DE19608386C2

DE19608386C2 - Verfahren zur Herstellung von festen und porösen Braunkohlenbrennstoffen mit verbesserten Verbrennungseigenschaften

Info

Publication number: DE19608386C2
Application number: DE1996108386
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Prof Dr Ing Naundorf; Friedmar Dr Ing Rehn; Anita Dipl Ing Biegel; Ralf Dr Ing Wollenberg; Dietmar Dr Ing Trommer; Hans-Werner Dr Ing Schroeder
Original assignee: LAUSITZER BRAUNKOHLE AG
Current assignee: LAUSITZER BRAUNKOHLE AG
Priority date: 1996-03-05
Filing date: 1996-03-05
Publication date: 1998-02-19
Anticipated expiration: 2016-03-06
Also published as: DE19608386A1

Description

Es ist bekannt, Braunkohlen direkt oder in verarbeiteter Form, insbesondere als Brikett unterschiedlicher Größe, in Verbrennungsanlagen einzusetzen. Braunkohlenbriketts werden aus getrockneter Braunkohle durch Hochdruckverdichtung vorzugsweise mit Formkanalstempelpressen (Strangpressen) erzeugt. Dazu wird die aufbereitete Braunkohle auf Feuchtegehalte um 18% getrocknet und mit hohen Preß drücken von p ≈ 70 bis 120 MPa so verdichtet, daß die festigkeitsbildenden Bindekräf te und Bindungsmechanismen zwischen den Feststoffpartikeln ausgelöst werden. Da bei entstehen Briketts mit hoher Festigkeit und Dichte sowie geringer Porosität. Braunkohlenbriketts zeichnen sich durch eine hohe Feuerstandsfestigkeit aus. Sie wer den in der Regel chargenweise der Verbrennung (Verfeuerung) zugeführt. Charakterisierend für den Verbrennungszyklus ist eine lange Zünd- und Anbrennperio de, ist ein ungleichmäßiger Abbrand über den Querschnitt des Feuerraumes bzw. der Brennstoffschüttung und ist eine zeitlich nacheinander ablaufende Verbrennung der verschiedenen Inhaltsstoffe der Braunkohle.

Die damit verbundenen zeitlichen Schwankungen der Verbrennungsgeschwindigkeit, der jeweils entbundenen Wärmemenge, des Sauerstoffbedarfes, der entstehenden Rauchgasmenge und der Rauchgaszusammensetzung führen unvermeidbar, ins besondere in Kleinfeuerstätten, zu erhöhten Emissionen in der Zünd- und Anbrenn phase.

Es ist auch bekannt, daß aus besonders xylithaltigen Braunkohlen Briketts mit hoher Dichte und Festigkeit erzeugt werden können, wobei der Xylit vor allem den Brikett verband durch formschlüssige Bindungen verfestigt. Andererseits mindern die Xylite in diesem dichten Verband die Thermofestigkeit der Briketts durch schnelleren ther mischen Zerfall und durch das Auftreten von Spannungsrissen in der Aufheizphase. Diese ungünstigen Auswirkungen werden insbesondere dadurch hervorgerufen, daß die Xylitteilchen nach Größe und Kornform stark variieren und nur heterogen verteilt im Brikettverband eingebunden sind.

Bekannt sind nach DE-PS 2 33 148 bzw. DE-PS 4 19 811 auch die Beigabe von Holz mehl zur feuchten Braunkohle bzw. die Auftrennung der Braunkohle in unterschiedlich zu behandelnde Fraktionen vor der Brikettierung.

