DD280374A1

DD280374A1 - Verfahren und einrichtung zur kohlenstauberzeugung

Info

Publication number: DD280374A1
Application number: DD89326114A
Authority: DD
Inventors: Gerhard Guetter; Horst Kleinberg; Hans Oehmig; Axel Rademacher
Original assignee: Bergmann Borsig Veb
Priority date: 1989-03-01
Filing date: 1989-03-01
Publication date: 1990-07-04

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Einrichtung zur Kohlenstauberzeugung, wobei der Kohlenstaub hauptsaechlich verbraucherfern aus vorzugsweise salzhaltiger Braunkohle, insbesondere fuer Heizkraftwerke hergestellt wird. Es ist vorgesehen, dass ein Teil des vermahlenen Kohlenstaubes einer Druckvergasung zugefuehrt wird und das Gas eine Gasturbinen-Anlage betreibt, die mit einem Generator zur elektrischen Eigenversorgung gekoppelt ist. Weiterhin ist ein Wirbelschicht-Kohletrockner vorgesehen, dem als Wirbelmedium ein inertisiertes Gasgemisch zugefuehrt wird, das sich neben den Abgasen einer Gasverbrennung aus dem Gasturbinenabgas, Stickstoff und aufgeheizten Bruedenanteil zusammensetzt. Figur

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kohlenstauberzeugung und eine Einrichtung zu seiner Durchführung, wobei der Kohlenstaub hauptsächlich verbraucherfern, insbesondere für Heizkraftwerke, bei denen die Umweltbelastung gering gehalten werden soll, hergestellt wird.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Es ist bereits bekannt, von an staubgefeuerten Kesseln installierten Ventilatormühlen mit Brüdentrennung einen Anteil des dort erzeugten Kohlenstaubes für Fremdverbrauch wie Anfeuerungsvorgänge abzuzweigen (DD-PS 207864). Entsprechend den Grundbedingungen des Eigenbedarfes kann dieser abgezweigte Anteil jedoch nur eng begrenzt sein. Außerdem ist die Kohlenstaubqualität den Qedürfnissen der Staubfeuerung in den Kesseln angepaßt, so daß eine Nutzung von Salzkohle nicht gewährleistet werden kann.

Es ist weiter bekannt, zur Trocknung von Rohbraunkohle und Mahlung zu Brennstaub einen Wirbelschichttrockner einzusetzen (DD-PS 224648), wobei die zum gefahrlosen Betrieb erforderliche Inertgasatmosphäre dadurch hergestellt wird, daß als Wirbelmedium Wasserdampf Verwendung findet. Außerdem sind noch mit S.»'.(dampf beaufschlagte Wärmetauscher im Wirbelraum erforderlich, um den Trocknungsprozeß zu gewährleisten (wie auch beschrieben in den DD-PS 224649 und 236158). Damit Sind diese Losungen jedoch auch an den Dampferzeuger eines Kraft- oder Heizwerkes gebunden, hauptsächlich vom Eigenbedarf abhängig und es muß allein in der Trocknungsphase ein hohes Maß der primär im Dampf enthaltenen Energie verbraucht werden.

Ziel der Erfindung

Die Erfindung bezweckt, rationell, sicher und für ein breiteres Kohlequalitäisspektrum eine verbraucherferne Kohlenstauberzeugung zu gewährleisten.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Einrichtung zur Erzeugung von Kohlenstaub, vorzugsweise aus salzhaltiger Braunkohle, für den Einsatz hauptsächlich außerhalb des Erzeugungsstandortes zu schaffen, wobei eine verlustarme energetische Eigenversorgung betrieben und insbesondere bei der Kohletrocknung ein hohes Maß an Sicherheit bei rationellem Energieeinsatz gewährleistet wird.

Zur erfindungsgemäßen Lösung dieser Aufgabeist vorgesehen, daß ein Teil des aus der Mahlung gewonnenen Kohlenstaubes, und zwar der wesentlich geringere, einer Kohlenstaub-Druckvergasung unterzogen wird. Das dabei entstehende und gereinigte Gas speist zum größten Teil eine Gasturbinen-Anlage, von der aus ein Generator betrieben wird, der allein der Eigenversorgung der gesamten Kohlenstauberzeugung mit elektrischer Energie dient. Ein anderer Anteil R^ingas wird einer Vorschaltbrennkammer am Wirbelschichttrockner zur Verbrennung zug<\uhrt. IndieseVorschaltbrennkammerwerdenauchdie Abgase aus der Gasturbinenanlage, ein Teil des Brüdens aus der Kohletrocknung und ein Teil des bei der Kohlenstaub-Druckvergasung anfallenden Stickstoffes geleitet. Hinzu kommt noch die Abwärme, die an den Kühlungsstellen bei der Kohlenstaub-Druckvergasung entsteht und am zweckmäßigster· dem Brüden mittels eines Wärmeträgeröl-Kreislaufes in einem Wärmetauscher zugeführt wird.

