DE19914098A1

DE19914098A1 - Process for dewatering solid fuel comprises heating the fuel and dewatering in a centrifuge

Info

Publication number: DE19914098A1
Application number: DE1999114098
Authority: DE
Inventors: Frank BUSCHSIEWEKE; Wilfried Weber
Original assignee: RWE Energie AG
Current assignee: RWE POWER AG, 50935 KOELN UND ESSEN, DE
Priority date: 1999-03-27
Filing date: 1999-03-27
Publication date: 2000-09-28
Anticipated expiration: 2019-03-28
Also published as: DE19914098C2; BG63878B1; TR200000817A3; GR1003559B; TR200000817A2; CZ20001094A3; PL339248A1; BG104274A; RO120915B1; CZ299606B6; PL193222B1

Abstract

Process for dewatering solid fuel comprises heating the fuel to 60-200 deg C and dewatering by feeding to a centrifuge, whose working chamber is placed under pressure and removing water in the fuel by centrifuging. Preferred Features: The fuel is directly heated by introducing hot water and/or water vapor and feeding as fuel slurry to the centrifuge. The working chamber of the centrifuge is indirectly heated. The centrifuge operates with a continuous solid charge.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entwässerung von festen Brennstoffen, insbes. von Rohbraunkohle, wobei der Brennstoff auf eine Arbeitstemperatur zwischen 60 und 200°C aufgeheizt und mechanisch entwässert wird.The invention relates to a method for dewatering solid fuels, in particular raw lignite, the Fuel to a working temperature between 60 and 200 ° C heated and mechanically dewatered.

Rohbraunkohle enthält erhebliche Mengen an Wasser, das in Kapillaren und Poren physikalisch und chemisch gebunden ist. Der Gehalt an gebundenem Wasser kann bis zu 65 Gew.-% betragen. Bei der Verbrennung einer nicht vorgetrockneten oder entwässerten Braunkohle entstehen durch die Ver dampfung des im Brennstoff enthaltenen Wassers erhebliche thermodynamische Verluste. Eine beachtliche Wirkungsgrad steigerung und Kostensenkung bei der Stromerzeugung in Braunkohlekraftwerken ist möglich, wenn der Wassergehalt der Rohbraunkohle mit einem effizienten Verfahren reduziert wird.Raw lignite contains significant amounts of water, which in Capillaries and pores physically and chemically bound is. The bound water content can be up to 65% by weight. be. When burning a not pre-dried one or dewatered lignite are created by ver Vaporization of the water contained in the fuel considerable thermodynamic losses. A remarkable efficiency increase and cost reduction in electricity generation in Lignite power plants are possible if the water content raw lignite is reduced using an efficient process becomes.

Bei einem aus WO 96/10064 bekannten Verfahren zur mechanisch-thermischen Entwässerung von Brennstoffen, von dem die Erfindung ausgeht, wird der Brennstoff in eine Filterpresse eingebracht und durch Einleiten von Wasser dampf aufgeheizt. Während der Wasserdampfbeheizung wird der Brennstoff in der Druckkammer der Filterpresse mit einem Druck beaufschlagt, der kleiner ist als der Sattdampfdruck des eingeleiteten Heizdampfes. Wenn eine Arbeitstemperatur erreicht ist, die ausreicht, um die physikalisch/chemische Bindung des Wassers an dem Brennstoff zu lösen, wird der Preßdruck auf Werte oberhalb 20 bar erhöht und das Wasser durch Filtration abgetrennt. Im Rahmen der bekannten Maßnahmen werden chargenweise betriebene Plattenfilter eingesetzt, oder es wird mit einer im kontinuierlichen Betrieb arbeitenden Durchlauffilterpresse, die nach Art einer Doppelbandpresse ausgebildet ist, gearbeitet.In a method known from WO 96/10064 for mechanical-thermal drainage of fuels, of which is based on the invention, the fuel is in a Filter press introduced and by introducing water steam heated. During steam heating, the Fuel in the pressure chamber of the filter press with one Pressurized that is less than the saturated steam pressure of the introduced heating steam. If a working temperature is achieved, which is sufficient to the physical / chemical The binding of the water to the fuel is released Pressing pressure increased to values above 20 bar and the water separated by filtration. As part of the known Measures become plate filters operated in batches used, or it is used with a continuous Operating continuous filter press, which according to Art a double belt press is worked.