Aufgabe der Erfindung ist es, mittels eines Verfahrens Braunkohlenbrennstoffe herzu stellen, die bei der Verbrennung zu geringen Emissionen führen, ein gutes Zünd- und Brennverhalten besitzen, die eine hohe Thermo- bzw. Feuerstandsfestigkeit aufweisen und die einfach in der Handhabung, vorteilhaft in der Verpackung und dosierfähig zum Einsatz in automatisierten Feuerstätten sind.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit den erfinderischen Merkmalen der Ansprüche 1 und 2.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die Braun kohlenbrennstoffe

- gut geeignet sind für eine weitestgehend staubfreie Abfüllung in Tüten, Säcke oder Container,
- leicht und gleichmäßig in den Feuerraum dosierbar sind,
- gleichmäßig, insbesondere auch von oben und über den gesamten Feuerraum zün den,
- eine hohe Feuerstandsfestigkeit bis in die Endphase des Verbrennungsprozesses bei gleichmäßigem und gut regelbarem Abbrand im Feuerraum haben,
- durch diesen gleichmäßigen, vollständigen und vollkommenen Ausbrand eine hohe und schnell wirksame Wärmeausnutzung ermöglichen und vergleichsweise wenig Schadstoffe emittieren.

Im folgenden wird das Verfahren näher beschrieben:
Die xylithaltige Braunkohle wird zunächst aufgespalten in Faserxylit und übrige Kohle grundmasse. Die festen natürlichen Verwachsungen zwischen dem Xylit und der Braunkohlengrundmasse werden durch Zerkleinerung mit hohem Energieeintrag und nachfolgender Siebklassierung getrennt.

Nach der Trennung werden beide Stoffgruppen im Rohzustand gesondert auf eine gut spezifische Feinheit aufbereitet. Die Braunkohlengrundmasse wird auf eine Körnung von 0-5 mm zerkleinert. Der abgetrennte Xylit muß dagegen mit geeigneten Mühlen zerfasernd auf Längen < 15 mm aufbereitet werden. Danach erfolgt eine intensive Ver mischung des zerfaserten Xylites mit der aufbereiteten Braunkohlengrundmasse. Der Mischprozeß ist so zu gestalten, daß die feinen Xylitfasern sehr homogen und gleichmäßig der Braunkohlengrundmasse untergemischt werden. Der Mischprozeß hat unter Zugabe von Wasser oder wässerigen Lösungen bzw. Dispersionen zu erfolgen. Die Flüssigkeit stabilisiert das Mischgut durch Haftverbunde und mobilisiert das Binde vermögen von Braunkohle und Xylitfaser. Es entsteht ein Stoffsystem aus Xylit und Braunkohle mit neuen Stoffeigenschaften.

Das Mischungsverhältnis von Braunkohlengrundmasse und Xylit kann in breiten Berei chen variiert werden. Die zudosierte Flüssigkeitsmenge muß so optimal bemessen sein, daß ein partiell oberflächenfeuchtes und homogenes Mischgut entsteht. Der An teil der Flüssigkeit ist stark von den Eigenschaften der Braunkohle und des Xylites ab hängig und beträgt größtenteils 10 bis 20% bezogen auf die Masse aus Braunkohle und Xylit.

Das plastische Mischgut wird nachfolgend mit geringem Preßdruck zu Preßlingen, vor zugsweise kleiner Stückgröße, z. B. d = 2 mm bis d = 30 mm geformt.

Danach werden die Preßlinge auf einen Feuchtegehalt von w 22% getrocknet. Im Ergebnis der Trocknung entstehen Preßlinge mit hoher Festigkeit und großer Porosität von etwa 20-40%.

Diese neue Art der Herstellung von Braunkohlenbrennstoffen durch dosierte Vermi schung, Feuchteagglomeration und anschließender Trocknung führt zu neuen und ver besserten Eigenschaften der Handhabung und der Verbrennung.

Infolge der hohen Porosität und der homogenen Stoffmischung verbrennen die Preß linge schnell, gleichmäßig und vollständig und können insbesondere bei kleinen For maten dosiert in die Verbrennung eingebracht werden.

