DE3943366C2

DE3943366C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Trocknen von Feststoffmaterialien in einem indirekt beheizten Wirbelschichtbett

Info

Publication number: DE3943366C2
Application number: DE3943366A
Authority: DE
Inventors: Bodo Wolf
Original assignee: VEAG Vereinigte Energiewerke AG
Current assignee: VEAG Vereinigte Energiewerke AG
Priority date: 1989-04-18
Filing date: 1989-12-30
Publication date: 2000-03-30
Anticipated expiration: 2009-12-31
Also published as: AU636303B2; DD282509A5; AU5364190A; DE3943366A1; JPH02296893A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Trocknen von Feststoffmaterialien, wie Braunkohle, Torf, Sand, Filterkuchen aus mechani schen Trennverfahren und von Schlämmen, die weniger als 98 Masse-% eines verdampfungsfähigen Materials, z. B. Wasser, enthalten, die einem Wirbel schichttrockner zugeführt werden, in dem ein indirekt beheiztes Wirbelschicht bett gebildet wird, das das durch ein Wirbelmedium aufgewirbelte Feststoffma terial enthält, wobei das Wirbelmedium das verdampfungsfähige Material in Dampfform ist und bei dem das aus dem Wirbelschichttrockner ausgetragene getrocknete Material, gegebenenfalls nach Kühlung, einer weiteren Verarbei tung, Nutzung oder Deponie, das verdampfte Material jedoch einer Reinigung, Kühlung, stofflichen Nutzung und/oder Wärmeenergierückgewinnung zugeführt werden kann und das geeignet ist zur Anwendung in der Industrie, dem Bauwe sen, der Landwirtschaft sowie der kommunalen Entsorgung.

Trocknungsprozesse, insbesondere solche, die Wasser als verdampfungsfähi gen Anteil aus Feststoffmaterialien abtrennen, haben für die industrielle Pro duktion, das Bauwesen, die Energieumwandlung und die Entsorgung von Kom munen und Betrieben große ökonomische und gesellschaftliche Bedeutung. Die Trocknung ist teilweise so selbstverständlich oder so in die Prozeßabläufe inte griert, wie bei der Verbrennung wasserhaltiger Brennstoffe, z. B. Braunkohle und von Schlämmen, daß die von ihr durch erhöhten Energiebedarf und erhöhte Emission verursachten Umweltbelastungen als natürlich angesehen werden.

Bei der energetischen Nutzung von Rohbraunkohle haben sich insbesondere in Kraftwerken Mahltrocknungsanlagen durchgesetzt, die einen Teil des im Kes selfeuerraumes erzeugten Feuergases als Wärmeenergieträger für die Mahl trocknung zurücksaugen, so daß durch Wärmeübertragung von 800 bis 1000°C heißen Feuergases an die Rohbraunkohle im Rauchgasstrom, vor oder während der Mahlung der Kohle zu Brennstaub, das Kohlewasser verdunstet.

Im Buch Effenberger, H. "Dampferzeuger" VEB Verlag für Grundstoffindustrie, 1. Auflage, 1987, wird der Stand der Technik dazu ausführlich beschrieben. Bezogen auf die im Feuerraum des Dampfkessels freigesetzte Wärmeenergie verursacht diese Art der Trocknung mehr als das 1,5fache des naturgesetzlich erforderlichen Minimums der Rauchgasemission bedingt durch den hohen Brennstoffeigenbedarf der Trocknung und dem Wasserdampfanteil im Rauch gas.

Bei der Braunkohlenveredelung werden vorrangig mit Dampf indirekt beheizte Teller- und Röhrentrockner, also Kontakttrockner, verwendet, wie sie von Krug und Nauendorf im Buch "Braunkohlenbrikettierung", Band 1, Betriebsabschnitt Trocknung, VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig, 1984, 1. Auflage, ausführlich beschrieben wurden.

Durch die Verwendung von Turbinenentnahme- oder Gegendruckdampf als Wärmeenergieträger für die Trocknung, der durch Kondensation seine latente Wärmeenergie indirekt an die Kohle überträgt, nachdem er z. B. durch Einsprit zung von Kondensat zu Sattdampf umgewandelt wurde, wird das bekannte Prinzip der "Wärme-Kraft-Kopplung" genutzt und eine Senkung des der Trocknung zuzurechnenden Brennstoffbedarfes erreicht. Gegenüber der in den Braunkohlen-Kraftwerken üblichen Mahltrocknung könnte deshalb die ver gleichbare Summe der während der einzelnen Veredelungs- und Nutzungsab schnitte anfallenden Rauchgasemission auf annähernd das 1,3fache des natur gesetzlich erforderlichen Minimums sinken. Da in den meisten Fällen aber "Schleppluft" eingesetzt wird, werden diese Vorteile nicht wirksam.

