EP2495495A2 - Wirbelschicht-Trockneranordnung - Google Patents

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Publication number
EP2495495A2
EP2495495A2 EP12152065A EP12152065A EP2495495A2 EP 2495495 A2 EP2495495 A2 EP 2495495A2 EP 12152065 A EP12152065 A EP 12152065A EP 12152065 A EP12152065 A EP 12152065A EP 2495495 A2 EP2495495 A2 EP 2495495A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
container
heating
arrangement according
arrangement
fluidized bed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP12152065A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2495495A3 (de
Inventor
Jürgen Willmann
Jens Trenkel
Ralf Gerlach
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.)
Babcock Borsig Steinmueller GmbH
Original Assignee
Babcock Borsig Steinmueller GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Babcock Borsig Steinmueller GmbH filed Critical Babcock Borsig Steinmueller GmbH
Publication of EP2495495A2 publication Critical patent/EP2495495A2/de
Publication of EP2495495A3 publication Critical patent/EP2495495A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23K—FEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
    • F23K1/00—Preparation of lump or pulverulent fuel in readiness for delivery to combustion apparatus
    • F23K1/04—Heating fuel prior to delivery to combustion apparatus
    • 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
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23K—FEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
    • F23K2201/00—Pretreatment of solid fuel
    • F23K2201/20—Drying

Definitions

  • Coal in particular raw lignite, contains a high proportion of water.
  • a fluidized bed dryer can be used.
  • a fluidized bed dryer comprises a container into which the raw coal is introduced via a coal manhole in the upper area.
  • a nozzle bottom is arranged in the lower part of the container.
  • the nozzle bottom has a plurality of upwardly directed nozzles. From the nozzles, a fluid, such as vapor (vapors) exits with pressure.
  • the coal is blown up and forms a fluidized bed with quasi-fluid properties.
  • a heating arrangement is provided with a plurality of parallel heating tubes. The heating pipes are traversed by heating steam and transfer heat to the fluidized bed.
  • a fluidized-bed dryer arrangement is disclosed, for example, on the Internet at www.kohletrocknung.de.
  • the fluidized-bed dryer has an elongate, substantially cylindrical container with a nozzle bottom and a heating arrangement.
  • the longitudinal axis of the container is vertical.
  • the heating arrangement consists of a plurality of parallel heating pipes or heating plates.
  • the heating pipes or plates extend in the horizontal direction.
  • the longitudinal axis of the container is perpendicular to it in a vertical direction.
  • the heating pipes are held in vertical holders in the form of a steam distributor or condensate collector.
  • the heating pipes extend over the entire circular cross-section of the container. In the middle area, the heating pipes are correspondingly longer than in the edge area.
  • the heating tube arrangement is complex due to the different length of the heating tubes in the production.
  • the manufacture and arrangement of collector and manifold on the inner circumference of the pressure vessel is problematic.
  • the division ratio is not constant over the cross section. In the known arrangement measuring instruments must be passed through the container wall. That's expensive.
  • the object is achieved in that the longitudinal axis of the elongated container is parallel to the longitudinal axis of the heating tubes.
  • a broad, low fluidized bed is created.
  • This has the advantage that the heating pipes can all be made the same length. There is sufficient space on the side and above the heating pipes, for distributors, collectors, Measuring instruments, inflows and outflows, and the like.
  • the arrangement can be made very compact with low overall height and total dryer mass.
  • small pipe diameters and low division ratios preferably in the range of 1.5, can be used.
  • Divide ratio is the ratio of pipe pitch, ie the distance from the center of a pipe to the center of the adjacent pipe to the pipe diameter.
  • longer, but fewer tubes can be used. This means that fewer tubes are used with the same heating surface. Accordingly, the installation is simplified and reduces the number of welds.
  • the drying path of the coal is shorter in the inventive arrangement. However, the lower height of the fluidized bed is compensated by a larger width. Due to the low Schuvin,hhehe and fluidized bed height, the pressure loss is reduced.
  • the container is formed substantially cylindrical in the region of the heating arrangement.
