DEP0041361DA - Verfahren und Vorrichtung zum Trocknen von feuchten Brennstoffen, insbesondere Braunkohle. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung von Brennstoffen, insbesondere Braunkohle unter Verwendung von Abgasen aus Feuerungen als Trockenmittel.

Die Trocknung von wasserhaltigen Brennstoffen, wie Rohbraunkohle, die sich sowohl für die Herstellung von Presslingen ls auch für die Verfeuerung in Kesselanlagen als wärmewirtschaftlich vorteilhaft erwiesen hat, wurde schon mit den Abgasen von industriellen Feuerungen oder mit den Gasen einer besonders für diesen Zweck vorgesehenen Feuerung durchgeführt. Zur Trocknung sind insbesondere Riesel- oder Trommeltrockner angewendet worden. Für Brikettierungszwecke oder für die Erzeugung von Brennstaub hat sich die Schwebetrocknung unter Einsatz von Schlägermühlen oder Mahlventilatoren als vorteilhaft erwiesen. Da aber die nasse Braunkohle bei der Trocknung ausserordentlich feinen Staub bildet, dessen Abscheidung aus den Gasen sehr hohe Kosten verursacht, und die Staubbildung bei Grossanlagen derartige Masse annimmt, dass eine Staubbelästigung der Umgebung kaum mehr vermieden werden kann, stehen der Anwendung dieser technisch und wirtschaftlich vorteilhaften Verfahren grosse Hindernisse entgegen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Abgase von derartigen Anlagen praktisch vollständig zu entstauben unter gleichzeitiger weitgehender Ausnutzung der kalorischen Wärme dieser Aufgabe. Sie löst die Aufgabe dadurch, dass das erforderlichenfalls entaschte Trockenmittel zuerst in einem vorteilhaft mit Gleichstrom arbeitenden Schwebe- oder Rieseltrockner mit dem erforderlichenfalls zerkleinerten Feuchtgut in Berührung gebracht wird, und dass hierauf die aus dem Trockner austretenden Gase, gegebenenfalls nach ihrer Entstaubung, zur vollen Ausnutzung ihrer Wärmeenergie und zur Abscheidung evtl. noch mitgerissenen Staubes durch eine aus dem zu trocknenden Gut bestehende Filterschicht einer kontinuierlich betriebenen Filteranlage geleitet werden. Die Filterschichten können ohne einen wesentlichen Kostenaufwand zweckmässig in dem ohnehin erforderlichen Bunker für den Rohbrennstoff, z.B. Rohkohle untergebracht und bei entsprechender Anordnung etwa nach Art der Kohlekühler von Brikettfabriken durch kontinuierliches oder periodisches Abziehen des Brennstoffes aus dem Bunker stetig erneuert werden. Die Abgase werden völlig staubfrei, sodass sie direkt in Freie gleitet werden können. Ihr Wärmeinhalt kann dabei bis an den Taupunkt des Gases, ja sogar bis zur Nebelbildung an den frischen Brennstoff abgegeben werden. Vor dem Einleiten in die Filterschicht können die Gase mit einem verhältnismässig einfachen und billigen Zentrifugalabscheider von der Hauptmenge der staubförmigen getrockneten Kohle befreit werden. Bei Anwendung von Rieseltrocknern o. dgl. als Abscheider kann sogar auf diese Entstaubung verzichtet werden. Der Staub wird dann in den

Filterschichten abgeschieden und mit der Kohle der Filterschichten in den Rieseltrockner zurückgeführt.

Wenn die Kohletrocknung mittels Feuerungsgasen mit der Vermahlung der getrockneten Kohle verbunden werden soll, wie z. B. bei der Verwendung von getrocknetem Kohlenstaub in Dampfkesselfeuerungen oder bei der Herstellung eines staubförmigen Brikettiergutes, wobei in bekannter Weise mit der Trocknung gleichzeitig eine Zerkleinerung durch Prallwirkung oder durch Schlägermühlen oder Mahlventilatoren angewendet wird, so kann man sich nunmehr mit einer teilweisen Entstaubung der zur Trocknung verwendeten Gase vor deren Eintritt in die Filterschichten begnügen, was den Vorteil hat, dass nur ein Bruchteil der sonst für die Entscheidung erforderlichen Kosten aufgewendet werden muss. Eine solche Kombination der Mahltrocknung mit der Abscheidung des restlichen Staubes durch eine Filterschicht ist von besonderem technischen und wirtschaftlichem Vorteil. Die Mahltrocknung mittels Kesselabgasen wird für Grosskraftwerke z. B. erst auf diesem Wege praktisch durchführbar.

