DE4314010A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Kohletrocknung in Kraftwerken, insbesondere zur Trocknung wasserhaltiger Braunkohle - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Kohletrocknung in Kraftwerken, insbesondere zur Trocknung wasserhaltiger Braunkohle

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DE4314010A1
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Bernd Dr Ing Kroedel
Bernhard Dipl Ing Hinze
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KROEDEL, BERND, DR.-ING., 16356 EICHE, DE HINZE, B
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Veag Vereinigte Energiewerke AG
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Description

Bekannt ist eine Vorrichtung zur Energieverschiebung für eine Entschwefelungsanlage, bei welcher in den Rohgasstrom vor dem Wäscher ein Wärmetauscher eingegliedert ist, welcher durch einen zwangsgeführten fluidischen Wärmeträger mit einem hinter dem Wäscher in den Reingasstrom eingegliederten weiteren Wärmetauscher im Sinne eines Fluidaustausches verbunden ist (DE-PS 34 19 735). Zwischen den vorhandenen vor und nach dem Wäscher angeordneten Wärmetauschern und dem Wäscher werden dabei jeweils ein auf einen niedrigeren Temperaturniveau arbeitender Wärmeaustauscher mit Schläuchen und Rohren aus einem korrosionsfesten und antiadhäsiven Kunststoff eingegliedert.
Da hier die dem Rauchgas entzogene zusätzliche Energie jedoch nicht zur Vortrocknung von feuchter Braunkohle eingesetzt wird, ist keine Verbesserung des Kraftwerkswirkungsgrades möglich.
Weiterhin bekannt ist eine Anlage für die Behandlung eines Rauchgasstromes, wobei der Rauchgasstrom mit einer
Temperatur oberhalb seines Säuretaupunktes in einen Kondensations-Wärmetauscher eingeführt wird sowie in diesem auf eine Temperatur unterhalb des Säuretaupunktes abgekühlt wird, schwefelige Säure und/oder Schwefelsäure abgezogen und der abgekühlte Rauchgasstrom in einem Erwärmungs-Wärmetauscher auf eine Temperatur oberhalb des Säuretaupunktes erwärmt wird (DE-OS 41 16 348). Der einströmseitige Kondensations-Wärmetauscher weist dabei Rauchgaskontaktflächen aus Glas und/oder Glaskeramik und/oder Emaille und/oder säurebeständigem Kunststoff auf.
Hier wird in aufwendiger Form eine "Säurefalle" in das Kraftwerkskonzept integriert, ohne dabei den Prozeßwirkungsgrad zu erhöhen.
Des weiteren ist eine Anordnung zur Trocknung wasserhaltiger fester Brennstoffe, insbesondere Rohbraunkohle bekannt, wobei die Trocknungskammer eines Trocknungsbehälters als druckaufgeladener Schüttungsschachttrockner ausgebildet ist (DD-PS 281 237).
Der Trockner weist im Kopfteil eine Brüdenabführung mit einem darunter befindlichen Düsensystem sowie eine Filterwand und an seinem Fußteil ein Auflockerungssystem.
Die im Trockner angeordneten Membranrohrwände sind für einen indirekten Wärmeaustausch ausgeführt.
Nachteilig dieser Lösung ist, daß exergetisch noch wertvoller Anzapfdampf für die Kohletrocknung eingesetzt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zur Trocknung von Kohle in Kraftwerken, insbesondere zur Trocknung wasserhaltiger Braunkohle, eine Lösung zu erbringen, bei der eine anteilige Kohleverbrennung zur Austreibung von Kohlefeuchte weitgehend entfällt und statt dessen innerhalb eines Temperaturbereiches, in dem Säuretaupunkte durchfahren werden, Rauchgas dazu verwendet wird.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß ein Teilstrom der Rohfeinkohle in den aus säurefesten Rohrbündeln aufgebauten Rauchgaskühler eingeleitet, durch das im Gegenstrom geführte Rauchgas erwärmt und aufgetrocknet, der entstehende Brüden zur Vorwärmung von Maschinenkondensat und/oder Verbrennungsluft abgeführt und das anfallende Brüdenkondensat zur Suspensionsaufbereitung der Rauchgasentschwefelungsanlage als Brauchwasserersatz eingesetzt wird.
Die Rohfeinkohle wird als Teilstrom von 40-60%, vorzugsweise 50%, des Gesamtstromes in die säurefesten Rohrbündel mit Umgebungstemperatur eingebracht und als Schüttung austragsabhängig hindurchgeleitet. Dabei werden die Rauchgase von ca. 180°C auf ca. 100°C abgekühlt und die mitgeführten Säuren weitestgehend auskondensiert.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Kohletrocknung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Rauchgaskühler in einem vertikal geführten Abschnitt des Rauchgaskanals angeordnet und aus an sich bekannten säurefesten Rohrbündeln aufgebaut ist, die einerseits durch eine Decke und andererseits durch einen säurefest ausgekleideten Boden des Rauchgaskanals geführt sind, wobei über der Rauchgaskanaldecke ein mit den säurefesten Rohrbündeln verbundener Kohleeintrag, der einen Schüttel- und/oder Verteilungsrost aufweist, und unterhalb des Rauchgaskanalbodens eine Auffangwanne mit einer Austragseinrichtung für die getrocknete Kohle und einer Leitung zur Brüdenabführung angeordnet ist.
