DE19946517C2 - Verfahren zur Zerkleinerung und Trocknung von feuchtem Brennstoff - Google Patents

Abstract

Bei einem Verfahren zur Zerkleinerung und Trocknung von feuchtem Brennstoff, bei dem der Brennstoff einer Zerkleinerung in einer ersten Zerkleinerungseinrichtung (1) unterzogen wird, in einem indirekt beheizten Wirbelschichttrockner (3) getrocknet wird, einer Zerkleinerung in einer zweiten Zerkleinerungseinrichtung (9) unterzogen wird und bei dem aus dem Wirbelschichttrockner Brüden (4) abgezogen und einem Staubabscheider (5) zugeführt werden, wobei Brüden über einen Brüdenkreislauf (7; 6a) dem Wirbelschichttrockner als Fluidisierdampf (3a) zugeführt werden und Brüden zur Klassierung von getrocknetem, zerkleinertem Brennstoff verwendet werden, ist zur Vereinfachung der Klassierung des Zerkleinerungsguts der zweiten Zerkleinerungseinrichtung vorgesehen, dass das gesamte Zerkleinerungsgut (ZG) der zweiten Zerkleinerungseinrichtung (9) zwischen dem Wirbelschichttrockner (3) und dem Staubabscheider (5) dem den Wirbelschichttrockner verlassenden Brüdenstrom (4) zugeführt wird derart, dass mit Hilfe der Brüden eine Klassierung in diesem Brüdenstrom erfolgt, wobei die Feinfraktion (F) mit den Brüden dem Staubabscheider (5) zugeführt und die Grobfraktion (G) zur zweiten Zerkleinerungseinrichtung (9) zurückgeführt wird, und das Zerkleinerungsgut (ZG) unabhängig vom Brüdenkreislauf zur Zufuhrstelle in die Brüden gefördert wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei dem sogenannten WTA-Trocknungsverfahren wird ein Teil der entstaubten Brüden als Fluidisierdampf dem Wirbelschichttrockner über ein Kreislaufgebläse (Brüdenkreislauf) zugeführt, während ein anderer Teil verdichtet und als Heizdampf für die indirekte Heizung des Wirbelschichttrockners verwendet wird.

Beim sogenannten DWT-Trocknungsverfahren wird ebenfalls ein Brüdenkreislauf für den Fluidisierdampf aufgebaut; der andere Teil der Brüden wird energetisch verwendet, insbesondere kondensiert und die dabei entzogenen Wärme anderen Zwecken zugeführt. Der Wirbelschichtrockner wird mit Fremddampf beheizt.

Ein gattungsgemäßes Verfahren ist aus der DE 196 12 187 A1, Fig. 3 und 4 bekannt. In den Figuren ist der Brüdenkreislauf für die Zufuhr von Fluidisierdampf zum Wirbelschichttrockner nicht dargestellt. Bei den dort gezeigten Verfahrensführungen wird über ein gesondert vorgesehenes Brüdengebläse ein Teilstrom, der den Staubabscheider verlassenden Brüden als Sichterdampf der zweiten Zerkleinerungseinrichtung zugeführt. Bei einer Verfahrensführung ist der zweiten Zerkleinerungseinrichtung ein klassierender Abscheider nachgeschaltetet und bei einer anderen Verfahrensführung wird Mahlgut mittels der zugeführten Brüden aus der Zerkleinerungseinrichtung ausgetragen, wobei eine Sichtung des Mahlguts erfolgt, und zumindest die Feinfraktion in den Wirbelschichttrockner in der Nähe des Brüdenauslasses eingeleitet derart, dass in dem Wirbelschichttrockner eine weitere Sichtung mittels der aus dem Wirbelschichttrockner abströmenden Brüden erfolgt.