  • a container is pressure-stable, especially at overpressure.
  • the system pressure for example in the range of 4-4.5 bar in the fluidized bed is well controlled with a cylindrical container.
  • the side surfaces of the container may be curved outward.
  • the heating arrangement preferably has a substantially cuboidal outer shape, the long side of which runs parallel to the longitudinal axis of the elongate container. In this way, a high dryer performance can be achieved, even if the vertical path of the coal through the heater assembly is lower. It is compensated by a correspondingly larger horizontal cross-sectional area.
  • the division ratio is constant over the entire range.
  • the heating tubes have the same length and open on both sides with their ends in the holes of a perforated plate.
  • the heating tubes may be inclined downwards in the direction of the outlet chamber.
  • the perforated plate is used for mechanical mounting of the heating pipes.
  • the side facing away from the heating tubes of the perforated plate can form the inside of a closed cavity with a drain over which Fluids are discharged from the heating tubes.
  • the cavity forms an outlet chamber (collector), which can be shared for all heating pipes. It is understood that several outlet chambers can be provided. Then groups of heating pipes are connected to a common outlet chamber.
  • the opposite side may be provided with a perforated plate.
  • This perforated plate can also form part of a cavity. This cavity then forms the inlet chamber (distributor).
  • possible pipe expansions are not taken into account by stretch bends but by compensators in the perforated plate.
  • the larger exterior space for a "recumbent" container allows the use of a geometry with a wider cavity than the inlet or outlet chamber.
  • the cavity is formed by the perforated plate and a hemispherical shell. It is understood that even more, smaller hemispherical shells can be used for multiple cavities.
  • each perforated plate is part of a vertical dividing wall which extends over the entire height of the container.
  • the cross-sectional losses are minimized by the adaptation of the heating tubes to the geometry of the container. But it can also be provided an additional vertical partition, which limits the drying room.
  • the container is preferably designed as a pressure vessel and there are pressure-generating means for generating an overpressure of 3-5 bar, preferably 4 bar provided. At least two coal manholes are preferably provided above an edge region of the heater assembly.
  • the figures show a fluidized bed dryer arrangement.
  • the arrangement is used to dry raw lignite.
  • the fluidized bed dryer assembly comprises a container with a container shell 1 in a saddle bearing 18.
  • the container is formed substantially cylindrical. At the end faces of the container is curved outward.
  • the container is heated with a container heater 16, which has a condensate collector 17.
  • the container is under a pressure of 4 bar.
  • the container heater 16 is fed from a distributor 15 with heating steam.
  • coal manholes 2 are provided in the upper part of the container.
  • suitable locks such as a rotary valve, are provided which allow the introduction of coal in the standing under a pressure of 4 bar container.
  • two vapor withdrawals 3 are arranged with a static separator 31.
  • About the vapor exhausts 3 loaded with coal dust steam is discharged from the container interior.
  • dry lignite is fed via the feed 4 into the dryer.
  • Dry brown coal which from the vapors was filtered by means of a vapor filter is returned via a return 5 in the container interior.
  • part of the pulverized coal is separated by a static separator 31, which then remains in the fluidized-bed dryer.
  • a static separator 31 which then remains in the fluidized-bed dryer.
  • a boarding door 6 is provided in the central region of the container shell. Laterally next to the access door 6, a sootblower 7 is provided for Schutulatgraphy during the Abfahrvones and the destruction of coal floes.
  • the sootblower is a cleaning device which, during draining of the dryer, i. during the shutdown prevents dry carbon deposits on the Schundrohren.
  • the sootblower 7 is operated with steam as a cleaning medium. At the same time, floe formation (coal lumps) occurring during operation due to targeted steam pulses can be destroyed on the fluidized bed surface.
  • a rinsing device 30 is provided to avoid carbon deposits in the container during the Abfahrvorganges.
  • the rinsing device 30 is a rinsing nozzle, with which carbon deposits are eliminated on the dryer floor during emptying of the dryer.