Die säurefesten Rohrbündel sind geradlinig im Rauchgaskühler geführt.
Die Auffangwanne ist kasten- oder trichterförmig ausgebildet und weist eine Wärmeisolation auf. Die Rauchgas-Anströmung ist im unteren Bereich und die Rauchgas-Abströmung im oberen Bereich des Kühlers angeordnet.
Die Erfindung weist folgende Vorteile auf:
  • 1. Ein bisher durch das Abgas verursachter Energieverlust wird wesentlich reduziert.
  • 2. Die im Abgastemperaturbereich von 180°C bis 100°C gewonnene Energie wird als Nutzenergie für Trocknungsprozesse eingesetzt, für die bisher anteilig Brennstoff verbrannt werden mußte.
  • 3. Aus 1. und 2. entsteht eine Verbesserung des Kraftwerkswirkungsgrades von 2,5%-Punkten bei einem Ausgangswert von 39 bis 40%-Punkten.
Anhand eines Ausführungsbeispiels soll nachstehend die Erfindung näher erläutert werden. Dabei zeigt
Fig. 1 das Verfahrensschema,
Fig. 2 die Vorrichtung im Querschnitt.
Zwei hintereinander geschaltete Prallkammermühlen 1; 2 zerkleinern die zugeführte Rohbraunkohle 3 auf eine Rohfeinkohle 4 mit einer Körnung 6 mm (Fig. 1).
Die Rohfeinkohle 4 wird in zwei gleichgroße Teilströme 5; 6 aufgeteilt. Über ein Schüttel- und Verteilungsrost 7 erfolgt die Aufgabe beispielsweise des Rohfeinkohle-Teilstromes 5 in die säurefesten Rohre 8 des mit Rauchgasen 10 indirekt beheizten Kohletrockners 9, der in den Rauchgaskanal zwischen Saugzug 21 und Rauchgaswäscher 15 eingebunden ist. Die durch den ebenfalls säurefest ausgekleideten Boden 22 des Trockners 9 führenden Rohre 8 enden in einer thermisch isolierten Auffang- und Abzugswanne 11, in der die Trennung von aufgetrockneter Rohfeinkohle 12 und Kohlebrüden 13 erfolgt. Der Teilstrom vorgetrockneter Rohfeinkohle 12 wird nach Vermischung mit dem nicht getrockneten Rohfeinkohle-Teilstrom 6 dem Feuerungssystem zugeführt.
Die im säurefest ausgekleideten Boden 22 des Trockners 9 sich ansammelnden und aus dem Rauchgas 10 infolge Taupunktunterschreitung auskondensierten Säuren (H₂SO₄, HCl, HF) werden in Mischung mit Abspritzwasser über die Leitung 14 dem Sumpf des Rauchgaswäschers 15 zugeführt und dort neutralisiert. Der Brüden 13 strömt über die Brüdenleitung 18 zum Brüdenkondensator 19, in dem mittels Brüdenkondensationswärme das Maschinenkondensat 20 des Kraftwerksblockes in Substitution einer ersten Niederdruckvorwärmstufe aufgewärmt wird. Das im Brüdenkondensator 19 anfallende Brüdenkondensat 16 wird zur Suspensionsaufbereitung 17 eingesetzt und so stofflich und energetisch vollständig verwertet.
Der rauchgasbeheizte Rohkohletrockner 9 ist in einem vertikal geführten Rauchgaskanalabschnitt zwischen Saugzug 21 und Rauchgaswäscher 15 oder auch zwischen Saugzug 21 und einem nicht dargestellten Kamin angeordnet (Fig. 2).
Dieser vertikal geführte Kanalabschnitt enthält das geradlinig und ebenfalls vertikal ausgerichtete Rohrbündel 8, dessen säurefeste Einzelrohre die Rohfeinkohle 5 mittels oberhalb des Trocknungskanals befindlichen Schüttel- und Verteilungsrost 7 gewissermaßen als partielle Kohleschüttungen aufnehmen. Das Rohrbündel 8 wird durch den Rauchgaskanalboden, der ebenfalls säurefest und somit zu einer Säureauffangwanne 22 ausgebildet ist, geführt und endet oberhalb der Trockenkohleabzugseinrichtung 23, die vollständig in eine Trockenkohleschüttung innerhalb der Auffang- und Abzugswanne 11 eintaucht und aus der gleichzeitig und oberhalb der Trockenkohleschüttung der Trocknungsbrüden 13 abströmt, der aus den Einzelstücken der Rohre 8 im Bereich der Auffang- und Abzugswanne 11 heraustritt. Der Trockenkohleabzug ist mit der Rohfeinkohleaufgabe über den Schüttel- und Verteilungsrost 7 so abgestimmt, daß jedes Einzelrohr ständig mit Kohle über der gesamten Rohrlänge gefüllt ist bzw. daß sich ein Schüttungsanteil kontinuierlich und mittels Schwerkraft durch das Rohr bewegt und dabei im ersten Abschnitt eine Vorwärmung, im zweiten Abschnitt eine Auftrockung erfährt. Die zur Vorwärmung benötigte Schüttungslänge dient gleichzeitig als Abdichtung in Richtung Kohleeintrag 7 für den im unteren Rohrbereich ausgetriebenen Brüden.
