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Anlage zum Patentgesuch der
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Klöckner-Humboldt-Deutz Vorrichtung und Verfahren zur direkten Trocknung
von feuchtem Gut, insbesondere Kohle, Feinkohle und/oder Kohlenschlamm Die Erfindung
betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur direkten Trocknung von feuchtem
Gut, insbesondere Kohle, Feinkohle und/oder Kohlenschlamm mittels Rauchgasen einer
insbesondere mit aschehaltigen Brennstoffen und/oder Brennstoffabfall beschickten
Feuerung.
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Es ist bekannt, Stoffe, welche. weder durch hohe Temperaturen noch
-durc.h. die Einwirkung von Flugasche oder sonstigen Verbrennungsprodukten geschädig-t
werden, unmittelbar mit Feuregasen zu trocknen, (Grundlagen der chemischen Technik,
verfahrenstechnik der chemischen und verwandten Industrieen, Band 6 "DAS TROCKNEN"
von Dr.-Ing. Friedrich Kneule, Verlag H. R. Sauerländer + Co, Aarau und Frankfurt
am Main, Seite 83 unterer Absatz).
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Trockner, in denen das Trockn-ung.smittel mit dem Trockengut'in unmittelbare
Berührung kommt, werden als "direkte Trockner"
bezeichnet Dabei
haben größte Verbreitung solche direkten Trockner gefunden, bei denen zum Erzeugen
der Feuerungsgase eine Feuerung mit einem Wanderrost dient, deren Bre.nngase durch
eine geneigte drehbare. Trommel mit Einbauten zum Umschaufeln des Trockengutes hindurchgeleitet
werden. Ein solcher direkter Trommeltrockner ist beispeilsweise in Bild 342 des
Lehrbuches von A. G. Kassatkin; "CHEMISCHE VERFAHRENSTECHNIK", Band II; VEB Deutscher
Verlag für Grundstoffindustrie; Leipzig, 1961, dargestellt und beschrieben. Eine
Feuerung mit Wanderrost und Unterwindbeschickung eignet sich indessen nur zum Verfeuern
von hochwertigen Brennstoffen mit geringem Aschegehal't, beispielsweise gasreicher
-Flammkohle.
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Es ist andererseits bekannt, Trocknungsgase in mit Gas -oder Öl.gefeuerten
Heißgaserzeugern herzustellen. Die Verwendung dieser Brennstoffe machen jedoch im
Hinblick auf die Kosten dieser Energieträger ein entsprechendes Trocknungsverfahren
insbesondere für die Kohlegewinnung wirtschaftlich uninteressant.
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Andererseits ergibt sich mit steigender Nässe von Rohkohle aus Kohlenwäschen
und insbesondere bei schwierig aufzubereitenden Kohlesorten bei heutiger Energiesituation
ein erhöhter Bedarf an Trocknungsanlagen, da die strikte
-Einhaltung--
aximaler Grenzfeuchten ..bei der -äufbereiteten Kohle unabdingbar verlangt wird.
Dabei ist zu berücksichtigen, daß als Folge intensiverer Aufbereitung der Kohle
sowie infolge mechanisierter Gewinnungsverfahren mehr und mehr Fein- und Feinstgut
sowie Schlammkohle anfällt, wobei der Aschegehalt insbesondere der Schlammkohle
mit abnehmender Korngröße Überproportional zunimmt. Nicht selten enthalten solche
Kohlenschlämme zwischen 40 und 60 % Aschebestandteile. Die Verwendung dieser üblicherweise
als Abfallkohle beziechneten aschereichen Fein- und Schlammkohle ist daher problematisch.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur
wirtschaftlichen Trocknung aufbereiteter Kohle.
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zur Verfügung zu stellen und gleichzeitig eine kostensenkende Verwendung
mindestens für einen Teil der aus Kohlenwäschen anfallenden Feinkohle und Schlammkohle
zu erschließen.
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Die Lösung der Aufgabe gelingt dadurch, daß die Feuerung eine Zyklonfeuerung
ist, deren Brennkammer mit annähernd senkrechter Achse angeordnet ist.