Die Einführung von indirekt beheizten Teller- und Röhrentrocknern und damit die Erschließung der Kraft-Wärme-Kopplung z. B. in Braunkohlen- und Torf kraftwerken ist bisher gescheitert, da die erforderlichen Brennstoffmassenströ me und das begrenzte Leistungsvermögen solcher Trockner zueinander im Wi derspruch stehen und keine wirtschaftliche Lösung der Aufgabe ermöglichten.

Durch die DD 67 770 sind ein Verfahren und eine Einrichtung zur Vortrocknung wasserhaltiger fester Brennstoffe, insbesondere von Weichbraunkohle, be kannt, bei welchen die Trocknung von Braunkohle vor ihrer Verbrennung in ei nem Dampfkessel in einem mit Dampf indirekt beheizten Wirbelschichttrockner vorgenommen wird. Wie bei den Teller- und Röhrentrocknern sollte hier Turbi nenentnahme- oder Gegendruckdampf verwendet und damit das Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung genutzt werden.

In der DD 67 770 wird davon ausgegangen, daß jedes geeignete Wirbelmedi um, also auch Dampf, zur Aufwirbelung der Braunkohle über dem Wirbelboden im Wirbelschichttrockner verwendet werden kann.

In der US 38 00 427 ist ein indirekt beheiztes Wirbelschichttrocknungsverfahren beschrieben, bei dem die Braunkohle mit Wasserdampf aufgewirbelt wird, so daß die Trocknung in einer Wasserdampfatmosphäre abläuft.

Die Erfindung geht jedoch davon aus, daß in der Dampfatmosphäre die Braun kohle soweit erhitzt wird, daß sich Schwefelverbindungen abspalten, die sich an gegebenenfalls gleichzeitig im Wirbelschichtbett befindlichen Additiven anla gern.

Die DE 29 01 723 C2 erweitert die Verwendung eines mit Dampf indirekt be heizten und mit Dampf fluidisierten Wirbelschichtbettes allgemein auf die Trocknung von Feststoffmaterialien, die weniger als 95 Masse-% eines ver dampfungsfähigen Materials enthalten, wobei das verdampfungsfähige Material, außer Wasser, auch andere Materialien, wie Lösungsmittel, sein können, die in ihrer Dampfform als Wirbelmedium und in ihrer Sattdampfform unter Nutzung unterschiedlicher Partialdrücke auch Wärmeenergieträger zur indirekten Behei zung des Wirbelbettes sind.

Die DE 29 01 723 C2 schränkt gegenüber der US 38 00 427 die zulässige Tem peratur des Wirbelschichtbettes ein und legt fest, daß diese im wesentlichen unterhalb der Zersetzungstemperatur des Feststoffmaterials liegt, so daß er aus dem Wirbelschichttrockner abgeführte Dampf im wesentlichen ohne Verun reinigung durch andere gasförmige Stoffe aus dem verdampfungsfähigen Mate rial bestehen soll.

Mehrjährige Forschungs- und Entwicklungsarbeiten haben ergeben, daß das durch die DE 29 01 723 C2 bekannte Verfahren in der beschriebenen Form technisch nicht realisierbar ist. Es zeigte sich insbesondere, daß die Tempera tur des Wirbelschichtbettes nicht frei wählbar ist und daß die gasförmigen Ver unreinigungen des verdampfungsfähigen Materials praktisch unabhängig von der Wirbelschichtbettemperatur vollständig im aus dem Wirbelschichttrockner austretenden Dampf des verdampfungsfähigen Materials enthalten sind.

