DE3879948T2

DE3879948T2 - Kohlefeuchtigkeitsregelverfahren.

Info

Publication number: DE3879948T2
Application number: DE19883879948
Authority: DE
Inventors: Yoshiaki Hukunaga; Keiichi Komai; Katsuhisa Matsuyama; Akira Nakamura; Huminobu Ono; Takeshi Wakabayashi
Original assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd; Mitsui Mining Co Ltd
Current assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd; Mitsui Mining Co Ltd
Priority date: 1987-09-03
Filing date: 1988-11-22
Publication date: 1993-07-01
Anticipated expiration: 2008-11-23
Also published as: EP0370144B1; JPH0759709B2; DE3879948D1; JPH01230916A; EP0370144A1

Description

Es ist bekannt, daß das Verringern der Feuchtigkeit von Backkohle vor dem Eingeben derselben in einen Backofen dazu dienen kann, die Qualität des Backerzeugnisses sowie die Produktivität, die Lebensdauer und den Wärmewirkungsgrad des Backofens zu verbessern.
Es ist auch bekannt, daß das Trocknen thermischer Kohle vor dem Einführen derselben in einen Boiler den Wärmewirkungsgrad verbessert und es ermöglicht, die Größe des Abgasbehandlungssystems zu verringern.
Die Erfindung gibt ein wirkungsvolles und wirtschaftliches Kohlefeuchtigkeits-Einstellverfahren durch Anwenden eines Rohrtrockners auf hochqualitative Kohle an.
Rohrtrockner sind derart aufgebaut, daß mehrere Rohre axial in einem geneigten Drehzylinder angeordnet sind. Bei einem bekannten Typ eines Rohrtrockners, der als Rohrtrockner vom "Kohle-Im-Rohr"-Typ bekannt ist, wird zu trocknende Kohle durch das Rohr geleitet, während ein Heizmedium wie Dampf entlang der Außenfläche des Rohrs geführt wird, so daß die zu trocknende Kohle indirekt erhitzt wird. Bei einem anderen bekannten Typ eines Rohrtrockners, der als Rohrtrockner vom "Dampf-Im-Rohr"-Typ bekannt ist, wird ein Heizmedium wie Dampf durch ein Rohr geleitet, während zu trocknende Kohle entlang der Außenfläche des Rohrs geführt wird, wodurch sie indirekt beheizt wird.
Bisher wurde der Rohrtrockner vom Kohle-Im-Rohr-Typ nur zum Trocknen von Braunkohle mit hohem Wassergehalt (Wassergehalt: 60 bis 70 Gew.%) bis auf einen Wert von 20 bis 30 Gew.% verwendet.
Es ist ein solcher herkömmlicher Rohrtrockner bekannt, bei dem eine durch eine flache Stange (Breite 20 bis 30 mm) mit Spiralform gebildete Rühreinrichtung in jedes Rohr eingesetzt ist. Die Rühreinrichtung erhöht die Wahrscheinlichkeit, daß die Kohle in Berührung mit der Innenfläche (Wärmeübertragungsfläche) des Rohrs gebracht wird.
DE-C-611988 offenbart einen Schultz-Trockner, der ein Rohrtrockner vom Kohle-Im-Rohr-Typ ist, zum Trocknen eines Materials, z.B. von Brikettierkohle.
Als anderer Kohle-Im-Rohr-Typ ist eine Struktur bekannt, wie sie im US-Patent Nr. 3,765,102 offenbart ist. Diese Struktur ist, wie dies in den Fig. 9 und 10 dargestellt ist, auf solche Weise aufgebaut, daß eine durch flache Stangen 2, die in Form von Rippen in Längsrichtung an der Innenseite des Rohrs 1 angeordnet sind, gebildete Rühreinrichtung vorhanden ist, um die Kontaktfläche mit der Wärmeübertragungsfläche dadurch zu vergrößern, daß eine körnige Schicht aufgenommen oder hochgetragen wird. Ein Bezugszeichen 3 bezeichnet eine Heizrohrwand, ein Bezugszeichen 4 kennzeichnet einen Stützring und ein Bezugszeichen 5 kennzeichnet ein Überlaufelement.
Da eine derartige lange und komplizierte Rühreinrichtung entlang des Rohrs angeordnet werden muß, wird das Gewicht vergrößert und die Arbeit zum Austauschen, Reinigen und Warten wird kompliziert.
Das im oben beschriebenen US-Patent angegebene System, bei dem ein Überlaufelement am Auslaßabschnitt des Rohrs vorhanden ist, um die Kohleverweilzeit einzustellen, ist dahingehend nachteilig, daß die Teilchen ungleichförmig werden, ein Teil der Kohle übermäßig getrocknet wird und es schwierig ist, vollständiges Entladen zu erzielen. Infolge dieser Tatsachen neigen feine Teilchen zum Aufschichten, was Korrosion hervorruft.
Rohrtrockner vom Kohle-Im-Rohr-Typ wurden zum Trocknen von Braunkohle entwickelt und wurden nicht für Hochqualitätskohle wie Backkohle verwendet.
Hochqualitätskohle wie Backkohle enthält nur etwa 10 bis 20 Gew.% Wasser, selbst wenn dieselbe außer Haus gelagert wird, wodurch sie geringere Feuchtigkeit als Niederqualitätskohle, wie Braunkohle aufweist. Da diese Hochqualitätskohle dann, wenn sie getrocknet wird und die Feuchtigkeitsmenge abnimmt, stärker staubt, wird der Wassergehalt der Kohle vorzugsweise bis auf einen Wert von 4 bis 7 Gew.% am Auslaßabschnitt des Trockners getrocknet.
Darüber hinaus hat Backkohle im allgemeinen geringere Fließfähigkeit als Braunkohle.
