CH216476A - Verfahren zum Zerkleinern von feinem Brennstaub, insbesondere Kohlenstaub. - Google Patents

Description

  Verfahren zum Zerkleinern von feinem     Brennstaub,    insbesondere     Kohlenstaub.       Die     Erfindung    bezieht sich auf ein Ver  fahren zum Zerkleinern von feinem     Brenn-          staub,    insbesondere Kohlenstaub. Nach den  bekannten Mahlverfahren kann nur eine  Korngrösse des Staubes von einigen     ,u    erzielt  werden. Mittels des Verfahrens gemäss der  Erfindung wird noch eine     ungewöhnlich     hohe Zerkleinerung dieser bereits an sich  schon ausserordentlich feinen Staubteilchen  von der Grösse von ungefähr 4     ,u    und  darunter ermöglicht.  



  Der     Erfindung    liegt folgende Erkenntnis  zu Grunde:  In jedem     Kohlenstaubteilchen    sind Luft,  Harz, Paraffin, Teere und andere schnell  vergasende Teilchen eingeschlossen. Durch  plötzliche (schlagartige) Erhitzung der kal  ten Staubteilchen auf sehr hohe Temperatur  werden die eingeschlossenen Gase plötzlich  auf sehr hohen Druck gebracht und die an  gegebenen Einschlüsse, Harz     usw..    unter Ent  wicklung von hohem Druck vergast.

   Bei  Staubteilchen der Korngrösse von ungefähr    4     ,u    und darunter wird     durch    diese explo  sionsartig     wirkenden    Drücke jedes Staubteil  chen zersprengt und zerfällt zu Teilchen der  Grössenordnung von ungefähr     '/so    bis     1/loo        ,u     und kleiner. Bei Staubteilchen grösserer  Korngrösse, z. B.     100,u,        tritt    die     Zerspren-          gung    nicht ein, da die Oberflächenfestigkeit  zu gross ist.

   Die     Erfindung    besteht unter  Ausnutzung dieser Erkenntnis darin, dass der  Staub zunächst auf die Korngrösse von unge  fähr 4     ,a    und darunter gemahlen wird und  dieser Staub sodann     unter    Abwesenheit von  Sauerstoff so plötzlich und um eine so hohe  Temperaturstufe erhitzt wird, dass durch die       Erwärmung    der in den Staubteilchen einge  schlossenen Luft- und Gasteilchen     bezw.    der  Gasträger die einzelnen     Staubteilchen    aus  einandergesprengt     werden.    Wie erwähnt, zer  fällt das Staubteilchen hierbei in Teilchen  von ungefähr     1/5o    bis     '/loo        ,

  u    und darunter. Es  lässt sich also mit dem erfindungsgemässen  Verfahren ein Staub von     bisher    nicht erziel  barer Feinheit herstellen, und zwar wird in           einem    Verfahrensschritt das Staubteilchen  um etwa das 200- bis 400fache zerkleinert.  



  Der Staub von der Korngrösse von unge  fähr 4     ;u    und darunter wird     zweckmässig     durch ein sauerstofffreies Gas, z. B. Stick  stoff, nach künstlicher Kühlung in einen be  heizten, auf etwa 700 bis 1000   erhitzten Be  hälter eingeführt, wobei die Staubteilchen  zufolge ihrer Kleinheit plötzlich diese Tem  peratur annehmen und der im untern Behäl  terteil sich sammelnde zersprengte Staub  durch ein sauerstofffreies Gas, z. B. Stick  stoff, abgesaugt und zu einem     Bunker    ge  leitet. Die bei der Sprengung der Staubteil  chen im Behälter freiwerdenden Gase werden  vorteilhaft aus dem obern Behälterteil abge  leitet.

