DE19843257A1

DE19843257A1 - Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Ein- und Austrag von körnigem Gut in und aus Drucksystemen

Info

Publication number: DE19843257A1
Application number: DE1998143257
Authority: DE
Inventors: Bernd Kroedel
Original assignee: VEAG Vereinigte Energiewerke AG
Current assignee: Vattenfall Europe Generation AG and Co KG
Priority date: 1998-09-10
Filing date: 1998-09-10
Publication date: 2000-03-16

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur unmittelbaren Ver- und Entsorgung druckbetriebener Aufbereitungs-, Verarbeitungs- und Energieumwandlungsprozesse mit körnigen Feststoffen und festen, körnigen Brennstoffen. DOLLAR A Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung für Druckdifferenzen von 5 bis 20 bar überwindende Ein- und Austräge körnigen Guts, auch Braunkohlen in und aus Drucksystemen zu entwickeln, bei dessen Anwendung zusätzlich der Druckbehälter samt Anlagenhöhe verkleinert sowie die Brennstoffverteilung und Mengenstromregelung im gesamten Leistungsbereich gewährleistet werden kann. DOLLAR A Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß mittels Vortrum (3) eines an sich bekannten geschlossenen Rohrkettenförderers die feuchten Brennstoffe (1) bei schrittweise zunehmendem Druck in den oberen Bereich eines Druckwirbelschichttrockners (10) eingeführt, verteilt, der Wirbelschicht (5) aufgegeben und durch denselben nunmehr offenen und über mehrere Umlenkungen (9) im Bereich der Reaktorinnenwand/-innenbereich in eine Trockenbrennstofftrichterschüttung (7) geführten rohrlosen Förderkettenabschnitt der Trockenbrennstoff aufgenommen sowie mit einer abschließend wiederum im Rohr geführten Förderkette als Rücktrum (12) bei schrittweise abnehmendem Druck in den oberen Bereich eines Trockenbrennstoffsilos (14) gefördert und zwischengelagert werden. DOLLAR A Weiterhin wird eine erfindungsgemäße Vorrichtung beschrieben.

Description

Die Erfindung beinhaltet ein Verfahren und eine Vorrichtung zur unmittelbaren Ver- und Entsorgung druckbetriebener Auf bereitungs-, Verarbeitungs- und Energieumwandlungsprozesse mit körnigen Feststoffen und festen, körnigen Brennstoffen. Ein Ausführungsbeispiel zeigt den Ein- und Austrag von Braunkohlen für Drucktrocknungsreaktoren.

Bekannt sind Rohrkettenförderer, die zum Transport von lo sen Schüttgütern verwendet werden, wobei diese Systeme kur vengängig sind und nahe zu beliebige Förderwinkel bedienen können (DE 38 32 319, 41 34 638, 42 14 046, 42 15 626, DE 43 41 727, 44 12 229).

Auch ist es bekannt, diese Stetigförderer mit Trocknungs vorrichtungen zur Trocknung von Fördergut zu kombinieren, wobei der Rohrkettenförderer durch die vorzugsweise trom melförmige Trocknungskammer hindurch geführt wird (DE 195 42 577).

Alle diese Fördersysteme haben den entscheidenden Nachteil, daß sie nicht für Drucktrocknungsanlagen geeignet sind.

Bisher sind für Ein- und Austrag körnigen Gutes in bzw. aus Druckreaktoren oder auch Drucksystemen jeweils voneinander getrennte und technisch unterschiedlich gestaltete Vorrich tungen zum Ein- und Ausspeisen körniger Bearbeitungsstoffe bekannt (Ein- und Austragssysteme für Schüttgüter in und aus Drucksystemen, Institut für mechanische Verfahrenstech nik und Mechanik, Universität Karlsruhe, 1982, S. 392).

Für den Eintrag z. B. feuchter Rohbraunkohle in und den Austrag von aufgetrockneter Braunkohle aus Trocknungs druckprozessen finden Rohrschnecken oder an Druckverhält nisse angepaßte Zellradschleusen Verwendung, wobei das Ein tragszellrad oberhalb und das Austragszellrad unterhalb des Drucktrocknungsreaktors angeordnet ist.

