DD295183A5 - METHOD AND DEVICE FOR PREPARING AND ENERGETICALLY USING SALTS CARBON - Google Patents

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DD295183A5
DD295183A5 DD34160090A DD34160090A DD295183A5 DD 295183 A5 DD295183 A5 DD 295183A5 DD 34160090 A DD34160090 A DD 34160090A DD 34160090 A DD34160090 A DD 34160090A DD 295183 A5 DD295183 A5 DD 295183A5
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Bernd Kroedel
Siegfried Paul
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Vereinigte Kraftwerks-Ag,Ing.-Untern. F. Kraftwerks-, Energie- U. Umwelttechnik,De
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur technologischen Kopplung von Prozessstufen der Salzkohleaufbereitung mit Prozessstufen deren energetischen Nutzung. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu entwickeln, bei dem die Prozessstufen von Salzkohlen verfahrenstechnisch und energetisch so gekoppelt werden, dass sich mit der energetischen Nutzbarkeit dieses bisher verbrennungstechnisch nicht beherrschten Primärenenergieträgers gleichzeitig ein maximaler Energieumwandlungswirkungsgrad und ökonomische Effizienz ergeben. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass unmittelbar nach der Schwerkraft-Abtrennung der Feststoffe wie Kokse und Aschen aus dem Feststoff-Gasgemisch dieselben in Schüttschichten gesammelt und durch in diesen Schüttschichten befindlichen Heizflächen gekühlt werden und die jeweils in der Schüttung abgeführten Wärme für die Trocknung der Rohkohle und für die Überhitzung des aus der Trocknung stammenden Brüdens eingesetzt wird, wobei der überhitzte Brüden eine Brüdenkondensationsturbine antreibt, das von der Salzlast befreite Gasgemisch in einer Gasturbinenanlage eingesetzt wird und die aus der Salzkohlenaufbereitung gewonnenen salzfreien Kokse in einer Zusatzfeuerung eines Abhitzekessels verbrannt werden, wobei der Abhitzekessel gleichzeitig die Abhitze der Gasturbinenanlage weiter abbaut und Dampf erzeugt, welcher eine Dampfturbine zur Stromerzeugung antreibt und dass zum Ausgleich der mit Salzfracht abgezogenen Feststoffe Asche aus der koksbetriebenen Zusatzfeuerung und zur Wasserversorgung des Koppelprozesses aufbereitetes Brüdenkondensat eingesetzt werden. Zur Realisierung werden zu einem bekannten Salzabtriebsreaktor parallel ein Kokskühler und ein Rohkohletrockner und zu einem bekannten Entsalzungsreaktor parallel ein Feststoffrezirkulatkühler aufgestellt, so dass sich stofflich und energetisch eine überraschend vorteilhafte Kopplung ergibt. Die Oberteile des Koks- und Feststoffkühlers sind jeweils in den Brenngastrakt eingebunden, gewährleisten die Schwerkrafttrennung der festen Komponenten aus dem Brenngas und gehen stetig in einen darunter befindlichen Schüttungsschaft über, in dem die Kokse bzw. rezirkulierten Feststoffe nach jeweiliger Abtrennung in einer Schüttung gesammelt und gekühlt werden. Fig.{Salzkohle; Aufbereitung; Kohletrocknung; Schwerkraftabscheidung; Brüdennutzung; Koppelprozeß; Gas-Dampf-Kombiprozeß; Salzbetrieb, thermisch; Feststoffzirkulation; Alkalidampfkondensation; Brüdenentstaubung}The invention relates to a method and an arrangement for the technological coupling of process stages of the salt coal processing with process stages whose energetic use. The invention has for its object to develop a method in which the process stages of coals are technically and energetically coupled so that at the same time give maximum energy conversion efficiency and economic efficiency with the energetic usability of this hitherto not dominated combustion energy primary energy carrier. This is inventively achieved in that immediately after the gravity separation of solids such as cokes and ashes from the solid-gas mixture collected in bulk layers and cooled by located in these layers bulk heating surfaces and each discharged in the bed heat for the drying of the raw coal and is used for overheating of the originating from the drying vapor, wherein the superheated vapor drives a vapor condenser, the salt-liberated gas mixture is used in a gas turbine plant and the saline-free cokes recovered from the Salzkohlenaufbereitung are burned in an additional firing of a waste heat boiler, wherein the Waste heat boiler at the same time further degrades the waste heat of the gas turbine plant and generates steam, which drives a steam turbine to generate electricity and that to compensate for the withdrawn with salt cargo solids ash from the coke-fired Zusatzfeue tion and used for water supply of the coupling process recycled vapor condensate. To realize a coke cooler and a raw coal dryer and a known desalting parallel to a known Salzabtriebsreaktor a solid recirculating cooler are set up so that materially and energetically results in a surprisingly advantageous coupling. The tops of the coke and solid cooler are each incorporated into the fuel gas tract, ensure the gravity separation of the solid components from the fuel gas and go steadily into an underlying bottom shaft, in which the cokes or recirculated solids collected after each separation in a bed and cooled become. Fig. {Salt coal; Processing; Coal drying; Gravity separation; Brüdennutzung; Coupling process; Gas-steam combined cycle; Salt operation, thermal; Solids circulation; Alkali vapor condensation; vapor dedusting}

