DE19914098C2

DE19914098C2 - Process for dewatering raw lignite by centrifugation

Info

Publication number: DE19914098C2
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: 2002-09-19
Anticipated expiration: 2019-03-28
Also published as: TR200000817A3; TR200000817A2; PL339248A1; BG104274A; GR1003559B; CZ299606B6; RO120915B1; CZ20001094A3; DE19914098A1; BG63878B1; PL193222B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entwässerung von Rohbraunkohle durch Zentrifugieren.The invention relates to a method for dewatering Raw lignite by centrifugation.

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 wird die zu entwässernde Rohbraunkohle in eine Filterpresse eingebracht und durch Einleiten von Wasserdampf 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. 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.In a method known from WO 96/10064, the dewatered raw brown coal introduced into a filter press and heated by introducing steam. During the Steam heating becomes the fuel in the pressure chamber the filter press is pressurized with a pressure that is lower is as the saturated steam pressure of the introduced heating steam. When a working temperature is reached that is sufficient to the physical / chemical binding of water to the To release fuel, the baling pressure will rise to values above Increased 20 bar and the water separated by filtration. As part of the known measures are batch operated plate filter used, or it is with a working in continuous operation Pass-through filter press, like a double belt press trained, worked. Especially with the Continuous filter press is the seal of the heating area against escaping heating steam problematic. Furthermore, the pressure filtration with the Disadvantage connected 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.

Ferner sind Trocknungsverfahren für Braunkohle bekannt (AT-PS 366 090, AT-PS 369 423, AT-PS 366 405). Die zu entwässernde Braunkohle wird zunächst in einem Autoklaven bei Tempe raturen oberhalb 200°C und hohen Drücken getrocknet, wobei vorzugsweise bei einer Temperatur von etwa 250°C gear beitet wird. Die entsprechende Sattdampftemperatur, die sich in dem Autoklaven einstellt, beträgt ca. 40 bar. Das weitgehend entwässerte Produkt wird anschließend einer Zentrifuge zugeführt, in der bei gleichem Druck und gleicher Temperatur eine Nachbehandlung vorgenommen wird. Der Energiebedarf für die Trocknung, bei der das in der Kohle enthaltene Wasser verdampft wird, ist groß. Die Trocknung im Autoklaven ist ferner apparativ aufwendig.Drying processes for lignite are also known (AT-PS 366 090, AT-PS 369 423, AT-PS 366 405). The one to be drained Lignite is initially in an autoclave near Tempe ratures dried above 200 ° C and high pressures, whereby preferably at a temperature of about 250 ° C is being processed. The corresponding saturated steam temperature, the which occurs in the autoclave is approx. 40 bar. The largely drained product then becomes one Centrifuge fed in at the same pressure and post-treatment is carried out at the same temperature. The energy requirement for drying, in which the Coal containing water is evaporated is great. The Drying in an autoclave is also expensive in terms of equipment.

Aus AT 380 268 B ist ein Verfahren zur Entwässerung von Torf bekannt, bei dem das zu entwässernde Material im Anschluss an eine mechanische Vorentwässerung einer Filtrations zentrifuge zugeführt wird, deren Arbeitsraum unter einer Sattdampfatmosphäre steht. Während der Sattdampfbeauf schlagung wird das Aufgabegut durch Zentrifugieren mechanisch entwässert, wobei der Torfkuchen verdichtet bzw. verpresst wird und das im Torf enthaltene Wasser ausgepresst wird. Zur Vorentwässerung von wasserreichem Torf werden ferner auch Dekantierzentrifugen eingesetzt (DE 28 50 825 A1). Die Bindung von Wasser in Braunkohle unterscheidet sich beträchtlich von der Bindung von Wasser in Torf, so dass für Torf entwickelte Verfahren nicht unmittelbar auch auf Rohbraunkohle übertragbar sind.AT 380 268 B describes a process for dewatering peat known, in which the material to be dewatered afterwards mechanical pre-dewatering of a filtration centrifuge is fed, the working space under one Saturated steam atmosphere stands. During saturated steam The feed material is beaten by centrifugation mechanically dewatered, whereby the peat cake compresses or is pressed and the water contained in the peat is squeezed. For the pre-drainage of water-rich Peat is also used in decanter centrifuges (DE 28 50 825 A1). The binding of water in brown coal differs significantly from the binding of water in peat, so methods developed for peat are not are also directly transferable to raw lignite.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, das eine wirksame mechanisch-thermische Ent wässerung von Braunkohle mit großer und gleich bleibender Durchsatzleistung ermöglicht.The invention has for its object a method indicate that an effective mechanical-thermal Ent watering of brown coal with large and constant Throughput performance enabled.

Gegenstand der Erfindung und Lösung dieser Aufgabe ist ein Verfahren zur Entwässerung von Rohbraunkohle, wobei die Rohbraunkohle durch Einleiten von Heißwasser und/oder Wasserdampf auf eine Arbeitstemperatur zwischen 60 und 200°C aufgeheizt und als Kohleschlamm in eine Vollwand zentrifuge eingeleitet wird, deren Arbeitsraum unter einem dem Wasserdampfdruck bei Arbeitstemperatur entsprechenden Druck steht, und wobei in der Rohbraunkohle gebundenes Wasser durch Zentrifugieren abgetrennt und als Überlauf aus dem Arbeitsraum der Vollwandzentrifuge abgezogen wird, das zur direkten oder indirekten Vorwärmung der zu entwässernden Rohbraunkohle verwendet wird.The object of the invention and solution to this problem is a Process for dewatering raw lignite, the Raw lignite by introducing hot water and / or Steam to a working temperature between 60 and Heated to 200 ° C and as coal sludge in a solid wall centrifuge is introduced, the working space under one corresponding to the water vapor pressure at working temperature Pressure stands, and being bound in the raw lignite Water separated by centrifugation and out as an overflow the working space of the full wall centrifuge is withdrawn for direct or indirect preheating of the dewatering raw lignite is used.

