DD281237A5

DD281237A5 - Arrangement for drying hydrous solid fuels, in particular crude lignite

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Publication number: DD281237A5
Authority: DD
Publication date: 1990-08-01

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Trocknung wasserhaltiger fester Brennstoffe, insbesondere Rohbraunkohle fuer Dampfkessel. Dies wird erfindungsgemaesz dadurch erreicht, dasz die Trocknungskammer als druckaufgeladener Schuettungsschachttrockner (4) mit Membranrohrwaenden fuer indirekten Waermeaustausch ausgefuehrt ist, wobei in seinem Kopfteil eine Bruedenabfuehrung (21) mit darunter befindlichen Dampfduesen (15) sowie eine Filterwand (16) und an seinem Fuszteil ein Auflockerungssystem (17) angeordnet ist und die Bruedenabfuehrung (21) neben der Verbindung mit dem Verbrennungsluft- (6) und Speisewasservorwaermer (7) des Dampfkessels (10) mit einem Kohlefoerderer und -vorwaermer (1) gekoppelt ist. Fig. 2{Rohbraunkohle; Trocknung; Bruedendampf; Speisewasservorwaermung; Luftvorwaermung; Kohlevorwaermung; Schuettungsschachttrockner; Bruedenabfuehrung; Dampfduesenanordnung; Filterwand; Auflockerungssystem; Zellenradschleuse; Heizflaechenpaket}The invention relates to an arrangement for drying water-containing solid fuels, in particular raw lignite coal for steam boilers. This is achieved according to the invention in that the drying chamber is designed as a pressure-charged Schuettungsschachttrockner (4) with Membranrohrwaenden for indirect heat exchange, wherein in its head a Bruedenabfuehrung (21) with underlying Dampfduesen (15) and a filter wall (16) and at its Fuszteil a Loosening system (17) is arranged and the Bredenabfuehrung (21) in addition to the connection with the combustion air (6) and feedwater pre-heater (7) of the steam boiler (10) with a coal conveyor and preheater (1) is coupled. Fig. 2 {raw lignite; drying; Flash steam; feedwater; air preheating; coal preheating; Schuettungsschachttrockner; Bruedenabfuehrung; Dampfduesenanordnung; Filter wall; Loosening system; rotary valve; Heizflaechenpaket}

Description

Hierzu 2 Seiten ZeichnungenFor this 2 pages drawings

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Trocknung wasserhaltiger fester Brennstoffe, insbesondere Rohbraunkohle für einen Dampfkessel.The invention relates to an arrangement for drying hydrous solid fuels, in particular raw lignite coal for a steam boiler.

Characteristic of the known state of the art

Zu r vollständigen Rückgewinnung der zur Trocknung feuchter Rohkohlen aufzubringenden Energie vornehmlich durch Nutzung der Brüdenkondensationswärme ist die Verfahrensstufenkombination von Dampf-Wirbelschicht-Trocknung, elektrischer Brüdenentstaubung und Brüdenrückverdichtung mit elektrischem Antrieb bekannt (DD 141344, DD 142086, Prospekt des 'fE/ZRE IM/339 LG 28/157/83 „Trocknung mit vollständiger Wärmerückgewinnung").For complete recovery of the energy to be dried for drying moist coals, primarily by utilizing the vapor condensation heat, the process stage combination of steam fluidized bed drying, electric vapor dedusting and vapor recompression with electric drive is known (DD 141344, DD 142086, prospectus of 'fE / ZRE IM / 339 LG 28/157/83 "Drying with complete heat recovery").

Zum Stand der Technik gehören weiterhin auch Vorschläge zur Kopplung der Dampfwirbelschicht- und anderer Trockner mit Abdampfturbinen (WP 334082), mit Wärmetauschern zur Erzeugung von Niederdruckdampf, der zur Leistungssteigerung der Hauptturbine zurückgeführt wird oder auch zur Kopplung an Kreisprozesse mit organischem Wäremträgermedium - ORC -. Bekannt sind auch Lösungen zur Kohleteilstromtrocknung für Kondensationskraftwerksblöcke, bei der die Einbindung der Brüdenwärme aufgrund des relativ geringen Temperaturniveaus von etwa 95°C ins Maschinenkondensat erfolgt (Projekt der Trockenstauberzeugung im Kraftwerk Hagenwerder) oder auch Lösungen einer kombinierten Trocknung mit Rauchgasen als Wirbaimedium (Absenkung des Wasserdampfpartialdruckes) und dampfbeheizten Tauchheizflächen, wobei wieder ganz auf die Brüdenwärmenutzung verzichtet wird.The prior art also includes proposals for coupling the Dampfwirbelschicht- and other dryers with exhaust turbines (WP 334082), with heat exchangers for generating low pressure steam, which is attributed to increase the performance of the main turbine or for coupling to cycles with organic heat transfer medium - ORC -. Also known are solutions for Kohleteilstromtrocknung for Kondensationskraftwerksblöcke, in which the integration of the Brüdenwärme due to the relatively low temperature level of about 95 ° C in machine condensate takes place (project of Trockenstauberzeugung in power plant Hagenwerder) or solutions of a combined drying with flue gases as Wirbaimedium (lowering the Wasserdampfpartialdruckes ) and steam-heated Tauchheizflächen, again completely dispensed with the Brüdenwärmenutzung.

