EP0819902A1 - Anlage zur Dampf-Wirbelschicht-Trocknung - Google Patents

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EP0819902A1
EP0819902A1 EP97105736A EP97105736A EP0819902A1 EP 0819902 A1 EP0819902 A1 EP 0819902A1 EP 97105736 A EP97105736 A EP 97105736A EP 97105736 A EP97105736 A EP 97105736A EP 0819902 A1 EP0819902 A1 EP 0819902A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
unit
fluidized bed
chamber
heat exchanger
steam
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP97105736A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ulrich Dr.-Ing Schaberg
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GEA Waerme und Umwelttechnik GmbH
Original Assignee
GEA Waerme und Umwelttechnik GmbH
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Filing date
Publication date
Priority claimed from EP96111495A external-priority patent/EP0819900A1/de
Priority claimed from EP96118517A external-priority patent/EP0819901A1/de
Priority claimed from EP96118518A external-priority patent/EP0819903A1/de
Application filed by GEA Waerme und Umwelttechnik GmbH filed Critical GEA Waerme und Umwelttechnik GmbH
Priority to EP97105736A priority Critical patent/EP0819902A1/de
Publication of EP0819902A1 publication Critical patent/EP0819902A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B3/00—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat
    • F26B3/02—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air
    • F26B3/06—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air the gas or vapour flowing through the materials or objects to be dried
    • F26B3/08—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air the gas or vapour flowing through the materials or objects to be dried so as to loosen them, e.g. to form a fluidised bed
    • F26B3/084—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air the gas or vapour flowing through the materials or objects to be dried so as to loosen them, e.g. to form a fluidised bed with heat exchange taking place in the fluidised bed, e.g. combined direct and indirect heat exchange
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B3/00—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat
    • F26B3/02—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air
    • F26B3/06—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air the gas or vapour flowing through the materials or objects to be dried
    • F26B3/08—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air the gas or vapour flowing through the materials or objects to be dried so as to loosen them, e.g. to form a fluidised bed

Definitions

  • the invention relates to a system for steam fluidized bed drying of water-containing solids, in particular of broken wet brown coal, according to the characteristics in the preamble of claim 1.
  • EP 0 537 263 B1 includes a device Drying a particulate wet material state of the art with superheated steam.
  • Such a system includes a cylindrical housing a number of parallel substantially vertical elongated ones Chambers, which are arranged in a ring.
  • the Moisture is placed in a chamber and then transported in flight flow from chamber to chamber, here dried and discharged at the end.
  • the discharge of the Dry material is carried out by a screw conveyor.
  • a circulation fan for the recirculation of the vortex medium is integrated in the dryer container. Also the coarse dust separation from the vapors takes place in the dryer container. As a result, a compact design without complex Pipe routing reached.
  • Lignite is used on a large scale for production and delivery burned by electrical energy in power plants. Due to the high water content of 50% to 60% of the Raw lignite requires an upstream drying. This makes a rational use of energy in incinerators in a steam power plant process, a gas-steam combination process with integrated upstream Coal gasification or fluidized bed combustion plant enables. Also for the production of secondary products like briquettes, coke or coal dust is one Reduction of water content to 12% to 18% required.
  • the direct drying takes place through evaporation of the coal water in an inert atmosphere with the help of hot flue gas as an energy source in fan mills (flue gas grinding drying).
  • Indirect drying is done using a heat exchanger made, being on the energy supply side condensed heating steam is used.
  • On the On the side of the energy dissipation is the one to be dried Brown coal by contact with the heat exchanger wall and by convective heat transfer of the resulting Hydrocarbon vapor is heated.
  • This principle is used for example in so-called plate dryers and Tube dryers applied.
  • Steam fluidized bed drying also belongs to the prior art, as for example in the DE 37 24 960 A1 or DD 224 649 A1 is described.
  • the broken wet brown coal is used fluidized by steam as a fluidizing medium. Through contact the wet brown coal with the heat exchanger wall and by convective heat transfer of the resulting hydro vapor as well as the drag air becomes the wet brown coal heated and expelled water.
  • each drying unit comprises in a modular design in a vertical stacking arrangement an extraction unit for dried brown coal, a steam fluidized bed dryer unit with integrated Heat exchanger unit and nozzle base unit as well a feed unit for wet lignite.
  • This Concept ensures the availability of a power plant with more than 7500 operating hours per year the coal predrying is not affected.
  • the wet brown coal becomes a drying unit abandoned via a rotary valve.
  • the deduction of the Dry brown coal is made mechanically by means of screw conveyors. This facility has proven itself. Through the Movement of the relatively moving parts of the Trigger unit can, however, show signs of wear come.
  • the invention is therefore based on the object of a system for steam fluidized bed drying of water-containing To further develop solids in plant technology.
  • the dry material can be introduced into a fume cupboard pneumatic fluid can be removed.
  • a first advantage of this configuration is that Moving away from mechanical discharge to a pneumatically assisted one Discharge system. This can in particular the wear and the susceptibility to malfunction of the system are reduced will. Furthermore, this version enables very compact design of a fume cupboard and an integration the extraction unit in the housing of the drying system.
  • the fume cupboard for steam fluidized bed dryers suitable with round container dimensions. Is too easy regulation of the amount removed possible by controlling the medium.
  • Another advantage is that the deduction cooling of the dry goods can be carried out. By introducing cool compared to the dry goods The temperature of the dry material is reduced. This is particularly advantageous when drying of lignite, which is caused by cooling in the process a lower one, suitable for further use Temperature level is brought.
  • the medium circulated can be closed so that no or only insignificant losses occur.
  • the pumped medium is purchased in the district purchase Appropriate filters and coolers directed and via a blower returned to the trigger.
  • Cooling takes place when lignite is dried the dry lignite during the discharge from the System without loss of hydrocarbon vapor. The discharged coal is then dry and cooled. she can be transported open atmospherically.
  • the system for steam fluidized bed drying can be designed both for operation at atmospheric pressure as well as for operation with overpressure. With overpressure operated systems one speaks of a pressure-charged Steam fluidized bed drying.
  • the facility is suitable for drying a wide variety of water-based Solids. Because of their compact modular structure and high performance, it is particularly suitable for drying broken wet brown coal in Power plants.
  • a trigger in an S-shaped configuration includes one Inlet chamber and a downstream outlet chamber.
  • a nozzle unit for the pumped medium arranged, which the dry material over a Drain chamber from a downstream discharge chamber separating swell weir promotes.
  • the dry goods are deflected in the fume cupboard.
  • the Dry material flows in the feed chamber under the influence gravity down, then goes into the drain chamber deflected and here by the medium as a suspension element transported away.
  • the inlet chamber is expedient and the drain chamber through a common wall in some areas separated from each other.
  • the inlet chamber is on the bottom and the drain chamber in communication so that the Dry goods can pass here.
  • the discharge chamber is connected by a swell weir the discharge chamber. From here the dry goods conveyed for further use and from the steam fluidized bed dryer led out.
  • Dry brown coal for example, can be used with the pneumatic Pumped medium as a suspension element directly in a Firing system can be introduced.
  • the heat exchanger unit circular with vertical Central longitudinal axis of the fluidized bed dryer unit essentially radially extending heat exchanger tubes.
  • This embodiment enables a very compact design the drying system with efficient use of the available construction volume.
  • the drying plant is characterized by a round geometry of their housing. This is especially for one pressure-charged drying system advantageous. Conveniently is the radial compressor for the circulation of the Vortex medium arranged inside the housing.
  • the heat exchanger tubes can be straight or curved, e.g. serpentine, extend. Here can their axes of extension exactly at right angles to Central longitudinal axis of the fluidized bed dryer unit or run at an angle other than 90 °.
  • the heat exchanger unit through a partition into at least two segment-like Fluidized bed cells divided.