Daher kann im Vergleich zum Fall mit Braunkohle die Menge zu verdampfenden Wassers nur auf 1/2 bis 1/3 derjenigen im Fall von Braunkohle beschränkt werden, wenn dieselbe Menge an Kohle verwendet wird. Daher entsteht das Erfordernis, daß die zu behandelnde Menge auf das Zwei- oder Dreifache erhöht werden sollte. Jedoch kann ein Rohrtrockner vom herkömmlichen Typ aufgrund des durch den zu kleinen Widerstand seines Rohrs und die zu komplizierte Form der im Raum zwischen den Rohren angeordneten Rühreinrichtung hervorgerufenen Fließwiderstands keine ausreichende Menge an Kohle behandeln.
Als Beispiel eines Rohrtrockners vom Dampf-Im-Rohr-Typ ist ein Kohletrockner bekannt, wie er in der Veröffentlichtung Nr. 63-3089 zu einem Japanischen Ungeprüften Patent offenbart ist, bei dem ein austenitischer, säurebeständiger, rostfreier Stahl in seinem Einlaßabschnitt verwendet wird, ein austenitischer, rostfreier Ferrostahl in seinem Mittelabschnitt und ein Kohlenstoffstahl in seinem Auslaßabschnitt verwendet wird.
Da bei einem Rohrtrockner vom Dampf-Im-Rohr-Typ das Backkohlen-Beschickungsverhältnis im allgemeinen 10 bis 20 % beträgt und die Wärmeübertragungsfläche nicht wirkungsvoll genutzt werden kann, muß die Kapazität derartiger Vorrichtungen vergrößert werden. Darüber hinaus ist der Weg, den die Kohle durchläuft zu kompliziert, was dazu führt, daß das Anhaften und Ansammeln feines, erzeugten Teilchenmaterials zu Korrosion führt.
Gemäß der oben genannten Veröffentlichung Nr. 63-3089 zu einem Japanischen Ungeprüften Patent ist es bekannt, daß dann, wenn die Temperatur der Wand des Rohrs, die in Berührung mit der Kohlenschicht gebracht wird (die Innentemperatur) auf eine niedrige Temperatur (120º C oder weniger, manchmal beträgt sie 130º C oder weniger) abgesenkt wird, aus der Kohle herrührende Komponenten (SO&sub4;²&supmin; oder Cl&supmin;) Korrosion hervorrufen.
Darüber hinaus wird gemäß dem oben angegebenen Japanischen Patent ein hochwertiges Material wie austenitischer, rostfreier Ferrostahl verwendet, um solche Korrosion zu vermeiden. Obwohl ein derartiges, oben genanntes Material gegenüber solcher Korrosion beständig ist und seine Lebensdauer verlängert werden kann, ist dies nicht wirtschaftlich, da die Materialkosten zu hoch werden (derartige Materialien kosten im wesentlichen das Zwanzigfache gegenüber Kohlenstoffstahl).
Im allgemeinen ist in einem Trockner vom Dampf-Im-Rohr-Typ Dampfkondensat, das Wärmeaustausch mit der Kohle erfuhr, im Rohr vorhanden. Daher wird die Temperatur der Wand des Rohrabschnitts, der mit dem kondensierten Wasser mit relativ hohem Widerstand für Wärmeübertragung gebracht wird, erniedrigt, was Korrosion hervorruft.
Da die Struktur des Rohrs vom Dampf-Im-Rohr-Typ dazu neigt, kondensiertes Wasser an der Wärmeübertragungsfläche zurückzuhalten, muß das Rohr aus hochwertigem Material hergestellt werden oder der Dampfdruck muß erhöht werden, um die Temperatur des Mantels hochzuhalten, was beides nicht wirtschaftlich ist.
Viele Trockner vom Kohle-Im-Rohr-Typ wurden als Trockner für Braunkohle mit hohem Wassergehalt verwendet, jedoch sind keine Berichte dazu vorhanden, daß im Tieftemperaturbereich Korrosion auftrat, da Braunkohle eine andere Zusammensetzung als mit der Erfindung zu behandelnde Kohle (hauptsächlich Backkohle) aufweist.
Die Erfindung gibt einen Prozeß oder ein Verfahren an, zum Einstellen der Feuchtigkeit in Kohle eines Typs, der relativ hochwertiger Kohle entspricht, wie Backkohle, wirkungsvoll einzustellen, bei welchem Verfahren ein Rohrtrockner verwendet wird, der so aufgebaut ist, daß die zu trocknende Kohle oder dergleichen durch das Rohrinnere geführt wird, während jedes Heizmedium an der Außenseite des Rohrs entlanggeführt wird.
Ein Phänomen, gemäß dem Kohle in Drehrichtung angehoben wird, der so vergrößerte Winkel den Ruhewinkel überschreitet und die körnige Kohleschicht herunterfällt, wird als Dörrwirkung bezeichnet.
Die Erfinder haben durch Experimente herausgefunden, daß die Dörrwirkung stabil erzeugt werden kann, wenn das mittlere Beschickungsverhältnis im Rohr 15 % oder mehr, vorzugsweise 30 bis 50 % ist. Im Ergebnis kann eine ausreichende Verweilzeit im Rohr sichergestellt werden und die Wärmeübertragungsmenge kann verbessert werden.
Die Erfinder haben die Erfindung auch auf Grundlage der Erkenntnis geschaffen, daß Korrosion zum Zeitpunkt der Behandlung von Backkohle verhindert werden kann und ausreichende Korrosionsbeständigkeit im Fall eines geringwertigen Materials wie Kohlenstoffstahl SGP dadurch erhalten werden kann, daß die Dampftemperatur im Rohrtrockner auf 130º C oder höher eingestellt wird und die Rohrwandtemperatur (Innenflächentemperatur) auf 120º C oder höher, vorzugsweise 130º C oder höher eingestellt wird.
