach Korngröße des Einsatzmaterials ein hoher mechanischer, spezifischer Preßdruck bis maximal 75 bar zur Reduzierung auf einen Restwassergehalt bis zu 20 Gewichtsprozent zur Wirkung kommt, insbesondere nach dem Hauptpatent DE 195 35 315, dadurch gekennzeichnet, daß der nach der Öffnung der Filterpresse entstehende Brüdendampf sich in einem anschließend zu öffnenden Raum weiter entspannt und daraus mit gesteuerter Entspannungsgeschwindigkeit in einen Brüdenkondensator abfließt.

2. Verfahren zur Reduzierung des in Faserzellen kapillar gebundenen Wassergehaltes von kohlenstoffhaltigen, fein zerkleinerten Feststoffmaterialien und/oder Schlämmen, insbesondere Rohbraunkohle, unter Einwirkung von thermischer Energie und Druck auf das zu entwässernde Einsatzmaterial, wobei die aus überhitztem Wasserdampf bestehende thermische Energie und die mechanische Energie als Flächendruck auf das Einsatzmaterial in einem Druckraum zugeführt und ausgeübt wird, das Einsatzmaterial zu Beginn des Arbeitstaktes in einer im wesentlichen dampfdicht abgeschlossenen und bis über 100° Celsius vorgewärmten Druckkammer sowie mit einem bis zu ≧ 150° Celsius überhitztem Wasserdampf bedampft wird, wobei der Verdichtungsdruck auf das Einsatzmaterial ≧ ist als der im Einsatzmaterial durch die Schüttdichte bestehende Druck, maximal in etwa dem eingebrachten Dampfdruck von 5 bar bis 8 bar entspricht und nach erreichter Temperatur von circa ≧ 125° Celsius im Einsatzmaterial die Dampfeindüsung beendet wird und je nach Korngröße des Einsatzmaterials ein hoher mechanischer, spezifischer Preßdruck bis maximal 75 bar zur Reduzierung auf einen Restwassergehalt bis zu 20 Gewichtsprozent zur Wirkung kommt, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nach jedem Arbeitszyklus entstehende Brüdendampfwärmemenge in ein erstes Wasserspeicherkondensatsystem abgegeben, die dabei akkumulierte Wärmemenge in ein oder mehrere Wärmetauschersysteme überführt und daraus einer weiteren Nutzung zugeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die entstehende Brüdendampfwärmemenge diskontinuierlich in ein erstes Wasserspeicherkondensatsystem übergeben wird, die circa 10% der Zeit eines Arbeitszyklusses entspricht, und daß die Wärmemenge des ersten Wasserspeicherkondensatsystems kontinuierlich in ein zweites Wasserspeicherkondensatsystem überführt wird.

4. Filterpresse zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine der Filterpresse (5) nachgeordnete und mit dem Druckraum (40) durch einen Sperrschieber (28) verbundene Entspannungskammer (78), die den Rest der im vorhergehenden Arbeitstakte entwässerten Braunkohleplatte (31) über dem Streu- und Beschickband (4) mit einem weiteren Sperrschieber (90) abdichtend umschließt und wobei diese Entspannungskammer (78) über ein steuerbares Auslaßventil (80) mit einem Brüdenkondensator (82) verbunden ist.

5. Filterpresse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schottwände (63) in ihren oberen Hälften zylindrische und/oder rechteckige Öffnungen bzw. Schlitzöffnungen aufweisen, wobei die zylindrischen Auslaßöffnungen (91) mittels Verschlußstempel (92) verschließbar sind.

6. Filterpresse nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeich net, daß die bewegliche Preßplatte (17) allseitig mit senkrechten Wänden als glatter Stahlkörper ausgebildet ist.

7. Filterpresse nach den Ansprüchen 4 bis 6, dadurch gekennzeich net, daß Dichtungselemente (88, 89) in Nuten der Schottwände (63) angebracht sind, so daß sie im oberen Bereich die bewegliche Preßplatte (17) und im unteren Bereich die feste Preßplatte (13) abdichten.

8. Steuer- und Regeleinrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für eine kontrollierte Strömungsgeschwindigkeit des Brüdendampfes (93) in die Entspannungskammer (78) und daraus durch die Entspannungsschleuse (IV) in den Brüdenkondensator (82) die Schottwände (63), der Sperrschieber (28), die Auslaßstempel (92) und das Auslaßventil (80) in ihren Öffnungsgeschwindigkeiten steuerbar ausgebildet sind.

9. Steuer- und Regeleinrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Hochfahren der Preßplatte (17) und das Öffnen der Ausgangsschleuse (II) und des Auslaßventils (80) zeitlich zueinander in serieller Zuschaltung so versetzt gesteuert wird, daß sich der Austrag des Brüdendampfes (93) aus dem Entspannungsdampfraum (81) in etwa mit ≦ 10% der Gesamtzykluszeit einstellt.