Insbesondere bei der kontinuierlichen Durchlauffilterpresse ist die Abdichtung des Heizbereiches gegen austretenden Heizdampf problematisch. Ferner ist die Druckfiltration mit dem Nachteil verbunden, daß die Öffnungen der Siebplatten verstopfen und der Filtratmengenstrom im Laufe der Zeit abnimmt. Schließlich ist nachteilig, daß das abgepreßte Wasser erhebliche Mengen an feinteiligem Feststoff enthält und eine verhältnismäßig aufwendige Abwasseraufbereitung erforderlich ist.Especially with the continuous filter press is the sealing of the heating area against leaking Heating steam is problematic. Pressure filtration is also included connected with the disadvantage that the openings of the sieve plates clog and the filtrate flow rate over time decreases. Finally, it is disadvantageous that the pressed Water contains considerable amounts of finely divided solid and a relatively complex wastewater treatment is required.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, das eine mechanisch-thermische Entwässerung von festen Brennstoffen mit großer und gleichbleibender Durch satzleistung ermöglicht. Insbesondere soll das Verfahren zur Entwässerung von Braunkohle geeignet sein.The invention has for its object a method specify that a mechanical-thermal drainage of solid fuels with a large and constant throughput set performance enables. In particular, the process should be suitable for dewatering brown coal.

Ausgehend von einem Verfahren mit den eingangs beschriebe nen Merkmalen wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Brennstoff einer Zentrifuge zugeführt wird, deren Arbeitsraum unter einem dem Wasserdampfdruck bei Arbeitstemperatur entsprechenden Überdruck steht, und daß im Brennstoff gebundenes Wasser durch Zentrifugieren abgetrennt wird.Based on a process with the description above NEN features, the task according to the invention solved that the fuel is fed to a centrifuge, whose working space is under one at the water vapor pressure Working temperature corresponding pressure is available, and that Water bound in the fuel by centrifugation is separated.

Im Rahmen der erfindungsgemäßen Lehre liegt es, eine Sieb- oder Filterzentrifuge zur Entwässerung einzusetzen.Within the framework of the teaching according to the invention, it is a or use a filter centrifuge for drainage.

Vorzugsweise wird mit einer Vollmantelzentrifuge gearbeitet und das durch Zentrifugieren abgetrennte Wasser als Überlauf aus dem Arbeitsraum der Vollwandzentrifuge abgezogen.A solid jacket centrifuge is preferably used and the water separated by centrifugation as Overflow from the work area of the full-wall centrifuge deducted.

Die mechanische Entwässerung in einer Vollwandzentrifuge ist ein Dekantiervorgang und beruht auf einer Sedimentation von Feststoffen im Zentrifugalfeld. Vollwandzentrifugen, auch Dekantierzentrifugen genannt, werden im Rahmen der bekannten Maßnahmen zum Trennen von flüssigen, nicht löslichen Phasen, zur Klärung von Suspensionen, zur Eindickung von Schlämmen und zur Stromklassierung von dispergierten Feinkornkollektiven verwendet. Überraschend ist, daß in Kombination mit einer thermischen Behandlung die Sedimentation im Zentrifugalfeld auch zur Entwässerung von Brennstoffen, die wie Rohbraunkohle einen hohen Gehalt an gebundenem Wasser enthalten, wirksam eingesetzt werden kann. Durch die Klärung des wäßrigen Rückstandes in der Vollwandzentrifuge fällt ein Wasser an, das weitgehend feststofffrei ist. Das vereinfacht die Abwasseraufbereitung. Ferner ist das erfindungsgemäße Verfahren nicht anfällig gegen Verschmutzungen durch feinteilige Feststoffe.Mechanical drainage in a full-wall centrifuge is a decanting process and is based on sedimentation of solids in the centrifugal field. Full wall centrifuges, also called decanter centrifuges, are part of the known measures for separating liquid, not soluble phases, for clarifying suspensions, for Thickening of sludge and for current classification of dispersed fine grain collectives used. Surprised is that in combination with a thermal treatment sedimentation in the centrifugal field also for drainage of fuels that have a high content like raw lignite contain bound water, can be used effectively can. By clarifying the aqueous residue in the A full-wall centrifuge produces a large amount of water is free of solids. This simplifies wastewater treatment. Furthermore, the method according to the invention is not susceptible against contamination from finely divided solids.

