DE3018475A1

DE3018475A1 - Verfahren und vorrichtung zur aufbereitung des brennstoffes fuer die wirbelschichtverbrennung

Info

Publication number: DE3018475A1
Application number: DE19803018475
Authority: DE
Inventors: Jaroslav Dipl Ing Beranek; Jan Dipl Ing Cermak; Jaroslav Dobrozemsky; Vratislav Dipl Ing Fibinger
Original assignee: Czech Academy of Sciences CAS
Current assignee: Czech Academy of Sciences CAS
Priority date: 1979-05-17
Filing date: 1980-05-14
Publication date: 1980-11-27
Also published as: US4414905A; GB2052706A; CS213819B1; GB2052706B; US4325311A

Description

Ceskoslovenska akademie ved Prag, CSSR

.Verfahren und Vorrichtung zur Aufbereitung des Brennstoffes für die Wirbelschichtverbrennung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Aufbereitung des Brennstoffes für die Wirbelschichtverbrennung, das in sich die Trocknung, die Sortierung und die Zerkleinerung einschließt.

Bei der Verbrennung von Brennstoffen in Kesseln oder Verbrennungsanlagen mit Wirbelschichtfeuerungen muß der Brennstoff eine solche Korngröße haben, daß sioh alle Teilchen auch bei dem niedrigsten Durchfluß der Verbrennungsluft im Wirbelzustand befinden. Dies gilt sowohl für den Brennstoff als auch für die festen Rückstande des Verbrennungsprozesses. Überdies muß der Brennstoff schüttfähig sein, um ihn an eine größere Zahl der Stellen in der Wirbelschicht transportieren zu können. Hierbei wird in der Regel mit zumindest einem BrennstoffeIntrag pro Quadratmeter des Rostquerschnittes der Wirbelschiohtfeueruag gerechnet. Da bei der Wirbelschichtverbrennung bis um zwei Zehnerpotenzen größere Teilchen benutzt werden als die, die z. Z. in den für die Verbrennung von pulverförmigen Brennstoffen bestimmten Kesseln verwendet

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werden, können die üblichen Typen von Mühlen und Sortiermaschinen nicht eingesetzt werden. Deshalb verläuft mit, der Entwicklung von Kesseln mit einer Wirbelschichtfeuerung parallel auch eine entsprechende Entwicklung der Vorrichtungen für die Aufbereitung des Brennstoffes.

In den derzeitigen Vorrichtungen für die Aufbereitung von Brennstoffen für Verbrennungsanlagen wird der Brennstoff entweder mit heißen Rauchgasen oder mit heißer Luft, eventuell mit Dampf, getrocknet. Bei der Vortrocknung des Brennstoffes mit heißen Rauchgasen werden diese mit Turbogebläsen angesaugt und auf den Druck komprimiert, der zur Sortierung und zum Transport des Kohlenstaubes benötigt wird, wobei diese Rauchgase die Teilchen des Brennstoffes auch gleichzeitig aus den Mühlen in. die Sortiermaschinen austragen, aus denen dann die gröberen Teilchen wiederum in die Mühlen zurückbefördert werden. Aus den Sortiermaschinen wird der Brennstoff gleichzeitig mit der sekundären Luft in die eigentliche Feuerung befördert (J.H. Perry "Chemical Eng. Handbook" 9-19 und folgende, Mo-Graw-Hill 1963). Dampftrockner werden nur ausnahmsweise benutzt und den Mühlen vorgeschaltet, in denen der Brennstoff dann wiederum mit heißen Rauchgasen nachgetrooknet wird. Bei der Vortrocknung des Brennstoffes mit heißer Luft ist die Anordnung der Apparate der bei der Vortrocknung des Brennstoffes mit heißen Rauchgasen, analog.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein einfacheres und wirksameres Verfahren und eine Vorrichtung für die Aufbereitung des Brennstoffes durch Trocknung und Klassierung unter Ausnutzung der Abfallwärme der Verbrennung in einer Wirbelschichtfeuerung zu gewährleisten.

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Gegenstand der Erfindung, womit diese Aufgabe gelöst wird, ist ein Verfahren zur Aufbereitung des Brennstoffes für die Wirbelsehiohtverbrennung, mit dem Kennzeichen, daß der Brennstoff mit der aus der Wirbelschichtfeuerung entnommenen Asche vermengt und in einen Wirbelsohichttroekner aufgegeben wird, in dem die Geschwindigkeit des Aufwirbelungsmediums gleich der oder kleiner als die Wirbelpunktgeschwindigkeit der Teilchen in der Wirbelschichtfeuerung ist.