Darüber hinaus hat sich herausgestellt, daß dann, wenn die Drehzahl des Trockners erhöht wird, die Kohlefließgeschwindigkeit im Rohr dank der Eigenschaften des Rohrtrockners erhöht werden kann, und daß selbst dann, wenn die Kohlefließgeschwindigkeit erhöht wird, ein gewünschtes Trocknungsvermögen dadurch beibehalten werden kann, daß die Verweilzeit durch Vergrößern der Rohrlänge verlängert wird, oder daß der Dampfdruck (oder die Temperatur) erhöht wird.
Die Erfindung wurde angesichts der vorstehenden Punkte geschaffen. Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Kohlefeuchtigkeits-Einstellprozeß anzugeben, bei dem die Behandlungsmenge unter Beibehalten des Trocknungsvermögens dadurch erhöht werden kann, daß ein Rohrtrockner vom Kohle-Im-Rohr- Typ verwendet wird, der zuvor nur zum Trocknen von Kohle mit hohem Wassergehalt, wie Braunkohle, verwendet wurde, wobei die Rohre vorzugsweise auf solche Weise gebildet sind, daß sie einen Durchmesser aufweisen, der zwei- bis dreimal größer ist als derjenige herkömmlicher Rohre, und daß, vorzugsweise, die Rühreinrichtung in diesem Rohr weggelassen ist oder ihr Aufbau vereinfacht ist.
Eine andere Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Kohlefeuchtigkeits-Einstellprozeß anzugeben, bei dem das Entstehen von Korrosion selbst im Fall üblichen Kohlenstoffstahls dadurch verhindert werden kann, daß die Anzahl von Umdrehungen eines Rohrtrockners kontrolliert (erhöht) wird, die Dampftemperatur auf einer hohen Temperatur über 130º C unter Beibehalten des Kohletrocknungsvermögens gehalten wird und eine Rohrwandtemperatur über 120º C gewährleistet wird, vorzugsweise 130º C oder höher, d.h. über dem Korrosionstemperaturbereich.
Die Erfindung gibt einen Kohlefeuchtigkeit-Einstellprozeß an, der folgendes umfaßt: Einleiten einer einzigen Sorte oder einer Mischung mehrerer Sorten von Kohle mit 45 Gew.% oder weniger auf trockener, aschefreier Basis an flüchtigen Substanzen, mit 75 Gew.% oder mehr an Teilchen einer Größe von 3 mm oder weniger und einem Wassergehalt von 20 Gew.% oder weniger auf nasser, aschefreier Basis in mehrere Rohre, die in und entlang der axialen Richtung eines geneigten Drehzylinders eines Rohrtrockners angeordnet sind, wobei jedes der Rohre einen Innendurchmesser von 150 mm oder mehr aufweist, Einstellen des Verhältnisses einer Kohleschicht in bezug auf die Querschnittsfläche der Rohre in solcher Weise, daß es im Mittel zwischen 15 und 40 % liegt, und Durchleiten eines Heizmediums, z.B. Dampf, entlang den Außenflächen der Rohre zum Zweck des indirekten Beheizens der Kohle, um diese so zu trocknen, daß der Wassergehalt auf nasser, aschefreier Basis 4 bis 7 Gew.% beträgt.
Die Erfindung gibt ferner einen Kohlefeuchtigkeit-Einstellprozeß an, der folgendes umfaßt: Einleiten einer einzigen Sorte oder einer Mischung mehrerer Sorten von Kohle mit 45 Gew.% oder weniger auf trockener, aschefreier Basis an flüchtigen Substanzen, 75 Gew.% oder mehr an Teilchen einer Größe von 3 mm oder weniger und einem Wassergehalt von 20 Gew.% oder weniger auf nasser, aschefreier Basis in mehrere Rohre, die in und entlang der axialen Richtung eines geneigten Drehzylinders eines Rohrtrockners angeordnet sind, wobei jedes der Rohre einen Innendurchmesser von 150 mm oder mehr aufweist, Durchleiten eines Heizmediums, z.B. Dampf entlang den Außenflächen der Rohre zum Zweck des indirekten Beheizens der Kohle, um diese zu trocknen, wobei die Bedingungen derartige sind, daß die Temperatur eines Rohrmantels 120º C oder höher ist und die Drehzahl des Rohrtrockners so eingestellt wird, daß die Kohle bis auf einen Wassergehalt von 4 bis 7 Gew.% getrocknet wird.
Darüber hinaus gibt die Erfindung einen Kohlefeuchtigkeit- Einstellprozeß an, der folgendes umfaßt: Einleiten einer einzigen Sorte oder einer Mischung mehrerer Sorten von Kohle mit 45 Gew.% oder weniger auf trockener, aschefreier Basis an flüchtigen Substanzen, mit 75 Gew.% oder mehr an Teilchen einer Größe von 3 mm oder weniger und einem Wassergehalt von 20 Gew.% oder weniger auf nasser, aschefreier Basis in mehrere Rohre, die in und entlang der axialen Richtung eines geneigten Drehzylinders eines Rohrtrockners angeordnet sind, wobei jedes der Rohre einen Innendurchmesser von 150 mm oder mehr aufweist, Einstellen des Verhältnisses einer Kohleschicht in bezug auf die Querschnittsfläche der Rohre in solcher Weise, daß es am Einlaßabschnitt der Rohre 50 % oder mehr beträgt, und Durchleiten eines Heizmediums, z.B. Dampf, entlang den Außenflächen der Rohre zum Zweck des indirekten Beheizens der Kohle, um diese so zu trocknen, daß der Wassergehalt auf nasser, aschefreier Basis 4 bis 7 Gew.% beträgt.
Wenn das Verhältnis der Kohleschicht in bezug auf die Querschnittsfläche des Rohrs unter 15 % liegt, kann die Dörrwirkung nicht erzielt werden. Dann ist die mit der Innenfläche (Wärmeübertragungsfläche) des Rohrs kontaktierende Fläche zu klein und die Kohleschicht kann nicht ausreichend gerührt werden, was bewirkt, daß der Wärmeübertragungswirkungsgrad auf einen zu niedrigen Wert begrenzt ist, während die Fließgeschwindigkeit im Rohr im Vergleich zu demjenigen Fall, bei dem die Dörrwirkung erzielt wird, zu groß wird. Dies ist von Nachteil, da die zum ausreichenden Trocknen der Kohle erforderliche Rohrlänge übermäßig groß wird.