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungFor this 1 page drawing

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und die zugehörige Vorrichtung zur Aufbereitung und energetischen Nutzung von Salzkohlen in einem energiewirtschaftlich relevanten Maßstab.The invention relates to a method and the associated apparatus for the treatment and energetic use of salt coals on a scale relevant to energy economics.

Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art

Die Verbrennung von Salzkohlen in Dampferzeugern versucht man bei einer Brennkammertemperatur von 700 bis 1600CC, je nach Feuerungsart, zu realisieren. Bei der Verbrennung werden die Alkalien überwiegend flüchtig und strömen dampfförmig im Verbrennungsgas durch die Heizflächen des Dampferzeugers. Berühren die Verbrennungsgase die kalten Heizflächen, kommt es zur Kondensation der Alkalien, so daß Beläge entstehen, die die Wärmeübertragung behindern. Weiterhin beeinflußt der Alkaligehalt salzhaltiger Kohlen wesentlich deren Ascheschmelzverfahren und führt zu Teilschmelzen schon ab Temperaturen von 600eC.The combustion of salt coals in steam generators is attempted at a combustion chamber temperature of 700 to 1600 C C, depending on the Feuerungsart realize. During combustion, the alkalis become predominantly volatile and flow in vapor form in the combustion gas through the heating surfaces of the steam generator. Touch the combustion gases, the cold heating surfaces, it comes to the condensation of alkalis, so that deposits arise that hinder the heat transfer. Furthermore, the alkali content of saline coals substantially affects their ash melting process and leads to partial melting already from temperatures of 600 e C.

Die klebrigen Ascheteilchen bilden Ansätze an den Rohren der Konvektionsheizflächen. Durch weiteres Ansetzen von Feststoffen, wie Asche und Flugkoks, wächst auf die Weise relativ schnell dor freie Verbrennungsquerschnitt zu, der Dampferzeuger muß gereinigt oder außer Betrieb genommen werden.The sticky ash particles form bumps on the tubes of the convection heating surfaces. By further application of solids, such as ash and coke, grows on the way relatively quickly dor free combustion cross-section, the steam generator must be cleaned or taken out of service.

Das Versetzen des freien Verbrennungsgasquerschnittes durch Feststoffansatz wird nach den bisher bekannten Verfahren undThe displacement of the free combustion gas cross-section by solid batch is according to the previously known methods and Vorrichtungen dadurch verhindert, daß die betroffenen Heizflächen mittels Wasser· und Dampfbläser mach' nlsch gereinigtDevices prevented by the fact that the affected heating surfaces by means of water and steam blower mach 'nlsch cleaned

werden. Durch Rückführung von kalten Verbrennuogsgasan in die Brennkammer senkt man die Brennkammertemperatur auf800 bis 90O0C ab.become. By returning cold Verbrennuogsgasan in the combustion chamber is lowered, the combustion chamber temperature to 800 to 90O 0 C.

Erreicht werden soll damit die Senkung des Anteils der Salzdämpfe im Verbrennungegas. Trotzdem entstehen in diesemThe aim is to reduce the proportion of salt vapors in the combustion gas. Nevertheless arise in this Temperaturbereich Teilschmelzen der Asche, die zu Ansätzen in den Konvektionsheizflächen führen.Temperature range Partial melting of the ash, which leads to beginnings in the Konvektionsheizflächen. Mit hchem mechanischem Reinigungsaufwand wird dieses Verfahren für Kohlen mit einem niedrigen Salzgehalt (Na2O-8%) inWith hchem mechanical cleaning this process is used for low salinity coals (Na 2 O-8%) in

