DE2901721A1 - Verfahren und vorrichtung zum trocknen von einem ein verdampfungsfaehiges material enthaltenden feststoffmaterial - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum trocknen von einem ein verdampfungsfaehiges material enthaltenden feststoffmaterial

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Description

PATE NTAIVWALTE A. GRÜNECKER
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H. KINKELDEY οκ-Μα
W. STOCKMAIR K. SCHUMANN
P. H. JAKOB
an.-»XL
Θ. BEZOLO
8 MÜNCHEN 22
MAXIMILIANSTRASS* *»
Verfahren und Vorrichtung zum Trocknen von einem ein verdampfungsfähiges Material enthaltenden Feststoffmateriai
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Trocknen von einem verdampfungsfähiges Material enthaltenden Feststoff material. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf das Wirbelbetttrocknen von derartigen Feststoffmaterialien, z.B. auf das Trocknen von Feststoff materialien, die Hasser enthalten, oder auf die Entfernung von Lösungsmitteln aus Feststoff material.
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Die Verbrennung von Kohle zur Energieerzeugung wird durch den hohen Feuchtigkeitsgehalt der Kohle negativ beeinflusst. Dies ist insbesondere bei Braunkohle der Fall, die häufig einen Gehalt von ' 1kg . Wasser pro 1/2 kg Trockenkohle aufweist und daher bei der Verbrennung besondere Schwierigkeiten bereitet. Die Leistungsfähigkeit von einem Feuerkessel lässt sich deshalb dadurch erhöhen, dass anstelle von Rohkohle im wesentlichen nur trockene Kohle verbrannt wird.
Zum Trocknen von Braunkohle vor der Verbrennung ist die Verwendung von heissen Verbrennungsgasen oder Luft bekannt, die durch Dampf oder heisse Gase erhitzt wurdenund wobei man das Gas über oder durch die in teilchenförmiger Konfiguration vorliegende Braunkohle bläst oder führt. Dieses Trocknungsverfahren bietet jedoch keine Vorteile gegenüber der Verbrennung von Rohkohle, da der ausgetriebene Dampf sich mit dem Gas vermischt. Die Gas/Dampf mischung wird lediglich zur Atmosphäre abgeführt, wobei ihr Energiegeealt verlorengeht, da es nicht wirtschaftlich ist, die Energie rückzugewinnen oder anderweitig zu verwenden. Ausserdem ist dieses Trocknungsverfahren gefährlich.
Die Erfindung bezieht sich demgegenüber auf ein Verfahren und eine Vorrichtung, mit denen Feststoffmaterialien getrocknet werden und der aus dem Trocknungsprozess erhaltene Dampf für weitere Trocknungszwecke verwendet wird. Das erfindungsgemässe Trocknungssystem ist wesentlich weniger gefährlich als die bekannten Systeme.
In der gleichzeitig eingereichten deutschen Patentanmeldung Anwaltsakte P 13 451 wird im Detail ein Verfahren zum Trocknen von einem Feststoffmaterial beschrieben, das ein verdampfungefälliges Material enthält und sich dadurch auszeichnet, dass
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ein das Feststoffmaterial enthaltendes Wirbelbett vorgesehen ist, wobei das aufwirbelnde oder fluidisierende Medium das verdampfungsfähige Material in Dampfform ist und das Wirbelbett indirekt erhitzt wird, so dass das verdampfungsfähige Material aus dem teilchenförmigen Material zur weiteren Verwendung entfernt wird.
Gegenstand der vorerwähnten Patentanmeldung ist insbesondere das Trocknen von Braunkohle für die Verarbeitung in Elektrizitätswerken, wobei die Braunkohle das brennbare Material darstellt, das zur Erzeugung von Wärme verbrannt wird. Die Wärme dient zur Umwandlung von Wasser in Dampf, mit dem Elektrizität erzeugende Turbinen angetrieben werden. Die Erfindung ist jedoch allgemein dann anwendbar, wenn es gilt, verdampfungsfähiges Material aus einem Feststoffmaterial auszutreiben. Z.B. lässt sich das Verfahren nach dieser Erfindung zur Entfernung von Lösungsmitteln aus teilchenförmigen Katalysatormaterialien, wie sie für industrielle Prozesse verwendet werden, einsetzen. Da das aufwirbelnde Medium das verdampfungsfähige Material, in diesem Fall das Lösungsmittel, ist,wird dieses Lösungsmittel nicht mit anderen aufwirbelnden Gasen verunreinigt und kann ohne weiteres für die weitere Verwendung erneut rückgeführt werden.