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Mit der Erfindung ergibt sich der Vorteil, daß im Gegensatz zur Rastfeuerung
durch die Zentrifugalwirkung der Wirbelsenke in einer Zyklonbrennkammer die Aschebestandteile
zum großen Teil aus den Feuerungsgasen abgeschieden werden, bevor diese in den Trockner
gelangen.
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Es ist zwar -b.ekannt, Zyklonfeuerungen an Dampfkesseln vorzusehen.
Diese sind jedoch üblicherweise mit annähernd horizontaler Achse angeordnet und
werden mit Kohlenstaub hochwertigen Kohlensorten als sogenannte Schmelz feuerungen
betrieben, wobei Temperaturen erreicht werden, die weit oberhalb der Schmelztemperatur
der Asche liegen, so daß diese als flüssige Schlacke in einen Schlackenaustragsraum
abfließen kann. Feuerungsgase und Schlacke verlassen bei der bekannten Anordnung
der Zyklon-Schmelzfeuerung die Brennkammer in gleicher Richtung durch getrennte
Öffnungen.
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Die Anordnung einer Zyklonfeuerung nach der Erfindung mit annähernd
senkrechter Achse der Brennkammer vermeidet die Notwendigkeit, die Feuerung mit
oberhalb der Schmelz temperatur von Asche oder Schlacke liegenden Temperaturen zu
betreiben. Denn die mit annähernd seikrechter Achse angeordnete zyklonartige Brennkammer
kann mit einem so honen Abscheidungwirkungsgrad betrieben werden, daß diese in der
Lage ist, auch feine und feinste Ascheteilchen in fester Form aus dem Gasstrom auszuscheiden.
Deshalb ermöglicht d.ie Anordnung nach der Erfindung den Betrieb der Feuerung mit
minderwertiger und/oder aschereichen Brennstoffen ohne Beeinträchtigung der zu trocknenden
Kohle.
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Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Zyklonfeuerung
an einem Ende eine konzentrisch angeordnete, als Tauchrohr den zylindrischen Teil
der Brennkammer
mindestens teilweise durchdringende Abzugsleitung
für das Rauchgas aufweist, und daß deren anderes- Ende mit einem konischen Austrag
in das Schlammbecken einer Naßentschlackung mündet.
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Diese Ausgestaltung als ein echter Abscheidezyklon verleiht der erfindungsgemäßen
Vorrichtung in vorteilhafter Weise einen optimalen Wirkungsgrad zur Abscheidung
feinster,.
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ungeschmolzener Aschepartikeln.
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Dabei ist weite. r- vorgesehen, daß zum Brennstof-feintrag am Umfang
der Brennkammer tangentiale Düsen ,angeordnet sind.
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Auch können die Düsen in mindestens zwei zur Zyklonachse senkrechten
Ebenen angeordnet sein.
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Durch diese Ausgestaltung wird eine optimale Ausbildung der zentralen
Wirbelsenke in der Zyklonbrennkammer erreicht.
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Weiter ist vorgesehen, daß zwischen Zyklonfeuerung und Trockner ein
Staubabscheider angeordnet ist, dessen Austrag vorzugsweise in das Schlemmbecken
mündet. Dies hat den Vorteil, daß in den Feuerungsgasen gegebenenfalls noch enthaltene
feinste Achsbestandteile weiter abgeschieden werden, sodaß eine schädigende Einwirkung
von Flugasche auf des zu trocknende Gut vermeiden wird.
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Weil es je nach Beschaffeinheit der zu trocknenden Kohle -notwendig
i-t:-, d-ie Höhe der Temperatur der Rauchgase zu begrenzen, ist in weiterer Ausgestaltung
der Erfindung.
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vorgesehen, daß zwischen Zyklonfeuerung und Trockner ein Wärmeübertrager,
vorzugsweise für einen Dampferzeuger oder eine Heißgasturbine angeordnet ist. Gegebenenfalls
kann zur Senkung der Rauchgastemperatur eine begrenzte Beimischung von Frischluft
vorgenommen werden, jedoch nur in einem solchen Maße., um den Gehalt an freiem Sauerstoff
nicht über 10 % ansteigen zu lassen. Deswegen ist der nutzbringenden Umwandlung
zu großer Wärme in Leistungs- oder Dampferzeugung der Vorzug zu geben. Und im übrigen
ist einer der wichtigsten Vorteile der Erfindung darin zu sehen, daß durch die Möglichkeit
der Verfeuerung minderwertiger Brennstoffe die Rauchgastemperaturen relativ niedrig
sind.