Der Brennstoff wird der Zentrifuge mit einem stetigen Aufgabestrom zugeführt. Der kontinuierliche Aufgabestrom ermöglicht eine einfache Aufheizung des Brennstoffes, indem Heißwasser und/oder Wasserdampf direkt in den Aufgabestrom eingeleitet wird und der Brennstoff als Brennstoffschlamm der Zentrifuge zugeführt wird. Die Einspeisung des Brennstoffschlammes in den unter Dampfdruck stehenden Arbeitsraum der Zentrifuge ist durch Förderpumpen, z. B. Exzenterschneckenpumpen, leicht realisierbar. Anstelle einer Direktbeheizung des Brennstoffes durch Einleiten von Heißwasser und/oder Dampf oder in Ergänzung einer Direktbeheizung kann der Arbeitsraum der Zentrifuge auch indirekt beheizt werden.The fuel gets steady with the centrifuge Feed current supplied. The continuous feed stream enables easy heating of the fuel by Hot water and / or steam directly into the feed stream is introduced and the fuel as fuel sludge the centrifuge is fed. The feeding of the Fuel sludge in the steam pressure Working space of the centrifuge is by feed pumps, for. B. Eccentric screw pumps, easy to implement. Instead of direct heating of the fuel by introducing Hot water and / or steam or in addition to one The centrifuge's work area can also be heated directly indirectly heated.

Das aus der Zentrifuge abgezogene Wasser weist eine Temperatur zwischen 60 und 200°C auf. Die Energie des Abwassers kann zur direkten oder indirekten Vorwärmung des Brennstoffes genutzt werden.The water withdrawn from the centrifuge has one Temperature between 60 and 200 ° C. The energy of the Waste water can be used for direct or indirect preheating of the Fuel can be used.

In weiterer Ausgestaltung lehrt die Erfindung, daß zur Aufheizung des Brennstoffes und/oder des Arbeitsraumes der Zentrifuge Wasserdampf verwendet wird, der aus einem Turbinen einen Kraftwerks antreibenden Dampfstrom abgezweigt worden ist. In einem Braunkohlekraftwerk mit gekoppeltem Wasserdampfkreislauf wird der für die mechanisch-thermische Entwässerung des Brennstoffes benötigte Wasserdampf vorzugsweise hinter einer Hochdruck turbine und vor einer Zwischenüberhitzung abgezweigt.In a further embodiment, the invention teaches that Heating of the fuel and / or the work space Centrifuge water vapor is used, which comes from a Turbines of a steam stream driving a power plant has been branched off. In a lignite power plant with Coupled steam cycle is that for the mechanical-thermal dewatering of the fuel required steam preferably behind a high pressure turbine and branched off before reheating.

Im Rahmen der erfindungsgemäßen Lehre kann die Zentrifuge im Chargenbetrieb arbeiten. Bei einem Chargenbetrieb wird während der Laufzeit einer Charge Aufgabegut kontinuierlich zugeführt und bei der Entwässerung anfallendes Wasser als Überlauf oder Filtrat abgezogen. Im Anschluß an die Chargenlaufzeit wird der Feststoff mit einer Austragseinrichtung entnommen. Als Austragseinrichtung kann beispielsweise eine Schnecke oder eine Schälvorrichtung eingesetzt werden. Unter die erfindungsgemäße Lehre fällt auch eine vollkontinuierliche Betriebsweise. Bei einer vollkontinuierlichen Betriebsweise arbeitet die Zentrifuge mit einem kontinuierlichen Feststoffaustrag und ist zu diesem Zweck mit einer unabhängig angetriebenen Austrag schnecke ausgerüstet.Within the framework of the teaching according to the invention, the centrifuge work in batch mode. In a batch operation continuously during the duration of a batch of feed material fed and water obtained in the drainage as Overflow or filtrate removed. Following the Batch runtime is the solid with a Discharge device removed. Can be used as discharge device for example a screw or a peeling device be used. The teaching of the invention falls also a fully continuous mode of operation. At a the centrifuge operates fully continuously with a continuous solids discharge and is closed this purpose with an independently driven discharge snail equipped.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung erläutert. Die einzige Figur zeigt das Anlagenschema zur Entwässerung von festen Brennstoffen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren.In the following, the invention is based on only one Exemplary embodiment illustrating the drawing. The only figure shows the system diagram for the drainage of solid fuels according to the inventive method.

