DE3829669A1 - Verfahren zum trocknen von feststoffen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trocknen von Fest­ stoffen unter Verwendung eines indirekt beheizten Wirbel­ betttrockners.

Es sind bereits Verfahren zur Trocknung von Feststoffen be­ kanntgeworden, bei dem atmosphärische Wirbelbetttrockner zur Anwendung kommen und bei denen die benötigte Wärme für den Trocknungsprozeß in einer ebenfalls atmosphärischen Wirbel­ bettfeuerung erzeugt wird. Die bei dem Trocknungsprozeß an­ fallenden Brüden werden zum Teil als Trägermedium in den Wirbelbetttrockner zurückgeführt und restlich in einem Mischkondensator kondensiert.

Ein Nachteil dieses bekannten Verfahrens liegt darin, daß der Wärmeinhalt der anfallenden Brüden nicht effektiv ge­ nutzt werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Trocknen von Feststoffen zu entwickeln, das eine optimale Nutzung des Wärmeinhaltes der anfallenden Brüden gewährlei­ stet.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genann­ ten Art dadurch gelöst, daß der Wirbelbetttrockner unter Druck betrieben wird, daß zumindest ein Teil der anfallenden Brüden entstaubt und in eine Brennkammer einer Gasturbine eingeleitet wird und daß die für den Trocknungsprozeß benö­ tigte Wärme dem Abgas der Gasturbine entzogen wird.

Es ist vorteilhaft, die in dem Wirbelbetttrockner anfallen­ den Brüden so weit zu überhitzen, daß in der Entstaubungsan­ lage keine Kondensation eintritt. Bei geeignetem Umwälzge­ bläse kann für das Trägermedium auf eine Entstaubung ver­ zichtet werden und die Entstaubungsanlage entsprechend klei­ ner dimensioniert werden.

Nach weiteren Merkmalen des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Abgase der Gasturbine zunächst im Wärmetausch mit den zu überhitzenden Brüden und dann im Wärmetausch mit dem Wirbelgut des Wirbelbetttrockners und anschließend im Wärme­ tausch mit dem zu trocknenden Feststoffen abgekühlt oder können alternativ in eine nachgeschaltete Feuerungsanlage eingeleitet werden.

In den bisher bekannten Gasturbinenprozessen muß ein großer Anteil der Turbinenleistung für das Komprimieren und Fördern des Kühlluftanteiles in der Frischluftmenge aufgewendet wer­ den. Durch die vorgeschlagene Verfahrensweise gelingt es zum einen, die Verdampfungswärme der Brüden im System zu belas­ sen zum anderen eine ausreichende Brüdenmenge zur Regulie­ rung der Temperaturen in der Gasturbine zur Verfügung zu stellen. Damit kann die Frischluftmenge wesentlich reduziert und der Wirkungsgrad des Gasturbinenprozesses erheblich ver­ bessert werden.

Auf Grund einer Vorwärmung von zu trocknenden Feststoffen mit sehr hohem Wassergehalt im Wärmetausch mit den Abgasen wird eine mechanische Vorentwässerung vor Einspeisung dieser Feststoffe in den Wirbelbetttrockner wesentlich verbessert.

Werden die aus dem Wirbelbetttrockner austretenden Abgase z.B.als Wirbelmedium für eine nachgeschaltete Wirbelbettfeu­ erungsanlage verwendet entfällt die Vorwärmung für Trägerme­ dium, da die Temperatur noch ausreichend hoch ist, außerdem reduziert der in der Brennkammer der Gasturbine nicht ver­ brauchte Sauerstoff im Abgas die für den Verbrennungsprozeß erforderliche Frischluftmenge. Aber auch in anderen Arten von Feuerungsanlagen trägt der Wärmeinhalt und der Sauer­ stoffgehalt der in den Feuerraum eingespeisten Abgase zur Verbesserung des Wirkungsgrades bei. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich zum Trocknen von Feststoffen aller Art. Besondere Anwendungsfälle sind in der Trocknung von Klärschlamm, Teich- und Weiherschlämme der Kohleerzeugung, Braunkohle usw., Feststoffen also mit hohem Wassergehalt, zu sehen.

Weitere Erläuterungen zu der Erfindung sind den in den Figu­ ren 1 und 2 schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen zu entnehmen. Für gleiche Anlagenteile sind dabei jeweils die gleichen Bezugsziffern vorgesehen.

