DE2834762C2

DE2834762C2 - Verfahren und Anlage zur thermischen Verarbeitung von staubförmiger Braunkohle

Info

Publication number: DE2834762C2
Application number: DE19782834762
Authority: DE
Inventors: Zinovij Fedorovi&ccaron; &Ccaron;uchanov; Zinovij Zinovjevi&ccaron; &Ccaron;uchanov; Danil Michajlovi&ccaron; Apter; Sergej Andreevi&ccaron; Cuprov; Vadim Alekseevi&ccaron; Moskva Karasev; Ivan Vasiljevi&ccaron; Lja&scaron;enko; Anatolij Michajlovi&ccaron; Nikolaev
Original assignee: Gosudarstvennyj Naucno-Issledovatel'skij Energeticeskij Institut Imeni Gm Krzizanovskogo Moskva Su
Current assignee: Gosudarstvennyj Naucno-Issledovatel'skij Energeticeskij Institut Imeni Gm Krzizanovskogo Moskva Su
Priority date: 1978-08-08
Filing date: 1978-08-08
Publication date: 1982-06-09
Also published as: DE2834762A1

Description

60

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur thermischen Verarbeitung von staubförmiger Braunkohle, das eine erste Stufe zur Erhitzung der Braunkohle durch den Wärmeträger während einer Zeit unter 1 s auf eine Temperatur von 500 bis 800⁰C zur Hitzezerlegung der zu verarbeitenden Braunkohle unter Bildung eines festen staubförmigen Teiles und eines Dampfgasgemisches, die Abführung des gewonnenen Dampfgasgemisches zur Reinigung und Konzentration für die Gewinnung von Gas und flüssigen Produkten, eine zweite Stufe zur Erhitzung der zu verarbeitenden Braunkohle durch einen gasförmigen Wärmeträger auf eine Temperatur von 600 bis 900° C zur vollständigen Hitzezerlegung der zu verarbeitenden Braunkohle unter Bildung eines Damptgasgemisches und eines festeil Produktes, und die Rückführung des Dampfgasgemisches von der zweiten Stufe in die erste Stufe für die Erhitzung der Braunkohle umfaßt.

Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens zur thermischen Verarbeitung von staubförmiger Braunkohle, die einen Zyklonreaktor für die erste Stufe der Braunkohleerhitzung mit einer Einrichtung zur Zuführung der Braunkohle in dem Zyklonreaktor und einer Einrichtung zur Abführung des infolge der Hitzezerlegung der Braunkohle gebildeten Dampfgasgemisches heraus, einen Zyklonreaktor für die zweite Stufe der Erhitzung der zu verarbeitenden Braunkohle, die mit dem Zyklonreaktor der ersten Stufe der Braunkohleerhitzung in Reihe verbunden ist, und eine Einrichtung zur Zuführung des gasförmigen Wärmeträgers in diesen besitzt, und eine Rücklaufrohrleitung enthält, die den Zyklonreaktor der zweiten Stufe der Breunkohleerhitzung mit dem Zyklonreaktor der ersten Stufe der Braunkohleerhitzung zur Zuführung des Dampfgasgemisches in den letzteren und zur Erhitzung der zu verarbeitenden Braunkohlen verbindet.

Die Erfindung kann in Kraftwerken und in der chemischen Industrie zur Produktion sowohl von heizkräftigen festen und synthetischen flüssigen Brennstoffen als auch von anderen gasförmigen und flüssigen Produkten verwendet werden, die danach zu einem technischen und chemischen Rohstoff verarbeitet werden.

Durch die Verminderung der verfügbaren Energiequellen gewinnt die Ausnutzung von minderwertigen Brennstoffen immer mehr an Bedeutung. Am wirksamsten werden minderwertige Brennstoff durch ihre thermische Verarbeitung in heizkräftige feste und flüssige Produkte verwertet. Zur Verarbeitung von minderwertigen Brennstoffen werden Anlagen-, Energie- und Betriebskosten aufgewendet, die gegenwärtig verhältnismäßig hoch liegen. Im Zusammenhang damit besteht das Problem der Erhöhung der Ausbeute von wertvollen Produkten, die¹ durch die thermische Verarbeitung von festen Brennstoffen ohne Vergrößerung der genannten Aufwendungen gewonnen werden.