   Da die Erhitzung in einem sauerstoff  freien Gas vor sich geht, kann der     Staub    bei  der     Zersprengung    nicht verbrennen. Zu die  sem Zweck kann er auch mit Stickstoff wie  der aus dem Behälter abgeführt und zum       Bunker    geleitet werden. Die Sprengwirkung  bei der Erhitzung des     Staubes    ist selbstver  ständlich um so grösser, je plötzlicher die Er  wärmung erfolgt und je grösser der Tempe  raturunterschied zwischen dem Staub bei der  Einführung und dem     beheizten    Behälter ist.  Aus diesem Grunde wird vorteilhaft der  Staub und der zu seiner Einführung dienende  Stickstoff vorher durch ein beliebiges Kühl  mittel künstlich gekühlt.

   Je tiefer die Tem  peratur des gekühlten Staubes ist, um so ge  ringer kann die Temperatur des     beheizten     Behälters sein. Die aus dem     obern    Behälter  teil zweckmässig auch in Abwesenheit von  Sauerstoff abgeleiteten, bei der Sprengung  der Staubteilchen freiwerdenden Gase kön  nen zu beliebigen     Zwecken    verwandt werden,  z. B. zur     Beheizung    des Behälters, in dem  die Sprengung des Staubes stattfindet.  



  Der nach dem erfindungsgemässen Ver  fahren erzeugte Feinstaub eignet sich beson  ders zum Betriebe von Staubmotoren, da er  sehr schnell und restlos verbrennt. Die mit  ihm betriebenen Motoren können daher sehr  schnell laufen. Da Staub von der Grösse von  <B>11</B> 50     bis        1'100        U    schon an sich keine mechanische  Schleifwirkung ausüben kann,     trifft    dies    selbstverständlich erst recht für etwaige Ver  brennungsrückstände zu. Ein Verschleiss  durch die     Staubverbrennung    findet also bei  Verwendung des nach der Erfindung herge  stellten Staubes nicht. mehr statt. Da der       Staub    restlos verbrennt, ist der Betrieb des  Staubmotors ausserordentlich wirtschaftlich.

    Mit Staubmotoren sind natürlich sowohl  Kolbenmaschinen als auch Turbinen gemeint.  



  In der beiliegenden Zeichnung ist eine  Anlage zur Durchführung des erfindungs  gemässen Verfahrens als Ausführungsbei  spiel und zur Erläuterung schematisch dar  gestellt.  



  Der auf die Korngrösse von ungefähr 4     ,u     und darunter nach bekannten Verfahren ge  mahlene Staub gelangt durch die Luftleitung  1 in den Vorratsbehälter 2, an dessen trich  terförmigem Ende sich eine     Auslassöffnung    3  befindet.  



  Diese     Auslassöffnung    3 mündet in eine  Leitung 4, durch die zum     Beispiel        Stickstoff     unter Druck in Pfeilrichtung strömt. Die  Leitung 4 und der Behälter 2 sind in einen  grösseren Behälter 5 eingeschlossen, durch  den eine Kühlflüssigkeit hindurchgeleitet  wird. Die Leitung 4 mündet mit ihrem Ende  6 in einen beheizten Behälter 7. der zum  Beispiel von einem Heizraum 8 umgeben ist.  In diesem Behälter befindet sich ein sauer  stofffreies Gas, z. B. Stickstoff, das auf 700  bis 1000   erhitzt ist.  



  Die Staubteilchen fallen aus dem Behäl  ter 2 in die Leitung 4 und werden von dem  durch diese Leitung strömenden, unter Druck  stehenden Stickstoff in den     Behälter    7 ein  geblasen. Nachfolgend seien der Weg und  die Zustandsänderungen eines einzelnen  Staubteilchens beim Eintritt in den Behälter  7 verfolgt:  Das einzelne Staubteilchen besitzt infolge  der Kühlung des Behälters 2     eine    verhält  nismässig niedrige Temperatur, die es bei dem  schnellen Durchgang durch die Leitung 4  beibehält und wenigstens annähernd auch  noch besitzt, wenn es aus dem Ende 6 der  Leitung 4 heraus in den Behälter 7 tritt.

