專利名稱：干燥粉塵狀特別是待輸入給氣化裝置的燃料的方法和設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種在第一項方法權利要求或第一項設備權利要求的前 序部分中所述類型的用于干燥粉粉塵狀燃料特別是待輸入給一個氣化裝 置的燃料的方法和設備，所述燃料例如是煤、石油焦、生物廢物或類似 物。
背景技術：
已知這種類型的方法和設備有不同的實施形式和構造方式。例如，
US-4 750 434就描述了一種加熱和干燥輸入給粉碎機的粉塵顆粒。比如 粉碎和干燥褐煤，EP-0 203 059-A、 DE-37 24 960-A或DE-39 43 366陽A 都有描述，以僅舉幾例。
在此已知，經(jīng)一個粉塵過濾器例如布過濾器從廢氣分離出干燥的粉 塵。在此一部分廢氣放入大氣，其中還已知，將一部分熱廢氣與空氣和 惰性氣體混合并且重新輸入給粉碎設備。新輸入的氣體的量通常這樣選 擇，以致氧氣分量取決于燃料類型在6至10體積％以下，而由粉碎機流 出的氣體的露點在65'C以下。惰性氣體的總量例如為4000 m3，而排放 的潮濕的廢氣總量為每單位t蒸發(fā)水為大約10000 m3。
流入粉碎機的氣體的溫度在150至450'C范圍內(nèi)并且一部分被粉碎 成的顆粒達到將近該氣體溫度。在此煤焦化已在200'C以下開始，其中， 首先溢出CH4、 C2H6和CO。在粉碎和加熱石油焦和焙燒的生物燃料時， 會產(chǎn)生多種有害物質(zhì)，例如環(huán)烴，致使在這些替代燃料情況下，可能會 超過對烴和對幾種單質(zhì)的排放限制。從很大的廢氣流例如具有20%水分 在100t/h時200000 1113/時的煤的氣流中，清除這種類型的有害物質(zhì)是耗 費的，因而也是不經(jīng)濟的。在此不利的還有，例如為干燥通常超過50% 水分的褐煤，用氣體溫度在350和1000'C之間的熱氣體，將會產(chǎn)生不可 再排入大氣的揮發(fā)性成分。
在上面提到的文獻中部分地說明，用一個熱交換器加熱在渦流層中的被粉碎的煤，其中， 一部分從渦流層中流出的氣體幾乎由純蒸汽構成，
并且在此被壓縮到3至5巴，以便提高溫度，以此使氣體可以再次導入 浸沒在渦流層中的熱交換器。該蒸汽在那里冷凝并將其冷凝熱釋放給渦 流層，其中，熱交換器面的溫度低于150°C，以便不釋放焦化產(chǎn)物。然而， 在輸送到飛流汽化器之前，煤必須再次被粉碎，以致利用一種耗費的干 燥總共需要兩臺粉碎機，結果這種類型的褐煤粉碎和干燥設備與在石煤 中使用的相應設備相比明顯更昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明不僅克服上述缺點，而且其任務特別是在于，建議一 種成本合算的粉碎和干燥方法和一種相應的設備，它排放少且惰性氣體
需求量低。
按照本發(fā)明，該任務利用一種前面所述類型的方法這樣解決在一 個噴琳塔或類似裝置中使一部分輸送/干燥氣流冷卻和除濕，其中，將一 部分離開噴'淋塔的干燥的氣體排入給周圍環(huán)境和/或一個燃燒裝置，而另 一部分則重新輸入給輸送/干燥氣流。