Mit Aui nähme der Brüdenrückverdichtung sind alle anderen Verfahrensvorschläge mit dem Mangel des Verlustes oder einer nur teilweisen Nutzung der Brüdenwärme und insbesondere der Brüdenkondensationswärme behaftet, wenn von dem trivialen Fall der Brüdenwärmen jtzung für die Wärmeversorgung Dritter abgesehen wird.With the exception of vapor recompression, all other process proposals are subject to the lack of loss or only partial use of the heat of the vapor and, in particular, the heat of vapor condensation, if the trivial case of vapor heating for heat supply by third parties is disregarded.

Die Brüdenrückverdichtung selbst besitzt als erheblichen Nachteil die mit der Verdichtung einhergehende (und für den Trocknungsprozeß zucJem unerwünschte) Brüdenübe.-hitzung und den damit erforderlichen hohen Leistungsbedarf für den Verdichterantrieb sowie den damit verbundenen höht η apparatetechnischen Aufwand für Entstaubung und Verdichtung der in Dampfwirbelschichten gewonnenen Brüden. Ein weitarer Nachteil insbesondere im Zusammenhang mit der erforderlichen Steigerung der Trocknerleistung ist die beim Dampfwirbelschicht-Prinzip erfolgende Rohkohlevorwärmung im Trocknungsapparat selbst.The Brüdenrückverdichtung itself has as a significant drawback associated with the compaction (and undesirable for the drying process zucJem undesirable) Brüdenübe.-heating and the high power required for the compressor drive and the associated increased η apparatus technical effort for dedusting and compression of vapors obtained in steam fluidized beds , A further disadvantage, in particular in connection with the required increase in dryer performance, is the raw coal preheating in the drying apparatus itself, which takes place during the steam-fluidized-bed principle.

Im WP 232338 und WP 260979 wurde die Vorwärmung der Rohkohle zumindest teilweise aus dem Trockner herausgenommen und zur Steigerung der Trocknungsleistung ausgenutzt. Ein der nachfolgenden Erfindung naheliegendes Prinzip ist auch aus DE-PS 3039012 bekannt; hier werden organische Feststoffe, z. B. auch Braunkohlen, unter Verwendung von Wasserdampf in einem Autoklaven bei überatmosphärischem Druck m'.t einer Vorstufe zum Erwärmen des Gutes getrocknet. Nach DD-PS 221 257 wird ein nahezu luftfreier Brüden am Röhrentrockner erzougi, indem eine Zuführung von überhitztem Dampf in der Form überhitzten Brüdens mit annähernd Luftdruck anstelle von Luft zu den Trocknerrohren erfolgt. Die Anordnung zur Ausübung dieses Verfahrens basiert jedoch ebenfalls auf der Rückverdichtung c"es zuvor entstaubten Brüdens und ist deshalb apparatetechnisch sehr aufwendig, wenn auch hier auf eine Einspritzung nach polytror er Brüdenverdichtung verzichte' und dieser Brüden im überhitzten Zustand als Sekundär-Frischdampf einem weiteren Kohlevortrockner oder -nachtrockner zugeführt wird.In WP 232338 and WP 260979, the preheating of the raw coal was at least partially taken out of the dryer and used to increase the drying performance. One of the following invention obvious principle is also known from DE-PS 3039012; Here are organic solids, eg. As well as brown coal, dried using steam in an autoclave at superatmospheric pressure m'.t a precursor for heating the goods. According to DD-PS 221 257 a nearly air-free vapors on the tube dryer erzougi by a supply of superheated steam in the form of superheated vapor takes place with approximately air pressure instead of air to the dryer tubes. However, the arrangement for the practice of this method is also based on the recompression c "previously dedusted vapor and is therefore technically very complex apparatus, although here on an injection polytror he renounce vapor compaction 'and these vapors in the superheated state as a secondary live steam another coal pre-dryer or -night dryer is supplied.