  • the heat exchanger unit is preferably divided into several fluidized bed cells with dimensions, which ensure stable fluid bed operating conditions. This will result in intense heat transfer and achieved a high drying success. Also regarding the process control results in a significant improvement a drying plant because the fluidized bed in the fluidized bed cells reacted much less sensitive to changing operating parameters, for example at different moisture levels of the abandoned Bulk goods.
  • Each fluidized bed cell is a grate nozzle bottom and a Deduction assigned. This results in one from individual units modular nozzle base unit and a fume cupboard. The installation or removal of individual units is simple. This also leads to a significant relief of maintenance or repair work.
  • the internal steam distribution chamber also functions as integrated additional heating of the drying system.
  • each installation consists of two to each other relatively movable parts, part of which is on the outside Tube sheet and the other part fixed to the inner tube sheet is. This can cause thermal stresses or elongations due to occurring temperature differences be met.
  • the water vapor emerges from the steam collecting chamber individual fluid bed cells and can be a corresponding Aftertreatment with dust removal or fine grain separation be fed.
  • a fabric filter is recommended with associated compressed gas cleaning, in particular with compressed steam, as a dedusting device.
  • the filter cake is periodically cleaned by means of compressed gas cleaned from the fabric filter.
  • the secluded Dust can be removed separately from the drying system and forwarded for further use.
  • the separated dust is in the fume cupboard the drying plant and discharged with the dry material.
  • a drying plant according to the invention becomes granular from above Fluid material flows through from the bottom upwards.
  • the fluid that is expelled from the moist material is used as the vortex medium Steam used.
  • the amount of vortex medium and the flow rate are adjusted so that the bed of solids changes into a fluidized bed.
  • the vortex speed is above the vortex point and remains approximately constant regardless of what needs to be dried Mass flow. This is achieved through the recirculated Steam cycle.
  • the weight is in the fluidized bed the solid grains opposed by the directed flow force of the vortex medium almost canceled.
  • the fluidized bed of solids behaves then liquid-like and flows through the heat exchanger unit.
  • there is intensive heat transfer due to high turbulence and that contained in the moist material Water Water is evaporated. In this way, a reliable drying of the solid to almost any residual water content can be achieved.
  • FIG. 1 shows a system 1 for steam fluidized bed drying of hydrated FG, preferably broken wet brown coal.
  • a trigger unit is arranged vertically one above the other 2 for dry goods TG, a fluidized bed dryer unit 3 with integrated nozzle base unit 4 and heat exchanger unit 5 and a task unit 6 for to recognize the wet material FG.
  • the aforementioned units 2, 3, 4, 5, 6 are compact in a pressure-resistant housing 7 arranged.
  • Wet brown coal in a grain size range of
  • the feed unit 6 is 0 to 10 mm via a system allocated from two rotary feeders 8, 9.
  • the cellular wheel sluice 8 is filled with wet brown coal has been closed, a pressure equalization to the rotary valve 9 and the Wet lignite is transferred to the rotary valve 9.
  • the cellular wheel sluice 9 is then sealed off from the outside and the wet brown coal over chutes 10, 11, Funnels 12, 13 and pipes 14, 15 in the fluidized bed dryer unit 3 transferred.
  • the heat exchanger unit 5 circular design with heat exchanger tubes 16, which extends to the vertical central longitudinal axis ML of the fluidized bed dryer unit 3 radial extend.
  • the heat exchanger unit 5 is vertical aligned partition walls 17 in a total of eight segment-like Fluidized bed cells 18 divided.
  • the wet lignite passes through the pipes 14, 15 the vapor collection chamber 19 and gets into the individual Fluid bed cells 18.
  • the wet lignite falls then downwards against the upward flowing fluid World Cup.
  • the WM fluidizing medium comes from wet lignite expelled and cleaned hydro steam for Use which over individual grate nozzle bases 20 of the nozzle base unit 5 introduced into the fluidized bed cells 18 becomes.
  • the brown coal bed goes above the heat exchanger unit 5 into the fluidized bed.
  • the fluidized bed continues through the heat exchanger unit 5, and the fluidized lignite flows through the fluidized bed cells 18.
  • the lignite is removed from the fluidizing medium WM put in a floating state.
  • the Amount of vortex medium WM and the flow velocity are designed so that in each fluidized bed cell 18th a homogeneous fluidized bed is created. Then there are extraordinarily good conditions for heat transfer in front.
  • the hydrocarbon vapor KWD expelled then enters the steam collection chamber 19 and from there for post-treatment into a dedusting device 21.
  • Dry brown coal (dry goods TG) is over the fume cupboard 2 deducted from Appendix 1.
  • the trigger unit 2 comprises a total of eight deductions 22, which are each assigned to a fluidized bed cell 18 are. From the deductions 22, the dry goods TG through Introduction of a pneumatic conveying medium FM transported away.
  • Each trigger 22 includes an S-shaped configuration funnel-like inlet chamber 23 and one downstream of it Drainage canister 24.
  • a nozzle unit 26 is arranged at the bottom 25 of the drainage chamber 24.
  • the nozzle unit 26 is supplied with fluid FM via a pipeline 27.
  • the medium FM then flows in the drain chamber 24 upwards and thereby promotes the dry goods TG a swell weir 28 in one of the drain chamber 24 downstream discharge chamber 29.
  • Dry material TG is continuously removed from the discharge chamber 24 the inlet chamber 23 pulled into the outlet chamber 24.
  • Inlet chamber 23 and outlet chamber 24 are through a wall 30 separated from each other in their upper region. Under the wall 30 is a passage 31 for the transfer of the Dry goods TG from the inlet chamber 23 into the outlet chamber 24th
  • the heat exchanger unit 5 designed circular. This encloses the heat exchanger unit 5 a central steam distribution chamber 35.
  • the steam distribution chamber 35 is on the pipe 36 supplied with heating steam HD.
  • the pressure of the heating steam HD is usually around 10 bar.
  • the system pressure a pressurized steam fluidized bed drying system is usually 4 bar.
  • the heating steam HD is evenly distributed in the steam distribution chamber 35 and enters the heat exchanger tubes 16 a. Condensed on the way through the heat exchanger tubes 16 heating steam HD. The condensate is then outside via a condensate manifold, not shown here dissipated.
  • the tube pitch of the heat exchanger tubes 16 is larger on the outside than on the inside.
  • the division differences are shown in a technically simplified manner with reference to FIG. 4.
  • the inside pipe division is marked with t1, the outside pipe division with t2.
  • the distance between two adjacent heat exchanger tubes 16 ', 16''on the outer tube plate 38 is consequently greater than the distance between the heat exchanger tubes 16', 16 '' on the inner tube plate 39.
  • the vertical passage cross section Q v between the heat exchanger tubes 16 ', 16'' consequently increases from the inside out. This change in area causes uneven flow conditions in the fluidized bed.
  • V-shaped installation 40 which compares the vertical passage cross section Q v is provided between the adjacent heat exchanger tubes 16 ', 16''. In this way, a uniform distribution of the flow conditions is achieved, so that there are approximately constant fluidized bed conditions.
  • FIG. 4 shows two possible design variants of an installation 40 shown.
  • the left illustration shows a rotationally symmetrical displacement body 41 in Shape of a cone
  • the right representation shows a truncated cone Displacement Body 42.
  • FIG 5 shows another embodiment of the vertical passage cross section equalizing Installation 43 shown.
  • the installation 43 has components which are movable relative to one another 44, 45.
  • the outer component 44 is conical and forms a displacer 46.
  • the displacement body 46 Centrally from one Starting from the tip, the displacement body 46 has a Hole 47 on.
  • Component 45 is a centering rod 48 formed, which with sliding seat in the bore 47th is led.
