DE3540382A1 - Verfahren und vorrichtung zur verhinderung des kornzerfalls zerkleinerter braunkohlen und torfe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verhinderung des Kornzerfalls zerkleinerter Braunkohlen, vorzugsweise sub­ bituminöser und lignitischer Braunkohlen, sowie Torfe nach dem Trocknen, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Braunkohlen und Torfe sind nach ihrer Förderung aufgrund ihres hohen Wassergehalts, der bei Braunkohlen bis zu 60% und bei Torfen bis 90% betragen kann, nicht verwertbar und müssen zunächst auf den für ihren Verwendungszweck vorgese­ henen Wassergehalt getrocknet werden. Für Heizzwecke liegt der Wassergehalt zwischen 15 und 20%, bei Braunkohlenstaub etwa bei 10%. Der Zusammenhalt der Braunkohle- bezie­ hungsweise Torfpartikel erfolgt durch Kapillarwasser. Wird dieses Kapillarwasser durch die Trocknung ausgetrieben, besteht bei Unterschreiten eines bestimmten Feuchtigkeits­ gehalts die Gefahr, daß diese Bindekräfte verlorengehen und die Braunkohle- beziehungsweise Torfpartikel zerfallen. Be­ sonders subbituminöse und lignitische Kohlen neigen zu die­ ser Erscheinung. Die Folgen sind eine erhöhte Staubentwick­ lung der zerkleinerten Kohlen beziehungsweise Torfe, die bei einer Weiterverarbeitung, besonders aber bei einem Trans­ port, sehr hinderlich sind.

Es ist bekannt, daß vor dem Transport in offenen Eisenbahn­ waggons oder LKW die zerkleinerte Braunkohle beispielsweise mit Öl übersprüht wird, um eine Staubentwicklung zu unter­ binden. Bindemittel den zerkleinerten Braunkohlen bezie­ hungsweise Torfen zuzumischen, ist nicht bekannt. Braunkoh­ lenbriketts werden ohne Bindemittel verpreßt, während es bel Steinkohlenbriketts die Regel ist, bestimmte Bindemittel zuzufügen, um Abriebfestigkeit, Lagerfähigkeit und Stand­ festigkeit während des Verbrennungsvorgangs zu erhöhen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei getrockneten und zerkleinerten Braunkohlen sowie Torfen den Kornzerfall infolge Austritts des Kapillarwassers zu verhindern und so­ mit eine lästige Staubentwicklung zu vermeiden.

Die Aufgabe wird mit Hilfe der kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Das Zumischen von Bindemitteln ist nur bei der Herstellung von Steinkohlenbriketts bekannt. Dort wird das jeweilige Bindemittel aber erst nach der Zerkleinerung und anschlie­ ßenden Trocknung der zu verpressenden Kohlen zugemischt. Erfindungsgemäß werden diese bekannten Bindemittel auch als geeignet angesehen, die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe zu lösen. Aus der DE-OS 15 46 642 ist eine Reihe von Bindemitteln sowie ein Verfahren zur Herstellung von Agglo­ meraten, insbesondere von rauchlosen-, wasser- und trans­ portbeständigen Kohlenbriketts, bekannt. Auch hier geht es darum, eine beständige Brikettform zu erhalten, wobei ein faseriger, pulvriger oder körniger zu agglomerierender Stoff mit Hilfe eines Bindemittels zu der gewünschten Form ver­ preßt wird.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die bekannten Bindemittel aber nicht erst nach dem Zerkleinern und Trock­ nen den Kohlen beziehungsweise Torfen beigemischt, sondern bereits vor und/oder während des Trocknungsvorgangs, vor Erreichen des erwünschten Endwassergehalts. Die aufgegebenen Bindemittel haben dadurch vorteilhaft die Möglichkeit, in einen innigen Kontakt mit den Kohlen- beziehungsweise Torf­ partikeln einzugehen, diese in gewünschter Weise zu umgeben, zu "coaten", und somit während des Trocknungsvorgangs eine für das verbliebene Kapillarwasser undurchdringliche Umhül­ lung um die zerkleinerten Partikel zu ergeben. Die Umhüllung der Braunkohlenpartikel schützt diese vor mechanischen Ein­ flüssen sowie vor weiterem Verlust von Kapillarwasser und damit vor endgültiger Austrocknung und nachteiligem Korn­ zerfall in kleinste Partikel mit allen nachteiligen Folgen eines erhöhten Staubanfalls.