Zur Rückgewinnung des überwiegenden Anteiles der für die Trocknung aufge wendeten Wärmeenergie und zur Reduzierung der bei der Trocknung durch Verdunstung, Verdampfung, Pyrolyse, Ent- und Vergasung entstehenden Emis sionen, insbesondere der bei Umgebungstemperatur nicht kondensierbaren, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, unter Beachtung der technisch reali sierbaren und nacharbeitbaren Grundsätze der Trocknungstechnik ein Verfah ren und die für die Realisierung des Verfahrens erforderliche Vorrichtung zum Trocknen von Feststoffmaterialien in einem Wirbelschichttrockner, dessen indi rekt beheiztes Wirbelschichtbett vorzugsweise vom getrockneten Feststoffmate rial selbst gebildet wird und das durch das verdampfungsfähige Material in Dampfform aufgewirbelt wird, zu schaffen, die das Ziel der Erfindung im prakti schen Betrieb erreichen.

Entscheidend für die Lösung der Aufgabe ist die gewonnene Erkenntnis, daß die Überführung des verdampfungsfähigen Anteiles eines Feststoffmaterials oder Schlammes in seine Dampfform in einer Gasphase, die vom verdamp fungsfähigen Anteil des Feststoffmaterials gebildet wird, bei isobarem Prozeß ablauf abhängig ist von einer das Feststoffmaterial charakterisierenden, also stoffspezifischen Siedekurve des zu verdampfenden Materials, die die notwen dige Temperatur des Feststoffmaterials in Abhängigkeit vom Anteil des ver dampfungsfähigen Materials im Feststoffmaterial fixiert.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Temperatur des Wirbel schichtbettes so eingestellt wird, daß sie der stoffspezifischen Siedetemperatur des verdampfungsfähigen Materials im aus dem Wirbelschichtbett abgeführten Feststoffmaterial entspricht, der aus dem Wirbelschichttrockner abgeführte Dampf die gasförmigen Stoffe des verdampfungsfähigen Materials sowie ande re gasförmige Verunreinigungen, die z. B. mit dem Feststoffmaterial dem Wir belschichttrockner zugeführt werden, jedoch nur die unterhalb dieser Siede temperatur flüchtigen Bestandteile der Feststoffanteile des Feststoffmaterials oder der Schlämme enthält, deren nichtkondensierbaren und im Kondensat des verdampfungsfähigen Materials nicht löslichen Anteile durch Kühlung und Kon densation des Dampfes des verdampfungsfähigen Materials separiert werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren erfordert im Normalfall die Bereitstellung des zu trocknenden Feststoffmaterials teilchenförmig, vorzugsweise mit einer Kör nung von 0 bis 10 mm, also als wirbelfähiges Schüttgut.

Feststoffmaterial, insbesondere Schlammprodukte, die direkt nicht geeignet sind zur Herstellung eines wirbelfähigen Schüttgutes, können durch Zumi schung von bereits getrocknetem Feststoffmaterial in eine solche Konsistenz überführt werden, die die Herstellung eines den Anforderungen des Verfahrens entsprechenden Eintragsgutes gestattet.

Ein anderer Weg zu trocknendes Feststoffmaterial in eine dem Verfahren ent sprechende Form zu überführen, besteht darin, es mit Kondensat des ver dampfungsfähigen Materials in eine pump- und versprühfähige Schlammform umzuwandeln. Ist es erforderlich, die Großstückigkeit des zu trocknenden Fest stoffmaterials zu erhalten, dann kann das Verfahren erfolgreich realisiert wer den, wenn das Wirbelbett nicht vom Feststoffmaterial selbst, sondern von ei nem kleinerkörnigen Feststoffmaterial 1,2 bis 5,0fache Dichte gekennzeichnet ist, gebildet wird.

In diesem Falle muß davon ausgegangen werden, daß mit dem getrockneten Feststoffmaterial Bettmaterial aus dem Wirbelschichtbett ausgetragen wird. Das erfordert eine Abtrennung des Bettmaterials vom getrockneten grobstückigen Feststoffmaterial und eine Rückführung des Bettmaterials in das Wirbelschicht bett.

Insbesondere während instationärer Betriebsphasen beim Betrieb des erfin dungsgemäßen Verfahrens kann es erforderlich sein, alternativ zur Rückfüh rung des verdampfungsfähigen Materials in Dampfform oder zusätzlich Wirbel medium von außen, z. B. aus einem separaten System, dem Wirbelschicht trockner zuzuführen.

