EP0030376B1

EP0030376B1 - Verfahren und Vorrichtung zum Trocknen und Erhitzen von feuchter Kohle

Info

Publication number: EP0030376B1
Application number: EP19800107653
Authority: EP
Inventors: August Ing.Grad. Schaper; Heinrich Ing.Grad. Mohmeyer
Original assignee: Alfelder Eisenwerke Carl Heise KG
Current assignee: CESSIONE;AMMAN IMA GMBH
Priority date: 1979-12-11
Filing date: 1980-12-05
Publication date: 1983-10-05
Also published as: EP0030376A2; DE2949720A1; DE2949720C2; EP0030376A3

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Trocknen und Erhitzen von feuchter Kohle, insbesondere Fein- und Feinstkohle, bei dem der zu trocknenden Kohle Wärme über einen Inertgaskreislauf, der mit Hilfe eines Wärmetauschers aufheizbar ist, zugeführt wird und die getrocknete und erhitzte Kohle durch einen Teilkreislauf des Inertgases vor dem Zutritt von Sauerstoff geschützt wird. Die Erfindung zeigt gleichzeitig eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Die DE-A 28 10 694 zeigt ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art, bei dem feinkörnige Steinkohle vorgetrocknet und zu hochwertigem Steinkohlenkoks weiterverarbeitet wird. Dabei wird die feinkörmige Steinkohle in einer Trocknungseinrichtung mittels eines sauerstoffarmen Kreislaufgases, welches im wesentlichen aus Wasserdampf besteht, getrocknet. Als Inertgas für den Kreislauf dient Wasserdampf, der sich beim Erhitzen der zu trocknenden Kohle aus der Feuchtigkeit entwickelt, die von der feuchten Kohle mit eingeschleppt wird. Der Inertgaskreislauf wird durch einen Wärmetauscher indirekt beheizt. Der Inertgaskreislauf muß auch mit einer Entstaubungsanlage gereinigt werden, wobei die mitgerissenen Kohleteilchen abzuscheiden sind. Wird als Entstaubungsanlage ein Zyklon eingesetzt, dann ergibt sich aufgrund der geringen Wichte der Kohle und der hohen Feinanteile eine ungenügende Abreinigung. Darüber hinaus lagern sich die Feinanteile der Kohle auch am Wärmetauscher ab und verschlechtern den Wärmeübergang beträchtlich. Wird dagegen ein Tuchfilter eingesetzt, dann entstehen Temperaturprobleme, insbesondere beim Anfahren und Abstellen der Anlage. Ist die Temperatur des Inertgases im Tuchfilter zu hoch, dann besteht die Gefahr, daß die Filtertücher verbrennen. Ist die Temperatur dagegen zu niedrig, dann bildet sich Kondensat und die Kohleteilchen lagern sich mit dem Kondensat an den Filtertüchern ab, so daß der Filterwiderstand ansteigt.
Weiterhin bestehen bei dem bekannten Verfahren große Probleme beim Anfahren und Abstellen der Anlage ; denn es wird feuchte Kohle zunächst in die heiße Trocknungseinrichtung eingebracht. Beim Anfahren steht im Umlauf zunächst nur heiße Luft zur Verfügung, so daß deren Sauerstoffanteil sehrleicht zur Selbstentzündung der Kohle führen kann. In der Folge können Verpuffungen und Explosionen auftreten. Ist die Anlage beim Anfahren noch zu kalt, besteht die Gefahr, daß das aus der Kohle zunächst ausgetriebene Wasser an einem anderen Teil der Anlage wieder kondensiert und damit insbesondere eine Tuchfilterentstaubung beeinträchtigt. Ist dagegen die Temperatur in der Anlage zu hoch, dann können die Filtertücher verbrennen. Ähnliche Schwierigkeiten ergeben sich beim Abstellen der Anlage. Örtliche Temperaturerhöhungen infolge unterbrochenen Kohleeintrags können auch die empfindliche Tuchfilteranlage stören. Andererseits kann infolge Temperatursenkung an der Tuchfilteranlage Kondensat anfallen und eine Verschmutzung entstehen.
Das bekannte Verfahren arbeitet nach dem Gegenstromprinzip. Dies ist insofern nachteilig, als das im Wärmetauscher aufgeheizte Inertgas mit seiner heißesten Temperatur auf die schon getrocknete Kohle am Austritt der Trocknungsanlage auftrifft. Hier können Überhitzungserscheinungen auftreten. Darüber hinaus werden im Gegenstrom die heißen Feinanteile der Kohle mitgenommen. Diese wandern zum Eingang der Trocknungseinrichtung zurück und können sich dort an den nassen Kohleteilchen wieder ablagern. Hierdurch erfolgt eine Anreicherung der Feinanteile in der Trocknungseinrichtung, so daß deren Widerstand ansteigt. Hierdurch wird der Inertgaskreislauf beeinträchtigt.
Aus der US-A 4 008 042 ist ein einstufiger Flugstromtrockner bekannt, der kontinuierlich mit einem Heißgaserzeuger beheizt wird. Bei Ausfall der Kohleförderung soll in den Kreislauf Wasser eingespritzt werden, um eine Temperatursteigerung und eine nachfolgende Zerstörung der Anlage zu verhindern. Der Heißgaserzeuger kann mit Koksofengas betrieben werden und muß üblicherweise unter Luftüberschuß gefahren werden, um die Temperaturen nicht zu hoch steigen zu lassen und eine vollständige Verbrennung zu erreichen. Beim Anfahren der Anlage erscheint es somit allenfalls möglich, den Sauerstoffanteil im Kreislaufgas auf etwa 5 % zu erniedrigen, bevor feuchte Kohle eingebracht wird. Es wird zwar beschrieben, daß der Sauerstoffanteil normalerweise unterhalb 1 % gehalten werden soll, ohne daß allerdings erkennbar ist, wie dies erreicht werden könnte.