der Asche angewandt. Für Salzkohlen mit einem Na?O-Gehalt von 8...26% in der Asche ist das oben beschriebene Verfahrenungeeignet. In Versuchsanlagen zur zirkulierenden Wirbelschichtfeuerung kann die Brennkammertemperatur bis 7000Cabgesenkt werden, auch hier entstehen Salzablagerungen in Anlagenteilen, bzw. im Bettmaterial tritt Agglomeration auf, waszur Einschränkung der Wirbelfähigkeit bis hin zum Einfrieren des Bettes führen kann. Ursache hierfür sind die bis ca. 6000Cmöglichen Teilschmelzen von Aschen salzhaltiger Kohlen. Eine weitere Absenkung der Brennkammertemperatur bis auf 600°Cist nicht sinnvoll, da der CO-Gehart der Verbrennungsgase unzulässig hoch und die Verfeuerung von stark wasserhaltiger Kohlefraglich wird. Weiterhin sind die Optimalbedingungen für die Rauchgasentschwefelung bei 8500C nicht gegeben.applied to the ashes. For salt coals with an Na? O content of 8 to 26% in the ash, the above-described process is unsuitable. In test facilities for circulating fluidized bed combustion, the combustion chamber temperature can be lowered to 700 0 Cab, also here salt deposits in plant parts, or in bed material agglomeration occurs, which can lead to the restriction of vortex capability to the freezing of the bed. This is due to the up to 600 0 Cmöglichen part melting ashes salty coals. A further reduction of the combustion chamber temperature up to 600 ° C is not useful, since the CO content of the combustion gases is inadmissibly high and the burning of highly water-containing coal is questionable. Furthermore, the optimum conditions for flue gas desulfurization at 850 0 C are not given.

Die DE-PS 581,55 stellt ein Verfahren und die zugehörige Vorrichtung zur Verbrennung von Salzkohle vor, bei dem zwischenDE-PS 581.55 presents a method and the associated apparatus for the combustion of salt coal, in which between Dampferzeuger und Mahlanlage &in Entgasungsschacht angeordnet ist, in welchem die gemahlene Kohle durchSteam generator and grinding plant & is arranged in degassing shaft, in which the ground coal through Teilverbrennung eines Trägergases entgast wird. Als Trägergas wird das bei der Entgasung anfallende Entgasungsgas genutzt.Partial combustion of a carrier gas is degassed. The carrier gas used is the degassing gas obtained during degassing. Für die Entgasung wird der Temperaturbereich 800-10000C vorgeschlagen, wobei ein Abtrieb der Alkalien aus der SalzkohleFor degassing the temperature range 800-1000 0 C is proposed, with an output of the alkalis from the salt

erreicht werden soll. Nach dem Entgasungsschacht wird der Koks aus dem Koks-Gas-Gemisch abgetrennt und direkt alsshould be achieved. After the degassing shaft, the coke is separated from the coke-gas mixture and directly as

Brennstoff in den Dampfkessel geführt. Aus dem Gas sollen die Alkalien durch Kondensation in einem Wärmetauscher, der alsFuel passed into the boiler. From the gas to the alkalis by condensation in a heat exchanger, as Sonderkonstruktion zur Alkalienreinigung ausgelegt ist, abgeschieden werden. Danach wird das Gas entweder dem Kessel oderSpecial design designed for alkaline cleaning, to be deposited. After that, the gas is either the boiler or

dem Entgasungsschacht zur Verbrennung zugeführt. Durch diesen Abtrieb der Alkalien im Entgasungsschacht mitnachfolgender Alkalienabtrennung aus dem Entgasungsgas soll der Salzkohleeinsatz mit Koks als Brennstoff in einemfed to the degassing shaft for combustion. By this output of the alkalis in the degassing shaft with subsequent separation of alkali from the degassing the salt coal use with coke as fuel in a

Dampfkessel erreicht werden. Die Nachteile dieser Lösung sind der begrenzte Abtrieb der Alkalien, schätzungsweise 60...70%Steam boiler can be achieved. The disadvantages of this solution are the limited downforce of the alkalis, estimated at 60 ... 70%

der Gesamtsalzlast, in einem Entgasungstemparaturbereich von 800-1000°C. Der begrenzte Abtrieb der Alkalien läßt beihöheren Alkaligehalten der Asche auch im Kessel Probleme durch Salzansätze an de.i Heizflächen erwarten, wenn 30...40% derthe total salt load, in a degassing temperature range of 800-1000 ° C. The limited alkalinity of the alkalis also causes problems in the boiler due to salt deposits on the heating surfaces when the alkali content of the ash is higher than 30-40%

Alkalienlast im Koks verbleiben.Alkali load remain in the coke. Ferner sind verfahrenstechnische Begrenzungen hinsichtlich Wärme- und Stoffbilanz für den Entgasungsschacht zu erwarten.Furthermore, procedural limitations with respect to heat and material balance for the degassing shaft can be expected. Zur Deckung des Wärmebedarfs im Entgasungsschacht ist das prozeßeigene Entgasungsgas nicht ausreichend, vor allem, wennTo cover the heat demand in the degassing shaft, the process gas is not sufficient, especially if

die Salzkohle als Rohkohle eingesetzt werden soll. Es ist anzunehmen, daß damit die notwendigen Prozeßtemperaturen imthe salt is to be used as raw coal. It is to be assumed that with it the necessary process temperatures in the

