DE2256385A1 - PROCESS AND DEVICE FOR CONTINUOUS HEATING OF FINE-GRAIN MATERIALS, IN PARTICULAR COAL, TO AN EQUAL, EXACTLY CONTROLLED FINAL TEMPERATURE - Google Patents

Description

METALIGESELLSCHAFT Frankfurt/Main, den 6.11.1972 Aktiengesellschaft ~Wgn/HSz-METALIGESELLSCHAFT Frankfurt / Main, November 6th, 1972 Aktiengesellschaft ~ Wgn / HSz-

Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Erhitzen feinkörniger Materialien, insbesondere Kohle, auf eine gleichmäßige, genau kontrollierte Endtemperatur.Method and device for continuously heating fine-grained materials, in particular coal, on a even, precisely controlled final temperature.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und die dazugehörige Vorrichtung zum kontinuierlichen Erhitzen feinkörniger Materialien, insbesondere backender Kohle, auf eine gleichmäßige, genau kontrollierte Endtemperatur mittels heißer Gase, die in direkten Kontakt mit dem Erhitzungsgut gebracht werden.The invention relates to a method and the associated one Device for the continuous heating of fine-grained materials, especially baking coal, to a uniform, precisely controlled final temperature by means of hot gases which are brought into direct contact with the material to be heated.

Es ist bekannt, zum Erhitzen von Kohle Wirbelbetten einzusetzen, Soweit die Erhitzung der Trocknung der Kohle dient, ergeben sich niedrige Abgastemperaturen und damit eine wärmewirtschaftlich vorteilhafte Lösung, welche bereits Eingang in die Praxis gefunden hat. Mit zunehmenden Erhitzungstemperaturen der Kohle sinkt jedoch der wärmetechnische Wirkungsgrad eines Wirbeibettes mehr und mehr, und die Apparatur wird gleichzeitig .immer aufwendiger. Erst bei Behandlungstemperaturen oberhalb von 500 bis 600° C kann man wieder auf günstigere Wirkungsgrade kommen, weil dann in vielen Fällen mit einer Verbrennung innerhalb des Wirbelbettes gearbeitet werden kann. Kohle wird bei diesen Temperaturen bereits einer erheblichen Entgasung unterworfen, was häufig Ziel der Erhitzung ist.It is known to use fluidized beds for heating coal, Insofar as the heating is used to dry the coal, the exhaust gas temperatures are low and therefore heat-efficient advantageous solution that has already found its way into practice. With increasing heating temperatures of the coal However, the thermal efficiency of a fluidized bed decreases more and more, and the apparatus becomes at the same time . always more complex. It is only at treatment temperatures above 500 to 600 ° C. that more favorable efficiencies can be achieved again come because in many cases it is then possible to work with a combustion within the fluidized bed. At these temperatures, coal is already subjected to considerable degassing, which is often the aim of heating.

Für die Erhitzung von Kohle auf Temperaturen knapp unterhalb des Entgasungsbeginns, d.h. auf Temperaturen Isis etwa 300 C, sind deshalb zur Verbesserung der Wärmewirtschaft zwei- und mehrstufige Wirbelbettanlagen vorgeschlagen worden, bei denenFor heating coal to temperatures just below the beginning of the degassing, i.e. at temperatures Isis approx. 300 C, two-stage and multi-stage fluidized bed systems have therefore been proposed to improve the heat economy, in which

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das Abgas des Jeweils heißeren Wirbelbetts als Heiz- und Fluidisierungsmedium im nächst kälteren Wirbelbett verwendet wird und die Kohle die verschiedenen Stufen in Richtung steigender Temperatur durchläuft. Derartige Einrichtungen ergeben zwar eine bessere Ausnutzung der Wärme, bleiben aber baulich sehr aufwendig, insbesondere bei Behandlung relativ feinen Materials, welches niedrige Fluidisierungsgeschwindigkeiten vorschreibt. Sie haben überdies den Nachteil eines entsprechend der Stufenzahl vervielfachten Druckverlustes.the exhaust gas of the respectively hotter fluidized bed than heating and Fluidization medium is used in the next colder fluidized bed and the coal in the various stages Direction of increasing temperature. Such facilities result in a better utilization of the heat, but remain structurally very complex, especially when treating relatively fine material, which is low Prescribes fluidization rates. They also have the disadvantage of one corresponding to the number of stages multiplied pressure loss.

Andere Verfahren sehen für die Erhitzung von Kohle die Verwendung des Liftrohres vor^ in welchem der Kohle während der pneumatischen Förderung Wärme zugeführt wird» Dieses Prinzip hat sich für die Behandlung bei tiefen Temperaturen sehr gut bewährt und steht in Form der zahlreichen Flugtrockner für Kohle und viele andere Materialien in mannigfaltiger Anwendung. Es ist auch bereits als sogenannte Blasverkokung für die Entgasung von Kohle vorgeschlagen worden, hier wiederum unter Anwendung von Innenverbrennung, d.h. von Verbrennung in Gegenwart der Kohle.Other methods provide for the heating of coal, the use of the lift pipe before ^ in which the coal during heat is supplied to the pneumatic conveying »This principle has been used for treatment at low temperatures very well proven and is available in a variety of ways in the form of numerous air dryers for coal and many other materials Use. It has also been proposed as so-called blow coking for the degassing of coal, here again using internal combustion, i.e. combustion in the presence of coal.