可以看出，利用根據(jù)本發(fā)明的方法原理， 一部分回引的氣體在噴淋 塔中被冷卻，以降低濕度并使環(huán)流氣體能因此用于重復煤炭水分 (Kohlefeuchte )任務。在這種情況下， 一部分從噴淋塔出來的氣體例如 通過一個吸附裝置清潔后排入周圍環(huán)境，或但是導入燃燒裝置或一個催 化反應器，以便燃燒來自燃料的烴和其他焦化產(chǎn)物，并除去在燃燒中形 成的氮氧化物。
要求給出。
例如，為克服由系統(tǒng)排出時氣體清潔/燃燒的壓力損失，可以提高循 環(huán)壓力，也可另外選擇，如本發(fā)明在構成中設想的那樣，設置一個用于 壓力提高的相應的鼓風機。根據(jù)本發(fā)明，以很小的費花可以從一股小的 廢氣流中完全清除有害物質(zhì)。還可以將消耗的固態(tài)的吸附劑如活性炭毫 無花費地與燃料混合并氣化。在這種情況下，在飛流汽化器 (Flugstromvergaser)的溫度高時，將完全破壞所有有害物。在另一種構成中，回流氣體的部分可以例如在一個第一熱交換器中 加熱，其中，溫度可這樣選擇，使在系統(tǒng)循環(huán)中的氣流的溫度在與來自 噴淋塔的氣體分流混合之后處在露點之上，以便將在噴淋塔中 一起拖帶 的水滴和濕塵粒在進入一個后接的熱交換器之前蒸發(fā)或干燥。
在煤裝料出現(xiàn)可能的故障時，粉碎機中的熱氣體幾乎不被冷卻，這 在一霎那間可能會導致過濾器網(wǎng)袋毀壞。根據(jù)本發(fā)明，這一問題可以這
樣處理借助旁路可以繞過該另外的熱交換器。此處利用這個優(yōu)點進行 這樣類型的氣流轉換控制明顯快于在一個熱交換器進行冷卻，這樣布過 濾器有效得到保護，免遭高溫破壞。
根據(jù)本發(fā)明，循環(huán)引導的輸送/干燥氣體可以通過燃燒一種燃料繼續(xù) 提高溫度，因為與通常的粉碎設備相比現(xiàn)在明顯可達到更高的溫度，因 為無焦化產(chǎn)物排入大氣。通過這一種溫度升高，將減小所需的氣體循環(huán)， 因而降低了氣體循環(huán)設備要素的投資成本。
根據(jù)本發(fā)明，有利的是，將富氫燃氣和氧氣用作燃燒介質(zhì)，這又會 導致廢氣流的減少。
根據(jù)本發(fā)明，在另一種構成中設定，在粉碎設備起之前，在斷開燃 燒器時，用惰性氣體降低循環(huán)中的氧氣含量，其中，這里的概念惰性氣 體包括N2、稀有氣體、C02，但不包括水蒸氣。根據(jù)本發(fā)明，惰性氣體 需求量在此極少，即使在粉碎和干燥一種溫度高于40'C就可引燃的高反 應褐煤情況下需要無氧氣體時，也是如此。


根據(jù)下面的說明并參照附圖，給出本發(fā)明的其它特征、細節(jié)和優(yōu)點。 在唯一的圖中示出了按照本發(fā)明的設備線路圖。
具體實施例方式
在圖中示出的設備中，按照箭頭1，將一種燃料例如褐煤輸入給系統(tǒng) 并借助適當?shù)妮斔脱b置送入粉碎機2。粉碎機2同時用于粉碎、干燥和篩 選，其中，在此產(chǎn)生的小于0.5 mm的細粉塵在60至120"C時以氣體排 出并通過管路21輸入給一個過濾器3，該過濾器分離出固體并將其送入 一個容器4，這樣，粉碎的和干燥的燃料可輸入給下一程序。為在循環(huán)中輸送輸送/干燥氣體，設置一個鼓風機5，用其繼續(xù)輸送 清潔的氣體。其中， 一個分流通過一個用12表示的用于冷卻的管路輸入 給一個噴淋塔6，而另一分流則通過一個用于加熱的熱交換器11和管路 12a繼續(xù)輸送。在此，離開鼓風機5的氣體量的至少15%導入熱交換器 11。
