CN101272862A - 干磨机和干燥磨碎物料的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于粉末状或者细颗粒状的物料，特别是也适合用于煅烧石膏的干磨机，具有壳体(39)，在该壳体中叠置地设置有在下部区域通入的用于动力燃气的输入装置(42)、粉碎装置和材料入口(31)，该材料入口将物料从上部输送到粉碎装置上，材料出口(38)从工作腔(30)的上部区域通向外部，并且回输机构向下通向粉碎装置，其中，所述粉碎装置是在水平平面内转动的离心盘(32)，该离心盘和在内部设置在壳体上的撞击壳(35)共同作用。根据本发明，设置有从下部包围着离心盘(32)的喷嘴环(45)，用以将动力燃气输送到工作腔中。由此通过充分地借助于喷嘴环输送到工作腔中的热燃气热能，并且充分利用在工作腔中的滞留时间而以有效的方式特别地促进了煅烧。此外本发明还涉及一种相应的粉碎方法。

Description

干磨机和干燥磨碎物料的方法

本发明涉及一种用于粗颗粒状或细颗粒状的物料，特别是也适合用于煅烧石膏的干磨机，它具有壳体，在该壳体中叠置地设置有在下部区域通入的用于动力燃的输入装置以及粉碎装置。

具有干燥功能的磨碎机特别是用在用于煅烧石膏的设备中。在烧制之前必须将原材料粉碎。因此煅烧设备具有作为主要部件的磨碎装置。这特别是适用于加工再利用石膏，例如REA石膏作为原材料。

已知公开使用的一种干磨机，它们是建立在球环磨碎机基础之上的。它们例如由Claudius Peters技术公司以EM-Muehle(EM磨碎机)的名称销售。它具有磨碎装置，该装置由多个大的在磨轨上滚动的磨碎球构成。在运行时已磨碎的物料向外输出。在那里遭遇到上升的动力燃气流，并且被干燥，直到它们到达垂直地在干磨机的上部设置的筛分机。超尺寸的颗粒不能被动力燃气流向上输送，而是回落到磨轨上。到达筛分机的物料分离成细组份和粗组份，其中，粗组份通过导向装置返回输送到磨碎装置。细组份被分离出，并且从磨碎机输出。这些磨碎机虽然提供了很好的结果，并且非常耐用，但是它们不适合加工所有的原材料。对于那些使用打碎方法比例如在碾磨的情况下所使用压碎方法能够更好地粉碎的材料，可能会引起困难。此外用于驱动笨重的磨碎设备的能耗也非常高。

为了加工那些其粉碎主要是通过分解结块来确定的材料，已知另一种结构形式。这是一种锤式磨碎机。它例如由Claudius Peters技术公司以Delta Mill品牌推销。它具有锤式磨碎机构和在其旁在同一驱动轴上设置的筛分机构。从一侧输送到锤式磨碎机构的物料被磨碎，并且被动力燃气流继续输送到筛分机构中。筛分机构包括桨叶，这些桨叶将超尺寸的颗粒挡回，只是将细颗粒继续输送到出口。这种类型的锤式磨碎机虽然适于加工球环磨碎机不能加工或者难于加工的物料，但是它也有缺点。锤式磨碎机对异物敏感，并且由于锤子部件的运动易于磨损。此外，由于锤式磨碎机的驱动轴的水平位置，该锤式磨碎机需要比较大的结构空间。

本发明的任务是以本文开头所述结构类型为依据提供一种具有干燥功能的磨碎机。该磨碎机在具有高的稳定性的同时还费用较低。此外本发明还提供一种相应的运行方法。

根据本发明的方案在独立权利要求的特征之中。本方案的有利的改进方案是从属权利要求的主题。

用于粉末状或者细颗粒状的物料，特别是也适合用于煅烧石膏的干磨机，具有包围着工作腔的壳体，在该壳体中叠置地设置有在下部区域通入的用于动力燃气的输入装置、粉碎装置和材料入口，其中该材料入口将物料从上部输送到粉碎装置上，其中材料出口从工作腔的上部区域通向外部，并且回输机构向下通往粉碎装置，其中，所述粉碎装置是在水平平面内转动的离心盘，该离心盘和在内部设置在壳体上的撞击壳共同作用。根据本发明规定，在这种干磨机中设置有从下部包围着离心盘的喷嘴环，用于将动力燃气输送到工作腔中。