Die DE-A 16 29 117 zeigt ein Verfahren und eine Einrichtung zur schonenden und beschleunigten Trocknung von oxidationsempfindlichen Substanzen, bei dem ein vorgewärmtes Inertgas, vorzugsweise Stickstoff, benutzt wird. Bereits unter Anwesenheit des Trockengutes soll dabei die in der Anlage befindliche Luft durch Binsprühen von Wasserdampf verdrängt und der Wasserdampf über Kondensatoren abgeleitet werden. In äquivalentem Maße soll das Inertgas, vorzugsweise Stickstoff, in dem durch die Kondensation des Wasserdampfes frei gewordenen Raum des Trockners eingeblasen werden. In dieser bekannten Anlage findet auch ein Erhitzer Verwendung, von dem nicht erkennbar ist, wie er arbeiten soll.
Die DE-A 26 59 335 zeigt eine Kohletrocknungs- und Erhitzungsanlage, die mit einem Flugstromtrockner und einem nachgeschalteten Flugstromerhitzer für die Kohle arbeitet und bei der ein direkt befeuerter Gaskreislauf zunächst durch den Flugstromerhitzer und Gaskreislauf zunächst durch den Flugstromerhitzer und dann durch den Flugstromtrockner prinzipbedingt jeweils im Gleichstrom geführt ist. In die mit Gas betriebene Brennkammer wird auch Luft in Form der Verbrennungsluft eingeführt, so daß damit der Sauerstoffgehalt im Kreislauf des Wärmeträgermediums schlecht beherrschbar ist. Trotz Brüdenrückführung lassen sich bei dieser bekannten Kohleerhitzungsanlage Verpuffungserscheinungen und Explosionen nicht vermeiden. Die Anlage arbeitet im übrigen mit einem Elektrofilter, wobei die dort abgeschiedene Kohle der getrockneten Kohle hinzugefügt wird. Im Kreislauf des Wärmeträgermediums sind zwei Kurzschlußleitungen angeordnet, die beide den Flugstromtrockner überbrücken und zur Anhebung bzw. Regelung der Temperatur in einem Zyklonabscheider und in dem Elektrofilter dienen. Der im Kreislauf des Wärmeträgermediums vorgesehene Ventilator fördet außer in die Brüdenrückführung sofort in den Elektrofilter und anschließend in den Kamin, so daß die zusätzliche Gefahr besteht, daß Luft an undichten Stellen der Anlage und damit Sauerstoff in den Kreislauf des Wärmeträgermediums gelangt.
Aus der DE-B 26 26 653 ist ein zweistufiger Einrohr-Flugstromtrockner bekannt, der natürlich ebenfalls im Gleichstrom betrieben wird. Auch hierbei findet eine direkte Beheizung des Wärmeträgerkreislaufes statt, wobei über die Verbrennungsluft des Gasbrenners Sauerstoff überschüssig mit eingebracht wird. Auch hierbei besteht die Gefahr, daß der Sauerstoffanteil an dem Wärmeträgermedium leicht sich in solche Größenordnungen anreichert, daß Verpuffungserscheinungen, Brände und Explosionen auftreten können. Dies ist insbesondere während des Anfahrvorganges der Fall, wenn sich im Wärmeträgerkreislauf lediglich heiße Luft mit dem bekannt hohen Sauerstoffanteil befindet.
In der DE-A 2415 758 wird empfohlen, beim Anfahren den Trocknungsgaskreislauf mit Inertgas zu füllen. Dieses Inertgas wird als Verbrennungsgas von einem Brenner, der nur in der Anlaufphase arbeitet, erzeugt. Die vom Brenner erzeugten Abgase sollen die in der Anlage befindliche Luft verdrängen bis ein nicht genannter Sauerstoff-Grenzwert erreicht wird. Dieser zulässige Grenzwert wurde etwa Mitte 1980 bergamtsseitig auf 2 % festgesetzt. Um einen solchen Grenzwert zu erreichen, müßte der Brenner der bekannten Anlage ohne Luftüberschuß und ohne Mischgas gefahren werden. Die Abgase haben dann eine Temperatur von 1 200 bis 1 300 °C. Diese Temperatur liegt aber jenseits der zulässigen thermischen Belastung der Anlage. Außerdem würden beim Einbringen von Kohle in die Anlage mit Sicherheit Überhitzungserscheinungen am Kohlekorn auftreten.
Aus der « Aufbereitungs-Technik », Heft12, 1978, Seiten 581 bis 586 (584) ist für thermische Trocknungsanlagen ein Grenzwert von 14 % bekannt, d. h. der maximal zulässige Sauerstoffgehalt im Heißgas wird auf 14 % begrenzt. Um diesen Grenzwert zu erreichen, wird empfohlen, die Anlage zunächst mit Dampf zu füllen und anschließend Wasser einzuspritzen, das allmählich durch zu trocknenden Kohleschlamm ersetzt werden soll. Diese Arbeitsweise ist insofern problematisch, als in der kalten Anlage der Wasserdampf kondensiert und das anschließend eingespritzte Wasser die Wasser- bzw. Kondensatmenge nur vergrößert. Eine Absenkung des Sauerstoffgehaltes auf unter 2 % ist auf diesem Wege kaum vorstellbar und wird auch gemäß dem dort empfohlenen Grenzwert von 14% gar nicht angestrabt.