Entscheidend für die Leistung des Verfahrens ist die Temperaturdifferenz zwi schen erforderlicher Temperatur des Wirbelschichtbettes und Kondensation stemperatur des zur indirekten Wärmeübertragung verwendeten Heizdampfes, die erfindungsgemäß zwischen 10 und 150 K betragen soll. Bei einem Druck im Wirbelschichttrockner, der annähernd dem Umgebungsdruck der Atmosphäre entspricht, erfordert das Heizdampfdrücke von 0,2 bis 4,0 Mpa, was bei Ver wendung von Wasserdampf als Heizmedium, bei leicht überhitztem Zustand des Heizdampfes Dampftemperaturen von 125 bis 255°C zur Folge hat. Während hohe Heizdampfdrücke den Bau kleiner Trockner ermöglicht, sichern niedrige Heizdampfdrücke und damit niedrige Temperaturdifferenzen zwischen konden sierendem Dampf und Wirbelschichtbett eine gute Nutzung der Vorteile der Kraft-Wärme-Kopplung.

Die dem Ziel der Erfindung entsprechende Rückgewinnung des überwiegenden Anteiles für die Trocknung aufgewendeten Wärmeenergie und die Separation der gasförmigen, nicht kondensierbaren und im Kondensat nicht löslichen Ver unreinigungen erfordert erfindungsgemäß die Kondensation des verdampften Anteils des Feststoffmaterials.

Arbeitet der Wirbelschichttrockner unter Dampfdrücken, die dem Druck der um gebenden Atmosphäre entsprechen, dann bestimmt die stoffabhängige Kon densationstemperatur das Temperaturniveau der dabei zurückgewinnbaren Wärmeenergie. Ist das zu verdampfende Material Wasser, dann kann die unter den erfindungsgemäßen Bedingungen zurückgewonnene Wärmeenergie eine Temperatur von über 90°C erreichen, geeignet für die Erfüllung von Aufgaben der Heizwärmeversorgung und der Vorwärmung in industriellen Prozessen. Gibt es bei diesem Temperaturniveau keinen Wärmeenergiebedarf, dann kann der Dampf unter Abgabe von technischer Arbeit nach entsprechender Reinigung von Staub soweit expandiert werden, daß eine Kondensation bei Umgebung stemperatur noch möglich ist.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, den Dampf aus dem Wirbelschichttrock ner, ebenfalls nach entsprechender Reinigung von Staub, vor seiner Konden sation durch Kompression soweit im Druck zu erhöhen, daß die Kondensati onswärme bei einem Temperaturniveau anfällt, das zur Erfüllung der vorgese henen Wärmeübertragung, z. B. zur Aufheizung des Wirbelschichtbettes des erfindungsgemäßen Verfahrens, ausreicht.

Zur Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist deshalb eine von der Wirbelschichtbettemperatur in ihrer Leistung geregelte Zuführung für das zu trocknende Feststoffmaterial zum Wirbelschichttrockner mit einer Vorrichtung zum Eintragen des Feststoffmaterials in den Wirbelschichttrockner vorgesehen, die bezogen auf die einzutragende Masse des Feststoffmaterials mindestens eine 1,5fache Leistung hat und die im Falle des Eintragens von teilchenförmi gen, wirbelfähigen oder aufgeschlämmten Feststoffmaterial mindestens 25% und bei Eintragung von klumpenförmigem, schwer oder nicht wirbelfähigen Feststoffmaterial mindestens 75% der Oberfläche des Wirbelschichtbettes an nähernd gleichmäßig mit dem eingetragenen Feststoffmaterial beaufschlagt.

Das Wirbelschichtbett überdeckt im Wirbelschichttrockner angeordnete Heiz körper um mindestens 250 bis 1000 mm. Weitere Bestandteile der Vorrichtung sind eine durch die vorgegebene Höhe des Wirbelschichtbettes in ihrer Lei stung gesteuerte Austragsvorrichtung für das getrocknete Feststoffmaterial und eine mechanische Staubabscheidung zur Senkung des Anteiles der Körnung kleiner 0,5 mm am mit dem Dampf des verdampfungsfähigen Materials über den Austrag ausgetragenen Staub des Feststoffmaterials unter 10 Masse-%.