Im allgemeinen ist der Wassergehalt von Kohle am Einlaßabschnitt des Rohrs hoch, was dazu führt, daß die Fließgeschwindigkeit klein bleibt und das Beschickungsverhältnis hoch ist, während am Auslaßabschnitt der Wassergehalt in der Kohle abgesenkt ist, was dazu führt, daß die Fließgeschwindigkeit zu groß wird und das Beschickungsverhältnis niedrig ist. Um die Dörrwirkung im Auslaßabschnitt sicher zu erzeugen, sollte das Beschickungsverhältnis oder der Anteil der Kohleschicht im Einlaßabschnitt des Rohrs im Fall von Kohle mit den oben angegebenen Wassergehalten 50 % oder mehr betragen, obwohl der Wert vom Wassergehalt in der Kohle abhängt.
Wenn das Beschickungsverhältnis 50 % überschreitet, wird die Fließgeschwindigkeit der Kohle im Mittel verringert, was dazu führt, daß der Fluß instabil wird. Infolgedessen kann das Rohr verstopfen oder es tritt eine ungleichförmige Verteilung des Beschickungsverhältnisses auf. Daher wird das Beschickungsverhältnis vorzugsweise so beschränkt, daß es selbst örtlich 50 % nicht überschreitet, mit Ausnahme des Einlaßabschnitts, und das mittlere Beschickungsverhältnis wird vorzugsweise auf 40 % oder weniger beschränkt.
Darüber hinaus wird es bevorzugt, daß das Verhältnis der Kohlemenge in bezug auf die Querschnittsfläche des Rohrs dadurch eingestellt wird, daß die Drehzahl des Rohrtrockners nahe dem untersten Wert dadurch eingestellt wird, daß die Menge feiner Teilchen der Kohle in einer Einlaßhaube des Rohrtrockners überwacht wird, um einen Anstieg der Menge feiner Teilchen zu verhindern, wie auch dadurch, daß die Menge der aus dem Rohrtrockner entladenen Kohle überwacht wird, um ein Verringern dieser aus dem Rohrtrockner entladenen Kohlemenge zu verhindern, und daß die Menge zu trocknender Kohle, die dem Trockner zugeführt wird, auf einen im wesentlichen konstanten Wert eingestellt wird.
Bei einem Typ eines erfindungsgemäßen Kohlefeuchtigkeit-Einstellprozesses wird eine einzige Sorte oder eine Mischung mehrerer Sorten zu trocknender Kohle mit 45 Gew.% oder weniger flüchtigen Bestandteilen auf trockener, aschefreier Basis, mit 75 % oder mehr an Teilchen einer Größe von 3 mm oder weniger und einem Wassergehalt von 20 Gew.% oder weniger auf nasser, aschefreier Basis in mehrere entlang der Axialrichtung eines geneigten Drehzylinders eines Rohrtrockners mit in die Rohre eingefügten Rühreinrichtungen eingeleitet, und ein Heizmedium wie Dampf wird entlang der Außenfläche der Rohre zum Zweck des indirekten Beheizens der Kohle geleitet, um diese so zu trocknen, daß der Wasseranteil auf nasser, aschefreier Basis 4 bis 7 Gew.% beträgt.
Die Rühreinrichtung ist vorzugsweise durch ein (in den Fig. 1 bis 3 dargestelltes) Spiraldrahtmaterial, durch eine (in den Fig. 4 und 5) dargestellte Struktur, bei der mehrere ringförmige Überläufe in Querrichtung des Rohrs in regelmäßigen Abständen angeordnet sind, oder durch eine (in den Fig. 6 und 7) dargestellte Struktur gebildet, bei der mehrere flache Stäbe in axialer Richtung des Rohrs in solcher Weise angeordnet sind, daß sie in Berührung mit der Innenfläche des Rohrs stehen können.
Beim erfindungsgemäßen Kohlefeuchtigkeit-Einstellprozeß wird die Drehzahl des Rohrtrockners vorzugsweise so eingestellt, daß die Temperatur des Heizinediums, wie Dampf, im Rohrtrockner 130º C überschreitet.
Darüber hinaus kann beim erfindungsgemäßen Kohlefeuchtigkeit-Einstellprozeß die Temperatur des Rohrmantels auf 120º C oder höher eingestellt werden, anstatt daß die Temperatur des Heizmediums, wie Dampf, im Rohrtrockner auf 130º C oder höher eingestellt wird.
Um Korrosion der Innenfläche des Rohrs zu vermeiden oder zu unterdrücken, kann die Temperatur des Rohrmantels (die Temperatur der Innenfläche) auf 120º C oder höher angehoben werden. Jedoch ist es industriell kein praktikables Verfahren, die Temperatur der Rohrwand beim sich drehenden Trockner zu messen, und falls ein solches Verfahren vorliegt, weist es nur geringe Zuverlässigkeit auf. Da der Dampfdruck über die Innenseite des Trockners eines Rohrtrockners vom Kohle-Im-Rohr-Typ gleichförmig ist und der Temperaturabfall innerhalb des Rohrmantels auf einen sehr kleinen Wert begrenzt ist, kann die Temperatur des Dampfs im Einlaßabschnitt des Rohrs, welche Messung verhältnismäßig einfach ausgeführt werden kann, für die Einstellung als Alternative zum Messen der Temperatur des Rohrmantels gemessen werden. Da das erzeugte Kondenswasser direkt vom Rohrmantel abgetrennt und aus dem Trockner ausgegeben wird, ist die Temperatur desselben im wesentlichen diejenige des Dampfs im Trockner. Daher kann die Temperatur des Kondensats am Auslaßabschnitt des Trockners gemessen werden, um diese zum Ausführen der Einstellung zu verwenden.