  • a nozzle bottom 28 is arranged. From the nozzles of the nozzle plate 28 exits pressurized steam. With this steam, a fluidized bed of coal is produced. Part of the fluidization steam can be introduced via side nozzles 32 in the upper region of the fluidized bed in order to support the turbulence and thus the interference of the moist raw carbon.
  • the nozzles of the nozzle bottom are charged with different amounts of steam.
  • a larger amount of steam exits the nozzles than in the middle region.
  • too high steam quantities are uneconomical. It is therefore desirable to use the fluidized bed with as little as possible
  • the raw coal has a high water content in the range of, for example, 50-60%. The surface moisture therefore leads to bonding. If the raw coal from the coal manholes 2 comes down, there is a risk of floe formation. A higher amount of steam from the nozzles of the nozzle bottom 28 below the coal manholes 2 increases the particle velocity and avoids the risk of floe formation. In the dryer zone in the middle area of the nozzle bottom, this high amount of steam is not required. There you can work with usual amounts of steam. In this way, it continues to work with a minimum of steam.
  • a condensation heating surface 22 is arranged in the lower, central region of the container above the nozzle bottom.
  • the Kondensationsterrorism composition 22 consists of a plurality of parallel heating tubes of equal length. It extends over the entire length of the substantially cylindrical part of the container.
  • the heating pipes are held by a support 26.
  • the longitudinal axis of the heating pipes runs from right to left in FIG. 4 parallel to the longitudinal axis of the container.
  • cross section in FIG. 6 It can be seen that the heating pipes almost extend to the container wall zoom. As a result, the dead volume is kept low.
  • the heating tubes of the condensation heating surface 22 are welded to a perforated plate 27.
  • the perforated plate 27 is part of a partition wall between the fluidized bed and a laterally arranged antechamber.
  • the corresponding perforated plate with a hemispherical shell forms an outlet chamber 23.
  • the inlet chamber 21 is connected via connecting tubes 20 to a heating steam inlet 9.
  • the inlet chamber 21 has a condensate drain 25.
  • the outlet chamber 23 has a condensate drain 24.
  • Heating steam enters via the Schudampfeintritt 9 and the connecting pipes 20 in the inlet chamber 21 a. This forms a distributor.
  • the heating steam passes through the holes in the perforated plate 27 in the welded thereto heating tubes the Kondensationsterrorism Structure 22.
  • the Schudampfkondensat passes through the holes of the perforated plate 27 in the outlet chamber 23. This forms a collector. Due to the condensate drain 24 occurs water, which is condensed in the fluidized bed in the heating tubes, again from.
  • the coal entering through the coal manhole 2 enters the fluidized bed.
  • the fluidized bed is heated and dried.
  • the dry lignite is transported via a connection shaft 29 in the bottom of the container to a screw conveyor. There it is available for further use.
  • the inlet and outlet chambers 21 and 23 can be hemispherical in shape.
  • the monitoring of the arrangement is done with measuring instruments. These include thermocouples, which are arranged at temperature measuring points 11 and pressure gauge for measuring the pressure at pressure measuring points 12. A visual monitoring of the drying process via a sight glass 13 with flushing.
  • the condensation heating surface 22 has a continuous, vertical lane 14 in the longitudinal direction of the container 1. There are no heating pipes in it.
  • the vertical lane is directly below the coal manholes 2 in the center of the vessel. With the lane 14 improved mixing of the raw coal is achieved in the dry coal. The raw coal is better distributed and can not remain above the coal bed of the fluidized bed. The coal top edge is not too close above the condensation heating surface to avoid floe formation. A gap in the dry area leads to a good introduction of the raw coal.

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Abstract

Eine Wirbelschicht-Trockneranordnung zur Trocknung von Kohle bei Überdruck enthaltend einen langgestreckten Behälter (1); eine Heizungsanordnung (22) mit einer Vielzahl von parallelen Heizrohren; und einen Düsenboden (28) zur Erzeugung einer Wirbelschicht; ist dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachse des langgestreckten Behälters parallel zur Längsachse der Heizrohre verläuft. Der Behälter (1) kann im Bereich der Heizungsanordnung (22) im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet sein. Die Heizungsanordnung (22) kann eine quaderförmige äußere Form haben, deren lange Seite parallel zur Längsachse des langgestreckten Behälters (1) verläuft. Die Heizrohre können die gleiche Länge haben und beidseitig mit ihren Enden in den Löchern einer Lochplatte (27) münden.