In Verbindung mit großen Brennstoffströmen erwächst aus dieser Eintragsanordnung das Erfordernis einer druckreak torinternen und somit druckgefäßvergrößernden Verteilungs vorrichtung, deren Wirksamkeit zudem im Teillastbereich un zureichend ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung für Druckdifferenzen von 5 bis 20 bar überwindende Ein- und Austräge körnigen Guts, auch Braun kohlen in und aus Drucksystemen zu entwickeln, bei dessen Anwendung zusätzlich der Druckbehälter samt Anlagenhöhe verkleinert sowie die Brennstoffverteilung und Mengenstrom regelung im gesamten Leistungsbereich gewährleistet werden kann.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß jedem au tark geregelten Wirbelschicht-Druckreaktor ein solcher Rohrkettenförderer zugeordnet wird, dessen Vortrum den Ein trag beispielsweise feuchter Rohbraunkohle und dessen Rück trum den Austrag aufgetrockneter Braunkohle übernimmt, wo bei der Eintrag vorzugsweise horizontal und der Austrag vorzugsweise schräg steigend angestellt erfolgen und der Rohrkettenförderer kein Leerrohrabschnitt, sondern nur ei nen innerhalb des Druckreaktors befindlichen Freilaufab schnitt der Förderkette besitzt, da der Vortrum das zu be handelnde Gut zu- und der Rücktrum das behandelte Gut ab fördert. Die im Beispiel der Braunkohlendrucktrocknung aus dem Trocknungsreaktor über ein Ein- und Austragsrohr des Rohrkettenförderers abströmenden Brüdenleckageströme ver helfen zum schrittweisen Druckausgleich über die stets gleiche Anzahl von Förderkammern zwischen Guteinführungs- und -abführungsbereichen. Die fast bis auf Normaldruck ent spannten Brüdenleckagen werden gemeinsam mit Brüden aus der Nachverdampfung entstaubt, da erfindungsgemäß der Entstau ber im Trockenbraunkohle-Austragsbereich eines Trockenbrennstoff-Silos integriert ist, wo die Trockenkohlen am stärksten nachverdampfen, unterstützt durch einen Prallrin nenverteiler.

Durch Parallelbetrieb/Zusammenschaltung mehrerer autark zu regelnder Druckreaktoren mit den erfindungsgemäßen Ein-/Austragskomponenten, wobei diese Verfahren etwa gleich große technologisch bedingte Kapazitätsbegrenzungen aufwei sen, sind entsprechende Großanlagen aufzubauen.

Anhand eines Ausführungsbeispiels soll nachstehend die Er findung näher erläutert werden. Die zugehörige Zeichnung zeigt

Fig. 1 - Drucktrocknungsreaktor mit integrierter Ein- und Austragsanlage und Produktsilo;

Fig. 2 - Drucktrocknungsanlage mit voneinander unabhängig an- und abschaltbaren Drucktrocknungsmodulen.

Rohbraunkohle oder anderer feuchter Brennstoff 1 gelangt über die Eintragsschurre 2 in den Vortrum 3 der kombinier ten Ein-/Austragsanlage mit Antriebsstation 11. In zentraler Achse des Trocknungsdruckreaktors 10 endet das Rohr des Vortrums 3 und der Feuchtbrennstoff 1 fällt schwerkraftsbe dingt über den Querschnittsverteiler 4 in den Bereich 5 ei ner indirekt beheizten Dampfwirbelschicht. In Trichter 6 sammelt sich der im Bereich 5 aufgetrocknete Brennstoff in Form der Schüttung 7, die kontinuierlich durch den Düsenbo den 8 nachgespeist und aus der zeitgleich durch die umlau fende und im Trichterbereich 6 ins Austragsrohr 12 durch Sternrad 9 umgelenkte Förderscheibenkette 13 der Trocken brennstoff ausgetragen wird. Der in den Kornzwischenräumen vorhandene und ins Austragsrohr 12 gelangende Brüdenlecka gestrom 12a ist dank der Schüttung 7 sehr gering.

