184053. lajstromszámú szabadalom • Eljárás szárított szén és gőz egyifdejű előállítására, főként technológiai gőz biztosítására integrált barnaszén-nemesítő berendezésekhez
184 053 A találmány tárgya eljárás szárított szén és gőz egyidejű előállítására, főként technológiai gőz biztosítására, elsősorban sótartalmú nyersbarnaszén feldolgozására szolgáló integrált bamaszén-nemesítő berendezésekben. A puha barnaszén állapotát kitermelés közben alacsony fűtőérték, magas víztartalom és gyenge alaktartósság jellemzi. Ezért szükség van általában arra, hogy ezt a puha barnaszenet magas használati értékű energiahordozó formájában lehessen az energia végfelhasználói számára rendelkezésre bocsátani. A barnaszén nemesítésének tipikus példája a gázzá való átalakítás közellátási célokra, vagy köztes termékként vegyi szintézisek számára (szintézisgázként) a következő séma szerint:- előzetes darabolás — szárítás- esetleges formakialakítás vagy további aprítás illetve osztályozás- elgázosítás — gáztisztítás és melléktermékek, mint például kátrány kinyerése — tisztított gáz kibocsátása városigázként vagy szintézisgázként. Az eljárás egyes lépései számára (szárítás, elgázosítás, gáztisztítás) valamint a segédközegek biztosítására és a hulladékanyagok feldolgozására szolgáló kiegészítő nemesítési lépések számára különböző nyomásszintű gőzre van szükség. Ezt a gőzigényt - amennyiben nem fedezhető hulladékhő-hasznosításból — egy széntüzelésű ellennyomásos erőműből fedezik, amely általában a többi nemesítő-, ellátó- és mellékberendezéssel együtt egy gazdasági egységet képez. Ismertek olyan barnaszén-előfordulások, amelyeket a nyersszénben jelentkező igen magas nátríumklorid és más alkálivegyület-tartalom jellemez, ezek az ún. sósszenek. Szokás „sótartalmú nyersbarnaszénnek” nevezni az olyan szenet, amelynek vízmentes állapotára vonatkoztatott nátriumtartalma, Na2O-ban kifejezve nagyobb mint 0,5 %. Tipikus érték például a 2,5 % Na20 tartalom a vízmentes állapotra vonatkoztatva, ahol a szénben a nátrium vegyi kapcsolata humátok és kloridok formájában fordul elő. A szénben található magas alkálivegyülettartalom a gőzfejlesztőkben való elégetés során jelentős nehézségeket okoz a fűtőfelületeken történő ásványi lerakódások miatt. Jellemző a folyamatra, hogy ezek a lerakódások, melyek részben az égés folyamán elgőzölögtetett alkálisók szublimációjára, részben pedig a pernye eutektikus részolvadékok általi megtapadására vezethetők vissza, főként az utánkapcsolt fűtőfelületeken jelentkeznek. Az intenziv fejlesztési munkák ellenére sem sikerült ezideig műszakilag és gazdaságilag megfelelőnek nevezhető megoldást találni a sótartalmú nyersbarnaszén szénportüzelésű gőzfejlesztőkben való felhasználásához. Az eddig elért technikai szint, különleges szerkezetek és a hatásfokra és az áthaladási időre vonatkozó korlátozások alkalmazása ellenére a szénportüzelésű gőzfejlesztőknél vízmentes nyersszénre vonatkoztatva maximálisan 0,1-0,3 % Na20 tartalmú szén felhasználását teszi le3 hetővé. Magasabb sótartalmú szén felhasználását, pl. 2,5 % Na20 tartalomig (vízmentes állapotra vonatkoztatva), ezideig csak rostély tüzelésű gőzfejlesztőkben tudták uralni, maximálisan 60 t/h gőzteljesítmény mellett. A sótartalmú nyersbarnaszén felhasználásának bázisán egy népgazdasági és gazdaságossági szempontból optimális méretű barnaszénnemesítő üzem számára ez a helyzet azt jelenti, hogy a szükséges ellennyomású erőmű üzeme számára teljesen, vagy legalábbis jelentős részben más eredetű, sómentes szenet kell használni, vagy azt, hogy az erőművi részt számos kisebb rostélyos kazánnal kell felszerelni, amelynek hátránya az alacsony termelékenység és a magas beruházási igény. Egyik alternatíva sem kielégítő. A találmány célja olyan eljárás a szükséges technológiai gőz biztosítására nagyméretű barnaszén-nemesítő üzemek számára, amely eljárás kielégítő áthaladási idő mellett sótartalmú szén felhasználását lehetővé teszi anélkül, hogy sómentes vagy sóban szegény szenet is kellene használni, emellett gazdaságos egységteljesítményt tesz lehetővé. A találmány által megoldandó feladat olyan eljárás kidolgozása szárított szén és gőz egyidejű előállítására nagyméretű, integrált barnaszén-nemesítő berendezések, különösen gázfejlesztő berendezések számára, amely eljárás során nem lép fel jelentős hőtechnikai veszteség a veszélyeztetett fütőfelületeken és ezáltal a sótartalmú szenek felhasználása sómentes illetve sószegény szén adagolása nélkül is biztosítható a gőzfejlesztő üzemelése során, kielégítő áthaladási idő és gazdaságos berendezés teljesítmény mellett. A találmány szerint a kitűzött feladatot úgy oldjuk meg, hogy a gőzfejlesztést a soronkövetkező nemesítési folyamat, például egy elgázosítási folyamat számára szükséges szén szárításával kombináljuk, mégpedig oly módon, hogy- egy hűtött égéskamrában nyersszenet ismert módon elégetünk,- a forró füstgázt, előnyösen 500 és 1000 °C közötti hőmérsékleten, az égéskamrából kivezetjük,- a fenti forró füstgázt az el nem égett maradványok és a szállóhamú leválasztására szolgáló beberendezések közbeiktatása nélkül ismert szerkezetű szárítóba vezetjük,- ebben a szárítóban a nemesítési folyamat számára szükséges nyersszenet a soronkövetkező nemesítés számára szükséges víztartalmúra szárítjuk,- miközben a füstgáz érzékelhető hőtartalmát a szilárdítási folyamat számára meghatározott minimális hőmérsékletre való lehűléséig kihasználjuk,- az említett égéskamra hűtési rendszerét ismert módon gőzfejlesztőként alakítjuk ki, lényegében szennyeződésekre érzéketlen fűtőfelületek felhasználásával,- és az ebben a hűtési rendszerben előállított gőzt 4 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3
