DE3736911A1 - Verfahren und vorrichtung zur trocknung und inertisierung von brennstoffen und brennbaren mahlmaterialien mittels rauchgas in muehlen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Trocknung und Inertisierung von Brennstoffen und brennbaren Mahlmaterialien mittels Rauchgas in Mühlen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Einen weiteren Gegenstand der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Seit der Energiekrise in den 70er Jahren wurden immer mehr Brennstoffe mit niedrigem Heizwert und hohem Feuchtigkeitsgehalt zur Feuerung von Kesselanlagen herangezogen. Die zur Zerkleinerung der Brennstoffe bzw. brennbaren Mahlmaterialien verwendeten nicht selbstansaugenden Mühlen, wie Schüsselmühlen, Kugelmühlen, Trommelmühlen etc., wurden ursprünglich für Steinkohlen und nieder feuchte Mahlmaterialien entwickelt. Aufgrund ihrer vorteilhaften Verschleißeigenschaften werden sie auch für hoch feuchte Brennstoffe und Mahlmaterialien eingesetzt. Zur Trocknung dieser Brennstoffe und Mahlmaterialien in den Mühlen wird derzeit hauptsächlich Luft verwendet, welche durch Gebläse und Luftvorwärmer auf die notwendigen Druck- und Temperaturverhältnisse gebracht und in die Mühlen eingeleitet wird. Da jedoch Luft einen hohen Sauerstoffgehalt aufweist, besteht die Gefahr einer Selbstentzündung des Gemisches aus Luft mit zerkleinertem Brennstoff und Mahlmaterial. Luft kann daher zur Trocknung nur in begrenzter Menge verwendet werden. Brennstoffe und Mahlmaterialien mit mehr als 20-25% Wassergehalt sind bei den genannten Mühlenarten mit Lufttrocknung nicht mehr beherrschbar. Es ist notwendig, daß, neben Heißluft, inertisierende Gase, mit höherer Temperatur eingesetzt werden, um den Trocknungseffekt in den Mühlen zu erhöhen und die Gefahr der Selbstentzündung zu vermindern. Als Inertgase bieten sich die Rauchgase selbst an, die direkt nach dem Kesselsystem entnommen zwar die Temperatur aufweisen, welche für die Trocknung effektvoll geeignet ist, aber noch zu viel Asche enthalten, die zu Erosionsproblemen bei den absaugenden Gebläsen führen, welche bei nicht selbstansaugenden Mühlen erforderlich sind. Auch beim Einsatz von selbstansaugenden Mühlen, wie z. B. Schlagradmühlen, tritt das Erosionsproblem in Erscheinung. Wegen der hohen Temperatur der Rauchgase ist auch der Energiebedarf der absaugenden Gebläse bzw. der selbstabsaugenden Mühlen entsprechend hoch, so daß diese Einrichtungen als unwirtschaftlich zu bewerten sind.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens der eingangs genannten Art sowie die Schaffung einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, mit welchem die oben genannten Nachteile vermieden werden können.

Dieses Ziel wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art durch die Merkmale des kennzeichnenden Teiles des Patentanspruches 1 erreicht.

Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 4.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 5 gekennzeichnet.

Weitere Vorteile der Vorrichtung ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche 6 bis 11.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschema eines Ausführungsbeispiels einer Anlage zur Trocknung und Inertisierung von Brennstoffen oder Mahlmaterialien gemäß der Erfindung, und

Fig. 2 einen Rauchgasvorwärmer in schematischer Darstellung, der beim Beispiel nach Fig. 1 verwendbar ist.