Der zu entwässernde Brennstoff, im Ausführungsbeispiel Rohbraunkohle, wird durch einen Schneckenförderer 1 einer Vollwandzentrifuge 2 zugeführt. Vor der Einspeisung wird die Rohbraunkohle durch Einleiten von Wasserdampf, das über eine Wasserdampfleitung 3 zugeführt wird, auf eine Arbeits temperatur zwischen 60 und 200°C aufgeheizt. Bei dieser Arbeitstemperatur, die auch im Arbeitsraum der Vollwand zentrifuge 2 herrscht, wird das im Brennstoff gebundene Wasser durch Zentrifugieren abgetrennt und als Überlauf 4 aus dem Arbeitsraum der Vollwandzentrifuge 2 abgezogen. Der von gebundenem Wasser befreite und damit weitgehend ent wässerte Feststoff 5 wird chargenweise oder durch eine mit Differenzdrehzahl laufende Austragsschnecke 6 kontinuierlich ausgetragen.The fuel to be dewatered, in the exemplary embodiment raw lignite, is fed by a screw conveyor 1 to a full-wall centrifuge 2 . Before the feed, the raw lignite is heated to a working temperature between 60 and 200 ° C. by introducing water vapor, which is supplied via a steam line 3 . In this working temperature, the centrifuge also in the working space of the full wall 2 there is, the water bound in the fuel is separated by centrifugation and taken off as an overflow 4 from the working space of the solid wall centrifuge. 2 The freed of bound water and thus largely ent watered solid 5 is discharged batchwise or continuously by a discharge screw 6 running at a differential speed.

Der Arbeitsraum der Vollwandzentrifuge 2 kann ferner indirekt beheizt werden. Die indirekte Beheizung erfolgt ebenfalls mittels Dampf, der durch die Leitung 3 zugeführt wird. Kondensat 7 wird unterseitig abgeleitet.The working space of the full-wall centrifuge 2 can also be heated indirectly. Indirect heating is also carried out by means of steam, which is supplied through line 3 . Condensate 7 is drained off on the underside.

Am Überlauf 4 der Vollwandzentrifuge wird Wasser mit einer Temperatur zwischen 60 und 200°C abgezogen. Ein Teilstrom wird über eine Rückführleitung 8 der zu entwässernden Braunkohle zugemischt, die dadurch vorgewärmt wird. Der Wasserdampfstrom zur Aufheizung des Brennstoffes kann aus dem Wasserdampfkreislauf eines Braunkohlekraftwerkes, vorzugsweise hinter eine Turbine, abgezweigt werden.At the overflow 4 of the full-wall centrifuge, water is drawn off at a temperature between 60 and 200 ° C. A partial stream is mixed in via a return line 8 of the lignite to be dewatered, which is preheated as a result. The steam flow for heating the fuel can be branched off from the steam cycle of a lignite-fired power plant, preferably behind a turbine.

Claims

1. Process for the dewatering of solid fuels, in particular raw lignite, the fuel being heated to a working temperature between 60 and 200 ° C. and mechanically dewatered, characterized in that the fuel is fed to a centrifuge, the working space of which is at a water vapor pressure is at the corresponding overpressure at working temperature and that water bound in the fuel is separated off by centrifugation.

2. The method according to claim 1, characterized in that worked with a full wall centrifuge and that through the Centrifuge separated water as an overflow from the Working space of the full wall centrifuge is withdrawn.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized characterized in that the fuel by introducing Hot water and / or steam is heated directly and as Fuel sludge is introduced into the centrifuge.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized characterized that the working space of the centrifuge indirectly is heated.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized characterized in that the fuel directly or indirectly with Hot water is preheated, as an overflow or filtrate is withdrawn from the centrifuge.

6. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized characterized in that for heating the fuel and / or the working space of the centrifuge steam is used is driving from a turbine of a power plant Steam flow has been branched off.

7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized characterized that the centrifuge in batch operation works, during the life of a batch Feed material and debris Water is drawn off and following the batches run time of the solid with a discharge device is removed.

8. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized characterized in that the centrifuge with a continuous solids discharge works.