Nachfolgend sind einige bekannte Bindemittel aufgeführt, die sich auch für das erfindungsgemäße Verfahren eignen. Diese Liste erhebt natürlich keinen Anspruch auf Vollständigkeit, da naturgemäß jeder Stoff, der sich mit den Braunkohlen be­ ziehungsweise Torfen mischen läßt und bei einem Trocknungs­ prozeß die Partikel mit einem für das Kapillarwasser un­ durchdringlichen Überzug versieht, für dieses Verfahren ge­ eignet ist. Verwendet werden vorzugsweise solche Bindemit­ tel, die bei der Weiterverarbeitung sowie bei der Verwendung nicht stören und keinen schädlichen Einfluß, beispielsweise bei der Verbrennung, ausüben. Die Verwendung von bestimmten Bindemitteln kann sogar positive Begleiteffekte hervorrufen. Die Zumischung von Kalksuspensionen beispielsweise kann die Entstehung der schädlichen Schwefeloxide weitestgehend ver­ hindern. Eine ausführlichere Liste der entsprechend geeig­ neten Bindemittel findet sich in der DE-OS 15 46 642. Be­ kannt sind beispielsweise Stärke, Dextrine, Melasse, künst­ liche oder natürliche Harze wie beispielsweise Harnstoff­ harze, Melaminharze, Petroleumharze, Phenoplaste, Lignin­ harze, außerdem Sulfidablaugen, Alkalisilikate, Paraffine, schwere Heizöle, Peche, Bitumen oder Kalksuspensionen, um nur einige Bindemittel zu nennen.

Je nach dem gewählten Bindemittel und dessen Zusammensetzung ist es erforderlich, ein geeignetes Verfahren zu finden, die Bindemittel mit den zerkleinerten Braunkohlen beziehungs­ weise Torfen innig zu vermischen. Bei flüssigen Bindemitteln ist es möglich, diese auf die zerkleinerten Braunkohlen be­ ziehungsweise Torfe aufzusprühen, bevor diese in eine Trocknungseinrichtung aufgegeben werden. Es ist aber auch möglich, die Bindemittel erst innerhalb der Trocknungsein­ richtung auf das Gut aufzusprühen. Durch Wahl geeigneter Sprühdüsen kann das Bindemittel in genau dosierter Menge und entsprechender Form wirtschaftlich auf die zerkleinerten Braunkohlen beziehungsweise Torfe aufgesprüht werden, um diese in innigen Kontakt mit dem Bindemittel zu bringen. Liegt das Bindemittel in stückiger oder pulvriger Form vor, ist es vorteilhaft möglich, in einem Mischer, der der Trocknungseinrichtung vorgeschaltet ist, Braunkohlen bezie­ hungsweise Torfe mit diesem Bindemittel innig zu vermischen. Die Trocknungseinrichtung selbst kann mit einer Aufgabevor­ richtung versehen sein, so daß das Bindemittel während des Trocknungsprozesses in die Trocknungseinrichtung direkt aufgegeben wird. Durch die Wärmeeinwirkung während des Trocknungsprozesses erweichen oder verflüssigen sich die zugegebenen Bindemittel und erhalten somit die Möglichkeit, in innigen Kontakt mit den Kohlepartikeln oder Torfpartikeln zu treten, um sie zu umhüllen.

Im folgenden wird anhand von zwei zeichnerisch dargestellten Anlagenschemata die Einsatzmöglichkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Trocknungseinrichtung, in der dem Trockner ein Mischer zur Zumischung eines Binde­ mittels vorgeschaltet ist.

Fig. 2 zeigt eine Trocknungseinrichtung, in der dem Trockner das Bindemittel direkt aufgegeben wird.