Problematisch sind auch für dieses Prinzip mittlere Behandlungstemperaturen oberhalb von etwa 250 C. Aus denselben Gründen wie beim Wirbelbettverfahren ist hierfür auch beim liftrohr eine zweistufige Arbeitsweise vorgeschlagen worden, wobei Kohle und Fördergas stufenweise im Gegenstrom zueinander geführt werden. Dabei stellen sich dieselben Nachteile ein, die für mehrstufige Wirbelbettanlagen gelten. Dazu kommt als weiterer, erheblicher Nachteil, daß die Endtemperatur der Kohle wesentlich größeren Schwankungen unterliegt. Bei der Erhitzung backender Kohle muß man deshalb zur Vermeidung von Betriebsstörungen in Liftrohr-Anlagen größeren Abstand von der Erweichungstemperatur der Kohle halten als in Wirbelbettanlagen, um störende Verbackungen der Kohleteilchen miteinander und an der Wandung zu vermeiden.Average treatment temperatures are also problematic for this principle above about 250 C. For the same reasons as with the fluidized bed process, this is also the case with lift pipe a two-stage mode of operation has been proposed, whereby coal and conveying gas are gradually guided in countercurrent to one another. The same disadvantages arise here that apply to multi-stage fluidized bed systems. In addition, there is a further, considerable disadvantage that the final temperature the coal is subject to much greater fluctuations. When heating charcoal, one must therefore avoid it of malfunctions in lift pipe systems keep a greater distance from the softening temperature of the coal than in fluidized bed systems in order to avoid disruptive caking of the coal particles with one another and on the wall.

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Die deutsche Patentschrift 1 160 823 beschreibt ein Verfahren zum Entgasen von nicht backender Kohle, bei welchem die Kohle nach vorangegangener Trocknung in einem Flugtrockner in mehreren hintereinandergeschalteten Zyklonen erhitzt wird, wobei Kohle und wärmetragendes Fördergas stufenweise im Gegenstrom zueinander geführt werden. Diesem Verfahren haftet ebenfalls der Nachteil an, daß die Behandlungs-Temperatur größeren Schwankungen unterliegt und ein ungleichmäßig entgastes Fertigprodukt anfällt. Zur Minderung dieses Mangels wird in der deutschen Offenlegungsschrift 1 671 320 ein abgeändertes Verfahren beschrieben. Die Änderung gegenüber dem älteren Verfahren besteht hauptsächlich darin, daß der vorgeschaltete Flugtrockner durch ein separates System von Zyklonen ersetzt wird, die im folgenden Wärmeaustausch-Zyklone genannt werden. Auch dieses Verfahren weist den Kachteil schwankender Behandlungs-Endtemperatüren auf, weil die für das Verfahren charakteristischen und an sich vorteilhaften, sehr kurzen Behandlungszeiten ein entsprechend geringes Inventar von Kohle im System bedingen, so daß sich ungewollte, geringe Änderungen der Betriebsbedingungen, beispielsweise der Aufgabemenge, sofort auf die Endtemperatur auswirken.German patent specification 1 160 823 describes a method for degassing non-baking coal, in which the coal has been dried in a flight dryer is heated in several cyclones connected in series, with coal and heat-carrying conveying gas in stages are guided in countercurrent to each other. This process also has the disadvantage that the treatment temperature is subject to major fluctuations and an unevenly degassed finished product is obtained. To alleviate this deficiency a modified version is found in German Offenlegungsschrift 1 671 320 Procedure described. The change from the older one The main method is that the upstream flight dryer is operated by a separate system of cyclones is replaced, which are hereinafter referred to as heat exchange cyclones. This method also has the disadvantage part fluctuating treatment end temperatures because the for the very short treatment times, which are characteristic and advantageous in themselves, have a correspondingly small inventory Condition of coal in the system, so that there are unwanted, small changes in the operating conditions, for example the feed quantity, have an immediate effect on the final temperature.