In das beim Verbrennen des Reingases unter der für eine Verbrennung erforderlichen Luftzufuhr entstehende Abgas werden die vorgenannten Komponenten, also Gasturbinenabgas, aufgeheizter Brüden und Stickstoff zugegeben, zu einem inertgas vermischt und als Wirbelmedium in d&n Wirbelschichttrockner am zweckmäßigsten durch den Düsenboden geleitet. Dabei ist das von der Gasturbinenanlage kommende Abgas durch den Gegendruck der Gasturbine auf die Druckbedingungen iür die Wirbelschichttrocknung abgestimmt. Somit ist ein energetisch verlustarmer Prozeß bei der Kohlenstauberzeugung gewährleistet, was insbesondere für die Kohletrocknung unter sicherer Inertgasatmosphäre durch weitgehende Ausnutzung von Sekundärenergiequellen ermöglicht wird und den Einsatz auch salzhaltiger Kohle gestattet.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispieles näher dargestellt und beschrieben. In der Zeichnung ist eine schsmatische Darstellung gegeben. Wie daraus hervorgeht, ist eine Rohkohlezufuhr 1 angedeutet, die zu einem Kohlebrecher 2 verläuft. An dessen Ausgang schließt sich ein Bunker 3 an, von dem aus eine Kohledosierung 4, beispielsweise in Form einer Förderschnecke, zu einem Wirbelschichttrockner 5 führt. Dieser Wirbelschichttrockner 5 weist im unteren Bereich den Düsenboden 5a auf, durch den das Wirbelmedium einströmen kann. Darunter befindet sich eine Vorschaltbrennkammer 5 b. Im oberen Bereich ist der Wirbelschichttrockner 5 mit einer Abführung zu einem Zyklon 6 hin versehen. Dieser Zyklon 6 weist nach oben hin den Auslaß für die flüchtigen Bestandteile auf, wobei von einem mit einer Drosselklappe 7 a versehenen Abgasabzug 7 ein Filter 6a, beispielsweise als Schlauchfilter, angeordnet ist und davor wiederum eine Brüdenleitung 8 abgeht, in der ein Brüdenverdichter 8a integriert ist.

Diese Brüdenleitung 8 durchläuft einen Wärmetauscher 9 und ist dann in die Vorschaltbrennkammer 5b geführt. Der untere Ausgang des Zyklons 6 für die festen Bestandteile führt in die Kohlenstaubmühle 10. Daran schließt sich eine Abführung für den Kohlenstaub in einer. Zyklon 11 an, der nach oben hin nach einem Filter 11 a einen Abgasabzug 12 aufweist. Nach unten hin schließt sich eine Kühlstrecke 13 an, hinter der in nicht näher ausgeführter Weise eine Abzweigung des erzeugten Kohlenstaubes erfolgt.

Während für den größten Anteil die Zuführung zu Containern 14 für den Transport zu Fernverbrauchern vorgesehen ist, wurde für den geringeren Anteil eine Zuführung zu einer Kohlenstaub-Druckvergasungsanlage 15 eingerichtet. Diese Kohlenstaub-Druckvergasungsanlage 15 ist nur als Block dargestellt, wobei sowohl Kohlenstaubvorbereitung, Reaktor, Strahlungs- und Konvektionskühler, Luftzerlegungsanlage mit Medienverdichtung als auch dia Gasreinigung einbezogen sind. Nicht dargestellt sind die Zuführungen anderer Zuschlagmedien und die Entsorgung von Asche, Schlacke usw. sowie die Abführung weiterverwendbarer Stoffe, die nicht für den erfindungswesentlichen Prozeß von Bedeutung sind. Von der Kohlenstaub-Druckversorgungsanlage 15 geht eine Reingasleitung 16 aus. Diese verzweigt sich einerseits zur Vorschaltbrennkammer 5 bund andererseits zu einer Gasturbinen-Anlage 17. Deren hauptsächliche Bestandteile wie Brennkammer, Luftzuführung mit Verdichter und die Gasturbine sind hier nur angedeutet. Die Gasturbinen-Anlage 17 ist mit einem Generator 18 gekoppelt, der von der Gasturbine angetrieben wird und zur Eigenversorgung des gesainten Kohlenstauberzeugungskomplexes mit Elektroenergie vorgesehen ist. Von der Gasturbinen-Anlage 17 führt eine Abgasleitung 19zur Vorschaltbrennkammer 5 b, wobei der Gegendruck der Gasturbine auf den erforderlichen Wirbelmediumsdruck abgestimmt ist.

