DE3128865C2

DE3128865C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Mahltrocknen von vorgebrochener Rohbraunkohle zu Braunkohlenstaub

Info

Publication number: DE3128865C2
Application number: DE3128865A
Authority: DE
Inventors: Bernhard Dipl.Ing. 5020 Frechen Rüter
Original assignee: Rheinische Braunkohlenwerke AG
Current assignee: Rheinbraun AG
Priority date: 1981-07-22
Filing date: 1981-07-22
Publication date: 1989-02-02
Also published as: DE3128865A1; AU558252B2; US4498632A; AU8881282A

Abstract

Rohbraunkohle wird in einer Ventilatormühle in Gegenwart eines heißen und sauerstoffarmen Trocknungsgases zu Braunkohlenstaub gemahlen und gleichzeitig getrocknet. Staubförmige Feinanteile der Rohbraunkohle werden bereits vor dem Mahlen ausgeschieden und anschließend getrocknet, während das Mahlen der übrigen Teile in Abhängigkeit von deren Korngröße und Feuchtigkeitsgehalt erfolgt. Hierzu wird die Rohbraunkohle jeweils vor der Aufgabe auf die Ventilatormühle und nach dem Mahlen gesichtet und gesiebt, wobei die nicht genügend feinen Anteile noch einmal zurückgeführt werden. Die erneute Aufgabe erfolgt nach der Aufgabe der frischen Rohbraunkohle. In einer Anlage zur Durchführung des Verfahrens ist jeweils ein Sichter vor und hinter der Ventilatormühle so angeordnet, daß deren jeweiliger Grobaustrag örtlich unterschiedlich vor der Ventilatormühle mündet, wobei das gleiche Gas sowohl zur pneumatischen Förderung der Rohbraunkohle im Sichter als auch zur Konditionierung des Trocknungsgases dient. Das Träger- und Trocknungsgas läuft in einem im wesentlichen geschlossenen Kreislauf um.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Mahltrocknen von vorgebrochener Rohbraunkohle zu Braunkohlenstaub in einer Ventilatormühle in Anwesenheit eines insbesondere sauerstoffarmen, heißen Trocknungsgases, in welches die Rohbraunkohle vor der Beaufschlagung der Ventilatormühle aufgegeben wird.

Aus der DE-PS 6 71 399 ist eine Mahltrocknungsanlage zur Herstellung von Kohlenstaub bekannt, bei weieher das Mahlgut unabhängig von seiner Korngröße nur an einer Stelle in das Trocknungsgas eingeführt wird, so daß die Verweilzeit innerhalb des Trocknungsgases bis zum Erreichen der Ventilatormühle für alle Korngrößen mehr oder weniger gleich ist

Beim Trocknen von Braunkohle werden schon bei relativ niedrigen Temperaturen flüchtige Bestandteile ausgetrieben. So werden z. B. oberhalb von 150—180° bereits CO₂ und oberhalb ungefähr 250°C auch Methan ausgetrieben. Ab 300 bis 350° C wird der in der Braunkohle vorhandene Sauerstoff frei und gelangt in die At¹ mosphäre der Mahlkammer. Dies ist im Hinblick auf die erforderliche inerte Verfahrensführung nachteilig und unerwünscht Darüber hinaus hat das Austreiben der flüchtigen Bestandteile auch eine Verringerung des Heizwertes der verbleibenden Kohle zur Folge. Dies ist jedenfalls dann nachteilig, wenn die Kohle nicht anschließend gemeinsam mit deu zuvor ausgetriebenen flüchtigen Bestandteilen verbrannt wird. Außerdem ist die Möglichkeit nicht auszuschließen, daß die ausgetriebenen flüchtigen Bestandteile zu unzulässigen Emmissionen oder zum Entstehen von Explosionsgefahr führen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der einleitend beschriebenen Art so auszugestalten, daß beim Mahltrocknen von Braunkohle zu Braunkohlenstaub das Austreiben der flüchtigen Bestandteile weitgehend vermieden oder doch zumindest wesentlich reduziert wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, daß die Rohbraunkohle von deren Aufgabe in das Trocknungsgas in Fein- und Grobanteile aufgeteilt wird und die Aufgabe der einzelnen Anteile der Rohbraunkohle in das Tocknungsgas in Abhängigkeit von deren Korngröße derart erfolgt, daß die Verweilzeit im Trocknungsgas mit abnehmender Korngröße abnimmt.

Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, daß das Austreiben der flüchtigen Bestandteile nicht nur von der Temperatur, sondern auch noch von der Kohlekörnung und der Verweilzeit des Kornes in der heißen Atmo-Sphäre des Trocknungsgases abhängig ist. Infolge dessen muß bei gegebener Verweildauer des Kornes im Trocknungsgas die zulässige Trocknungstemperatur umso geringer sein, je kleiner die Korngröße ist, wenn ein Austreiben der flüchtigen Bestandteile vermieden oder doch zumindest merklich verringert werden soll. Im Fall der Mahltrocknung in Ventilatormühlen ist die Verweilzeit des Kornes insoweit vorgegeben, als sie sich aus der Strömungsgeschwindigkeit und der Länge der

durchströmten Trocknungsstrecke etwa vom Punkt der Aufgabe in die Trocknungsstrecke bis etwa zum Eintritt in den der Ventilatormühle nachgeschalteten Sichter bemißt. D. h., daß die Verweildauer durch den Ort der Zugabe in Abhängigkeit von der Körnung beeinflußbar ist Dementsprechend wird die Rohbraunkohle getrennt nach Körnungsfraktionen aufgegeben, und zwar derart, daß kleinere iCohlekörner an der Stelle tieferer Trocknungsgastemperaturen in die zur Ventilatormühle führende Trocknungsstrecke aufgegeben werden. Bekanntlich sinkt die Gastemperatur in der Trocknungsstrecke im Augenblick der Aufgabe der ersten Kohle.

Es wäre auch möglich, die Rohbraunkohle in Abhängigkeit vom Feuchtigkeitsgehalt in die Trocknungsstrecke einzugeben derart, daß weniger feuchte Kohle bei tieferen Temperaturen in die Trocknungsstrecke eingeführt wird als feuchtere Kohle. Da jedoch gröbere Kornfraktionen im allgemeinen mehr Feuchtigkeit an sich binden als Feinkörnungen, reicht es normalerweise aus, die Rohkohle vor der Aufgabe nach deren Körnung zu klassieren und die einzelnen Kornfraktkmen in Abhängigkeit von deren Korngröße in die Ttocknungsstrecke einzuführen.

Zwar ist durch die DE-OS 26 17 274 eine Mahltrocknungsanlage bekannt, bei welcher das zu trocknende Material, das sich aus mehreren Komponenten zusammensetzen kann, in ein vertikales Rohr eingegeben wird, welches von unten nach oben von einem Trocknungsgas durchströmt wird, dessen Geschwindigkeit so eingestellt ist, daß das aufgegebene Material bis zu einer bestimmten Korngröße vom Gasstrom mitgerissen wird, wohingegen die gröberen Körner entgegen der Strömungsrichtung nach unten in eine Vorzerkleinerungsmaschine fallen. Das Problem, das Austreiben von flüchtigen Bestandteilen aus dem Mahlgut zu vermeiden, tritt bei den in der Vorveröffentlichung genannten Materialien nicht auf. Vielmehr soll die am Ort der Aufgabe erfolgende Klassierung dazu dienen, solche Komponenten auszuscheiden, die in den Zerkleinerungseinrichtungen einen starken Verschleiß bewirken. Eine unterschiedliche Behandlung der Komponenten in Abhängigkeit von deren Feuchtigkeitsgehalt ist nicht erwähnt

Ferner ist durch die DE-AS 25 17 966 eine Einrichtung zum Herstellen von feinkörnigem Gut aus einem festen, stückigen Gut bekannt, welche mit einer Siebhammermühle und einem dieser nachgeschalteten Trockner versehen ist. Hierbei wird jedoch so vorgegangen, daß das Ausgangsgut zunächst auf einen bestimmten Korngrößenbereich zerkleinert und erst dann getrocknet wird, ohne daß beim Trocknungsvorgang unterschiedliche Korngrößen in unterschiedlicher Weise behandelt würden.