Die Verfahren, die auf einer langsamen Erhitzung der zu verarbeitenden staubförmigen Brennstoffe beruhen, sind in neuerer Zeit durch Verfahren zur thermischen Verarbeitung von festen Brennstoffen ersetzt und zwar durch Erhitzung während einer Zeit unter 1 s auf die Temperatur der intensiven Hitzezerlegung. Derartige Verfahren zur Schnellerhitzung des Brennstoffes ergeben eine erhöhte Ausbeute sowohl fester als auch flüssiger Produkte. Diese Verfahren haben den Nachteil der Überhitzung der kleinen Teilchen des zu pyrolysierenden Brennstoffes. Es ist bekannt, daß sich bei Überhitzung von Brennstoffteilchen die Ausbeute von wertvollen Dampfgasprodukten verringert. Die Überhitzung von Teilchen ist durch ein großes Temperaturgefälle zwischen dem gasförmigen Wärmeträger und dem zu verarbeitenden Brennstoff bedingt. Außerdem ist der Verbrauch an gasförmigem Wärmeträger für die

Erhitzung und Pyrolyse des festen Brennstoffes sehr hoch, und der Wirkungsgrad des Prozesses vermindert sich infolge des Verlustes, d. h. der Nichtausnutzung der Wärme des Dampfgasgemisches, die aus der Kammer der Brennstoffpyrolyse austritt

Es ist auch ein Verfahren und eine Vorrichtung zur thermischen Verarbeitung eines feinkörnigen Brennstoffes bekannt (siehe DE-OS 16 71 320), die eine Rohrleitung zur Förderung des Gases von der zweiten Erhitzungsstufe in die erste enthält, durch welche nur iü der gasförmige Wärmeträger zugeführt wird, wobei das feste Material im Abschnitt zwischen der zweiten und ersten Stufe das zu erhitzende Ausgangsmaterial ist

Ein derartiges bekanntes Verfahren und eine derartige Vorrichtung weist jedoch desgleichen den Nachteil auf, daß iceine schonenden und gleichmäßigen Bedingungen bei der Erhitzung der als Ausgangsmaterial dienenden Braunkohle gewährleistet werden, da nur der gasförmige Wärmeträger auf das Ausgangsmaterial einwirkt, wodurch eine Überhitzung der K.ohleteilchen nicht ausgesch)ossen ist.

Es sind ein Verfahren und eine Anlage zur thermischen Verarbeitung der staubförmigen Braunkohle bekannt (UdSSR-Urheberschein 3 72 244). Das angegebene Verfahren umfaßt folgende Arbeitsgänge: die erste Stufe der Erhitzung der Braunkohle durch den gasförmigen Wärmeträger während einer Zeit unter 1 s auf eine Temperatur von 500 bis 800⁰C zur Hitzezerlegung des Brennstoffes unter Bildung einer Dampfgassuspension, die einen festen staubförmigen Teil und ein Dampfgasgemisch enthält, die Abführung des gewonnenen Dampfgasgemisches zur Reinigung und Kondensation für die Gewinnung von Gas und flüssigen Produkten, die zweite Stufe der Erhitzung der zu verarbeitenden Braunkohle durch den gasförmigen Wärmeträger auf eine Temperatur 600 bis 900⁰C zur vollständigen Hitzezerlegung des zu verarbeitenden Brennstoffes mit Gewinnung eines Dampfgasgemisches und eines festen staubförmigen Produktes und die Rückführung des gewonnenen Dampfgasgemisches von der zweiten Stufe zu der ersten Stufe der Erhitzung der zu verarbeitenden Braunkohle zur Verwertung des in der zweiten Erhitzungsstufe verbrauchten Wärmeträger und zur Gewährleistung einer mäßigen, d. h. überhitzungsfreien Erhitzung der Brennstoffteilchen. Dabei wird die zu verarbeitende Braunkohle vor der Einführung in den Zyklonreaktor der ersten Erhitzungsstufe durch den gasförmigen Wärmeträger auf eine Temperatur von 200 bis 300° C vorgewärmt.