Bei beiden Verfahrensführungen ist neben dem sowohl beim WTA- als auch beim DWT-Trocknungsverfahren eingesetzten Kreislaufgebläse für die Zufuhr von Fluidisierdampf zum Wirbelschichttrockner ein einen zweiten Brüdenkreislauf für die Klassierung aufbauendes zweites Gebläse erforderlich, was verfahrenstechnisch von Nachteil ist, weil der von dem Staubabscheider zu reinigende Brüdenstrom durch den Sichterdampfstrom und damit der Staubabscheider selbst erheblich vergrößert wird. Darüber hinaus wird für den Betrieb des zusätzlichen Brüdenkreislaufs und des vergrößerten Staubscheiders eine erhebliche Menge zusätzlicher (elektrischer) Energie benötigt.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein gattungsgemäßes Verfahren anzugeben, bei dem die Klassierung bzw. Sichtung des Mahlguts der zweiten Zerkleinerungseinrichtung vereinfacht wird.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass an einer Stelle zwischen dem Wirbelschichttrockner und dem Staubabscheider das gesamte Mahlgut der zweiten Zerkleinerungseinrichtung dem Brüdenstrom zugeführt und durch Klassieren in eine Grobfraktion und eine Feinfraktion aufgeteilt wird, dass die Grobfraktion zur zweiten Zerkleinerungseinrichtung zurückgeführt und die Feinfraktion als Brennstoff für eine Feuerung bereitgestellt wird.

Mit der erfindungsgemäßen Verfahrensführung erfolgt durch die Zugabe des gesamten Mahlguts der zweiten Zerkleinerungseinrichtung in den Brüdenstrom selbst oder ggf. in einen in dem Brüdenstrom angeordneten Klassierapparat die erforderliche Klassierung des Mahlguts der zweiten Zerkleinerungseinrichtung, ohne dass es eines zusätzlichen Brüdenkreislaufs oder einer erheblichen Vergrößerung des Staubabscheiders bedarf.

Die Unteransprüche 1 bis 10 richten sich auf bevorzugte Verfahrensführungen.

Die Erfindung richtet sich auch auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Oberbegriff des Anspruches 11.

Sie ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Zerkleinerungseinrichtung über eine Fördereinrichtung mit dem Brüdenkanal oder einem in dem Brüdenkanal angeordneten Klassierapparat stromauf des Staubabscheiders verbunden ist.

Die Unteransprüche 12 bis 15 richten sich auf vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Die Erfindung soll anhand der beigefügten Figuren näher erläutert werden. Es zeigt:

Fig. 1 ein Verfahrensschema für die erfindungsgemäße Verfahrensführung, bei dem das gesamte Mahlgut der zweiten Zerkleinerungseinrichtung direkt in mindestens einen dem Wirbelschichttrockner nachgeschalteten aufsteigenden Brüdenkanal eingebracht wird,

Fig. 2 eine Verfahrensführung, bei der das gesamte Mahlgut vor oder in einen dem Wirbelschichttrockner nachgeschalteten Klassierapparat eingebracht wird und

Fig. 3 eine Verfahrensführung vergleichbar Fig. 2, wobei jedoch in Abweichung von den Verfahrensführungen gemäß Fig. 1 und 2 keine mechanische Fördervorrichtung, sondern eine pneumatische Fördervorrichtung für die Zufuhr des gesamten Mahlguts der zweiten Zerkleinerungseinrichtung in den Brüdenstrom verwendet wird.

Bei der Verfahrensführung gemäß Fig. 1 wird Braunkohle BK in einer ersten Zerkleinerungseinrichtung 1 zerkleinert und die zerkleinerte Kohle über eine Leitung 2 in einen Wirbelschichttrockner 3 eingebracht. Bei der in der Fig. 1 gezeigten Ausführungsform wird der Wirbelschichttrockner nach dem sogenannten WTA-Trocknungsverfahren betrieben. Zu diesem Zwecke werden die bei der Trocknung entstehenden Brüden über einen oder mehrere Brüdenkanäle 4 aus dem Wirbelschichttrockner abgezogen und zumindest in einem Staubabscheider 5, der üblicherweise als Elektrofilter ausgebildet ist, entstaubt. Ein Teilstrom 6a des im Staubabscheider entstaubten Brüdenstroms 6 wird über ein regelbares Brüdenkreislaufgebläse 7 der Fluidisiereinrichtung 3a des Wirbelschichttrockners 3 als Fluidisierdampf zugeführt. Ein anderer Teilstrom 6b wird über einen vorzugsweise mehrstufig ausgelegten Brüdenverdichter 8 der oder den Heizflächen 3b des Wirbelschichttrockners 3 als Heizmedium zugeführt und das sich bildende Kondensat K wird abgezogen.

