DEP0043668DA - Verfahren und Anlagen zum Trocknen von Feinkohlen, Kohlenschlamm und gleichartigen Stoffen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und entsprechende Anlagen zum Trocknen von Feinkohlen, Kohlenschlamm und gleichartigen Stoffen, die mit fortschreitendem Trocknungsprozess durch Verringerung ihres Feuchtigkeitsgehalts Staubteile absondern und in getrocknetem Endzustand ganz oder teilweise staubförmige Gestalt annehmen.

Bekanntlich erfordert die Trocknung von Feinkohlen und Kohlenschlamm, vorwiegend in Trocknungsanlagen mit rieselnder oder turbulent schwebender Förderung des Trocknungsgutes durch den Trocknungsraum, stets einen nicht unerheblichen apparativen Aufwand zur Reinigung der wasserdampfhaltigen Gase von mitgerissenen Staubteilen. Je nach der Art des Entstaubungsverfahrens wirkt dieser Aufwand belastend, und zwar entweder beim Bau der Anlage (Elektrofilter - hohe Anlagekosten - niedrige Betriebs- und Unterhaltungskosten) oder im späteren Betrieb der Trocknungsanlage (kombinierte, auf Zentrifugalkraft beruhende Trockenabscheidung - Nassabscheidung, die zwar einen niedrigeren Baukostenaufwand, andererseits jedoch höhere Betriebs- und Unterhaltungskosten erfordert und ausserdem meist die bestehende Schlammwasserwirtschaft der Zechenbetriebe in unerwünschter Weise vergrössert).

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass im ursprünglichen feuchten Zustand - bei gewaschener Feinkohle mit einem Wassergehalt von 8 - 12% und bei Kohlenschlamm mit einem Wassergehalt von 20 - 25% - die feinkörnigsten Bestandteile noch nicht zur Verstaubung neigen. Es ist bekannt, dass in diesem Zustande in einem Kohlenhaufwerk verschiedener Körnung die feinsten Kornanteile durch Adhäsionskräfte an den gröberen Kornanteilen anhaften, und dass es zunächst einer sehr weitgehenden Entwässerung der Kohle bis auf wenige Prozent Restwassergehalt bedarf, bis nach Verdampfung des sogenannten, die Kornoberfläche in dünnster Schicht umhüllenden Adhäsionswassers die molekularen Haftkräfte überwunden werden und eine Auflockerung des Kohlenhaufwerk-Gefüges in dem Sinne erfolgt, dass der nunmehr lockere Feinstaub von dem Trocknungsgas mitgerissen werden kann. Dabei ist zu beachten, dass die Adhäsionskräfte in reziprokem Verhältnis mit dem Korndurchmesser (massgeblich ist die Kornoberfläche - je kleiner der Korndurchmesser, umso grösser die spez. Oberfläche, umso grösser auch die molekularen, die Grösse der Adhäsionskraft bedingten Oberflächenspannungen -) wachsen, sodass die allerfeinsten Kornanteile von etwa 0 - 5 (My) Korngrösse, die erfahrungsgemäss auch das technische Problem beim Bau z.B. von Zentrifugalentstaubern darstellen, und deren Abscheidungsgrad die Güte solcher Entstauber charakterisiert, erst verhältnismässig spät aus dem physikalischen Verband mit den grösseren Kornanteilen gelöst werden, da minimalste Feuchtigkeitsmengen zu ihrer Bindung an das gröbere Korn ausreichen.

Aufbauend auf diesen Erkenntnissen hat sich die Erfindung zur Aufgabe gestellt, den Trocknungsvorgang bei Feinkohlen und Kohlenschlämmen so zu leiten, dass der bisherige apparative Aufwand für die Entstaubung der wasserdampfhaltigen Trocknungsgase in Fortfall kommt, wodurch die Gesamtwirtschaftlichkeit solcher Trocknungsanlagen ganz erheblich gesteigert wird.