Die antiadhäsive Materialeigenschaft der säurefesten Einzelrohre 8 aus Teflon, die rauchgasverursachten Schwingungen dieser Rohre und der ausgetriebene Brüden selbst sichern einen überraschend guten Kohle-Durchsatz durch jedes Einzelrohr 8 mit relativ kleinem Innendurchmesser.
Bezugszeichenliste
1 Prallkammermühle
2 Prallkammermühle
3 Rohbraunkohle
4 Rohfeinkohle
5 Rohfeinkohle-Teilstrom
6 Rohfeinkohle-Teilstrom
7 Schüttel- und Verteilungsrost
8 Rohrbündel
9 Kohletrockner
10 Rauchgas
11 Auffang- und Abzugswanne
12 Trockenkohle
13 Kohlebrüden
14 Säuregemisch-Abzugsleitung
15 Rauchgaswäscher
16 Brüdenkondensat
17 Suspensionsaufbereitung
18 Brüdenleitung
19 brüdenkondensierender Maschinenkondensatvorwärmer
20 Maschinenkondensat
21 Saugzug
22 säurefester Boden.

Claims (13)

1. Verfahren zur Kohletrocknung in Kraftwerken, insbesondere zur Trocknung wasserhaltiger Braunkohle, wobei die bei der Verbrennung entstehenden Rauchgase in einem säurefesten Rauchgaskühler abgekühlt, danach in einem Rauchgaswäscher entschwefelt und die entschwefelten Rauchgase in einen Kühlturm abgeleitet werden, gekennzeichnet dadurch, daß ein Teilstrom der Rohfeinkohle in den aus säurefesten Rohrbündeln aufgebauten Rauchgaskühler eingeleitet, durch das im Gegenstrom geführte Rauchgas erwärmt und auf getrocknet, der entstehende Brüden zur Vorwärmung von Maschinenkondensat und/oder Verbrennungsluft abgeführt und das anfallende Brüdenkondensat zur Suspensionsaufbereitung der Rauchgasentschwefelungsanlage als Brauchwasserersatz eingesetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Rohfeinkohle in die säurefesten Rohrbündel eingeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Rohfeinkohle mit Umgebungstemperatur in die säurefesten Rohrbündel eingeleitet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Rohfeinkohle vertikal durch die säurefesten Rohrbündel geleitet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß als Kohleteilstrom 40-60%, vorzugsweise 50%, des Gesamtkohlestromes durch die säurefesten Rohrbündel geleitet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Rauchgase im Rauchgaskühler von ca. 180°C auf ca. 100°C abgekühlt werden.
7. Verfahren nach Anspruch 1 und 6, gekennzeichnet dadurch, daß die im Rauchgas geführten Säuren im Rauchgaskühler nahezu vollständig auskondensiert werden.
8. Vorrichtung zur Kohletrocknung in Kraftwerken, insbesondere zur Trocknung wasserhaltiger Braunkohle, wobei nach einem Dampferzeuger in einem Rauchgaskanal ein säurefester Rauchgaskühler angeordnet ist, der über einen Rauchgaswäscher mit einem Kühlturm verbunden ist, gekennzeichnet dadurch , daß der Rauchgaskühler in einem vertikal geführten Abschnitt des Rauchgaskanals angeordnet und aus an sich bekannten säurefesten Rohrbündeln aufgebaut ist, die einerseits durch eine Decke und andererseits durch einen säurefest ausgekleideten Boden des Rauchgaskanals geführt sind, wobei über der Rauchgaskanaldecke ein mit den säurefesten Rohrbündeln verbundener Kohleeintrag, der einen Schüttel- und/oder Verteilungsrost aufweist, und unterhalb des Rauchgaskanalbodens eine Auffangwanne mit einer Austragseinrichtung zur Abführung der getrockneten Kohle und einer Leitung zur Brüdenabführung angeordnet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet dadurch, daß die säurefesten Rohrbündel geradlinig im Rauchgaskühler geführt sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 und 9, gekennzeichnet dadurch, daß die Auffangwanne eine Wärmeisolation aufweist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 8 bis 10, gekennzeichnet dadurch, daß die Auffangwanne kastenförmig ausgebildet ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 8 bis 10, gekennzeichnet dadurch, daß die Auffangwanne trichterförmig ausgebildet ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet dadurch, daß die Rauchgas-Anströmung im unteren Bereich und die Rauchgas-Abströmung im oberen Bereich des Rauchgaskühlers angeordnet ist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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