Gemäss der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Trocknen von einem ein verdampfungsfähiges Material enthaltenden Feststoff material bereitgestellt, das die Errichtung von einem das Feststoffmaterial enthaltenden Wirbelbett umfasst, bei dem das aufwirbelnde Medium das verdampfungsfähige Material in Dampfform darstellt und das Wirbelbett indirekt erhitzt wird, wodurch eine Beseitigung des verdampfungsfähigen Materials aus dem teilchenförmigen Material erfolgt, wobei das entfernte verdampfungsfähige Material für die indirekte Erwärmung des Wirbelbettes weiter verwendet wird.
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Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Trocknen in mehreren Stufen oder eine mechanische Dampfrekompression.
Die erfindungsgemässe Trocknungsvorrichtung einer Ausführung verwendet eine Vielzahl von Wirbelbetteinrichtungen mit einem Gehäuse, einer Einrichtung zum Zuführen des teilchenförmigen, das verdampfungsfähige Material enthaltenden Materials zum Gehäuse, um darin das Bett auszubilden, einer Einrichtung zum Entfernen des teilchenförmigen Materials mit verringertem Gehalt an verdampfungsfähigem Material aus dem Gehäuse, einer Einrichtung zum Entfernen des aus dem teilchenförmigen Material ausgetriebenen verdampfungsfähigen Materials aus dem Gehäuse, einer freigestellte!Einrichtung zum Einführen von Trägerdampf zum Wirbelbett und einer Einrichtung zum indirekten Erwärmen des Wirbelbettes.
Ein Beispiel für eine solche Vorrichtung wird im Detail in der vorerwähnten Patentanmeldung Anwaltsakte P 13 451 beschrieben.
Die Erfindung ist für das Trocknen von teilchenförmigen! Material anwendbar, wobei das teilchenförmige Material das Wirbelbett ohne Vorsehen von anderen Feststoffpartikeln bildet. Sie ist ferner auf das Trocknen von klumpenförmigem Material anwendbar, bei dem das Wirbelbett ein anderes teilchenförmiges Material enthält, welches das aufwirbelnde Material darstellt, wobei das klumpenförmige Material in das Wirbelbett eingegeben wird. Das Trocknen von klumpenförmigem Material wird im Detail ebenfalls in der besagten Patentanmeldung Anwaltsakte P 13 451 beschrieben. Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf das Trocknen von teilchenförmigem Material näher erläutert, doch versteht es sich, dass sie ebenso gut für das Trocknen von klumpenförmigem Material eingesetzt werden kann»
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Die Erfindung sieht gemäss einer Lösung ein Mehrstufen-Verfahren zum Trocknen von einem teilchenförmigen, ein verdampfungs— fähiges Material enthaltenden Material vor, welches das Vorsehen von wenigstens einem ersten und einem zweiten Wirbelbett aus dem teilchenförmigen Material umfasst, wobei das Wirbelmedium das verdampfungsfähige Material in Dampfform darstellt und das Wirbelbett indirekt erhitzt wird, wodurch das verdampfungsfähige Material aus dem teilchenförmigen Material entfernt wird, wobei das erste Wirbelbett unter einem grösseren Druck als das zweite Wirbelbett steht und das verdampf ungsfähige, aus dem teilchenförmigen Material im ersten Wirbelbett entfernte Material verwendet wird, um indirekt das zweite Wirbelbett zu erhitzen.
Erfindungsgemäss ist weiter eine Wirbelbett-Trocknungsvorrichtung vorgesehen, die aufweist: wenigstens ein erstes und ein zweites Wirbelbettgehäuse, eine Einrichtung zum Zuführen des das verdampfungsfähige Material enthaltenden teilchenförmigen Materials zu jedem Gehäuse, um das Bett zu bilden, eine Einrichtung zum Entfernen des teilchenförmigen Materials mit verringertem Gehalt an verdampfungsfähigem Material aus jedem Gehäuse, eine Einrichtung zum Entfernen des aus dem teilchenförmigen Material ausgetriebenen verdampfungsfähigen Materials aus dem Gehäuse und eine Einrichtung zum indirekten Erhitzen von jedem Wirbelbett, wobei eine Einrichtung vorgesehen ist, um das verdampfungsfähige, aus dem ersten Wirbelbett ausgetriebene Material für die Zufuhr von Wärme zur indirekten Heizeinrichtung des zweiten Wirbelbettes zu verwenden.
Wenn erfindungsgemäss zwei in Reihe geschaltete Stufen vorliegen, kann in der Praxis 0,45 kg Dampf unter Berücksichtigung von Wärme Verlusten wenigstens 0,71 kg Wasser verdunsten und wenn Srei Stufen vorliegen, kann die Verdunstung wenigstens 0,84 kg Wasser ausmachen. Die Feststoffe können in Bezug auf den Dampf in Gleich-, Gegen- oder Querströmung geführt werden.