Aus der DE-A2748423 ist es bekannt, eine Kohleerhitzungsanlage sowie auch den Transport- und Bunkerungsanlageteil vor dem Anfahren mit einem Inertgas zu durchspülen, um einen Grenzwert von ca. 2% Sauerstoff zu erhalten. Dieses Inertgas soll einer benachbarten, im Betrieb befindlichen Erhitzungsanlage entnommen werden. Eine zweite Anlage wird aber normalerweise nicht vorhanden sein. Außerdem ist nicht dargelegt, wie die erste von mehreren benachbarten Anlagen angefahren werden soll.
Trotz dieser vielfältigen Vorschläge, Versuche und Bemühungen, den Sauerstoffgehalt zu erniedrigen, wurde bisher kein praktikabler Weg aufgezeigt, wie ein so niedriger Sauerstoffgehalt, wie er jetzt bergamtsseitig vorgeschrieben ist, beim Anfahren einer einzigen Trocknungs- und Erhitzungsanlage erreicht werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren der eingangs beschriebenen Art derart weiterzubilden, daß damit eine Anlage angefahren und auch abgestellt werden kann, ohne daß die Gefahr von Verpuffungen, Verbrennungen und Explosionen besteht, die Kohle und die Anlage nicht durch überhitzungen geschädigt wird und auch eine Temperaturerniedrigung mit der Gefahr der Kondensation von Wasserdampf vermieden wird. Weiterhin müssen bei einer solchen Kohletrocknungsanlage die Probleme gelöst werden, die mit der Entstaubung und Aufrechterhaltung der Filterwirkung verbunden sind.
Das erfindungsgemäße Verfahren kennzeichnet sich dadurch daß beim Anfahrvorgang vor dem Einbringen von feuchter Kohle in der Anlage vorhandene Luft im Kreislauf geführt und dabei über einen Wärmetauscher aufgeheizt wird, daß die mit dem Kreislauf in Berührung kommenden Teile der Anlage vermittels des aufgeheizten Luftkreislaufes auf eine die Kondensation von Wasserdampf vermeidende Temperatur erwärmt werden, bevor in den aufgeheizten Luftkreislauf Wasser eingesprüht oder Wasserdampf eingeführt und der Luftkreislauf mit Wasserdampf angereichert wird, wobei der Sauerstoffanteil unter Vol. 2 % abgesenkt und so der Inertgaskreislauf gebildet wird, bevor feuchte Kohle zur Trocknung im Gleichstrom in den Inertgaskreislauf eingebracht wird. Die in der Anlage vorhandene Luft mit ihrem bekannten Sauerstoffanteil wird also zunächst und ohne daß Kohle mit ihr in Berührung kommt, indirekt aufgeheizt, wodurch sämtliche Anlagenteile, die mit dem Luftkreislauf in Berührung kommen, so weit erwärmt werden, daß eine Kondensation von Wasserdampf vermieden wird. In diesem aufgeheizten Luftkreislauf wird Wasser eingesprüht, also in sehr feiner Verteilung mit großer Oberfläche eingebracht, so daß dieses Wasser auch tatsächlich die Möglichkeit hat, zu verdampfen und damit ohne wesentliche Senkung der Temperatur des Luftkreislaufes eine Anreicherung mit Wasserdampf zu bewirken, wodurch der Sauerstoffanteil des Kreislaufgases erniedrigt wird. Diese Erniedrigung kann gefahrlos für die Anlage so lange durchgeführt werden, bis der Sauerstoffanteil unter 2 % im Kreislaufgas erniedrigt ist und der bei weitem überwiegende Anteil des Kreislaufgases aus Wasserdampf gebildet ist. Es versteht sich, daß während dieses Anfahrprozesses laufend Kreislaufgas aus dem Kreislauf entfernt werden muß, weil das Volumen unter stetiger Erniedrigung des Sauerstoffanteils durch das Einsprühen des Wassers oder das Einführen des Wasserdampfes ansteigt. Dabei ist es auch notwendig, diesen bergamtsseitig jetzt vorgeschriebenen Grenzwert von 2% Sauerstoffanteil zu messen, und zwar an dem ungetrockneten Kreislaufgas. Erst nachdem dieser Grenzwert unterschritten ist, wird die feuchte Kohle zur Trocknung eingebracht. Während dieses Anfahrvorganges bleibt die Temperatur des Kreislaufgases und damit auch die Temperatur der von ihm beaufschlagten Anlagenteile bereits etwa konstant, und zwar auf einem Temperaturniveau, welches dem Dauerbetrieb der Anlage entspricht. Hierdurch besteht keine Beeinträchügung dieser Anlagenteile, insbesondere der Tuchfilterentstaubung.
Obwohl der Anfahrvorgang nur wenige Minuten in Anspruch nimmt, kann er ohne weiteres auch so betrieben werden, daß im Inertgaskreislauf durch Anreicherung mit Wasserdampf der Sauerstoffanteil unter 1 % abgesenkt wird, bevor feuchte Kohle zur Trocknung eingebracht wird.
Beim Abschalten der Anlage wird zunächst der Inertgaskreislauf so lange aufrechterhalten, bis die letzte Kohle die Anlage verlassen hat; dabei wird Wasser eingesprüht oder Wasserdampf eingeführt, um örtliche Überhitzungserscheinungen an der Anlage zu vermeiden. Der Brenner wird abgeschaltet und anschließend das Inertgas allmählich durch Luft ersetzt, bis die Anlage auf 80 °C abgekühlt ist.
Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens weist eine Trocknungseinrichtung, einen über einen Wärmetauscher indirekt aufheizbaren Inertgaskreislauf, der einmal durch die Trocknungseinrichtung und in einem Teilkreislauf über einen Mischer für getrocknete Kohle geführt wird, so wie eine Entstaubungseinrichtung, im Inertgaskreislauf und eine an den Wärmetauscher angeschlossene Wärmequelle auf. Er kennzeichnet sich dadurch, daß die Trocknungseinrichtung eine im Gleichstrom an den Inertgaskreislauf angeschlossene angetriebene Trockentrommel ist, der im Inertgaskreislauf ein Vorabscheider und Kühler sowie eine Tuchfilterentstaubung nachgeschaltet sind, und daß der Inertgaskreislauf eine absperrbare Zuleitung für Wasser oder Wasserdampf und eine weitere absperrbare Zuleitung für Luft aufweist. Der Gaskreislauf wird auch schon während des Anfahrvorganges im Gleichstrom durch die Anlage geführt, also in der gleichen Richtung, in der auch die zu trocknende Kohle während der Betriebsphase der Anlage geführt wird. Dies hat während der Betriebsphase dann den Vorteil, daß eine Abreicherung der Feinanteile der Kohle in der Trocknungseinrichtung vermieden wird. Gleichzeitig bedeutet dies eine schonende Behandlung der Kohle und es wird im Gegansatz zur Trocknung im Flugstromverfahren die Umwälzung beträchtlicher Gasmengen und die mechanische Beanspruchung der Kohle hierdurch vermieden. Durch die Verwendung einer Trockentrommel im Gleichstromverfahren als Trocknungseinrichtung wird die Kohle schonend getrocknet, wobei die höchste Temperatur des Inertgaskreislaufes auf die feuchte Kohle einwirkt, so daß sich Überhitzungserscheinungen am Ausgang der Trockentrommel an der getrockneten Kohle vermeiden und die Temperaturverläufe leichter und besser steuern lassen. Dies gilt auch während des Anfahrvorganges und während des Abstellens der Anlage. Hierzu tragen wesentlich die absperrbare Zuleitung für Wasser oder Wasserdampf und eine weitere absperrbare Zuleitung für Luft bei. Die erste Leitung dient dem Anfahrvorgang, während die weitere absperrbare Zuleitung für Luft beim Abstellen der Anlage erforderlich ist. Durch die bessere Beherrschbarkeit der Temperaturen wird es auch möglich, im Inertgaskreislauf einen Vorabscheider und Kühler sowie eine Tuchfilterentstaubung einzusetzen, die bei trockener Arbeitsweise die erforderliche Abreinigung der Inertgase erreichen läßt.
Der Inertgaskreislauf weist zwei jeweils mit steuerbaren Absperrorganen versehene Kurzschlußleitungen auf, von denen die eine zwischen Wärmetauscher und Trockentrommel angeschlossen und in die Leitung zwischen Trockentrommel und Vorabscheider und Kühler führt, während die andere nach der Tuchfilterentstaubung sowie nach dem nachgeschalteten Ventilator und vor dem Wärmetauscher abzweigt und den Wärmetauscher überbrückt. Während die zuerst genannte Kurzschlußleitung zur Erhöhung der Temperatur in der Tuchfilterentstaubung eingesetzt wird, dient die zweite Kurzschlußleitung der Erniedrigung der Temperatur in der Tuchfilterentstaubung. Es versteht sich, daß auf diese Weise die Tuchfilterentstaubung in einem optimalen Temperaturenbereich gefahren werden kann, so daß Taupunktsunterschreitungon und damit die Bildung von schwefliger Säure und das Kondensieren von Wasser vermieden werden. Eine solche Temperaturregelung kann insbesondere dann erforderlich werden, wenn beispielsweise ein Defekt in der Wasserzufuhr während des Anfahrvorganges vorliegt. Zur Temperaturerniedrigung in der Tuchfilterentstaubung kann auch der vorgeschaltete Vorabscheider und Kühler eingesetzt werden bzw. verwendet werden. Die Kühleinrichtung an dem Vorabscheider besteht zweckmäßig aus mehreren Ventilatoren, die entsprechend zu- bzw. abgeschaltet werden können.
Der zum Schutz der getrockneten Kohle bestimmte Teilkreislauf des Inertgaskreislaufes zweigt nach dem Ventilator ab und ist in den Inertgaskreislauf die Trommel überbrückend zwischen Trockentrommel und Vorabscheider und Kühler zurückgeführt. Damit wird die getrocknete Kohle auch nach dem Verlassen der Trockentrommel noch wirksam vor dem Zutritt von Luftsauerstoff geschützt, bis sie einer gewünschten Verarbeitung zugeführt worden ist. Somit werden z. B. das Materialsilo, die Wiege- und Mischeinrichtung sowie die Förderstrecke der Kohle inertisiert. Dies kann durch Ablagerung in einem Silo geschehen. Es ist auch möglich, die getrocknete Kohle mit einem Bindemittel, vorzugsweise einem bituninösem Bindemittel, zu umhüllen, dies ist dann besonders sinnvoll, wenn die Kohle anschließend verkokt werden soll. Ausgehend von dem Ventilator ist sowohl in dem Inertgaskreislauf vor dem Wärmetauscher und vor der Abzweigung der einen Kurzschlußleitung als auch in dem abzweigenden Teilkreislauf je ein steuerbares Absperrorgan angeordnet. Durch diese beiden Absperrorgane wird die Mengenaufteilung des Inertgases für den Inertgaskreislauf einerseits und für den Teilkreislauf andererseits eingesteuert. Es versteht sich, daß auch über diese Mengensteuerung Einfluß auf die Temperaturen an den jeweiligen Anlagenteilen genommen werden kann. In dem Teilkreislauf des Inertgases können ein Mischer, eine Wiegeeinrichtung und ein Zwischensilo vorgesehen sein. Es versteht sich, daß auch andere Einrichtungen für die getrocknete Kohle hier noch vorgesehen sein können, die dann zweckmäßig auch in den Teilkreislauf eingeschlossen werden, sofern an solchen Anlagenteilen die Temperatur der getrockneten Kohle noch in einem gefährlichen Bereich liegt.