Description

    Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft eine Wirbelschicht-Trockneranordnung zur Trocknung von Kohle bei Überdruck enthaltend
    • (a) einen langgestreckten Behälter;
    • (b) eine Heizungsanordnung mit einer Vielzahl von parallelen Heizrohren oder - platten;
    • (c) einen Düsenboden zur Erzeugung einer Wirbelschicht.
  • Kohle, insbesondere Roh-Braunkohle enthält einen hohen Wasseranteil. Vor der Verbrennung in einem Kraftwerksprozess wird die Kohle gemahlen und getrocknet. Für die Trocknung kann ein Wirbelschicht-Trockner eingesetzt werden. Ein Wirbelschicht-Trockner umfasst einen Behälter, in welchen die Rohkohle über einen Kohleeinfallschacht im oberen Bereich eingebracht wird. Im unteren Bereich des Behälters ist ein Düsenboden angeordnet. Der Düsenboden weist eine Vielzahl von nach oben gerichteten Düsen auf. Aus den Düsen tritt ein Fluid, z.B. Dampf (Brüden) mit Druck aus. Die Kohle wird so nach oben geblasen und bildet eine Wirbelschicht mit quasi fluiden Eigenschaften. In der Wirbelschicht ist eine Heizungsanordnung mit einer Vielzahl von parallelen Heizrohren vorgesehen. Die Heizrohre sind von Heizdampf durchflossen und übertragen Wärme auf die Wirbelschicht.
    • Stand der Technik
  • Eine Wirbelschicht-Trockneranordnung ist beispielsweise im Internet, unter www.kohletrocknung.de offenbart.
  • DE 196 20 047 C2 (RWE Rheinbraun AG) offenbart einen Wirbelschicht-Trockner im atmosphärischen Betrieb. Der Wirbelschicht-Trockner weist einen langgestreckten, im Wesentlichen zylindrischen Behälter mit einem Düsenboden und einer Heizungsanordnung auf. Die Längsachse des Behälters verläuft vertikal. Die Heizungsanordnung besteht aus einer Vielzahl von parallelen Heizrohren oder Heizungsplatten. Die Heizrohre oder -platten erstrecken sich in horizontaler Richtung. Die Längsachse des Behälters verläuft senkrecht dazu in einer vertikalen Richtung. Die Heizrohre werden in vertikalen Haltern in Form eines Dampfverteilers bzw. Kondensatsammlers gehalten. Die Heizrohre erstrecken sich über den gesamten kreisrunden Querschnitt des Behälters. Im mittleren Bereich sind die Heizrohre entsprechend länger, als im Randbereich.
  • Die Heizrohranordnung ist aufgrund der unterschiedlichen Länge der Heizrohre aufwändig in der Herstellung. Die Herstellung und Anordnung von Sammler und Verteiler am Innenumfang des Druckbehälters ist problematisch. Das Teilungsverhältnis ist nicht über den Querschnitt konstant. Bei der bekannten Anordnung müssen Messgeräte durch die Behälterwandung geführt werden. Das ist aufwändig.
