DE2841088A1

DE2841088A1 - Verfahren und vorrichtung zur trocknung und vorerhitzung von kokskohle in einem einzigen flugstromrohr

Info

Publication number: DE2841088A1
Application number: DE19782841088
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl Ing Dr Rohde
Original assignee: Bergwerksverband GmbH; Didier Engineering GmbH
Current assignee: Bergwerksverband GmbH; Didier Engineering GmbH
Priority date: 1978-09-21
Filing date: 1978-09-21
Publication date: 1980-04-03
Also published as: IT1120014B; FR2436809B1; AU530577B2; NL7906374A; CA1123776A; JPS6039315B2; DE2841088C2; AU5068479A; US4241513A; BR7906030A; ZA794842B; JPS5543200A; GB2030173A; FR2436809A1; IT7950328A0; ES484023A1; GB2030173B

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Trocknung und Vorerhitzung von Kokskohle in einem einzigen Flugstromrohr . .

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß Oberbegriff des Anspruches 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Die Trocknung und Vorerhitzung von Kokskohle erfolgt derzeit in ein- oder mehrstufigen, meist jedoch zweistufigen Flugstromapparaten. Ein Flugstromapparat besteht aus einem in der Regel senkrecht stehenden Flugstromrohr und einem oder mehreren nachgeschalteten Zyklonen, in denen die Gas/Feststofftrennung vorgenommen wird. Das Wärmeträgergas wird gewöhnlich in einer Brennkammer erzeugt und mit rückgeführten Brüden, die der Temperaturbegrenzung dienen, gemischt. Bei der Vorerhitzung von Kokskohle ist zunächst meistens eine Kohlenfeuchte von ca. 10 % auszutreiben; nachfolgend wird gewöhnlich eine Vorerhitzung auf ca. 200° C angestrebt. - In einer einstufigen Apparatur ist derzeit lediglich eine Vortrocknung erreichbar; zur Vorerhitzung dagegen wird eine weitere Verfahrensstufe erforderlich, wie z. B. ein weiteres Flugstromrohr.

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Vom sogenannte Cerchar-Vorerhitzer ist z. B. bekannt, daß in der ersten Stufe zur Trocknung der Kokskohle ein sogenanntes entrained-bed (Wirbelbett mit Gutaustrag durch besonders hohe Wirbelgasgeschwindigkeit) verwendet wird. In einer nachfolgenden Flugstromstrecke - zweite Stufe - wird dann die Kokskohle auf die gewünschte Temperatur von über 2 0 0° C erhitzt.

Nach dem Precarbon-Verfahren ist weiter bekannt, zwei Flugstromrohia nach dem Gegenstromprinzip zu betreiben, d. h., daß die Trocknung mit dem kälteren Gas aus der Erhitzungsstufe und die Erhitzung auf 200° C mit dem heißeren Gas unmittelbar aus der Brennkammer erfolgt.

Schließlich ist auch ein Apparat vorgeschlagen worden, bei dem in einem einzigen Flugstromrohr das Wärmeträgergas in zwei Teilmengen zugeführt wird, und zwar so, daß im unteren Teil das kältere Wärmeträgergas zur Trocknung von Kokskohle eingesetzt wird und ungefähr auf halber Höhe des Flugstromrohres das heißere Wärmeträgergas zur Vorerhitzung eingeleitet wird.

Grundsätzlich sind Trocknung und Vorerhitzung auch in einem einstufigen Flugstromrohr durchführbar, jedoch gewöhnlich nur mit Trägergastemperaturen erreichbar, die weit über den für die Kokskohle zulässigen Grenzwerten zur thermischen Vorbehandlung liegen; denn bei der Vorerhitzung von Kokskohle ist zu berücksichtigen, daß das Verkokungsvermögen der Kohle bei diesem Prozeß nicht reduziert werden soll.

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Nachteilig bei den bekannten "Verfahren zur Vor erhitzung von Kokskohle ist alber insbesondere die Tatsache, daß das gemahlene Einsatzgut je nach Korngröße unterschiedlich von der Vor— erhitzung beeinflußt wird. So läuft bekanntlich der Trocknungsund auch der ¥orerhitzungsprozeß umso rascher ab, je kleiner die Körner des Slnsatzmaterials sind. Da aber das Kornspektrum der üblicherweise eingesetzten gemahlenen Rohkohle von 6 bis 0,001 mm beträgt, werden vor allem die Peinkornanteile dieses Spektrums Im Vergleich zum Mittel- und Grokorn Intensiver durch die Wärmebehandlung beeinflußt.

