DEP0043668DA

DEP0043668DA - Processes and systems for drying fine coals, coal sludge and similar substances

Info

Publication number: DEP0043668DA
Authority: DE
Inventors: Ernst Dipl.-Ing. Krefeld-Uerdingen Schneider
Original assignee: Buettner Werke AG
Current assignee: Buettner Werke AG
Publication date: 1951-01-25

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.The invention relates to a method and corresponding systems for drying fine coals, coal sludge and similar substances which separate dust particles as the drying process progresses by reducing their moisture content and which in the final dried state assume wholly or partially dust-like form.

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).It is well known that the drying of fine coals and coal sludge, mainly in drying systems with trickling or turbulent floating conveyance of the material to be dried through the drying room, always requires a not inconsiderable amount of equipment to clean the gases containing water vapor from entrained dust particles. Depending on the type of dedusting process, this effort has a burdensome effect, either during the construction of the system (electrostatic precipitator - high system costs - low operating and maintenance costs) or in the later operation of the drying system (combined dry separation based on centrifugal force - wet separation, which has a lower Construction costs, on the other hand, however, requires higher operating and maintenance costs and, moreover, usually increases the existing sludge water management of the mine operations in an undesirable manner).

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.The invention is based on the knowledge that in the originally moist state - with washed fine coal with a water content of 8-12% and with coal sludge with a water content of 20-25% - the finest-grained constituents do not yet tend to become dusty. It is known that in this state in a pile of coal of different grain sizes the finest grain fractions due to adhesive forces on the coarser grain fractions adhere, and that first of all a very extensive dewatering of the coal down to a few percent residual water content is required, until after evaporation of the so-called adhesion water, which envelops the grain surface in the thinnest layer, the molecular adhesive forces are overcome and the coal pile structure is loosened in the sense that the now loose fine dust can be carried away by the drying gas. It should be noted that the adhesive forces grow in reciprocal relationship with the grain diameter (the grain surface is decisive - the smaller the grain diameter, the larger the specific surface, the greater the molecular surface tensions that are related to the size of the adhesive force), so that the Very fine grain fractions of around 0 - 5 (My) grain size, which experience has shown also represent the technical problem in the construction of centrifugal dust extractors, for example, and whose degree of separation characterizes the quality of such dust extractors, are only released relatively late from the physical association with the larger grain fractions, as they are minimal Sufficient amounts of moisture to bind them to the coarser grain.

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.Building on this knowledge, the invention has set itself the task of directing the drying process for fine coals and coal sludge in such a way that the previous expenditure on equipment for dedusting the drying gases containing water vapor is no longer necessary, which significantly increases the overall economy of such drying systems.

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.A method mentioned at the beginning is therefore carried out according to the invention in such a way that the drying process is controlled in such a way that the wet material starts in a first drying phase up to just above the moisture content at which dust build-up of the wet material, i.e. the tearing away of the finest dust particles from the coal pile structure would, pre-dried and fully dried in a second drying phase, the dust-free vapor gas mixture of the first phase being discharged into the open and the vapor gas mixture of the second phase interspersed with dust particles being returned to the furnace in the case of combustible materials. This subdivision of the drying process means that any dedusting device for the drying system can be dispensed with.

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.The drying gases containing water vapor discharged from the second drying phase are used in the furnace to cool the combustion gases to the inlet temperature for the two drying phases, i.e. e.g. from 1300 - 1400 ° C to 600 - 700 ° C, with the Any dust particles carried along are burned so that there is no loss of coal.

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.The process can be carried out in different types of plants. In a preferred embodiment, the pre-drying and final drying are carried out by separate hot gas flows in two drying sections arranged in parallel next to each other, in which the wet material is dried in cocurrent and / or countercurrent with the gases, after which the vapor mixture of both sections is passed through separate separators in which the separation of the dried material from the vapor gas mixture takes place.

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.The pre-drying and finished drying of the wet material can also take place in dryers that work according to different principles, in which the wet material is dried by separate hot gas or hot air flows that are separately discharged to the outside or returned to the furnace. The most varied of combinations of known dryer systems, such as tower dryers, shaft dryers, drum dryers, pneumatic dryers, etc., are conceivable. It is always only essential that part of the gas is discharged into the open air with sufficient capacity for the water that has evaporated in the pre-drying phase, without the need for a dedusting device.

Auf der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung beispielsweise dargestellt.The subject matter of the invention is shown in the drawing, for example.

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.In the system shown in Fig. 1, the combustion gases generated in a furnace 1 are sucked in with the help of fans 2 and 3 through two parallel arranged and switched vertical drying sections 4, 5. The wet material to be dried is fed into the vertical drying section 4 by means of known metering devices 6 (plate feeder, double-wing screw, etc.), which must be adapted to the nature of the material to be dried, and conveyed by the drying gases with simultaneous pre-drying to the centrifugal material separator 7. Corresponding regulation of the drying gases in terms of temperature and quantity ensures that the material to be dried is only pre-dried to the extent that dust does not form as far as the material separator. For this purpose, it is advisable to regulate the drying gas temperature at the end of the pre-drying section to be slightly higher than the dew point. This results in a significant delay in drying intensity until the drying process is actually interrupted.

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.The separation then takes place in the known manner in the material separator of the goods to be dried from the carrying drying gas. The drying gases together with the vapors free of dust particles pass through the fan 2 into the open, while the pre-dried material is fed to the finished drying section 5 via the pipeline 8 and a capsule system. The remaining drying then takes place in the drying section 5, which can optionally be provided with a sifter and a comminution device for comminuting the material to be dried. The material to be dried is then separated from the drying gas in the material separator 9 and, if necessary, in the fine secondary dedusting unit 10, which is then returned to the furnace with the aid of the fan 3 through the line 12. The dried material is then discharged at 11.

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.Fig. 2 shows a similar system, in which, however, the finished drying section 5 of the system according to Fig. 1 is replaced by a countercurrent drying section 13, for example in the manner of a trickle duct dryer with drying material discharge at 14. It can also be expedient to replace the predrying section 4 with a type of trickle chute dryer of this type and then to allow the final drying to take place in a pneumatic dryer. In general, the invention is not tied to the combinations shown and specified here, but rather it offers the possibility of using the most varied types of dryers, the choice of which is often influenced by the properties of the wet material.

Claims

1. A method for drying fine coals, coal sludge and similar substances which, as the drying process progresses, secrete dust particles by reducing their moisture content and, when dry, take on wholly or partially powdery form, using flue gases as desiccants, characterized in that the drying process is controlled in this way that the wet material is pre-dried in a first drying phase to just above the moisture content at which the wet material begins to become dusty and fully dried in a second drying phase, with the dust-free vapor gas mixture of the first phase in the open and the vapor gas mixture interspersed with dust particles in the second phase combustible substances are fed back into the furnace.

2. Plant for carrying out the method according to claim 1, characterized in that two drying sections connected in parallel are connected to a furnace of known design, namely a pre-drying section with known devices, such as cocurrent or countercurrent dryer, metering device for the wet material, material separator, fan with outlet nozzle into the open air as well as means for regulating the temperature and quantity of the desiccant, and a finished drying section with also known devices, such as cocurrent or countercurrent dryer, material separator, fan with return flow line to the furnace and, if necessary, sifter, shredding device and fine secondary dedusting.

3. Plant for carrying out the method according to claim 1, characterized in that the preliminary and finished drying lines are equipped with dryers operating according to different principles.