Die absperrbare Zuleitung für Wasser oder Wasserdampf ist zweckmäßig am Eingang in die Trockentrommel vorgesehen. In diesem Fall benötigt man nur eine Wasserzuleitung und ein Absperrorgan, während die Trockentrommel selbst zur Verdampfung des Wassers herangezogen werden kann, wie dies ja auch später dann für den Hauptzweck der Anlage, nämlich der 'Trocknung der Kohle geschieht. Die absperrbare Zuleitung für Luft hingegen ist zweckmäßig zwischen Tuchfilterentstaubung und Ventilator an den Inertgaskreislauf angeschlossen, so daß hier in einfacher Weise Luft angesaugt und mit dem Inertgas vermischt wird. Die Temperatur in der Entstaubungsanlage wird dabei zunächst nicht abgesenkt, so daß keine Kondenserscheinung auftreten kann.
Der an dem Inertgaskreislauf angeschlossene Wärmetauscher ist andererseits mit einem Heizkreislauf verbunden, der eine Abgasrückführung aufweist, in der ein steuerbares Absperrorgan vorgesehen ist. Auf diese Weise kann die Wärme der Abgase dieses Heizkreislaufes durch Rückführung genutzt und in diesem Sinne Einfluß auf die Temperaturregelung des Heizkreislaufes genommen werden.
Die Erfindung wird anhand einer schematisiert in der Zeichnung wiedergegebenen Anlage verdeutlicht und weiter beschrieben :

Die Vorrichtung zum Trocknen und Erhitzen von feuchter Kohle weist ein Materialsilo 1 mit Dosiereinrichtung auf, von dem über einen Gutförderer 2 feuchte Kohle abgezogen werden kann. Am Ende des Gutförderers 2 befindet sich eine Zellenradschleuse 3 im Bereich des Einlauftrichters der Trockentrommel4, die um ihre Längsachse drehbar gelagert ist und angetrieben ist, so daß sich die Kohle beim Durchgang durch die Trockentrommel 4 immer in einer kaskadenförmigen Bewegung befindet.

Die Anlage weist weiterhin einen Vorabscheider und Kühler5, sowie diesem nachgeschaltet eine Tuchfilterentstaubung 6 auf. Nachgeschaltet ist ein Ventilator 7 zur Umwälzung des Wärmeträgermediums bzw. des Inertgaskreislaufes und des Teilkreislaufes vorgesehen. Ein Wärmetauscher8 dient der indirekten Beheizung des Inertgaskreislaufes. Der Wärmetauscher 8 ist andererseits an einen Heizkreislauf 9, 11 aus den Leitungsstücken 9 und 11 angeschlossen, der zum Abgaskamin 10 letztlich führt. In diesem Leitungsstück 11 ist ein Mischgasventilator 12 und ein steuerbares Absperrorgan 13 angeordnet. Ein Brenner 14 wird mit Gas oder einem anderen Medium beheizt, welches über eine Leitung oder einen Vorratstank 15 abgezogen wird. Die Verbrennungsluft für den Brenner 14 wird über den Luftventilator 16 herangeführt. Wie man sieht, kann über das Leitungsstück 11 eine Rückführung der Abgase nach dem Durchtritt durch den Wärmetauscher und eine Vermischung in einer Mischkammer 17 mit den Verbrennungsabgasen erfolgen.
Der Inertgaskreislauf führt mit einer Leitung 18 von Wärmetauscher 8 zum Eingang in die Trockentrommel4. Nach der Durchleitung durch die Trockentrommel4 wird der Inertgaskreislauf von den Leitungsstücken 19, 20, 21, 22 und 23 vervollständigt. Wie ersichtlich, ist das Leitungsstück 19 zwischen den Ausgang der Trockentrommel 4 und den Eingang des Vorabscheiders und Kühlers 5 geschaltet, der im übrigen durch ein nicht dargestelltes Gebläse gemäß den Pfeilen 24 mit Kühlluft angeblasen und somit die Temperatur des Inertgases herabgesetzt werden kann. Das Leitungsstück 20 verbindet den Ausgang des Vorabscheiders und Kühlers 5 mit der Tuchfilterentstaubung 6 ; deren Ausgang ist über das Leitungsstück 21 an das Gebläse 7 angeschlossen. Von diesem führt das Leitungsstück 22 zu einem steuerbaren Absperrorgan_'25, von dem das Leitungsstück 23 zu dem Wärmetauscher8 führt. Aus der Leitung 18 und den Leitungsstücken 19, 20, 21, 22 und 23 wird der Inertgaskreislauf 18 bis 23 gebildet. Im Inertgaskreislauf sind zwei Kurzschlußleitungen 26 und 27 vorgesehen, in denen steuerbare Absperrorgane 28 und 29 angeordnet sind. Durch Offnen des Absperrorganes 28 kann die Temperatur des inertgases im Vorabscheider 5 und in der Tuchfilterentstaubung 6 erhöht werden. Durch Öffnen der Kurzschlußleitung 27 bzw. des Absperrorganes 29 kann dagegen die betreffende Temperatur erniedrigt werden, auch in der Trockentrommel 4.