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Die Erfindung wird nachfolgend unter besondere Bezugnahme auf das Trocknen von Kohle beschrieben, doch lässt sie sich ebenso gut auf das Trocknen von anderen teilchenförmigen Materialien anwenden.
Bei einem Gleichstromsystem wird die Kohle einer Einrichtung zugeführt, um sie in ein Wirbelbett einzugeben. Bei einer solchen Einrichtung kann es sich um einen Schliesstrichter handeln, wo die Kohle auf den Druck von einem ersten Hochdruckwirbelbett druckbeaufschlagt wird. Die Kohle in teilchenförmiger Gestalt wird in das erste Wirbelbett eingeführt und erfährt dort eine teilweise Trocknung. Die teilweise getrocknete Kohle wird dann ein oder mehreren Niederdruckwirbelbetten zugeführt, in denen der Druck nacheinander abnimmt. Nach Austritt aus dem letzten Wirbelbett der Reihe ist die Kohle ausreichend für die Weiterverwendung getrocknet und gelangt in einen Speicher oder einen Feuerkessel.Der im ersten Hochdruckwirbelbett erzeugte Dampf wird gewöhnlich durch Zyklone gereinigt und den Trocknerrohren des nächsten Wirbelbettes in der Reihe zugeführt. Dieser Prozess wiederholt sich bei jedem Wirbelbett in der Reihe.
Sollten sich Kohlepartikel an den Heizflächen ansammeln, kann das Kondensat gefiltert und intermittierend oder kontinuierlich auf die Heizfläche gesprüht werden. Kohle und Dampf bewegen sich auf parallelen Wegen in die gleiche Richtung.
Beim GegenStromsystem wird die Kohle zunächst einem Niederdruckwirbelbett zugeführt, wo sie eine teilweise Trocknung erfährt, und dann auf das nächste Wirbelbett in der Reihe mit höherem Druck überführt. Der Dampf wird zunächst in die Trocknerrohre der Hochdruckstufe eingeführt. Der Dampf von der Hochdruckstufe gelangt zur nächsten Stufe mit niedrigem Druck usw. Somit bewegen sich Dampf und Kohle auf parallelen Wegen in entgegengesetzten Richtungen.
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In Fällen, wo die getrocknete Kohle unterschiedlichen Verwendungen, z.B. für die Verbrennung zur Energieerzeugung und Herstellung von flüssigen Treibstoffen zugeführt wird, kann ein Querstromsystem verwendet werden. Ein solches System kann erwünscht sein, wenn teilweise getrocknete Materialien nicht gut fluidisieren, während voll oder annähernd vollständig getrocknete Materialien eine gute Fluidisierung ermöglichen. In diesem Fall folgt der Dampf wie zuvor einem Weg von der Hoch- zur Niederdruckstufe. Die Kohle wird kontinuierlich jeder Stufe zugeführt. Daher wird von der Hochdruckstufe trockene Kohle mit hoher Temperatur und von den Stufen mit niedrigerem Druck Kohle mit entsprechend niedrigeren Temperaturen erhalten.
Vorzugsweise liegt der bei Mehrstufensystemen verwendete Druck im Bereich zwischen 172 b (2500 p.s.i.a.) und 0,052 b (0,75 p.s.i.a).
Bei Braunkohle werden die flüchtigen Stoffe bei einer Temperatur von etwa 2700C freigegeben, und dies bestimmt eine praktische obere Grenze für die Temperatur der Kohle in der Hochdruckstufe. Erlaubt man einen gewissen Grad an überhitzung, die nur beibehalten werden kann, wenn die Kohle weniger als 40 % Feuchtigkeit enthält oder im allgemeinen wenn das Material ausreichend trocken ist, um weniger als den. Dampfdruck von Wasser (oder eines Lösungsmittels) bei der Temperatur des Feststoffes auszuüben und eine Temperaturdifferenz von 1100C vorliegt, ist nur ein Zweistufenbetrieb möglich, indem z.B. die Hochdruckstufe bei 24O0C und die Niederdruckstufe bei 1300C arbeitet. Alternativ muss, die Stufe mit dem niedrigsten Druck unter Unterdruckbedingungen bei z.B. einer Temperatur von 200C arbeiten. Wenn eine geringere Temperaturdifferenz von z.B. 1000C verwendet würde, müssten die Hochdruckstufe bei 2400C, die Zwischendruckstufe bei 1400C und die Niederdruckstufe bei 400C (unter Unterdruck) arbeiten.
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Das Mehrstufentrocknen ergibt ähnliche Wirkungen wie das Trocknen nach den Verfahren, die in der vorerwähnten Patentanmeldung Anwaltsakte P 13 451 beschrieben werden, bei denen der gleiche Dampf für die Energieerzeugung und für das Trocknen verwendet wird.