Entgasungsschacht für einen ausreichenden Alkaliabetrieb nicht erreicht werden.Degassing shaft for a sufficient Alkalalkabetrieb not be achieved. Die Abscheidung der Alkalien aus dem Gas seil durch Abkühlung in wechselweise betriebenen Wärmetauschern geschehen.The separation of the alkalis from the gas rope done by cooling in alternately operated heat exchangers. Nach vorliegenden Kenntnissen kann eingeschätzt werden, daß dieses Prinzip technisch nicht realisierbar ist, weil es, wie an denAccording to available knowledge can be estimated that this principle is not technically feasible, because it, as to the Kesselheizflächen, ständig zu Verschmutzungen durch Salzabscheidung kommt. Aufgrund der genannten Nachteile wurdeBoiler heating surfaces, constantly polluted by salt separation. Because of the mentioned disadvantages was

dieser Lösungsvorschlag bisher noch, nicht technisch verwirklicht.this solution proposal so far, not technically realized.

In DD 41180 wird ein Kondensationr.verfahren einschließlich Vorrichtung für Salzdämpfe in Verbrennungsgasen beiDD 41180 teaches a condensation method including apparatus for salt vapors in combustion gases Verbrennung salzhaltiger Kohle in Dampferzeugern wie folgt beschrieben:Combustion of saline coal in steam generators is described as follows: Sand, Flugasche oder andere Feststoffe werden mit kalter Luft in den Verbrennungsgasstrom so eingeblasen, daß derSand, fly ash or other solids are blown with cold air into the combustion gas stream so that the Kondensationsbereich der Salzdämpfe erreicht wird, so daß die Alkalien an den Feststoffpartikeln kondensieren. DieCondensation of the salt vapors is achieved, so that the alkalis condense on the solid particles. The Realisierung dieses Verfahrens scheitert am offenen System des Feststoffeintrages und dessen fehlender Abtrennung aus ujmRealization of this process fails because of the open system of the solids input and its lack of separation from ujm Verbrennungsgas. Es sind große Feststoffmangen einzusetzen, dadurch wird das Verfahren unökonomisch. Durch die fehlendeCombustion gas. There are large Feststoffmangen use, thereby the process is uneconomical. By the missing Feststoffabtrennung nach der Alkalienkondensation führt die hohe Feststoffbeladung zu Erosionsproblemen, erhöhtemSolids separation after the alkali condensation leads the high solids loading to erosion problems, increased Energieverbrauch und infolge der Absenkung des Temperaturniveaus in den Rauchgasen zur Heizflächenvergrößerung. DasEnergy consumption and as a result of lowering the temperature level in the flue gases for Heizflächenvergrößerung. The Eintragen und Mischen des Feststoffes in den Verbrennungsgasstrom gemäß dieser Lösung ist als problematisch einzuschätzen.Adding and mixing the solid in the combustion gas stream according to this solution is considered to be problematic. Für die Brennkammer sind umfangreiche Reinigungsmaßnahmen für Salzablagerungen erforderlich. Da die Alkalien imFor the combustion chamber extensive cleaning measures for salt deposits are required. As the alkalis in the Rauchgasstrom bleiben, bleibt auch efn Teil der Probleme bis zum Kesselende erhalten.Flue gas flow remain, efn part of the problems until the end of the boiler is maintained. Eine in DD 254058 vorgeschlagene Lösung zur energetischen Nutzung von salzhaltiger Kohle beinhaltet den Alkalienabtrieb inA proposed in DD 254058 solution for the energetic use of salty coal includes the alkalis in

einem separaten Reaktor mit anschließendem Direkteintrag von Pyrolysegas und Koks in eine Brennkammer mit zirkulierendera separate reactor with subsequent direct entry of pyrolysis gas and coke into a combustion chamber with circulating

Wirbelschicht.Fluidized bed. In der Folge werden in einem Entsalzungsreaktor die Alkalien kondensiert. Die Nachteile dieser Erfindung liegenAs a result, the alkalis are condensed in a desalting reactor. The disadvantages of this invention are

- in der Absenkung des Temperaturniveaus für das Wärmeübertragungssystem des Dampferzeugers mit einer Heizflächenvergrößerung in der Folge;- in the lowering of the temperature level for the heat transfer system of the steam generator with a Heizflächenvergrößerung in consequence;

- dem Eintrag der gesamten Alkalienlast in den Dampferzeuger, Heizflächenverschmutzung durch Salzablagerung kann nicht ganz ausgeschlossen werden;- The entry of the entire alkali load in the steam generator, Heizflächenschmaubeln by salt deposition can not be completely ruled out;