Die bekannte Anlage zur Durchführung des Verfahrens zur thermischen Verarbeitung von staubförmiger Braunkohle enthält einen Zyklonreaktor für die erste Stufe der Brennstofferhitzung mit einer Einrichtung zur Zuführung der Braunkohle in den Zyklonrea!ctor, einer Einrichtung zur Zuführung des gasförmigen Wärmeträgers und einer Einrichtung zur Abführung des infolge der Hitzezerlegung der Braunkohle entstandenen Dampfgasgemisches aus dem Zyklonreaktor für die zweite Stufe der Erhitzung der Braunkohle auf die Temperatur der vollständigen Hitzezerlegung, die mit dem Zyklonreaktor der ersten Stufe der Braunkohleerhitzung in Reihe verbunden ist und eine Einrichtung zur Zuführung des gasförmigen Wärmeträgers in den Zyklonreaktor besitzt, wobei der Zyklonreaktor der zweiten Erhitzungsstufe mit dem Zyklonreaktor durch eine Rücklaufrohrleitung zur Zuführung des Dampfgasgemisches verbunden ist. Außerdem hat die Anlage einen Zyklonreaktor zur Vorerhitzung der Braunkohle auf eine Temperatur von 200 bis 300⁰C. Dieser Zyklonreaktor ist vor dem Zyklonreaktor der ersten Stufe der Braunkohleerhitzung angeordnet und mit dieser in Reihe verbunden. Weiterhin ist eine mit dem Zyklonreaktor der zweiten Stufe der Braunkohleerhitzung in Reihe verbundener Zyklonreaktor zur zusätzlichen Gasentnahme vorgesehen.

Es wurde versucht, mit Hilfe des beschriebenen Verfahrens und der beschriebenen Anlage eine Überhitzung von kleinen Brennstoffteilchen zu vermeiden sowie den Verbrauch am zu verbrennenden Gas zu vermindern. Wie die praktischen Erfahrungen aber gezeigt haben, läßt sich dies deswegen nicht erreichen, weil das in die erste Stufe der Brennstofferhitzung zugeführte als gasförmiger Wärmeträger dienende Dampfgasgemisch eine gleichmäßige Erhitzung sowohl großer als auch kleiner Teilchen nicht gewährleisten kann. Bei normaler Erhitzung kleiner Teilchen werden dabei relativ große Teilchen nicht durchgewärmt, so daß ihre vollständige Hitzezerlegung nicht stattfindet Daraus resultiert eine Verminderung der Ausbeute von gasförmigen und flüssigen Produkten. Umgekehrt ist es erforderlich, wenn eine vollständige Hitzezerlegung großer Teilchen erwünscht ist, die Erhitzungstemperatur der gesamten Brennstoffmasse, die in der ersten Stufe verarbeitet wird, zu erhöhen. In diesem Fall sind eine Überhitzung der kleinen Teilchen und eine Erhöhung des Verbrauchs an Gas, das verbrannt wird, unvermeidlich.

Bei der Vergrößerung des Anteiles des Wärmeträgergases im Dampfgasgemisch verschlechtert sich außerdem die Qualität der gewonnenen gasförmigen Produkte.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anlage zur thermischen Verarbeitung von staubförmiger Braunkohle zu schaffen, die es ermöglichen, bei praktisch gleichem Energieverbrauch wie bei dem bekannten Verfahren und der bekannten Anlage eine erhöhte Ausbeute der Dampfgasprodukte von erhöhter Qualität zu gewährleisten.

Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß zusammen mit dem von der zweiten Stufe in die erste Stufe der Erhitzung der Braunkohle zurückgeführten Dampfgasgemisch das gewonnene feste Produk« teilweise mit zurückgeführt wird, wobei das Dampfgasgemisch und der Anteil des festen Produktes auf ihrem Förderweg zur ersten Stufe df
Braunkohlenerhitzung zusätzlich erhitzt werden.

Die gestellte Aufgabe wird auch dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß in der Rücklaufrohrleitung Einrichtungen für die Zuführung des gasförmigen Wärmeträgers und die zusätzliche Erhitzung des Dampfgasgemisches und eines Teiles des festen Produktes angeordnet sind, wobei der Zyklonreaktor der zweiten Stufe der Braunkohleerhitzung eine Einrichtung zum Abgeben des gewonnenen festen Produktes aus dieser und zur Regelung der in den Zyklonreaktor der ersten Stufe der Braunkohleerhitzung zugeführten Menge dieses Produktes hat.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die Anlage zur thermischen Verarbeitung von staubförmiger Braunkohle gewährleisten gleichmäßige und schonende Bedingungen bei der Erhitzung der Braunkohle, bei denen eine Überhitzung der Teilchen ausgeschlossen ist. Dies läßt sich dadurch erreichen, daß der von der zweiten Stufe der Braunkohleerhitzung zu der ersten Stufe zugeführte Wärmeträger Teilchen des festen Produktes einschließt, die Wärmespeicher darstellen