Wenn ein mit einem bestimmten Nenntrocknungsvermögen ausgebildeter Trockner dazu verwendet wird, Kohle eines Typs mit einem relativ niedrigeren Wassergehalt zu trocknen, als es dem Wassergehalt entspricht, für den der Einlaßabschnitt des Trockners ausgelegt wurde, kann Korrosion der Rohre auftreten, wenn die Temperatur des Dampfs abgesenkt wird, um übermäßiges Trocknen zu verhindern.
Daher kann, da die Temperatur des Dampfs auf 130º C oder höher gehalten wird, bei welchen Temperaturen keine Korrosion auftreten kann, die Drehzahl des Trockners so eingestellt werden, daß der Wassergehalt der Kohle im Auslaßabschnitt auf einem vorgegebenen Wert gehalten wird.
Wenn der Wassergehalt der Kohle niedrig gehalten wird, wird die Fließfähigkeit verbessert und das Kohlenbeschickungsverhältnis im Rohr wird abgesenkt. Jedoch kann ausreichendes Trocknungsvermögen durch Rühreinrichtungen gewährleistet werden, die ferner die Dörrwirkung zuverlässig erzeugen können.
Der Anteil flüchtiger Substanzen der Backkohle auf trockener, aschefreier Basis kann 45 Gew.% oder weniger betragen, jedoch beträgt er vorzugsweise 30 Gew.% oder weniger. Der Wassergehalt derselben auf nasser, aschefreier Basis kann Gew.% oder weniger betragen, beträgt jedoch vorzugsweise im Mittel 8 bis 12 Gew.%.
Darüber hinaus beträgt die Neigung des geneigten Drehzylinders vorzugsweise 5 bis 15º. Wenn sie unter 5º liegt, ist die Kohlefließgeschwindigkeit im Rohr zu niedrig, was dazu führt, daß auch die behandelte Menge zu klein wird, wohingegen die Verweilzeit länger wird. Infolgedessen ist die Kohle am Auslaßabschnitt übertrocknet. Wenn ein geneigter Drehzylinder mit einer Neigung von 5º oder weniger verwendet wird, um Kohle mit dem oben angegebenen Bereich des Wassergehalts zu behandeln, muß der Trockner ein Zylinder mit einem großen Durchmesser und kurzer Gesamtlänge sein. Ein derartiger Trockner führt zu Herstell- und Transportproblemen. Ein Erhöhen der Drehzahl zum Zweck eines Erhöhens der Menge zu behandelnder Kohle führt zu einem später beschriebenen Problem. Wenn sie andererseits 15º übersteigt, wird die Größe einer Trägereinrichtung wie eines Anschlags zum Abstützen einer Antriebseinrichtung oder eines Achslagerabschnitts in axialer Richtung des Trockners zu groß, was zu Schwierigkeiten bei der Herstellung und der Wirtschaftlichkeit führt.
Vorzugsweise beträgt die Drehzahl des geneigten Drehzylinders 5 bis 25 U/min, der Durchmesser beträgt 600 bis 6000 mm und die Anzahl an Rohren beträgt sechs oder mehr. Wenn die Drehzahl niedriger als 5 U/min ist, wird, ähnlich wie im Fall einer Neigung von 5º oder weniger, die von einem Rohr behandelte Menge zu klein, was zur Schwierigkeit führt, daß die Form des Trockners ein Zylinder großen Durchmessers und kurzer Länge wird. Wenn sie andererseits 25 U/min überschreitet, kann die Lebensdauer sich drehender Teile wie der Lagerung oder dergleichen verkürzt werden und die erforderliche Leistung wird zu groß. Darüber hinaus wird das von der Drehachse entfernte Rohr stark durch Zentrifugalkräfte beeinflußt, was dazu führt, daß das Entstehen der Dörrwirkung verhindert wird.
Wenn der Innendurchmesser des Rohrs kleiner als 150 mm ist, kann die von einem Rohr behandelte Menge übermäßig klein sein und die Verweilzeit wird lang, was dazu führt, daß das Trocknungsvermögen übermäßig hoch wird. Daher führt ein solcher Trocknung zu viel schwerwiegenderen Herstell- und Transportschwierigkeiten als diese im Fall vorliegen, wenn die Neigung 5º oder weniger ist.
Wenn der Durchmesser des Zylinders kleiner als 600 mm ist, ist es schwierig, in ihm mehrere Rohre mit einem Innendurchmesser von 150 mm anzuordnen. Wenn er 6000 mm überschreitet, treten Herstell- und Transportschwierigkeiten auf und die übermäßig große Anzahl in ihm anzuordnender Rohre machte es schwierig, Kohle den Rohren gleichmäßig zuzuführen.
Wenn die Anzahl der Rohre kleiner als fünf ist, wird der Anteil oder das Verhältnis der Gesamtquerschnittsflächen der Rohre in bezug auf die Querschnittsfläche des Trockners, d.h. das Verhältnis des Kohledurchgangskanals in bezug auf den Durchmesser des Trockners verringert, was zu wirtschaftlichen Schwierigkeiten führt.
Bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung werden unten stehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im einzelnen beschrieben, in denen:
Fig. 1 ein vertikaler Querschnitt ist, der ein Ausführungsbeispiel eines Rohrtrockners ist, in dem ein erfindungsgemäßer Kohlefeuchtigkeit-Einstellprozeß ausgeführt wird;
