DE3039001A1 - Vorrichtung zum trocknen von organischen stoffen, insbesondere braunkohle - Google Patents

Vorrichtung zum trocknen von organischen stoffen, insbesondere braunkohle

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DE3039001A1 DE19803039001 DE3039001A DE3039001A1 DE 3039001 A1 DE3039001 A1 DE 3039001A1 DE 19803039001 DE19803039001 DE 19803039001 DE 3039001 A DE3039001 A DE 3039001A DE 3039001 A1 DE3039001 A1 DE 3039001A1
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Description

Exemplar
Patentanwälte Dipl.-Ing. H. ¥eickma«n, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke
Dipl.-Ing. RAWeickmann, Dtpl.-Chem. B. Huber
dr.ing.h.liska 3039001
22 816 8000 MÜNCHEN 86, DEN
POSTFACH 860 820 MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22
VOEST-ALPINE Aktiengesellschaft
Friedrichstraße 4
A-1011 Wien / Österreich
Vorrichtung zum Trocknen von organischen Stoffen, insbesondere Braunkohle
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VOEST-ALPINE Aktiengesellschaft
Vorrichtung zum Trocknen von organischen Stoffen, insbesondere Braunkohle
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Trocknen von organischen Stoffen, insbesondere Braunkohle. Solche Braunkohle weist häufig einen sehr hohen Wassergehalt auf und ist daher in ihrer ursprünglichen Form als Brennstoff oder zur Weiterveredelung nicht oder nur schlecht geeignet. Es sind Trocknungsverfahren bekannt, bei welchen die Braunkohle unter hohem Druck mit Heißwasser und/oder Dampf behandelt wird, wodurch der Wassergehalt von organischen Stoffen abgebaut wird. Das Wasser wird dann von der getrockneten Substanz abgetrennt. Es ist auch bekannt, ein solches Verfahren kontinuierlich durchzuführen. Die bekannten Vorrichtungen zur Trocknung der organischen Stoffe in Autoklaven ergeben jedoch keinen befriedigenden Effekt. Die Erfindung bezieht sich nun im besonderen auf eine Vorrichtung zum Trocknen von organischen Stoffen, insbesondere Braunkohlen, mittels Dampf und/oder Heißwasser-mit in einem unter überatmosphärischem Druck stehenden Raum, durch welchen die organischen Stoffe in Form einer Aufschläinrung oder Suspension, vorzucfsweise kontinuierlich, hindurchgeführt werden und in welchem sie vom VJasser zumindest teilweise abgetrennt v/erden. Die Erfindung zielt darauf ab, eine solche Vorrichtung zu verbessern und besteht im wesentlichen darin, daß am oberen Ende des unter überatmosphärischem Druck stehenden Raumes wenigstens eine Zuführungsöffnung und am unteren Ende desselben wenigstens eine Austragsöffnung für die Feststoffe vorgesehen ist und daß
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zwischen Zuführungsöffnung und Austragsöffnung Siebe schräg angeordnet sind, welche durch wasserundurchlässige Wände begrenzte Räume, an welche Ableitungskanäle angeschlossen sind, überdecken und daß mehrere Siebe kaskadenartig übereinander angeordnet sind, wobei die Siebunterkanten über dem höchsten Bereich des nächst tiefer angeordneten Siebes liegen. Durch die kaskadenartige Anordnung" der Siebe übereinander wird der Trocknungseffekt wesentlich
verbessert. Das Wasser gelangt durch die Siebe in die von den Sieben überdeckten, von durch wasserundurchlässige Wände begrenzten Räume und wird von dort durch die Ableitungskanäle abgeführt. Auf den schrägen Sieben gleiten hiebei die organischen Feststoffe und da die unteren Kanten dieser Siebe über dem höchste Bereich eines tiefer angeordneten Siebes liegen, rutschen die Feststoffe wieder auf diesen Sieben bis zur Unterkante desselben
ab und gelangen wieder auf das nächst tiefere Sieb. In.der ersten Stufe der Kaskade liegt auf den Sieben im allgemeinen noch ein bereits mit Feststoffen angereicherter Schlamm vor und der Wasserentzug wird von Stufe zu Stufe die Kaskade wirk-" sanier, da die sich bildende Dampfatmosphäre inniger mit den Feststoffen in Berührung kommen kann. Auf diese Weise wird der Wassergehalt der organischen Feststoffe stufenweise abgebaut, solange, bis in der untersten Stufe bereits weitgehend getrocknete Feststoffe vorliegen, welche dann durch die Austragsöffnung abgefördert werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung sind die Siebe von Spaltsieben gebildet, deren Spalte quer, vorzugsweise senkrecht, zur Siebneigung verlaufen. Solche Spaltsiebe haben sich als besonders wirksam erwiesen.■
Gemäß der Erfindung können die Siebe bis zu einem Winkel von 45 gegen die Horizontale geneigt sein. Zweckmäßig ist hiebei die Neigung des obersten Siebes gegenüber der Horizontalen größer als die Neigung des untersten Siebes, wobei vorzugsweise die Neigung der Siebe gegen die Horizontale von oben nach unten von Stufe zu Stufe abnimmt. Bei .geringerer Siebneiguhg verweilt das zu trocknende Gut länger auf den Siebflächen als bei größerer Siebneigung. In der obersten
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Kaskadenstufe ist die Wassermenge in der Aufschlämmung noch am größten. In der nächsten Kaskadenstufe wird der Wassergehalt des zu trocknenden Gutes- immer geringer und dadurch, daß die Siebneigung geringer wird, wird das zu trocknende Gut langer der Dampfatmosphäre ausgesetzt.
