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Dampfwirbelschichttrocknung von Braunkohle
(2006) Buschsieweke, Frank; Hein, Klaus R. G. (Prof. Dr.-Ing. emerit.)
Für die erforderliche wirtschaftliche Optimierung von Braunkohle in Dampfwirbelschichten im rahmen der vorliegenden Arbeit zu ermitteln, in welchem Maße die verschiedenen Betriebs-parameter Fluidisierungsgeschwindigkeit, Temperatur, Druck und Verweilzeit sich gegenseitig beeinflussen bzw. auf investitions- und betriebskostenrelevante Parameter wirken. Ein wichtiger Parameter ist dabei der Wärmeübergangskoeffizient, welcher die erforderliche spezifische Wärmetauscherfläche und damit die Trocknerbaugröße bestimmt. Diese Untersuchungen wurden in einer dampfbetriebenen Wirbelschichtanlage im Technikums-Maßstab durchgeführt. Um gleichzeitig eine möglichst große Bandbreite an Kohleeigenschaften untersuchen zu können, wurden Rohkohlen unterschiedlicher Herkunft (Deutschland, Bulgarien, Griechen-land, Polen und Rumänien) eingesetzt. Hierdurch variierte u. a. der Wassergehalt, der Aschegehalt, die Partikeldichte sowie durch entsprechende Aufbereitungsschritte die Partikelgröße. Um die Versuchsergebnisse der Dampfwirbelschichtversuchsanlage interpretieren und den Wärmeübergang zwischen Heizmedium und Wirbelschicht modellieren zu können, wurden verschiedene begleitende Untersuchungen (Zusammensetzung, Partikelgröße und –dichte, Fluidisierungsverhalten und Trocknungsverhalten) im Labor durchgeführt. Die Untersuchungen mit europäischen Braunkohlen erfolgten im Rahmen des von der EU geförderten Verbundprojektes ''Predrying of Moist Fuels for Power Production'' mit dem Förderkennzeichen JOF3-CT97-0037. Die im Rahmen dieser Arbeit erarbeiteten Messwerte lassen die Schlussfolgerung zu, dass die Theorien in ihrer ursprünglichen Form zu optimistische Werte für den Wärmeübergang erwarten lassen als tatsächlich erreicht werden können. Durch Messungen zur Trocknungskinetik und Laboruntersuchungen zur Kohlepartikelveränderung sowie durch entsprechende Anpassungen der Theorien von Martin und Dietz konnte eine hinreichende Übereinstimmung von Theorie und Versuchen erreicht werden.