In Fig. 1 bezeichnet 1 ein Kesselsystem, bestehend aus einem Kessel 2, einem Überhitzer 3, einem Rauchgasvorwärmer 4, einem Ekonomizer 5 und einem Luftvorwärmer 6. Über eine Leitung 7 wird ein Brennstoff-Gas-Gemisch von zumindest einer Mühle 8 dem Brenner bzw. den Brennern (nicht dargestellt) des Kessels 2 zugeführt. Zur Mühle 8 führen eine Brennstoffzuleitung 9 und eine Gaszufuhrleitung 10. An das Kesselsystem 1 schließt eine Rauchgasnachbehandlungsstrecke 11 an, an deren Ende ein Kamin 12 angeschlossen ist. In diesem Beispiel besteht die Rauchgasnachbehandlungsstrecke 11 aus einem Staubabscheider 13 und einem Saugzuggebläse 14. Es können auch ein oder mehrere zusätzliche Rauchgasreinigungsanlagen 13′, wie Rauchgasentschwefelungsanlagen, DeNOx-Anlagen etc., sowie Wäremtauscher, Absorber- oder Adsorbereinrichtungen od. dgl. in der Rauchgasnachbehandlungsstrecke 11 vorgesehen sein.

Von der vom Saugzuggebläse 14 zum Kamin 12 führenden Leitung 15 zweigt eine Kaltgasentnahmeleitung 16 ab, die ein Absperrorgan 17 und ein Druckerhöhungsgebläse 18 enthält und zum Einlaß des Rauchgasvorwärmers 4 führt, in welchem die zumindest teilweise gereinigten Kaltgase aufgewärmt werden, u. zw. je nach Erfordernis, auf eine Temperatur von 180° bis 900°C. Dementsprechend erfolgt auch die Anordnung des Rauchgasvorwärmers 4 an einer Stelle im Kesselsystem 1, die den gewünschten Temperaturbereich aufweist. Der Rauchgasvorwärmer 4 kann auch außerhalb des Kesselsystems 1 angeordnet und fremdbeheizt sein. Vom Auslaß des Rauchgasvorwärmers 4 führt eine Heißgasleitung 19 zur Gaszufuhrleitung 10, in welche auch eine Luftzufuhrleitung 20 einmündet, um die Primärluft für den Brenner zu liefern. Eine Bypass­ leitung 21 mit einem Regelorgan 22 verbindet die Kaltgasleitung 16 mit der Heißgasleitung 19, um eine Regelung der Temperatur des Heißgases zu ermöglichen. Zusätzlich dazu kann in der Kaltgasleitung 16 vor dem Einlaß des Rauchgasvorwärmers 4 ein Regelorgan 23 vorgesehen sein. Zur Regelung der Durchflußmenge der Heißgase ist in der Heißgasleitung 19 vor der Einmündung in die Gaszufuhrleitung 10 ein Regelorgan 24 vorgesehen. Durch die Regelung der Durchflußmenge kann auch die Drehzahl des Druckerhöhungsgebläses 18 geregelt werden. Es kann auch eine gleichzeitige Regelung über das Regelorgan 24 und das Druckerhöhungsgebläse 18 erfolgen.

Fig. 2 zeigt ein konstruktives Beispiel eines Rauchgasvorwärmers 4 nach Fig. 1, welcher zwischen zwei Rohrwänden 25 des Kessels eingebaut ist. In diesem Fall strömt das aufzuwärmende Rauchgas bzw. Kaltgas in parallel liegenden Rohren 26, während das wärmeabgebende Rauchgas quer zu den Rohren 26 strömt. Die Rohre 26 münden einerseits in einen Rauchgaseinlaßstutzen 27 und anderseits in einen Rauchgasauslaßstutzen 28. Zur Ermöglichung einer freien Drehung des Rauchgasvorwärmers 4 sind die Stutzen 27 und 28 über Dehnfalten 29 mit der Kesselwand verbunden. Die Stutzen 27 und 28 können direkt mit der Rauchgasleitung verbunden werden. Zur Ausführung gelangen Rohre mit einem inneren Durchmesser zwischen 20 mm und 100 mm, einem Material zwischen normalem Stahl und hitzebeständigem Stahl. Zur Kühlung der Rohre 26 kann bei allen Betriebsfällen eine Mindestdurchflußmenge an kaltem Rauchgas durch die Rohre gewährleistet werden. In den Betriebsfällen, wann kein Kaltgas zur Trocknung der Brennstoffe notwendig ist, kann die Mindestdurchflußmenge des zur Kühlung der Rohre 26 benötigten Kaltgases wieder in den Hauptstrom des Rauchgases zurückgeleitet werden.