    • Offenbarung der Erfindung
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Wirbelschicht-Trockner der eingangs genannten Art zu schaffen, der günstig herzustellen ist und gute Trocknungseigenschaften aufweist.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Längsachse des langgestreckten Behälters parallel zur Längsachse der Heizrohre verläuft. Statt einer schlanken, hohen Wirbelschicht wird eine breite, niedrige Wirbelschicht erzeugt. Das hat den Vorteil, dass die Heizrohre alle gleich lang ausgeführt werden können. Seitlich und oberhalb der Heizrohren ist ausreichend Raum, beispielsweise für Verteiler, Sammler, Messgeräte, Zu- und Abflüsse, und dergleichen. Die Anordnung kann besonders kompakt bei geringer Bauhöhe und Trocknergesamtmasse gestaltet werden. Insbesondere können kleine Rohrdurchmesser und geringe Teilungsverhältnisse, vorzugsweise im Bereich von 1,5, eingesetzt werden. Unter Teilungsverhältnis wird das Verhältnis der Rohrteilung, d.h. der Abstand von der Mitte eines Rohres bis zur Mitte des benachbarten Rohres zum Rohrdurchmesser verstanden. Bei der vorliegenden Erfindung können längere, dafür aber weniger Rohre verwendet werden. Das bedeutet, dass bei gleicher Heizfläche weniger Rohre verwendet werden. Entsprechend wird die Installation vereinfacht und die Anzahl der Schweißstellen verringert.
  • Der Trocknungsweg der Kohle ist bei der erfindungsgemäßen Anordnung kürzer. Die geringere Höhe der Wirbelschicht wird jedoch durch eine größere Breite kompensiert. Durch die geringe Heizflächenpakethöhe und Wirbelschichthöhe wird der Druckverlust reduziert.
  • Vorzugsweise ist der Behälter im Bereich der Heizungsanordnung im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet. Ein solcher Behälter ist insbesondere bei Überdruck druckstabil. Der Systemdruck beispielsweise im Bereich von 4-4,5 bar in der Wirbelschicht ist mit einem zylindrischen Behälter gut beherrschbar. Dabei können die Seitenflächen des Behälters nach außen gewölbt sein.
  • Die Heizungsanordnung hat vorzugsweise eine im Wesentlichen quaderförmige äußere Form, deren lange Seite parallel zur Längsachse des langgestreckten Behälters verläuft. Auf diese Weise kann eine hohe Trocknerleistung erreicht werden, auch wenn der vertikale Weg der Kohle durch die Heizungsanordnung geringer ist. Es wird durch eine entsprechend größere horizontale Querschnittsfläche kompensiert. Das Teilungsverhältnis ist über den gesamten Bereich konstant.
  • Vorzugsweise haben die Heizrohre die gleiche Länge und münden beidseitig mit ihren Enden in den Löchern einer Lochplatte. Die Heizrohre können in Richtung der Austrittskammer nach unten geneigt sein. Die Lochplatte dient der mechanischen Halterung der Heizrohre. Die den Heizrohren abgewandte Seite der Lochplatte kann die Innenseite eines abgeschlossenen Hohlraums mit einem Abfluss bilden, über welchen Fluide aus den Heizrohren abführbar sind. Der Hohlraum bildet eine Austrittskammer (Sammler), die für alle Heizrohre gemeinsam genutzt werden kann. Es versteht sich, dass auch mehrere Austrittskammern vorgesehen sein können. Dann sind jeweils Gruppen von Heizrohren mit einer gemeinsamen Austrittskammer verbunden. In gleicher Weise kann die gegenüberliegende Seite mit einer Lochplatte versehen sein. Auch diese Lochplatte kann Teil eines Hohlraums bilden. Dieser Hohlraum bildet dann die Eintrittskammer (Verteiler). Vorzugsweise werden mögliche Rohrdehnungen nicht durch Dehnbögen, sondern durch Kompensatoren in der Lochplatte berücksichtigt.
  • Der größere Außenraum bei einem "liegenden" Behälter ermöglicht die Verwendung einer Geometrie mit einem breiteren Hohlraum als Eintritts- oder Austrittskammer. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Hohlraum von der Lochplatte und einer Halbkugelschale gebildet. Es versteht sich, dass auch mehrere, kleinere Halbkugelschalen für mehrere Hohlräume verwendet werden können.
  • Vorzugsweise ist jede Lochplatte Teil einer vertikalen Trennwand, welche sich über die gesamte Höhe des Behälters erstreckt. Dadurch werden die Querschnittsverluste durch die Anpassung der Heizrohre an die Geometrie des Behälters minimiert. Es kann aber auch eine zusätzliche vertikale Trennwand vorgesehen sein, die den Trocknungsraum begrenzt.