Fig. 2 ein vergrößerter Querschnitt ist, der den Abschnitt um den Auslaßendabschnitt des in Fig. 1 dargestellten Rohrs zeigt;
Fig. 3 eine Ansicht der Fig. 2 von rechts ist;
Fig. 4 ein Querschnitt zum Veranschaulichen eines anderen Ausführungsbeispiels eines Rohrs ist;
Fig. 5 ein Querschnitt entlang der Linie V-V in Fig. 4 ist;
Fig. 6 ein vertikaler Querschnitt ist, der ein anderes Ausführungsbeispiel eines Rohrs veranschaulicht;
Fig. 7 ein Querschnitt entlang der Linie VII-VII in Fig. 6 ist;
Fig. 8 ein anderes Ausführungsbeispiel eines Rohrtrockners zeigt, bei dem das erfindungsgemäße Verfahren ausgeführt wird;
Fig. 9 ein Querschnitt ist, der ein Beispiel eines herkömmlichen Rohrs veranschaulicht; und
Fig. 10 ein Querschnitt entlang der Linie X-X in Fig. 9 ist.
Wenn nicht anders spezifiziert, sollen die Materialien, Formen und Relativpositionen der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschriebenen Vorrichtungskomponenten den Schutzumfang der Erfindung nicht begrenzen, sondern sie werden als Beispiel gegeben.
Fig. 1 zeigt ein Beispiel eines Trockners, bei dem ein erfindungsgemäßes Verfahren ausgeführt wird. Ein Bezugszeichen 10 bezeichnet einen geneigten Drehzylinder, der so ausgebildet ist, daß er dazu in der Lage ist, durch eine (in der Darstellung weggelassene) Antriebseinrichtung um seine Achse drehbar angetrieben werden zu können. Dieser geneigte Drehzylinder 10 ist in solcher Weise angeordnet, daß er von der Kohlenzuführseite um etwa 10º nach unten geneigt ist.
Das zu trocknende Material, wie Kohle, wird einer Einlaßhaube 11 zugeführt und durch ein Trockenmedium getrocknet, das an der Außenseite mehrerer Rohre 1 strömt, wobei Wärmeaustausch durch die Wände der Rohre 1 hindurch erfolgt, während die Kohle durch die Rohre 1 läuft. Letztendlich wird getrocknete Kohle am Auslaßende der Rohre 1 ausgegeben. Die Rohre 1 sind zwischen Rohrplatten 3 an den beiden Enden des geneigten Drehzylinders 10 angeordnet. Das Heizmedium, wie Dampf unter einem Druck von mehreren Atmosphären wird dem Zylinder 10 über eine Drehkupplung 12 zugeführt und fließt zum Boden und zum stromabwärtigen Abschnitt des Zylinders 10, nachdem er die Außenseite des Rohrs 1 aufgeheizt hat und kondensierte. Dann läuft er abhängig von der Drehung des Zylinders 10 durch ein Abflußrohr 13 und wird über eine Drehkupplung 14 ausgegeben.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren, bei dem Kohle mit einem geringeren Wassergehalt als demjenigen von Braunkohle getrocknet wird, kann der Trocknungswirkungsgrad durch Verwenden der folgenden Maßnahmen verbessert werden. Erstens ist der Durchmesser des Rohrs 1 vorzugsweise so gewählt, daß er zum Zweck des Erhöhens der behandelten Menge 150 bis 300 mm beträgt, obwohl der Durchmesser im Fall eines Rohrs für Braunkohle im wesentlichen 100 mm beträgt. Abhängig von der behandelten Menge wird die Drehzahl des Rohrtrockners eingestellt und das Kohlebeschickungsverhältnis im Rohr kann zu Zwecken des Stabilisieren der Erzeugung der Dörrwirkung so eingestellt werden, daß es 15 bis 40 % beträgt. Wenn die behandelte Menge relativ klein ist, wird die Wärmeübertragungsfläche relativ groß. Daher wird der Wassergehalt der Kohle am Auslaßabschnitt dadurch eingestellt, daß die Menge (der Druck) des zugeführten Heizmediums eingestellt wird.
Wie in den Fig. 2 und 3 dargestellt, kann die Dörrwirkung in der Schicht der zu trocknenden Kohle dadurch erzeugt werden, daß eine Rühreinrichtung 16 in das Rohr eingeführt wird, die von spiralförmigen Stahlstäben 15 mit kreisförmigen Querschnitt gebildet wird, was ein Verbessern des Wärmeleitvermögens bewirkt. Darüber hinaus wird die Fließgeschwindigkeit der Kohle entlang der axialen Richtung des Rohrs 1 beschränkt, um eine Verweilzeit zum Zweck des weiteren Verbesserns des Behandlungsvermögens zu gewährleisten. Diese Rühreinrichtung 16 ist so ausgebildet, daß sie an einem Abtrennen vom Rohr durch einen Anschlag 17 gehindert wird, der im Auslaßendabschnitt des Rohrs 1 angeordnet ist, jedoch kann sie frei innerhalb des Rohrs 1 verdreht werden. Ein Bezugszeichen 18 bezeichnet einen Kanal, durch den das Heizmedium durchläuft, und ein Bezugszeichen 20 kennzeichnet ein Silo zum Abtrennen der getrockneten Kohle vom Abgas (das aus Wasserdampf und Luft zusammengesetzt ist oder besteht), und zum Entnehmen derselben.
