Regionaler Wachstumskern ibigInnovative Braunkohlen Integration in Mitteldeutschland

Aufbereitung von Braunkohle gdurch Agglomeration und Trocknung

Dr.-Ing. T. Naundorf, Dr.-Ing. H.-W. Schröder, Prof. Dr.-Ing. J.-U. Repke und Dipl.-Wi.-Ing. F. Fehse

Seite: 1ibi-Symposium, Leuna, 26.10.2011

ITUN

Schwerpunkte

I Ei d i di ibi P k ttI. Einordnung in die ibi-Prozesskette

II. Besondere Anforderungen an die Aufbereitung aus der Sicht der stofflichen Nutzung der Kohlender stofflichen Nutzung der Kohlen

III. Aktueller Stand der Aufbereitung von Braunkohlen

IV. Zielstellung

V. Lösungskonzeption und Arbeitsschritte

VI. Arbeitsstand und Ausblick

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I. Einordnung in die ibi-Prozesskette

Gewinnung ExtraktionLagerstätten Aufbereitung VergasungNiedertemperatur-

konversion

Lagerstätten-modellierung

selektiveGewinnung

WachsExtraktionAuf-

bereitung

Niedertem-peratur-

konversion

Homo-genisierung KW

Vergasung SyngasMischung/ Konditionierung

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II. Besondere Anforderungen an die Aufbereitung der Kohleaus der Sicht der stofflichen Nutzung

1 Antransport des freien Lösungsmittels an die Grenzschicht

2 Einstritt des freien Lösungsmittels in den Grenzfilm (Filmdiffusion)

3 Eintritt des Lösungsmittels in3 Eintritt des Lösungsmittels in die Kapillaren (Porendiffusion)

4 Löseprozess (Lösung mit hoher lokaler Konzentration)lokaler Konzentration)

5 Abtransport der Extraktlösung (Konzentrationsgefälle)

6 Eintritt der Extraktlösung in den6 Eintritt der Extraktlösung in den Grenzfilm

7 Eintritt der Extraktlösung in die freie LösungTeilschritte des Stofftransports

b i d F t t ff t kti

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g8 Antransport des

Extraktionsstoffes

bei der Feststoffextraktion

III. Aktueller Stand der Aufbereitung von Braunkohleam Beispiel der Extraktionsanlage der ROMONTA in Amsdorf

Walzenbrecher

reit

un

g

Spannwellsiebe

oh

leau

fbe

TrocknungHammermühle

Röhrentrockner (w ≈ 18 %)Roh

k

Klassierung

Mogensen-Sizer

k

Siebgut 0,5/3 mmUnterkorn (< 0,5 mm)

ll i

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ExtraktorPelletierung

III. Aktueller Stand der Aufbereitung von Braunkohleam Beispiel der Extraktionsanlage der ROMONTA in Amsdorf

Trockenkohle zur Extraktion∆d = 0 50 – 3 15 mm w ≈ 18 %

Pellets Braunkohlenstaub,d = 4 mm, w ≈ 18 %

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∆d 0,50 3,15 mm, w ≈ 18 % d 4 mm, w 18 %

III. Aktueller Stand der Aufbereitung von Braunkohleaus der Sicht der Extraktion

Derzeitige Probleme und Schlussfolgerungen

1. Bitumengehalt der verfügbaren Kohlen wird von gegenwärtig 12 % auf ≤ 10 % sinkenauf ≤ 10 % sinken

2. Qualität der Kohlen hinsichtlich Aschegehalt und –zusammensetzung sowie Struktur und Festigkeit des Naturkorns verschlechtert sich

ü h K f ll d di E k i ü i b i flunerwünschter Kornzerfall, der die Extraktion ungünstig beeinflusst

3. Bei traditioneller Rohkohlezerkleinerung mit Hammermühlen entsteht hoher Unterkornanteil (≤ 0,5 mm), der vor der Extraktion abgesiebt ( , ), gund pelletiert werden muss

hoher verfahrenstechnischer Aufwand führt zu unbefriedigendem Extraktionsergebnis bei hochverdichteten Pelletsg

Es wird ein festes poröses staubfreies Extraktionskorn mit einem engen Körnungsband benötigt, um die notwendige Effektivitätssteigerung bei der Extraktion zu erreichen

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Effektivitätssteigerung bei der Extraktion zu erreichen.