Gemäß der Erfindung ist die Anordnung zweckmäßig so getroffen, daß von oben nach unten nach verschiedenen Richtungen geneigte Siebe miteinander abwechseln. Auf diese Weise wird eine geringe Breitenbemessung des unter überatmosphärischem Druck stehenden Raumes bzw. des Autoklaven ermöglicht, da auf den Sieben das zu trocknende Gut wechselweise von der einen Seite zur anderen wandert. Hiebei können gemäß der Erfindung in der Reihenfolge von oben nach unten dachförmig angeordnete Siebe mit V-förmig angeordneten Sieben abwechseln. Es können aber auch pyramidenförmig angeordnete Siebe mit hohlpyramidenförmig angeordneten Sieben abwechseln, wobei diese Pyramiden dreieckigen, viereckigen oder vieleckigen Grundriß aufweisen können. Letzten Endes können auch kegelförmige Siebe mit hohlkegelförmigen Sieben abwechseln, jedoch ist die Pyramidenform in Bezug auf die Herstellung einfacher und günstiger, da die Siebflächen eben sein können.
Gemäß der Erfindung ist zweckmäßig die Anordnung so getroffen, daß in den Raum unterhalb des untersten Siebes eine Dampfzuführungsleitung, vorzugsweise über einen Verteiler, mündet. Auf diese Weise wird Dampf in den unteren Bereich des die Siebe enthaltenden Raumes eingebracht, der nach oben steigt und die zu entwässernden Peststoffe weiter erhitzt. Hiebei steigt der Dampf im Gegenstrom zu dem zu trocknenden Gut nach oben, so daß die bereits weitgehend getrockneten Feststoffe einer größeren Erhitzung unterworfen werden als die noch einen größeren Wassergehalt aufweisenden Feststoffe. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist hiebei die Anordnung so getroffen, daß die die von den Sieben überdeckten Räume begrenzenden wasserundurchlässigen Wände ungefähr parallel zu den nächstunteren Sieben in Abstand von diesen liegen. Dadurch wird der Dampf gezwungen, über die auf den Sieben abwärtsgleitenden Feststoffe zu
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streichen, so daß eine intensive Erhitzung dieser Feststoffe durch den Dampf erzielt wird. -Durch die Ausführung dieser Wände aus schlecht wärmeleitendem Material wird eine zusätzliche Erwärmung des Abwassers vermieden.
Aus der Austragsöffnung werden die Feststoffe zumindest in weitgehend getrocknetem Zustand ausgetragen. Wenn die Trocknung auch unzureichend ist, so kann gemäß der Erfindung an die Austragsöffnung eine zu einer nachfolgenden Trocknungsstufe führende Fördervorrichtung angeschlossen sein.
Gemäß der Erfindung kann das oberste Sieb V-förmig hohlpyramidenförmig oder kegelförmig ausgebildet sein, wobei unterhalb der Zuführungsöffnung eine Verteilplatte angeordnet ist, deren Ränder, in der Draufsicht innerhalb der Außenränder des obersten Siebes liegen» Dadurch wird eine gute Verteilung des zu trocknenden Gutes erreicht. Es erfolgt von vornherein die Beschickung an der höchsten Stelle des obersten Siebes und es kann daher die Siebfläche dieses obersten Siebes voll ausgenützt werden.