本发明的核心是离心盘和喷嘴环的功能共同作用，其中，离心盘用作粉碎装置，待粉碎的物料由粉碎装置甩向撞击壳，通过这一措施物料得到高的冲量。这种冲量既导致瓦解，也导致碎块随机分布方式地运动，其中，通过在下边包围离心盘的喷嘴环将动力燃气有针对性地输送到工作腔中，以便使直接靠近离心盘的碎块借助于动力燃气流动起来，并且向上地朝材料出口方向运动。而大的并且因此重的颗粒不能跟着向上运动，而是掉下回到离心盘。这些颗粒又被离心盘甩出，并且被粉碎。回输机构不一定非要构造成单独的结构部件，而是这些颗粒也可以通过地心引力通过自由空间重新落下。这样在工作腔中产生一种循环式的粉碎。同时在这种循环式的粉碎中通过动力燃气流完成对颗粒的干燥。当物料最后达到材料出口时物料已被可靠地粉碎。因此，根据本发明的磨碎机具有内部的回输机构。它没有单独的部件就能办到，并且几乎无磨损地达到高的粉碎度。相对异物的坚固程度较高，因为没有相互运行的且可能通过异物卡住的部件。其结构费用低，并且运行仅需少许能量，因为仅需驱动比较轻的离心盘。因此，本发明以简单得令人吃惊的方式将结构简单、运行有利等方面的优点和较少磨损结合起来。

将用于驱动离心盘的马达设置在工作腔的外部是合适的。这保证了为了维修目的的良好途径，并且保护马达免受磨碎粉尘的磨损。此外，和设置在工作腔内相比还产生了更加简单和良好的冷却。此外还有利地通过气体轴承支承离心盘。这不仅保证运行摩擦少，而且更能抵抗磨碎粉尘的磨损。此外，放弃润滑的轴承也简化了维修。撞击壳合适地以多部件的方式具有多个部段。这些部段是磨损部件。采用这种多部件的构造在必要时可单个地更换它们。此外，也简化了操作。

为了防止粉尘对环境的污染设置低压接头是有利的。通过这一措施可给干磨机提供低压，这样可阻止粉尘的外溢。事实证明低压在-15mbar到-3mbar的范围内是有利的。为了输送材料在材料入口处设置压力闸门是合适的。

为了提高干燥效果，通过喷嘴环输送到工作腔中的动力燃气优选地以提高的温度(作为所谓的热燃气)进行输送。假若主要应将粉碎的物料进行干燥，所输送的热燃气的温度优选地在100和400℃的范围之内。若除了进行干燥以外还要对已粉碎的物料进行煅烧，则温度在500和700℃之间的范围内是有利的。特别是为了对煅烧工序进行适当的控制必须对进入磨碎机的热气输入流进行相应的调节。为此合适地给喷嘴环配设一种可调节的空气隙形式的调节单元。这种空气隙通过喷气环调节或者限制热燃气的通流速度。通过借助于喷嘴环输入热燃气以特别有利的方式对本发明进行了如此的改进，即可通过热燃气的温度以及通流速度影响工艺流程，特别是煅烧工序。这样，早在粉碎时就已进行煅烧，其中，由于根据本发明的循环式的运行达到特别长的接触时间，并且因此充分利用能量。因此根据本发明的磨碎机可以用作预反应器。

为了防止异物对撞击壳和喷嘴环的破坏可在离心盘的边缘设置一种筛篮。这种筛篮阻止异物和超重碎块的通过。这样防止了损伤或者堵塞的危险。

在特别合适的在必要时用作单独保护的实施方式中，在工作腔的上部区域设置筛分机。该筛分机将从离心盘升起的物料的粗组份进行分离，以回输到离心盘上。在这种情况中该筛分机可以是静态的或者是动态的筛分机。筛分机改进将磨碎物料分成粗组份和细组份。此外它还支持并且强化了根据本发明的循环式运行，并且因此提高了粉碎质量。通过对筛分机的调节可直接影响已达到的粉碎质量。当采用动态的筛分机时这可简单地通过改变旋转速度完成。

优选地从筛分机开始设置向下指向的回输通道。通过该回输通道借助于重力将粗组份输送到离心盘。这样就保证在工作腔中存在用于由筛分机分离出来的粗组份的受控的路径。通过这一措施达到这些粗组份在再次升到筛分机之前首先撞到离心盘，并且再一次被粉碎。回输通道优选地在材料入口附近汇入，这样，粗组份和新输入的物料混合，而不是和磨碎物料混合。

根据本发明的粉碎粉末状或者细颗粒状的物料，特别是石膏的方法，包括输送物料，将物料从上面输送到粉碎装置上，借助于使物料水平离心冲击撞击壳将物料粉碎，借助于动力燃气流使已粉碎的物料向上运动，并且将已粉碎的物料输出，以及借助于重力通过回输较大的组成成分重复离心，其中规定通过喷嘴环输送动力燃气，并且在动力燃气流中对物料进行煅烧。通过借助于喷嘴环给工作腔输送的动力燃气流，该动力燃气流可以是热燃气，不仅输送了已被粉碎的物料，而且也可以起到干燥，特别是煅烧的作用。