Auf dem Gebiet der klassischen Kammerverkokung hat sich in den letzten Jahren eine neue Entwicklung abgezeichnet, die darin besteht, daß die Kokskohle vor dem Einsatz in die Kammern getrocknet und erhitzt wird. Diese Maßnahme ist im Hinblick auf Leistungssteigerung der Batterien, Verbreiterung der Kokskohlenbasis und Verbesserung der Koksqualität umso wirksamer, je höher man die Kohle vorerhitzt, d.h. je näher man die Kohle in der Praxis an die Temperatur heranbringen kann, bei der sie zu erweichen beginnt, das ist zwischen und 350° C. Auch bei den Verfahren zur Erzeugung von Formkoks durch Heißbrikettierung oder Heißpelletierung kann es vorteilhaft oder notwendig sein, die backende Komponente vorer-In the field of classic chamber coking, a new development has emerged in recent years, the consists in the fact that the coking coal is dried and heated before being used in the chambers. This measure is in view on increasing the performance of the batteries, broadening the coking coal base and improving the coke quality all the more more effective the higher the coal is preheated, i.e. the closer it is in practice, one can bring the coal to the temperature at which it begins to soften, that is between and 350 ° C. It can also be advantageous in the process of producing molded coke by hot briquetting or hot pelleting or it may be necessary to prepare the baking component in advance

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hitzt aufzugeben. Die Gesichtspunkte für die Wahl der Höhe der Vorwärmtemperatur sind dabei unterschiedlich. Häufig ergibt sich auch hier die Forderung nach höchstmöglicher Vorerhitzung.heats up giving up. The points of view for choosing the level of the preheating temperature are different. Frequently Here, too, there is the requirement for the highest possible preheating.

Die Erfindung hat die Aufgabe, insbesondere backende Kohle oder andere feinkörnige Materialien wie z. B. nicht backende Kohle mit hohem Wärmewirkungsgrad auf genau kontrollierbare Temperatur zu erhitzen und dabei den baulichen Aufwand mög~ liehst gering zu halten.The invention has the object, in particular baking coal or other fine-grained materials such. B. not baking To heat coal with high thermal efficiency to a precisely controllable temperature while reducing the structural effort can be kept low.

Nach der Erfindung wird das dadurch erreicht, daß das Erhitzungsgut mit heißen Fördergasen durch einen oder mehrere Wärmeaustausch-Zyklone geleitet und vorerhitzt und in einem nachgeschalteten Wirbelbett auf die Endtemperatur gebracht wird. Die Wärmeaustausch-Zyklone werden vorteilhafterweise mit dem Abgas des Wirbelbettes gespeist. Die Verweilzeiten des Erhitzungsgutes im Wirbelbett betragen einige Minuten bis zu etwa einer halben Stunde; sie liegen in den meisten Fällen etwa im Bereich von 5 bis 20 Minuten. Bei Einsatz feuchten Materials wird vorteilhaft den Wärmeaustausch-Zyklonen ein Trockner, vorzugsweise ein Flugtrockner, vorgeschaltet. According to the invention this is achieved in that the material to be heated with hot conveying gases passed through one or more heat exchange cyclones and preheated in one downstream fluidized bed is brought to the final temperature. The heat exchange cyclones are advantageously fed with the exhaust gas of the fluidized bed. The residence times of the material to be heated in the fluidized bed are a few minutes up to about half an hour; in most cases they are approximately in the range from 5 to 20 minutes. When used For moist material, a dryer, preferably an air dryer, is advantageously connected upstream of the heat exchange cyclones.

Die erfindungsgemäße Verfahrensschaltung nützt für die anfängliche Erwärmung die Vorteile der Wärmeaustausch-Zyklone aus, welche wegen des stufenweisen Gegenstroms niedrige Abgastemperaturen und damit einen hohen Wärmeausnutzungsgrad sicherstellen und welche wegen der hohen Erhitzungsgeschwindigkeiten kurze Verweilzeiten des Erhitzungsgutes und damit einen geringen baulichen Aufwand ermöglichen. Für die Endstufe der Erhitzung nutzt die Erfindung die Vorteile des außerordentlich raschen Temperaturausgleichs innerhalb eines Wirbelbetts. Dadurch wird eine gleichmäßige Erhitzung des Behandlungsguts ohne örtliche Temperaturunterschiede garantiert und gleichzeitigyaucn bei wärmeempfindlichem Einsatzgut,The inventive method circuit is useful for the initial Warming the advantages of the heat exchange cyclones, which because of the gradual countercurrent low exhaust gas temperatures and thus ensure a high degree of heat utilization and which because of the high heating rates allow short dwell times of the material to be heated and thus a low structural effort. For the power amplifier the heating uses the invention the advantages of the extremely rapid temperature equalization within a Fluidized bed. This guarantees even heating of the items to be treated without local temperature differences and at the same time yaucn with heat-sensitive material,