Vorzugsweise richtet sieh die Menge der zugegebenen Asche nach der Temperatur der Wirbelschicht in dem Wirbelschi eht trockner .

Vorteilhaft werden die Teilchen aus dem Pegel der Wirbelschicht im Trockner abgezogen und in die Wirbelschichtfeuerung dosiert und Teilchen aus dem Bodenraum des Wirbelschiehttrockners in die Zerkleinerungsmaschine abgezogen und daraus dann in den Wirbelschichttrookner zurückgefördert.

Die Temperatur der Wirbelschicht im Trockner darf den der.Explosionsgrenze entsprechenden Wert nicht übersteigen. Dieser Temperatur entspricht dann auch eine entsprechende Geschwindigkeit der Zugabe der Asche aus der Wirbelschichtfeuerung. Die Durohflußgeschwindigkeit des Aufwirbelungsmediums, das vor allem Luft, eventuell . aber auch Rauchgas sein kann, wird so gewählt, um in dem Wirbelschichttrockner eine Sichtung aller Teilchen zu bewirken. Die Brennstoffteilchen, die größer sind, haben eine Wirbelpunktgeschwindigkeit, die größer als die der Teilchen in der Wirbelschichtfeuerung ist und sie werden aus dem Bodenraum des Wirbelschichttrockners abgezogen und in die Zerkleinerungsmaschine zurückgeführt. Nach Zerkleinerung in der Zerkleinerungsmaschine werden die Brennstoffteilchen neuerlich dem Strom des Rohbrennstoffes

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beigemengt, der in den Wirbelschichttrockner eingetragen wird. *

Vorteile dieses Verfahrens der Brennstoffaufbereitühg sind seine Einfachheit und die kleinen Dimensionen der benötigten Vorrichtung. Für die Trocknung des Brennstoffes werden hierbei aus dem Kessel keine Rauchgase abgezogen,,, so daß es zu keinem veränderlichen 'Durchfluß dieser Gase durch die Zusatzflächen in Abhängigkeit von der Feuchte des Brennstoffes kommt. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß in die Wirbelschichtfeuerung keine Teilchen eingeführt werden, die in ihr nicht wirbeln würden, so daß es . zu keiner Anhäufung der nichtaufgewirbelten Teilchen im Raum oberhalb des Rostes kommt, wie dies bei mechanischen Verfahren der Teilchensortierung der Fall ist.

Gegenstand der Erfindung ist außerdem eine Vorrichtung zur Durchführung des angeführten Verfahrens, die sich aus einem Vorratsbunker des Brennstoffes, einer Zerkleinerungsmaschine und einer Trocknungsanlage zusammensetzt, mit dom Kennzeichen, daß sie einen Wirbelschichttrockner enthält, an den eine Leitung für die Zufuhr des Brennstoffes aus der Zerkleinerungsmaschine, eine Leitung für die Zufuhr der heißen Asche aus der Wirbelschichtfeuerung, ein Wirbelschichtverschluß, eine Leitung für die Zufuhr der Teilchen aus dem Wirbelschichttrockner in die Wirbelschichtfeuerung und eine Leitung für die Entnahme der nichtaufgewirbelten Teilchen oberhalb des Bodens des Wirbelschichttrockners zurück in die Zerkleinerungsmaschine angeschlossen sind.

Die Zeichnung zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Aufbereitung des Brennstoffes für die Wirbelschichtverbrennung gemäß der Erfindung.

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DrLe Vorrichtung für die Aufbereitung des Brennstoffes für die Wirbelsehiehtverbrennung besteht aus dem Vorrätsbunker 1 des Brennstoffes und der Zerkleinerungsmaschine 2. Die Brennstoffzerkleinerungsmaschine 2 ist durch die Leitung 9 für die Zufuhr des Brennstoffes mit dem Wirbelschichttrockner 4 und dieser durch die Leitung 10 für die Zufuhr der heißen Asche mit der Wirbelschichtfeuerung 7 verbunden. Der Wirbelschichttrockner 4 ist weiter mit dem Wirbelschichtverschluß ^ und mit der Leitung 1.4 versehen, die einen Austrag der bereits getrockneten Teilchen des Brennstoffes zusammen mit den Teilehen der Asche in die Wirbelschichtfeuerung 7 ermöglicht. Der Wirbelschichttrockner 4 ist weiter mit einem Turbogebläse ;5 versehen, dasdie Einleitung des Aufwirbelungsfluids unter den Rostι 12 des Wirbelschichttrockners 4 sicherstellt. Die Teilchen des Brennstoffes, die größer sind und deren Wirbelpunktgeschwindigkeit über der der Teilchen in der ' Wirbelschichtfeuerung 7 liegt, sammeln sich oberhalb des Rostes 12 des Wirbelschichttrockners 4 an und werden durch die Leitung 11 in die Zerkleinerungsmaschine 2 des Rohbrennstoffes zurückbefördert. Die Wirbelschichtfeuerung 7 ist weiter mit dem Wärmeaustauscher 8, dem Rost 13 und dem Rauchgasabzug 6 versehen.