Es ist auch möglich, zur noch besseren Ausnutzung der Abgaswärme oder für Störungsfälle die Abgasleitung 19 einen Abhitzekessel umströmen zu lassen, um hier noch Wärmwasser aufzubereiten, wie nicht näher dargestellt ist. Von den Kühlungsstellen der Kohlenstaub-Druckvergasungsanlage 15 aus verläuft ein Wärmeträgeröl-Kreislauf 20 zum Wärmetauscher 9. Außerdem ist von der Kohlenstaub-Druckvergasungsanlage 15 aus eine Stickstoff leitung 21 vorgesehen, die sich verzweigt zur Brennkammer der Gasturbinen-Anlage 17 und zur Vorschaltbrennkammer 5b. Schließlich führt noch eine Luftleitung 22, die einen Verdichter 22 a einschließt, in die Vorschaltbrennkammer 5 h des Wirbelschichttrockners 5.

Hier ist nur dargestellt, daß eine Ausrüstupgsstraße zur Kohlenstauberzeugung bis zur Kohlenstaub-Druckvergasungsanlage 15 vorgesehen ist. Jedoch werden es, in Abhängigkeit von der Leistung von Mühle 10, im Regelfall mehrere sein. Zum Anfahren weist die Abgasleitung 19 eine Regelklappe 23 auf, mit der ein Abgasabzug 24 zuschaltbar ist. Die erfindungsgemäße Funktion ist wie folgt:

Rohkohle, die durchaus such salz- und in größerem Maße ballasthaltig sein kann, gelangt von der Rohkohlezufuhr 1 in den Kohlebrecher 2, wo sie zerkleinert und in den Bunker 3 geleitet wird. Entsprechend des Bedarfs transportiert die Kohledosierung 4 dann die zerkleinerte Rohkohle in den Wirbelschichttrockner 5, wo sie von dem heißen Wirbelgas getrocknet und mit dem dabei entstehenden Brüden in den Zyklon 6 geführt wird. Dort werden die flüchtigen Bestandteile nach oben abgeführt, wobei ein Teil des Brüdens durch die Brüdenleitung 8 unter Einfluß des Brüdenverdichters 8a in die Vorschaltkammer 5b geieitet wird.

Dieser Brüdenanteil ist abhängig von der Stellung der Drosselklappe 7 a im Abgasabzug 7 und somit regelbar entsprechend den Erfordernissen, wobei der vorgelagerte Filter 6a eine Luftverunreinigung weitgehend herabsetzt. Die getrockneten festen Kohleteile gelangen nach unten in die Kohlenstaubmühle 10, wo sie zu Kohlenstaub gemahlen werden. Dieser Kohlenstaub gelangt dann in den Zyklon 11, wo die gasförmigen Anteilenach Durchlaufen des Filters 11a durch den Abgasabzug 12 nach außen gelangen, während der Kohlenstaub die Kühlstrecke 13 durchläuft. Danach wird der daraus anfallende Kohlenstaub aufgeteilt, wobei etwa ³U zur Abfüllung in Container 11 gelangen und für standortferne Verbraucher zur Verfügung gestellt werden können. Der andere Anteil wird der Kohlenstaub-Druckvergasungsanlage 15 zugeführt und dort vergast sowie einer Gasreinigung unterzogen. Das dabei entstandene Reingas wird durch die Reingaslaitung 16 zum Teil der Vorschaltbrennkammer 5 b und zum anderen, größeren Teil der Gasturbinen-Anlage 17 zugeführt, wodurch die Gasturbine bttrisben wird, damit zugleich der Generator 18, der die Elektroenergie für die gesamte Kohlenstauberzeugung liefert. Das Abgas der Gasturbinen-Anlage 17, das durch den Gegendruck der Gasturbine auf die Wirbelschichttrocknung abgestimmt ist, wird in der Abgasleitung 19 zur Vorschaltbrennkammer 5 b geführt. Außerdem wird noch ein Teil des bei der Kohlenstaub-Druckvergasung entstehenden Stickstoffs im Prozeß verwendet, indem es durch die Stickstoffleitung 21 einerseits zur Brennkammer der Gasturbinen-Anlage 17 und andererseits zur Vorschaltbrennkammer 5b zugeführt wird. Die in der Kohlenstaubdruckvergasungsanlage 15 beim Kühlen entstehende Abwärme wird mittels des Wärmeträgeröl-Kreislaufas zum Wärmetauscher 9 geleitet und dort auf den Brüden in der Brüdenleitung 8 übertragen.