Die getrocknete Braunkohle GK wird über einen oder mehrere Trichter aus dem Wirbelschichttrockner 3 abgezogen und einer zweiten Zerkleinerungseinrichtung 9 zugeführt. Das gesamte Mahlgut ZG der Zerkleinerungseinrichtung 9 wird über eine vorzugsweise als Trogkettenförderer ausgebildete mechanische Fördereinrichtung 10 abgezogen und bei der gezeigten Ausführungsform in zwei Teilströmen ZG1 und ZG2 jeweils einem in Richtung auf den Trockner zu geneigten Abschnitt 4a der Brüdenkanäle 4 zugeführt. Die in den Kanalabschnitten aufsteigend geführte Brüdenströmung führt zu einer Klassierung der eingebrachten getrockneten Kohle GK. Die Grobfraktion G rutscht bzw. fällt entgegen der Gasströmung in den Wirbelschichttrockner zurück, während die Feinfraktion F mit der Gasströmung in den geneigten Brüdenkanälen fortgeführt wird.

Bei der in der Fig. 1 gezeigten Anordnung sind die Eintrittsöffnungen der Brüdenkanäle 4 bezüglich des Gehäuses des Wirbelschichttrockners so angeordnet, dass die zurückgeführte Grobfraktion im Bereich der Wände in den Wirbelschichttrockner zurückgeführt wird und längs dieser in Richtung auf die Fluidisiereinbauten 3a nach unten rutschen kann. Diese Trennung der Grobfraktion von dem sich in dem Wirbelschichttrockner bildenden Wirbelbett kann noch durch Führungsblecheinbauten 3c unterstützt werden.

Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform sind die Brüdenkanäle 4 nicht direkt mit dem Staubabscheider 5 verbunden, sondern sie werden vorher auf einen Vorabscheider 11, z. B. in Form eines Zyklons, geführt, in dem eine weitere Kornfraktion F1 abgeschieden wird und somit dem Brüdenelektrofilter 5 nur eine staubartige Fraktion F2 zugeführt wird. Das im Vorabscheider 11 abgeschiedene Feingut und der im Staubabscheider abgeschiedene Staub werden in einen Dosierbehälter 12 überführt, aus dem sie vorzugsweise mit Hilfe eines pneumatischen Transportsystems 13 ohne weitere Kühlung einer nicht gezeigten Verbrennungseinrichtung, z. B. den Brennern eines Dampferzeugers, zugeführt werden. Für die Zerkleinerungseinrichtung 1 können alle Zerkleinerungseinrichtungen eingesetzt werden, die für die Zerkleinerung feuchter Kohle geeignet sind. Hierzu gehören insbesondere Hammermühlen, bei denen die Zerkleinerung durch Aufprall auf Prallkanten erfolgt, so z. B. Schlagradmühlen und Prallspalter. Als Zerkleinerungseinrichtung für die getrocknete Braunkohle können ebenfalls Hammermühlen aber auch Wälzmühlen, wie z. B. Walzenschüsselmühlen, Kugelringmühlen oder Rohrmühlen eingesetzt werden.

Bei der Verfahrensführung gemäß Fig. 1 erfolgt die Trocknung der zerkleinerten Rohbraunkohle in einer inerten Atmosphäre. Die warme Kohle wird ebenfalls unter inerten Bedingungen in der Zerkleinerungseinrichtung zerkleinert. Erfindungswesentlich ist die Rückführung der warmen und zerkleinerten Kohle ZG über die Fördereinrichtung 10 in den Trocknungskreislauf, um in dem Trocknungskreislauf selbst eine Klassierung der zerkleinerten, getrockneten Kohle ZG in eine Grobfraktion G und Feinfraktion F zu erreichen. Vorzugsweise wird in dem Vorabscheider 11 aus der feinen Hauptfraktion F eine gröbere Fraktion F1 abgeschieden, um den Staub- oder Feinabscheider 5 zu entlasten. Durch die einfache Rückführung der Grobfraktion G in den Wirbelschichttrockner wird die Grobfraktion erneut der Zerkleinerungseinrichtung 9 zugeführt. Die feine Hauptfraktion F = F1 + F2 aus dem Vorabscheider 11 und dem Staubabscheider 5 wird in dem Dosierbehälter 12 zusammengeführt, der der Speicherung und der Dosierungsmöglichkeit dient. Es können auch mehrere Dosierbehälter vorgesehen sein. Die Einstellung des Trennkorns in den Kanalabschnitten 4a ist in gewissen Grenzen durch Veränderung der Fluidisierdampfmassenströme im Wirbelschichttrockner möglich, d. h. durch Regelung des regelbaren Brüdenkreislaufgebläses 7.