    In diesem Behälter wird es sofort von Stick-           stoff    von der Temperatur von etwa 700 bis  <B>1000'</B> umschlossen und nimmt infolge seines  sehr geringen Volumens     plätzlich    die gleiche  Temperatur an. Das Staubteilchen besteht  gewissermassen aus einem festen Gerüst, in  dem Luft- und Gasteilchen     und    mehr oder  weniger leicht     verdampfbare    Teilchen einge  schlossen sind.

   Durch die infolge des grossen  Temperaturwechsels plötzlich erfolgende Er  wärmung um eine sehr hohe Temperatur  stufe,     dehnen    sich die     eingeschlossenen    Teil  chen explosionsartig     aus,    so dass sie das feste  Gerüst des Staubteilchens in winzig kleine  Teilchen der     Grössenordnung    von ungefähr       Iho    bis     i/ioo        ,u        auseinandersprengen.    Da sich  die beschriebenen Vorgänge unter Abwesen  heit von Sauerstoff abspielen, findet eine  Verbrennung dieser Teilchen nicht statt.

   Der  Behälter 7 besitzt ein trichterförmiges Ende  mit einem     Auslass    9 für die zersprengten  Staubteilchen. Am obern Ende ist ein Aus  lass 10 für die bei der     Zersprengung    freiwer  denden Gase vorgesehen. In der an den Aus  lass 10 sich anschliessenden Leitung 11 be  findet sich ein Absperrorgan 12. Die Lei  tung 11 ist zu Anfang des Betriebes ebenso  wie der Behälter 7 mit Stickstoff angefüllt.  In den Heizmantel 8 werden bei 13 von  unten Heizgase eingeführt, die bei 14 abge  leitet werden. Der Heizmantel ist nach aussen  isoliert.  



  Der     Auslass    9 für den zersprengten Staub  mündet in eine Leitung 15, in der Stickstoff  in Richtung der Pfeile zu dem     Bunker    16  strömt. Der Stickstoff nimmt bei     seiner    Strö  mung durch die Leitung 15 den im trichter  förmigen untern Ende des Behälters 7 sich  sammelnden Staub mit     und    führt ihn in den  Bunker. Dieser kann nach oben durch ein  Filter 17 gegen den Durchtritt von Staub    abgeschlossen sein. Durch diesen     Filter    17  kann der Stickstoff entweichen. Der Bunker  kann mit einer Entnahmeleitung 18 ausge  rüstet sein. In ihm befindet sich also der  Staub der Korngrösse von     ,u.  

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zum Zerkleinern von feinem Brennstaub, insbesondere Kohlenstaub, da durch gekennzeichnet, dass der Staub zu nächst auf die Korngrösse von ungefähr 4 ,u und darunter gemahlen wird und dieser Staub sodann unter Abwesenheit von Sauer stoff so plötzlich und um eine so hohe Tem peraturstufe erhitzt wird, dass durch die plötzliche Erwärmung der in. den Staubteil- chen eingeschlossenen Luft- und Gasteilchen bezw. der Gasträger die einzelnen Staubteil chen auseinandergesprengt werden. TINTERANSPRüCHE 1.

   Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der Staub von der Korngrösse von ungefähr 4 ,u und darunter durch ein sauerstofffreies Gas nach künst licher Kühlung, in einen auf etwa 700 bis 1000 o erhitzten Behälter eingeführt, der im untern Behälterteil sich sammelnde zer sprengte Staub durch ein sauerstofffreies Gas entnommen und zu einem Bunker ge leitet wird und die bei der Sprengung der Staubteilchen frei werdenden Gase aus dem obern Behälterteil abgeleitet werden. 2.

   Verfahren nach Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass als sauerstoff freies Gas Stickstoff Verwendung findet.