Mit dem Austragen der Trockenbraunkohle aus dem Druckreak tor wird diese mittels Rücktrum 12 gleichzeitig bis ins Silooberteil 14 mit Nachverdampfungsbereich angehoben. Die Trockenbraunkohle fällt aus der Austragsöffnung 15 des Rücktrums 12 über Querschnitts-Verteilerrinnen 16 auf die Schüttung 17 des Silos 18, aus dem der Trockenbrennstoff 19 der energetischen Verwertung mit hier nicht näher be zeichneten Technologien zugeführt wird.

Im Silooberteil 14 ist der Brüdenfilter 20 eingehängt, der die Leckagen 3a und 12a und den Brüden aus der Nachverdamp fung 14a abreinigt. Der Trocknungsbrüden 22 besitzt den Sy stemdruck des Trocknungsprozesses im Druckreaktor 10. Über das Brüdenventil 21 ist der Trockner 10 mit einem zentralen Brüdenfilter 23 verbunden, in den weitere Trocknungsreakto ren staubbeladenen Brüden 22 einspeisen.

Fig. 2 zeigt eine Trocknungsanlage in einem Kraftwerk, be stehend aus mehreren Dampfwirbelschicht-Trocknungsmodulen mit erfindungsgemäßen Ver- und Entsorgungsvorrichtungen, wobei die Zu- oder Abschaltung brüdenseitig allein über das Ventil 21 erfolgt und zusammen mit Zu-/Abschaltung der Brennstoffströme sowie des Heiz- und Wirbeldampfes sich die Trocknungsmodule 24 in bezug auf die Gesamtanlage 25 zu- und abschalten lassen.

Durch die Erfindung werden folgende Vorteile erreicht:

1. Für die Ver- und Entsorgung des Drucktrocknungsreaktors wird nur eine Rohrkettenförderanlage benötigt, da sowohl Vor- als auch Rücktrum körniges Gut bewegen und somit beim Eintrag wie beim Austrag durch Gutanwesenheit zu sätzliche Differenzdruckfestigkeit erreicht wird.
2. Die beim Übergang von Über- zu Normaldruck auftretende Nachverdampfung sichert zusammen mit den ebenfalls ins Silooberteil geführten Brüdenleckageströmen im Trockenbraunkohlesilo eine inerte Brüdenatmosphäre bei einer verbleibenden Trockenbraunkohletemperatur von 110 bis 130°C.
3. Durch den im Eintragsrohr und entgegen der Eintragsrich tung sich entspannenden Brüdenleckagestrom wird die Zu führung von Luft in den Drucktrocknungsreaktor vermie den.
4. Der ins Silooberteil integrierte Entstauber dient der Abreinigung sowohl der vom Eintrags/Austragssystem be dingten Leckage-Brüden als auch des Nachverdampfungs- Brüdens, wodurch eine energetische und stoffliche Ver wertung auch dieser Brüdenströme abgesichert werden kann.
5. In Relation zum aktiven Wirbelschichtvolumen verhilft der erfindungsgemäße Rohrkettenein- und -austrag zum kleinsten Druckbehälter-Volumen.