Gemäß der Erfindung sind zweckmäßig die an die von den Sieben überdecken Räume angeschlossenen Kanäle an eine Sammelleitung angeschlossen, welche, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines Wasserabscheiders, zu einer zusätzlichen nachfolgenden oder vorgeschalteten Trocknungsstufe führt. In den von dem Sieb überdeckten Raum gelangt Wasser und auch Dampf mit einer hohen Temperatur und der Wärmeinhalt dieses Mediums kann auf diese Weise in einer .zusätzlichen Trocknungsstufe ausgenützt werden. Es sind aber auch in diesem Wasser noch feinkörnige Teile des lignitischen Materials enthalten, und bei Zuführung des diese feinkörnigen Teile enthaltenden. Wassers zu einer nachfolgenden Trocknungsstufe können überdies auch noch diese feinkörnigen Teile nutzbar gemacht werden. In dem Wasserabscheider kann derjenige Wasseranteil, welcher keine organischen Materialien enthält, von dem die organischen Materialien enthaltenden Anteil abgetrennt und abgeführt werden, so daß ein unnötiger Wasserballast eliminiert wird. Bei der Trocknung des organischen
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Materials entsteht CO2 und es kann daher gemäß der Erfindung an den unteren Bereich des die Siebe aufweisenden unter überatmosphärischem Druck stehenden ΙΙαμίΐΐΘΞ eine Schleuse für die Abfuhr von CO2 angeschlossen sein.
In der Zeichnung ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles, welches eine Trockeneinrichtung für Braunkohle zeigt,,schematisch erläutert.
Fig. 1 zeigt einen Axialschnitt durch einen Druckbehälter bzw. einen Autoklaven, der die kaskadenförmig angeordneten Siebe enthält. Fig. 2 zeigt einen Schnitt nach Linie II - II und Fig. 3 zeigt einen Schnitt nach Linie III - III der Fig. 1.
1 ist die Wandung des unter überatmosphärischem Druck stehenden Raumes 5, beispielsweise eines Autoklaven. In diesem Raum 5 sind pyramidenförmig ausgebildete Siebe 2 angeordnet, welche Räume 3 überdecken, die von wasserundurchlässigen und wärmeisolierten Wänden 4 begrenzt sind. Des weiteren sind hohlpyramidenförmige Siebe 6 in diesem Raum angeordnet, welche Räume 7 überdecken, die von wasserundurchlässigen und wärme!solierten Wänden 8 und 26 begrenzt sind. An die Räume 3 sind Ableitungskanäle 9 angeschlossen und an die Räume 7 sind Ableitungskanäle 10 angeschlossen. Diese Ableitungskanäle 9 und führen zu einer Sammelleitung 11. \ In der Höhenrichtung von oben nach unten wechseln hohlpyramidenförmige Siebe 6 mit pyramidenförmigen Sieben 2 ab. Die Siebe 6 und 2 sind als Spaltsiebe mit horizontalen Spalten ausgebildet.
Durch eine Leitung 12 wird eine Aufschlämmung oder Suspension von
Braunkohle in Wasser in den Raum 5 eingebracht. Die Braunkohle kann beispielsweise eine Stückgröße bis zu 20 mm aufweisen. Diese Aufschlämmung gelangt auf eine Verteilplatte 13, welche gleichfalls Pyramidenform hat. Das oberste Sieb ist ein hohlpyramidenförmiges Sieb 6 und die Ränder 14 dieser Verteilplatte 13 liegen in der Draufsicht innerhalb der Außenränder des obersten Siebes 6, so daß die eingebrachte Aufschlämmung auf den oberen Bereich des Siebes'6 fällt. Über das Sieb 6 gleitet der Schlamm nach unten ab und gelangt über eine zentrale Öffnung 15 des Siebes 6 auf das nächstfolgende pyramidenförmige Sieb
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BAD
Das. von diesem Sieb 2 abgleitende Material gelangt nun wieder auf den oberen Bereich des folgenden hohlpyramidenförmigen Siebes 6 usf.. Das Wasser gelangt durch die Spalte der Siebe in die Räume 7 bzw. 3, welche.von den Sieben überdeckt werden. Aus diesen Räumen wird nun das Wasser durch die Kanäle 9 und 10 zur Sammelleitung 11 abgeleitet. Auf diese Weise wird stufenweise das Material getrocknet und die getrocknete Braunkohle fällt dann in den untersten Bereich 16 des unter überatmosphärischem Druck stehenden Raumes 5.
In den unteren Bereich des Raumes 5 mündet eine Dampfleitung 17 über einen Verteiler 18. Der Dampf steigt nach oben und erhitzt die auf den Sieben 2 und 6 befindliche Braunkohle. Die wasserundurchlässigen Wandungen 4 und 8 liegen parallel zu den Sieben 6 und 2 in Abstand von diesen. Es bilden sich dadurch Kanäle 19, durch welche der Dampf aufsteigt, und es wird auf diese Weise der Dampf in Kontakt mit der auf den Sieben 2 und 6 liegenden Braunkohle gehalten.
Am unteren Ende des Raumes 5 ist eine Austragsöffnung 20 für die getrocknete Braunkohle angeordnet und an diese ist eine Fördereinrichtung 21 angeschlossen, welche die Braunkohle zu einer nachfolgenden Trockenstufe 22 führt, welche als Zentrifuge dargestellt ist. Aus dieser Trocknungsstufe 22 wird dann die noch weiter getrocknete Braunkohle über eine Leitung 23 und eine Druckschleuße 24 abgeführt.