  • the displacement body 46 is on the outside Tube plate 49 and the centering rod 48 on the inner tube plate 50 committed.
  • the dedusting device is 21 integrated into the vapor collection chamber 19.
  • the dedusting device 21 comprises fabric filters 51, in which the from the fluidized bed dryer unit 3 escaping hydrocarbon vapor from its KWD Dust load is freed.
  • the dust-laden Hydro vapor KWD expediently radially in the direction indicated by the arrows (KWD) the fabric filter 51 out.
  • the fabric filter 51 is a pneumatic one Cleaning device 52 arranged. Be over nozzles 53 the fabric filter 51 is pressurized with compressed air and the deposited filter cake is blown off.
  • the separated dust falls down into a collecting funnel 54.
  • a collecting funnel 54 is here for the sake of clarity only in the right half of the picture Figure 1 shown.
  • the dust arrives via a pipeline from the collecting funnel 54 55, which passes through the vapor collection chamber 19, in the trigger 22. To avoid a pressure short circuit, the dust is given to the trigger 22 in the inlet chamber 23.
  • the outer wall 56 of the receiving funnel 54 also serves for Routing of hydrocarbon vapor KWD above the fluidized bed dryer unit 3, so that it is radial in the fabric filter 51 occurs.
  • the cleaned hydro vapor KWD is then above the cleaning device 52 via a central suction line 57 sucked in by means of a radial compressor 58.
  • the radial compressor 58 is in the housing 7 below the Fluidized bed dryer unit 3 arranged.
  • the cleaned one Hydro vapor KWD emerges radially here is used as a vortex medium WM through inlet openings 59 in the Grate nozzle bottoms 20 initiated.
  • Excess hydrocarbon vapor KWD can be drawn off 60 removed from Appendix 1 and for example in an external turbine can be used.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anlage (1) zur Dampf-Wirbelschicht-Trocknung von wasserhaltigen Feststoffen, insbesondere von gebrochener Feuchtbraunkohle. Die Anlage (1) umfaßt eine Aufgabeeinheit (6) für das Feuchtgut, eine Wirbelschicht-Trocknereinheit (3) mit eingegliederter Wärmeübertrager-Einheit (5) und Düsenboden-Einheit (4) sowie eine Abzugseinheit (2) für das Trockengut. Die Abzugseinheit (2) wird durch mehrere einzelne Abzüge (22) gebildet. Aus einem Abzug (22) wird das Trockengut (TG) durch ein in diesen eingeleitetes pneumatisches Fördermedium (FM) abtransportiert. Hierzu umfaßt jeder Abzug (22) in S-förmiger Konfiguration eine Zulaufkammer (23) und eine nachgeschaltete Ablaufkammer (24). Am Boden (25) der Ablaufkammer (24) ist eine Düseneinheit (26) angeordnet. Über diese wird das Fördermedium (FM) in die Ablaufkammer (24) eingeleitet und das Trockengut abgefördert. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Dampf-Wirbelschicht-Trocknung von wasserhaltigen Feststoffen, insbesondere von gebrochener Feuchtbraunkohle, gemäß den Merkmalen im Oberbegriff des Anspruchs 1.
Durch die EP 0 537 263 B1 zählt eine Vorrichtung zum Trocknen eines aus Teilchen bestehenden feuchten Materials mit überhitztem Dampf zum Stand der Technik.
Eine solche Anlage umfaßt ein zylindrisches Gehäuse mit einer Anzahl paralleler im wesentlichen vertikaler länglicher Kammern, welche ringförmig angeordnet sind. Das Feuchtgut wird in eine Kammer aufgegeben und anschließend im Flugstrom von Kammer zu Kammer transportiert, hierbei getrocknet und am Ende ausgetragen. Der Austrag des Trockenguts erfolgt durch eine Förderschnecke.
Ein Kreislaufgebläse zur Rezirkulation des Wirbelmediums ist in den Trocknerbehälter integriert. Auch die Staubgrobabscheidung aus den Brüden erfolgt im Trocknerbehälter. Hierdurch wird eine kompakte Bauweise ohne aufwendige Rohrleitungsführung erreicht.
Nachteilig ist jedoch, daß die Wärmeübertragung vom Heizdampf an den Dampfkreislauf und vom Dampfkreislauf an das Feuchtgut an voneinander getrennten Orten im Trocknerbehälter erfolgt. Auch hinsichtlich der Durchsatzleistung stößt diese Technik an ihre Grenzen. Für einen großtechnischen Einsatz beispielsweise in Braunkohlenkraftwerken, welche einen hohen Kohlendurchsatz erfordern, bringt ein solcher Trockner folglich nicht die besten Voraussetzungen mit sich.
Braunkohle wird in großem Umfang zur Erzeugung und Lieferung von elektrischer Energie in Kraftwerken verbrannt. Aufgrund des hohen Wassergehalts von 50 % bis 60 % der Rohbraunkohle ist eine vorgeschaltete Trocknung erforderlich. Hierdurch wird eine rationelle energetische Nutzung in Verbrennungsanlagen in einem Dampfkraftwerksprozeß, einem Gas-Dampf-Kombiprozeß mit integrierter vorgeschalteter Kohlevergasungs- oder Druckwirbelschichtverbrennungsanlage ermöglicht. Auch für die Herstellung von Folgeprodukten wie Briketts, Koks oder Kohlestaub ist eine Reduktion des Wassergehalts auf 12 % bis 18 % erforderlich.
Die mögliche Wirkungsgradsteigerung in der Kraftwerkstechnik durch ein energetisch günstiges Trocknungsverfahren ist dabei umso höher, je größer der zu reduzierende Wassergehalt ist.
Bei der Trocknung von Feuchtbraunkohle kann man zwischen direkter und indirekter Trocknung unterscheiden.
Die direkte Trocknung erfolgt durch Verdampfung des Kohlewassers in inerter Atmosphäre mit Hilfe heißen Rauchgases als Energieträger in Ventilatormühlen (Rauchgas-Mahltrocknung).
Die indirekte Trocknung wird mit Hilfe eines Wärmeübertragers vorgenommen, wobei auf der Seite der Energiezuführung kondensierter Heizdampf eingesetzt wird. Auf der Seite der Energieabführung befindet sich die zu trocknende Braunkohle, die durch Kontakt mit der Wärmeübertragerwand und durch konvektive Wärmeübertragung des entstehenden Kohlenwasserdampfs erhitzt wird. Dieses Prinzip wird beispielsweise bei sogenannten Tellertrocknern und Röhrentrocknern angewendet.
Zum Stand der Technik gehört ferner die Dampf-Wirbelschicht-Trocknung, wie sie beispielsweise in der DE 37 24 960 A1 oder der DD 224 649 A1 beschrieben ist.
Dabei wird die gebrochene Feuchtbraunkohle unter Verwendung von Dampf als Wirbelmedium fluidisiert. Durch Kontakt der Feuchtbraunkohle mit der Wärmeübertragerwand und durch konvektive Wärmeübertragung des entstehenden Kohlenwasserdampfs sowie der Schleppluft wird die Feuchtbraunkohle erhitzt und Wasser ausgetrieben.
Zu der Erreichung einer höchstmöglichen Verfügbarkeit und hohen Trocknungsleistungen ist im Rahmen der nicht vorveröffentlichten europäischen Patentanmeldung 96111495.6 vorgeschlagen worden, die erforderliche Kohlemenge auf eine Trocknerstraße, bestehend aus mehreren Trocknungsaggregaten aufzuteilen. Hierbei umfaßt jedes Trocknungsaggregat in Modulbauweise in vertikaler Übereinanderanordnung eine Abzugseinheit für getrocknete Braunkohle, eine Dampf-Wirbelschicht-Trocknereinheit mit eingegliederter Wärmeübertrager-Einheit und Düsenboden-Einheit sowie eine Aufgabeeinheit für die Feuchtbraunkohle. Dieses Konzept gewährleistet, daß die Verfügbarkeit eines Kraftwerks mit mehr als 7500 Betriebsstunden pro Jahr durch die Kohlevortrocknung nicht beeinflußt wird.