Bezugszeichenliste

1

feuchter Brennstoff

2

Eintragsstutzen

3

Vortrum eines Rohrkettenförderers

4

Verteiler-Rinnen

5

Dampfwirbelschicht

6

Trichter als Unterteil vom Druckreaktor

7

Schüttung aus Trockenbrennstoff

8

Wirbelboden/Düsenboden

9

Förderketten-Umlenkradstern

10

Druckbehälter

11

Antriebs- und Umlenkstation

12

Rücktrum eines Rohrkettenförderers

13

Förderkette mit Förderscheiben

14

Oberteil eines Trockenbrennstoffsilos

15

Austragsstutzen des Förderanlagenrücktrums

16

Verteiler-Rinnen

17

Schüttung aus Trockenbrennstoff

18

Silo für Trockenbrennstoff

19

Trockenbrennstoff

20

Filter

21

Absperrventil

22

Brüden/Brüdenrohrleitung

23

zentraler Filter für Trocknungsbrüden

24

Drucktrocknungs-Modul

25

Drucktrocknungs-Anlage

3

a/

12

a Brüdenleckage vom Vortrum/vom Rücktrum

14

a Brüden aus Nachverdampfung

Claims

1. Verfahren zum kontinuierlichen Ein- und Austrag von kör nigem Gut in und aus Drucksystemen, insbesondere Druck trocknungsreaktoren für feuchte Brennstoffe betreffend, gekennzeichnet dadurch, daß mittels Vortrum (3) eines an sich bekannten geschlosse nen Rohrkettenförderers die feuchten Brennstoffe (1) bei schrittweise zunehmendem Druck in den oberen Bereich eines Druckwirbelschichttrockners (10) eingeführt, verteilt, der Wirbelschicht (5) aufgegeben und durch denselben nunmehr offenen und über mehrere Umlenkungen (9) im Bereich der Re aktorinnenwand/-innenbereich in eine Trockenbrennstoff trichterschüttung (7) geführten rohrlosen Förderkettenab schnitt der Trockenbrennstoff aufgenommen sowie mit einer abschließend wiederum im Rohr geführten Förderkette als Rücktrum (12) bei schrittweise abnehmendem Druck in den oberen Bereich eines Trockenbrennstoffsilos (14) gefördert und zwischengelagert werden.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß über die beiden im Rohr geführten Förderkettenabschnitte (3; 12) jeweils ein Leckagebrüdenstrom (3a; 12a) abgezogen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß über die stets gleiche Anzahl von Förderkammern des Rohrkettenförderers zwischen Guteinführungs- und -abfüh rungsbereichen ein schrittweiser kontrollierter Druckaus gleich im Trocknungsreaktor (10) durchgeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß die bis auf Normaldruck entspannten Leckagebrüden (3a; 12a) gemeinsam mit Brüden aus einer Nachverdampfung (14a) im oberen Bereich des Trockenbrennstoffsilos (14) entstaubt und mit geringfügigem Überdruck einer weiteren stofflichen und energetischen Verwertung zugeführt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß die Trockenbrüden zentral entstaubt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, gekennzeichnet dadurch, daß sternförmig um die zentrale Brüdenentstaubung (23) weitere Drucktrocknungsreaktoren (10) mit Trockenbrennstoffsilos (18) und den Ver- sowie Entsorgungsvorrichtungen (3; 11; 12) angeordnet werden.

7. Verfahren nach Anspruch 6 und 7, gekennzeichnet dadurch, daß über die Zu- und -abschaltung der Brennstoffströme so wie des Heiz- und Wirbeldampfes die Trocknungsmodule (24) in bezug auf die Gesamtanlage (25) abgeschaltet werden.

8. Vorrichtung zum kontinuierlichen Ein- und Austrag von körnigem Gut in und aus Drucksystemen, insbesondere Druck trocknungsreaktoren für feuchte Brennstoffe betreffend, gekennzeichnet dadurch, daß ein an sich bekannter geschlossener Rohrkettenförderer mit einer außerhalb des Reaktors (10) befindlichen Ketten antriebs- und -umlenkstation (11) und einem Eintragsstutzen (2) für die feuchten Brennstoffe (1) über ein Eintragsrohr als Vortrum (3) horizontal bis in die Mitte des oberen Be reiches des Reaktors (10) geführt, anschließend in offener Bauweise bis zur Reaktorwand geradlinig gerichtet, dort um gelenkt, entlang der Reaktorinnenwand senkrecht nach unten und von dort als Rücktrum (12) über weitere Umlenkungen (9) durch den Trichter (6) des Unterteiles des Drucktrocknungs reaktors geführt sowie danach in wiederum rohrumschlossener schräger Bauweise aus dem Reaktor durch und/oder in den Kopfbereich eines nachgeschalteten Trockenbrennstoffsilos (14) gelenkt ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet dadurch, daß der schräg aus dem Reaktor (10) geführte Teil des Rohr kettenförderers (12) im Kopfbereich des Trockenbrennstoff silos (14) einen Austragsstutzen (15) aufweist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9 und 10, gekennzeichnet da durch, daß jeweils der Drucktrocknungsreaktor (10) und das Trockenbrennstoffsilo (14) im oberen Bereich sternförmig angeordnete Verteiler-Rinnen (4; 16) aufweisen.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 bis 11, gekennzeichnet da durch, daß die Module aus Drucktrocknungsreaktoren/Trocken brennstoffsilos sternförmig um eine zentrale Trockenbrü denentstaubung (23) angeordnet sind.