In einer Entstaubungsanlage wird der Staubanteil im aus dem Wirbelschicht trockner abgeführten Dampf unter 50 mg/kg Dampf gesenkt. Ferner gehören zur erfindungsgemäßen Vorrichtung eine Dampfrückführung mit einem Verdichter, der den Druck des Dampfes soweit erhöht, daß durch die Vorrichtung minde stens die doppelte Menge an Dampf rezirkuliert, die für den Übergang des Feststoffes auf dem Wirbelboden vom Festbett zum Wirbelschichtbett erforder lich ist, sowie ein Kondensator, der durch Kondensation des im Wirbelschicht bett verdampften Materials die gasförmigen Verunreinigungen aus dem Dampf separiert und diese gegebenenfalls mit Hilfe einer Absaugung der Umwelt oder Deodorierung und/oder anderer Gasreinigung und das Kondensat über eine Pumpe dem Kondensator und einer weitergehenden Aufbereitung und Nut zung zuführt.

Ist das Temperaturniveau der Kondensation des Dampfes des verdampfungsfä higen Materials nicht geeignet zur Erfüllung anstehender Wärmeversorgungs aufgaben, so kann die erfindungsgemäße Vorrichtung mit einem ein- oder mehrstufigen Kompressor komplettiert werden, der den Druck des Dampfes so weit anhebt, daß die Kondensation des Dampfes beim zur Erfüllung der Wär meversorgungsaufgabe erforderlichen Temperaturniveau durchgeführt werden kann, z. B. zur indirekten Beheizung des Wirbelschichtbettes. Ist auch diese Variante zur Nutzung der rückgewonnenen Wärmeenergie nicht zweckmäßig, dann kann der Dampf des verdampfungsfähigen Materials aus dem Wirbel schichttrockner nach Verlassen der Entstaubungsanlage einer Dampfturbinen anlage zugeführt werden, in der er unter Abgabe technischer Arbeit im Druck soweit reduziert wird, daß eine Kondensation bei Umgebungstemperatur, z. B. 30°C, noch möglich ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren nach Patentanspruch 1 und die erfindungs gemäße Vorrichtung nach Patentanspruch 4 werden mit Hilfe der Zeichnung nachfolgend beschrieben.

Die Aufgabe des Beispieles besteht darin, aus einer in einer üblichen Prall hammermühle auf eine Körnung von 0 bis 6 mm gebrochenen Rohbraunkohle mit einem Wassergehalt von 55 Masse-% eine Trockenbraunkohle mit einem Wassergehalt von 10 Masse-% herzustellen.

Der Rohbraunkohlemassestrom beträgt 100 t/h, der der Trockenbraunkohle dementsprechend 50 t/h. Zu verdampfen sind also insgesamt 50 t Kohlewas ser/h. Die Berechnung der Nachverdampfung ergibt, daß sich der Wassergehalt nach Austrag aus dem Wirbelschichttrockner 2 um 1,5 Masse-% reduziert, so daß die getrocknete Kohle mit einem Wassergehalt von 11,5 Masse-% aus dem Wirbelschichttrockner 2 auszutragen ist und im Wirbelschichttrockner 49152 kg Wasser/h zu verdampfen sind. Die je Stunde außerhalb des Wirbelschichttrock ners 848 kg nachverdampfenden Wasser werden abgesaugt und als Brüden mit einem Luftanteil von 2 kg/kg Wasserdampf einer separaten Entstaubungsanlage 9 zugeführt.

Mit der Kohle, die bei einem Schnittgewicht von 0,7 kp/Liter einem Volumen von 142,9 m³ entspricht, werden entsprechend der für das Eintragsorgan getroffe nen Festlegungen 200 m³ Luft/h in den Wirbelschichttrockner 2 eingetragen. Das Kohlewasser, im Beispiel das verdampfungsfähige Material, soll 20 m³ gelöste gasförmige Verunreinigungen, insbesondere Kohlendioxid, enthalten, so daß der durch Trocknung in einer Stunde aus Kohlewasser erzeugte Dampf insgesamt 220 m³ gasförmige Verunreinigungen enthält, die entsprechend Sät tigungstemperatur mit Wasserdampf beladen im Kondensator 18 separiert und an die Umgebung abgegeben werden.

Bei einer Wärmedurchgangszahl vom kondensierenden Heizdampf an das Kohle-Wirbelschichtbett k = 300 W/m².K und einem Wärmebedarf von 800 W/kg zu verdampfendes Kohlewasser ergibt sich, daß im Wirbelschicht trockner 2, bei einer für die Wärmeübertragung wirksamen Temperaturdifferenz von 40 K eine Heizfläche von 3277 m² installiert werden muß.

