DD282745A5

DD282745A5 - Verfahren zum trocknen von feuchten, festen brennstoffen

Info

Publication number: DD282745A5
Application number: DD32789889A
Authority: DD
Inventors: Gert Kipke; Egon Schult; Eberhard Weiss; Johannes Buck
Original assignee: Bergmann Borsig Veb
Priority date: 1989-04-24
Filing date: 1989-04-24
Publication date: 1990-09-19

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trocknen von feuchten, festen Brennstoffen vor ihrer weiteren Verwertung in Anlagen zur energetischen und/oder stofflichen Nutzung durch Vermischung von sehr heiszen Feststoffen aus Feuerungen, vorzugsweise Wirbelschichtfeuerungen mit dem zu trocknenden feuchten Brennstoff in einem Dampfwirbelschichttrockner. Das erfindungsgemaesze Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dasz der heisze Feststoff vor seiner Mischung mit dem feuchten Brennstoff durch Mischung mit einem kaelteren Feststoff, z. B. Asche, auf die fuer die Trocknung erforderliche Temperatur abgekuehlt wird und das Mischungsverhaeltnis durch Steuerung von zugefuehrten Wirbelgas entsprechend der geforderten Mischtemperatur erfolgt. Fig. 1{Trockenverfahren; fester feuchter Brennstoff; Anlagen fuer energetische und/oder stoffliche Nutzung; heiszer Feststoff; Vermischung; kaelterer Feststoff; Flieszbettkuehler und -trockner; Wirbelgas}

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trocknen von feuchten, festen Brennstoffen, insbasondera grubenfeuchter Rohbraunkohle, bei dem der Brennstoff durch Zugabe von Feststoffen aus Feuerungen getrocknet und zur energetischen und stofflichen Nutzung in Wirbelschichtfeuerungen, Wirbelschichtentgasungs- und/oder Vergasungsanlagen, verwendet wird.

Charakteristik der bekannten Lösungen

Die Trocknung von feuchten, festen Brennstoffen in getrennten Vorrichtungen vor ihrer Verbrennung oder Gaserzeugung ist seit langem bekannt.

In Staubfeuerungen wird Brennstoff hoher Feuchtigkeit ch rch Kontaktierung des Brennstoffes mit rückgesaugten heißen Rauchgasen aus dem Verbrennungsraum in der Mahlanl'' . qetrocknet. Auch die getrennte Abführung der heißen Brüden ist bekannt.

Es werden auch Vorfahren zur indirekten Aufheizung und dar lit Trocknung des Brennstoffes genutzt, die Dampf als Heizmedium verwenden. In Röhrentrocknern und Tellertrocknern wird d.e Dampfwärme an den feuchten Brennstoff übertragen, der in Rohren geführt oder durch Schwerkraftwirkung nacheinander auf Heizelemente fällt und dabei trocknet.

Es sind auch Verfahren mit Anwendung der Wirbelschichttechnik bekannt (DD-WP 258460, DE-OS 3640610, DD-AP 142086), die den feuchten Brennstoff in Behältern trocknen, wobei von unten her Dampf eingeblasen wird, der den Brennstoff in wirbelnde Bewegung um Heizrohrsysteme hält, in denen Dampf strömt, der seinen Wörmeinhalt an den zu trocknenden Brennstoff überträgt.

Nachteilig bei diesen Verfahren ist der hohe apparative Aufwand für die Trocknung des Brennstoffes, der bei der mit heißem Rauchgas betriebenen Trocknung bedingt ist durch die erforderlichen großen Rauchgasmengenströme, deren Rücksaugung einen hohen Elektroenergie-Eigenbedarf erfordert. Im Falle der Dampftrocknung sind ebenfalls erhebliche Apparateabmessungen notwendig, um die erforderlichen Heizflächen in den Behältern unterzubringen.

Die im DD-WP 262559 vorgeschlagene Lösung vermeidet diese Nachteile durch direkte Beheizung des feuchten Brennstoffes infolge Mischung mit heißem Feststoff; jedoch tritt bei Feststofftemperaturen über 350⁰C Pyrolyse ein. Das entstehende Gas/ Wasserdampfgemisch setzt den Partialdruck des Wasserdampfes herab, wodurch die Nutzbarkeit des Wasserdampfes vermindert wird, der Heizflächenbedarf für den Kondensator! zur Nutzung des Wasserdampfes erhöht ist und der Gehalt an brennbarem Gas sowie an Teer im Brüden eine Explosions- und Verschmutzungsgefahr für die dem Wirbelschichttrockner gasdampfseitig nachgeschalteten Anlagen darstellt.

Ziel der Erfindung

Die Erfindung stellt sich das Ziel, die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zum Trocknen von feuchten, festen Brennstoffen, insbesondere von grubenfeuchter Rohbraunkohle zu schaffen, mit der anlagenintern mit einem Feststoff eine Trocknung des Brennstoffes unterhalb der Pyrolysatemperatur des Brennstoffes erreicht werden kann.