  • Der Behälter ist vorzugsweise als Druckbehälter ausgebildet und es sind druckerzeugende Mittel zur Erzeugung eines Überdrucks von 3-5 bar, vorzugsweise 4 bar vorgesehen. Zumindest zwei Kohleeinfallschächte sind vorzugsweise oberhalb eines Randbereichs der Heizungsanordnung vorgesehen.
  • Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Ein Ausführungsbeispiel ist nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
    • Fig.1
    ist eine Vorderansicht eines Wirbelschicht-Trockners.
    Fig.2
    ist eine Seitenansicht auf den Wirbelschicht-Trockner von links in Figur 1.
    Fig.3
    ist eine rückwärtige Ansicht auf den Wirbelschicht-Trockner aus Figur 1.
    Fig.4
    ist ein Längsschnitt entlang der Schnittebene C-C in Figur 2.
    Fig.5
    ist ein Querschnitt entlang der Schnittebene B-B in Figur 1.
    Fig.6
    ist ein Querschnitt entlang der Schnittebene A-A in Figur 1.
    Beschreibung des Ausführungsbeispiels
  • Die Figuren zeigen eine Wirbelschicht-Trockneranordnung. Die Anordnung wird zur Trocknung von Roh-Braunkohle verwendet. Die Wirbelschicht-Trockneranordnung umfasst einen Behälter mit einem Behältermantel 1 in einem Sattellager 18. Der Behälter ist im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet. An den Stirnseiten ist der Behälter nach außen gewölbt. Der Behälter ist mit einer Behälterheizung 16 beheizt, welche einen Kondensatsammler 17 aufweist. Der Behälter steht unter einem Druck von 4 bar. Die Behälterheizung 16 wird aus einem Verteiler 15 mit Heizdampf gespeist.
  • Im oberen Bereich des Behälters sind zwei Kohleeinfallschächte 2 vorgesehen. Durch die Kohleeinfallschächte 2 wird die feuchte Rohkohle in den Behälter eingeführt. Hierfür sind geeignete Schleusen, beispielsweise eine Zellenradschleuse, vorgesehen, welche das Einbringen der Kohle auch in den unter einem Druck von 4 bar stehenden Behälter ermöglichen.
  • Im Bereich zwischen den Kohleeinfallschächten 2 sind zwei Brüdenabzüge 3 mit einem statischen Sichter 31 angeordnet. Über die Brüdenabzüge 3 wird mit Kohlenstaub belasteter Dampf aus dem Behälterinneren ausgelassen. Während des Anfahrprozesses der druckaufgeladenen Wirbelschichttrocknung wird Trockenbraunkohle über die Zuführung 4 in den Trockner gegeben. Trockenbraunkohle, welche aus den Brüden mittels eines Brüdenfilters gefiltert wurde, wird über eine Rückführung 5 in das Behälterinnere zurückgeführt.
  • Im Bereich des Brüdenabzuges 3 wird durch einen statischen Sichter 31 ein Teil des Kohlenstaubes abgeschieden, der dann im Wirbelschichttrockner verbleibt. Somit wird der Anteil des Kohlenstaubes im abgezogenen Brüden verringert.
  • Zur Wartung der Anordnung außerhalb des Betriebs bei Normaldruck ist eine Einsteigetür 6 im mittleren Bereich des Behältermantels vorgesehen. Seitlich neben der Einsteigetür 6 ist ein Rußbläser 7 zur Heizflächenreinigung während des Abfahrprozesses und zur Zerstörung von Kohleschollen vorgesehen. Der Rußbläser ist eine Reinigungseinrichtung, die während des Entleerens des Trockners, d.h. während des Abfahrvorgangs Trockenkohleablagerungen auf den Heizflächenrohren vermeidet. Der Rußbläser 7 wird mit Dampf als Reinigungsmedium betrieben. Gleichzeitig können während des Betriebes durch gezielte Dampfimpulse auftretende Schollenbildung (Kohleklumpen) auf der Wirbelschichtoberfläche zerstört werden.