進入熱交換器11的氣體分量主要取決于在粉碎機之前的氣體溫度。 如果用燃燒器17調(diào)節(jié)一個高的氣體溫度，則在循環(huán)中就需要4艮小的氣體 量，氣流12a取消(即100%給噴淋塔6)。相反，如果在干燥另一備選 燃料時未設置燃燒器17并且在熱交換器15中僅達到一個低的溫度(例 如200X:)，則大部分氣體通過管路123循環(huán)并且只有一小部分例如15% 在噴淋塔6中干燥。優(yōu)點是:沒有C02來自燃燒裝置并且在9中很少C02， 因此例如可以使用活性碳，以便去除有害物質(zhì)，例如氯代烴。
在噴淋塔中產(chǎn)生的冷凝物大部分也在循環(huán)中引導，而且通過一個進 行冷卻的熱交換器7,由于過剩而形成的冷凝物的一個分流通過一個管 路8從系統(tǒng)中排出。
在這點上值得注意的是，熱交換器7可構成為噴淋塔6的一個集成 的組成部分。 一部分在噴淋塔6中冷卻的輸送/干燥氣流可以通過管路9 和必要時通過一個鼓風機21從系統(tǒng)中排出，且例如像圖中所示的那樣， 從一個氣體清潔裝置10例如一個吸附裝置清潔后排入環(huán)境或者輸入給一 個燃燒裝置，以便將仍然含有的有害物質(zhì)燃燒掉。大部分則通過管路13 重新輸入給用于干燥的循環(huán)系統(tǒng)。
通過一個在管路12a中的進行加熱的熱交換器11在循環(huán)中引導的分 流和通過噴淋塔冷卻的分流13匯合并且通過管路14送入一個另外的用 于加熱的熱交換器15。之后，總氣流通過管路22引導，以便通過燃燒器 17提高溫度，并且在那加熱后輸入粉碎機2。為燃燒器17配置的燃料和 氧氣輸入管路用18和19表示，而指向粉碎機2的箭頭20則表示惰性氣 體輸入管路。
如從設備線路同樣可以看出的那樣，特別是為了對總的循環(huán)氣體體 積的進行溫度調(diào)節(jié)，可以通過一條旁路16繞過熱交換器15，其中，該旁路16也可以是熱交換器15在結構上集成的組成部分。 下面借助 一個實例說明本發(fā)明的工作原理
供應的煤1例如50 kg/s應該從30重量％直到3重量％被干燥處理。 14kg/s水分必須被蒸發(fā)，為此需要36MW。考慮到另外的熱能下降和輸 入的粉碎能，熱量需求大約40 MW。粉碎機2之前的循環(huán)氣體溫度為460 n而之后為105°C。在氣體比熱容為40 kJ/kmol/K情況下，在粉碎機2 入口需要2.8 kmol/s，以滿足熱量需求。在過濾器3中，對36kg/s的干 燥的煤進行分離。在過濾器3中除塵的氣體的80%引入噴淋塔6。
在冷卻到45。C時，氣體中水分由35體積％減小到10體積％，并且 冷凝出14 kg/s水。為了氣體清潔10并排入大氣，0.09 kmol/s ( 2.5 m3/s ) 的除濕氣體被分離出來。通流熱交換器ll的氣體將被加熱到180X:。混 合氣體(管路14 )的溫度為80。C并且露點為60。C ，以致從噴淋塔6拖帶 出來的水滴在熱交換器15之前蒸發(fā)。在該熱交換器15中，氣體^皮加熱 到234。C 。燃燒器17被供以一種氣體混合物CO:H尸l:l和氧氣(95%02) (箭頭18、 19)。為了達到460X:的廢氣溫度，消耗25MW(Hu)。
除上述設備線路之外，根據(jù)本發(fā)明，還可考慮一些備選方案，以及 諸如此類的，如下