Ein eingangs erwähntes Verfahren wird daher gemäss der Erfindung so geführt, dass man den Trocknungsvorgang derart steuert, dass das Nassgut in einer ersten Trocknungsphase bis kurz oberhalb des Feuchtigkeitsgehalts, bei dem eine Verstaubung des Nassgutes, d.h. ein Losreissen feinster Staubteilchen aus dem Kohlenhaufwerk-Gefüge einsetzen würde, vorgetrocknet und in einer zweiten Trocknungsphase fertiggetrocknet, wobei das staubfreie Brüdengasgemisch der ersten Phase ins Freie abgeführt, und das mit Staubteilchen durchsetzte Brüdengasgemisch der zweiten Phase bei brennbaren Stoffen in die Feuerung zurückgeleitet wird. Durch diese Unterteilung des Trocknungsprozesses kann jegliche Entstaubungsvorrichtung für die Trocknungsanlage in Fortfall kommen.

Die aus der zweiten Trocknungsphase abgeführten wasserdampfhaltigen Trocknungsgase dienen in der Feuerung zur Abkühlung der Verbrennungsgase auf die Eintrittstemperatur für die beiden Trocknungsphasen, d.h. z.B. von 1300 - 1400°C auf 600 - 700°C, wobei gleichzeitig die mitgeführten Staubteile verbrannt werden, sodass keinerlei Verluste an Kohle auftreten.

Die Durchführung des Verfahrens kann in verschiedenartigen Anlagen erfolgen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform geschieht die Vor- und Fertigtrocknung durch getrennte Heissgasströme in zwei parallel nebeneinander angeordneten Trocknungsstrecken, in denen das Nassgut im Gleich- und/oder Gegenstrom mit den Gasen getrocknet wird, wonach das Brüdengasgemisch beider Strecken durch getrennte Abscheider geleitet wird, in denen die Trennung des getrockneten Gutes von dem Brüdengasgemisch stattfindet.

Die Vor- und Fertigtrocknung des Nassgutes kann aber auch in nach verschiedenen Prinzipien arbeitenden Trocknern erfolgen, in denen das Nassgut durch getrennte Heissgas- oder -luftströme getrocknet wird, die gesondert nach aussen abgeführt bzw. in die Feuerung zurückgeleitet werden. Es sind hier die verschiedensten Kombinationen bekannter Trocknersysteme, wie Turmtrockner, Schachttrockner, Trommeltrockner, pneumatischer Trockner usw. denkbar. Wesentlich ist immer nur, dass eine Teilgasmenge mit genügender Aufnahmefähigkeit der in der Vortrocknungsphase verdampften Wassermengen, ohne dass eine Entstaubungseinrichtung erforderlich ist, ins Freie abgeführt wird.

Auf der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung beispielsweise dargestellt.

Bei der in Abb. 1 dargestellten Anlage werden die in einer Feuerung 1 erzeugten Verbrennungsgase mit Hilfe der Ventilatoren 2 und 3 durch zwei parallel angeordnete und geschaltete vertikale Trocknungsstrecken 4, 5 gesaugt. Das zu trocknende Nassgut wird mittels bekannter Zumessvorrichtungen 6 (Tellerspeiser, Doppelflügelschnecke u.dgl.), die der Eigenart des zu trocknenden Gutes angepasst sein müssen, der vertikalen Trocknungsstrecke 4 aufgegeben und von den Trocknungsgasen unter gleichzeitiger Vortrocknung bis zum Zentrifugal-Materialabscheider 7 gefördert. Durch entsprechende Einregulierung der Trocknungsgase hinsichtlich der Temperatur und Menge wird bewirkt, dass das Trocknungsgut bis zum Materialabscheider nur so weit vorgetrocknet wird, dass noch keine Verstaubung eintritt. Hierzu ist es zweckmässig, die Trocknungsgastemperatur am Ende der Vortrocknungsstrecke unwesentlich höher als den Taupunkt einzuregulieren. Dadurch wird eine wesentliche Verzögerung der Trocknungsintensität bis zur praktischen Unterbrechung des Trocknungsvorganges erreicht.