  • Ferner ist eine Spüleinrichtung 30 vorgesehen, um während des Abfahrvorganges Kohleablagerungen im Behälter zu vermeiden. Die Spüleinrichtung 30 ist ein Spülstutzen, mit welchem während des Entleerens des Trockners Kohleablagerungen auf dem Trocknerboden beseitigt werden.
  • Etwas oberhalb des Behälterbodens ist ein Düsenboden 28 angeordnet. Aus den Düsen des Düsenbodens 28 tritt unter Druck stehender Dampf aus. Mit diesem Dampf wird eine Wirbelschicht aus Kohle erzeugt. Ein Teil des Fluidisierungsdampfes kann über Seitendüsen 32 im oberen Bereich der Wirbelschicht eingebracht werden, um die Turbulenzen und somit die Einmischung der feuchten Rohfeinkohle zu unterstützen.
  • Die Düsen des Düsenbodens werden mit unterschiedlichen Dampfmengen beaufschlagt. In den Randbereichen des Düsenbodens tritt eine höhere Dampfmenge aus den Düsen aus als im Mittenbereich. Dadurch werden Einmischzonen im Randbereich und eine Trocknerzone im mittleren Bereich definiert. Grundsätzlich sind zu hohe Dampfmengen unwirtschaftlich. Es ist daher wünschenswert, die Wirbelschicht mit möglichst wenig Dampf zu erzeugen. Die Rohkohle hat jedoch einen hohen Wasseranteil im Bereich von beispielsweise 50-60%. Die Oberflächenfeuchte führt daher zu Verklebung. Wenn die Rohkohle aus den Kohleeinfallschächten 2 nach unten gelangt, besteht die Gefahr der Schollenbildung. Eine höhere Dampfmenge aus den Düsen des Düsenbodens 28 unterhalb der Kohleeinfallschächte 2 erhöht die Teilchengeschwindigkeit und vermeidet die Gefahr der Schollenbildung. In der Trocknerzone im Mittenbereich des Düsenbodens ist diese hohe Dampfmenge nicht erforderlich. Dort kann mit üblichen Dampfmengen gearbeitet werden. Auf diese Weise wird weiterhin mit einem Minimum an Dampf gearbeitet.
  • Im unteren, mittleren Bereich des Behälters oberhalb des Düsenbodens ist eine Kondensationsheizfläche 22 angeordnet. Die Kondensationsheizfläche 22 besteht aus einer Vielzahl paralleler Heizrohre gleicher Länge. Sie erstreckt sich über die gesamte Länge des im Wesentlichen zylindrischen Teil des Behälters. Die Heizrohre werden von einer Abstützung 26 gehalten. Die Längsachse der Heizrohre verläuft von rechts nach links in Figur 4 parallel zur Längsachse des Behälters. Im Querschnitt in Figur 6 ist zu erkennen, dass die Heizrohre sich fast an die Behälterwandung heran erstrecken. Dadurch wird das Totvolumen gering gehalten.
  • Die Heizrohre der Kondensationsheizfläche 22 sind mit einer Lochplatte 27 verschweißt. Die Lochplatte 27 ist Teil einer Trennwand zwischen der Wirbelschicht und einer seitlich angeordneten Vorkammer. Zusammen mit der Lochplatte 27 bildet eine halbkugelförmige Schale eine Eintrittskammer 21. Ausgangsseitig bildet die korrespondierende Lochplatte mit einer halbkugelförmigen Schale eine Austrittskammer 23. Die Eintrittskammer 21 ist über Verbindungsrohre 20 mit einem Heizdampfeintritt 9 verbunden. Die Eintrittskammer 21 weist einen Kondensatabfluss 25 auf. Die Austrittskammer 23 weist einen Kondensatabfluss 24 auf. Heizdampf tritt über den Heizdampfeintritt 9 und die Verbindungsrohre 20 in die Eintrittskammer 21 ein. Diese bildet einen Verteiler. Der Heizdampf tritt durch die Löcher in der Lochplatte 27 in die daran angeschweißten Heizrohre der Kondensationsheizfläche 22. Ausgangsseitig tritt das Heizdampfkondensat durch die Löcher der Lochplatte 27 in die Austrittskammer 23. Diese bildet einen Sammler. Durch den Kondensatabfluss 24 tritt Wasser, welches im Bereich der Wirbelschicht in den Heizrohren kondensiert ist, wieder aus.