Demgegenüber ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren eine einwandfreie Mahltrocknung von Braunkohle, ohne daß der Heizwert des resultierenden Braunkohlenstaubs durch Verlust an flüchtigen Bestandteilen eine merkliche Reduzierung erfährt. Außerdem treten weniger Emissionen auf, die umweltschädlich sind oder sonstwie zu Gefährdungen führen könnten. Es ist ohne weiteres möglich, inerte Bedingungen einzuhalten. Der bei Anwendung des Verfahrens gemäß der Erfindung notwendige Mehraufwand ist vernachlässigbar gering. Die Aufgabe der grobkörnigen Teile der Rohbraunkohle in das Trocknungsgas erfolgt vorteilhaft örtlich vor deren feinkörnigeren Teilen. Zweckmäßig wird die Rohbraunkohle zum Aufteilen in die Fein- und Grobanteile gesichtet und/oder gesiebt.

Die Erfindung bezieht sich außerdem auf eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäOen Verfahrens, welche die Merkmale des Oberbegriffs des Patentanspruches 5 umfaßt und durch die kennzeichnenden Merkmale dieses Anspruches gekennzeichnet ist.

Im allgemeinen reicht ein einzelner Sichter aus, der der Ventilatormühle vorgeschaltet ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus den Patentansprüchen6und7.

Nachfolgend ist die Erfindung an Hand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 das Schema einer Vorrichtung zum Mahltrocknen von vorgebrochener Rohbraunkohle zu Braunkohlenstaub und

Fig.2 eine Abwandlung der Vorrichtung gemäß Fig. I.
Die Vorrichtung oder Anlage wiirft eine Ventilator-

2ö mühle i von an sich bekannter Art und Bauweise auf, wie sie in modernen Kohlekraftwerken zum Einsatz kommt Der Mühle 1 sind ein Heißgaserzeuger bzw. -generator 2 und ein Rohkohlenbunker 3 vorgeschaltet Am Austritt des Rohkohlenbunkers 3 ist ein erster Sichter 4 angeordnet, dessen Grobaustrag in eine als Fallschacht ausgebildete Trocknungsstrecke 15 mündet, die den Heißgasgenerator 2 mit dem Eintritt der Ventilatormühle 1 verbindet Hinter der Ventilatormühle 1 befindet sich ein Aufwärtsschacht 16, der als Zuführung in einem zweiten, nachgeschalteten Sichter 5 endet Der Grobaustrag dieses nachgeschalteten Sichters 5 mündet wiederum im Fallschacht 15, und zwar an einer Stelle, die näher an der Ventilatormühle 1 liegt als die Stelle, an der die Rohkohle aus dem Sichter 4 in den Fallschacht 15 gelangt Der Feinaustrag aus dem Sichter 4 führt gewissermaßen um die Ventilatormühle 1 herum und endet im Aufwärtsschacht 16 an einer Stelle, $e noch genügend weit vom Eintritt des Aufwärtsschachtes 16 in den zweiten Sichter 5 entfernt ist, um dem aus dem Sichter 4 zugeführten Feinanteil eine ausreichende Verweilzeit und somit Trocknung zu sichern, bevor der Eintritt in den zweiten Sichter 5 erfolgt.

Der Feinaustrag des zweiten Sichters 5 gelangt in einen Abscheider 6, worin der ausgemahlene Staub von den Trocknungsgasen getrennt wird. Der aus dem Staubabscheider 6 abgezogene Staub wird einem Staubkühler 11 zugeführt, in welchem er auf Lagertemperatur abgekühlt wird. Die den Abscheider 6 verlassenden, noch staubbeladenen Gase gelangen in einen Filter 7 üblicher Bauart, in welchem sie sich wesentlich abkühlen und zum »Kaltgas« werden, während sie gleichzeitig ihrer restlichen Staubfracht entledigt werden. Dieser Reststaub wird ebenfalls dem Staubkühler 11 zugeführt.

Die aus dem Filter abgezogenen »Kaltgase« haben immerhin noch eine Temperatur zwischen 100 und 15O⁰C und werden von einem Kaltgasgebläse 13 wieder an den Anfang des Verfahrenskreisiaufes gefördert, um sich auf je eine Leitung vor bzw. hinter den Heißgaserzeuger 2 und — über den Ausgang des Robjcönlenbunkers 3 — zum ersten Sichter 4 zu verteilen. Bei den? »Kaltgas« handelt es sich um ein an sich nicht brennbares Gemisch von ^:m Heißgaserzeuger erzeugten Verbrennungsgasen, geringe Mengen von Falsch-Luft, den bei der Trocknung der Braunkohle ausgetretenen Brüden (H₂O), Stickstoff (N₂), Kohlenmonoxid (CO), Kohlendioxid (CO2), Spuren von Staub sowie Spuren von den unvermeidbar bei de? Mahltrocknung ausgetretc-

nen flüchtigen Bestandteilen.