Um die getrocknete Kohle aus dem Trocknungsverfahren auszuscheiden, wird zweckmässig im Strom der Trocknungsphase vor deren Eintritt in die Filterschicht z. B. eine mechanisch oder elektrisch wirkende Abscheidevorrichtung für die getrocknete Kohle abgeordnet, deren Ausmass und Wirkungsgrad sich nach dem angewandten Trocknungsverfahren, d. h. der Feinheit und der Menge der von den Gasen mitgeführten Trockenkohle, richtet. In jedem Falle kann man sich aber mit einer einfachen Vorrichtung begnügen, da Verluste oder Belästigung der Umgebung durch die nachgeschaltete Filterschicht ausgeschlossen sind. Wird die Feuerung, mit der die zur Trocknung dienenden Gase erzeugt werden, mit Staub betrieben, so besteht insbesondere bei Kesselanlagen, in denen die gesamte getrocknete Kohle für die Kesselfeuerung verwendet wird, die Gefahr einer Anreicherung der Asche im Brennstoff. In diesem Falle wird zweckmässig eine Abscheidung eines Teiles der Asche aus den Feuerungsgasen vor deren Eintritt in den Bereich der Kohletrocknung vorgesehen, die z. B. entweder durch mechanische oder elektrische Abscheider bewirkt werden kann, die hinter den Kesselheizflächen angeordnet sind, oder es kann die Abscheidung der Asche zweckmässig auch durch eine sogenannte Schmelzkammer-Feuerung erfolgen, die entsprechend der neueren Entwicklung dieser Feuerung mit Zyklonbrenner oder ähnlichen, die Abscheidung der flüssigen Asche an den Brennerwandungen begünstigenden Einrichtungen ausgerüstet ist.

Bei der Trocknung von sehr feuchten und feinkörnigen Brennstoffen, wie z. B. rheinischer Braunkohle, ist, insbesondere bei Anwendung des Mahlttrocknungssystems, nach der Trocknung mit einer sehr niedrigen, nahe dem Taupunkt liegenden Temperatur des zur Trocknung verwendeten Gases zu rechnen. Um Kondensationen und dadurch bedingtes Zusammenballen der nassen Kohle und die Gefahr von Korrosionen an den benutzten Einrichtungen zu vermeiden, wird daher eine zusätzliche Aufheizung der Gase und bzw. oder des Brennstoffes im Bereich der Filterschichten vorgesehen. Diese Aufheizung kann insbesondere bei Kraftwerksanlagen, wo Dampf zur Verfügung steht, durch zusätzliches, mit Niederdruckdampf beheizte Elemente im Bereich des Bunkers bzw. der Filterschicht erfolgen, z. B. durch Beheizung der die Filterschicht begrenzenden Einbauten. Es kann aber auch eine Aufheizung der Filterschicht oder der zu filtrierenden Gase durch Heranziehung heisserer Gase z. B. aus der Feuerung erfolgen, die entweder den zu filtrierenden Gasen vor deren Eintritt in die Filterschicht beigemischt werden, oder es können frische Feuergase zwecks Vorerwärmung der in die Filterschicht eintretenden Rohbraunkohle in diese Filterschicht eingeleitet werden. Bei erdigen Braunkohlen empfiehlt es sich, um die Durchlässigkeit der Filterschicht im Bunker zu erhalten, die Zerkleinerung der Kohle erst nach dem Passieren der Filter und der dadurch bewirkten teilweisen Trocknung vorzunehmen. Diese Massnahme erleichtert zugleich die Zerkleinerung der Kohle und vermindert den notwendigen Kraftbedarf z. B. in Hammermühlen, da eine solche angetrocknete Kohle leichter zerschlagen wird und Verstopfungen durch schmierende Kohle vermieden werden.

Eine für das Verfahren gemäss der Erfindung geeignete Vorrichtung ist in der Zeichnung beispielsweise und schematisch dargestellt, und zwar dient sie zur Trocknung und Vermahlung von Rohbraunkohle mit den Abgasen eines Kessels, der mit der getrockneten Kohle durch Staubfeuerung beheizt wird. Die Einrichtung besteht aus dem Kohlenbunker 1, der in seinem unteren Teil durch geeignete, z. B. nach Art der bekannten Jalosietrockner ausgebildete Einbauten 2 in einzelne Kohlenschichten aufgeteilt und unten mit Austrage-Organen 3 versehen ist. Im Zuge der Kesselabgase, die vom Kessel durch den Kanal 4 zugleitet werden, ist ein zweckmässig als senkrechtes Rohr ausgeführter Trockner 5 mit Mahlventilator 6 angeordnet, der die Kesselabgase gemischt mit Kohle unter gleichzeitiger Trocknung und Vermahlung der Kohle in einen Abscheider 7 bekannter Bauart für Kohlenstaub einführt. Der abgeschiedene Kohlenstaub verlässt den Abscheider 7 durch den Auslass 10, während die Gase durch die Filterschichten 2 in den Schornstein 8 gelangen. Die Kohle wird durch bekannte Transportmittel, z. B. ein Förderband 9, in den Bunker 1 gebracht. Durch die Wirkung der Austragsvorrichtung 3 des Bunkers wird die Kohle kontinuierlich als Filterschicht zwischen den Einbauten 2 abwärts bewegt und gleichzeitig in gleichbleibenden Mengen durch ein Fallrohr dem Trockner 5 zugeführt, wobei sie sich plötzlich mit den heissen Abgasen vermischt und unter weitgehendem Zerfall getrocknet wird. Der nachfolgende Ventilator vervollständigt sowohl die Zerkleinerung als auch die Trocknung der Kohle, sodass hinter dem Ventilator ein brennfertig aufgearbeiteter Staub im Gas vorhanden ist. Dieser Staub wird in dem Abscheider 7, der zweckmässig als Zyklon oder Multizyklon ausgeführt ist, grösstenteils, etwa zu 95 %, ausgeschieden, während die restlichen 5 % Kohlenstaub zusammen mit den Gasen in die Filterschichten 2 gelangen und dort in der Kohle festgehalten werden. Die völlig gereinigten und etwa auf den Taupunkt abgekühlten Gase verlassen die Anlage durch den Schornstein 8.