Die Erfindung wird im weiteren durch das nachstehende Ausführungsbeispiel erläutert, ohne daß sie dadurch in irgendeiner Weise beschränkt werden soll.

.Beispiel

In der Wirbelschichtfeuerung 7 wurde Braunkohle verbrannt, die 38 Gew.% Wasser, 17,5 Gew.# Asche und 3 Gew.$ Schwefel enthielt. Der Rohbrennstoff mit Teilehengrößen bis zu 15 mm wurde aus der Zerkleinerungsmaschine 2 mit einer Geschwindigkeit von 1,2 t/m der Wirbelschicht/h in den Wirbelschichttrockner 4 zusammen mit der Asche

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dosiert, die aus der Wirbelschicht der Wirbelschichtfeuerung 7 bei einer Temperatur von 840°C entnommen würde. Die Menge der Asche wurde so geregelt, um die Temperatur der Wirbelschicht in dem Wirbelschichttrockner .4 stets im Intervall von 85 bis 9O⁰C zu halten. Die Geschwindigkeit der Luft, die die Wirbelschicht durchströmte, betrug 1,1 m/s, d.h. sie entsprach der Wirbelpunktgeschwindigkeit der Teilchen in der Wirbelschichtfeuerung 7 bei ihrer kleinsten Wärmeleistung. Aus dem Pegel der Wirbelschicht im Wirbelschichttrockner 4 wurde über den Wirbelschichtverschluß 5 ein Gemisch der Teilchen des Brenn-

2 Stoffes und der Asche mit der Geschwindigkeit von 0,8 t/m der Wirbelschioht/h abgezogen und in die Wirbelschichtfeuerung 7 dosiert. Aus dem Bodenraum des Wirbelschichttrockners 4 wurden die nichtaufgewirbelten Brennstoffteilchen abgezogen, die nach Zerkleinerung in dem Walzenbrecher 2 in den Wirbelschichttrockner 4 zurückbefördert wurden.

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Claims

Patentansprüche

1Λ Verfahren zur Aufbereitung des Brennstoffes für die Wirbelschichtverbrennung,
dadurch gekennzeichnet,

daß der Brennstoff mit der aus der Wirbelschicht entnommenen Asche vermengt und in einen Wirbelschichttrockner aufgegeben wird, in dem die Geschwindigkeit des Aufwirbelungsmediums gleich der oder kleiner als die Wirbelpunktgeschwindigkeit der Teilchen in der Wirbelschichtfeuerung ist.

.2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sieh die Menge der zugegebenen Asche nach der Temperatur der Wirbelschicht in dem Wirbelschichttrockner richtet.

Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Pegel der Wirbelschicht im Trockner Teilchen abgezogen und in die Wirbelschichtfeuerung dosiert und Teilchen aus dem Bodenraum des Wirbelschichttrockners in die Zerkleinerungsmaschine abgezogen und daraus dann in den Wirbelschichttrockner zurückgefordert werden.

Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3, die sich aus einem Vorratsbunker des Brennstoffes, einer Zerkleinerungsmaschine und einer Trocknungsanlage zusammensetzt, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Wirbelschichttrockner (4) enthält, an den eine Leitung (9) für die Zufuhr des

ORIGINAL INSPE

ÄI9

Brennstoffes aus der Zerkleinerungsmaschine (2), eine Leitung (10) für die Zufuhr der heißen Asche aus der Wirbelschichtfeuerung (7), ein Wirbelschichtverschluß (5), eine Leitung (14) für die Zufuhr der Teilchen aus dem Wirbelschiohttrockner (4) in die Wirbelschichtfeuerung (7) und eine Leitung (11). für die Entnahme der nichtaufgewirbelten Teilchen oberhalb des Bodens des Wirbelschichttroekners (4) zurück in die Zerkleinerungsmaschine (2) angeschlossen sind.

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