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 Rohbraunkohle, die einen hohen Gehalt an gebundenem Wasser enthält, 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. Solid-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 raw brown coal, which has a high content of bound Contains water, can be used effectively. Through the Clarification of the aqueous residue in the full-wall centrifuge there is a water that is largely free of solids. The simplifies wastewater treatment. Furthermore, that is The method according to the invention is not susceptible to Contamination from finely divided solids.

Die zu entwässernde Rohbraunkohle wird der Vollwand zentrifuge mit einem stetigen Aufgabestrom zugeführt. Die Einspeisung der Rohbraunkohle in den unter Dampfdruck stehenden Arbeitsraum der Zentrifuge ist durch Förderpumpen, z. B. Exzenterschneckenpumpen, leicht realisierbar. Zusätzlich zur Direktbeheizung kann der Arbeitsraum der Vollwandzentrifuge indirekt beheizt werden.The raw brown coal to be dewatered becomes the solid wall centrifuge fed with a steady feed stream. The Feeding the raw lignite into the steam pressure standing working space of the centrifuge is through Feed pumps, e.g. B. progressing cavity pumps, light realizable. In addition to direct heating, the Working area of the full-wall centrifuge are indirectly heated.

In weiterer Ausgestaltung lehrt die Erfindung, daß zur Aufheizung des Brennstoffes und/oder des Arbeitsraumes der Vollwandzentrifuge Wasserdampf verwendet wird, der aus einem Turbinen eines 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 Full-wall centrifuge water vapor is used, which is made up of a steam stream driving a power plant's turbines 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 Vollwandzentrifuge im Chargenbetrieb arbeiten. Bei einem Chargenbetrieb wird während der Laufzeit einer Charge Aufgabegut kontinuierlich zugeführt und bei der Entwässerung anfallendes Wasser als Überlauf abgezogen. Im Anschluss an die Chargenlaufzeit wird der Feststoff mit einer Austragseinrichtung entnommen. Als Austragsein richtung kann beispielsweise eine Schnecke oder eine Schäl vorrichtung eingesetzt werden. Unter die erfindungsgemäße Lehre fällt auch eine vollkontinuierliche Betriebsweise. Bei einer vollkontinuierlichen Betriebsweise arbeitet die Vollwandzentrifuge mit einem kontinuierlichen Feststoffaustrag und ist zu diesem Zweck mit einer unabhängig angetriebenen Austragschnecke ausgerüstet.In the context of the teaching of the invention Solid wall centrifuge working in batch mode. At a Batch operation is carried out during the term of a batch Feed continuously fed and at the Drainage water is withdrawn as an overflow. in the Following the batch runtime, the solid is added taken from a discharge device. As a discharge direction can be, for example, a snail or a peeler device can be used. Under the invention A fully continuous mode of operation is also taught. In a fully continuous mode of operation, the works Full wall centrifuge with a continuous Solid discharge and is for this purpose with a independently driven discharge screw.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung erläutert. Die einzige Figur zeigt das Anlagenschema zur Entwässerung von Rohbraunkohle 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 Raw lignite by the process according to the invention.

Die zu entwässernde 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 Arbeitstemperatur zwischen 60 und 200°C aufgeheizt. Bei dieser Arbeitstemperatur, die auch im Arbeitsraum der Vollwandzentrifuge 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 entwässerte Feststoff 5 wird chargenweise oder durch eine mit Differenzdrehzahl laufende Austragschnecke 6 kontinuierlich ausgetragen.The raw lignite to be dewatered is fed to a full-wall centrifuge 2 by a screw conveyor 1 . 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 water vapor line 3 . At this working temperature, which also prevails in the working space of the full-wall centrifuge 2 , the water bound in the fuel is separated off by centrifugation and drawn off as an overflow 4 from the working space of the full-wall centrifuge 2 . The freed from bound water and thus largely dewatered solid 5 is discharged continuously in batches or 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 dewatering raw lignite through Centrifuge the raw lignite by introducing Hot water and / or steam to a working temperature heated between 60 and 200 ° C and in as coal sludge a full-wall centrifuge is introduced, the work space under a the water vapor pressure at working temperature appropriate pressure stands, and being in the raw lignite bound water separated by centrifugation and as Overflow from the work area of the full-wall centrifuge is subtracted for direct or indirect preheating the raw lignite to be dewatered is used.

2. The method according to claim 1, wherein the working space of the Full wall centrifuge is heated indirectly.

3. The method according to claim 1 or 2, wherein for heating the raw lignite and / or the working space of the Full-wall centrifuge water vapor is used, which is made from a steam stream driving a power plant's turbines has been branched off.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the Full wall centrifuge works in batch mode and during fed into the batch of feed material during the term and at any water arising from the drainage is withdrawn and with the solid after the batch runtime is removed from a discharge device.

5. The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the Full wall centrifuge with a continuous solid discharge works.