Die Feuchtbraunkohle wird dabei einem Trocknungsaggregat über eine Zellenradschleuse aufgegeben. Der Abzug der Trockenbraunkohle erfolgt mechanisch mittels Förderschnecken. Diese Einrichtung hat sich bewährt. Durch die Bewegung der sich zueinander relativ bewegenden Teile der Abzugseinheit kann es jedoch zu Verschleißerscheinungen kommen.
Insgesamt ist eine Weiterentwicklung der Technologie der Dampf-Wirbelschicht-Trocknung, insbesondere zur Verbesserung des Trockengutaustrags und zur Verminderung der Störanfälligkeit der Abzugseinheit anstrebenswert.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anlage zur Dampf-Wirbelschicht-Trocknung von wasserhaltigen Feststoffen anlagentechnisch weiter zu entwickeln.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung in den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmalen.
Danach ist das Trockengut durch ein in einen Abzug einleitbares pneumatisches Fördermedium abtransportierbar.
Ein erster Vorteil dieser Ausgestaltung besteht in der Abkehr vom mechanischen Austrag zu einem pneumatisch unterstützten Austragssystem. Hierdurch kann insbesondere der Verschleiß und die Störanfälligkeit der Anlage reduziert werden. Ferner ermöglicht diese Ausführung eine sehr kompakte Bauweise einer Abzugseinheit und eine Integration der Abzugseinheit im Gehäuse der Trocknungsanlage.
Insbesondere ist der Abzug für Dampf-Wirbelschicht-Trockner mit runden Behälterabmessungen geeignet. Auch ist eine einfache Regulierung der abtransportierten Menge durch Steuerung des Fördermediums möglich.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß über den Abzug eine Kühlung des Trockenguts vorgenommen werden kann. Durch die Einleitung von gegenüber dem Trockengut kühlem Fördermedium wird die Temperatur des Trockenguts abgesenkt. Dies ist besonders vorteilhaft bei der Trocknung von Braunkohle, welche durch die Kühlung im Prozeß auf ein niedrigeres, für die weitere Verwendung geeignetes Temperaturniveau gebracht wird.
Hierbei wird vorteilhafterweise von der im Dampf-Wirbelschicht-Trockner vorhandenen Dampfatmosphäre auf eine Inertgasatmosphäre übergegangen. Dies kann beispielsweise durch Einleitung von Stickstoff oder Kohlendioxid als Fördermedium erfolgen. Aus Kostengründen bietet sich auch der Einsatz von rezirkuliertem Rauchgas aus einer Feuerungsanlage an.
Der Kreislauf des Fördermediums kann geschlossen geführt werden, so daß keine bzw. nur unwesentliche Verluste auftreten. Hierzu wird das Fördermedium im Kreiskauf über entsprechende Filter und Kühler geleitet und über ein Gebläse wieder in den Abzug zurückgeführt.
Bei der Trocknung von Braunkohle erfolgt somit eine Kühlung der Trockenbraunkohle während des Austrags aus dem System, ohne daß Kohlenwasserdampfverluste auftreten. Die ausgetragene Kohle ist dann trocken und abgekühlt. Sie kann offen atmosphärisch weiter transportiert werden.
Die Anlage zur Dampf-Wirbelschicht-Trocknung ist auslegbar sowohl für einen Betrieb bei atmosphärischem Druck als auch für einen Betrieb bei Überdruck. Bei mit Überdruck betriebenen Anlagen spricht man von einer druckaufgeladenen Dampf-Wirbelschicht-Trocknung. Die Anlage ist geeignet für die Trocknung unterschiedlichster wasserhaltiger Feststoffe. Wegen ihres kompakten modularen Aufbaus und hoher Leistungsfähigkeit eignet sie sich besonders für die Trocknung von gebrochener Feuchtbraunkohle in Kraftwerken.
Eine besonders vorteilhafte Weiterentwicklung des grundlegenden Erfindungsgedankens ist in den Merkmalen des Anspruchs 2 charakterisiert.
Danach umfaßt ein Abzug in S-förmiger Konfiguration eine Zulaufkammer und eine nachgeschaltete Ablaufkammer. Am Boden der Ablaufkammer ist eine Düseneinheit für das Fördermedium angeordnet, welches das Trockengut über ein die Ablaufkammer von einer nachgeschalteten Austragskammer trennendes Schwellwehr hinweg fördert.
Im Abzug erfolgt eine Umlenkung des Trockenguts. Das Trockengut fließt in der Zulaufkammer unter dem Einfluß der Schwerkraft abwärts, wird dann in die Ablaufkammer umgelenkt und hier durch das Fördermedium als Tragmittel abtransportiert. Zweckmäßigerweise sind die Zulaufkammer und die Ablaufkammer durch eine gemeinsame Wand bereichsweise voneinander getrennt. Bodenseitig stehen die Zulaufkammer und die Ablaufkammer in Verbindung, so daß das Trockengut hier übertreten kann.
Über die Düseneinheit am Boden der Ablaufkammer wird das Fördermedium eingeleitet. Das Fördermedium strömt dann aufwärts. Hierbei wird das Trockengut nach oben gefördert, und zwar gegen die Fließrichtung des Trockenguts in der Zulaufkammer. Durch den kontinuierlichen Abtransport des Trockenguts in der Ablaufkammer fließt ständig Trockengut aus der Zulaufkammer nach bzw. wird in diese gezogen.
An die Ablaufkammer schließt sich über ein Schwellwehr die Austragskammer an. Von hier aus wird das Trockengut zur Weiterverwendung gefördert und aus dem Dampfwirbelschichttrockner heraus geführt.
Zweckmäßig sind bei einer Dampf-Wirbelschicht-Trocknungsanlage großer Leistung mehrere Abzüge zu einer Abzugseinheit zusammengeschaltet.
Trockenbraunkohle beispielsweise kann mit Hilfe des pneumatischen Fördermediums als Tragmittel direkt in eine Feuerungsanlage eingebracht werden.
Möglich ist es ferner, die Trockenbraunkohle mit dem inerten Fördermedium in eine Mühle zu führen. Hier findet durch die Tragluft der Mühle eine weitere Kühlung statt. Ein besonderer Vorteil dieser Lösung ist, daß die Trockenbraunkohle pneumatisch in die Mühle eingetragen werden kann, ohne daß sie vorher entspannt worden oder mit atmosphärischer Luft in Verbindung gekommen ist.
Grundsätzlich ist es aber auch möglich, das Trockengut von der Abzugseinheit aus in einen Pufferbehälter zu fördern, von wo aus es über eine Zellenradschleuse zur Weiterverarbeitung geleitet werden kann.
Entsprechend Anspruch 3 kann es vorteilhaft sein, in der Ablaufkammer Kühlflächen vorzusehen. Hierdurch kann der Trocknungsprozeß noch intensiver betrieben werden.
Nach den Merkmalen des Anspruchs 4 ist die Wärmeübertrager-Einheit kreisringförmig ausgeführt mit zur vertikalen Mittellängsachse der Wirbelschicht-Trocknereinheit im wesentlichen radial verlaufenden Wärmetauscherrohren.
Diese Ausführungsform ermöglicht eine sehr kompakte Bauform der Trocknungsanlage mit einer rationellen Ausnutzung des zur Verfügung stehenden Bauvolumens. Die Trocknungsanlage ist charakterisiert durch eine runde Geometrie ihres Gehäuses. Diese ist insbesondere für eine druckaufgeladene Trocknungsanlage vorteilhaft. Zweckmäßigerweise ist der Radialverdichter für die Zirkulation des Wirbelmediums innenliegend im Gehäuse angeordnet.