Ein weiteres Verfahren zur Erzielung eines wirtschaftlichen Betriebes besteht darin, dass man den vom Trockner abgegebenen Schmutzdampf nimmt und durch die Heizrohre von einem anderen konventionellen Trockner hindurchführt, der durch ein anderes Gas, z.B. Luft oder Rauchgas, aufgewirbelt wird- Arbeitet der erstgenannte Trockner bei Atmosphärendruck, dann wird der diesen Trockner verlasserde Schmutsdainpf um den Heizrohren des letztgenannten Trockners bei 1000C etwa kondensieren. Wenn das Bett des letztgenannten Trockners auf 50°C bis 6Ü°C durch den kondensierenden Dampf, z.B. Wasserdampf, erhitzt wird, verdampft das verdampfungsfähige Material in die Luft oder das Rauchgas, welches mit Dampf bei der Bettemperatur gesättigt austreten wird. Im allgemeinen Fall strömt die Luft oder das Rauchgas durch einen Zyklon oder ein Betttelfiltersystem und möglicherweise durch eine elektrostatische Ausfälleinrichtung. In dem speziellen Fall der Trocknung von Kohle, z.B. Braunkohle, vor der.Verbrennung und der Einführung von Luft in das Wirbelbett kann die Luft nach Durchtritt durch die Zyklonen dem Feuerkessel zugeführt werden. Dabei sind Vorsichtsmassnahmen notwendig, die sicherstellen p dass das Kohlen/Luftgemisch Kohle in einer geringeren Menge enthält als die untere explosive Grenze für solche Kohlen/Luftgemische. In diesem Fall ist der Wasserdampf ein Ferdünnungs™ mittel im Gegensatz zu dem Wasser in der Kohle, das den Wasserdampferzeugt; weitaus wichtiger ist jedoch, dass er eine gewisse Verbrennungswärme der Kohle absorbiert* was einen nachteiligen Effekt auf den Wirkungsgrad hat. Der zweite Trockner hat eine konventionelle Bauart und das andere
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Gas, z.B. die eintretende Luft oder das eintretende Rauchgas, kann bei wesentlich höherer Temperatur als die im Bett erhaltene Temperatur liegen.
Dieses zweistufige Betriebsverfahren mit Fluidisierung in einer Stufe durch ein anderes Gas und in der anderen Stufe durch Wasserdampf kann in einer Energieerzeugungsstation am Ort des Systems verwendet werden» wobei ein dampffluidisierter Trockner vorgesehen wird und der Wasserdampf dazu dient, Reindampf für die Nieder druck turbinen zu erzeugen, wie dies im Detail in der deutschen Patentanmeldung Anwaltsakte P 13 450 beschrieben ist.
In der Energieerzeugungsstation kann daher Dampf von einer Niederdruck- oder Zwischendruckturbine abgenommen und wie zuvor erwähnt, dem dampffluidisierten Trockner zugeführt werden. Der erhaltene Schmutzdampf kann zu einem mit Luft fluidisierten Trockner nach Durchgang durch Zyklone zur Entfernung des überwiegenden Teils an mitgerissener Kohle geführt werden, während die dampfhaltige Luft zum Feuerkessel zur Unterstützung der Verbrennung gelangt. Die Kohle strömt von dem Vorratsbunker in den luftfluidisierten Trockner,in dem etwa die Hälfte des Feuchtigkeitsgehaltes beseitigt wird. Die halbtrockene Kohle wird dann zum zweiten Bett überführt, das durch Wasserdampf fluidisiert ist und wo der Trocknungsprozess bis zum gewünschten endgültigen Feuchtigkeitsgehalt durchgeführt wird.
Alternativ wird die Kohle teilweise im dampffluidisierten Trockner und dann abschliessend im gasfluidisierten Trockner getrocknet. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, dass die beiden Trockner nach dem Quer Strömungsprinzip betrieben werden, so dass jeder Trockner unabhängig vom anderen mit Kohle bestückt wird und die getrocknete Kohle aus jedem Trockner ausgeführt wird. Anstelle von Kohle kann jedes beliebige einen Trocknungsprozess erfordernde teilchenförmigen Material verwendet werden.
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Somit ist es möglich, zwei mit gleichem Druck arbeitende Stufen vorzusehen, was nicht der Fall ist, wenn schierer Dampf als aufwirbelndes Medium verwendet wird. Dies erfordert nämlich, dass jede Stufe wie vorbeschrieben bei einem anderen Druck betrieben wird.