- im Entsalzungsreaktor ist aufgrund der hohen Rauchgasmenge infolge abgeschlossener, vollkommener Verbrennung eine große Feststoffmenge für die Alkalienabtrennung erforderlich.- In the desalination reactor due to the high volume of flue gas as a result of complete, complete combustion, a large amount of solids for the separation of alkalis is required.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist die Verbesserung der energetischen und wirtschaftlichen Effizienz bekannter Verfahren zur Herstellung alkaliarmer Brennstoffe aus Salzkohlen.The aim of the invention is to improve the energetic and economic efficiency of known processes for producing low-alkali fuels from salted coals.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Dör Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Aufbereitung und energetischen Nutzung von Salzkohlen zu schaffen, wobei die Prozeßstufen der Aufbereitung nicht nur als Vorstufe der energetischen Nutzung dann alkaliarmer Brennstoffe, sondern mit Prozeßstufen der energetischen Nutzung so vorteilhaft miteinander verbunden bzw. integriert sind, daß sich mit der energetischen Nutzbarmachung von Salzkohlen gleichzeitig maximale Umwandlungswirkungsgrade und ökonomische Effizienz ergebenDör invention is the object of the invention to provide a method and apparatus for the treatment and energetic use of salt coals, the process stages of treatment not only as a preliminary stage of energetic use then low-alkali fuels, but with process stages of energy use so advantageous connected or integrated, that at the same time maximum conversion efficiency and economic efficiency arise with the energetic utilization of salt coals

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß This is inventively achieved in that

- der durch Schwerkraft vom alkalidampfhaltigen Gas getrennte und alkaliarme bzw. alkalifreie Koks In einem der Trennung unmittelbar nachfolgendem Schüttungsschacht gesammelt und durch Wärmeübertragung an eine Sattdampf erzeugende Heizfläche und eine Verbrennungsluft vorwärmende zweite Heizfläche, die sich beide innerhalb der Schuttungsschicht befinden, gekühlt und danach vollständig einem Abhitzedampfkessel mit Kokszusatzfeuerung verbrannt wird,- Separated by gravity from alkaline gas containing gas and alkali or alkali-free coke collected in a separation immediately following the bulkhead and by heat transfer to a saturated steam-generating heating surface and a combustion air preheating second heating surface, which are both within the Schuttungsschicht, cooled and then completely one Waste heat boiler is burned with coke additive firing,

- die salzreicho Rohkohle mit einer Körnung von 0 bis 6mm in einem Schüttungsschachttrockner mit integriertem Gewebefilter vorgetrocknet wird durch Wärmezufuhr aus Heizflächen, in denen der bei der Kokskühlung erzeugte Sattdampf wieder kondensiert und durch den Kondensat-Sattdampf-Kreislauf die sicherheitstechnisch notwendige Kokskühlung energetisch mit der technologisch erforderlichen Rohkohletrocknung verbindet,- The salt rich raw coal with a grain size of 0 to 6mm in a hopper dryer with integrated fabric filter is pre-dried by heat from heating surfaces in which the saturated steam generated in the coke cooling condenses again and the condensate saturated steam cycle the safety necessary coke cooling energetically with the technological necessary raw coal drying,

- die salzhaltige Trockenkohle in einem Salzabtriebsreaktor und dort innerhalb einer Wirbelschicht, für die die Verbrennungsluft gleichzeitig Wirbelmedium ist, teilweise verbrennt,- The salty dry coal in a salt driven reactor and there within a fluidized bed for which the combustion air is simultaneously fluidizing medium, partially burned,

- der durch Schwerkraft vom alkalldampffreien Gas getrennte und mit Alkalien beladene Feststoff in einem Schüttungsschacht gesammelt und durch Wärmeübertragung an den aus der Trocknungsstufe stammenden staubfreien Brüden über Schüttungs- und Wandheizflächen gekühlt und nachfolgend In einen Entsalzungsreaktor rezirkuliert, wobei allein ein Teilstrom ausgeschleust und durch Kalksteinmehl und Koksasche ersetzt wird, das zunächst eine teilweise Schwefeldioxid-Einbindung und im anschließend niedriger liegenden Temperaturbereich ebenfalls die gewünschte Salzdampf-Kondensation bzw. Sublimation gewährleistet,- The separated by gravity from the alkali vapor-free gas and laden with alkalis solid collected in a hopper and cooled by heat transfer to the coming from the drying stage dust-free vapors via bed and Wandheizflächen and subsequently recirculated to a desalination reactor, with only a partial flow discharged and by limestone powder and Coke ash is replaced, which initially also a partial sulfur dioxide integration and in the subsequently lower temperature range also ensures the desired salt vapor condensation or sublimation,

- das alkalldampfbefreite Brenngas einer Gasturbinenanlage zugeführt wird und das dort entstehende Abgas in dem Abhitzekessel mit Kokszusatzfeuerung seine fühlbare Wärme abgibt und die Asche der Kokszusatzfeuerung zusammen mit Kalksteinmehl den Feststoffergänzungsteil für den in den Entsalzungsreaktor gekoppelten Feststoffkreislauf darstellt,- The alumina vapor-freed fuel gas is supplied to a gas turbine plant and the resulting exhaust gas in the waste heat boiler with coke additional firing emits its sensible heat and the ash of the coke additional firing together with limestone flour the solid supplement for the coupled in the desalination reactor solids cycle,