  • Die durch den Kohleeinfallschacht 2 eintretende Kohle tritt in die Wirbelschicht ein. An der Kondensationsheizfläche wird die Wirbelschicht beheizt und getrocknet. Die Trockenbraunkohle wird über einen Verbindungsschacht 29 im Boden des Behälters zu einer Förderschnecke transportiert. Dort steht sie zur weiteren Verwendung zur Verfügung.
  • Da seitlich der Heizrohre ausreichend Platz ist, können Eintritts- und Austrittskammer 21, bzw. 23 halbkugelförmig ausgebildet werden. Die Überwachung der Anordnung erfolgt mit Messinstrumenten. Hierzu gehören Thermoelemente, welche an Temperaturmessstellen 11 angeordnet sind und Manometer zur Messung des Drucks an Druckmesstellen 12. Eine visuelle Überwachung des Trocknungsvorgangs erfolgt über ein Schauglas 13 mit Spülstutzen.
  • Die Kondensationsheizfläche 22 weist in Längsrichtung des Behälters 1 eine durchgängige, vertikale Gasse 14 auf. In ihr sind keine Heizrohre vorgesehen. Die vertikale Gasse liegt direkt unterhalb der Kohleeinfallschächte 2 im Mittenbereich des Behälters. Mit der Gasse 14 wird eine verbesserte Einmischung der Rohkohle in die Trockenkohle erreicht. Die Rohkohle wird besser verteilt und kann nicht oberhalb der Kohleschüttung der Wirbelschicht liegen bleiben. Die Kohleoberkante liegt nicht zu dicht oberhalb der Kondensationsheizfläche um eine Schollenbildung zu vermeiden. Eine Lücke im Trockenbereich führt zu einer guten Einbringung der Rohkohle.

Claims (10)

  1. Wirbelschicht-Trockneranordnung zur Trocknung von Kohle bei Überdruck enthaltend
    (a) einen langgestreckten Behälter (1);
    (b) eine Heizungsanordnung (22) mit einer Vielzahl von parallelen Heizrohren oder -platten;
    (c) einen Düsenboden (28) zur Erzeugung einer Wirbelschicht;
    dadurch gekennzeichnet, dass
    (d) die Längsachse des langgestreckten Behälters parallel zur Längsachse der Heizrohre verläuft.
  2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (1) im Bereich der Heizungsanordnung (22) im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet ist.
  3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenflächen des Behälters nach außen gewölbt sind.
  4. Anordnung nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizungsanordnung (22) eine im Wesentlichen quaderförmige äußere Form hat, deren lange Seite parallel zur Längsachse des langgestreckten Behälters (1) verläuft.
  5. Anordnung nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizrohre die gleiche Länge haben und beidseitig mit ihren Enden in den Löchern einer Lochplatte (27) münden.
  6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die den Heizrohren abgewandte Seite der Lochplatte (27) die Innenseite eines abgeschlossenen Hohlraums (21; 23) mit einem Abfluss (24; 25) bildet, über welchen Fluide aus den Heizrohren abführbar sind.
  7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum (21; 23) von der Lochplatte und einer Halbkugelschale gebildet ist.
  8. Anordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass jede Lochplatte (27) Teil einer vertikalen Trennwand ist, welche sich über die gesamte Höhe des Behälters (1) erstreckt.
  9. Anordnung nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (1) als Druckbehälter ausgebildet ist und druckerzeugende Mittel zur Erzeugung eines Überdrucks von 3-5 bar, vorzugsweise 4 bar vorgesehen ist.
  10. Anordnung nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Kohleeinfallschächte (2) oberhalb eines Randbereichs der Heizungsanordnung (22) vorgesehen sind.
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