Die Aufgabe du Erfindung wird dadurch gelöst, daß der in Wirbelschichtfeuerungen anfallende sehr heiße Feststoff vor seiner eigentlichen Vermischung mit dem zu trocknenden feuchten Brennstoff durch Zuführung und Vermischung eines kälte 'en Feststoffes, z. B. Asche, in einem kombinierten Fließbettkühler und -trockner auf die für die Trocknung des feuchten Brennstoffes erforderliche Temperatur, die unterhalb der Pyrolysetemperatur des Bronnstoffes liegen muß, abgekühlt wird, wobei das Mischungsverhältnis des sehr heißen Feststoffes und des zugeführten kälteren Feststoffes durch Steuerung des dem kombinierten Fließbsttkühler und -trockner zugeführten Wirbelgasmassenstromes entsprechend der geforderten Mischtemperatur erfolgt.

Nach einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung erfolgt die Steuerung der Bewegung des heißen Feststoffes, des Brennstoffes und des Feststoff-Brennstoff-Gemisches durch Dosierung der Fluidzufuhr, vorzugsweise von Dampf zum Trockner, der einen unterteilten Düsenboden besitzt, abhängig von den gemessenen Temperaturen des Feststoffes, des Brennstoffes und des Feststoff-Brennstoff-Gemisches.

Gemäß einem anderen Erfindungsmerkmal wird der heiße Feststoff aus einer Feuerung, ι. B. einer Wirbelschichtfeuerung vor seiner Mischung mit dem zu trocknenden, feuchten Brennstoff durch im Fließbettkühler und -trockner in bekannter Weise angeordnete Tauchheizflächen, die ein wärmeaufnehmendes Medium führen, auf das für die Srennstofftrocknung optimale Temperaturniveau von etwa 250°C bis 350⁰C gekühlt.

Nach einem weiteren Erfindungsmerkmal erfolgt die Trocknung des Brennstoffes auf einer Fließrinne mit natürlichem Gefälle, die von ihrer Unterseite her durch ein gasförmiges Lockerungsmedium, z. B. Rauchgas oder Dampf, zur Bewegung des Feststoff-Brennstoff-Gemisches angeblasen wird.

Schließlich wird der im kombinierten Fließbettkühler und -trockner entstehende Dampf in einem Filter entstaubt und in einem Kondensator die für die Trocknung aufgebrachte Wärme z. B. für kommunale oder industrielle Zwecke zurückgewonnen. Die Vorteile der Erfindung sind eine Senkung des Bauaufwandes für Trocknungsanlage!) mit nachgeschalteten Wärmenutzungsanlagen. Der Partialdruck des Wasserdampfes entspricht nahezu dem Druck im Fließbattkühler und -trockner, so daß die Wärme bei der höchstmöglichen Temperatur zurückgewonnen wird.

Ausführungsbeispiel

Das erfindungsgemäße Trocknungsverfahren wird an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Fig. 1: die Anwendung des Trockenverfahrens in einer Anlage mit zirkulierender Wirbelschichtfeuerung Fig. 2: einen kombinierten Fließbettkühler und-trockner

Fig. 3: einen kombinierten Fließbettkühler und -trockner mit integrierten Tauchheizflächen

Fig. 1 zeigt eine Anlage mit zirkulierender Wirbelschicht, die im wesentlichen aus einer Wirbelschichtfeuerung 1, einem nachgeschalteten Feststoffabscheider 2, einem Filter 3, einem kombinierten Fließbettkühler und -trockner 4 sowie den erforderlichen Zufuhr- und Versorgungsleitungen besteht.

Ein Teil eines aus dem Feststoffabscheider 2 der Wirbelschichtfeuerung 1 abgetrennten sehr heißen Feststoffes (Asche, Sand, Staub u. dgl.) wird über eine Leitung 5 in den kombinierten Fließbettkühler und -trockner 4 geleitet. Zur Kühlung des sehr heißen Feststoffes auf die für die Trocknung erforderliche Temperatur wird Asche aus dem Filter 3 der Kesselanlage in das Bett des Fließbettkühlers und -trockners 4 mechanisch, z. B. über nicht dargestellte Förderschnecken, Iransportiort. Das Bettmaterial kühlt sich durch Einschalten eines bestimmten Mischungsverhältnisses von heißem Feststoff aus dem Feststoffabscheider 2 und der Asche aus dem Filter 3 durch Dosierung der zuströmenden Massen ab. In dem Temperaturbereich des Feststoffes von etwa 25O⁰C bis 350⁰C wird feuchter Brennstoff über ei ie Zellradschleuse 6 versehene Zuführung 7 in den Fließbettkühler und -trockner 4 eingeleitet. Durch die innige Vermischung vo ι Feststoff dieser Temperatur und feuchtem Brennstoff trocknet dieser in der Wirbelschicht des Fließbettkühlers und -trocKners 4, wobei sich der Feststoff weiter abkühlt. Das Feststoff-Brennstoff-Gemisch wird anschließend mit einer Temperatur von etwa 11O⁰C bis 15O⁰C der Wirbelschichtfeuerung 1 über die Leitung 8 zugeführt, wobei die erforderliche weitere Wärmezufuhr für die Einleitung der Zündung in der Feuerung durch weitere Zufuhr von sehr heißem Feststoff über die Leitung 9, wie bereits bekannt, erfolgt.