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wie ζ. B. "backende Kohle, relativ hohe Gaseintrittstemperaturen im Vergleich zu anderen Arbeitsweisen gestattet. Die darüber hinaus vorgesehene Verweilzeit des Erhitzungsguts im Wirbelbett von einigen Minuten bis zu etwa einer halben Stunde gewährleistet, daß die gröberen Kornfraktionen, welche beim raschen Durchgang durch die Wärmeaustausch-Zyklone möglicherweise nicht voll durchgewärmt wurden, auf gleiche Temperatur wie die feineren Fraktionen kommen. Außerdem führt der durch relativ lange Verweilzeiten bestimmte beträchtliche Inhalt des Wirbelbetts an Erhitzungsgut zu einer gewissen, erwünschten Trägheit des Gesamtsystems in seinen Reaktionen auf unvermeidbare Betriebsschwankungen. Damit wird zusätzlich zur Gleichmäßigkeit in Bezug auf Ort und Kornfraktion auch eine zeitliche Stabilität der Erhitzung gewährleistet. Das erfindungsgemäße Erhitzungssystem mit dem Wirbelbett als Endstufe bietet gleichzeitig den Vorteil, daß in vielen Fällen wegen des Fassungsvermögens des Wirbelbettes auf einen Zwischenbunker für das erhitzte Gut verzichtet werden kann, indem es seiner Verwendung, beispielsweise dem Mischteil einer Formkoksanlage, direkt aus dem Wirbelbett zugeführt wird.like ζ. B. "Baking coal, relatively high gas inlet temperatures compared to other ways of working. The additional dwell time of the material to be heated in the fluidized bed from a few minutes to about half an hour ensures that the coarser grain fractions, which in the rapid passage through the heat exchange cyclones may not have been fully warmed through, come to the same temperature as the finer fractions. In addition, the due to the relatively long residence times, the considerable content of the fluidized bed of material to be heated leads to a certain, desired inertia of the overall system in its reactions to unavoidable operating fluctuations. This is additional For uniformity in terms of location and grain fraction, a temporal stability of the heating is also guaranteed. The heating system according to the invention with the fluidized bed as the final stage also offers the advantage that in many cases because of the capacity of the fluidized bed, an intermediate bunker for the heated material can be dispensed with by its use, for example the mixing part of a shaped coke plant, is fed directly from the fluidized bed.

Feinkohle ist in der Regel naß. Auch andere Materialien sind nur ausnahmsweise frei von Feuchtigkeit. Es wird deshaUy in den meisten Fällen vorteilhaft sein, dem erfindungsgemäßen Erhitzungssystem einen Trockner vorzuschalten, es sei denn, man kann die Trocknung mit Vorteil in den obersten Wärmeaustausch-Zyklon legen, was insbesondere dann in Betracht kommt, wenn teer- oder ölfreie Einsatzstoffe auf Temperaturen oberhalb 500 bis 600° C zu erhitzen sind.Fine coal is usually wet. Other materials are also only exceptionally free of moisture. It will deshaUy in in most cases it will be advantageous to connect a dryer upstream of the heating system according to the invention, unless drying can be carried out with advantage in the uppermost heat exchange cyclone put, which comes into consideration in particular when tar- or oil-free feedstocks at temperatures are to be heated above 500 to 600 ° C.

Im Interesse niedriger Anlagekosten ist von den verschiedenen Trocknerarten im vorliegenden Fall der Flugtrockner besonders vorteilhaft. Das aus mehreren Zyklonen mit nachgeschaltetem Wirbelbett bestehende Erhitzungssystem gemäß der Erfindung hat üblicherweise einen von oben nach unten gehenden Feinkornfluss, d.h.. es verlangt eine hochliegende AufgabestelleIn the interest of lower investment costs is of the various Dryer types in the present case the flight dryer is particularly advantageous. That made up of several cyclones with a downstream The existing fluidized bed heating system according to the invention usually has a fine grain flow going from top to bottom, i.e. it requires a high-level delivery point

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für das Einsatzmaterial. Der Flugtrockner, dessen Trocknerrohr gegebenenfalls über die aus trocknungstechnischen Gründen erforderliche Länge hinaus noch erhöht werden kann, verbindet die Trocknung mit der Förderung und läßt sich daher ohne Zwischenschaltung mechanischer Förderer sehr einfach mit dem erfindungsgemäßen Erhitzungssystem kombinieren.for the input material. The flight dryer, its dryer tube, if necessary, for drying reasons required length can also be increased, connects the drying with the promotion and can therefore Combine very easily with the heating system according to the invention without the interposition of mechanical conveyors.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung werden die Abgase des Wirbelbettes, deren Temperatur etwa gleich der Behandlungs-Endtemperatur des Erhitzungsgutes ist, in den Wärmeaustausch-Zyklonen als Fördergas und Wärmeträger benutzt. Bei wenig abriebfestem Einsatzgut kann es geschehen, daß verhältnismäßig viel staubförmiges Material von den Gasen aus dem Wirbelbett mitgerissen wird. In diesem Fall ist es zweckmäßig, dem Wirbelbett einen Zyklon zuzuordnen, der die Wirbelbettabgase entstaubt, ehe sie die darüber installierten Wärmeaustausch-Zyklone durchströmen. Das in diesem Entstaubungs-Zyklon niedergeschlagene feste Gut wird Je nach Bedarf entweder in das Wirbelbett zurückgeführt oder dem aus dem Wirbelbett abgezogenen, feinkörnigen Produkt zugemischt oder getrennt abgezogen. According to a further development of the invention, the exhaust gases from the fluidized bed are at approximately the same temperature as the final treatment temperature of the material to be heated is used in the heat exchange cyclones as a conveying gas and heat carrier. With little abrasion-resistant feed, it can happen that a relatively large amount of dusty material from the gases from the Fluidized bed is entrained. In this case, it is useful to assign a cyclone to the fluidized bed, which the fluidized bed exhaust gases dedusted before they flow through the heat exchange cyclones installed above. That in this dedusting cyclone Depressed solid good is either in returned to the fluidized bed or admixed with the fine-grained product withdrawn from the fluidized bed or withdrawn separately.