Wie aus der Fig. 1 ersichtlich ist, sind zwischen den schrägen Brüdenkanalabschnitten 4a und dem Wirbelschichttrockner Vertikalabschnitte 4b mit Absperrarmaturen 14 vorgesehen. Durch Absperren einer Armatur 14 ist eine Anpassung an Teillastfälle möglich. In der Fig. 1 sind zwei Kanäle vorgesehen. Es ist natürlich möglich, noch weitere Kanäle vorzusehen.

Die Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Verfahrensführung bei einer WTA- Anlage. Bei einer DWT-Anlage werden die entstaubten Brüden nach Staubabscheider bei 15a abgezogen und einer energetischen Verwendung zugeführt. Der Heizfläche 3b wird, wie bei 15b schematisch angedeutet, Fremddampf zugeführt.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 sind der Einfachheit halber soweit als möglich dieselben Bezugszeichen verwendet werden. Die Verfahrensführung gemäß Fig. 2 unterscheidet sich von der Verfahrensführung gemäß Fig. 1 dadurch, dass die zerkleinerte getrocknete Kohle ZG zur Klassierung nicht in einen schräggestellten Brüdenkanal eingebracht wird, sondern vor (gestrichelt dargestellt) oder direkt in ein vor dem Vorabscheider 11 angeordnetes und die Gasgeschwindigkeit des Brüdenstrom herabsetzendes Trenngefäß 16 eingebracht wird. Durch die Herabsetzung der Strömungsgeschwindigkeit in dem Trenngefäß 16 wird die Grobfraktion G abgeschieden und kann direkt über Leitung 17 der Zerkleinerungseinrichtung 9 aufgegeben werden. Die Feinfraktion F wird auf den Vorabscheider geführt und wiederum in die Fraktion F1 und F2 aufgeteilt.

In der Fig. 2 ist eine weitere Möglichkeit zur Beeinflussung des Trennkorns im Kanal 4 bzw. im Trenngefäß 16 dargestellt. Überlicherweise ist dem regelbaren Kreislaufgebläse 7 ein regelbares Anfahr/Abfahr-Gebläse 18 kleinerer Leistung parallel geschaltet. Das Gebläse 18 kann nun dazu benutzt werden, einen Teilstrom 6aa vor der Aufgabestelle der getrockneten und zerkleinerten Kohle ZG dem Brüdenstrom 4 direkt einzumischen oder das Trenngefäß einzuführen und die Strömungsgeschwindigkeit vor der Zugabestelle des Mahlgutes oder im Trenngefäß zu erhöhen.

Die Ausführungsfrom gemäß Fig. 3 unterscheidet sich von der Ausführungsform gemäß Fig. 1 und 2 dadurch, dass die Zufuhr der gesamten zerkleinerten und getrockneten Kohle ZG nicht mit einer mechanischen Fördereinrichtung, sondern mit einer pneumatischen Fördereinrichtung 19 erfolgt, die beispielsweise als Staubpumpe oder Druckgefäßförderung ausgebildet sein kann. Als pneumatisches Fördermittel wird der Fördereinrichtung Fremddampf über Leitung 20 als pneumatisches Fördermedium zugeführt. Bei der Verfahrensführung gemäß Fig. 3 kann eine Beeinflussung der Trennkorngröße in dem Brüdenstrom stromab des Wirbelschichttrockners nicht nur mit Hilfe des Anfahr/Abfahr-Gebläses 18 sondern auch mit der Menge des pneutmatischen Fördermediums erreicht werden.

Mit der Regelung des Kreislaufgebläses 7, der Regelung des Anfahr/Abfahr- Gebläses 18 und/oder der Menge des Förderdampfes ist eine Vergleichmäßigung des Brüdendampfstroms hinter dem Wirbelschichttrockner 3 möglich, so dass auch bei Teillast ein gleiches Trennkorn eingehalten werden kann.