•η Fig. 2 werden Einzelheiten des kombinierten Fließbettkühiers und -trocknerc4 im Hinblick auf das Trockenverfahren nach Fig. 1 näher beschrieben. Die Zufuhr von heißem Feststoff erfolgt über die Leitung 5, die von Asche über Leitung 10 und der zu trocknende Brennstoff wird über die Zuführung 7 eingetragen. Die Feststoffbewegung in F'.ießrichtung erfolgt durch Zufuhr von Wirbelgas Ober Wirbelgasleitungen 11,12,13 entsprechend der mit einer TemperaturmePstelle 14 ermittelten Werte

Das zugeführte Wirbelgas muß inert sein; in der Regel ist es Dampf oder Rauchgas. Die Abführung ds getrockneten Brennstoffes, gemischt mit Feststoff, erfolgt über Trennwände 15 in die Leitung 8, wobei die Temperatur des ausgetragenen Brennstoff-Feststoff-Geniisches ständig gemessen und in Abhängigkeit davon die Wirbelgasmasse über die Leitungen 13 und 16 gesteuert wird. Der aus dem Brennstoff beim Trockenprozeß austretende Wasserdampf verläßt über die Leitung 17 den Fließbettkühler und-trockner 3.

Eine andere Bauart eines kombinierten Fließbattkühlers und -trockners 4 zeigt Fig.3. Die Kühlung des heißen Feststoffes aus einer Feuerung wird durch ein wärmeaufnehmendes System, z. B. Tauchheizflächen 18, vorgenommen, in dem ein Medium, z. B. Wasser oder Dampf, strömt, das eine Temperatur unterhalb der zur Bronnstofftrocknung erforderlichen Temperatur des Feststoffes (etwa 200°C-250°C) hat. Der zu kühlende, heiße Feststoff wird über die Leitung 5, der zu trocknende Brennstoff über die Zuführung 7 in den Fließbettkühler und -trockner 4 eingetragen. Die Steuerung des Feststoffmassenstromes erfolgt über die Steuerung der Wirbelgasmenge für die Luftkastenabschnitte 19. Über die Trennwände 15 strömt das Brennstoff-Feststoff-Gemisch in Richtung Leitung 8 und verläßt über diese den Fließbettkühler und -trockner 4. Über die Leitung 17 entweicht der beim Trockenprozeß anfallende Wasserdampf.

Claims

1. Verfahren zum Trocknen von feuchten, festen Brennstoffen vor ihrer weiteren Verwertung in Anlagen zur energetischen und/oder stofflichen Nutzung durch Vermischung von sehr heißtn Feststoffen aus Feuerungen, vorzugsweise Wirbelschichtfeuerungen, mit dem zu trocknenden feuchten Brennstoff in einem Dampfwirbelschichttrockner, dadurch gekonnzeichnet, daß der in Wirbelschichtfeuerungen anfallende sehr heiße Feststoff vor seiner eigentlichen Vermischung mit dem zu trocknenden feuchten Brennstoff durch Zuführung und Vermischung eines kälteren Feststoffes, z. B. Asche in einem kombinierten Fließbettkühler und -trockner auf die für die Trocknung des feuchten Brennstoffes erforderliche Temperatur, die unterhalb der Pyrolysetemperatur des Brennstoffes liegen muß, abgekühlt wird, wobei das Mischungsverhältnis des sehr heißen Feststoffes und des zugeführten kälteren Feststoffes durch Steuerung der dem kombinierten Fließbettkühier und -trockner zugeführten Wirbelgas-Massenstromes entsprechend der geforderten Mischtemperatur erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung der Bewegung des heißen Feststoffes, des Brennstoffes und des Feststoff-Brennstoff-Gemisches durch Dosierung der Fluidzufuhr, vorzugsweise von Dampf zum Trockner, der einen unterteilten Düsenboden besitzt, abhängig von den gemessenen Temperaturen das Feststoffes, des Brennstoffes und des Feststoff-Brennstoff-Gemisches erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der heiße Feststoff aus einer Feuerung, z. ß. einer Wirbelschichtfeuerung vor seiner Mischung mit dem zu trocknenden, feuchten Brennstoff durch im Fließbettkühler und -trockner (4) in bekannter Weise angeordnete Tauchheizflächen (18), die ein wärmeaufnehmendes Medium führen, gekühlt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der im kombinierten Fließbettkühler und -trockner (4) entstehende Dampf in einem Filter entstaubt und in einem Kondensator die für die Trocknung aufgebrachte Wärme ζ. B. für kommunale oder industrielle Zwecke zurückgewonnen wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknung des Brennstoffes auf einer Fließrinne mit natürlichem Gefalle erfolgt, die von ihrer Unterseite her durch ein gasförmiges Lockerungsmedium, z. B. Rauchgas oder Dampf zur Bewegung des Feststoff-Brennstoff-Gemisches angeblasen wird.