Bei einer Höhe der Heizkörper 7 von 2,00 m soll eine Heizflächendichte von 100 m²/m² Wirbelboden 5 erreicht werden, d. h., der Wirbelschichttrockner 2 hat einen rund 32 m² großen Wirbelboden 5, was bei einer Breite des Wirbelbodens von 4 m und eine Baulänge für den Wirbelboden von 8 m ergibt. Erreicht das Feststoffmaterial auf dem Wirbelboden 5 bei Leerrohrgeschwindigkeit von 9,35 m/s seinen Lockerungspunkt, dann müssen erfindungsgemäß 80 670 m³ Wasserdampf, das entspricht 53,8 t/h, rezirkuliert werden. Aus dem Wirbel schichttrockner 2 müssen deshalb rund 103 t Wasserdampf/h, das entspricht annähernd einem Volumen von 150000 m³/h, abgeführt und weitgehend ent staubt werden.

Nur der durch Verdampfung von 49 152 kg Kohlewasser entstehende Dampf, der mit 200 m³ nichtkondensierbaren gasförmigen Verunreinigungen belastet ist, wird dem Kondensator 18 zugeführt.

Der Wärmeenergiebedarf der erfindungsgemäßen Wirbelschichttrocknungsan lage beträgt 39,3 MW/h_th, wovon im Kondensator 18 bei einem Temperaturni veau bis 95°C rund 30,8 MW/h_th, das sind 78% der aufgewendeten Wärmee nergie, zurückgewonnen werden können, womit diese Zielstellung der Erfindung erreicht wird.

Werden die nichtkondensierbaren gasförmigen Verunreinigungen an die Umge bung mit einer Sättigungstemperatur von 60°C abgegeben, dann werden rund 275 m³/h emittiert. Bezogen auf eine Röhrentrockneranlage mit vergleichbarer Leistung, die rund 170000 m³ Brüden/h emittiert, was bei einem Staubgehalt von 50 mg/m³ einer Belastung der Umwelt mit 8,5 kg Kohlenstaub/h entspricht, sind das 0,2% der üblichen Emission. Auch diese Zielstellung der Erfindung kann also erreicht werden. Die stoffspezifische Siedekurve der im Beispiel zu trocknenden Kohle erfordert eine Wirbelbettemperatur von 118°C.

Zur Erzielung der angesetzten Temperaturdifferenz zwischen dem Wirbel schichtbett 6 und dem Heizkörper 7 von 40 K ist ein Heizdampf mit einem Min destdruck von 0,59 Mpa erforderlich.

Die Wirbelschichtbetthöhe muß durch den geregelten Austrag von getrockneter Kohle aufgrund der mit 2,0 m Höhe vorgegebenen Heizkörper 7 und einem zwi schen dem Heizkörper 7 und dem Wirbelboden 5 vorhandenen Freiraum mit einer Höhe von 250 mm auf mindestens 2500 mm, aber maximal 3250 mm, ein geregelt werden.