Die Wärmetauscherrohre können sich geradlinig oder kurvenförmig, z.B. schlangenlinienförmig, erstrecken. Dabei können ihre Erstreckungsachsen exakt rechtwinklig zur Mittellängsachse der Wirbelschicht-Trocknereinheit oder in einem von 90° abweichenden Winkel verlaufen.
Nach den Merkmalen des Anspruchs 5 ist die Wärmeübertrager-Einheit durch eine Trennwand in wenigstens zwei segmentartige Wirbelschichtzellen unterteilt.
Vorzugsweise erfolgt eine Aufteilung der Wärmeübertrager-Einheit in mehrere Wirbelschichtzellen mit Abmessungen, welche stabile Wirbelschichtbetriebsverhältnisse gewährleisten. Hierdurch wird eine intensive Wärmeübertragung und ein hoher Trocknungserfolg erreicht. Auch hinsichtlich der Prozeßführung ergibt sich eine wesentliche Verbesserung einer Trocknungsanlage, da die Wirbelschicht in den Wirbelschichtzellen wesentlich unempfindlicher reagiert auf sich ändernde Betriebsparameter, beispielsweise bei unterschiedlichen Feuchtigkeitsgehalten des aufgegebenen Schüttguts.
Jeder Wirbelschichtzelle ist ein Rostdüsenboden und ein Abzug zugeordnet. So ergeben sich eine aus Einzelaggregaten modular aufgebaute Düsenboden-Einheit und eine Abzugseinheit. Der Ein- bzw. Ausbau von Einzelaggregaten ist einfach. Dies führt auch zu einer wesentlichen Erleichterung von Wartungs- oder Reparaturarbeiten.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der erfindungsgemäßen Anlage zur Dampf-Wirbelschicht-Trocknung besteht nach den Merkmalen des Anspruchs 6 darin, daß die Wärmeübertrager-Einheit eine Dampfverteilerkammer umschließt.
Auf diese Weise ist eine gute und gleichmäßige Versorgung der Wärmeübertrager-Einheit mit Heizdampf gewährleistet. Auch hinsichtlich des Bauvolumens der Trocknungsanlage ist die Integration der Dampfverteilerkammer innenliegend vorteilhaft. Insbesondere bei druckaufgeladen betriebenen Trocknungsanlagen ergibt sich der Vorteil, daß die erforderlichen Wanddicken der Dampfverteilerkammer geringer ausfallen können, da sie nur auf den Differenzdruck zwischen dem Anlagendruck und dem Dampfdruck ausgelegt werden müssen.
Ferner fungiert die innenliegende Dampfverteilerkammer als integrierte zusätzliche Heizung der Trocknungsanlage.
Durch die kreisringförmige Ausbildung der Wärmeübertrager-Einheit ist die Rohrteilung außen größer als innen. Der Abstand zwischen zwei benachbarten Wärmetauscherrohren am äußeren Radius der Wärmeübertrager-Einheit ist folglich größer als der Abstand zwischen den Wärmetauscherrohren am inneren Radius der Wärmeübertrager-Einheit. Hierdurch verändert sich der vertikale Durchtrittsquerschnitt zwischen zwei benachbarten Wärmetauscherrohren. Diese Flächenänderung hat eine Änderung der Strömungsverhältnisse in der Wirbelschicht vom inneren Radius zum äußeren Radius zur Folge. Hierdurch entstehen ungleiche Wirbelverhältnisse.
Grundsätzlich ist es denkbar, konisch ausgebildete Wärmetauscherrohre einzusetzen, um einen Flächenausgleich zu erreichen. Solche Wärmetauscherrohre sind jedoch fertigungstechnisch aufwendig und teuer.
Nach den Merkmalen des Anspruchs 7 ist daher vorgesehen, daß zwischen zwei benachbarten Wärmetauscherrohren V-förmige Einbauten vorgesehen sind, welche den vertikalen Durchtrittsquerschnitt vergleichmäßigen.
So wird eine Gleichverteilung der Strömungsverhältnisse erreicht. Die Einbauten bilden einen nicht beheizten und nicht von Heizdampf durchströmten Verdrängungskörper.
Herstellungstechnisch bietet es sich an, jeden Einbau durch einen rotationssymmetrischen Kegelkörper zu bilden.
In der vorteilhaften Ausführungsform gemäß den Merkmalen des Anspruchs 8 besteht jeder Einbau aus zwei zueinander relativbeweglichen Teilen, von denen ein Teil am äußeren Rohrboden und der andere Teil am inneren Rohrboden festgelegt ist. Hierdurch kann Wärmespannungen bzw. Längendehnungen infolge von auftretenden Temperaturdifferenzen begegnet werden.
Gemäß den Merkmalen des Anspruchs 9 ist oberhalb einer Wirbelschichtzelle eine gemeinsame Dampfsammelkammer angeordnet.
In die Dampfsammelkammer tritt der Wasserdampf aus den einzelnen Wirbelschichtzellen ein und kann einer entsprechenden Nachbehandlung mit einer Entstaubung bzw. Feinstkornabscheidung zugeführt werden.
Besonders vorteilhaft ist in der Dampfsammelkammer eine Entstaubungsvorrichtung integriert, wie dies Anspruch 10 vorsieht. Hier wird der von der Strömung mitgerissene Staub abgeschieden. Der gereinigte Wasserdampf wird über eine zentrale Saugleitung von einem Radialverdichter angesaugt und als Wirbelmedium in die Wirbelschicht-Trocknereinheit zurückgeführt. Um die Massenbilanz auszugleichen, kann überschüssiger Dampf entnommen werden, um den Druck in der Trocknungsanlage konstant zu halten.
Für die Praxis bietet sich der Einsatz eines Gewebefilters mit zugeordneter Druckgasabreinigung, insbesondere mit Druckdampf, als Entstaubungsvorrichtung an. Periodisch wird der Filterkuchen mittels der Druckgasabreinigung vom Gewebefilter abgereinigt. Der abgeschiedene Staub kann separat aus der Trocknungsanlage herausgeführt und der Weiterverwendung zugeleitet werden. Vorzugsweise wird der abgeschiedene Staub jedoch in die Abzugseinheit der Trocknungsanlage geleitet und mit dem Trockengut abgeführt.
Um die Trocknungsanlage mit Überdruck betreiben zu können, ist deren Gehäuse nach den Merkmalen des Anspruchs 11 druckfest ausgeführt.
In der Wärmeübertrager-Einheit bzw. den einzelnen Wirbelschichtzellen einer erfindungsgemäßen Trocknungsanlage wird das von oben kontinuierlich zugeführte körnige Feuchtgut vom Wirbelmedium von unten nach oben durchströmt. Als Wirbelmedium wird der aus dem Feuchtgut ausgetriebene Wasserdampf genutzt. Die Menge an Wirbelmedium und die Strömungsgeschwindigkeit sind so abgestimmt, daß die Feststoffschüttung in eine Wirbelschicht übergeht. Die Wirbelgeschwindigkeit liegt oberhalb des Wirbelpunkts und bleibt in etwa konstant unabhängig von zu trocknenden Massestrom. Erreicht wird das durch den rezirkulierten Wasserdampf-Kreislauf. In der Wirbelschicht wird die Gewichtskraft der Feststoffkörner durch die entgegengesetzt gerichtete Strömungskraft des Wirbelmediums nahezu aufgehoben. Die fluidisierte Feststoffschüttung verhält sich dann flüssigkeitsähnlich und fließt durch die Wärmeübertrager-Einheit. Hier findet eine intensive Wärmeübertragung durch hohe Turbulenz statt und das im Feuchtgut enthaltene Wasser wird verdampft. Auf diese Weise kann eine zuverlässige Trocknung des Feststoffs auf einen nahezu beliebigen Restwassergehalt erreicht werden.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigen:
Figur 1
eine Dampf-Wirbelschicht-Trocknungsanlage in vertikaler Schnittdarstellung;
Figur 2
einen horizontalen Querschnitt durch die Darstellung der Figur 1 entlang der Linie II-II;
Figur 3
einen horizontalen Querschnitt durch die Darstellung der Figur 1 entlang der Linie III-III;
Figur 4
in technisch vereinfachter Darstellungsweise einen Segmentausschnitt einer Wärmeübertrager-Einheit mit einer nicht maßstäblichen Darstellung der Teilungsunterschiede am inneren und äußeren Radius und
Figur 5
eine Ausführungsform eines den vertikalen Durchtrittsquerschnitts zwischen zwei benachbarten Wärmetauscherrohren vergleichmäßigenden Einbaus.