Aim of the invention

Ziel der Erfindung ist es, den Energieinhalt des Brüdens vollständig zu nutzen, der bei einer in den Kraftwerksprozeß integrierten Kohletrocknung entsteht.The aim of the invention is to fully exploit the energy content of the vapor, which is produced in a coal drying integrated into the power plant process.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zu entwickeln, die eine Vollstrom-Rohkohletrocknung für „reino" Kondensationskraftwerke gewährleistet, dabei die Brüdenkondensationswärme vollständig ausnutzt und weder eine Brüdenrückverdichtuny noch eine separate elektrische Brüdenentstaubung als aufwendige Baugruppen beinhaltet. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Trocknungskammer als druckaufgeladener Schüttungsschachttrockner mit Membranrohrwänden für einen indirekten Wärmeaustausch ausgeführt ist, wobei in seinem Kopfteil eine Brüdenabführung mit einem darunter befindlichen Düsensystem sowie eine Filterwand und an seinem Fußteil ein Auflockerungssystem angeordnet ist und die Brüdenabführung neben der Verbindung mit dem Speisewasser- und Luftvorwärmer des Dampfkessels mit einem Kohleförderer und -vorwärmer gekoppelt ist.The invention has for its object to develop an arrangement that ensures a full-stream raw coal drying for "reino" condensation power plants, thereby fully exploits the Brüdenkondensationswärme and includes neither a Brüdenrückverdichtuny still a separate electrical vapor removal as complex assemblies the drying chamber is designed as a pressure-loaded bed shaft dryer with membrane tube walls for indirect heat exchange, in its head a Brüdenabführung with an underlying nozzle system and a filter wall and at its base a loosening system is arranged and the Brüdenabführung in addition to the connection with the feedwater and air preheater of the boiler coupled with a coal conveyor and preheater.

Die feuchte Rohkohle wird in einem mit Membranrohrwänden als Heizflächen versehenen und mit Anzapfdampf als Heizdampf von der Hauptturbine versorgten Schüttungsschacht getrocknet und der dabei entstehende Brüden beim Austritt in den Brüdenkanal - also beim Verlassen des Trockners- mittels dampfabreinigbarer Filterwand entstaubt, da die Staubbeladung der Brüden im Trocknerkopf z. B. im Vergleich zur Danpf-Wirbelschicht wesentlich geringer ist.The moist raw coal is dried in a provided with membrane tube walls as heating surfaces and supplied with tap steam as heating steam from the main turbine shaft and deducted the resulting vapors at the outlet to the vapor channel - ie leaving the dryer by means of steam-cleanable filter wall, since the dust loading of the vapors in Dryer head z. B. compared to the Danpf fluidized bed is much lower.

Durch periodische Beaufschlagung dieser Filterwand mit Dampf entgegen der Brüdenströmungsrichtung wird diese abgereinigt.By periodic loading of this filter wall with steam against the direction of the vapor flow direction, this is cleaned.

Erfindungsgemäß wird weiter der Druck im Trockner bis zu vier bar über Atmosphärendruck angehoben und die Rohkohlevorwärmung von dor eigentlichen Trocknung räumlich/apparatetechnisch getrennt und dafür bereits ein Teil der verfügbaren Brüdenkondensationswärme eingesetzt. Ein zweiter Teil der verfügbaren Kondensationswärme wird erfindungsgemäß eingesetzt für die Vorwärmung der Verbrennungsluft in einer mit der Drucktrocknung zusammenhängenden Weise, die wesentlich über den Ersatz des bisherigen Kaloriferenbetriebes hinausreicht. Nur die restliche noch verbleibende Brüdenkondensationswärme dient bei ebenfalls verbessertem Temperaturniveau (bis 15O⁰C, der Vorwärmung von Speisewasser (Ersatz eines Hochdruckvorwärmers durch einen Vorwärmer mit Brüdenkondensation) und zur Teilstromvorwärmung von Hauptmaschinenkondensat, so daß die regenerative und zumeist optimal gestaltete Speisewasservorwärmung nicht nennenswert negativ beeinflußt wird.According to the invention, the pressure in the dryer is further increased up to four bar above atmospheric pressure and the raw coal preheating of dor actual drying spatially / technically separated and for this already a part of the available Brüdenkondensationswärme used. A second part of the available heat of condensation is used according to the invention for the preheating of the combustion air in a manner associated with the pressure drying manner, which extends substantially beyond the replacement of the previous Kaloriferenbetriebes. Only the remaining remaining Brüdenkondensationswärme used at also improved temperature level (up to 15O ⁰ C, the preheating of feed water (replacement of a Hochdruckvorwärmers by a preheater with vapor condensation) and Teilstromvorwärmung of Hauptmaschinenkondensat so that the regenerative and mostly optimally designed feedwater does not affect significantly negatively becomes.