Die Wirbelbett-Technik hat in den letzten Jahren eine Erweiterung in Richtung auf ein dünnphasiges Wirbelbett erfahren, aus dem wegen relativ großer Fluidisierungsgeschwindigkeiten vergleichsweise viel Material mit dem Gasstrom ausgetragen wird. Um eine ausreichende Verweilzeit des Feststoffes im Bereich der Bettjtemperatur sicherzustellen, schaltet man solchen Betten einen Zyklon nach, dessen Feststoffablauf in das Wirbelbett zurückgeführt wird. Diese Technik ergibt verminderte Investitionskosten und ist, wenn es die Eigenschaften des Erhitzungsgutes zulassen, auch im vorliegenden Fall anwendbar. Sie führt zu der im vorigen Abschnitt beschriebenen Kreislaufschaltung, bestehend aus Wirbelbett und Zyklon, dessen Feststoffablauf in das Wirbelbett zurückgeleitet wird.The fluidized bed technology has experienced an expansion in the direction of a thin-phase fluidized bed in recent years, from which, due to the relatively high fluidization speeds, a comparatively large amount of material is discharged with the gas stream will. In order to ensure a sufficient residence time of the solid in the bed temperature range, one switches such beds are followed by a cyclone, the solids discharge of which is returned to the fluidized bed. This technique results in reduced capital costs and is if it has the properties allow the material to be heated, also applicable in the present case. It leads to the one described in the previous section Circulation circuit, consisting of a fluidized bed and a cyclone, whose solids drain is fed back into the fluidized bed.

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Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines. Beispiels weiter erläutert. Dabei wird auf die vereinfachte, schematische Darstellung in Abb. 1 Bezug genommen. Das Beispiel betrifft die Erhitzung feuchter, feinkörniger Kokskohle auf 320° C zur Bereitstellung der vorerhitzten Backkomponente für die kontinuierliche Erzeugung von Formkoks.The invention is based on a. Example further explained. It is based on the simplified, schematic Reference is made to illustration in Fig. 1. The example concerns the heating of moist, fine-grain coking coal to 320 ° C to provide the preheated baking component for the continuous production of shaped coke.

Die feinkörnige, backende Einsatzkohle gelangt mit 9 % Feuchtigkeit und Außentemperatur aus dem Aufgabebunker 1 in den Flugtrockner 2. Der Trockner 2 ist im vorliegenden Beispiel als Umlauftrockner mit Sichterhaube 3 und GrobkornrUckführung 3a ausgeführt. In die Rückführung 3a ist eine Hammermühle 4 eingeschaltet. Aus einer Brennkammer 5, die mit Luft L und gasförmigem Brennstoff G gespeist wird, erhält der Trockner 2 heißes Verbrennungsgas. Dabei wird die Brennkammer 5 mit leichtem Überdruck und genau gesteuertem Verhältnis Brenngas zu Luft betrieben, so daß das Verbrennungsgas nur sehr geringe Mengen von freiem Sauerstoff enthält. Die Temperatur des Gases am Austritt aus der Brennkammer 5 wird durch Rückführung abgekühlten Gases aus der Leitung 18 auf 570° C eingestellt. Auf dem Weg nach oben durch das Rohr des Trockners 2 kühlt sich das Gas auf 14O°C ab, gleichzeitig wird die mitgeführte Kohle auf annähernd 100° C erwärmt und auf einen Restwassergehalt von 1 % getrocknet. Sie wird im Kohleabscheide-Zyklon 6 von den Trocknergasen getrennt und anschließend sofort der weiteren Erhitzung zugeführt.The fine-grain, baking charcoal with 9% moisture and outside temperature comes from the feed bunker 1 into the air dryer 2. The dryer 2 is designed in the present example as a circulating dryer with a sifter hood 3 and coarse grain return 3a. A hammer mill 4 is switched into the return 3a. The dryer 2 receives hot combustion gas from a combustion chamber 5, which is fed with air L and gaseous fuel G. The combustion chamber 5 is operated with a slight excess pressure and a precisely controlled ratio of fuel gas to air, so that the combustion gas contains only very small amounts of free oxygen. The temperature of the gas at the outlet from the combustion chamber 5 is adjusted to 570 ° C. by recycling cooled gas from the line 18. On the way up through the tube of the dryer 2, the gas cools down to 140 ° C., at the same time the coal carried along is heated to approximately 100 ° C. and dried to a residual water content of 1%. It is separated from the dryer gases in the coal separation cyclone 6 and then immediately fed to further heating.

