PL193222B1 - Sposób odwadniania surowego węgla brunatnego - Google Patents

Abstract

1. Sposób odwadniania surowego wegla brunatnego, znamienny tym, ze surowy wegiel brunatny nagrzewa sie, poprzez wprowadzanie goracej wody i/lub pary wodnej, do temperatury roboczej wynoszacej od 60 do 200°C, i w po- staci szlamu weglowego wprowadza sie go do wirówki (2) o pelnych sciankach, której komora robocza znajduje sie pod cisnieniem odpowia- dajacym cisnieniu pary wodnej w temperaturze roboczej, zas zwiazana w surowym weglu bru- natnym wode oddziela sie poprzez odwirowywa- nie i odprowadza w postaci przelewu (4) z robo- czej komory wirówki (2) o pelnych sciankach. PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób odwadniania surowego węgla brunatnego.

Surowy węgiel brunatny zawiera znaczne ilości wody, związanej fizycznie i chemicznie w kapilarach i porach. Zawartość związanej wody może wynosić do 65% wagowych. Przy spalaniu nie wysuszonego wstępnie lub nie odwodnionego węgla brunatnego odparowywanie zawartej w substancji opałowej wody powoduje znaczne straty termodynamiczne. Zauważalny wzrost sprawności i obniżenie kosztów wytwarzania prądu w elektrowniach na węgiel brunatny są możliwe wówczas, gdy zredukuje się zawartość wody w surowym węglu brunatnym za pomocą skutecznego sposobu.

W sposobie znanym z międzynarodowego opisu patentowego nr WO 96/10064 odwadniany surowy węgiel brunatny umieszcza się w prasie filtracyjnej i nagrzewa, wprowadzając parę wodną. Podczas nagrzewania parą wodną, substancję opałową w komorze ciśnieniowej prasy filtracyjnej poddaje się działaniu ciśnienia, które jest mniejsze niż ciśnienie wprowadzonej pary grzewczej w stanie nasyconym. Po osiągnięciu temperatury roboczej, wystarczającej do zniszczenia fizyczno/chemicznego wiązania pomiędzy wodą i substancją opałową, zwiększa się ciśnienie prasowania do wartości leżącej powyżej 2x10⁶ Pa i oddziela się wodę w procesie filtracji. W ramach znanych środków stosuje się, pracujące na zasadzie kolejnych wsadów, filtry płytowe lub pracującą w trybie ciągłym, przelotową prasę filtracyjną o konstrukcji typu prasy dwutaśmowej. Zwłaszcza w przypadku ciągłej przelotowej prasy filtracyjnej występują problemy związane z uszczelnieniem obszaru grzania przed wydostającą się parą grzewczą. Ponadto filtracja ciśnieniowa ma tę wadę, że wraz z upływem czasu następuje zatykanie otworów w sitach płytowych i zmniejszanie strumienia filtratu. Wreszcie niekorzystne jest to, że wyciśnięta woda zawiera znaczne ilości drobnych cząstek substancji stałej, co pociąga za sobą konieczność przeprowadzania stosunkowo skomplikowanego procesu uzdatniania wody.

Ponadto z austriackich opisów patentowych nr AT 366 090, AT 369 423 i AT 366 405 znane są sposoby suszenia węgla brunatnego. Odwadniany węgiel brunatny suszy się najpierw w autoklawie w temperaturach powyżej 200°C i wysokich ciśnieniach, przy czym korzystnie stosuje się temperaturę wynoszącą około 250°C. Odpowiednie ciśnienie pary nasyconej, które ustala się w autoklawie, wynosi około 4x106 Pa. Odwodniony w dużym stopniu produkt doprowadza się następnie do wirówki, w której przy takim samym ciśnieniu i w tej samej temperaturze przeprowadza się obróbkę wykańczającą. Suszenie, w ramach którego odparowuje się zawartą w węglu wodę, cechuje duże zużycie energii.

Suszenie w autoklawie jest ponadto skomplikowane pod względem aparaturowym.

Z austriackiego opisu patentowego nr AT 380 268 znany jest sposób odwadniania torfu, w którym odwadniany materiał po mechanicznym odwadnianiu wstępnym doprowadza się do wirówki filtracyjnej, której komorę roboczą wypełnia para nasycona. Podczas dostarczania pary nasyconej podawany materiał ulega mechanicznemu odwodnieniu poprzez odwirowywanie, przy czym placek torfowy zostaje zagęszczony względnie sprasowany, zaś zawarta w torfie woda zostaje wyciśnięta. Do wstępnego odwadniania bogatego w wodę torfu stosuje się również wirówki sedymentacyjne, jak to przedstawiono w niemieckim opisie patentowym nr DE 28 50 825. Związanie wody w węglu brunatnym różni się znacznie od związania wody w torfie, w związku z czym sposób opracowany dla torfu nie może być przeniesiony bezpośrednio na węgiel.