Claims (13)

1. Verfahren zur Zerkleinerung und Trocknung von feuchtem Brennstoff, insbesondere Braunkohle, bei dem der Brennstoff einer Zerkleinerung in einer ersten Zerkleinerungseinrichtung (1) unterzogen wird, danach in einem indirekt beheizten Wirbelschichttrockner (3) getrocknet und einer weiteren Zerkleinerung in einer zweiten Zerkleinerungseinrichtung (9) unterzogen wird und bei dem die aus dem Wirbelschichttrockner abgezogenen Brüden (4) in einem Staubabscheider (5) entstaubt und zumindest ein Teil der Brüden über einen Brüdenkreislauf (7; 6a) dem Wirbelschichttrockner als Fluidisierdampf (3a) zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Stelle zwischen dem Wirbelschichttrockner (3) und dem Staubabscheider das gesamte Mahlgut (ZG) der zweiten Zerkleinerungseinrichtung (9) dem Brüdenstrom zugeführt und durch Klassieren in eine Grobfraktion (G) und in eine Feinfraktion (F) aufgeteilt wird, dass die Grobfraktion zur zweiten Zerkleinerungseinrichtung (9) zurückgeführt wird und die Feinfraktion als Brennstoff für eine Feuerung bereitgestellt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das gesamte Mahlgut vor einem dem Staubscheider vorgeschalteten Vorabscheider zugeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das gesamte Mahlgut in einen auf den Wirbelschichttrockner anschließenden aufsteigenden Brüdenkanal eingebracht wird derart, dass die Grobfraktion in dem Brüdenkanal entgegen der Brüdenströmung in den Wirbelschichttrockner und im folgenden in die zweite Zerkleinerungseinrichtung zurückgeführt wird und die Feinfraktion mit der Brüdenströmung mitgeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Mahlgut in die Brüden vor oder direkt in einen vor dem Vorabscheider angeordneten und die Gasgeschwindigkeit beeinflussenden Klassierapparat eingebracht wird, wobei die Grobfraktion direkt zur zweiten Zerkleinerungseinrichtung zurückgeführt wird und die Feinfraktion mit der Brüdenströmung mitgeführt wird.

5. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Mahlgut der zweiten Zerkleinerungseinrichtung mechanisch in die Brüden stromab des Wirbelschichttrockners gefördert wird.

6. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Mahlgut der zweiten Zerkleinerungseinrichtung pneumatisch in die Brüden stromab des Wirbelschichttrockners gefördert wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass Fremddampf zur pneumatischen Förderung eingesetzt wird.

8. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Beeinflussung der Trennkorngröße in dem Brüdenstrom stromab des Wirbelschichttrockners die Menge des Kreislaufdampfes und/oder die Förderdampfmenge verändert wird und/oder ein über ein üblicherweise dem Brüdenkreislauf zugeordnetes Anfahr/Abfahrgebläse geförderter Brüdenstrom stromauf der Zufuhrstelle des Mahlguts und/oder dem Klassierapparat zugeführt wird.

9. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die in dem Staubabscheider und ggf. dem Vorabscheider abgeschiedene Braunkohle in einem Dosierbehälter und von diesem ohne Kühlung einer Einrichtung zur Verbrennung der Braunkohle zugeführt wird.

10. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Brüdenkanal so mit dem Wirbelschichttrockner verbunden wird, dass die rückgeführte Grobfraktion geschützt oder ungeschützt an der Wandung des Wirbelschichttrockners nach unten gleiten kann.

11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, mindestens mit einer ersten Zerkleinerungseinrichtung (1), einem der Zerkleinerungseinrichtung nachgeschalteten indirekt beheizten Wirbelschichttrockner (3), einer dem Wirbelschichttrockner nachgeschalteten zweiten Zerkleinerungseinrichtung (9), einem dem Wirbelschichttrockner brüdenseitig über mindestens einen Brüdenkanal (4) nachgeschalteten Staubabscheider (5) und einem dem Staubabscheider nachgeschalteten Brüdenkreislaufgebläse (7), dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Zerkleinerungseinrichtung (9) über eine Fördereinrichtung (10; 19) mit dem Brüdenkanal (4) oder einem in dem Brüdenkanal angeordneten Klassierapparat (16) stromauf des Staubabscheiders (5) verbunden ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass dem Staubabscheider (5) ein Vorabscheider (11) direkt vorgeschaltet ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Staubabscheider (5) und ggf. der Vorabscheider (11) mit einem Dosierbehälter (13) verbunden sind, aus dem Staub einer Verbrennungseinrichtung zuführbar ist.