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Dokumentenidentifikation DE3829669A1 08.03.1990
Titel Verfahren zum Trocknen von Feststoffen
Anmelder Inter-Power Technologie GmbH, 6600 Saarbrücken, DE
Erfinder Wied, Erwin, Alsting, FR
DE-Anmeldedatum 01.09.1988
DE-Aktenzeichen 3829669
Offenlegungstag 08.03.1990
Veröffentlichungstag im Patentblatt 08.03.1990
IPC-Hauptklasse F26B 3/08
IPC-Nebenklasse F26B 25/00   F23R 3/58   
Zusammenfassung Bei einem Verfahren zum Trocknen von Feststoffen unter Verwendung eines indirekt beheizten Wirbelbetttrockners wird vorgeschlagen, den Wirbelbetttrockner unter Druck zu betreiben, zumindest einen Teil der Brüden zu entstauben und in eine Brennkammer einer Gasturbine einzuleiten und die für den Trocknungsprozeß benötigte Wärme aus dem Abgas der Gasturbine zu entziehen.
Durch diese Maßnahmen gelingt es eine optimale Ausnutzung des Wärmeinhalts des Abgases einer Gasturbine gekoppelt mit dem Wärmeinhalt der bei der Trocknung von Feststoffen anfallenden Brüden zu gewährleisten.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trocknen von Feststoffen unter Verwendung eines indirekt beheizten Wirbelbetttrockners.

Es sind bereits Verfahren zur Trocknung von Feststoffen bekanntgeworden, bei dem atmosphärische Wirbelbetttrockner zur Anwendung kommen und bei denen die benötigte Wärme für den Trocknungsprozeß in einer ebenfalls atmosphärischen Wirbelbettfeuerung erzeugt wird. Die bei dem Trocknungsprozeß anfallenden Brüden werden zum Teil als Trägermedium in den Wirbelbetttrockner zurückgeführt und restlich in einem Mischkondensator kondensiert.

Ein Nachteil dieses bekannten Verfahrens liegt darin, daß der Wärmeinhalt der anfallenden Brüden nicht effektiv genutzt werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Trocknen von Feststoffen zu entwickeln, das eine optimale Nutzung des Wärmeinhaltes der anfallenden Brüden gewährleistet.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Wirbelbetttrockner unter Druck betrieben wird, daß zumindest ein Teil der anfallenden Brüden entstaubt und in eine Brennkammer einer Gasturbine eingeleitet wird und daß die für den Trocknungsprozeß benötigte Wärme dem Abgas der Gasturbine entzogen wird.

Es ist vorteilhaft, die in dem Wirbelbetttrockner anfallenden Brüden so weit zu überhitzen, daß in der Entstaubungsanlage keine Kondensation eintritt. Bei geeignetem Umwälzgebläse kann für das Trägermedium auf eine Entstaubung verzichtet werden und die Entstaubungsanlage entsprechend kleiner dimensioniert werden.

Nach weiteren Merkmalen des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Abgase der Gasturbine zunächst im Wärmetausch mit den zu überhitzenden Brüden und dann im Wärmetausch mit dem Wirbelgut des Wirbelbetttrockners und anschließend im Wärmetausch mit dem zu trocknenden Feststoffen abgekühlt oder können alternativ in eine nachgeschaltete Feuerungsanlage eingeleitet werden.

In den bisher bekannten Gasturbinenprozessen muß ein großer Anteil der Turbinenleistung für das Komprimieren und Fördern des Kühlluftanteiles in der Frischluftmenge aufgewendet werden. Durch die vorgeschlagene Verfahrensweise gelingt es zum einen, die Verdampfungswärme der Brüden im System zu belassen zum anderen eine ausreichende Brüdenmenge zur Regulierung der Temperaturen in der Gasturbine zur Verfügung zu stellen. Damit kann die Frischluftmenge wesentlich reduziert und der Wirkungsgrad des Gasturbinenprozesses erheblich verbessert werden.

Auf Grund einer Vorwärmung von zu trocknenden Feststoffen mit sehr hohem Wassergehalt im Wärmetausch mit den Abgasen wird eine mechanische Vorentwässerung vor Einspeisung dieser Feststoffe in den Wirbelbetttrockner wesentlich verbessert.

Werden die aus dem Wirbelbetttrockner austretenden Abgase z.B.als Wirbelmedium für eine nachgeschaltete Wirbelbettfeuerungsanlage verwendet entfällt die Vorwärmung für Trägermedium, da die Temperatur noch ausreichend hoch ist, außerdem reduziert der in der Brennkammer der Gasturbine nicht verbrauchte Sauerstoff im Abgas die für den Verbrennungsprozeß erforderliche Frischluftmenge. Aber auch in anderen Arten von Feuerungsanlagen trägt der Wärmeinhalt und der Sauerstoffgehalt der in den Feuerraum eingespeisten Abgase zur Verbesserung des Wirkungsgrades bei. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich zum Trocknen von Feststoffen aller Art. Besondere Anwendungsfälle sind in der Trocknung von Klärschlamm, Teich- und Weiherschlämme der Kohleerzeugung, Braunkohle usw., Feststoffen also mit hohem Wassergehalt, zu sehen.