AusführungsbaispielAusführungsbaispiel

Nachstehend soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Dabei zeigt:The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment. Showing:

Fig. 1: die Wärmeschaltung eines Kondensationskrahwerksblockes mit integrierter Kohlevollstromtrocknung Fig.2: den Prinzipaufbau des druckaufgeladenen Kohletrockners.Fig. 1: the thermal circuit of a Kondensationskrahwerksblockes with integrated Kohlvollstromtrocknung Figure 2: the basic structure of the pressure-charged coal dryer.

Der Kohleförderer und -vorwärmer 1 ist über die Schurre 2 und die druckfeste Zellenradschleuse 3 mit dem Schüttungsschachttrockner 4 verbunden (Fig. 1). Der Schüttungsschachttrockner 4 ist mit einem Heizflächenpaket 5 ausgestattet. Der Brüden aus dem Schüttungsschachttrockner 4 wird in den Kohleförderer- und -vorwärmer 1, in den Luftvorwärmer 6 und in den Speisewasservorwärmer 7 geleitet. Die Trockenkohle gelangt über die druckfeste Zellenradschleuse 8, das Fördersystem 9 in den Dampfkessel 10. Der Kohleförderer und-vorwärmer 1, der Luftvorwärmer 6 und der Speisewasservorwärmer 7 sind über die Sammelleitung 11 mit dem Entspanner 12 und dem Wasser-Wasser-Wärmetauscher 13 verbunden. Der Entspanner 12 ist mit dem dampfkondensierenden Kondensator 14 und mit dem Brüdenkondensat kühlenden Wärmetauscher 13 gekoppelt. Im Schüttungsschachttrockner 4 sind die Dampfdüsen 15 zur bedarfsweisen Abreinigung der Gewebefilterwände 16, die Brüdenabführung 21 und das Auflockerungssystem 17 angeordnet.The coal conveyor and preheater 1 is connected via the chute 2 and the flameproof rotary valve 3 with the bed shaft dryer 4 (Fig. 1). The bulkhead dryer 4 is equipped with a Heizflächenpaket 5. The vapor from the hopper drier 4 is fed into the coal conveyor and preheater 1, the air preheater 6 and the feedwater preheater 7. The dry coal passes through the pressure-resistant rotary feeder 8, the conveyor system 9 in the boiler 10. The coal conveyor and preheater 1, the air preheater 6 and the feedwater heater 7 are connected via the manifold 11 with the expander 12 and the water-water heat exchanger 13. The expander 12 is coupled to the steam condensing condenser 14 and to the heat exchanger 13 which cools the vapor condensate. In the hopper drier 4, the steam nozzles 15 for the need-based cleaning of the fabric filter walls 16, the vapor discharge 21 and the loosening system 17 are arranged.

Bezug genommen wird im Beispiel auf die Trocknung von Rohbraunkohle - als Rohfeinkohle vorliegend - mit Wassergehalten zwischen 50 und 60%.Reference is made in the example to the drying of crude lignite - present as a raw carbon - with water contents between 50 and 60%.

Im kombinierten Kohleförderer und -vorwärmer 1 erfolgt die Vorwärmung der Rohfeinkohle soweit, daß gerade noch kein Kohlewasser verdampft. Hier wird die Rohfeinkohle als Wärmesenke genutzt, um einen Teil des an dor Gewebefilterwand 16 entstaubten Brüdens zu kondensieren und eine erste etwa 15- bis 18%ige Rückgewinnung der Verdampfungswärme zu garantieren.In the combined coal conveyor and preheater 1, the preheating of the raw fine coal takes place so far that just no coal water evaporates. Here, the raw fine coal is used as a heat sink to condense a portion of the dedusted on dor fabric filter wall 16 vapor and to guarantee a first about 15- to 18% recovery of the heat of vaporization.

Über eine druckfeste Zellenradschleuse 3 wird die vorgewärmte Rohfeinkohle in den Schüttungsschachttrockner 4 aufgegeben. Von dem zahlreiche Teilschüttschächte bildenden Heizflächenpaket 5 wird die Verdampfungsenergie vom kondensierenden Heizdampf 19 indirekt an die KohleschüUung übertragen. Die Heizdampfversorgung erfolgt durch die Kondensationsturbine 18. Infolge der kontinuierlichen Energiezufuhr und der über der gesamten Länge der Schüttung erfolgenden Kohlewasserverdampfung ist die Schüttung in ständiger Bewegung.About a flameproof rotary valve 3, the preheated crude coal is fed into the bed shaft dryer 4. Of the numerous Teilschüttschächte forming Heizflächenpaket 5, the evaporation energy from the condensing Heizdampf 19 is transferred indirectly to the KohleschüUung. The heating steam supply takes place through the condensation turbine 18. As a result of the continuous supply of energy and over the entire length of the bed taking place coal water evaporation, the bed is in constant motion.