Im Gegensatz zur herkömmlichen Verbrennung von Braunkohlenbriketts und anderen großstückigen Brennstoffen führen die neuen Brennstoffeigenschaften dazu, daß die einzelnen Verbrennungsphasen ineinander übergehen und damit zu einer deutlichen Reduzierung der Schadstoffemission bei der Verbrennung führen.

Die zeitlichen Schwankungen im Verbrennungsablauf werden wesentlich reduziert. Insbesondere die Anbrennphase verringert sich im Vergleich zum Braunkohlenbrikett um das Mehrfache. Luftzufuhr, Brennstoffeinsatz und Wärmenutzung können besser aufeinander abgestimmt werden.

Mit dem neuen Brennstoff wird damit eine schnelle Wärmeverfügbarkeit nach dem An brennen der Preßlinge und eine gleichmäßige oder bedarfsgerechte Wärmebereitstel lung sowie eine schadstoffarme Verbrennung mit hohem Wirkungsgrad ermöglicht. Die erfindungsgemäßen Preßlinge eignen sich daher besonders für Verbrennungsanlagen mit automatischer Beschickung.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von festen und porösen nicht in herkömmlicher Weise bri kettierten Braunkohlenbrennstoffen mit verbesserten Verbrennungseigenschaften, dadurch gekennzeichnet, daß

a) xylithaltige Braunkohle im Rohzustand in einem mechanischen Aufbereitungspro zeß in Faserxylit und Braunkohlengrundmasse aufgespalten wird,
b) sowohl der Faserxylit als auch die Braunkohlengrundmasse getrennt einer weite ren stoffangepaßten Zerkleinerung und Klassierung auf eine gutspezifische Fein heit unterzogen werden, wobei die Kohlegrundmasse auf eine Körnung von 0-5 mm aufbereitet wird und der abgetrennte Xylit zerfasernd aufgeschlossen und auf Längen < 15 mm zerkleinert wird,
c) die getrennt aufbereiteten Stoffe, Faserxylit und Braunkohlengrundmasse, durch intensive Vermischung bei gleichzeitiger Zugabe von Wasser, wässeriger Lösun gen oder Dispersionen dosiert zu Kohlemischgut vereinigt werden, wobei der Mindestanteil an aufbereitetem Xylit 10% und der Anteil der Flüssigkeit 10-20% bezogen auf das Kohlemischgut beträgt,
d) das Kohlemischgut geformt oder unter geringem Preßdruck agglomeriert wird,
e) das geformte oder gepreßte Agglomerat getrocknet wird.

2. Verfahren zur Herstellung von festen und porösen nicht in herkömmlicher Weise brikettierten Braunkohlenbrennstoffen mit verbesserten Verbrennungseigenschaf ten, dadurch gekennzeichnet, daß

a) Braunkohle im Rohzustand als Braunkohlengrundmasse und nicht aus der Braunkohle stammende Faserstoffe verwendet werden,
b) sowohl die Faserstoffe als auch die Braunkohlengrundmasse weiterhin getrennt einer stoffangepaßten Zerkleinerung und Klassierung auf eine gutspezifische Feinheit unterzogen werden, wobei die Kohlegrundmasse auf eine Körnung von 0-5 mm aufbereitet wird und die Faserstoffe aufgeschlossen und auf Längen < 15 mm zerkleinert werden,
c) die getrennt aufbereiteten Stoffe, durch intensive Vermischung bei gleichzeitiger Zugabe von Wasser, wäßriger Lösungen oder Dispersionen dosiert zu Mischgut vereinigt werden, wobei der Mindestanteil an aufbereiteten Faserstoffen 10% und der Anteil der Flüssigkeit 10 bis 20% bezogen auf das Mischgut beträgt,
d) das Mischgut geformt oder unter geringem Druck agglomeriert wird,
e) das geformte oder gepreßte Agglomerat getrocknet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verfahrensschritte c) und d) nacheinander folgend oder gleichzeitig durchgeführt werden.