Am Eingang der Trockentrommel4 ist eine Zuleitung 30 für Wasser oder Wasserdampf und eine Regeleinrichtung 31 vorgesehen, die zu Anfahrtzwecken benötigt wird. In das Leitungsstück 21 mündet eine weitere Zuleitung 32 für Luft, in welcher ein Absperrorgan 33 angeordnet ist. Die Zuleitung 32 wird beim Abstellen der Anlage benötigt. Die getrocknete Kohle gelangt vom Ausgang der Trockentrommel4 über eine gekapselte Fördereinrichtung 34 in ein Becherwerk 35 und von dort in ein Zwischensilo 36, aus welchem sie chargenweise in eine Wiegeeinrichtung 37 überführt werden kann, aus der wiederum die Kohle in den Mischer38 gelangt. Die Kohle kann dann schließlich in ein Silo 39 abgelagert oder dem entsprechenden Verwendungszweck zugeführt werden. Im Mischer 38 besteht die Möglichkeit, die getrocknete Kohle mit einem Bindemittel, vorzugsweise einem bituminösen Bindemittel, zu ummanteln. Dieses wird aus dem Bindemitteltank 40 über die Eindüsvorrichtung 41 in den Mischer 38 aufgegeben. Der Bindemitteltank 40 wird durch ein Thermalöl-Heizaggregat42 auf der gewünschten Verarbeitungstemperatur gehalten.
Neben dem Inertgaskreislauf 18 bis 23 als Hauptkreislauf zweigt von dem Leitungsstück 22 der aus den Leitungsstücken 43 bis 47 gebildete Teilkreislauf 43 bis 47 ab. Dieser Teilkreislauf 43 bis 47 des inertgases schützt die getrocknete Kohle und die betreffenden Anlagenteile, über die er geführt ist.
Von dem Leitungsstück 23 zweigt nicht nur die Kurzschlußleitung 27, sondern auch die Inertgas-AuslaBleitung 48 ab, in der das einstellbare Überdruckventil49 vorgesehen ist und die letztlich zum Abgaskamin 10 führt. Über dieses Überdruckventil 49 wird immer ein Überdruck in dem Inertgaskreislauf 18 bis 23 und in dem Teilkreislauf 43 bis 47 aufrechterhalten. Gleichzeitig wird über das Überdruckventil 49 sowohl während der Anfahrphase als auch während des Betriebes der Anlage laufend Gas an den Abgaskamin 10 abgegeben, weil durch das eingebrachte Wasser bzw. das durch die Kohle mit eingeschleppte Wasser laufend eine Anreicherung an Wasserdampf erfolgt.
Der Vorabscheider und Kühler 5 wie auch die Tuchfilterentstaubung 6 sind über Förderschnecken 50 mit dem Becherwerk 35 verbunden, so daß die in dem Vorabscheider 5 und der Tuchfilterentstaubung 6 abgeschiedene trockene Kohle zu der über die Förderleitung 34 herangeführten getrockneten Kohle wieder hinzugefügt wird.
Zum Anfahren der Anlage, ausgehend von mit Luft gefüllten Anlagenteilen, werden zunächst der Ventilator 7, die Trockentrommel 4 sowie verschiedene weitere Anlagenteile in Gang gesetzt. Anschließend wird der Heizkreislauf 9, 11 durch Zünden des Brenners 14 für die Wärmeentwicklung freigesetzt, wobei die zugehörigen Anlagenteile wie Luftventilator 16 und Mischgasventilator 12 ebenfalls eingeschaltet sein müssen. Über den Wärmetauscher wird Wärme an den mit Luft gefüllten Kreislauf übertragen. Bei Erreichen einer Temperatur von 180 °C vor dem Vorabscheider und Kühler 5 wird durch die Regeleinrichtung 31 für Wasser über die Zuleitung 30 Wasser in die Trockentrommel4 eingesprüht. Das Wasser verdampft durch die heissen Eintrittsgase. Der daraus entstehende Wasserdampf vergrößert die im Umlauf befindliche Brüdenmenge. Bei Erreichen eines bestimmten Überdruckes an der Trockentrommel wird das steuerbare Überdruckventil49 in Öffnungsbereitschaft versetzt, so daß es einen Teilgasstrom in den Abgaskamin 10 ableiten kann. Die zugeführte Wassermenge wird so bemessen, daß der entstehende Wasserdampf ausreicht, den Sauerstoffanteil in den umlaufenden Brüden unter 2 %, vorzugsweise unter 1 %, abzusenken. Dieser Anfahrvorgang wird etwa 5 Minuten in Anspruch nehmen. Danach kann mit dem Trocknen der Kohle begonnen werden, indem der Gutförderer 2 eingeschaltet und feuchte Kohle aus dem Materialsilo 1 entnommen und über die Zellenradschleuse 3 der Trockentrommel 4 zugeführt wird. Es versteht sich, daß zu diesem Zeitpunkt kein Wasser mehr über die Zuleitung 30 eingefügt wird. Die zu trocknende feuchte Kohle gelangt auf irgendeinem Wege in das Materialsilo 1, beispielsweise mit Hilfe eines Schaufelladers. Der Gutförderer 2 ist mit einem Gleichstrom-Regelantrieb ausgerüstet. Die ausgetragene Menge kann volumetrisch von Hand gemessen werden oder manuell von einer Schaltzentrale aus eingestellt werden. Während des Betriebes soll die Menge der zu trocknenden Kohle konstant gehalten werden. Der Innenraum der Trockentrommel 4 ist gegen die Umgebung weitgehend luftdicht abgeschlossen. Vor allen Dingen kann kein Luftsauerstoff eindringen, da der Inertgaskreislauf 18 bis 23 an den Dichtstellen der Trockentrommel unter entsprechendem Überdruck gefahren wird. Die Temperatur der am Ende der Trockentrommel4 vorliegenden getrockneten Kohle wird als Sollwert vorgegeben und in einem Regler verglichen. Bei Unterschreiten des Sollwertes wird das Absperrorgan 25 auf der Druckseite des Ventilators 7 geöffnet, so daß die Brüdenmenge in dem Inertgaskreislauf 18 bis 23 vergrößert wird. Bei Überschreiten des Sollwertes der Temperatur der Kohle am Austritt der Trockentrommel4 wird die Brüdenmenge durch die zuvor beschriebenen Regeleinrichtungen verringert.