Bezugszeichenliste

1

Zuführung

2

Wirbelschichttrockner

3

Eintragsvorrichtung

4

Austragsvorrichtung für Feststoffmaterial

5

Wirbelboden

6

Wirbelschichtbett

7

Heizkörper

8

Ableitung

9

Entstaubungsanlage

10

Dampfrückführung

11

Verdichter

12

Oberfläche des Wirbelschichtbettes

13

Staubabscheidung

14

Absaugung

15

Pumpe

16

Kompressor

17

Dampfturbinenanlage

18

Kondensator

Claims

1. Verfahren zum Trocknen von Feststoffmaterialien, wie Braunkohle, Torf, Fil terkuchen aus mechanischen Trennverfahren, und von Schlämmen, die weniger als 98 Masse-% eines verdampfungsfähigen Materials insbesondere Wasser, enthalten, die einem Wirbelschichttrockner in Abhängigkeit vom gewünschten Masseanteil an verdampfungsfähigem Material im aus dem Wirbelschichtbett ausgetragenen Feststoffmaterial, durch Zuführung von Feststoffmaterial mit höherem Masseanteil an verdampfungsfähigem Material zugeführt werden, in dem ein indirekt beheiztes Wirbelschichtbett gebildet wird, das das durch ein Wirbelmedium aufgewirbelte Feststoffmaterial enthält, wobei das Wirbelmedium das verdampfungsfähige Material in Dampfform ist und bei dem das aus dem Wirbelschichttrockner ausgetragene getrocknete Material, gegebenenfalls nach Kühlung, einer weiteren Verarbeitung, Nutzung oder Deponie, das verdampfte Material jedoch einer Reinigung, Kühlung und/oder Kondensation zugeführt werden, gekennzeichnet dadurch, daß die Temperatur des Wirbelschichtbettes (6) so eingestellt wird, daß sie der stoffspezifischen Siedetemperatur des verdampfungsfähigen Materials im aus dem Wirbelschichtbett (6) abgeführten Feststoffmaterial (4) entspricht, der aus dem Wirbelschichttrockner (2) abgeführte Dampf die gasförmigen Stoffe des verdampfungsfähigen Materials sowie andere gasförmige Verunreinigungen, die z. B. mit dem Feststoffmaterial dem Wirbelschichttrockner (2) zugeführt werden, jedoch nur die unterhalb dieser Siedetemperatur flüchtigen Bestandteile der Feststoffanteile des Feststoffmaterials oder der Schlämme enthält, deren nicht kondensierbaren und im Kondensat des verdampfungsfähigen Materials nicht löslichen Anteile durch Kühlung und Kondensation des Dampfes des verdamp fungsfähigen Materials separiert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das dem Wirbel schichttrockner (2) zugeführte Feststoffmaterial mit Kondensat des verdamp fungsfähigen Materials als pumpfähiger Schlamm über dem Wirbelschichtbett (6) im Wirbelschichttrockner (2) versprüht wird und das Feststoffmaterial selbst das Wirbelschichtbett (6) bildet.

3. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Feststoff material grobstückig oder klumpenförmig, d. h., schwer oder nicht wirbelfä hig, in das Wirbelschichtbett (6), das aus wirbelfähigem, teilchenförmigem Ma terial mit einer Dichte, die 1,2 bis 5,0fach höher ist als die des klumpenförmigen Materials, gebildet wird, eingetragen wird.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 3, wobei eine von der Wirbelschichttemperatur in ihrer Leistung stufenlos geregelte Zu führung für das zu trocknende Feststoffmaterial und eine Entstaubungsanlage zur Senkung des Staubanteils im aus dem Wirbelschichttrockner abgeführten Dampf unter 50 mg/kg Dampf am Wirbelschichttrockner angeordnet ist und die Entstaubungsanlage mit einem indirekt gekühlten Kondensator, der durch Kon densation des verdampften Materials die gasförmigen Verunreinigungen aus dem Dampf separiert verbunden ist und über eine Absaugung der Umwelt, einer Deodorierung oder einer anderen Gasreinigung und das Kondensat über eine Pumpe zum Teil dem Kondensator zuführt, gekennzeichnet durch,

1. eine Einrichtung zum Eintragen (3) des Feststoffmaterials in den Wirbel schichttrockner (2), die bezogen auf die einzutragende Masse des Fest stoffmaterials mindestens eine 1,5fache Leistung hat und die im Falle des Eintragens von teilchenförmigem, wirbelfähigem oder aufgeschlämmten Feststoffmaterial mindestens 25% und bei Eintrag von klumpenförmigem, schwer oder nicht wirbelfähigem Feststoffmaterial mindestens 75% der Oberfläche (12) eines Wirbelschichtbettes (6) annähernd gleichmäßig mit dem eingetragenen Feststoffmaterial beaufschlagt,
2. einem Wirbelschichtbett (6), das einen Heizkörper (7) mindestens 250 bis 1000 mm überdeckt, eine durch die vorgegebene Höhe des Wirbelschicht bettes (6) in ihrer Leistung gesteuerte Austragsvorrichtung (4) für getrock netes Feststoffmaterial,
3. eine mechanische Staubabscheidung (13) zur Senkung des Anteils der Kör nung kleiner 0,5 mm am mit dem Dampf des verdampfungsfähigen Materials über einen Austrag (8) austragenden Staub des Feststoffmaterials unter 10 Masse-% und
4. eine Dampfrückführung (10) mit einem Verdichter (11), der den Druck des Dampfes soweit erhöht, daß durch die Vorrichtung mindestens die doppelte Menge an Dampf rezirkuliert, die erforderlich ist für den Übergang des Fest stoffes auf dem Wirbelboden (5) vom Festbett zum Wirbelschichtbett (6).