专利名称：干燥粉尘状特别是待输入给气化装置的燃料的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在第一项方法权利要求或第一项设备权利要求的前 序部分中所述类型的用于干燥粉粉尘状燃料特别是待输入给一个气化装 置的燃料的方法和设备，所述燃料例如是煤、石油焦、生物废物或类似 物。
背景技术：
已知这种类型的方法和设备有不同的实施形式和构造方式。例如，
US-4 750 434就描述了一种加热和干燥输入给粉碎机的粉尘颗粒。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，以仅举几例。
在此已知，经一个粉尘过滤器例如布过滤器从废气分离出干燥的粉 尘。在此一部分废气放入大气，其中还已知，将一部分热废气与空气和 惰性气体混合并且重新输入给粉碎设备。新输入的气体的量通常这样选 择，以致氧气分量取决于燃料类型在6至10体积％以下，而由粉碎机流 出的气体的露点在65'C以下。惰性气体的总量例如为4000 m3，而排放 的潮湿的废气总量为每单位t蒸发水为大约10000 m3。
流入粉碎机的气体的温度在150至450'C范围内并且一部分被粉碎 成的颗粒达到将近该气体温度。在此煤焦化已在200'C以下开始，其中， 首先溢出CH4、 C2H6和CO。在粉碎和加热石油焦和焙烧的生物燃料时， 会产生多种有害物质，例如环烃，致使在这些替代燃料情况下，可能会 超过对烃和对几种单质的排放限制。从很大的废气流例如具有20%水分 在100t/h时200000 1113/时的煤的气流中，清除这种类型的有害物质是耗 费的，因而也是不经济的。在此不利的还有，例如为干燥通常超过50% 水分的褐煤，用气体温度在350和1000'C之间的热气体，将会产生不可 再排入大气的挥发性成分。
在上面提到的文献中部分地说明，用一个热交换器加热在涡流层中的被粉碎的煤，其中， 一部分从涡流层中流出的气体几乎由纯蒸汽构成，
并且在此被压缩到3至5巴，以便提高温度，以此使气体可以再次导入 浸没在涡流层中的热交换器。该蒸汽在那里冷凝并将其冷凝热释放给涡 流层，其中，热交换器面的温度低于150°C，以便不释放焦化产物。然而， 在输送到飞流汽化器之前，煤必须再次被粉碎，以致利用一种耗费的干 燥总共需要两台粉碎机，结果这种类型的褐煤粉碎和干燥设备与在石煤 中使用的相应设备相比明显更昂贵。
发明内容
因此，本发明不仅克服上述缺点，而且其任务特别是在于，建议一 种成本合算的粉碎和干燥方法和一种相应的设备，它排放少且惰性气体
需求量低。
按照本发明，该任务利用一种前面所述类型的方法这样解决在一 个喷琳塔或类似装置中使一部分输送/干燥气流冷却和除湿，其中，将一 部分离开喷'淋塔的干燥的气体排入给周围环境和/或一个燃烧装置，而另 一部分则重新输入给输送/干燥气流。
可以看出，利用根据本发明的方法原理， 一部分回引的气体在喷淋 塔中被冷却，以降低湿度并使环流气体能因此用于重复煤炭水分 (Kohlefeuchte )任务。在这种情况下， 一部分从喷淋塔出来的气体例如 通过一个吸附装置清洁后排入周围环境，或但是导入燃烧装置或一个催 化反应器，以便燃烧来自燃料的烃和其他焦化产物，并除去在燃烧中形 成的氮氧化物。
要求给出。
例如，为克服由系统排出时气体清洁/燃烧的压力损失，可以提高循 环压力，也可另外选择，如本发明在构成中设想的那样，设置一个用于 压力提高的相应的鼓风机。根据本发明，以很小的费花可以从一股小的 废气流中完全清除有害物质。还可以将消耗的固态的吸附剂如活性炭毫 无花费地与燃料混合并气化。在这种情况下，在飞流汽化器 (Flugstromvergaser)的温度高时，将完全破坏所有有害物。在另一种构成中，回流气体的部分可以例如在一个第一热交换器中 加热，其中，温度可这样选择，使在系统循环中的气流的温度在与来自 喷淋塔的气体分流混合之后处在露点之上，以便将在喷淋塔中 一起拖带 的水滴和湿尘粒在进入一个后接的热交换器之前蒸发或干燥。