- der aus dem Rohkohlet«ockner staubfrei bereitgestellte und bei der Feststoffkühlung überhitzte Brüden in einer Brüdenkondensationsturbine entspannt bzw. als ein Anzapfdampf abgegriffener Teil bei der Rohkohlevorwärmung kondensiert und der im Kondensat verbleibende restliche Energiegehalt zur Vorwärmung der Verbrennungsluft für die Zusatzfeuerung des Gasturbinenabhitzekessels genutzt wird,the vapors released from the raw coal carcass and superheated in the solid cooling in a vapor condenser turbine are condensed or consumed as a tapped steam in the preheating of the raw coal and the residual energy content remaining in the condensate is used to preheat the combustion air for the supplementary firing of the gas turbine waste heat boiler,

- ein Teil dee Brüdenkondensates nach chemischer Aufbereitung als Zusatzwasser für den Wasser-Dampf-Kreislauf eingesetzt wird, in den der Abhitzekessel Wärmeenergie einspeist zum Betreiben eines Dampfkraftprozesses.- Part of the vapor condensate after chemical treatment is used as make-up water for the water-steam cycle, in which the waste heat boiler feeds thermal energy for operating a steam power process.

Ausführungsbeispielembodiment

Anhand eines Ausführungsbeispiels soll nachstehend die Erfindung näher erläutert warden. Dabei zeigtReference to an exemplary embodiment, the invention will be explained in more detail below. It shows

Fig. 1: eine schematische Darstellung.Fig. 1: a schematic representation.

Die salzhaltige Rohkohle 1 mit einer Körnung kleiner/gleich 6mm gelangt über den brüdenkondensierenden Rohkohlevorwärmer 2 in den druckaufgeladenen Schüttungsschachttrockner 3 mit integrierter Brüdenentstaubung 4. Die salzhaltige Trockenkohle 5 mit einer Restfeuchte kleiner/gleich 10% wird in das Wirbelbett des Salzabtriebreaktors β aufgegoben, in dem eine Teilverbrennung, eine Entgasung sowie ein Salzabtrieb erfolgen. Das Alkaliendämpfo enthaltende Entgasungsgas 7 trägt unverbrannte Kokapartikel 8 aus dem Abtriebsreaktor β in das zyklonförmig gestaltete Oberteil des Kokskühlers 9 mit aus, in dem die Abtrennung des Kokses aus dem Gas, dessen Sammlung in einer Schüttungsschlcht und in dieser die Kokskühlung erfolgt. Bei der Kokskühlung entsteht innerhalb der in der Schüttungsschlcht befindlichen Heizflächen 10 Sattdampf 11, der seinerseits zur Trocknung der salzhaltigen Rohkohle 1 im Trockner 3 eingesetzt wird. Somit besteht über den Kondensat-Sattdampf-Kreislauf zwischen Kokskühler 9 und Rohkohletrockner 3 eine elastische energetische Kopplung. Die Endstufe der Kokskühlung ist als Vorwärmung 12 der Verbrennungsluft 13 für die Trockenkohle-Teilverbrennung fm Abtriebsreaktor β ausgeführt.The salted raw coal 1 with a grain size less than / equal to 6 mm passes through the Brüdenkondensierenden Rohkohlevorwärmer 2 in the pressure-charged hopper dryer 3 with integrated vapor dedusting 4. The saline dry coal 5 with a residual moisture less than / equal to 10% is charged in the fluidized bed of the salt output reactor β, in the a partial combustion, a degassing and a salt output. The degassing gas 7 containing alkali steam carries unburned cocaparticles 8 from the output reactor β into the cyclone-shaped upper part of the coke cooler 9, in which the separation of the coke from the gas, the collection of which takes place in a bed of charge and in this coke cooling. During the cooling of the coke, saturated steam 11, which in turn is used for drying the salt-containing raw coal 1 in the dryer 3, is produced within the heating surfaces 10 located in the bed of slag. Thus, there is an elastic energetic coupling via the condensate saturated steam circuit between coke cooler 9 and raw coal dryer 3. The final stage of Kokskühlung is performed as preheating 12 of the combustion air 13 for the dry coal partial combustion fm output reactor β.