In der Vorschaltbrennkammer 5b wird unter Zuführung der notwendigen Verbrennungsluft aus der Luftleitung 22 das ReingaF der Reingasleitung 16 verbrannt. Der aus Stickstoffleitung 21 hinzugelangende Stickstoff verdünnt dabei den bei der Verbrennung noch nicht vollständig verbrauchten Sauerstoff.

Die Vermischung von den Verbrennungsabgasen mit Stickstoff, den Gasturbinenabgasen und dem erhitzten Brüden ergibt somit ein ausreichend inertisiertes Gas, das als Wirbelmedium durch den Düsenboden 5a in den Wirbelschichttrockner 5 eindringt und dort eine sichere, durchgreifend schnelle und energetisch effektive Trocknung der Kohle gewährleistet.

Claims

1. Verfahren zur Kohlenstauberzeugung, wobei Rohkohle einer Wirbelschichttrocknung und anschließender Mahlung zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß

- ein Teil des aus der Mahlung gewonnenen Kohlenstaubes einer Kohlenstaub-Druckvergasung unterzogen wird,

- dort erzeugtes Reingas eine Gasturbinen-Anlage (17) speist,

- von der Gasturbinen-Anlage (17) ein Gene^rator (18) zur elektrischen Eigenversorgung für die Kohlenstauberzeugung betrieben wird

- und daß zugleich die Abgase der Gasturbinen-Aniage (17), die beim Kühlen während der Kohlenstaub-Druckvergasung entstehende Abwärme ein Teil des Brüdens aus der Kohletrocknung und ein Teil des bei der Kohlenstcub-Druckvergasung anfallenden Stickstoffs einer Vorschaltbrennkammer (5b) am Wirbelschichttrockner (5) zugeführt und dort mit dem aus der Verbrennung von Reingas entstehenden Abgas vermischt und als Wirbelmedium in den Wirbelschichttrockner (5) geleitet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß d?s die Gasturbinenanlage (17) verlassende Abgas durch den Gegendruck der Gasturbinenanlage (17) auf die Wirbelschichttrocknung abgestimmt ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beim Kühlen während der Kohlenstaub-Druckvergasung entstehende Abwärme mittels eines Wärmeträgeröl-Kreislaufes (20) in einem Wärmetauscher (9) dem in die Vorschaltbrennkammer (5b) geleiteten Bodenanteil zugeführt wird.

4. Einrichtung zur Kohlenstauberzeugung, wobei in mindestens einer Reihe ein Wirbelschichttrockner einer Kohlenstaubmühle vorangestellt ist, dadurch gekennzeichnet, daß hinter der Kohlenstaubmühle (10) eine Abzweigung für den daraus entnehmbaren Kohlenstaub vorgesehen ist. die einerseits zu einer Behälterabfüllung und andererseits zu einer Kohlenstaub-Druckversorgungsanlage (15) führt, wobei aus der Kohlenstaub-Druckversorgungsanlage (15) Reingasieitungen (16) zu einer Gasturbinen-Anlage (17) und einer Vorschaltbrennkammer (5 b) am Wirbelschichttrockner (5) verlaufen und von der Gasturbinen-Anlage (17) eine Abgasleitung (19) zur Vorschaltbrennkammer (5b) verläuft, daß von der Kohlenstaub-Druckvergasungsanlage (15) eine Stickstoffleitung (21) zur Vorschaltbrennkammer (5b) führt., daß eine Brüdenleitung (8) für einen Teil des vom Wirbelschichttrockner (5) abgeschiedenen Brüden in die Vorschaltbrennkammer (5 b) führt, daß ein Wärmeträgeröl Kreislauf (20) zwischen den Kühlungsstellen der Kohlenstaub-Druckvergasungsanlage (15) und einesm Wärmetauscher (9) in der Brüdenleitung (8) verläuft und daß die Gasturbinen-Anlage (17) mit einem Generator (18) gekoppelt ist, der für die Eigenversorgung aer gesamten Kohlenstauberzeugung mit elektrischer Energie vorgesehen ist.