Da im Flugtrockner 2 die Wärmeübertragung während der pneumatischen Förderung stattfindet, liegt der Kohleabscheidezyklon 6 oben, und es bedarf keiner weiteren Fördereinrichtung, um die Kohle zur Aufgabevorrichtung vor dem obersten Wärmeaustausch-Zyklon zu bringen. Die von der'. Kohle befreiten Trocknerbrüden werden vom Gebläse 7 angesaugt und zur weiteren Entstaubung in das Elektrofilter 8 gedrückt. Die vom Abscheidezyklon 6 kommende Trockenkohle durchläuft dessenSince the heat transfer takes place in the air dryer 2 during the pneumatic conveying, the coal separation cyclone 6 is on top and no further conveying device is required to bring the coal to the feed device in front of the uppermost heat exchange cyclone. The one from the '. Dryer vapors freed from coal are sucked in by the fan 7 and pressed into the electrostatic precipitator 8 for further dedusting. The dry coal coming from the cyclone separator 6 passes through it

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Ableitung 6a und tritt in die leitung 10a ein. In der Leitung 10a wird die Kohle durch heiße Fördergase zum Wärmeaustauscher-Zyklon 9 mitgenommen und gelangt über dessen Ableitung 9a in die Leitung 10b. Heiße Gase in der Leitung 10b mit höherer Temperatur als in der Leitung 10a fördern die Kohle in den zweiten Wärmeaustausch-Zyklon 10, wobei die Erhitzung der Kohle weiter fortschreitet,Derivation 6a and enters the line 10a. On the line 10a, the coal becomes a heat exchanger cyclone by means of hot conveying gases 9 and reaches the line 10b via its discharge line 9a. Hot gases in line 10b with a higher temperature than in the line 10 a promote the coal in the second heat exchange cyclone 10, the Heating of the coal continues,

Die Kohle läuft schließlich durch die Leitung 11a dem Wirbelbett 11 zu, in dem sie bei einer Verweilzeit von 12 Minuten auf ihre Endtemperatur von 320° C gebracht wird. Mit dieser Temperatur wird sie als Fertigprodukt über die Leitung 20 abgezogen und unmittelbar der weiteren Verwendung zugeführt. Wegen des Speichervermögens des Wirbelbettes ist ein Zwischenbunker nicht erforderlich.The coal finally runs through the line 11a to the fluidized bed 11, in which it has a residence time of 12 minutes is brought to its final temperature of 320 ° C. At this temperature, it is delivered as a finished product via line 20 withdrawn and immediately supplied for further use. Because of the storage capacity of the fluidized bed, there is an intermediate bunker not mandatory.

Das Wirbelbett 11 wird mit Verbrennungsgasen aus der Brennkammer 12 beheizt, welche, wie die Brennkammer 5, mit genau gesteuertem Gas/Luft-Verhältnis betrieben wird, um sicherzustellen, daß die Verbrennungsgase nur Spuren _ freien Sauerstoffs enthalten. Das ist wichtig, weil andernfalls das Backvermögen der Kohle durch Oxydation erheblich beeinträchtigt werden könnte. Die Temperatur der Gase wird vor dem Eintritt in das Wirbelbett durch Zugabe von 14O° C warmem Rückgas auf 460° C eingestellt. Das Rückgas wird hinter dem Elektrofilter 8 vom Abgasstrom des Systems durch die Leitung abgezweigt und vom Gebläse 13 auf den erforderlichen Druck gebracht. Das restliche Abgas wird bei 19 ins Freie abgestoßen. The fluidized bed 11 is heated with combustion gases from the combustion chamber 12, which, like the combustion chamber 5, with precisely controlled Gas / air ratio is operated to ensure that the combustion gases are only trace free Contain oxygen. This is important because otherwise the baking capacity of the charcoal will be significantly impaired by oxidation could be. The temperature of the gases is raised by adding 140 ° C. before they enter the fluidized bed Return gas set to 460 ° C. The return gas is behind the electrostatic precipitator 8 from the exhaust gas flow of the system through the line branched off and brought to the required pressure by the fan 13. The remaining exhaust gas is discharged into the open at 19.