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Um jedoch andererseits bei Verfeuerung minderwertiger Brennstoffe
mit hohem Aschegehalt rund extrem niedrigem Heizwert noch eine Verbrennung mit genügend
exo-thermer Wärm.etönung zu erzielen, und um die zur Trocknung not'wendigen Wärmemengen
zu erzeugen, ist mit der Erfindung in Ausgestaltung des Verfahrens gegebenenfalls
vorgesehen, daß als Brenngas Sauerstoff und vorzugsweise mit Sauerstoff angereicherte
Luft verwe-ndet wird.
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Hierdurch, sowie durch die in einer Zyklonfeuerung stattfindende innige
Berührung zwischen feinen und feinsten Brennstoffteilchen mit dem Brenngas ist es
möglich, w.ie mit der Erfindung weiter vorgEsehen, daß als Brennstoff,
getrocknete'-r
Filterkohlenschlamm verwendet w-ird.-Mit Vorteil wird hierdurch für denjenigen Teil
der Kohle, der bisher zumeist als Abfallprodukt betrachtet und auf Halde gebracht
wu-rde,-ein wirtschaftlicher Verwendungszweck erschlossen.
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Im folgend-e.n-wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles
in der Zeichnung näher erläutert.
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Die Figur zeigt einen Trommeltrockner mit der Zyklonfeuerung 1 u-nd
der Trockentrommel 9. Die Zyklonfeuerung 1 weist eine zylindrische Brennkammer 2
auf, in die tangential Düsen 6 zum Eintragen von Brennstopff und Brennluft einmünden.
Im Unteren Bereich geht die Brennkammer 2 in einen konischen Austrag 3 über, der
seinersiets in das Schlammbecken 4 einer Naßentschlackung 5 eintaucht. Im oberen
Bereich der.
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zylindrischen- Brennkammer -2 ist das Tauchrohr 7 z-entral angeordnet,
das zum Abzug der von festen Bestandteilen wie Asche, Schalcke und Staub gereinigten
Brenngase aus der Zyklonfeuerung 1 dient. Von dort gelange die Rauchgase in einen
Staubabscheider 8, dessen austragss-eitigen Auslässe 21, 21', 21'' ebenfalls in
das Schlammbecken 4 der Naßentschlackung 5 münden und aus dem Rauchgas abgeschiedenen
Staub, Asche und Schlacketilchen, dargestellt durch die.
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Pfeile 11,.12, 13-, i.n das Schlammbecken 4 austragen. Das gereinigte
Gas wird in d-ie Trockentrommel 9 geleitet und dort zusammen mit dem zu trocknenden
Gut in an sich bekannter-
Wise in innige Berührung gebracht. Aufbereitete
nasse Kohle wird im Gleichstrom mit dem Rauchgas durch die Aufgabeschurre 14 kontinuierlich
und in gleichmäßiger'Dosierung der Trockentrommel, 9 aufgegeben. Getrocknetes Gut
wird durch den Gutaustrag 15 auf ein Transportband.l6 abgegeben, während mit Brüden
angereichertes Abgas 17, entsprechend dem Pfeil 18, durch die Leitung 19 einem nicht
dargestellten Gebläse zugeführt und von dort mit einem ebenfalls nicht dargestellten
Abgaskamin abgeführt wird. Die im Schlammbecken 4 der Naßentschlackung 5 zu Schlamm
sedimentierten Feststoffteilchen der Verbrennungsrückstände werden durch den Austrag
20 in einen Transportbehälter 22 ausgetragen und zur Deponie gebracht.
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Um die Rauchgase gegebenenfalls soweit zu kühlen, daß eine schädigende
thermische Einwirkung auf das zu trocknende Gut vermieden wird,,ist ein Wärmeübertrager
23 angeordnet, der entweder zur Dampferzeugung verwendet wird, oder auch zur Leistungserleugung
beispielsweise mit Hilfe einer in der Figur nicht dargestellten Heißgasturbine.