Beim Durchgang des Kaltgases durch den Auslaß des Rohkohlenbunkers 3 bewirkt es die Förderung der Rohbraunkohle in den Sichter 4 und erzeugt da selbst die zur Sichtung erforderliche Strömung.

Hinter dem Kaltgasgebläse 13 zweigt noch eine weitere Leitung ab und führt einen Teil des Kaltgases in einen Luftvorwärmer 12, über den die im Heißgaserzeuger 2 benötigte Verbrennungsluft zugeführt wird. In diesem Fall erwärmt der abgezweigte Teilstrom an Kaltgas to zunächst die angesaugte Verbrennungsluft. Das so abgekühlte Kaltgas wird anschließend durch den Staubkühler 11 geleitet, wo es sich wieder erwärmt, um schließlich in den Staubfilter 7 zurückgeführt zu werden, wo es die im Staubkühler 11 in direkter Berührung mit dem Staub aufgenommene Staubfracht wieder abgibt. Aufgrund dsr bisher geschilderter. Vcrfahrcnsführung innerhalb eines im wesentlichen geschlossenen Kreislaufes des Kaltgases wird eine besondere wirtschaftliche Verfahrensweise mit häufigem Wärmetausch und Rücktausch erreicht. Auf diese Weise bleibt die notwendige Verfahrenswärme weitgehend erhalten.

An einigen Stellen ist es jedoch unerläßlich, in den an sich geschlossenen Kreislauf von außen einzugreifen. So ist beispielsweise zur Inertisierung der Anlage beim An- und Abfahren eine Brennkammer 9 vorgesehen, die ein Inertgas erzeugt, welches einen nachgeschalteten Kühler 10 durchströmt, bevor es vom Kaltgasgebläse 13 mit in den Kaltgaskreislauf hineingefördert wird. Die Leistung der Brennerkammer 9 ist so bemessen, daß die Abstrahlungsveriuste im Kaltgaskreislauf ausgeglichen werden können, so daß beim Abschalten der Anlage im System auftretende Kondensations- und Restfeuchtigkeiten daraus ausgetrieben werden können. Als bevorzugte Brennstoffe für die Brennkammer 9 gelten Gas und öl, weil diese Brennstoffe mit sehr geringem Luftüberschuß verbrannt werden können.

Der sich einstellende Überschuß an Kaltgas wird üblicherweise über einen Kamin 9 abgelassen.

Wenigstens eine Öffnung nach außen weist der Kreislauf notwendigerweise auch auf, und zwar im Eingang zum Heißgasgenerator 2 an der Stelle der Brennstoffzufuhr zur Erzeugung des Trocknungsgases und/oder im Eingang zum Luftvorwärmer 12, wo die erforderliche Verbrennungsluft für den Heißgasgenerator 2 angesaugt wird. Etwa anfallendes Kondensatwasser wird zweckmäßigerweise sofort am Luftvorwärmer ausgeschieden noch bevor es in den Kreislauf des zu erzeugenden Trocknungsgases gelangt.

Die Zugabe von Wasser wird erforderlich, wenn die Mahlanlage bei Teillast oder bei geringem Wasseranteil der Rohkohle gefahren werden muß. Zur Aufrechterhaltung der inerten Atmosphäre in der Mahlanlage wird deshalb an einer geeigneten Stelle 14 Wasser in die Ventilatormühle 1 eingedüst. Dadurch wird eine höhere Rohkohlenfeuchte simuliert, und durch die größere erforderliche Trocknungsgasmenge sowie durch die infolge der Wasserzugabe vermehrten Brüden bleibt die Gasatmosphäre im Inneren des Systems inert.

Zur Kühlung des im Abscheider 6 und Filter 7 abgeschiedenen Feinstaubes kann als Staubkühler 11 eine Kühlrinne vorgesehen werden, worin der etwa 100⁰C heiße Staub mit im wesentlichen der hinter dem KaItgasgcbläse 13 abgezweigten Teilmenge an Kaltgas bzw. Rückbrüden fluidisiert wird.