Fig. 3 bis 5 zeigen drei weitere Varianten für die Art der Luftbeimengung zum Heißgas.

Nach Fig. 3 wird die Luft über eine separate Leitung 20′ der Mühle 8 zugeführt.

Nach Fig. 4 wird die Luft über eine separate Leitung 20′′ zugeführt, die in die Leitung 7 für das Brennstoff-Gas-Gemisch außerhalb des Kesselsystems 1 einmündet.

Nach Fig. 5 wird die Luft über eine separate Leitung 20″′ zugeführt, die in die Leitung 7 für das Brennstoff-Gas-Gemisch innerhalb des Kesselsystems 1, z. B. unmittelbar vor dem Brenner einmündet.

Claims (11)

1. Verfahren zur Trocknung und Inertisierung von Brennstoffen und brennbaren Mahlmaterialien mittels Rauchgas in Mühlen, von welchen aus die zerkleinerten Brennstoffe unter Beimengung von Luft in ein Kesselsystem mit einer darauffolgenden Rauchgasnachbehandlungsstrecke mit zumindest einer Rauchgasreinigungsanlage eingebracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Rauchgases nach zumindest einer der Rauchgasreinigungsanlagen entnommen und aufgewärmt unter annähernd gleichem Druck wie der Förderdruck der beigemengten Luft den Mühlen zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufwärmung der Rauchgase innerhalb eines Temperaturbereiches von 180° bis 900°C geregelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchflußmenge des den Mühlen zugeführten Rauchgases geregelt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den Mühlen ein Rauchgas-Luft-Gemisch zugeführt wird.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Kesselsystems (1) ein Rauchgasvorwärmer (4) angeordnet ist, dessen Sekundärkreis-Einlaß über eine Kaltgasleitung (16) mit dem Ausgang einer Rauchgasreinigungsanlage (13, 13′) der Rauchgasnachbehandlungsstrecke (11) verbunden ist, und dessen Sekundärkreis-Auslaß über eine Heißgasleitung (19) mit einer Gaszufuhrleitung (10) der Mühle (8) verbunden ist, wobei in der Kaltgasleitung (16) ein an sich bekanntes Druckerhöhungsgebläse (18) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Heißgasleitung (19) ein Regelorgan (24) angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Heißgasleitung (19) und die Kaltgasleitung (16) über eine Bypass­ leitung (21) mit einem Regelorgan (22) verbunden sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der Kaltgasleitung (16) vor dem Einlaß des Rauchgasvorwärmers (4 ) ein zusätzliches Regelorgan (23) vorgesehen ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in die Verbindungsstelle der Heißgasleitung (19) mit der Gaszufuhrleitung (10) eine Luftzufuhrleitung (20) einmündet (Fig. 1).

10. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Rauchgasvorwärmer (4) zwischen zwei Rohrwänden (25) des Kessels eingebaut ist und aus einer Mehrzahl von parallel liegenden Rohren (26) besteht, die einerseits in einen Rauchgaseinlaßstutzen (27) und anderseits in einen Rauchgasauslaßstutzen (28) einmünden, wobei die Stutzen (27, 28) über Dehnfalten (29) mit der Kesselwand verbunden sind und die Rohre (26) quer zum Rauchgasstrom angeordnet sind (Fig. 2).

11. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Rauchgasvorwärmer (4 ) zwischen dem Überhitzer (3) und dem Ekonomizer (5) des Kesselsystems (1) angeordnet ist.