Das zyklonförmig gestaltete Kokskühleroberteil ist mit dem Entsalzungsreaktor 14 verbunden, in dem das gerade vom Koks getrennte salzbeladene Gasgemisch unmittelbar nach dem Eintritt mit den alt Kondensationskörper dienenden Feststoffpartikeln vermischt wird. Parallel zum Entsalzungsreaktor 14 ist der Feststoffkühler 15 angeordnet, an dessen Oberteil eine Schwerkraftabscheidung der hier mit einer Salzschicht behafteten Feststoffpartikel aus dem In dem Entsalzungsreaktor 14 alkalidampfbefreiten Gasgemisch erfolgt, der Feststoff durch Wärmeübertragung an aus dem Rohkohletrockner 3 einströmenden Brüden ebenfalls In einer Schüttung und zusätzlich an Wandheizflächen gekühlt wird, um in diesem Zustand wieder in den Entsalzungsreaktor 14 zu rezirkulieren, wobei Feststoffanteile mit hoher Salzbeladung 18 abgegriffen und durch Koksasche 16 und Kalksteinmehl 17 ergänzt werden.The cyclone-shaped Kokkühleroberteil is connected to the desalting reactor 14, in which the salt-laden gas mixture just separated from the coke is mixed immediately after the entry with the old condensation body serving solid particles. Parallel to the desalting reactor 14, the solid-phase cooler 15 is arranged, at the upper part of which a gravitational separation of the solid particles containing a salt layer takes place from the gas mixture exhaled in the desalting reactor 14, the solid also being transferred in a bed and additionally to it by heat transfer to vapors flowing from the raw coal dryer 3 Wall heating is cooled to recirculate in this state again in the desalting reactor 14, wherein solid portions are tapped with high salt loading 18 and supplemented by coke ash 16 and limestone 17.

Der durch Feststoffkühlung entstehende überhitzte Brüden 19 treibt eine Brüdenkondensationsturbine 20, eine Anzapfbrüdenmenge 21 kondensiert Im Rohkohlevorwärmer 2, an den sich eine Brüdenkondensatkühlung durch Vorwärmung derjenigen Verbrennungsluft 22 anschließt, benötigt in der koksbetriebenen Zusatzfeuerung des Abhitzekessels 23. Durch eine Gasleitung 24 ist der Feststoff kühler 1 £ mit einer Gasturbinenanlage 25 verbunden, deren Abgase 26 dem Abhitzekessel mit Kokszusatzfeuerung 23 zugeführt werden.In the raw coal preheater 2, followed by a vapor condensate cooling by preheating the combustion air 22 required in the coke-fired additional firing of the waste heat boiler 23 through a gas line 24, the solid is cooler. 1 £ connected to a gas turbine plant 25, the exhaust gases 26 are fed to the waste heat boiler with coke additional furnace 23.

Der für die Zusatzfeuerung eingesetzte Koks 30 ist der aus dem Kokskühler 9 ausgetragene Koks. Der Vorzug dieser Erfindung besteht darin, daß durch die Integration der beiden Prozeßstufen »Salzabtrieb" und .Alkalidampfkondensation" als Hauptmerkmale leistungsfähiger Salzkohleaufbereitung mit Prozeßstufen unmittelbar energetischer Verknüpfung sowie Nutzung mit der generellen Nutzbarmachung der Salzkohle auch ein Koppelprozeßwirkungsgrad von ca. 50% erreicht, ein Beitrag zur SO2-Emisslonsreduzierung geleistet und erst in Zusammenfassung dieser Komponenten die wirtschaftliche Effizienz gesehen werden kann.The coke 30 used for the additional firing is the coke discharged from the coke cooler 9. The advantage of this invention is that achieved by integrating the two process stages "salt output" and .Alkalidampfkondensation "as main features efficient salt preparation with process stages immediate energetic linkage and use with the general utilization of the salt and a coupling process efficiency of about 50%, a contribution for SO 2 emission reduction and only in summary of these components the economic efficiency can be seen.

Claims (2)