und die Wärme sowohl an die kleinen, als auch an die großen Teilchen der zu verarbeitenden Braunkohle allmählich und gleichmäßig abgeben. Das ermöglicht eine Hitzezerlegung der Gesamtmasse des festen Produktes und folglich eine Steigerung der Ausbeute von gasförmigen und flüssigen Produkten. Im Zusammenhang damit, daß ein Teil des gasförmigen Wärmeträgers durch einen festen Wärmeträger ersetzt wird und das Dampfgas wird der staubförmige feste Teil zur zweiten Stufe der Erhitzung der zu verarbeitenden Braunkohle geleitet. In der zweiten Stufe wird die zu verarbeitende Braunkohle in Form des gewonnenen staubförmigen festen Teiles während einer Zeit unter 1 s durch einen keinen ungebundenen Sauerstoff enthaltenden gasförmigen Wärmeträger auf eine Temperatur von 600 bis 9(KrC erhitzt. Dabei erfolgt die zusätzliche Hitzezerlegung der zu verarbeitenden Braunkohle unter Bildung eines festen staubförmigen Produktes und eines Dampfgasgemisches. Erfindungsgemäö wird der Masse des gewonnenen staubförmigen festen Produktes ein Teil entnommen. Der entnommene Teil des festen Produktes wird zusammen mit dem Dampfgasgemisch von der zweiten Stufe zu der ersten Stufe der Braunkohleerhitzung geführt. Dabei wird zur Beförderung des festen Produktes der durch die Vermischung eines Teiles des festen Produktes und des Dampfgasgemisches gebildete gemischte Wärmeträger durch einen gasförmigen Wärmeträger in zwei Stufen erhitzt. Zuerst wird der gemischte Wärmeträger am Ausgang aus der zweiten Stufe der Erhitzung auf eine Temperatur von ca. 900⁰C und am Eingang in die erste Stufe auf eine Temperatur von ca. 1000° C erhitzt.

Nachdem der gemischte Wärmeträger in die erste Siuk- der Erhitzung der Braunkohle gelangt ist. erhitzt er den letzteren auf eine Temperatur von 500 bis 800⁰C. Da aber die festen Teilchen des Wärmeträgers Wärmespeicher sind, geben sie die Wärme sowohl an die kleinen als auch an die großen Teilchen der zu verarbeitenden Braunkohle allmählich und gleichmäßig ab. Auf diese Weise wird eine gleichmäßige und optimale Erhitzung der Gesamtmasse der zu verarbeitenden Braunkohle gewährleistet. Dadurch erfolgt eine Hitzezerlegung der zu verarbeitenden Braunkohle, bei der eine erhöhte Ausbeute von gasförmigen und flüssigen Produkten erzielt wird. Aufgrund der Erhitzung der Braunkohle in der zweiten Stufe auf eine Temperatur von ca. 900" C, die geringer, als die im bekannten Verfahren verwendete Temperatur von 1600° C ist, wird der Brennstoffverbrauch zur Bildung des Wärmeträgers vermindert.