Im Materialabscheider erfolgt dann in bekannter Weise die Trennung des Trocknungsgutes vom tragenden Trocknungsgas. Die Trocknungsgase zusammen mit den von Staubteilen freien Brüden gelangen durch den Ventilator 2 ins Freie, während das vorgetrocknete Gut über die Rohrleitung 8 und ein Kapselwerk der Fertigtrocknungsstrecke 5 zugeleitet wird. In der Trocknungsstrecke 5, die gegebenenfalls zur Zerkleinerung des Trocknungsgutes mit Sichter und Zerkleinerungseinrichtung versehen sein kann, erfolgt dann die restliche Trocknung. Das Trocknungsgut wird dann im Materialabscheider 9 und notfalls in der Fein-Nachentstaubung 10 vom Trocknungsgas getrennt, das dann mit Hilfe des Ventilators 3 durch die Leitung 12 zur Feuerung zurückgeführt wird. Das getrocknete Gut wird dann bei 11 abgeführt.

Die Abb. 2 zeigt eine ähnliche Anlage, bei der jedoch die Fertigtrocknungsstrecke 5 der Anlage gemäss Abb. 1 durch eine Gegenstromtrocknungsstrecke 13, etwa in der Art eines Rieselschachttrockners mit Trocknungsgutaustrag bei 14 ersetzt ist. Es kann auch zweckmässig sein, die Vortrocknungsstrecke 4 durch eine solche Art Rieselschachttrockner zu ersetzen und die Fertigtrocknung dann in einem pneumatischen Trockner erfolgen zu lassen. Überhaupt ist die Erfindung nicht an die hier dargestellten und angegebenen Kombinationen gebunden, sondern sie bietet die Möglichkeit für die Verwendung der verschiedensten Trocknerarten,deren Wahl vielfach durch die Eigenschaften des Nassgutes beeinflusst wird.

Claims (3)

1. Verfahren zum Trocknen von Feinkohlen, Kohlenschlamm und gleichartigen Stoffen, die mit fortschreitendem Trocknungsprozess durch Verringerung ihres Feuchtigkeitsgehalts Staubteile absondern und in getrocknetem Endzustand ganz oder teilweise staubförmige Gestalt annehmen, unter Verwendung von Rauchgasen als Trockenmittel, dadurch gekennzeichnet, dass man den Trocknungsvorgang derart steuert, daß das Nassgut in einer ersten Trocknungsphase bis kurz oberhalb des Feuchtigkeitsgehalts, bei dem eine Verstaubung des Nassguts einsetzt, vorgetrocknet und in einer zweiten Trocknungsphase fertiggetrocknet wird, wobei das staubfreie Brüdengasgemisch der ersten Phase in Freie und das mit Staubteilchen durchsetzte Brüdengasgemisch der zweiten Phase bei brennbaren Stoffen in die Feuerung zurückgeleitet wird.

2. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an eine Feuerung bekannter Ausführung zwei parallelgeschaltete Trockenstrecken angeschlossen sind, und zwar eine Vortrockenstrecke mit bekannten Einrichtungen, wie Gleich- oder Gegenstromtrockner, Zumesseinrichtung für das Nassgut, Materialabscheider, Ventilator mit Austrittsstutzen ins Freie sowie Mitteln zur Regulierung der Temperatur und Menge des Trockenmittels, und eine Fertigtrockenstrecke mit ebenfalls bekannten Einrichtungen, wie Gleich- oder Gegenstromtrockner, Materialabscheider, Ventilator mit Rückströmleitung zur Feuerung und gegebenenfalls Sichter, Zerkleinerungseinrichtung und Fein-Nachentstaubung.

3. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vor- und Fertigtrockenstrecken mit nach verschiedenem Prinzip arbeitenden Trocknern ausgestattet sind.