Der entsprechend dem erfindungsgemässen Verfahren von dem Trockner erzeugte Schmutzdampf bietet sich selbst zu einer mechanischen Dampfrekompression an. Der Schmutzdampf wird vorzugsweise zunächst durch ein Zyklonensystem geleitet, um Feststoffe zu entfernen. Diese Feststoffe werden vorzugswe±se zum Wirbelbett zurückgeführt. Der Dampf vom Zyklon wird dann zu einem Dampfgenerator geleitet, der durch Erhitzung des Kondensates von den Trocknerrohren Reindampf erzeugt. Der Reindampf wird gesättigt vorliegen, doch kann er vor der Rekompression überhitzt werden, tun komprimierten gesättigtem Dampf in einer geeigneten Vorrichtung,ζ.B. in einem Zentrifugalverdichter, mit einem ausreichend hohen Druck für eine geeignete Wärmeübertragungskapazität im Trockner zu erhalten» Bei diesem Druck kann es sich z.B. um Werte zwischen 1,3 b (20 p.s.i.a) und 138 b (2000 p.s.i.a), vorzugsweise zwischen 3,4 b (50 p.s.i.a.) und 34,5 b (500 p.s.i.a.) handeln. Der verdichtete Dampf kann nach der Behebung der überhitzung, z.B. durch Kondensateinsprühen,durch die Trocknerrohre des gleichen Wirbelbettes geführt werden, um eine weitere Trocknung der Rohkohle zu bewirken.
Die Verwendung der mechanischen Dampfrekompression, bei der das Kondensat von den Trocknerrohren erneut erhitzt und komprimiert und dann wieder verwendet wird, kann in der Praxis das gleiche Arbeitsverhalten ergeben, wie ein hier beschriebener Zwei- oder Dreistufen-Mehrfachtrockner.
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Ferner kann, wie zuvor erwähnt, der Trägerdampf vom Verdichter mit einem niedrigen überdruck von z.B. weniger als 0,69 b (10 p.s.i.a), z.B. 0,345 b (5 p.s.i.a.), über dem Druck des Wirbelbettes abgenommen werden, der vorzugsweise nahe beim Atmosphärendruck liegt, und einem Verteiler am Boden des Trockners zugeführt werden. Alternativ kann ein separates Gebläse vorgesehen werden, um Produktdampf zum Bett als Trägerdampf zurückzuführen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein schematisches Fliessdiagramm von einem Gleichstrom-Mehrstufenprozess nach der Erfindung,
Fig. 2 ein schematisches Fliessdiagramm von einem Gegenstrom-Mehrstufenprozess nach der Erfindung,
Fig. 3 ein schematisches Fliessdiagramm von einem Querstrom-Mehrstufenprozess nach der Erfindung, und
Fig. 4 ein schematisches Fliessdiagramm von einem Querstrom-Trocknungsprozess für Kohle, bei dem ein Wirbelbett mittels Dampf und das andere mittels eines Heissgases aufgewirbelt wird.
In Fig. 1 ist ein Gleichstrom-Dreistufentrockner nach der Erfindung gezeigt. Die Vorrichtung weist drei in Reihe hintereinander angeordnete Trockner 50, 52 und 54 auf. Die Kohle wird von einem Trichter oder einer anderen Speichereinrichtung 56 längs der schematisch gestrichelt wiedergegebenen Linie 58 durch jeden Trockner, beginnend mit dem Trockner 50, geführt. Der Dampf wird in die Heizrohre des Trockners 50 unter hohem Druck und bei hoher Temperatur eingegeben. Der Dampf überträgt die Wärme an die Kohle im Trockner 50, so dass die Feuchtigkeit aus der Kohle in Form von Schmutzdampf ausgetrieben wird. Der Dampf von den Trocknerrohren wird in ein Kondensat umgewandelt, das nachfolgend zur weiteren Verwendung behandelt wird. Der Schmutzdampf gelangt zu einem Zyklon 60 und dann zu den Trocknerrohren des Trockners 52.
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Alternativ hierzu kann der Dampf vom Zyklon 60 zu einem Reindampfgenerator strömen/ dessen Dampf zu den Trocknerrohren des Trockners 52 geführt wird. Der Trockner 52 wird mit mittlerem Druck und mittlerer Temperatur betrieben. Wie beim Trockner 50 wird der Dampf von den Trocknerrohren in ein Kondensat umgewandelt und der Schmutzdampf aus der Kohle herausgetrieben .