Wenn sich die zu trocknende Kohle im Rohr 1 vorwärtsbewegt, wird ihr Wassergehalt verringert, was im allgemeinen dazu führt, daß die Fließgeschwindigkeit zunimmt. Daher wird das Beschickungsverhältnis der zu trocknenden Kohle im Rohr kleiner, was zur Tatsache führt, daß es weniger wahrscheinlich wird, daß die Dörrwirkung erzielt wird. Durch Verwenden der erfindungsgemäßen Rühreinrichtung 16 kann jedoch die Dörrwirkung selbst dann beibehalten werden, wenn die Kohle einen geringeren Wassergehalt aufweist und das Beschickungsverhältnis niedrig ist. Daher können ein ausreichendes Kohlefeuchtigkeit-Einstellvermögen und ausreichende Trocknungskapazität beibehalten werden. Es reicht aus, daß die Länge der Rühreinrichtung 16 entlang dem Rohr 1 abhängig von den physikalischen Eigenschaften der zu trocknenden Kohle in die stromabwärtige Hälfte des Rohrs im Fall von Backkohle eingesetzt ist. Der Durchmesser der Spirale muß halb so groß sein wie der Innendurchmesser des Rohrs 1 oder größer. Die Ganghöhe der Spirale beträgt vorzugsweise das 1/4- bis 2-fache des Durchmessers des Rohrs 1. Darüber hinaus muß die Rühreinrichtung 16 nicht innerhalb des Rohrs verdreht werden, sondern dieselbe kann am Anschlag 17 oder dergleichen befestigt sein.
Als Alternative zu der in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Rühreinrichtung 16 können mehrere ringförmige Platten 21, die voneinander mit jeweils einigen hundert Millimetern durch Abstandsstücke 22 aus Stahlstäben beabstandet sind, in das Rohr 1 eingesetzt sein. Die Größe der ringförmigen Platte 21 ist vorzugsweise kleiner als der Durchmesser des Rohrs 1 und sie ist dazu in der Lage, sich zum Verhindern eines Anhaftens und eines Ansammelns der zu trocknenden Kohle zu drehen. Es reicht nicht aus, nur eine Wand einer ringförmigen Platte 21 am stromabwärtigen Ende zu haben, um ein stabiles Erzeugen der Dörrwirkung zu erzielen. Daher sind zwei oder mehr Platten 21 erwünscht. Die restliche Struktur und der Betrieb sind derselbe wie in dem in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Fall.
Bei einem anderen Beispiel sind als Alternative zu der in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Rühreinrichtung mehrere flache Stäbe 21 in axialer Richtung verlegt, die in enger Berührung mit der Innenwand des Rohrs 1 angeordnet sind, und sie sind durch einen Stahlstab 24 mit kreisförmigen Querschnitt befestigt, um eine Rühreinrichtung zu bilden, wie sie in den Fig. 6 und 7 dargestellt ist; die so zusammengehaltene Rühreinrichtung wird in das Rohr 1 eingesetzt. Die in den Fig. 6 und 7 dargestellte Rühreinrichtung ist so ausgebildet, daß sie im Gegensatz zum herkömmlichen, in den Fig. 9 und 10 dargestellten Beispiel, bei dem das zu trocknende Material selbst aufgenommen wird, der Basisbereich der Schicht feiner Teilchen zum Zweck des Beitragens zum Erzeugen der Dörrwirkung unterstützt wird. Dadurch kann die Breite des flachen Stabs 23 auf einen kleinen Wert beschränkt sein und die Anzahl derselben kann z.B. zwei oder drei betragen. Darüber hinaus können nur wenige Stahlstäbe 24 vorhanden sein. Daher wird die Fließgeschwindigkeit kaum verringert. Die verbleibende Struktur und der Betrieb sind dieselben wie in den Fig. 1 bis 3 dargestellt.
Bei einem bevorzugten erfindungsgemäßen Verfahren kann die Korrosion des Rohrmaterials durch den folgenden Betrieb verhindert werden: Erstens wird, wie dies in Fig. 8 dargestellt ist, der Druck des zugeführten Dampfes proportional zum Wassergehalt in der Kohle am Auslaßabschnitt eingestellt, gesteuert durch ein Steuerventil 25 oder dergleichen. Wenn jedoch die Temperatur des Dampfes einen vorgegebenen Wert (z.B. 130º C) über einer Temperatur, unterhalb der Korrosion auftreten kann, erreicht, wird das Steuerventil 25 so eingestellt, daß es den Dampf auf der vorgegebenen Temperatur hält, und gleichzeitig wird die Drehzahl des Trockners unter Verwendung eines Inverters 27 für einen Antriebsmotor 26 so eingestellt, daß der Wassergehalt der Kohle am Auslaßabschnitt auf einen vorgegebenen Wert eingestellt wird. Ein Bezugszeichen 28 bezeichnet einen Wassergehaltdetektor, ein Bezugszeichen 29 bezeichnet einen Temperaturdetektor, ein Bezugszeichen 30 bezeichnet einen Drehzahleinsteller, ein Bezugszeichen 31 bezeichnet eine Drehantriebsachse und ein Bezugszeichen 32 bezeichnet ein Lager.
Wie oben beschrieben wird gemäß der Erfindung ein Rohrtrockner vom Kohle-Im-Rohr-Typ, der bisher nur für Braunkohle verwendet wurde, zum Zweck der Kohlefeuchtigkeiteinstellung von Kohle relativ hoher Kohlequalität, wie Backkohle, verwendet. Die Kohlefeuchtigkeiteinstellung kann wirkungsvoller und wirtschaftlicher ausgeführt werden als im Fall anderer Typen von Rohrtrocknern und anderer Typen von Trockenverfahren.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren kann Rohrkorrosion verhindert werden und Rohre können aus billigen Materialien hergestellt werden, so daß der Kohlefeuchtigkeit-Einstellprozeß wirkungsvoll und wirtschaftlich dadurch ausgeführt werden kann, daß die Temperatur des Heizmediums, wie Dampf, im Rohrtrockner auf über oder nicht weniger als 130º C eingestellt wird oder die Temperatur an der Innenfläche des Rohrs auf über oder nicht weniger als 120º C eingestellt wird.