1. Verfahren zur Aufbereitung und energetischen Nutzung von Salzkohlen, bei dem in einem ersten Reaktor durch Teilverbrennung und somit auf thermischem Wege Alkalien abgetrieben und in einem zweiten Reaktor die dampfförmigen Alkalienbestandteile des Gasgemisches an zirkulierenden und gekühlten Feststoffpartikeln auskondensiert werden, gekennzeichnet dadurch, daß unmittelbar nach der Schwerkraft-Abtrennung der Feststoffe wie Kokse und Aschen aus dem Feststoff-Gasgemisch dieselben in Schüttschichten gesammelt und durch in diesen Schüttschichten befindlichen Heizflächen gekühlt werden und die jeweils in der Schüttung abgeführte Wärme für die Trocknung der Rohkohle und für die Überhitzung des aus der Trocknung stammenden Brüdens eingesetzt wird, wobei der überhitzte Brüden eine Brüdenkondensationsturbino antreibt, das von der Salzlast befreite Gasgemisch in einer Gasturbinenanlage eingesetzt wird und die aus der Salzkohleaufbereitung gewonnenen salzfreien Kokse in einer Zusatzfeuerung eines Abhitzekessels verbrannt werden, wobei der Abhitzekessel gleichzeitig die Abhitze der Gasturbinenanlage weiter abbaut und Dampf erzeugt, welcher eine Dampfturbine zur Stromerzeugung antreibt und daß zum Ausgleich der mit Salzfracht abgezogenen Feststoffe Asche aus der koksbetriebenen Zusatzfeuerung und zur Wasserversorgung des Koppelprozesses aufbereitetes Brüdenkondensat eingesetzt werden.1. A process for the treatment and energetic use of salt coals, in which in a first reactor by partial combustion and thus thermally aborted aborted alkalis and in a second reactor, the vaporous alkali components of the gas mixture of circulating and cooled solid particles, characterized in that immediately after the gravitational separation of solids such as cokes and ashes from the solid-gas mixture collected in bulk layers and cooled by located in these layers bulk heating surfaces and each dissipated in the bed heat for drying the raw coal and for overheating of the originating from the drying Brüdens is used, the overheated vapor drives a Brüdenkondensationsturbino, the freed from the salt load gas mixture is used in a gas turbine plant and the salt-free cokes recovered from the salt preparation in a Zu set firing of a waste heat boiler to be burned, the waste heat boiler simultaneously degrades the waste heat of the gas turbine plant and generates steam, which drives a steam turbine to generate electricity and that are used to compensate for the withdrawn with salt cargo solids ash from the coke-fired auxiliary firing and water supply to the coupling process recycled vapor condensate. 2. Anordnung zur Aufbereitung und energetischen Nutzung von Salzkohlen, wobei einem Salzabtriebsreaktor ein Entsalzungsreaktor nachgeschaltet ist, gekennzeichnet dadurch, daß2. Arrangement for the treatment and energetic use of salt coals, wherein a Salzabtriebsreaktor a desalting reactor is connected downstream, characterized in that a) parallel zu dem Salzabtriebsreaktor (6) ein Kokskühler (9) angeordnet ist, dessen Oberteil mit einem Gasgemisch-Trakt verbunden ist, der mittels Schwerkraft die Kokspartikel aus dem Salzdämpfe enthaltenden Gasgemisch abtrennt, wobei der Bereich der Gas-Feststoff-Trennung kontiniuerlich in einen darunter befindlichen Schacht übergeht, der die abgetrennten heißen Feststoffe in einer losen Schüttung zusammenführt und gleichzeitig aus der Schüttung fühlbare Wärme an eine in der Schüttung befindliche Heizfläche (10) abführt, welcher eine zweite Verbrennungsluft vorwärmende Heizfläche (12) nachgeordnet ist, der ein trichterförmiges Unterteil folgt,a) is arranged parallel to the Salzabtriebsreaktor (6) a Kokskühler (9) whose upper part is connected to a gas mixture tract which separates by gravity the coke particles from the salt vapor-containing gas mixture, wherein the range of gas-solid separation kontiniuerlich in merges with an underlying shaft, which combines the separated hot solids in a loose bed and at the same time dissipates sensible heat from the bed to an in-bed heating surface (10), which a second combustion air preheating heating surface (12) is arranged downstream of a funnel-shaped Lower part follows, b) parallel zu dem Entsalzungsreaktor (14) ein Feststoffkühler (15) angeordnet ist, dessen Oberteil ebenfalls in den Trakt des Gasgemisches zwecks Abtrennung der hier mit Salzfracht angereicherten Feststoff/Aschepartikel eingebunden ist, wobei dereine Wandheizfläche aufweisende Feststoffkühler (15) die Partikel in einer Schüttung zusammenführt, in der eine Heizfläche angeordnet ist undb) parallel to the desalting reactor (14), a solid cooler (15) is arranged, whose upper part is also incorporated into the tract of the gas mixture for the purpose of separating the here with salt freight enriched solid / ash particles, wherein the Wandheizfläche having solid coolers (15) the particles in a Merges the bed, in which a heating surface is arranged and c) parallel zum Salzabtriebsreaktor (6) und Kokskühler (9) ein Rohkohle-Trockner (3) mit interner Brüdenentstaubung (4) angeordnet ist, der die Trocknungsenergie aus dem Kokskühler (9) über einen Kondensat-Sattdampf-Kreislauf (11) als elastischer energetischer Kopplung bezieht, die Trockenkohle für den nachfolgenden Salzabtriebsreaktor (6) erzeugt und dem Brüden staubfrei zur Überhitzung an den darüber angeordneten Feststcff-Asche-Kühler (15) abgibt.c) parallel to the salt-driven reactor (6) and Kokkühler (9) a raw coal dryer (3) with internal vapor dedusting (4) is arranged, the drying energy from the Kokskühler (9) via a condensate saturated steam circuit (11) as elastic energetic coupling is obtained, the dry coal for the subsequent Salzabtriebsreaktor (6) and produces the vapors dust free for overheating to the arranged above Feststcff ash cooler (15).
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