Fig. 1 zeigt eine Trocknungseinrichtung mit vorgeschaltetem Mischer. Die Trocknungseinrichtung 1 ist im vorliegenden Fall ein Trommeltrockner. Das Verfahren ist aber nicht auf diese Bauart des Trockners beschränkt. Es kann auch jede andere Bauart von Trockner verwendet werden, beispielsweise ein Röhrentrockner oder Tellertrockner. Die in einem hier nicht näher dargestellten und bezeichneten Zerkleinerungs­ aggregat zerkleinerte Braunkohle 2 wird einem Bunker 3 auf­ gegeben, von dem sie im vorliegenden Fall mittels einer Förderschnecke 4 einem Mischer 5 aufgegeben wird. In den Mischer 5 wird die noch feuchte Braunkohle mit einem Binde­ mittel 6 innig vermischt. Das Bindemittel wird aus einem Vorratsbehälter 7 dem Mischer aufgegeben. Die Aufgabevor­ richtung für das Bindemittel richtet sich nach dessen Kon­ sistenz. Ist es flüssig, so wird es über eine Tropf- oder Sprüheinrichtung auf die Braunkohle aufgebracht und im wei­ teren Mischvorgang mit der Braunkohle innig vermischt. Bei stückigem oder pulvrigem Bindemittel kann dieses über eine Zellenradschleuse oder eine sonstige geeignete Vorrichtung dem Mischer aufgegeben werden.

Nachdem Bindemittel 6 und Braunkohle 2 in dem Mischer 5 in­ nig miteinander vermischt worden sind, wird diese Mischung 8 der Trocknungseinrichtung 1, dem Trommeltrockner, aufge­ geben. Ein Heißgaserzeuger 9 erzeugt die zur Trocknung er­ forderliche Heißluft 10, die in die Trocknungseinrichtung 1 geblasen wird. Der Trommeltrockner weist bekannte Einrich­ tungen auf, die hier nicht näher beschrieben und dargestellt sind, mit denen die eingebrachte Mischung 8 aus Braunkohlen 2 und Bindemittel 6 kräftig durcheinandergewirbelt und so­ mit in innigen Kontakt mit der Heißluft 10 gebracht wird. Der Trommeltrockner übt auf die mit Bindemittel versetzte Braunkohle eine pelletisierende Wirkung aus. Durch die Drehbewegung entsteht ein Abwälzen der mit dem Bindemittel 6 umgebenen Braunkohlepartikel 2. Durch Anlagerung von Braunkohlepartikeln aneinander und durch Umgebung dieser Partikel mit dem entsprechenden Bindemittel entsteht ein Produkt, das staubfrei ist.

Die in dem Trommeltrockner herrschende Temperatur richtet sich nach dem erwünschten Endwassergehalt der Braunkohle. Der übliche Temperaturbereich zur Trocknung liegt bei etwa 750°C, kann aber auch auf etwa 350°C gesenkt werden. Mit­ bestimmend für die gewählte Temperatur ist naturgemäß unter anderem die Zusammensetzung des gewählten Bindemittels 6. Unter der Wärmeeinwirkung erfahren die Bindemittel eine Veränderung, die hiermit laienhaft mit "Austrocknung" be­ zeichnet werden soll. Die Bindemittel "coaten" die Braun­ kohlenpartikel und infolge ihres Austrocknens bilden sie eine vergleichsweise harte Schicht um die Braunkohlenparti­ kel, die damit vor mechanischen Beschädigungen und vor dem weiteren Austritt von Kapillarwasser geschützt werden. Die so mit Bindemittel behandelte Braunkohle verläßt als staub­ freies Produkt 11 den Trommeltrockner 1.

Die heiße Abluft 12 wird beispielsweise in einem Elektro­ filter 13 entstaubt. Der anfallende Staub 17 kann dem Mi­ scher 5 aufgegeben werden, während die gereinigte heiße Ab­ luft 14 zur Ausnutzung der Restwärme über einen Wärmetau­ scher 15 geschickt werden kann und von einem Gebläse 16 ab­ gesaugt wird.

Was hier für die Trocknung von Braunkohle gesagt wurde, gilt natürlich in gleicher Weise für die Trocknung von Torf.