在煤装料出现可能的故障时，粉碎机中的热气体几乎不被冷却，这 在一霎那间可能会导致过滤器网袋毁坏。根据本发明，这一问题可以这
样处理借助旁路可以绕过该另外的热交换器。此处利用这个优点进行 这样类型的气流转换控制明显快于在一个热交换器进行冷却，这样布过 滤器有效得到保护，免遭高温破坏。
根据本发明，循环引导的输送/干燥气体可以通过燃烧一种燃料继续 提高温度，因为与通常的粉碎设备相比现在明显可达到更高的温度，因 为无焦化产物排入大气。通过这一种温度升高，将减小所需的气体循环， 因而降低了气体循环设备要素的投资成本。
根据本发明，有利的是，将富氢燃气和氧气用作燃烧介质，这又会 导致废气流的减少。
根据本发明，在另一种构成中设定，在粉碎设备起之前，在断开燃 烧器时，用惰性气体降低循环中的氧气含量，其中，这里的概念惰性气 体包括N2、稀有气体、C02，但不包括水蒸气。根据本发明，惰性气体 需求量在此极少，即使在粉碎和干燥一种温度高于40'C就可引燃的高反 应褐煤情况下需要无氧气体时，也是如此。
根据下面的说明并参照附图，给出本发明的其它特征、细节和优点。 在唯一的图中示出了按照本发明的设备线路图。
具体实施例方式
在图中示出的设备中，按照箭头1，将一种燃料例如褐煤输入给系统 并借助适当的输送装置送入粉碎机2。粉碎机2同时用于粉碎、干燥和篩 选，其中，在此产生的小于0.5 mm的细粉尘在60至120"C时以气体排 出并通过管路21输入给一个过滤器3，该过滤器分离出固体并将其送入 一个容器4，这样，粉碎的和干燥的燃料可输入给下一程序。为在循环中输送输送/干燥气体，设置一个鼓风机5，用其继续输送 清洁的气体。其中， 一个分流通过一个用12表示的用于冷却的管路输入 给一个喷淋塔6，而另一分流则通过一个用于加热的热交换器11和管路 12a继续输送。在此，离开鼓风机5的气体量的至少15%导入热交换器 11。
进入热交换器11的气体分量主要取决于在粉碎机之前的气体温度。 如果用燃烧器17调节一个高的气体温度，则在循环中就需要4艮小的气体 量，气流12a取消(即100%给喷淋塔6)。相反，如果在干燥另一备选 燃料时未设置燃烧器17并且在热交换器15中仅达到一个低的温度(例 如200X:)，则大部分气体通过管路123循环并且只有一小部分例如15% 在喷淋塔6中干燥。优点是:没有C02来自燃烧装置并且在9中很少C02， 因此例如可以使用活性碳，以便去除有害物质，例如氯代烃。
在喷淋塔中产生的冷凝物大部分也在循环中引导，而且通过一个进 行冷却的热交换器7,由于过剩而形成的冷凝物的一个分流通过一个管 路8从系统中排出。
在这点上值得注意的是，热交换器7可构成为喷淋塔6的一个集成 的组成部分。 一部分在喷淋塔6中冷却的输送/干燥气流可以通过管路9 和必要时通过一个鼓风机21从系统中排出，且例如像图中所示的那样， 从一个气体清洁装置10例如一个吸附装置清洁后排入环境或者输入给一 个燃烧装置，以便将仍然含有的有害物质燃烧掉。大部分则通过管路13 重新输入给用于干燥的循环系统。
通过一个在管路12a中的进行加热的热交换器11在循环中引导的分 流和通过喷淋塔冷却的分流13汇合并且通过管路14送入一个另外的用 于加热的热交换器15。之后，总气流通过管路22引导，以便通过燃烧器 17提高温度，并且在那加热后输入粉碎机2。为燃烧器17配置的燃料和 氧气输入管路用18和19表示，而指向粉碎机2的箭头20则表示惰性气 体输入管路。
如从设备线路同样可以看出的那样，特别是为了对总的循环气体体 积的进行温度调节，可以通过一条旁路16绕过热交换器15，其中，该旁路16也可以是热交换器15在结构上集成的组成部分。 下面借助 一个实例说明本发明的工作原理