Die Anlage zur Durchführung des Verfahrens zur thermischer* Verarbeitung von stäubförrni^er Hrsunkohle enthält einen Zyklonreaktor 1 für die erste Stufe der Braunkohleerhitzung, Der Zyklonreaktor 1 der ersten Stufe der Braunkohleerhitzung besitzt eine Einrichtung 2 zur Zuführung der zu verarbeitenden staubförmigen Braunkohle. Die Einrichtung 2 enthält einen durch eine Förderrohrleitung 4 mit dem Zyklonreaktor 1 verbundenen Bunker 3 für die Ausgangsbraunkohle. In der Rohrleitung 4 ist ein Zuteiler 5 nach dem Zellradprinzip angeordnet Im Inneren des Zyklonreaktors 1 ist ein Stutzen 6 koaxial angebracht, der diese Ober sein gekrümmtes Ende mit einer Einrichtung 7 zur Abführung des Dampfgasgemisches verbindet. Die Einrichtung 7 ist als ein Zyklon ausgebildet, der zur Abtrennung der festen Teilchen bzw. des Braunkohlefhigstaubs vom Dampfgasgemisch dient Zum Austrag des Braunkohleflugstaubs ist dabei eine Abgabe 8 nach dem Zellradprinzip, zur Abführung des Dampfgasgemisches eine Rohrleitung 9 vorgesehen. Der Zyklonreaktor 1 der ersten Stufe der Braunkohleerhitzung besitzt im unteren Teil einen Stutzen 10, in dem ein Zuteiler 11 nach dem Zellradprinzip angeordnet ist. Der Stutzen 10 verbindet hintereinander den Zyklonreaktor 1 der ersten Stufe mit einem Zyklonreaktor 12 der zweiten Stufe der Braunkohleerhitzung. Am oberen Teil des Zyklonreaktors 12 der zweiten Stufe der Braunkohleerhitzung mündet eine Einrichtung 13 zur Bildung und Zuführung eines gasförmigen Wärmeträgers tangential. Die Einrichtung 13 besitzt einen Stutzen 14, der unmittelbar am Zyklonreaktor 12 tangential anliegt. Im Inneren des Stutzens 14 ist ein (nicht dargestellter)

is Brenner 14 koaxial angeordnet, der mit einer (nicht dargestellten) Srcnnstoffqucllc verbunden ist. Der Brenner dient zum Verbrennen des Brennstoffes des gasförmigen Wärmeträgers in Form eines Rauchgases, das praktisch keinen Sauerstoff der Luft enthält. Zum Austrag des gewonnenen festen Produktes ist der Zyklonreaktor 12 der zweiten Stufe der Braunkohleerhitzung im unteren Teil mit einem Stutzen 15 versehen, in dem eine Abgabe 16 nach dem Zellradprinzip angeordnet ist.

Der Zyklonreaktor 12 der zweiten Stufe ist mit dem Zyklonreaktor 1 der ersten Stufe der Braunkohleerhiizung durch eine Rücklauf rohrleitung 17 verbunden. Dabei mündet das obere Ende der Rohrleitung 17 in den Zyklonreaktor 1 der ersten Stufe der Braunkohleerhitzung tangential. In der Rohrleitung 17 ist eine Einrichtung 18 zur Zuführung des gasförmigen Wärmeträgers angeordnet die einen (nicht dargestellten) Brenner zum Verbrennen des Brennstoffes und zur Bildung eines Wärmeträgers in Form von Rauchgas enthält. Falls es erforderlich wird, die Temperatur des Wärmeträger, der in den Zyklonreaktor 1 der ersten Stufe der Braunkohleerhitzung zugeführt wird, zu steigern, kann in das am Zyklonreaktor 1 anliegende Ende der Rücklauf rohrleitung 17 eine Einrichtung 19 zum Verbrennen von Gas und zur Zuführung des Wärmeträgers eingebaut werden.

Die beschriebene Anlage zur thermischen Verarbeitung von staubförmiger Braunkohle wird wie folgt betrieben:

Die in Teilchen mit einer GröSe unter 1 mm zerkleinerte und zur Vortrocknung auf eine Temperatur von ca. 110⁰C vorgewärmte Braunkohle wird aus dem Bunker 3 in den Zyklonreaktor 1 der ersten Stufe der Braunkohleerhitzung durch den Zuteiler 5 kontinuier-Hch zugeführt Gleichzeitig wird in den Zyklonreaktor I durch die Rücklaufrohrleitung 17 aus dem Zyklonreaktor !2 der zweiten Stufe der Erhitzung der Wärmeträger in Form eines Dampfgasgemisches zugeführt das Teilchen des festen Produktes enthält das infolge der thermischen Verarbeitung der Braunkohle in der zweiten Stufe der Erhitzung gewonnen ist. Die durch den Drallstrom des Wärmeträgers mitgenommenen Braunkohleteilchen werden unter Einwirkung der Fliehkräfte vom zentralen Teil des Zyklonreaktors 1 gegen ihre Wände geschleudert, indem sie den gemischten Wärmeträger kreuzen. Es erfolgt eine Erhitzung der Braunkohle mit einer hohen WärmeübergangszahL Infolge der Erhitzung der Braunkohle auf eine Temperatur, von 500 bis 800⁰C findet deren Hitzezerlegung enter Bildung eines festen staubförmigen Teiles und eines Dampfgasgemisches statt Das gewonnene Dampfgasgemisch wird fiber den Stutzen 6 in die Einrichtung 7 zur Reinigung von festen Teilchen

geleitet. Das gereinigte Dampf gasgemisch wird über die Rohrleitung 9 zur Kondensation für die Gewinnung von flüssigen und gasförmigen Produkten geleitet. Der mit dem Zyklon 7 aufgefangene feste Teil wird durch den Zuteiler 8 nach dem Zellradprinzip aus diesem ausgetragen.

