Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Braunkohlenaufbereitung für Gas-Dampf-Kombiprozesse in Wärmeerzeugungsanlagen.

Bekannt ist eine Anordnung zur Vorstrom-Rohkohletrocknung für Kondensationskraftwerke, wobei die Brüdenkondensationswärme vollständig ausgenutzt und weder eine Brüdenrückverdichtung noch eine separate elektrische Brudenentstaubung stattfindet und die Trocknung in einem mit Membranrohrwänden als Heizflächen versehenen und mit Anzapfdampf als Heizdampf von der Hauptturbine versorgten Schüttungsschacht durchgeführt und der dabei entstandene Brüden beim Austritt in den Brüdenkanal - also beim Verlassen des Trockners - mittels dampfabreinigbarer Filterwand entstaubt wird (DD-PS 281 237). In 281 237 wird die Brüdenenergie als Sekundärenergie vollständig nur durch Aufteilung in mehrere und qualitativ unterschiedliche Einsatzfälle genutzt, was eine aufwendige Einbindung in das Anlagengesamtkonzept bedingt. Außerdem ist diese Schaltungsanordnung ausschließlich auf einen Kraftwerksblock bezogen, der die Stromerzeugung nur im "reinen" Kondensationsbetrieb durchführt.

Weiterhin bekannt ist ein Verfahren zum Betreiben eines Gas-Dampf-Kombiprozesses (DE-OS 3907217). Das Verfahren gliedert sich in zwei technologische Konzepte, wobei das in Fig. 1 gezeigte Konzept den Betrieb der Vorschalt-Gasturbine mit Erdgas beinhaltet. Diese Lösung ist trivial und seit Jahren in kommerzieller Nutzung. Das zweite und in Fig. 2 gezeigte Konzept schließt eine Druckwirbelschicht-Kohlevergasung eines Kohleteilstromes ein. Da der Kohleteilstromvergasung noch eine Dampf-Wirbelschicht-Trocknung vorgeschaltet ist, und diese Trocknung nicht im energetischen Verbund mit dem

Kombiblock steht, muß diese mit elektroenergieintensiver Brüdenrückverdichtung und externem Brüdenentstauber betrieben werden, so daß dieses Blockkonzept einen niedrigen Wirkungsgrad von 42 - 44 % hat. Der anlagentechnische Aufwand ist sehr groß, da neben der typischen Kombiblockausstattung zusätzlich eine Gasturbinenanlage, eine Zwischenkühlung von Luft, verbindende Rohrleitungen und Kanäle, ein druckaufgeladener Wirbelschicht-Vergasungsreaktor mit zugehörigem Heißgasentstauber und eine elektroenergieverbrauchende Trocknungstechnologie (ohne energetischen Verbund mit dem Kombiblock) notwendig werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine deutliche Reduzierung der C0 ₂ -Emission je Nutzleistungseinheit durch verringerten Einsatz fossiler Energieträger zu erreichen, wobei die Trocknungseinrichtungen für Rohbraunkohle so mit der Wärmeerzeugungsanlage verbunden werden, daß eine vollständige energetische Verwertung des Brüdens realisiert wird.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Trocknung von Rohbraunkohle und eine Pyrolyse von Trockenbraunkohle in zwei voneinander getrennten Schüttungsschacht-Reaktoren, jedoch in unmittelbarer Abfolge durchgeführt werden, wobei der Trocknungsreaktor mit Sattdampf und der Pyrolyse-Reaktor mit Frisσhdampf (> 130 bar, > 500 °C) aus einem Dampfkessel mit einer Druck-Wirbelschicht-Feuerung indirekt beheizt werden, der Koks aus dem Pyrolyse-Reaktor in den selben Dampfkessel und das reaktorintern entstaubte Pyrolysegas in einen Zusatzbrenner zur Temperaturerhöhung der Wirbelschicht-Abgase aus gleichem Dampfkessel geleitet werden.

Anhand eines Ausführungsbeispieles soll nachfolgend die Erfindung näher erläutert werden.