Es ist nun die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Trocknung und Vorerhitzung von Kokskohle in einem einzigen Flugstromrohr zu verwirklichen, bei dem die Wärmebehandlung verschiedener Fraktionen des gemahlenen Einsatzgutes möglichst gleichmäßig erfolgt und welches mit einem möglichst geringen apparativen Aufwand zu verwirklichen ist.

Die vorgenannten Aufgaben werden in bezug auf ein Verfahren durch den kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 gelöst und in bezug auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens durch den kennzeichnenden Teil -des Anspruches 2 gelöst.

Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß durch die erfindungsgemäße Lösung die Länge der Flugstromstrecke wesentlich kürzer gewählt werden lcann, als dies bisher bekannt war, d.h. 20 bis 25 m gegenüber 40 bis 60 m, die man bisher benötigte. Dies beruht auf der Tatsache, daß die größeren Kornfraktionen des Einsatzgutes durch ihre Abscheidung aus dem Wärmeträgergas, welches die kleineren Kornfraktionen mit sich reißt, und durch die erneute Einspei-

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sung der genannten gröberen Kornfraktionen in den Flugstrom für diese Partikel eine erneute Beschleunigungsphase einsetzt, was eine besonders intensive Umspülung mit Wärmeträgergas bewirkt und den Wärmeübergang fördert. Wegen dieses insgesamt besseren Wärmeübergangs vom Wärmeträgergas an die Kohlekömer, vor allem auf die gröberen Kornfraktionen, kann also die gesamte Plugstromstrecke gegenüber dem bisher bekannten Stand der Technik um mindestens 20 m verkürzt werden. Es ist aber auch möglich, die Temperatur des Wärmeträgergases zu senken und dennoch den bisher bekannten Vorerhitzungsgrad zu erreichen, aber mit dem Vorteil, daß wegen der niedrigeren Anfangstemperaturen des Wärmeträgergases, von rund 500° C^. das Verkokungsvermögen des Einsatzgutes nicht in dem Maße nachteilig beeinflußt wird wie bisher üblich.

Durch die Erfindung werden also die technisch und konstruktiv aufwendigen Lösungen der zweistufigen Vorerhitzung überwunden und gleichzeitig eine schonende Trocknung und Vorerhitzung in einem einstufigen Porzeß erreicht. Das erfindungsgemaße Verfahren wird vorteilhafterweise mit einem Wärmeträgergas von einer Anfangstemperatur von -ca. 450 bis 750 ° C durchgeführt.

Schließlich hat es sich gemäß anderen Weiterbildungen der Erfindung als besonders zweckmäßig-erwiesen, wenn der Nebenabzweig für die gröberen Staubfraktionen sich gegenüber dem Durchmesser der eigentlichen Flugstromstrecke verjüngt und wenn vor der sich daran an-

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schließenden Einspeisevorrichtung ein Auffangbehälter für die gröberen Staubfraktionen vorgesehen ist.

Die Erfindung wird anhand einer Figur in einer besonderen Ausführungsform näher erläutert:

In einer Brennkammer 1 wird das Wärmeträgergas erzeugt und mit rückgeführten Brüden aus der Leitung 14 vermischt und am Fuße des Flugstromrohres 2 eingespeist. Hinter dieser Stelle wird die feuchte Kohle 3 in das Flugstromrohr eingegeben und vom Wärmeträgergas erfaßt. Nach etwa der halben Höhe des gesamten Flugstromrohres ist die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Abscheiden der gröberen Kornfraktionen und zur nachfolgenden Wiedereinspeisung dieser Fraktionen in den nur noch das Feinkorn enthaltenden Flugstrom vorgesehen. Das Flugstromrohr wird an der Stelle 4 in einen Haupt- 7 und einen Nebenzweig 5 aufgeteilt. Durch den Hauptzweig strömt der überwiegende Teil des Wärmeträgergases, während durch den Nebenzweig nur noch eine kleine Restmenge des ursprünglichen Wärmeträgergasstromes gelangen kann. Die feinen und feinsten Kornfraktionen können dem Hauptstrom des Wärmeträgergases aufgrund ihrer geringen Trägheit folgen, während die größeren Kornfraktionen aufgrund ihrer höheren Trägheit dem ursprünglichen Verlauf des Flugstromrohres folgen. Dieser Verlauf ist im Bereich der Abscheidung gekrümmt, so daß die gröberen Kornfraktionen einerseits eine Zentripetal-Beschleunigung erfahren und andererseits, nach ihrer Abbremsung im nur noch mit geringer Geschwindigkeit strömenden Wärmeträgergas, nicht mehr zurück in das Flugstromrohr 2 fallen können, sondern sich vor einer Einspeisevorrichtung 6 sammeln. Die so abgeschiedenen gröberen Kornfraktionen werden mittels Einspeisen vorrichtung 6 wieder dem Wärmeträgergas an der Stelle 7 des Flugstromrohres aufgegeben. Von dort bis zum Abscheidezyklon 8 erfolgt im wesentlichen die Vorerhitzung auf die gewünschte Endtemperatur und nach Abscheidung im Zykon 8 und Passieren der Schleuse 9 wird das Endprodukt von dem För-