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III. Aktueller Stand der Aufbereitung von Braunkohle aus wissenschaftlicher Sicht der TU BAF (ITUN)

Langjährige Erfahrungen in der Veredlung fossiler und nachwachsender R h t ff t ffli h d ti h N t i B

• Bodenverbesserungsstoffe, Spezialerden, B d b d k t ff

Rohstoffe zur stofflichen und energetischen Nutzung, wie z. B.:

Bodenbedeckungsstoffe

• hochwertige Stück-, Korn- und Staubkokse

• kleinstückige Brennstoffe

• Konservierungsstoffe

• Agglomerationshilfsstoffe

u. v. m.

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IV. Zielstellung

1 Herstellung Kohlegranulat mit wesentlich engerem Körnungsband1. Herstellung Kohlegranulat mit wesentlich engerem Körnungsband (∆d ≈ 2/3 mm bzw. 0,25/0,5 mm) • Mit abnehmender Korngröße erhöht sich die

E t kti h i di k it (bi h 2 h)Extraktionsgeschwindigkeit (bisher ca. 2 h)wirtschaftlicher Einsatz von bitumenärmeren Kohlen möglich

2. Kohlegranulat mit deutlich höherer FestigkeitVerbesserung der Wachsqualität, da weniger Staub in der MiscellaWeniger Betriebsstörungen im BandextraktorEinsatz der leistungsfähigeren Rührextraktion möglichEinsatz der leistungsfähigeren Rührextraktion möglich

3. Herstellung Kohlegranulat mit wenig Unterkorn• bisher Anteil ≤ 0,5 mm bei Zerkleinerung mit Hammermühlen bis zu

50 % d h 50 % ü ll ti t d50 %, d.h. 50 % müssen pelletiert werden• bei Herstellung von festen Kohlegranulaten ist Anteil ≤ 0,5 mm

zukünftig deutlich geringer (Ziel: 10 %)

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IV. Zielstellung

Korngrößenzusammensetzung vonKorngrößenzusammensetzung von Braunkohle in Abhängigkeit von der Aufbereitung

1

2

Schlägermühle

z B Hammermühle}2

3

z. B. Hammermühle

Sekundärkorn, Granulat

}

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V. Lösungskonzeption und Arbeitsschritte

A t d E f h d TU BAF f d G bi t dAusnutzen der Erfahrungen der TU BAF auf dem Gebiet der AufbereitungHerstellung von Brennstoffgranulat (∆d ≈ 0,5/4 mm) aus Lausitzer Kohle durch Bedüsen d kl i t R hk hl i E i h I t i i hder zerkleinerten Rohkohle im Erich-Intensivmischer

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S f

V. Lösungskonzeption und Arbeitsschritte

1. Suche nach neuen Aufschlussapparaten, die hohe Feinheit und Durchsatzleistungen garantieren

2. Ermittlung von Prozessparametern für den Granulierprozess, die g p pHerstellung von feinkörnigen und festen Sekundärgekörnen möglich macht

(Ziel: Ausnutzen des bei der Zerkleinerung entstandenen(Ziel: Ausnutzen des bei der Zerkleinerung entstandenen Wassers für die Granulierung und damit Senkung des Trocknungsbedarfs für das Granulat)

3 Für nicht so feste und oberflächenfeuchte Rohgranulate müssen3. Für nicht so feste und oberflächenfeuchte Rohgranulate müssen Verfahrensvorschläge erarbeitet werden, die Transport und Zwischenlagerung dieser Granulate störungsfrei ermöglichen

4. Umsetzung des Verfahrens in einem Technikum durch EPC und ROMONTA und Nachweis der Umsetzbarkeit durch den Betrieb des Technikums durch ROMONTA

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VI. Arbeitsstand und Ausblick

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Granulat aus Rohkohle Amsdorf, ∆d = 0,25 - 1 mm, w ≈ 18 %

Vorzerkleinerte Rohkohle

Mühle/ Aufschlussapparat für Feinstzerkleinerung der Rohkohle Agglomerations-hilfsmittel

Granulierung, Aufbauagglomeration

Eirich-Intensivmischer

Trocknung, w ≈ 18 %

Technikum: Band- oder FließbetttrocknerProduktion: Röhrentrockner

Siebklassierung

UnterkornGrobkorn

Fein- oder Mikrogranulat

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Extraktor

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

ITUN

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