Der Schmutzdampf vom Trockner 52 gelangt zu einem Zyklon 62 und dann zu den Trocknerrohren des Trockners 54 oder durch einen Reindampfgenerator, der seinen Dampf zu den Trocknerrohren des Trockners 54 leitet. Der Trockner 54 wird mit niedrigem Druck und niedriger Temperatur betrieben. Ferner wird der Schmutzdampf aus der Kohle im Trockner 54 herausgetrieben/ und dieser Schmutzdampf gelangt zu einem Zyklon 64 und wird entweder zur Prozesserwärmung oder Dampferzeugung verwendet oder zu einem Kondensator geführt. Die getrocknete Kohle tritt aus dem Trockner 54 in relativ kaltem Zustand aus.
In Fig. 2 ist ein Gegenstrom-Dreistufentrockner nach der Erfindung gezeigt. Die Vorrichtung nach Fig. 2 arbeitet im wesentlichen wie die nach Fig. 1 mit der Ausnahme jedoch, dass die Kohle zunächst in den Niederdruck- und Niedertemperaturtrockner 54, dann in den Zwischentrockner 52 und schliesslich in den Hochdruck-und Hochtemperatürtrockner 50 gelangt. In diesem Fall tritt die Kohle in relativ heissem Zustand aus.
Fig. 3 zeigt einen Querstrom- Dreistufentrockner nach der Erfindung. Dieser arbeitet ähnlich wie die Trockner nach Fig. 1 und 2 mit der Ausnahme, dass die Kohle einzeln in jeden Trockner eingeführt und trocken herausgeleitet wird, wobei die Kohle von jedem der drei Trockner eine unterschiedliche Temperatur hat. Heisse trockene Kohle wird vom Trockner 50, trockene Kohle mit
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mittlerer Temperatur vom Trockner 52 und kalte trockene Kohle vom Trockner 54 erhalten.
In Fig. 4 der Zeichnung ist beispielhaft ein schematisches Strömungsdiagramm gezeigt, das einen Querstromtrocknungsprozess für Kohle wiedergibt, bei dem ein Wirbelbett durch Dampf und das andere Wirbelbett durch Heißgas aufgewirbelt wird. Der in Fig. 4 gezeigte Prozess lässt sich ebenfalls bei Gleich- und GegenstromsySternen anwenden.
Fig. 4 zeigt einen ersten Wirbelbettrockner ' 60 und einen zweiten Wirbelbettrockner 62. Die teilchenförmige Kohle wird von einem Bunker 64 zum Trockner 60 und von einem Bunker zum" Trockner 62 geführt. Das Gas strömt längs einer Leitung 68 durch einen Vorerhitzer 70, indem es in bekannter Weise auf eine geeignete Temperatur erwärmt wird, und gelangt in eine Kammer 72 am unteren Ende des Trockners 60 und von dort in das Wirbelbett dieses Trockners.
Der als Schmutzdampf vom Trockner 62 erhaltene Dampf wird längs einer Leitung 74 in die Trocknungsrohre 76 des Trockners 60 geführt. Der Dampf in den Trocknungsrohren 76 erwärmt das Material im Wirbelbett indirekt auf eine Temperatur von etwa 50 bis 600C und kondensiert, so dass er die Trocknungsrohre 76 mit einem Temperatur von etwa 1000C verlässt. Das Schmutzkondensat kann typischerweise zu einem nicht gezeigten Filter durch eine Leitung 77 geführt werden, um teilchenförmiges Material zu entfernen und kann dann, wie vorbeschrieben, verwendet werden.
Die Erwärmung des Wirbelbettes im Trockner 60 hat zur Folge, dass Dampf in das Heissgas abdampft, welches den Trockner 60 im bei der Bettemperatur dampfgesättigten Zustand verlässt. Das
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gesättigte Gas gelangt dann zu einem Zyklon 78, von dem abgeschiedene Feststoffe zum Wirbelbett des Trockners 60 zurückgelangen, während das Gas durch einen Filter, z.B. einen Beutelfilter oder eine elektrostatische Ausfälleinrichtung 80, geführt wird. Das Gas vom Filter kann, wenn es sich um Luft handelt, durch eine Leitung 82 zu einem Feuerkessel geführt werden.
Die trockene Kohle wird durch eine Leitung 84 vom Trockner 60 abgenommen.
Beim Trockner 62 wird gesättigter Dampf, z.B. von einem Heizkessel oder einer Turbine,in die Trocknungsrohre 86 über eine Leitung 87 eingeführt. Der Dampf in den Trocknungsrohren 86 erwärmt das Material im Wirbelbett indirekt auf eine Temperatur von etwa 1100G nnä kondensiert dabei. Das Kondensat aus den Trocknungsrohren 86 wird durch eine Leitung 88 zu einem Heizkessel geführt. Das aufwirbelnde Medium im Trockner 62 ist Dampf, der von dem Wirbelbett als Schmutzdampf relativ unverschmutzt durch Luft oder andere Gase abgegeben wird. Der Schmutzdampf gelangt zu einem Zyklon 90, wo teilchenförmiges Material entfernt wird, und wird zum Trockner 62 zurückgebracht. Der Dampf vom Zyklon 90 wird teilweise längs der Leitung 74 zum Trockner 60, wie vorbeschrieben, geführt und gelangt teilweise längs einer Leitung 92 in eine Pumpeneinrichtung 94, von wo er in eine Kammer 96 am unteren Ende des Trockners 62 eingeführt wird.