-如上那樣，但是沒有燃料燃燒裝置17,有意義的是在粉碎機中蒸 發(fā)很少并且在清潔裝置10具有活性炭時，活性炭通過來自燃燒
裝置的C02去活性，
-如上那樣，但是沒有噴淋塔旁路流的加熱裝置ll,有意義的是在
12>13時，就是說，在粉碎機中蒸發(fā)很少時， -沒有l(wèi)l、 15、 16，投資成本低，但是排入大氣9、 10更多，需要
更大、更高的燃料消耗18，但沒有蒸汽， -冷卻器8集成在噴淋塔6中，
-冷卻塔為一個熱交換器的形式，其表面用循環(huán)的冷凝物噴淋/潤 濕。
-在噴淋塔后設置一個具有水滴分離器的冷凝物分離器， -鼓風機21取代提高氣體循環(huán)壓力水平，-噴水裝置取代旁路16，
-水循環(huán)通過一個外部的冷卻塔，例如由電廠冷卻塔取代冷卻器7， -來自熱交換器7的熱量例如用于加熱冷水，
-根據(jù)廢水總匯流量處理廢水，例如運用生物方式或通過氧化，直
接在一個冷卻塔中或輸入給一個水處理設施， 畫多個相繼連接的噴淋塔，以便更好地分離出在氣體12中以很低
濃度存在的顆粒，并且避免在熱交換器15中出現(xiàn)沉積。
權利要求
1.用于干燥粉塵狀燃料特別是待輸入給一個氣化裝置的燃料的方法，所述燃料例如是煤、石油焦、生物廢物或類似物，其中，在一個粉碎機中粉碎燃料并借助一種輸送/干燥氣體將燃料輸入給一個過濾/分離器，并且在循環(huán)中將至少一部分輸送/干燥氣體在加熱之后重新輸回到粉碎機中，其特征在于，在一個噴淋塔或類似裝置中使一部分輸送/干燥氣流冷卻和除濕，其中，將一部分離開噴淋塔的干燥的氣體輸入給周圍環(huán)境和/或一個燃燒裝置，而另一部分則重新輸入給輸送/干燥氣流。
2. 按照權利要求l所述的方法，其特征在于，從系統(tǒng)導出的氣流經(jīng) 受吸附(烴，除CH4、 C02之外)、(催化)燃燒或催化轉化(NOx、 氯代烴)。
3. 按照權利要求1或2所述的方法，其特征在于，將輸送/干燥氣流 在混合干燥的氣體分流之后從噴淋塔冷卻裝置輸入給一個熱交換器。
4. 按照權利要求3所述的方法，其特征在于，為控制輸送/干燥氣流 的溫度，經(jīng)由一個旁路圍繞循環(huán)熱交換器可引導至少一個分流。
5. 按照上述權利要求之一所述的方法，其特征在于，在噴淋塔中產(chǎn) 生的冷凝物的 一個分流經(jīng)由 一個在循環(huán)中進行冷卻的熱交換器引導。
6. 按照上述權利要求之一所述的方法，其特征在于，通過一個設置 在輸送/干燥氣流的主循環(huán)中的另外的熱交換器，使氣流的溫度與離開噴 淋塔的回流的氣流的溫度相適應。
7. 按照上述權利要求之一所述的方法，其特征在于，為用于排入環(huán) 境或一個燃燒裝置的氣流設置一個清潔和/或升壓裝置。
8. 按照上述權利要求之一所述的方法，其特征在于，在進入粉碎機 之前通過一個燃燒器提高輸送/干燥氣流的溫度。
9. 按照上述權利要求之一所述的方法，其特征在于，特別是在起動 時，將一種惰性氣體，例如N2、稀有氣體、C02或類似氣體輸入給循環(huán)。
10. 按照上述權利要求之一所述的方法，其特征在于，例如通過噴 淋塔從粉碎機將至少15%的氣流(21)輸入給干燥裝置。