Das Wirbelgas verläßt nach Durchströmen des Kohlebettes das Wirbelbett 11 mit ca. 320° C und gelangt durch isolierte Rohre 17 in die darüber angeordneten Zyklone. Es durchströmt zunächst den Abscheidezyklon 14, in welchem mitgerissener Staub niedergeschlagen wird. Dieser Staub wird je nach den Erfordernissen entweder durch die Leitung 15 in das Wirbel-After flowing through the coal bed, the fluidizing gas leaves the fluidized bed 11 at approx. 320 ° C. and passes through isolated Pipes 17 in the cyclones arranged above. It first flows through the separating cyclone 14, in which it is entrained Dust is deposited. This dust will vary depending on the Requirements either through line 15 into the vortex

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bett zurückgeführt oder über die Leitung 16 dem als Fertigprodukt aus dem Wirbelbett abgezogenen, gröberen Korn zugemischt. Der Zyklonstaub hat annähernd die Temperatur des gröberen Materials.returned bed or added via line 16 to the coarser grain withdrawn as a finished product from the fluidized bed. The cyclone dust has approximately the temperature of the coarser material.

Nach der Entstaubung im Zyklon 14 wird das vom Wirbelbett abgezogene Gas über die Leitungen 10b und 10a nacheinander durch die Wärmeaustausch-Zyklone 10 und 9 geleitet. Dabei überträgt es seine Wärme auf die aus den Leitungen 9a und 6a stufenweise entgegenfließende Kohle und kühlt sich auf 14O° C ab. Mit dieser Temperatur tritt es gemeinsam'mit den Trocknerbrüden in das Elektrofilter 8 ein, in welchem es entstaubt wird. Der im Filter ausgeschiedene Staub wird im vorliegenden Beispiel durch die Leitung 21 dem Fertigprodukt zugefügt.After dedusting in the cyclone 14, the gas withdrawn from the fluidized bed is successively discharged via the lines 10b and 10a passed through the heat exchange cyclones 10 and 9. It transfers its heat to the lines 9a and 6a Gradually counter-flowing coal and cools to 140 ° C away. At this temperature it enters the electrostatic precipitator 8 together with the dryer vapors, in which it removes dust will. In the present example, the dust separated out in the filter is added to the finished product through line 21.

Das vorstehend beschriebene Verfahrensbeispiel kann auf verschiedene Weise abgewandelt werden. So entfällt z. B, der Trockner 2 bei Einsatzgut mit sehr geringem Feuchtigkeitsgehalt. Auf die im vorstehenden Beispiel betonte Erzeugung praktisch sauerstofffreien Wirbel- und Fördergases kann verzichtet werden, wenn man z. B. erhitzte Feinkohle anschliessend schwelen oder verkoken will. In diesem Fall kann die Brennkammer 12 vor dem Wirbelbett 11 entfallen und man kann das Wirbelbett mit kalter oder.vorgewärmter Luft betreiben und erzeugt die für das Verfahren benötigte Wärme direkt durch Teilverbrennung von Koks und flüchtigen Bestandteilen im Wirbelbett. Auch bei der Erhitzung von nicht brennbarem Einsatzgut kann man ein Wirbelbett mit Innenverbrennung vorsehen. Diese an sich bekannte Technik ist in der Deutschen Patentschrift 1 758 244 beschrieben; sie basiert darauf, Brennstoff und Luft durch Mischdüsen im Boden des Wirbelbettes einzuleiten und die im Bereich der Düsen entstehenden Verbrennungsgase als Wirbelgas zu verwenden. Erhitzt man Kohle auf Temperaturen im Be-. reich der Entgasung, dann müßte an die Stelle des in der Abbildung gezeigten Elektrofilters eine Kondensationseinrichtung treten.The method example described above can be applied in various ways Way to be modified. So there is no B, the dryer 2 for input material with a very low moisture content. The generation of practically oxygen-free vortex and conveying gas emphasized in the above example can be dispensed with be if you z. B. heated fine coal then wants to smolder or coke. In this case, the Combustion chamber 12 in front of the fluidized bed 11 is omitted and the fluidized bed can be operated with cold or preheated air generates the heat required for the process directly through partial combustion of coke and volatile components in the fluidized bed. A fluidized bed with internal combustion can also be used when heating non-combustible materials. These technology known per se is described in German patent specification 1 758 244; it is based on fuel and air to be introduced through mixing nozzles in the bottom of the fluidized bed and the combustion gases produced in the area of the nozzles as fluidizing gas to use. If you heat coal to temperatures in the loading. rich of degassing, then it would have to take the place of the in the figure shown electrostatic precipitator connect a condensation device.

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Claims (13)