Claims

1. Kohlefeuchtigkeit-Einstellprozeß, der folgendes aufweist: Einleiten einer einzigen Sorte oder einer Mischung mehrerer Sorten von Kohle mit 45 Gew.% oder weniger auf trockener, aschefreier Basis an flüchtigen Substanzen, mit 75 Gew.% oder mehr an Teilchen einer Größe von 3 mm oder weniger und einem Wassergehalt von 20 Gew.% oder weniger auf nasser, aschefreier Basis in mehrere Rohre, die in und entlang der axialen Richtung eines geneigten Drehzylinders eines Rohrtrockners angeordnet sind, wobei jedes der Rohre einen Innendurchmesser von 150 mm oder mehr aufweist, Einstellen des Verhältnisses einer Kohleschicht in bezug auf die Querschnittsfläche der Rohre in solcher Weise, daß es im Mittel zwischen 15 und 40 % liegt, und Durchleiten eines Heizmediums, z.B. Dampf, entlang den Außenflächen der Rohre zum Zweck des indirekten Beheizens der Kohle, um diese so zu trocknen, daß der Wassergehalt auf nasser, aschefreier Basis 4 bis 7 Gew.% beträgt.

2. Einleiten einer einzigen Sorte oder einer Mischung mehrerer Sorten von Kohle mit 45 Gew.% oder weniger auf trockener, aschefreier Basis an flüchtigen Substanzen, mit 75 Gew.% oder mehr an Teilchen einer Größe von 3 mm oder weniger und einem Wassergehalt von 20 Gew.% oder weniger auf nasser, aschefreier Basis in mehrere Rohre, die in und entlang der axialen Richtung eines geneigten Drehzylinders eines Rohrtrockners angeordnet sind, wobei jedes der Rohre einen Innendurchmesser von 150 mm oder mehr aufweist, Durchleiten eines Heizmediums, z.B. Dampf entlang den Außenflächen der Rohre zum Zweck des indirekten Beheizens der Kohle, um diese zu trocknen, wobei die Bedingungen derartige sind, daß die Temperatur eines Rohrmantels 120º C oder höher ist und die Drehzahl des Rohrtrockners so eingestellt wird, daß die Kohle bis auf einen Wassergehalt von 4 bis 7 Gew.% getrocknet wird.

3. Kohlefeuchtigkeit-Einstellprozeß nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei dem die Kohle durch in den Rohren enthaltene Rühreinrichtungen gerührt wird.

4. Kohlefeuchtigkeit-Einstellprozeß nach Anspruch 3, bei dem die Rühreinrichtung durch spiralförmige Drähte gebildet wird.

5. Kohlefeuchtigkeit-Einstellprozeß nach Anspruch 3, bei dem die Rühreinrichtung mehrere querverlaufende, ringförmige Überläufe aufweist, die voneinander entlang der Längsrichtung des Rohrs beabstandet sind.

6. Kohlefeuchtigkeit-Einstellprozeß gemäß Anspruch 3, bei dem die Rühreinrichtung mehrere flache Stangen aufweist, die entlang der axialen Richtung der Rohre in Berührung mit der Innenfläche des Rohrs angeordnet sind.

7. Kohlefeuchtigkeit-Einstellprozeß nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die zu trocknende Kohle Backkohle enthält.

8. Kohlefeuchtigkeit-Einstellprozeß, der folgendes aufweist: Einleiten einer einzigen Sorte oder einer Mischung mehrerer Sorten von Kohle mit 45 Gew.% oder weniger auf trockener, aschefreier Basis an flüchtigen Substanzen, mit 75 Gew.% oder mehr an Teilchen einer Größe von 3 mm oder weniger und einem Wassergehalt von 20 Gew.% oder weniger auf nasser, aschefreier Basis in mehrere Rohre, die in und entlang der axialen Richtung eines geneigten Drehzylinders eines Rohrtrockners angeordnet sind, wobei jedes der Rohre einen Innendurchmesser von 150 mm oder mehr aufweist, Einstellen des Verhältnisses einer Kohleschicht in bezug auf die Querschnittsfläche der Rohre in solcher Weise, daß es am Einlaßabschnitt der Rohre 50 % oder mehr beträgt, und Durchleiten eines Heizmediums, z.B. Dampf, entlang den Außenflächen der Rohre zum Zweck des indirekten Beheizens der Kohle, um diese so zu trocknen, daß der Wassergehalt auf nasser, aschefreier Basis 4 bis 7 Gew.% beträgt.

9. Kohlefeuchtigkeit-Einstellprozeß nach Anspruch 1 oder Anspruch 8, bei dem das Verhältnis der Kohlemenge in bezug auf die Querschnittsfläche des Rohrs dadurch eingestellt wird, daß die Drehzahl des Rohrtrockners nahe ihrem untersten Wert dadurch erniedrigt wird, daß die Menge feiner Teilchen der Kohle in einer Einlaßhaube des Rohrtrockners überwacht wird, um einen Anstieg der Menge feiner Teilchen zu verhindern, wie auch dadurch, daß die Menge der aus dem Rohrtrockner entladenen Kohle überwacht wird, um ein Verringern dieser aus dem Rohrtrockner entladenen Kohlemenge zu verhindern, und daß die Menge zu trocknender Kohle, die dem Trockner zugeführt wird, auf einen im wesentlichen konstanten Wert eingestellt wird.

10. Kohlefeuchtigkeit-Einstellprozeß nach einem der Ansprüche 2 bis 7, bei dem die Temperatur des Heizmediums, wie Dampf, im Rohrtrockner 130º C oder mehr beträgt.

11. Kohlefeuchtigkeit-Einstellprozeß nach Anspruch 2 oder Anspruch 8, bei dem das Verhältnis einer Kohleschicht in bezug auf die Querschnittsfläche der Rohre so eingestellt wird, daß es im Mittel 15 bis 40 Prozent beträgt.