Die Figur 1 zeigt eine Anlage 1 zur Dampf-Wirbelschicht-Trocknung von wasserhaltigem Feuchtgut FG, vorzugsweise gebrochener Feuchtbraunkohle.
In vertikaler Übereinanderanordnung ist eine Abzugseinheit 2 für Trockengut TG, eine Wirbelschicht-Trocknereinheit 3 mit eingegliederter Düsenboden-Einheit 4 und Wärmeübertrager-Einheit 5 sowie eine Aufgabeeinheit 6 für das Feuchtgut FG zu erkennen. Die vorgenannten Einheiten 2, 3, 4, 5, 6 sind kompakt in einem druckfesten Gehäuse 7 angeordnet.
Feuchtbraunkohle (Feuchtgut FG) in einem Körnungsband von 0 bis 10 mm wird der Aufgabeeinheit 6 über eine System aus zwei Zellenradschleusen 8, 9 zugeteilt. Nachdem zunächst die Zellenradschleuse 8 mit Feuchtbraunkohle befüllt worden ist, wird diese geschlossen, ein Druckausgleich zur Zellenradschleuse 9 hergestellt und die Feuchtbraunkohle in die Zellenradschleuse 9 überführt. Anschließend wird die Zellenradschleuse 9 nach außen abgedichtet und die Feuchtbraunkohle über Schurren 10, 11, Trichter 12, 13 sowie Rohrleitungen 14, 15 in die Wirbelschicht-Trocknereinheit 3 überführt.
Wie aus der Figur 2 zu erkennen ist, ist die Wärmeübertrager-Einheit 5 kreisringförmig ausgeführt mit Wärmetauscherrohren 16, welche sich zur vertikalen Mittellängsachse ML der Wirbelschicht-Trocknereinheit 3 radial erstrecken. Die Wärmeübertrager-Einheit 5 ist durch vertikal ausgerichtete Trennwände 17 in insgesamt acht segmentartige Wirbelschichtzellen 18 unterteilt.
Oberhalb der Wirbelschichtzellen 18 ist eine gemeinsame Dampfsammelkammer 19 angeordnet (siehe Figur 1).
Über die Rohrleitungen 14, 15 passiert die Feuchtbraunkohle die Dampfsammelkammer 19 und gelangt in die einzelnen Wirbelschichtzellen 18. Die Feuchtbraunkohle fällt dann abwärts gegen das aufwärts strömende Wirbelmedium WM. Als Wirbelmedium WM kommt der aus der Feuchtbraunkohle ausgetriebene und gereinigte Kohlenwasserdampf zum Einsatz, welcher über einzelne Rostdüsenböden 20 der Düsenboden-Einheit 5 in die Wirbelschichtzellen 18 eingeleitet wird.
Oberhalb der Wärmeübertrager-Einheit 5 geht die Braunkohlenschüttung in die Wirbelschicht über. Die Wirbelschicht setzt sich durch die Wärmeübertrager-Einheit 5 fort, und die fluidisierte Braunkohle fließt durch die Wirbelschichtzellen 18. Hierbei wird die Braunkohle vom Wirbelmedium WM in einen schwebeartigen Zustand versetzt. Die Menge an Wirbelmedium WM und die Anströmgeschwindigkeit sind so ausgelegt, daß in jeder Wirbelschichtzelle 18 eine homogene Wirbelschicht entsteht. Es liegen dann außerordentlich gute Verhältnisse für die Wärmeübertragung vor.
Auf dem Weg durch die Wärmeübertrager-Einheit 5 wird aus der nach unten sinkenden Braunkohle Kohlenwasser verdampft und der Wassergehalt auf eine Restfeuchte von ca. 10 % abgesenkt.
Der ausgetriebene Kohlenwasserdampf KWD gelangt dann in die Dampfsammelkammer 19 und von dort zur Nachbehandlung in eine Entstaubungsvorrichtung 21.
Trockenbraunkohle (Trockengut TG) wird über die Abzugseinheit 2 aus der Anlage 1 abgezogen. Wie die Figur 3 zeigt, umfaßt die Abzugseinheit 2 insgesamt acht Abzüge 22, welche jeweils einer Wirbelschichtzelle 18 zugeordnet sind. Aus den Abzügen 22 wird das Trockengut TG durch Einleitung eines pneumatischen Fördermediums FM abtransportiert.
Jeder Abzug 22 umfaßt in S-förmiger Konfiguration eine trichterartige Zulaufkammer 23 und eine dieser nachgeschaltete Ablaufkanmer 24. Am Boden 25 der Ablaufkammer 24 ist eine Düseneinheit 26 angeordnet. Die Düseneinheit 26 wird über eine Rohrleitung 27 mit Fördermedium FM versorgt. Das Fördermedium FM strömt dann in der Ablaufkammer 24 aufwärts und fördert dabei das Trockengut TG über ein Schwellwehr 28 in eine der Ablaufkammer 24 nachgeschaltete Austragskammer 29.
Durch den kontinuierlichen Abtransport von Trockengut TG aus der Ablaufkammer 24 wird ständig Trockengut TG aus der Zulaufkammer 23 in die Ablaufkammer 24 mitgezogen. Zulaufkammer 23 und Ablaufkammer 24 sind durch eine Wand 30 in ihrem oberen Bereich voneinander getrennt. Unter der Wand 30 ist ein Durchgang 31 für die Überführung des Trockenguts TG von der Zulaufkammer 23 in die Ablaufkammer 24.
Von der in ihrem unteren Bereich schurrenartig ausgebildeten Austragskammer 29 gelangt die Trockenbraunkohle über eine Rohrleitung 32 aus der Anlage 1 und wird in Pufferbehälter 33 überführt. Aus den Pufferbehältern 33 kann die Trockenbraunkohle über eine Zellenradschleuse 34 zur Weiterverarbeitung geleitet werden.
Wie bereits erwähnt, ist die Wärmeübertrager-Einheit 5 kreisringförmig ausgeführt. Hierbei umschließt die Wärmeübertrager-Einheit 5 eine zentrale Dampfverteilerkammer 35. Die Dampfverteilerkammer 35 wird über die Rohrleitung 36 mit Heizdampf HD versorgt. Der Druck des Heizdampfs HD liegt üblicherweise bei etwa 10 bar. Der Anlagendruck einer druckaufgeladen betriebenen Dampf-Wirbelschicht-Trocknungsanlage beträgt üblicherweise 4 bar. Durch die Anordnung der Dampfverteilerkammer 35 innenliegend im Gehäuse 7 braucht die Dicke der Wandung 37 jedoch nur auf den Differenzdruck zwischen Anlagen- und Dampfdruck ausgelegt werden. Dies bringt erhebliche fertigungs- und anlagentechnische Vorteile mit sich.