Der in die Kammer 96 geführte Dampf strömt in das Wirbelbett und dient, wie vorbeschrieben, als Trägerdampf.
Die trockene Kohle wird von dem Trockner 62 durch eine Leitung 98 abgeführt.
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Bei der in Fig. 4 gezeigten Anlage arbeiten beide Systeme mit im wesentlichen dem gleichen Druck.
Die Mehrstufentrocknungsanlage nach der Erfindung hat ihr besonderes Anwendungsgebiet bei der Verflüssigung von Kohle, wo es wichtig ist, ein wirtschaftliches Trocknungsverfahren vorzusehen.
Anhand der gegebenen Lehre bieten sich dem Fachmann verschiedene Modifikationen und Variationen an. Z.B. können die Mehr stufentrocknungs - und mechanischen Dampfrekompressionssysteme sowie das Zweistufen-System mit einem Trockner, der erfindungsgemäss mit nicht kondensierbarem Gas gespeist wird, in Verbindung mit einer, elektrischen Energieerzeugungsanlage verwendet werden, wie es im Detail in der deutschen Patentanmeldung mit dem Titel "Energieerzeugungsanlage", Anwaltsakte P 13 450 beschrieben ist.
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-JUl·
Leerseite

Claims (16)

  1. PAVKN FANWAME
    2001721
    A. GRÜNECKER
    H. KINKELDEY
    OR-INQ
    W. STOCKMAIR
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    K. SCHUMANN
    DR HER MaT-DIPU-PKVS.
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    MAXlMtUANSTRASSB
    17. Jan. 1979 P 13 "
    MOKASH UNIVERSITY
    Clayton, State of Victoria, Australien
    Verfahren und Vorrichtung zum Trocknen von einem ein
    verdampfungsfähiges Material enthaltenden Fesfcstoffmaterial
    PATENTANSPRÜCHE
    Mehrstufenverfahren zum Trocknen von einem ein verampfungsfähiges Material enthaltenden Feststoffmaterial, dadurch gekennzeichnet , dass man wenigstens ein erstes und ein zweites,, das Feststoffmaterial enthaltendes Wirbelbett vorsieht, wobei in wenigstens dem ersten Wirbelbett das aufwirbelnde Medium das verdampfungsfähige Material in Dampf form ist und die Wirbelbetten indirekt erwärmt werden, wodurch das verdampfungsfähige Material von dem Feststoffmaterial
    909833/056S
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    TELSGRAMME
    2SQ1721
    entfernt wird, wobei das von dem Feststoffmaterial im ersten Wirbelbett entfernte verdampfungsfähige Material für die indirekte Erwärmung des zweiten Wirbelbettes verwendet wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet, dass in jedem Wirbelbett das aufwirbelnde Medium das verdampfungsfähige Material in Dampf form ist, wobei das erste Wirbelbett unter einem höheren Druck als das zweite Wirbelbett steht und der in jedem Wirbelbett mit höherem Druck erzeugte Dampf zur indirekten Erwärmung des nächsten Wirbelbettes mit niedrigerem Druck verwendet wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , dass das Feststoffmaterial zu einer Einrich tung geleitet wird, die es in das erste Wirbelbett einführt, das Feststoffmaterial auf den Druck des ersten Wirbelbettes unter Druck gesetzt wird, das unter Druck gesetzte Fest stoff material in das erste Wirbelbett eingeführt wird, wo es eine teilweise Trocknung erfährt, das teilweise getrocknete Feststoffmaterial dann nacheinander in ein oder mehrere Niederdruckwirbelbetten eingeführt wird und das getrocknete Feststoff material aus dem letzten Wirbelbett entfernt wird, wobei der in jedem Höherdruckwirbelbett erzeugte Dampf zur indirekten Erwärmung des nächsten Wirbelbettes mit niedrigerem Druck verwendet wird.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Feststoffmaterial nacheinander in eine Reihe von Wirbelbetten mit sukzessiv höher werdendem Druck eingeführt wird, das teilweise getrocknete Feststoff material von jedem Wirbelbett mit niedrigerem Druck zum nächsten Wirbel bett mit höherem Druck geführt wird, und das getrocknete Feststoff material von dem ersten Wirbelbett entfernt wird, wo bei das verdampfungsfähige Material, das in jedem Wirbelbett mit höherem Druck erzeugt wird, zur indirekten Erwärmung des nächsten Wirbelbettes mit niedrigerem Druck verwendet wird.