供应的煤1例如50 kg/s应该从30重量％直到3重量％被干燥处理。 14kg/s水分必须被蒸发，为此需要36MW。考虑到另外的热能下降和输 入的粉碎能，热量需求大约40 MW。粉碎机2之前的循环气体温度为460 n而之后为105°C。在气体比热容为40 kJ/kmol/K情况下，在粉碎机2 入口需要2.8 kmol/s，以满足热量需求。在过滤器3中，对36kg/s的干 燥的煤进行分离。在过滤器3中除尘的气体的80%引入喷淋塔6。
在冷却到45。C时，气体中水分由35体积％减小到10体积％，并且 冷凝出14 kg/s水。为了气体清洁10并排入大气，0.09 kmol/s ( 2.5 m3/s ) 的除湿气体被分离出来。通流热交换器ll的气体将被加热到180X:。混 合气体(管路14 )的温度为80。C并且露点为60。C ，以致从喷淋塔6拖带 出来的水滴在热交换器15之前蒸发。在该热交换器15中，气体^皮加热 到234。C 。燃烧器17被供以一种气体混合物CO:H尸l:l和氧气(95%02) (箭头18、 19)。为了达到460X:的废气温度，消耗25MW(Hu)。
除上述设备线路之外，根据本发明，还可考虑一些备选方案，以及 诸如此类的，如下
-如上那样，但是没有燃料燃烧装置17,有意义的是在粉碎机中蒸 发很少并且在清洁装置10具有活性炭时，活性炭通过来自燃烧
装置的C02去活性，
-如上那样，但是没有喷淋塔旁路流的加热装置ll,有意义的是在
12>13时，就是说，在粉碎机中蒸发很少时， -没有ll、 15、 16，投资成本低，但是排入大气9、 10更多，需要
更大、更高的燃料消耗18，但没有蒸汽， -冷却器8集成在喷淋塔6中，
-冷却塔为一个热交换器的形式，其表面用循环的冷凝物喷淋/润 湿。
-在喷淋塔后设置一个具有水滴分离器的冷凝物分离器， -鼓风机21取代提高气体循环压力水平，-喷水装置取代旁路16，
-水循环通过一个外部的冷却塔，例如由电厂冷却塔取代冷却器7， -来自热交换器7的热量例如用于加热冷水，
-根据废水总汇流量处理废水，例如运用生物方式或通过氧化，直
接在一个冷却塔中或输入给一个水处理设施， 画多个相继连接的喷淋塔，以便更好地分离出在气体12中以很低
浓度存在的颗粒，并且避免在热交换器15中出现沉积。
权利要求
1.用于干燥粉尘状燃料特别是待输入给一个气化装置的燃料的方法，所述燃料例如是煤、石油焦、生物废物或类似物，其中，在一个粉碎机中粉碎燃料并借助一种输送/干燥气体将燃料输入给一个过滤/分离器，并且在循环中将至少一部分输送/干燥气体在加热之后重新输回到粉碎机中，其特征在于，在一个喷淋塔或类似装置中使一部分输送/干燥气流冷却和除湿，其中，将一部分离开喷淋塔的干燥的气体输入给周围环境和/或一个燃烧装置，而另一部分则重新输入给输送/干燥气流。
2. 按照权利要求l所述的方法，其特征在于，从系统导出的气流经 受吸附(烃，除CH4、 C02之外)、(催化)燃烧或催化转化(NOx、 氯代烃)。
3. 按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，将输送/干燥气流 在混合干燥的气体分流之后从喷淋塔冷却装置输入给一个热交换器。
4. 按照权利要求3所述的方法，其特征在于，为控制输送/干燥气流 的温度，经由一个旁路围绕循环热交换器可引导至少一个分流。
5. 按照上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，在喷淋塔中产 生的冷凝物的 一个分流经由 一个在循环中进行冷却的热交换器引导。
6. 按照上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，通过一个设置 在输送/干燥气流的主循环中的另外的热交换器，使气流的温度与离开喷 淋塔的回流的气流的温度相适应。
7. 按照上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，为用于排入环 境或一个燃烧装置的气流设置一个清洁和/或升压装置。