11. 用于干燥粉塵狀燃料的設備，所述燃料例如是煤、石油焦、生 物廢物或類似物，具有一個燃料粉碎機(2)、 一條到一個固體分離器(3) 的輸送/干燥氣體管路(21)以及一條到燃料粉碎機(2)的輸送/干燥氣 流的回路管路(22),特別用于實施按照上述權利要求之一所述的方法， 其特征在于，設有一個具有一個氣體冷卻器(6)的輸送/干燥氣體旁路 管路(12)。
12. 按照權利要求11所述的設備，其特征在于，氣體冷卻器(6) 構成為噴淋塔(6)。
13. 按照權利要求12所述的設備，其特征在于，噴淋塔冷凝物至少 部分地在循環(huán)中引導，其中，為冷卻冷凝物，在冷凝物循環(huán)中設置一個 熱交換器(7)。
14. 按照權利要求13所述的設備，其特征在于，設有一個使一部分 氣體從噴淋塔(6 )進入通向粉碎機(2 )的輸送/干燥氣體循環(huán)管路(14、 22)的輸送/干燥氣體回路管路(13),和一個用于將一個分流從設備特 別輸送給一個清潔或燃燒級(10)的管路(9)。
15. 按照權利要求ll或下列之一所述的設備，其特征在于，設有至 少一個用于加熱輸送/干燥氣流的熱交換器(11、 15)。
16. 按照權利要求11或下列之一所述的設備，其特征在于，在循環(huán) 中引導的輸送/干燥氣流與離開噴淋塔(6)的氣流匯流之前設置一個用 于加熱的熱交換器(11)，并且在匯流之后設置一個熱交換器(15)。
17. 按照權利要求ll或下列之一所述的設備，其特征在于，用于加 熱總輸送/干燥氣流的熱交換器(15)設有一個用于至少一個用于進行溫 度調(diào)節(jié)的分流的旁路(16)。
18. 按照權利要求11或下列之一所述的設備，其特征在于，在從系 統(tǒng)引出的廢氣管路(9 )中設置一個升壓鼓風機(21)。
19. 按照權利要求ll或下列之一所述的設備，其特征在于，在粉碎 機(2)之前，在輸送/干燥氣流中設置一個加熱燃燒器(17)。
20. 按照權利要求11或下列之一所述的設備，其特征在于，在粉碎 機(2)的區(qū)域內(nèi)設置一個惰性氣體輸入裝置(20)。
21. 按照權利要求17或下列之一所述的設備，其特征在于，旁路(16 ) 集成在熱交換器(15)中。
22. 按照權利要求13或下列之一所述的設備，其特征在于，用于冷 凝物的冷/熱交換器(7)集成在噴淋塔(6)中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于干燥粉塵狀燃料特別是待輸入給一個氣化裝置的燃料的方法，所述燃料例如是煤、石油焦、生物廢物或類似物，其中，在一個粉碎機中粉碎燃料并借助一種輸送/干燥氣體將燃料輸入經(jīng)一個過濾/分離器，并且在循環(huán)中將至少一部分輸送/干燥氣體在加熱之后重新輸回到粉碎機中，不僅要避免已知的缺點，而且特別建議一種成本合算的粉碎和干燥方法和一種排放少、惰性氣體需要量小的相應設備。按照本方法，這樣解決在噴淋塔或類似裝置中使一部分輸送/干燥氣流冷卻和除濕，其中，將一部分離開噴淋塔的干燥的氣體輸入給周圍環(huán)境和/或一個燃燒裝置，而另一部分則重新輸入給輸送/干燥氣流。
文檔編號F26B17/10GK101606034SQ200780051021
公開日2009年12月16日 申請日期2007年12月14日 優(yōu)先權日2007年2月6日
發(fā)明者E·庫斯克, J·科沃爾 申請人:猶德有限公司