Fig. 2 zeigt eine Trocknungseinrichtung, der das Bindemittel direkt aufgegeben wird.

Zum besseren Vergleich mit der Anlage nach Fig. 1 sind gleiche Vorrichtungsmerkmale ebenfalls mit den gleichen Be­ zugsziffern versehen.

Die Trocknungseinrichtung 1 soll auch hier ein Trommel­ trockner sein. Hier wird ebenfalls die zerkleinerte Braun­ kohle 2 einem Bunker 3 aufgegeben, von dem sie mittels einer Förderschnecke 4 diesmal direkt dem Trommeltrockner 1 auf­ gegeben wird. Das Bindemittel 6 wird im vorliegenden Fall über einen Vorratsbehälter 7 dem Trommeltrockner 1 direkt aufgegeben.

Die Bauart der Aufgabevorrichtung 18 richtet sich nach der Konsistenz des Bindemittels. Ist das Bindemittel stückig, beispielsweise zerkleinertes Pech oder Bitumen, ist eine Fördereinrichtung und Aufgabevorrichtung für stückiges Gut erforderlich, bei pulverigem Gut kann eine pneumatische Aufgabe erfolgen, während bei flüssigem Bindemittel eine Sprühvorrichtung angebracht ist. Den Aufgabeort des Binde­ mittels kann man durch entsprechende Verlängerung der Auf­ gabevorrichtung 18, beispielsweise durch eine Verlängerung des Sprührohres, variieren, so daß die Aufgabe an einem für das Bindemittel thermisch günstigen Ort des Trockners 1 er­ folgt.

Auch im vorliegenden Beispiel laufen während des Trock­ nungsprozesses die Vorgänge ab, die bei der Beschreibung der Trocknungseinrichtung nach Fig. 1 dargestellt wurden. Die innige Vermischung von Bindemittel 6 sowie Braunkohle 2 er­ folgt im vorliegenden Fall in dem Trommeltrockner 1 selbst.

Während das Fertigprodukt 11 den Trommeltrockner 1 verläßt, wird die heiße Abluft 12 über ein Gebläse 16 abgezogen und durchströmt dabei einen Staubabscheider, beispielsweise ei­ nen Elektrofilter 13. Die gereinigte Abluft 14 kann über einen Wärmetauscher 15 geleitet werden, wo die noch nutzbare Abwärme der Abluft verwertet wird. Der im Staubabscheider abgeschiedene Staub 17 wird dem Trommeltrockner 1 wieder aufgegeben.

Auch im vorliegenden Fall ist das geschilderte Verfahren für die Mischung von Torfen mit Bindemitteln bei gleichzeitiger Trocknung geeignet.

Claims (6)

1. Verfahren zur Verhinderung des Kornzerfalls zerkleiner­ ter Braunkohlen, vorzugsweise subbituminöser und ligniti­ scher Kohlen, sowie Torfe nach dem Trocknen, dadurch gekenn­ zeichnet, daß den zerkleinerten Braunkohlen beziehungsweise Torfen vor und/oder während des Trocknungsvorgangs, vor Er­ reichen des erwünschten Endwassergehalts, Bindemittel zuge­ geben werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Bindemittel an sich bekannte Bindemittel zur Herstel­ lung von Briketts zugegeben werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Bindemittel in flüssiger Form auf die zerklei­ nerten Braunkohlen beziehungsweise Torfe aufgesprüht werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Bindemittel in stückiger oder pulveriger Form mit den zerkleinerten Braunkohlen beziehungsweise Torfen innig vermischt werden.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche in einer an sich bekannten An­ lage zur Trocknung von Braunkohlen beziehungsweise Torfen, dadurch gekennzeichnet, daß dem Trockner (1) ein Mischer (5) mit elner Vorrichtung zur Aufgabe des Bindemittels (6) vor­ geschaltet ist.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche in einer der an sich bekannten Anlagen zur Trocknung von Braunkohlen beziehungsweise Tor­ fen, dadurch gekennzeichnet, daß der Trockner (1) mit einer Vorrichtung (18) zur Aufgabe des Bindemittels (6) ausge­ stattet ist.