P ate ntansprüchePatent claims 1) Verfahren zum kontinuierlichen Erhitzen feinkörniger Materialien, insbesondere backender Kohle, auf eine gleichmäßige, genau kontrollierte Endtemperatur mittels heißer Gase, die in direkten Kontakt mit dem Erhüzungsgut gebracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Erhitzungsgut mit heißen Fördergasen durch einen oder mehrere Wärmeaustausch-Zyklone geleitet und vorerhitzt und in einem nachgeschalteten Wirbelbett auf die Endtemperatur gebracht wird.1) A method for continuously heating fine-grained materials, in particular baking coal, to a uniform, precisely controlled final temperature by means of hot gases which are brought into direct contact with the material to be heated, characterized in that the material to be heated with hot conveying gases through one or more heat exchange cyclones passed and preheated and brought to the final temperature in a downstream fluidized bed. 2) Verfahrennach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verweilzeit des Erhitzungsgutes im Wirbelbett einige Minuten bis zu etwa einer halben Stunde und vorzugsweise 5 bis 20 Minuten beträgt.2) Method according to claim 1, characterized in that the residence time of the material to be heated in the fluidized bed is a few minutes up to about half an hour and preferably 5 to 20 minutes. 3) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Abgas des Wirbelbettes als heißes Fördergas in die Wärmeaustausch-Zyklone geleitet wird.3) Method according to claim 1 or 2, characterized in that the exhaust gas from the fluidized bed is passed as a hot conveying gas into the heat exchange cyclones. 4) Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die heißen Fördergase streckenweise entgegen der Schwerkraft- und Strömungsrichtung des zugeführten Erhitzungsgutes geleitet werden.4) Method according to claim 1 or one of the following, characterized in that the hot conveying gases are passed in parts against the direction of gravity and flow of the material to be heated. 5) Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Abgas aus dem Wirbelbett zunächst in einem Abscheide-Zyklon entstaubt wird, ehe es als Fördergas die Wärmeaustausch-Zyklone durchströmt, und daß der im Abscheidezyklon niedergeschlagene Staub abgezogen oder in das Wirbelbett zurückgeführt wird,5) Method according to claim 1 or one of the following, characterized in that the exhaust gas from the fluidized bed is first dedusted in a separating cyclone before it flows through the heat exchange cyclones as a conveying gas, and that the precipitated dust in the separating cyclone is removed or into the Fluidized bed is returned, - 11 -- 11 - 409821/0629409821/0629 6) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß bei Einsatz feuchten Materials ein Trockner, vorzugsweise ein Flugtrockner, vorgeschaltet wird.6) Method according to one of claims 1 to 5 » characterized in that when using moist material, a dryer, preferably a flight dryer, is connected upstream. 7) Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Trocknerbrüden gemeinsam mit dem Abgas aus dem Erhitzungssystem einer Feinentstaubung unterzogen wird.7) Method according to claim 6, characterized in that the dryer vapor is subjected to fine dust removal together with the exhaust gas from the heating system. 8) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennaichnet, daß bei Einsatz feuchten Materials und Behandlungs-Endtemperaturen oberhalb 500° C die Trocknung im obersten Wärmeaustausch-Zyklon vorgenommen wird.8) Method according to one of claims 1 to 5, characterized gekennaichnet that when using moist material and final treatment temperatures above 500 ° C, the drying is carried out in the top heat exchange cyclone. 9) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß das für das Wirbelbett erforderliche Wirbelgas in einer vorgeschalteten Brennkammer mit nahezu stöchiometrischem Brenngas/luft-Verhältnis erzeugt und durch Rückführung abgekühlten Abgases, temperiert wird.9) Method according to one of claims 1 to 8, characterized in that the fluidizing gas required for the fluidized bed is generated in an upstream combustion chamber with an almost stoichiometric fuel gas / air ratio and is tempered by recycling cooled exhaust gas. 10) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß bei Behandlungs-Endtemperaturen oberhalb 500° C ein Wir10) Method according to one of claims 1 to 8, characterized in that at final treatment temperatures above 500 ° C a We Einsatz kommt.Use comes. 500° C ein Wirbelbett mit Innenverbrennung als Endstufe zum500 ° C a fluidized bed with internal combustion as the final stage for 11) Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch . 1 oder einem der folgenden, gekennzeichnet durch einen oder mehrere Wärmeaustausch-Zyklone als Vorerhitzungsstufe, ein Wirbelbett mit Wirbelgasversorgung als Endstufe, Rohre zum Überführen des Abgases aus dem Wirbelbett in die Wärmeaustausch-Zyklone und durch ein Filter zur Feinenxtstaubung des Abgases aus dem obersten Wärmeaustausch-Zyklon.11) Device for performing the method according to claim. 1 or one of the following, characterized by one or more heat exchange cyclones as the preheating stage, a fluidized bed with fluidizing gas supply as the final stage, pipes for transferring the exhaust gas from the fluidized bed into the heat exchange cyclones and a filter for fine dust removal of the exhaust gas from the top heat exchange Cyclone. 12) Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, das Wirbelbett eine Innenverbrennung enthält.12) Device according to claim 11, characterized in that the fluidized bed contains an internal combustion. 13) Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekenn- ' zeichnet, daß in die Rohrleitung zwischen dem Wirbelbett und dem untersten Wärmeaustausch-Zyklon ein Abscheide-Zyklon ein-13) Apparatus according to claim 11 or 12, characterized marked 'is characterized in that in the pipeline between the fluidized bed and the lowermost heat exchange cyclone a deposition cyclone single geschaltet ist.is switched. 4098 2 1/06294098 2 1/0629 IlIl LeerseiteBlank page