Gemäß Fig. 1 wird zu trocknender Dünnschlamm mit einem Was­ sergehalt bis 98% durch Leitung 1 der Anlage zugeführt, in einem Wärmetauscher 2 auf eine Temperatur von etwa 60°C er­ wärmt und dann in einer mechanischen Entwässerungsvorrich­ tung 3 (z.B. einer Zentrifuge) behandelt. Es entsteht ein Dickschlamm mit einem Wassergehalt von ca. 75%. Das anfal­ lende Wasser ca. 92% des Einsatzproduktes wird durch eine Leitung 18 aus der Anlage abgezogen. Der Dickschlamm wird durch eine Leitung 4 einem Mischer 5 zugeführt, mit trocke­ nem Wirbelgut vorgemischt und durch Leitung 6 in den Wirbel­ betttrockner 7 geleitet, der im vorliegenden Ausführungsbei­ spiel bei etwa 13 bar betrieben wird.

Die bei einer Temperatur von ca. 192°C anfallenden Brüden werden im Wärmeaustauscher 16 a überhitzt und dann durch eine Leitung 20 einem Filter 21 zugeführt. Die im Filter 21 abge­ schiedenen Feststoffe werden durch eine Leitung 8 gemeinsam mit dem Trockengut aus der Anlage abgezogen.

Die für den Trocknungsprozeß benötigte Wärme wird in den vorliegenden Ausführungsbeispielen dem Abgas einer Gasturbi­ ne 12 entzogen. In eine Brennkammer 11 wird durch eine Lei­ tung 10 Zusatzbrennstoff und durch einen Frischluftverdich­ ter 14 Verbrennungsluft zugeführt. Durch Leitung 25 wird ein Teil der im Filter 21 entstaubten, überhitzten Brüden eben­ falls in die Brennkammer 21 eingespeist. Der andere Teil wird über das Umwälzgebläse 23 abgezogen und dient als Trä­ germedium im Wirbelbetttrockner 7. Die Eintrittstemperatur der Gase in die Gasturbine wird durch entsprechende Mischung von Frischluft, Zusatzbrennstoffmenge und überhitzten Brüden auf ca. 900°C eingestellt.

Die Gasturbine 12 treibt einen Generator 13, der die Anlage mit Strom versorgt, und den Frischluftverdichter 14 an.

Die über 500°C heißen Abgase aus der Gasturbine 12 werden durch Leitung 15 dem Wärmetauscher 16 a/b zugeführt um dort im Wärmetausch mit den zu überhitzenden Brüden und im Wärme­ tausch mit dem Wirbelgut auf ca. 275°C abgekühlt zu werden. In dem nachgeschalteten Wärmetauscher 2 werden die Abgase im Wärmetausch mit dem Dünnschlamm auf ca. 70°C abgekühlt und durch Leitung 18 aus der Anlage abgezogen.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 unterscheidet sich von dem nach Fig. 1 im wesentlichen dadurch, daß der zu trock­ nende Feststoff Braunkohle ist, die aufgrund ihres kleineren Wassergehaltes nicht in einer Zentrifuge vorbehandelt und in einem Mischer mit Wirbelgut vorgemischt werden muß und di­ rekt durch eine Leitung 30 dem Wirbelbetttrockner 7 zuge­ führt wird. Die getrocknete Braunkohle wird dann durch ein Schleusensystem einer atmosphärischen Wirbelbettfeuerungsan­ lage 32 als Brennstoff zugeführt. Die Abgase der Gasturbine 12 dienen hier nach der Wärmeabgabe im Wärmetauscher 16 a/b als Trägermedium und entsprechend dem Verbrennungsgrad in der Brennkammer 11 auch als Sauerstoffträger in der atmos­ phärischen Wirbelbettfeuerungsanlage 32. Die Betttemperatur in der Wirbelbettfeuerungsanlage 32 wird durch die vom Frischlüfter 33 zugeführte Luftmenge geregelt.

Claims (5)

1. Verfahren zum Trocknen von Feststoffen unter Verwendung eines indirekt beheizten Wirbelbetttrockners, dadurch gekennzeichnet, daß der Wirbelbetttrockner unter Druck betrieben wird, daß zumindest ein Teil der anfallenden Brüden entstaubt und in eine Brennkammer einer Gasturbine eingeleitet wird und daß die für den Trocknungsprozeß be­ nötigte Wärme dem Abgas der Gasturbine entzogen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im Wirbelbett anfallenden Brüden geringfügig über­ hitzt werden.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein Teil der Brüden als Trägermedium in den Wirbelbetttrockner zurückgeführt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem Wirbelbetttrockner abgekühlten Abgase der Gas­ turbine im Wärmeaustausch mit den zu trocknenden Fest­ stoffen in einer Vorbehandlung weiter abgekühlt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem Wirbelbetttrockner abgekühlten Abgase der Gasturbine in eine der Trocknungsanlage nachgeschalteten Feuerungsanlage eingeleitet werden.