Es gelingt nunmehr, nasse Brennstoffe, insbesondere Braunkohle, gegebenenfalls unter gleichzeitiger Vermahlung mit Hilfe von Feuerungsabgasen mit höchstem thermischen Wirkungsgrad zu trocknen, ohne dass hierzu kostspielige und umfangreiche Einrichtungen für die Abscheidung des getrockneten Brennstoffes aus den Gasen aufgewendet werden müssen. Es wird auf diese Weise möglich, grosse Trocknungseinheiten für Brikettierungszwecke und Dampfkesselanlagen grösster Leistungen zu bauen, bei denen die Kesselheizfläche in wirtschaftlichster Weise nur im Bereich hoher Temperaturen arbeitet, zweckmässig unter Ausschaltung von Speisewasser-Vorwärmern und Lufterhitzern, während in dem für indirekte Wärmeübertragung ungünstigen Bereich der niedrigeren Temperaturen der Feuerungsgase etwa unterhalb 500 - 800°C die Wärme weitestgehend und mit einfachen Einrichtungen für die Trocknung der Kohle ausgenutzt wird.

Claims (7)

1.) Verfahren zum Trocknen von Brennstoffen, insbesondere Braunkohle, unter Verwendung von Abgasen aus Feuerungen als Trockenmittel, dadurch gekennzeichnet, dass das erforderlichenfalls entaschte Trockenmittel zuerst in einem vorteilhaft mit Gleichstrom arbeitenden Schwebe- oder Rieseltrockner mit dem erforderlichenfalls zerkleinerten Feuchtgut in Berührung gebracht wird und dass hierauf die aus dem Trockner austretenden Gase gegebenenfalls nach ihrer Entstaubung zur vollen Ausnutzung ihrer Wärmeenergie und zur Abscheidung evtl. noch mitgerissenen Staubes durch eine aus dem zu trocknendem Gut bestehend Filterschicht einer kontinuierlich mit frischem Gut beschickten und allenfalls zusätzlich beheizten Filteranlage geleitet werden.

2.) Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Filteranlage aus einem Behälter (1) besteht, in dessen Innenraum nach Art der bekannten Jalosietrockner ausgebildete Einbauten (2), in einer oder mehreren Kolonnen vorgesehen sind, welche unten mit Austragsvorrichtungen (3) versehen sind und an dessen Wandung Ein- und Austrittsöffnungen für das Trockenmittel derart angeordnet sind, dass dieses unten in den Behälter eintritt, das Gut durchströmt und an geeigneter Stelle wieder aus dem Behälter austritt.

3.) Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an sich bekannte Zerkleinerungsvorrichtungen, z. B. Schlägermühlen, derart in den mit heissen Abgasen betriebenen Trocknerstufen angeordnet sind, dass mit der Trocknung gleichzeitig eine Vermahlung des Gutes erfolgt.

4.) Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass unmittelbar vor dem Eintritt in die Filteranlage ein oder mehrere mechanische oder elektrische Abscheider angeordnet sind, in welchen die Trocknungsphase ganz oder teilweise entstaubt werden.

5.) Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennazeichnet,ss bei mit Staub betriebenen Feuerungen zwischen der Feuerung und der Trockenanlage mechanisch oder elektrisch wirkende Abscheider angeordnet sind.

6.) Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwecks Vermeidung von Kondenstation an der Filteranlage, Mittel für eine zusätzliche Aufheizung der Filterschicht, z. B. dampfbeheizte Elemente oder Mittel zur Einleitung eines Teilstromes frischer, heißer Gase in die Filteranlage vorgesehen sind.

7.) Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Filteranlage und Trockner eine oder mehrere Zerkleinerungsvorrichtungen für Kohle, z. B. Hammermühlen angeordnet sind, in denen eine Zerkleinerung des Gutes nach der Vortrocknung in der Filterschicht und vor Eintritt in den Trockner erfolgt.