Aus dem Zyklonreaktor 1 der ersten Stufe der Erhitzung wird die zu verarbeitende Braunkohle durch den Zuteiler 11 nach dem Zellradprinzip in den Zyklonreaktor 12 der zweiten Stufe der Erhitzung zugeführt. Zugleich wird in den Zyklonreaktor 12 der zweiten Stufe durch den Stutzen 14 der infolge des Verbrennens des Brenngases gewonnene gasförmige Wärmeträger als Rauchgas zugeführt Die Teilchen der zu verarbeitenden Braunkohle werden durch den Dral'iStrorn des gasförmigen Wärmeträgers mitgenommen und unter Einwirkung der Fliehkräfte von dem zentralen Teil des Zyklonreaktors 12 gegen ihre Wände geschleudert, indem sie dabei den Strom des gasförmigen Wärmeträgers kreuzen. Es erfolgt eine zusätzliche Erhitzung der großen Teilchen der zu verarbeitenden Braunkohle auf eine Temperatur von 600 bis 900° C. Dabei erfolgt eine Hitzezerlegung der festen Teilchen des zu verarbeitenden Produktes, die im Zyklonreaktor 1 der ersten Stufe der Braunkohleerhitzung nicht zerlegt worden sind. Der Zuteiler 16 nach dem Zellradprinzip trägt den größeren Teil des gewonnenen festen Produktes aus.

Der andere Teil des festen Produktes wird zusammen mit dem Dampfgasgemisch durch die Rücklaufrohrleitung 17 aus demZyklonreaktor 12 der zweiten Stufe in den Zyklonreaktor 1 der ersten Stufe der Braunkohleerhitzung geleitet Die Konzentration der festen Teilchen im gemischten Wärmeträger läßt sich dabei durch den Zuteiler 16 regeln. Bei vergrößertem Austrag des festen Endproduktes aus dem Zyklonreaktor 12 der zweiten Stufe, der Braunkohleerhitzung vermindert sich der Teil des mit dem Dampfgasgemisch in die Rücklaufrohrleitung 17 kommenden festen Produkten. Zur Gewährleistung der Bewegung des gemischten Wärmeträgers in der Rücklaufrohrleitung 17 ist in der letzteren eine Einrichtung 18 für die Zuführung des gasförmigen Wärmeträgers in Form eines Rauchgases mit einer Temperatur von ca. 900° C vorgesehen. Je nach der Art des Brennstoffes, seines physikalischen Zustandes, und der Teilchengröße kann im Bedarfsfall die Temperatur des Wärmeträgers, der in die erste Kammer zurückgeführt wird, erhöht werden. Zu diesem Zweck wird der gasförmige Wärmeträger, der eine Temperatur von ca. 1000° C aufweist in den Zyklonreaktor 1 der ersten Erhitzungsstufe zugeführt was sowohl eine Erhöhung der Erhitzungstemperatur des zu verarbeitenden Brennstoffes als auch den Zug für die Bewegung des festen im gemischten Wärmeträger enthaltenen Produktes vergrößert

Beispiel

Braunkohle mit einem Aschegehalt von 9,6% wurde in Teilchen mit einer Größe unter 1 nun zerkleinert und zum Vortrocknen auf eine Temperatur von ca. 110° C vorgewärmt