Über die am Fuß des Schüttungsschachttrockners 4 befindlichen und ebenfalls druckfesten Zellenradschleusen 8 fließt die Trockenkohle in das Fördersystem 9, das eine Direkteinspeisung in den Dampfkessel 10 mit Wirbelschichtfeuerung bzw. nach einer Aufmahlung zu Trockenkohlenstaub auch zu Dampfkesseln 10 mit Staubfeuerung ermöglicht. Die Verbrennungsluft zur Trockenkohleverbrennung wird durch einen zweiten Teilstrom kondensierenden Brüdens im Luftvorwärmer 6 vorgewärmt, so daß bis hierher eine 40- bis 50%ige Rückgewinnung der im Schüttungsschachtirockner 4 aufgebrachten Trocknungsenergie gewissermaßen phasenverschoben erreicht wird. Der noch verbleibende restliche dritte Brüdenteilstrom 20 kondensiert in einem Speisewasservorwärmer 7.About the at the foot of the bulkhead dryer 4 located and also pressure-resistant rotary valves 8, the dry coal flows into the conveyor system 9, which allows direct injection into the boiler 10 with fluidized bed combustion or after grinding to dry coal dust and steam boilers 10 with dust. The combustion air for Trockenkohleverbrennung is preheated by a second partial flow of condensing vapor in the air preheater 6, so that up to here, a 40- to 50% recovery of the applied Schüttungsschachtirockner 4 drying energy is achieved in a manner out of phase. The remaining third third part of the stream 20 condenses in a feedwater pre-heater. 7

The vapor condensate formed in the coal conveyor and preheater 1, 6 air and feed water heater 7 are on the Manured 11, relaxed in the expander 12 to atmospheric pressure and subsequently for preheating a Partial flow main engine condensate in the heat exchanger 13 exploited. The vapor of vapor condensate formed in the expansion is also in the condenser 14 for further preheating

des schon durch den Wärmetauscher 13 geführten Maschinenkondensatteilstromes herangezogen. Somit ist eine praktischvollständige Nutzung der insgesamt aufgewandten Trocknungsenergie auch an Kondensatkraftwerksblöcken gewährleistet,ohne eine Brüdenverdichtung vorgenommen zu haben und ohne Wirbeldampf wie bei der Dampfwirbelschichttrocknung imused already passed through the heat exchanger 13 machine condensate partial stream. Thus, a virtually complete use of the total spent drying energy is also guaranteed at condensate power plant blocks, without having made a vapor compression and without vortex vapor as in the steam fluidized bed drying in

To lead a cycle. By means of steam from a nozzle system 15, the fabric filter 16 is periodically and counter to the direction of vapor flow

abgereinigt, wobei der Energieinhalt des Reinigungsdampfes wie der des Brüdens genutzt wird.cleaned, the energy content of the cleaning steam is used as the vapor.

A loosening system 17 at the dryer bottom, also steam-operated, acts in case of need the bed solidification,

der Brückenbildung und der Brüdenkanalbildung in den einzelnen Schüttungsteilen zwischen den Membranrohrwändenentgegen.the bridge formation and the Brüdenkanalbildung in the individual bed parts between the membrane tube walls against.

Claims

Anoro ungrue rocky hydrous solid fuels, in particular crude lignite, in an indirectly heated drying vessel whose vapors serve for feedwater and air preheating of the steam boiler of a condensing power plant unit, characterized in that the drying chamber as a pressure-charged bed shaft dryer (4) with membrane pipe walls for indirect heat exchange is executed, wherein in its headboard a Brüdenabführung (21) with an underlying nozzle system (15) and a filter wall (16) and at its foot a loosening system (17) is arranged and the vapor discharge (21) in addition to the connection with the feed water (7) and air preheater (6) of the steam boiler (10) with a coal conveyor and preheater (1) is coupled.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the coal conveyor and preheater (1) via a chute (2) with a in the head part of the bed shaft dryer (4) arranged pressure-resistant rotary valve (8) is connected.

3. Arrangement according to claim 1, characterized in that in the foot part of the bulkhead drier (4) arranged pressure-resistant rotary valve (8) is connected to the fluidized bed of the boiler (10) or with a dry coal grinding dust-fired boiler.