Der Heizdampf HD verteilt sich gleichmäßig in der Dampfverteilerkammer 35 und tritt in die Wärmetauscherrohre 16 ein. Auf dem Weg durch die Wärmetauscherrohre 16 kondensiert der Heizdampf HD. Das Kondensat wird anschließend außen über eine hier nicht dargestellte Kondensatsammelleitung abgeführt.
Durch die kreisringförmige Ausbildung der Wärmeübertrager-Einheit 5 ist die Rohrteilung der Wärmetauscherrohre 16 außen größer als innen. Die Teilungsunterschiede sind anhand der Figur 4 technisch vereinfacht dargestellt. Die Rohrteilung innen ist mit t1, die Rohrteilung außen ist mit t2 gekennzeichnet. Der Abstand zwischen zwei benachbarten Wärmetauscherrohren 16', 16'' am äußeren Rohrboden 38 ist folglich größer als der Abstand zwischen den Wärmetauscherrohren 16', 16'' am inneren Rohrboden 39. Der vertikale Durchtrittsquerschnitt Qv zwischen den Wärmetauscherrohren 16', 16'' nimmt folglich von innen nach außen hin zu. Diese Flächenänderung bewirkt ungleichmäßige Strömungsverhältnisse in der Wirbelschicht.
Aus diesem Grund ist zwischen den benachbarten Wärmetauscherrohren 16', 16'' ein den vertikalen Durchtrittsquerschnitt Qv vergleichmäßigender V-förmiger Einbau 40 vorgesehen. Hierdurch wird eine Gleichverteilung der Strömungsverhältnisse erreicht, so daß annähernd konstante Wirbelschichtverhältnisse vorliegen.
In der Figur 4 sind zwei mögliche Ausführungsvarianten eines Einbaus 40 dargestellt. Die linke Darstellung zeigt einen rotationssymmetrischen Verdrängungskörper 41 in Form eines Kegels, die rechte Darstellung zeigt einen kegelstumpfartigen Verdrängungskörper 42.
In der Figur 5 ist eine andere Ausführungsform eines den vertikalen Durchtrittsquerschnitt vergleichmäßigenden Einbaus 43 dargestellt.
Der Einbau 43 besitzt zueinander relativbewegliche Bauteile 44, 45. Der äußere Bauteil 44 ist konisch und bildet einen Verdrängungskörper 46. Zentrisch von einer Spitze ausgehend weist der Verdrängungskörper 46 eine Bohrung 47 auf. Das Bauteil 45 ist als Zentrierstab 48 ausgebildet, welcher mit Schiebesitz in der Bohrung 47 geführt ist. Der Verdrängungskörper 46 ist am äußeren Rohrboden 49 und der Zentrierstab 48 am inneren Rohrboden 50 fesgelegt.
Durch die relativbewegliche Anordnung der Bauteile 44, 45 können Wärmedehnungen infolge von im Betrieb auftretenden Temperaturdifferenzen ausgeglichen werden.
Wie der Figur 1 weiterhin zu entnehmen ist, ist die Entstaubungsvorrichtung 21 in die Dampfsammelkammer 19 integriert. Die Entstaubungsvorrichtung 21 umfaßt Gewebefilter 51, in denen der aus der Wirbelschicht-Trocknereinheit 3 austretende Kohlenwasserdampf KWD von seiner Staubbeladung befreit wird. Hierzu wird der staubbeladene Kohlenwasserdampf KWD zweckmäßigerweise radial in der durch die Pfeile (KWD) gekennzeichneten Richtung durch die Gewebefilter 51 geführt.
Oberhalb der Gewebefilter 51 ist eine druckluftbetriebene Abreinigungsvorrichtung 52 angeordnet. Über Düsen 53 werden die Gewebefilter 51 mit Druckluft beaufschlagt und der abgelagerte Filterkuchen abgeblasen.
Der abgeschiedene Staub fällt nach unten in einen Auffangtrichter 54. Ein solcher Auffangtrichter 54 ist hier der Übersicht halber nur in der rechten Bildhälfte von Figur 1 dargestellt.
Vom Auffangtrichter 54 gelangt der Staub über eine Rohrleitung 55, welche die Dampfsammelkammer 19 passiert, in den Abzug 22. Um einen Druckkurzschluß zu vermeiden, wird der Staub dem Abzug 22 in der Zulaufkammer 23 aufgegeben. Die Außenwand 56 des Aufnahmetrichters 54 dient auch zur Führung des Kohlenwasserdampfs KWD oberhalb der Wirbelschicht-Trocknereinheit 3, so daß er radial in die Gewebefilter 51 eintritt.
Der gereinigte Kohlenwasserdampf KWD wird dann oberhalb der Abreinigungsvorrichtung 52 über eine zentrale Saugleitung 57 mittels eines Radialverdichters 58 angesaugt. Der Radialverdichter 58 ist im Gehäuse 7 unterhalb der Wirbelschicht-Trocknereinheit 3 angeordnet. Der gereinigte Kohlenwasserdampf KWD tritt hier radial aus und wird als Wirbelmedium WM über Einlaßöffnungen 59 in die Rostdüsenböden 20 eingeleitet.
Überschüssiger Kohlenwasserdampf KWD kann über einen Abzug 60 aus der Anlage 1 abgeführt und beispielsweise in einer externen Turbine genutzt werden.
Bezugszeichenaufstellung
1
- Dampf-Wirbelschicht-Trocknungsanlage
2
- Abzugseinheit
3
- Wirbelschicht-Trocknereinheit
4
- Düsenboden-Einheit
5
- Wärmeübertrager-Einheit
6
- Aufgabeeinheit
7
- Gehäuse
8
- Zellenradschleuse
9
- Zellenradschleuse
10
- Schurre
11
- Schurre
12
- Trichter
13
- Trichter
14
- Rohrleitung
15
- Rohrleitung
16
- Wärmetauscherrohr
16'
- Wärmetauscherrohr
16''
- Wärmetauscherrohr
17
- Trennwand
18
- Wirbelschichtzelle
19
- Dampfsammelkammer
20
- Rostdüsenboden
21
- Entstaubungsvorrichtung
22
- Abzug
23
- Zulaufkammer
24
- Ablaufkammer
25
- Boden
26
- Düseneinheit
27
- Rohrleitung
28
- Schwellwehr
29
- Austragskammer
30
- Wand
31
- Durchgang
32
- Rohrleitung
33
- Pufferbehälter
34
- Zellenradschleuse
35
- Dampfverteilerkammer
36
- Rohrleitung
37
- Wandung v. 35
38
- Rohrboden außen
39
- Rohrboden innen
40
- Einbau
41
- Verdrängungskörper
42
- Verdrängungskörper
43
- Einbau
44
- Bauteil v. 43
45
- Bauteil v. 43
46
- Verdrängungskörper
47
- Bohrung
48
- Zentrierstab
49
- Rohrboden außen
50
- Rohrboden innen
51
- Gewebefilter
52
- Abreinigungsvorrichtung
53
- Düsen
54
- Auffangtrichter
55
- Rohrleitung
56
- Außenwand
57
- Saugleitung
58
- Radialverdichter
59
- Einlaßöffnungen v. 20
60
- Abzug
FG
- Feuchtgut
TG
- Trockengut
ML
- Mittellängsachse
WM
- Wirbelmedium
KWD
- Kohlenwasserdampf
FM
- Fördermedium
HD
- Heizdampf
t1
- Rohrteilung, innen
t2
- Rohrteilung, außen
Qv
- vertikaler Durchtrittsquerschnitt

Claims (11)

  1. Anlage zur Dampf-Wirbelschicht-Trocknung von wasserhaltigen Feststoffen, welche eine Aufgabeeinheit (6) für das Feuchtgut (FG) und eine Wirbelschicht-Trocknereinheit (3) mit eingegliederter Wärmeübertrager-Einheit (5) und Düsenboden-Einheit (4) sowie einen Abzug (22) für das Trockengut (TG) umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß das Trockengut (TG) durch ein in den Abzug (22) einleitbares pneumatisches Fördermedium (FM) abtransportierbar ist.