Die Eintrittstemperatur der heißen Brüden in die Trockentrommel 4 soll etwa 450 °C betragen. Bei Unterschreiten dieses Sollwertes wird die Gaszufuhr am Brenner 14 erhöht. Durch dieses Einbringen von mehr Energie steigt die Abgastemperatur des Heizkreislaufes 9, 11 an, so daß auch die Temperatur des Inertgaskreislaufes18 bis 23 über den Wärmetauscher 8 angehoben wird. Bei Überschreiten des Sollwertes der Temperatur des Heizkreislaufes 9, 11 am Eintritt in den Wärmetauscher, der bei ca. 1 100°C liegt, wird das Absperrorgan 13 im Heizkreislauf 9, 11 geöffnet. Hierdurch wird eine erhöhte Rückführung der Abgase mit ca. 300 °C eingeleitet, wodurch die Abgastemperatur in der Mischkammer 17 auf den Sollwert reduziert wird.
Während des Trocknungsvorganges entsteht laufend Wasserdampf. Es muß also kontinuierlich oder chargenweise an dem Überströmventil 49 Inertgas in den Abgaskamin 10 abgeblasen werden. Der Ventilator7 kann beispielsweise so ausgelegt sein, daß er eine Gesamt-Druckdifferenz von 70 mbar bei 20 °C leistet, so daß an keiner Stelle im Inertgaskreislauf dieser Druck überschritten werden kann.
Die Reinigung der Brüden bzw. des Inertgaskreislaufes erfolgt mit der Tuchfilterentstaubung 6 und dem vorgeschalteten indirekt arbeitenden Vorabscheider und Kühler 5. Um die Filtertücher vor Über- und Untertemperatur zu schützen, sind zwei Regelkreise notwendig. Bei Überschreiten der vorgegebenen Sollwerttemperatur von z. B. 128 °C in dem Leitungsstück 20 wird die erste Hälfte der Kühlventilatoren gemäß den Pfeilen 24 eingeschaltet. Steigt die Temperatur weiter und erreicht z. B. 132 °C, werden sämtliche Kühlventilatoren eingeschaltet. Steigt trotzdem die Temperatur weiter und erreicht z. B. 135 °C, wird die Gaszufuhr in dem Brenner 14 abgeschaltet und das Absperrorgan 29 in der Kurzschlußleitung 27 geöffnet. Hierdurch erfolgt mit Sicherheit eine Absenkung der Temperatur im Inertgaskreislauf 18 bis 23. Die zuvor angegebenen Temperaturen richten sich nach der zulässigen Temperatur für das jeweils eingesetzte Filtertuch. Bei Unterschreiten der vorgegebenen Sollwerttemperatur von 115 °C an dem Leitungsstück 20 wird das Absperrorgan 28 in der Kurzschlußleitung 26 geöffnet, wobei gleichzeitig der Gutförderer 2 abgeschaltet wird. Hierdurch wird die Temperatur in dem Vorabscheider und Kühler 5 und in der Tuchfilterentstaubung 6 wieder auf einen solchen Wert angehoben, daß kritische Zustände bezüglich Taupunktsunterschreitung nicht auftreten können.
Die am Ende der Trockentrommel 4 vorliegende getrocknete Kohle wird über die Fördereinrichtung 34 und über ein Becherwerk 35 in das Zwischensilo 36 befördert. Gleichzeitig wird die ebenfalls trockene und in dem Vorabscheider 5 sowie in der Tuchfilterentstaubung 6 abgeschiedene Kohle über die Förderschnecken 50 zugeführt. Vermittels Zellenradschleusen wird die Kohle aus dem Zwischensilo 36 entnommen und der Wiegeeinrichtung 37 zugeführt. Beim Erreichen des vorgegebenen Gewichtes werden die Zellenradschleusen abgeschaltet und es erfolgt das Einbringen der Kohle in den Mischer38. Gleichzeitig mit dem Befüllen des Mischers 38 mit Kohle wird durch die Eindüsvorrichtung 41 das Bindemittel in den Mischer 38 eingedüst. Nach Ablauf der vorgeschriebenen Mischzeit öffnet der Mischer und das getrocknete umhüllte Material, nämlich die Kohle, fällt in ein Silo 39 bzw. wird der weiteren Verwendung zugeführt. Wie ersichtlich, schützt der Teilkreislauf 43-47 aus Inertgas die weiteren Anlagenteile nach der Trockentrommel4 und die in ihnen enthaltene erhitzte, trockene Kohle. Das Verhältnis des Inertgases, welches nach dem Ventilator 7 in den Inertgaskreislauf 18 bis 23 eingebracht wird, im Verhältnis zu der Menge Inertgas des Teilkreislaufes 43 bis 47 wird durch die Einstellungen der Absperrorgane 25 und 51 erreicht.
Beim Abstellen der Anlage wird zunächst der Gutförderer 2 stillgesetzt. Da in der Trockentrommei 4 nicht mehr so viel Wärme verbraucht wird, steigt die Temperatur der trockenen Kohle am Ausgang der Trockentrommel an. Ebenso erhöht sich auch die Temperatur des Inertgases im Leitungsstück 19. Über die Regeleinrichtung 31 für Wasser wird auch jetzt Wasser in die Trockentrommel4 eingegeben. Auch jetzt wird noch das Eindringen von Luftsauerstoff in das System verhindert. Nachdem das Mischen der Kohle im Mischer38 beendet ist, wird die Wasserzufuhr zur Trockentrommel4 abgeschaltet und die Luftzufuhr über die zweite Zuleitung 32 durch Öffnen des Absperrorganes 33 ermöglicht. Durch das Ansaugen von Luft vergrössert sich die umlaufende Brüdenmenge weiter. Es wird ständig über das geöffnete Überdruckventil49 Abgas in den Abgaskamin 10 abgegeben. Der Anteil des Wasserdampfes verringert sich jetzt ständig, während der Luftanteil ansteigt. Ein Kondensieren von Wasserdampf wird verhindert, weil die Anlage noch auf Temperatur ist. Schließlich wird die Gaszufuhr am Brenner 14 abgeschaltet, so daß keine weitere Energiezufuhr erfolgt und auch die Kreisläufe mit heißer Luft in ihrer Temperatur abgesenkt werden können. Dies wird so lange durchgeführt, bis die Temperatur der Luft an allen Temperaturmeßstellen etwa 80 °C unterschritten hat. Dann werden die Regeiantriebe der einzelnen Anlagenteile, soweit sie nicht bereits stillgesetzt sind, abgeschaltet.