Dabei zeigt:

Fig. 1 - den Kombiblock mit Schüttungsschachttrockner und Pyrolyse-Reaktor

Die Rohbraunkohle gelangt über die Prallkammermühle 1 in den Vorwärmer 2 und von dort in den Schüttungsschachttrockner 3. Die getrocknete Kohle wird in den unter dem Schüttungsschachttrockner 3 angeordneten Schleusenbehälter 4 geleitet. Unter dem Schleusenbehälter 4 ist der Pyrolyse-Reaktor 5 befindlich. Der im Vorwärmer 2 und im Schüttungsschachttrockner 3 entstehende Brüden wird über Brüdenkanal 21 in den brüdenkondensierenden Sattdampferzeuger 6 geleitet. Im Schüttungsschachttrockner 3 und im Pyrolyse-Reaktor 5 sind Heizflächen für Heizdampf 7 und für abgekühlten Frischdampf 8 angeordnet. Der Kombiblock weist den Luftverdichter 9 auf, der mit dem luftbeheizten DampfZwischenüberhitzer 10 verbunden ist. Der Dampfzwischenüberhitzer 10 ist mit dem Dampfkessel 11 mit druckaufgeladener Wirbelschichtfeuerung gekoppelt, der über die Druckleitung 17 ein Trockenkohle-Koks-Pyrolysegas-Ge- misch aus dem Pyrolyse-Reaktor 5 bezieht. Mit dem Dampfkessel 11 ist der Zusatzbrenner 12 für Pyrolysegas 16 aus dem Kopfbereich des Pyrolyse-Reaktors 5 verbunden. Der Zusatzbrenner 12 erzeugt Heißgas für die Abgasturbine 13, die mit einer Abhitzeanlage 14 gekoppelt ist. Der Sattdampferzeuger 6 ist über die Sattdampfspeiseleitung 15 mit der kalten Schiene 18 des DampfZwischenüberhitzers 10 verbunden. Im Kopfteil des Schüttungsschachttrockners 3 ist der Brüdenfilter 19 und im Kopfteil des Pyrolyse-Reaktors 5 der Pyrolysegasfilter 20 angeordnet. Der im Vorwärmer 2 und im Sattdampferzeuger 6 entstehende Brüden wird über die Brüdenkondensatabführung 22 abgeleitet.

Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß mit Aufbereitung der Rohbraunkohle durch Trocknung mit Brüdenenergieverwertung durch Austrieb der flüchtigen Bestandteile und durch Koksbereitstellung ein Gas- und Dampf-Kombiprozeß mit einem Wirkungsgrad von mindestens 50 % dauerhaft und u. a. auch ein Teillastbereich betrieben werden kann.

Besondere technische Vorteile bestehen in der Thermokompression beim Brüden und beim Pyrolysegas, wodurch die Betriebsvolumina wesentlich reduziert werden, was wiederum die reaktorinterne Brüden- bzw. Pyrolysegas-Entstaubung ermöglicht und das Gesamtkonzept des Gas- und Dampf-Kombiblockes ohne zusätzliche Brennergas-Verdichteranlage auskommt.

Die Entstaubung des Pyrolysegases erfolgt mit abreinigbaren keramischen Filterelementen ohne Temperaturabsenkung im Temperaturbereich zwischen 450 und 500 °C. Die flüchtigen Bestandteile der Trockenkohle werden durch indirekte Beheizung mittels Frischdampf ausgetrieben, wodurch eine Aufteilung des mit der Trockenkohle zugeführten Energiestromes in einen Koks- und Pyrolysegas-Mengenstrom ermöglicht und somit ein optimaler Brennstoffeinsatz zum Betrieb von Gas- und Dampf-Kombiprozessen gewährleistet ist.

Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen

1 Pra11kammermühle

2 Vorwärmer 3 Schüttungsschachttrockner

4 Schleusenbehälter

5 Pyrolyse-Reaktor

6 Sattdampferzeuger

7 Heizdampf 8 Frischdampf

9 Luftverdichter

10 Dampfzwischenüberhitzer

11 Dampfkessel

12 Zusatzbrenner 13 Abgasturbine

14 Abhitzeanlage

15 Sattdampfspeiseleitung

16 Pyrolysegas

17 Druckleitung 18 kalte Schiene

19 Brüdenfilter

20 Pyrolysegasfilter

21 Brüdenkanal

22 Brüdenkondensatabführung