Die auf diese Weise vorbereitete Braunkohle wurde in den Zyklonreaktor 1 der ersten Erhitzungsstufe kontinuierlich zugeführt, in der sie in im Wirbelstrom des Wärmeträgers in Form eines Dampfgasgemisches, das Teilchen des festen Produktes enthält, erhitzt wurde, dk, die Erhitzung erfolgte mit einem gemischten Wärmeträger. Der gemischte Wärmeträger wurde aus dem Zyklonreaktor 12 der zweiten Stufe der Braunkohleerhitzung zugeführt. Infolge der Wärmeübertragung vom gemischten Wärmeträger an die zu verarbeitende Braunkohle wurde die letztere während einer Zeit unter 1 s auf eine Temperatur von 640° C erhitzt und in einen festen Teil und ein Dampfgasgemisch zerlegt Das Dampfgasgemisch wurde zur Reinigung und Kondensation für die Gewinnung von gasförmigen und flüssigen Produkten zugeleitet. Zugleich wurde die auf eine

ίο Temperatur von 640°C erhitzte zu verarbeitende Braunkohle durch den Zuteiler 11 in den Zyklonreaktor 12 der zweiten Stufe der Braunkohleerhitzung kontinuierlich zugeführt. Im Zyklonreaktor 12 der zweiten Erhitzungsstufe wurde die zu verarbeitende Braunkohle

is der Erhitzung im Wirbelstrom durch den gasförmigen Wärmeträger ausgesetzt der eine Temperatur von ca. 1200° C aufweist.

Der gasförmige Wärmeträger wurde in den Zyklonreaktor 12 in einer Menge von 0,25 m³ je 1 kg der zu verarbeitenden Braunkohle zugeführt Im Zyklonreaktor 12 der zweiten Erhitzungsstufe wurde die zu verarbeitende Braunkohle auf eine Temperatur von 750° C erhitzt dabei kühlte sich der gasförmige Wärmeträger auf eine Temperatur von 76O°C ab.

Infolge der Erhitzung in den Zyklonreaktor 12 der zweiten Stufe während einer Zeit unter 1 s wurden die relativ großen Braunkohleteilchen, die im Zyklonreaktor 1 der ersten Stufe der Brennstofferhitzung nicht zerlegt worden waren, der Hitzezerlegung ausgesetzt Dabei wurden ein heizkräftiges festes Produkt und ein Dampfgasgemisch, das sich als flüchtige Bestandteile, hauptsächlich CH4 und H2, in einer Menge von 15 m³ je 1 t der zu verarbeitenden Kohle zusätzlich ausgeschieden hat und ca. 1% pyrogenetisches Wasser gewonnen.

Das gewonnene Dampfgasgemisch wurde zusammen mit dem abgenutzten Wärmeträger und einem Teil des gewonnenen festen Produktes, d.h. in Form eines gemischten Wärmeträgers durch die Rücklaufrohrleitung 17 in den Zyklonreaktor 1 der ersten Erhitzungs- stufe zurückgeführt Während der Zuführung in den Zyklonreaktor 1 der ersten Erhitzungsstufe wurde dabei der gemischte Wärmeträger in Zuführrichtung durch die Verbrennung des gasförmigen Wärmeträgers mit Hilfe der Einrichtung 18 zur Steigerung der Temperatur des gemischten Wärmeträgers auf ca. 870 bis 980°C und zur Erzeugung eines Zugs für die Bewegung der Teilchen des festen Produktes zusätzlich erhitzt Der im Zyklonreaktor 1 der ersten Stufe der Brennstofferhitzung tangential eingeführte Wärmeträger nahm die Teilchen der kontinuierlich zugeführten Braunkohle mit, die unter Einwirkung der Fliehkraft gegen die Wände der Kammer 1 geschleudert wurden, wobei sie den Strom des Wärmeträgers kreuzten. Es fand eine Wärmeabnahme durch die Teilchen der zu verarbeiten den Kohle, die auf eine Temperatur von 640° C erhitzt wurde, statt Dadurch, daß die Teilchen des festen Produktes, die Bestandteile des gemischten Wärmeträgers sind, im Grunde genommen Wärmespeicher darstellten, haben sie ihre Wärme an kleine und große Teilchen des zu verarbeitenden Brennstoffes allmählich und gleichmäßig abgegeben. In diesem Zusammenhang erfolgte eine gleichmäßige Hitzezerlegung der Masse des zu verarbeitenden Brennstoffes unter Bildung eines festen Teiles und eines Dampfgasgemisches. Das gebildete Dampfgasgemisch wurde zur Reinigung mit anschließender Zuführung zur Kondensation für die Gewinnung von gasförmigen und flüssigen Produkten abgeleitet