Celem wynalazku jest opracowanie sposobu, umożliwiającego skuteczne mechaniczno-termiczne odwadnianie węgla brunatnego z dużą i stałą wydajnością.

Sposób odwadniania surowego węgla brunatnego, według wynalazku charakteryzuje się tym, że surowy węgiel brunatny nagrzewa się, poprzez wprowadzanie gorącej wody i/lub pary wodnej, do temperatury roboczej wynoszącej od 60 do 200°C, i w postaci szlamu węglowego wprowadza się go do wirówki o pełnych ściankach, której komora robocza znajduje się pod ciśnieniem odpowiadającym ciśnieniu pary wodnej w temperaturze roboczej, zaś związaną w surowym węglu brunatnym wodę oddziela się poprzez odwirowywanie i odprowadza w postaci przelewu z roboczej komory wirówki o pełnych ściankach.

Korzystnie roboczą komorę wirówki o pełnych ściankach nagrzewa się pośrednio.

Korzystnie odwadniany surowy węgiel brunatny nagrzewa się wstępnie bezpośrednio lub pośrednio za pomocą gorącej wody, którą odprowadza się w postaci przelewu z wirówki o pełnych ściankach.

Korzystnie do ogrzewania surowego węgla brunatnego i/lub komory roboczej wirówki o pełnych ściankach stosuje się parę wodną, którą pobiera się ze strumienia pary, napędzającego turbiny elektrowni.

Korzystnie wirówka o pełnych ściankach pracuje w trybie okresowym, zaś podczas przejścia jednego wsadu doprowadza się zadawany materiał oraz odprowadza się wodę zbierającą się podczas

PL 193 222 B1 odwadniania, przy czym po przejściu wsadu odprowadza się substancję stalą za pomocą urządzenia odprowadzającego.

Korzystnie wirówka o pełnych ściankach pracuje z ciągłym odprowadzaniem substancji stałej.

Odwadnianie mechaniczne w wirówce o pełnych ściankach stanowi proces sedymentacji i polega na sedymentacji substancji stałych w polu odwirowywania. Wirówki o pełnych ściankach, zwane również wirówkami sedymentacyjnymi, stosuje się w ramach znanych środków do rozdzielania ciekłych, nierozpuszczalnych faz, do klarowania zawiesin, do zagęszczania szlamów i do klasyfikacji strumieni zdyspergowanych aglomeratów drobnego ziarna. Nieoczekiwane jest to, że w połączeniu z obróbką termiczną sedymentację w polu odwirowywania można skutecznie zastosować do odwadniania surowego węgla brunatnego o dużej zawartości związanej wody. W wyniku klarowania wodnej pozostałości w wirówce o pełnych ściankach gromadzi się woda, w dużym stopniu wolna od substancji stałych. Upraszcza to proces uzdatniania wody. Ponadto sposób według wynalazku nie jest wrażliwy na zanieczyszczenia spowodowane drobnoziarnistymi substancjami stałymi.

Odwadniany surowy węgiel brunatny doprowadza się do wirówki o pełnych ściankach ciągłym strumieniem. Podawanie surowego węgla brunatnego do wirówki można łatwo zrealizować za pomocą pomp tłoczących, na przykład pompy śrubowej jednowirnikowej. Poza bezpośrednim ogrzewaniem roboczej komory wirówki o pełnych ściankach można również stosować jej ogrzewanie pośrednie.

Woda odprowadzana z wirówki o pełnych ściankach ma temperaturę od 60 do 200°C. Energię odprowadzanej wody można wykorzystać do bezpośredniego lub pośredniego wstępnego nagrzewania podawanego materiału.

W kolejnej postaci wykonania wynalazku, do nagrzewania substancji opałowej i/lub komory roboczej wirówki o pełnych ściankach stosuje się parę wodną, którą pobiera się ze strumienia pary, napędzającego turbiny elektrowni. W elektrowni na węgiel brunatny, zawierającej obieg pary wodnej, parę wodną potrzebną do mechaniczno-termicznego odwadniania substancji opałowej pobiera się korzystnie za turbiną wysokociśnieniową i przed etapem przegrzewania pośredniego.