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derorgan 10 übernommen. Das Abgas aus dem Zyklon 8 passiert die Brüdenleitung 11 und den Ventilator 12 und teilt sich auf in einen Brüdenstroiu 13, der in die Atmosphäre entweicht, sowie einen Rückbrüdenstrom₇ der über Leitung 14 der Brennkammer 1 wieder zugeführt wird.

Es ist aber auch möglich, mehrere der genannten Vorrichtungen in eine Flugstromstrecke einzubauen, sofern dies aus der Sicht des verbesserten Wärmeübergangs gewünscht wird. Selbstverständlich können das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens auch in Kombination mit anderen bereits bekannten Verfahrensmerkmalen verknüpft werden, wie z. B. der Einspeisung von weiterem Wärmeträgergas im Verlauf der Flugstromstrecke.

Der Abscheidegrad, d. h., die Trennung in die gröberen und die feineren Kornfraktionen hängen in ansich bekannter Weise davon ab, wie stark die *Richtungsänderung des Hauptabzweiges von der Richtung des Flugstromrohres im Breich der Verzweigung ist. Je stärker die Richtungsänderung, umso weniger Körner, d. h. nur die kleineren und kleinsten, können dem Weg des Wärmeträgergasstroms folgen.

In Verbindung mit der Krümmung des Nebenabzweiges bewirkt dessen zunehmende Verengung die sichere umlenkung der in diesem Bereich abgrebremsten Partikel. Dadurch wird ein Zurückfallen derselben in die Flugstromstrecke verhindert.

Als nur in Transportrichtung des Feststoffes gasdurchlässige Einspeisevorrichtungen können unter anderem schnell laufende Zellenschleusen dienen.

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Claims

Essen, 17.08.1978 Schu-la Bergwerksverband GmbH und Didier Engineering GmbH Verfahren und Vorrichtung zur Trocknung und Vorerhitzung von Kokskohle in einem einzigen Flugstromrohr Patentansprüche

1. Verfahren zur Trocknung und Vorerhitzung von Kokskohle in einem einzigen Flugstromrohr, in welchem in ansich bekannter Weise ein heißer Gasstrom, der die am unteren Ende des Flugstromrohres eingespeiste gemahlene, feuchte Kohle mitreißt, aufsteigt und am oberen Ende des Flugstromrohres die gesamte getrocknete und vorerhitzte Kohle aus dem Gasstrom ausgesondert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die gröberen Kornfraktionen des Einsatzgutes an mindestens einer Stelle im Flugstromrohr abgeschieden und unmittelbar nachfolgend wieder in den nur noch die feineren Kornfraktionen enthaltenden Flugstrom eingespeist werden.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Flugstromrohr in dem Bereich,

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in dem die gröberen Kornfraktionen abgeschieden werden, einen gekrümmten Verlauf aufweist und einen nicht an der Krümmungsaußenseite angesetzten, in die weitere Flugstromstrecke führenden Hauptabzweig für Gas und die feineren Kornfraktionen sowie einen dem gekrümmten Verlauf folgenden Nebenabzweig für die gröberen Kornfraktionen besitzt, und bei dem am Ende des Nebenabzweiges eine Vorrichtung zur Wiederaufgabe der gröberen Kornfraktionen in die weitere Flugstromstrecke angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Nebenabzweig zunehmend verjüngt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Einspeisevorrichtung 6 ein Auffangbehälter für die gröberen Staubfraktionen vorgesehen ist.

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