Weitere Erläuterungen zu der Erfindung sind den in den Figuren 1 und 2 schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen zu entnehmen. Für gleiche Anlagenteile sind dabei jeweils die gleichen Bezugsziffern vorgesehen.

Gemäß Fig. 1 wird zu trocknender Dünnschlamm mit einem Wassergehalt bis 98% durch Leitung 1 der Anlage zugeführt, in einem Wärmetauscher 2 auf eine Temperatur von etwa 60°C erwärmt und dann in einer mechanischen Entwässerungsvorrichtung 3 (z.B. einer Zentrifuge) behandelt. Es entsteht ein Dickschlamm mit einem Wassergehalt von ca. 75%. Das anfallende Wasser ca. 92% des Einsatzproduktes wird durch eine Leitung 18 aus der Anlage abgezogen. Der Dickschlamm wird durch eine Leitung 4 einem Mischer 5 zugeführt, mit trockenem Wirbelgut vorgemischt und durch Leitung 6 in den Wirbelbetttrockner 7 geleitet, der im vorliegenden Ausführungsbeispiel bei etwa 13 bar betrieben wird.

Die bei einer Temperatur von ca. 192°C anfallenden Brüden werden im Wärmeaustauscher 16a überhitzt und dann durch eine Leitung 20 einem Filter 21 zugeführt. Die im Filter 21 abgeschiedenen Feststoffe werden durch eine Leitung 8 gemeinsam mit dem Trockengut aus der Anlage abgezogen.

Die für den Trocknungsprozeß benötigte Wärme wird in den vorliegenden Ausführungsbeispielen dem Abgas einer Gasturbine 12 entzogen. In eine Brennkammer 11 wird durch eine Leitung 10 Zusatzbrennstoff und durch einen Frischluftverdichter 14 Verbrennungsluft zugeführt. Durch Leitung 25 wird ein Teil der im Filter 21 entstaubten, überhitzten Brüden ebenfalls in die Brennkammer 21 eingespeist. Der andere Teil wird über das Umwälzgebläse 23 abgezogen und dient als Trägermedium im Wirbelbetttrockner 7. Die Eintrittstemperatur der Gase in die Gasturbine wird durch entsprechende Mischung von Frischluft, Zusatzbrennstoffmenge und überhitzten Brüden auf ca. 900°C eingestellt.

Die Gasturbine 12 treibt einen Generator 13, der die Anlage mit Strom versorgt, und den Frischluftverdichter 14 an.

Die über 500°C heißen Abgase aus der Gasturbine 12 werden durch Leitung 15 dem Wärmetauscher 16a/b zugeführt um dort im Wärmetausch mit den zu überhitzenden Brüden und im Wärmetausch mit dem Wirbelgut auf ca. 275°C abgekühlt zu werden. In dem nachgeschalteten Wärmetauscher 2 werden die Abgase im Wärmetausch mit dem Dünnschlamm auf ca. 70°C abgekühlt und durch Leitung 18 aus der Anlage abgezogen.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 unterscheidet sich von dem nach Fig. 1 im wesentlichen dadurch, daß der zu trocknende Feststoff Braunkohle ist, die aufgrund ihres kleineren Wassergehaltes nicht in einer Zentrifuge vorbehandelt und in einem Mischer mit Wirbelgut vorgemischt werden muß und direkt durch eine Leitung 30 dem Wirbelbetttrockner 7 zugeführt wird. Die getrocknete Braunkohle wird dann durch ein Schleusensystem einer atmosphärischen Wirbelbettfeuerungsanlage 32 als Brennstoff zugeführt. Die Abgase der Gasturbine 12 dienen hier nach der Wärmeabgabe im Wärmetauscher 16a/b als Trägermedium und entsprechend dem Verbrennungsgrad in der Brennkammer 11 auch als Sauerstoffträger in der atmosphärischen Wirbelbettfeuerungsanlage 32. Die Betttemperatur in der Wirbelbettfeuerungsanlage 32 wird durch die vom Frischlüfter 33 zugeführte Luftmenge geregelt.


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zum Trocknen von Feststoffen unter Verwendung eines indirekt beheizten Wirbelbetttrockners, dadurch gekennzeichnet, daß der Wirbelbetttrockner unter Druck betrieben wird, daß zumindest ein Teil der anfallenden Brüden entstaubt und in eine Brennkammer einer Gasturbine eingeleitet wird und daß die für den Trocknungsprozeß benötigte Wärme dem Abgas der Gasturbine entzogen wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im Wirbelbett anfallenden Brüden geringfügig überhitzt werden.
  3. 3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Brüden als Trägermedium in den Wirbelbetttrockner zurückgeführt werden.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem Wirbelbetttrockner abgekühlten Abgase der Gasturbine im Wärmeaustausch mit den zu trocknenden Feststoffen in einer Vorbehandlung weiter abgekühlt werden.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem Wirbelbetttrockner abgekühlten Abgase der Gasturbine in eine der Trocknungsanlage nachgeschalteten Feuerungsanlage eingeleitet werden.






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