    909833/0568
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , dass das Feststoffmaterial in einem einzelnen Wirbelbett getrocknet wird, für jedes Wirbelbett unterschiedliche Zufuhrströme an Feststoffmaterial vorgesehen werden und das Feststoffmaterial in einem Zustand erhalten wird, der von dem Wirbelbett abhängt, in dem es getrocknet wurde, wobei der Dampf, der in jedem Wirbelbett mit höherem Druck erzeugt wird, zur indirekten Erwärmung des nächsten Wirbelbettes mit niedrigem Druck verwendet wird.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass das aufwirbelnde Medium im ersten Wirbelbett das verdampfungsfähige Material in Dampfform und das aufwirbelnde Medium im zweiten Wirbelbett ein anderes Gas ist, wobei der im ersten Wirbelbett erzeugte Dampf zur indirekten Erwärmung des Feststoffmaterial im zweiten Wirbelbett verwendet wird, so dass der vom zweiten Wirbelbett entfernte Dampf in Form des mit dem verdampfungsfähigen Material gesättigten anderen Gases vorliegt.
  7. 7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass das von einem Wirbelbett entfernte verdampfungsfähige Material direkt als gesättigter Dampf zu einem weiteren Wirbelbett geführt wird, um indirekt Wärme auf das weitere Wirbelbett zu übertragen und kondensiert zu werden.
  8. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das von einem Wirbelbett entfernte verdampfungsfähige Material zu einem Dampfgenerator geführt wird, an dem ein gesättigter Reindampf erhalten wird, der direkt zu einem weiteren Wirbelbett geführt wird, um indirekt Wärme auf das weitere Wirbelbett zu übertragen und kondensiert zu werden.
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  9. 9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass das verdampfungsfähige Material Wasser ist.
  10. 10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Feststoffmaterial Braunkohle ist.
  11. 11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass das Feststoffmaterial teilchenförmig vorliegt und ohne Vorsehen von einem anderen Feststoffmaterial Wirbelbetten bildet.
  12. 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis Ii, dadurch gekennzeichnet , dass das Feststoffmaterial in Klumpenform vorliegt und die Wirbelbetten ein weiteres teilchenförmiges Material, das das aufwirbelnde Material darstellt, enthalten.
  13. 13. Verfahren zum Trocknen von einem ein verdampfungsfähiges Material enthaltenden Feststoffmaterial, dadurch gekennzeichnet , dass man ein das Feststoffmaterial enthaltendes Wirbelbett vorsieht, wobei das aufwirbelnde Medium das verdampfungsfähige Material in Dampfform ist und das Wirbelbett indirekt durch das verdampfungsfähige Material in Form von einem gesättigten Dampf erwärmt wird, so dass das verdampfungsfähige Material aus dem Feststoffmaterial entfernt wird, wobei das entfernte verdampfungsfähige Material zu einem Dampfgenerator geführt wird, wo es zur Erzeugung von gesättigtem Reindampf durch Erhitzung des Kondensats aus der indirekten Erwärmung des Wirbelbettes verwendet wird.
  14. 14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der gesättigte Reindampf komprimiert wird, um einen überhitzten Dampf zu erhalten,und dann die übeihitzung beseitigt wird, um den Dampf in einen gesättigten Zustand zu bringen.
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  15. 15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet/ dass vor der Komprimierung der Reindampf erhitzt wird, um seinen Flüssigwassergehalt zu reduzieren.»
  16. 16. Wirbelbett-Trocknungsvorrichtung mit mehreren Stufen, gekennzeichnet durch wenigstens ein erstes und ein zweites Wirbelbettgehäuse {60, 62), eine Einrichtung (64,66) zur Zuführung des das verdampfungsfähige Material enthaltenden Feststoffmaterial zu jedem Gehäuse,, um darin das Bett zu bilden, eine Einrichtung C84, 98) zur Entfernung des Feststoffmaterials mit einem verringerten Gehalt an verdampfungsfähigem Material aus jedem Gehäuse, eine Einrichtung (90, 74) zur Entfernung des verdampf ungefälligen aus dem Feststoffmaterial herausgetriebenen Materials aus dem Gehäuse, und eine Einrichtung (76, 86) zum indirekten Erhitzen von jedem Wirbelbett, wobei eine Einrichtung vorgesehen ist, um das verdampfungsfähige, aus dem ersten Wirbelbett herausgetriebene Material verwenden zu können, um Wärme zur indirekten Erhitzungseinrichtung des zweiten Wirbelbettes zuzuführen .
    909833/0568'
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