Durch dieses Verfahren, bei dem die angegebene Braunkohle als der zu verarbeitende Brennstoff gewählt wurde, erhöhte sich die Ausbeute von Harz und Gasbenzin je 1 t des Ausgangsbrennstoffes auf 162 kg statt 120 bis 130 kg, die bei der Verarbeitung der gleichen Braunkohle und bei denselben Betriebsbedingungen, insbesondere bei Erhitzung auf eine Temperatur von 640⁰C, gewonnen wurden. Das wird dadurch erreicht, daß die Temperatur des in die erste Stufe der Brennstofferhitzung zugeführten Wärmeträgers auf ca. 870 bis 980° C im Vergleich zu der Temperatur von 1200⁰C des Wärmeträgers nach dem bekannten

10

Verfahren gesenkt wurde. Es verminderte sich folglich der Verbrauch an Brennstoff zur Bildung des gasförmigen Wärmeträgers sowie der Prozentsatz der im Dampfgasgemisch enthaltenen Rauchgase. Die Güte der Dampfgasprodukte hat sich verbessert.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Anlage zu seiner Durchführung wurde es möglich, die Ausbeute von Dampfgasprodukten um 25 bis 35% je nach der Art, der Sorte und der Korngröße des zu verarbeitenden Brennstoffes, ohne Zunahme des Energieverbrauchs zu erhöhen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur thermischen Verarbeitung von staubförmiger Braunkohle, das eine erste Stufe zur Erhitzung der Braunkohle durch den Wärmeträger während einer Zeit unter 1 s auf eine Temperatur von 500 bis 800°C zur Hitzezerlegung der zu verarbeitenden Braunkohle unter Bildung eines festen staubförmigen Teiles und eines Dampfgasgemisches, die Abführung des gewonnenen Dampfgasgemisches zur Reinigung und Kondensation für die Gewinnung von Gas und flüssigen Produkten, eine zweite Stufe zur Erhitzung der zu verarbeitenden Braunkohle durch einen gasförmigen Wärmeträger auf eine Temperatur von 600 bis 900⁰C zur vollständigen Hitzezerlegung der zu verarbeitenden Braunkohle unter Bildung eines Dampfgasgemisches und eines festen Produktes, und die Rückführung des Dampfgasgemisches von der zweiten Stufe in die erste Stufe für die Erhitzung der Braunkohle umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß zusammen mit dem Dampfgasgemisch, das von der zweiten Stufe in die erste Stufe der Braunkohleerhitzung geführt wird, das gewonnene feste Produkt teilweise zugeführt wird, wobei das Dampfgasgemisch und der Anteil des festen Produktes auf dem Förderweg in die erste Stufe der Braunkohleerhitzung zusätzlich erhitzt werden.

2. Anlage zur Durchführung des Verfahrens zur thermischen Verarbeitung von staubförmiger Braunkohle, die einen Zyklonreaktor für die erste Stufe der Braunkohleerhitzung mit einer Einrichtung zur Zuführung der Braunkohle in den Zyklonrekator und einer Einrichtung zur Abführung des infolge der Hitzezerlegung der Braunkohle gebildeten Dampfgasgemisches daraus, einen Zyklonreaktor für die zweite Stufe der Erhitzung der zu verarbeitenden Braunkohle, die mit dem Zyklonreaktor der ersten Stufe der Braunkohleerhitzung in Reihe verbunden ist und eine Einrichtung zur Zuführung des gasförmigen Wärmeträgers in diesen besitzt, und eine Rücklaufrohrleitung enthält, die den Zyklonreaktor der zweiten Stufe der Braunkohleerhitzung mit dem Zyklonreaktor der ersten Stufe der Braunkohleerhitzung zur Zuführung des Dampfgasgemisches in den letzteren und zur Erhitzung der zu verarbeitenden Braunkohle verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß in der Rücklaufrohrleitung (17) eine Einrichtung (18) für die Zuführung des gasförmigen Wärmeträgers und die zusätzliche so Erhitzung des Dampfgasgemisches und eines Teiles des festen Produktes angeordnet ist, wobei der Zyklonreaktor der ersten Stufe der Braunkohleerhitzung eine Einrichtung (16) zum Austragen des gewonnenen festen Produktes aus diesem und zur Regelung der Zufuhrmenge desselben in den Zyklonreaktor der ersten Stufe der Braunkohleerhitzung aufweist.