Anstelle der beschriebenen Aufgabe der Rohkohle kann eine Abwandlung für die Rohkohlenaufgabe beispielsweise darin bestehen, daß anstelle des Sichters 4.

worin die Rohkohle pneumatisch transportiert werden muß, eine Siebeinrichtung 18 vorgesehen wird (Fig. 2). Eine derartige Siebeinrichtung wird beispielsweise unterhalb des Rohkohlenbunkers 3 angeordnet und nimmt die Trennung der Rohkohle in grobe und feine Fraktionen 20 bzw. 22 vor. Die Zuleitung der beiden Fraktionen 20, 22 zum Trocknungsgasstrom erfolgt wie zuvor beschrieben.

Neben Braunkohle wurden auch bereits andere, brennbare Stoffe, wie z. B. Steinkohle nach dem beschriebenen Verfahren mit guten Ergebnissen gemahlen und getrocknet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Mahltrocknen von vorgebrochener Rohbraunkohle zu Braunkohlenstaub in einer Ventilatormühle in Anwesenheit eines insbesondere sauerstoffarmen heißen Trocknungsgases, in weiches die Rohbraunkohle vor der Beaufschlagung der Ventilatormühle aufgegeben wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohbraunkohle vor deren Aufgabe in das Trocknungsgas in Fein- und Grobanteile aufgeteilt wird und die Aufgabe der einzelnen Anteile der Rohbraunkohle in das Trocknungsgas in Abhängigkeit von deren Korngröße derart erfolgt, daß die Verweilzeit im Trocknungsgas mit abnehmender Korngröße abnimmt

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daü die Aufgabe der grobkörnigen Teile der Rohbraunkohle örtlich vor deren feinkörnigeren Teilen in das Trocknungsgas erfolgt

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohbraunkohle zum Aufteilen in die Fein- und Grobanteile gesichtet und/ oder gesiebt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem die Rohbraunkohle nach der Beaufschlagung der Ventilatormühle gesiebt und/oder gesichtet wird und die gröberen Anteile vor die Ventilatormühle zurückgeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Anteile der vor der Beaufschlagung der Ventilatormühle gesiebten und/oder gesichteten Rohbraunkohle örtlich vor den gröberen Anteile= der nach der Beaufschlagung der Ventilatormühle gesiebten und/ oder gesichteten Rohbraunkohle auf das Trock* nungsgas aufgegeben werden.

5. Vorrichtung zum Mahltrocknen von vorgebrochener Rohbraunkohle zu Braunkohlenstaub zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einer Ventilatormühle und einem am entgegengesetzten Ende einer zur Ventilatormühle führenden Trocknungsstrecke angeordneten Heißgasgenerator sowie einem Rohkohlenbunker für die vorgebrochene Rohbraunkohle und wenigstens einem Sichter hinter der Ventilatormühle zum Sichten der Rohbraunkohle bzw. der vorgetrockneten, zerkleinerten Braunkohle, einem Staubabscheider, einem Filter und einer Kaltgasleitung mit wenigstens einer Abzweigung am Gasabzug des Filters, dadurch gekennzeichnet, daß im Anschluß an den Rohkohlenbunker (3) wenigstens ein Sichter (4) vor der Ventilatormühle (1) so angeordnet ist, daß dessen Grobaustrag zur Ventilatormühle (1) hin örtlich vor dessen Feinaustrag in die Trocknungsstrecke (15) mündet, wobei wenigstens ein Zweig der Kaltgasleitung in die Trocknungsstrecke (15) und der andere Zweig in den vor der Ventilatormühle (1) angeordneten Sichter (4) endet.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der der Grobaustrag des hinter der Ventilatormühle angeordneten Sichters vor der Ventilatormühle in die Trocknungsstrecke mündet, dadurch gekennzeichnet, daß der Grobaustrag des vor der Ventilatormühle (1) angeordneten Sichters (4) in die Trocknungsstrecke (15) in Zuführrichtung der Braunkohle zur Ventilatormühle (1) gesehen oberhalb des Grobaustrages des hinter der Ventilatormühle (1) angeordneten Sichters (5) mündet, in dessen Zuführung (16) der Feinaustrag des vor der Ventilatormühle (1) ange

ordneten Sichters (4) mündet

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Zweig der Kaltgasleitung unmittelbar hinter dem Heißgasgenerator (2) in die Trocknungsstrecke (15) endet, während der im vorderen Sichter (4) endende Zweig durch den Austrag des Rohkohlenbunkers (3) hindurchgeführt ist.