  2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abzug (22) in S-förmiger Konfiguration eine Zulaufkammer (23) und eine nachgeschaltete Ablaufkammer (24) umfaßt, wobei am Boden (25) der Ablaufkammer (24) eine Düseneinheit (26) für das das Trockengut (TG) über ein die Ablaufkammer (24) von einer nachgeschalteten Austragskammer (29) trennendes Schwellwehr (28) hinweg förderndes Fördermedium (FM) angeordnet ist.
  3. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Ablaufkammer (24) Kühlflächen vorgesehen sind.
  4. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeübertrager-Einheit (5) kreisringförmig ausgeführt ist und zur vertikalen Mittellängsachse (ML) der Wirbelschicht-Trocknereinheit (3) im wesentlichen radial verlaufende Wärmetauscherrohre (16) aufweist.
  5. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeübertrager-Einheit (5) durch eine Trennwand (17) in wenigstens zwei segmentartige Wirbelschichtzellen (18) unterteilt ist.
  6. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeübertrager-Einheit (5) eine Dampfverteilerkammer (35) unschließt.
  7. Anlage nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen zwei benachbarte Wärmetauscherrohre (16', 16'') den vertikalen Durchtrittsquerschnitt (Qv) vergleichmäßigende V-förmige Einbauten (40, 43) vorgesehen sind.
  8. Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Einbau (43) zwei zueinander relativbewegliche Teile (44, 45) besitzt, von denen ein Teil (44) am äußeren Rohrboden (49) und der andere Teil (45) am inneren Rohrboden (50) festgelegt ist.
  9. Anlage nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb aller Wirbelschichtzellen (18) eine gemeinsame Dampfsammelkammer (19) angeordnet ist.
  10. Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß in die Dampfsammelkammer (19) eine Entstaubungsvorrichtung (21) integriert ist.
  11. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufgabeeinheit (6), die Wirbelschicht-Trocknereinheit (3) und die Abzugseinheit (2) in ein mit Druck beaufschlagbares Gehäuse (7) eingegliedert sind.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101445739B (zh) * 2008-12-26 2012-07-25 清华大学 一种水平移动床式褐煤干燥方法
WO2012163222A1 (zh) * 2011-05-31 2012-12-06 Li Bairong 优质煤产品生产装置及生产系统
CN103217009A (zh) * 2013-04-10 2013-07-24 山西鑫立能源科技有限公司 入炉煤矸石热废气调湿脱水的水汽排汽导出器

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB715836A (en) * 1950-12-13 1954-09-22 Smidth & Co As F L Improvements relating to heat-exchange processes for heating or cooling powdered material
DE1268065B (de) * 1959-03-20 1968-05-09 Arenco Ab Schwebebett-Trockner
CH462721A (de) * 1967-01-13 1968-09-15 Shionogi & Co Trocknungsvorrichtung zum kontinuierlichen Trocknen von pulver- oder granulatförmigem Material
DE1604826A1 (de) * 1966-08-11 1970-08-13 Reinhard Becker Getreidetrockner fuer aussetzenden Betrieb
DE2217578A1 (de) * 1971-04-16 1972-11-02 Aktieselskabet Niro Atomizer, Soeborg (Dänemark) Vorrichtung zum Trocknen feuchter Pulver und Verfahren zum Betreiben einer derartigen Vorrichtung
EP0039039A1 (de) * 1980-04-29 1981-11-04 Bergwerksverband GmbH Vorrichtung zur Wärmebehandlung, insbesondere zum Trocknen, von feinteiligen Schüttgütern
DE3025924A1 (de) * 1980-07-09 1982-02-04 Dieter 5060 Bergisch Gladbach Popp Fluessigkeitsgekuehlter stuetzboden fuer eine wirbelschichttrockner
AT380331B (de) * 1978-10-31 1986-05-12 Waagner Biro Ag Fliessbetttrockner fuer schuettgueter, insbesondere kohle
EP0343407A1 (de) * 1988-05-11 1989-11-29 Waagner-Biro Aktiengesellschaft Vorrichtung zur Einbringung des zu verwirbelnden Gutes in ein Wirbelbett, insbesondere Trocknungsanlage
WO1992001201A1 (en) * 1990-07-09 1992-01-23 Niro A/S Apparatus for drying a moist particulate material with superheated steam
WO1994012838A1 (en) * 1992-11-25 1994-06-09 Amax Coal Industries, Inc. Method and apparatus for drying and briquetting coal
EP0713070A1 (de) * 1994-11-21 1996-05-22 Powdering Japan K.K. Wirbelbeschichtanlage zur Trocknung oder Kühlung von Pulver und Verfahren zur Trocknung oder Kühlung von Pulver unter Verwendung desselben

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB715836A (en) * 1950-12-13 1954-09-22 Smidth & Co As F L Improvements relating to heat-exchange processes for heating or cooling powdered material
DE1268065B (de) * 1959-03-20 1968-05-09 Arenco Ab Schwebebett-Trockner
DE1604826A1 (de) * 1966-08-11 1970-08-13 Reinhard Becker Getreidetrockner fuer aussetzenden Betrieb
CH462721A (de) * 1967-01-13 1968-09-15 Shionogi & Co Trocknungsvorrichtung zum kontinuierlichen Trocknen von pulver- oder granulatförmigem Material
DE2217578A1 (de) * 1971-04-16 1972-11-02 Aktieselskabet Niro Atomizer, Soeborg (Dänemark) Vorrichtung zum Trocknen feuchter Pulver und Verfahren zum Betreiben einer derartigen Vorrichtung
AT380331B (de) * 1978-10-31 1986-05-12 Waagner Biro Ag Fliessbetttrockner fuer schuettgueter, insbesondere kohle
EP0039039A1 (de) * 1980-04-29 1981-11-04 Bergwerksverband GmbH Vorrichtung zur Wärmebehandlung, insbesondere zum Trocknen, von feinteiligen Schüttgütern
DE3025924A1 (de) * 1980-07-09 1982-02-04 Dieter 5060 Bergisch Gladbach Popp Fluessigkeitsgekuehlter stuetzboden fuer eine wirbelschichttrockner
EP0343407A1 (de) * 1988-05-11 1989-11-29 Waagner-Biro Aktiengesellschaft Vorrichtung zur Einbringung des zu verwirbelnden Gutes in ein Wirbelbett, insbesondere Trocknungsanlage
WO1992001201A1 (en) * 1990-07-09 1992-01-23 Niro A/S Apparatus for drying a moist particulate material with superheated steam
WO1994012838A1 (en) * 1992-11-25 1994-06-09 Amax Coal Industries, Inc. Method and apparatus for drying and briquetting coal
EP0713070A1 (de) * 1994-11-21 1996-05-22 Powdering Japan K.K. Wirbelbeschichtanlage zur Trocknung oder Kühlung von Pulver und Verfahren zur Trocknung oder Kühlung von Pulver unter Verwendung desselben

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101445739B (zh) * 2008-12-26 2012-07-25 清华大学 一种水平移动床式褐煤干燥方法
WO2012163222A1 (zh) * 2011-05-31 2012-12-06 Li Bairong 优质煤产品生产装置及生产系统
US9328958B2 (en) 2011-05-31 2016-05-03 Li Bairong Apparatus and system for manufacturing quality coal products
CN103217009A (zh) * 2013-04-10 2013-07-24 山西鑫立能源科技有限公司 入炉煤矸石热废气调湿脱水的水汽排汽导出器
CN103217009B (zh) * 2013-04-10 2015-04-22 山西鑫立能源科技有限公司 入炉煤矸石热废气调湿脱水的水汽排汽导出器

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