Die Sammelleitung 11 ist gleichfalls zur
Trockenstufe 22 geführt, so daß der Wärmeinhalt des abgeführten Mediums und auch der in diesem "enthaltende Anteil an feinkörniger Braunkohle ausgenützt werden kann. In die Leitung 11 ist ein · Wasserabscheider 25 eingeschaltet. 27 ist die Schleuse für die Abfuhr des bei der Trocknung der lignitischen Braunkohle entstehenden CO2. Als besonders vorteilhaft hat sich eine Spaltbreite der Spaltsiebe von 0,2 bis O,5 mm erwiesen.
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Claims (15)

VOEST-ALPINE Aktiengesellschaft Patentansprüche :
1. Vorrichtung zum Trocknen und Umwandeln von organischen Stoffen, wie z.B. Braunkohle, mittels Dampf und/oder Heißwasser mit einem unter überatmosphärischem Druck stehenden Raum, durch welchen die organischen Stoffe in Form einer wässerigen Aufschlämmung oder Suspension, vorzugsweise kontinuierlich, hindurchgeführt werden .und in welchem sie vom Wasser zumindest teilweise abgetrennt werden, dadurch gekennzeichnet, daß am oberen Ende des unter überatmosphärischem Druck stehenden Raumes (5) wenigstens eine Suführungsöffnung (12) und am unteren Ende desselben wenigstens eine Austragsöffnung (20) für die Feststoffe vorgesehen ist und daß zwischen Zuführungsöffnung (12) und Austragsöffnung (20) Siebe (2,6) schräg angeordnet sind, welche durch wasserundurchlässige, vorzugsweise wärmeisolierende Wände (4,3,26) begrenzte Auffangräume (3,7) für das an den Sieben abgeschiedene Wasser, an welche Ableitungskanäle (9,10) angeschlossen sind, überdecken und daß mehrere Siebe (2,6) kaskadenartig übereinander angeordnet sind, wobei die Siebunterkanten jeweils über dem höchsten Bereich des nächsttiefer angeordneten'Siebes (2,6) liegen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Siebe (2,6) Spaltsiebe sind, deren Spalte quer, vorzugsweise normal zur Siebneigung verlaufen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Siebe (2,6) bis zu einem Winkel von 45 gegen die Horizontale geneigt sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung des obersten Siebes (6) gegenüber der Horizontalen größer ist als die Neigung des untersten Siebes, wobei vorzugsweise die Neigung der Siebe (2,6) gegen
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die Horizontale von oben nach unten von Stufe zu Stufe abnimmt.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da- durch gekennzeichnet, daß von oben nach unten nach verschiedenen Richtungen geneigte Siebe (2,6) miteinander ab-' wechseln.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß von oben nach unten dachförmig angeordnete Siebe (2) mit V-förmig angeordneten Sieben (6) abwechseln.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß von oben nach unten pyramidenförmig angeordnete Siebe (2) mit hohlpyramidenförmig angeordneten Sieben (6) abwechseln.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß von oben nach unten kegelförmige Siebe (2) mit hohlkegelförmigen Sieben (6) abwechseln.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in den Raum unterhalb des untersten Siebes (2,6) eine Dampfzuführungsleitung (17), vorzugsweise über einen Verteiler (18), mündet.
0O. Vorrichtung nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die die von den Sieben (2,6) überdeckten Räume (3,7) begrenzenden wasserundurchlässigen Wände (4,8) zumindest teilweise ungefähr parallel zu den nächstunteren Sieben (2,6) in Abstand von diesen liegen.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß an die Austragsöffnung (20) eine zu einer nachfolgenden Trocknungsstufe führende Fördervorrichtung (21) angeschlossen ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das oberste Sieb (6) V-förmig, hohlpyramidenförmig oder kegelförmig ausgebildet ist und unterhalb
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der Zuführungsöffnung (12) eine Verteilplatte (13) angeordnet ist, deren Ränder (14) in der Draufsicht innerhalb der Außenränder des obersten Siebes (6) liegen.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die an die von den Sieben (2,6) überdeckten Auffangräume (3,7) angeschlossenen Kanäle (9,10) an eine Sammelleitung (11) angeschlossen sind, welche, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines Wasserabscheides (25), zu einer zusätzlichen nachfolgenden oder vorgeschalteten Trocknungsstufe (22) führt.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß an den unteren Bereich des die Siebe (2,6) enthaltenden unter überatmosphärischem Druck stehenden Raumes (5) eine Schleuse (27) für die Abfuhr von CO^ angeschlossen ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spaltbreite der Spaltsiebe (2,6) 0.2 bis 0.5 mm beträgt.
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