8. 按照上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，在进入粉碎机 之前通过一个燃烧器提高输送/干燥气流的温度。
9. 按照上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，特别是在起动 时，将一种惰性气体，例如N2、稀有气体、C02或类似气体输入给循环。
10. 按照上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，例如通过喷 淋塔从粉碎机将至少15%的气流(21)输入给干燥装置。
11. 用于干燥粉尘状燃料的设备，所述燃料例如是煤、石油焦、生 物废物或类似物，具有一个燃料粉碎机(2)、 一条到一个固体分离器(3) 的输送/干燥气体管路(21)以及一条到燃料粉碎机(2)的输送/干燥气 流的回路管路(22),特别用于实施按照上述权利要求之一所述的方法， 其特征在于，设有一个具有一个气体冷却器(6)的输送/干燥气体旁路 管路(12)。
12. 按照权利要求11所述的设备，其特征在于，气体冷却器(6) 构成为喷淋塔(6)。
13. 按照权利要求12所述的设备，其特征在于，喷淋塔冷凝物至少 部分地在循环中引导，其中，为冷却冷凝物，在冷凝物循环中设置一个 热交换器(7)。
14. 按照权利要求13所述的设备，其特征在于，设有一个使一部分 气体从喷淋塔(6 )进入通向粉碎机(2 )的输送/干燥气体循环管路(14、 22)的输送/干燥气体回路管路(13),和一个用于将一个分流从设备特 别输送给一个清洁或燃烧级(10)的管路(9)。
15. 按照权利要求ll或下列之一所述的设备，其特征在于，设有至 少一个用于加热输送/干燥气流的热交换器(11、 15)。
16. 按照权利要求11或下列之一所述的设备，其特征在于，在循环 中引导的输送/干燥气流与离开喷淋塔(6)的气流汇流之前设置一个用 于加热的热交换器(11)，并且在汇流之后设置一个热交换器(15)。
17. 按照权利要求ll或下列之一所述的设备，其特征在于，用于加 热总输送/干燥气流的热交换器(15)设有一个用于至少一个用于进行温 度调节的分流的旁路(16)。
18. 按照权利要求11或下列之一所述的设备，其特征在于，在从系 统引出的废气管路(9 )中设置一个升压鼓风机(21)。
19. 按照权利要求ll或下列之一所述的设备，其特征在于，在粉碎 机(2)之前，在输送/干燥气流中设置一个加热燃烧器(17)。
20. 按照权利要求11或下列之一所述的设备，其特征在于，在粉碎 机(2)的区域内设置一个惰性气体输入装置(20)。
21. 按照权利要求17或下列之一所述的设备，其特征在于，旁路(16 ) 集成在热交换器(15)中。
22. 按照权利要求13或下列之一所述的设备，其特征在于，用于冷 凝物的冷/热交换器(7)集成在喷淋塔(6)中。
全文摘要
本发明涉及一种用于干燥粉尘状燃料特别是待输入给一个气化装置的燃料的方法，所述燃料例如是煤、石油焦、生物废物或类似物，其中，在一个粉碎机中粉碎燃料并借助一种输送/干燥气体将燃料输入经一个过滤/分离器，并且在循环中将至少一部分输送/干燥气体在加热之后重新输回到粉碎机中，不仅要避免已知的缺点，而且特别建议一种成本合算的粉碎和干燥方法和一种排放少、惰性气体需要量小的相应设备。按照本方法，这样解决在喷淋塔或类似装置中使一部分输送/干燥气流冷却和除湿，其中，将一部分离开喷淋塔的干燥的气体输入给周围环境和/或一个燃烧装置，而另一部分则重新输入给输送/干燥气流。
文档编号F26B17/10GK101606034SQ200780051021
公开日2009年12月16日 申请日期2007年12月14日 优先权日2007年2月6日
发明者E·库斯克, J·科沃尔 申请人:犹德有限公司