W ramach wynalazku wirówka o pełnych ściankach może pracować w trybie okresowym. W trybie tym podczas przejścia jednego wsadu doprowadza się w sposób ciągły zadawany materiał, zaś wodę, zbierającą się podczas odwadniania, odprowadza się w postaci przelewu. Po przejściu wsadu odprowadza się substancję stałą za pomocą urządzenia odprowadzającego. Jako urządzenie odprowadzające można przykładowo zastosować ślimak lub urządzenie do usuwania osadów. W ramach wynalazku mieści się także całkowicie ciągły tryb pracy. Przy ciągłym trybie pracy wirówka o pełnych ściankach pracuje z ciągłym odprowadzaniem substancji stałej i jest w tym celu zaopatrzona w napędzany niezależnie ślimak odprowadzający.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym pojedyncza figura przedstawia schemat odwadniania surowego węgla brunatnego sposobem według wynalazku.

Odwadniany surowy węgiel brunatny doprowadza się przenośnikiem ślimakowym 1 do wirówki 2 o pełnych ściankach. Przed doprowadzeniem do wirówki surowy węgiel brunatny nagrzewa się, poprzez wprowadzenie pary wodnej przewodem 3, do temperatury roboczej, wynoszącej od 60 do 200°C. W tej temperaturze roboczej, panującej także w roboczej komorze wirówki 2 o pełnych ściankach, związaną w substancji opałowej wodę oddziela się w drodze odwirowywania, i w postaci przelewu 4 odprowadza się ją z roboczej komory wirówki 2 o pełnych ściankach. Pozbawioną związanej wody i w ten sposób w dużym stopniu odwodnioną substancję stałą 5 odprowadza się partiami lub w sposób ciągły, za pomocą ślimaka odprowadzającego 6, obracającego się z różną prędkością obrotową.

Komorę roboczą wirówki 2, o pełnych ściankach można ponadto ogrzewać pośrednio. Ogrzewanie pośrednie jest realizowane także za pomocą pary doprowadzanej przez przewód 3. Kondensat 7 odprowadza się dołem.

Na przelewie 4 wirówki 2 o pełnych ściankach odprowadza się wodę o temperaturze od 60 do 200°C. Część strumienia dodaje się przez przewód zwrotny 8 do odwadnianego węgla brunatnego, który zostaje w ten sposób wstępnie podgrzany. Strumień pary wodnej do nagrzewania substancji opałowej można pobierać z obiegu pary wodnej, należącego do elektrowni na węgiel brunatny, korzystnie za turbiną.

Claims (6)

1. Sposób odwadniania surowego węgla brunatnego, znamienny tym, że surowy węgiel brunatny nagrzewa się, poprzez wprowadzanie gorącej wody i/l-b pary wodnej, do temperat-ry roboczej wynoszącej od 60 do 200°C, i w postaci szlam- węglowego wprowadza się go do wirówki (2) o pełnych ściankach, której komora robocza znajd-je się pod ciśnieniem odpowiadającym ciśnieni- pary wodnej w temperat-rze roboczej, zaś związaną w s-rowym węgl- br-natnym wodę oddziela się poprzez odwirowywanie i odprowadza w postaci przelew- (4) z roboczej komory wirówki (2) o pełnych ściankach.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że roboczą komorę wirówki (2) o pełnych ściankach nagrzewa się pośrednio.

3. Sposóbweeług zas^z. 1, znamienny tym, żeodwadniany su-owy węgiel bbunaanynagrzewa się wstępnie bezpośrednio l-b pośrednio za pomocą gorącej wody, którą odprowadza się w postaci przelew- (4) z wirówki (2) o pełnych ściankach.

4. Sposób wedłu- zas^r. 1 albo 2, znamien nytym, że do ogrzewań ia su-owego węgla bn-jna^ nego i/l-b komory roboczej wirówki (2) o pełnych ściankach stos-je się parę wodną, którą pobiera się ze str-mienia pary, napędzającego t-rbiny elektrowni.

5. Spooóbwedług zas^r. 1 albo 2, albo 3, zr^ć^rmic^r^r^\y tym, żewirówka 12) o pełnych1ciankach prac-je w trybie okresowym, zaś podczas przejścia jednego wsad- doprowadza się zadawany materiał oraz odprowadza się wodę zbierającą się podczas odwadniania, przy czym po przejści- wsadodprowadza się s-bstancję stałą (5), za pomocą -rządzenia odprowadzającego (6).

6. Spooóbwedług zas^r. 1 albo 2, albo 3, znamiennn tym, żewirówka 12) o ρο^-τοΚι śccankach prac-je z ciągłym odprowadzaniem s-bstancji stałej.