Claims

1. Verfahren zum Trocknen und Erhitzen von feuchter Kohle, insbesondere Fein- und Feinstkohle, bei dem der zu trocknenden Kohle Wärme über einen Inertgaskreislauf, der mit Hilfe eines Wärmetauschers aufheizbar ist, zugeführt wird und die getrocknete und erhitzte Kohle durch einen Teilkreislauf des Inertgases vor dem Zutritt von Sauerstoff geschützt wird, dadurch gekennzeichnet, daß beim Anfahrvorgang vor dem Einbringen von feuchter Kohle in der Anlage vorhandene Luft im Kreislauf geführt und dabei über einen Wärmetauscher aufgeheizt wird, daß die mit dem Kreislauf in Berührung kommenden Teile der Anlage vermittels des aufgeheizten Luftkreislaufes auf eine die Kondensation von Wasserdampf vermeidende Temperatur erwärmt wird, bevor in den aufgeheizten Luftkreislauf Wasser eingesprüht oder Wasserdampf eingeführt und der Luftkreislauf mit Wasserdampf eingeführt und der Luftkreislauf mit Wasserdampf angereichert wird, wobei der Sauerstoffanteil unter 2 Vol. % abgesenkt und so der Inertgaskreislauf gebildet wird, bevor feuchte Kohle zur Trocknung im Gleichstrom in den Inertgaskreislauf eingebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Inertgaskreislauf durch Anreicherung mit Wasserdampf der Sauerstoffanteil unter 1 % abgesenkt wird, bevor feuchte Kohle zur Trocknung eingebracht wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß beim Abschalten der Anlage zunächst der Inertgaskreislauf so lange aufrechterhalten wird, bis die letzte Kohle die Anlage verlassen hat, und dabei Wasser eingesprüht oder Wasserdampf eingeführt wird, der Brenner abgeschaltet wird und anschließend allmählich das Inertgas durch Luft ersetzt wird, bis die Anlage auf 80 °C abgekühlt ist.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3, mit einer Trocknungseinrichtung, einem über einen Wärmetauscher indirekt aufheizbaren Inertgaskreislauf, der einmal durch die Trocknungseinrichtung und in einem Teilkreislauf über einen Mischer für getrocknete Kohle geführt wird, mit einer Entstaubungseinrichtung im Inertgaskreislauf und mit einer an den Wärmetauscher angeschlossenen Wärmequelle, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknungseinrichtung eine im Gleichstrom an den Inertgaskreislauf (18 bis 23) angeschlossene angetriebene Trockentrommel (4) ist, der im Inertgaskreislauf ein Vorabscheider und Kühler (5) sowie eine Tuchfilterentstaubung (6) nachgeschaltet sind, und daß der Inertgaskreislauf eine absperrbare Zuleitung (30) für Wasser oder Wasserdampf und eine weitere absperrbare Zuleitung (32) für Luft aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Inertgaskreislauf (18 bis 23) zwei jeweils mit steuerbaren Absperrorganen (28, 29) versehene Kurzschlußleitung (26, 27) aufweist, von denen die eine (26) zwischen Wärmetauscher (8) und Trockentrommel (4) angeschlossen und in die Leitung (19) zwischen Trockentrommel (4) und Vorabscheider und Kühler (5) führt, während die andere (27) nach der Tuchfilterentstaubung (6) sowie nach dem nachgeschalteten Ventilator (7) und vor dem Wärmetauscher (8) abzweigt und den Wärmetauscher überbrückt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zum Schutz der getrockneten Kohle bestimmte Teilkreislauf (43 bis 47) des Inertgaskreislaufes nach dem Ventilator (7) abzweigt und in den Inertgaskreislauf die Trommel (4) überbrückend zwischen Trockentrommel (4) und Vorabscheider und Kühler (5) zurückgeführt ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ausgehend von dem Ventilator (7) sowohl in dem Inertgaskreislauf (18 bis 23) vor dem Wärmetauscher (8) und vor der Abzweigung der einen Kurzschlußleitung (27) als auch in dem abzweigenden Teilkreislauf (43-47) je ein steuerbares Absperrorgan (25, 51) angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Teilkreislauf (43 bis 47) des Inertgases ein Mischer (38), eine Wiegeeinrichtung (37) und ein Zwischensilo (36) vorgesehen sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die absperrbare Zuleitung (30) für Wasser oder Wasserdampf am Eingang in die Trockentrommel (4) vorgesehen ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die absperrbare Zuleitung (32) für Luft zwischen Tuchfilterentstaubung (6) und Ventilator (7) an den Inertgaskreislauf angeschlossen ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der an den Inertgaskreislauf (18 bis 23) angeschlossene Wärmetauscher (8) andererseits mit einem Heizkreislauf (9, 11) verbunden ist, der eine Abgasrückführung aufweist, in der ein steuerbares Absperrorgan (13) vorgesehen ist.