加热地输送动力燃气，或者它和加热的燃气相混合。如此经温度调节的动力燃气叫做热燃气。通过经喷嘴环从下边将热燃气输送到工作腔更好地利用了热对流。有利的温度在500至700℃的区域内。此外可以特别是结合借助于为喷嘴环设置的空气隙来调节动力燃气，可对在反应器中的煅烧温度和通过材料出口离开时的物料的温度进行调节。

优选地借助于设置在反应器的上部区域中的筛分机对磨碎物料进行分级。这种分级可借助于静态的或者优选地动态的筛分机完成。在这种情况中从外部驱动离心盘是合适的。这样驱动装置就可得到保护，使其免受物料的损害。

在运行时给反应器提供低压是合适的。这样就防止了所不希望的磨碎物料的外溢，特别是由于泄漏。低压在-15mbar至-3mbar的范围内证明是有利的。为此通过压力闸门供料是合适的。

关于更详细的说明请参阅上述对干磨机的说明。

下面参考附图对本发明进行更加详细的说明。在附图中示出了有利的实施例。这些附图是：

图1：煅烧装置的概况示意图；

图2：根据本发明的干磨机的实施例的剖视图；

图3：图2所示干磨机的离心盘的俯视图。

首先请参看图1。该图示出根据本发明的干磨机安装到一台煅烧装置的情况，并且本图用于说明本方法的实施情况。

在供料处1将原材料装入到煅烧装置中。所谓的原材料可以特别是再利用的石膏产品，如石膏结构板，也包括废气脱硫装置的所谓REA石膏。本发明特别适用于这种石膏和另一类的合成石膏，如磷石膏。石膏原材料借助于合适的输送装置21从供料处1到达存储仓2。这个存储仓设置在高处，设置在根据本发明的干磨机3的上面，也可能不是绝对准确地处在上面。原材料通过重力，并通过具有控制阀23的下落管22到达干磨机3的压力闸门。此外，动力燃气源和该干磨机连接。该动力燃气源包括热燃气发生器41。该发生器通过输入管道42和喷嘴环45连接。此外，设置接头40用于给干磨机3提供低压。后面将对干磨机3的结构和功能方式作更加详细的介绍。

被粉碎的石膏通过上升管道25离开干磨机3，到达过滤设备5。从那里经过管道26被粉碎的石膏被输送到后续处理级6，并且进一步地被输送到旋转管冷却器7的供料端部。石膏在那里进行冷却。然后被冷却和被烧制的石膏经过一些分配管道28被输送到存储仓8。可根据需要从这些存储仓中取出石膏。

现在参阅图2。石膏通过压力闸门(未示出)到达干磨机3。该压力闸门用于在干磨机3中保持低压。该压力闸门融合到材料入口31中。该材料入口通入干磨机3内部的工作腔30中。该材料入口31在从上向下在工作腔30中垂直延伸的且设置在中心的下落管中终止。原材料石膏由这个下落管从上面直接落到直接设置在下面中心的离心盘32上。为了避免原料石膏的非对称的供料，该材料入口31准确地在离心盘32中心的上边通入。在材料入口31的入口处和离心盘之间可以设置同心的锥体(未示出)。该锥体的作用是使进入的原材料均匀地分布在离心盘32上。

离心盘32通过带传动机构47和驱动马达49连接。为了防止粉尘的损害，为了更好的冷却，以及为了更易于维修，将驱动马达设置在工作腔30之外的壳体壁39上。为了进一步地降低维修费用也可设置具有斜齿轮传动的轴驱动机构。驱动马达49和转速控制器连接，这样可根据干磨机3的运行状态调节不同的参数。通过设置在底部的气体轴承34支承着离心盘。如所述以每分钟数百转的速度使离心盘32进行快速的转动。

原材料从材料入口31到达离心盘32，并且随机地被分到不同的方向。在离心盘32上设置带有冲击棱边的部位(未示出)。原材料和冲击棱边接触，在这其中被预粉碎。被冲击棱边作用的材料被强制作旋转运动，并且被离心盘32甩出。它切向地向外运动，并撞到撞击壳35上。该撞击壳大约布置在相同高度上，确切地说稍微减小了在甩出后颗粒的预期的高度损失那么多，并且与离心盘保持距离地设置。通过和冲击棱边的接触和撞击撞击壳35使得原材料被打碎，也就是说粉碎成更小的颗粒。离心盘32可如此构造，即该盘具有盘状的基本结构，并在端面设置有冲击棱边。此外该盘在它的外边缘还具有筛篮33。筛篮的通孔的宽度是如此选择的，即可能导致损坏撞击壳35的异物和超尺寸的颗粒被它挡住。在替代的实施例中也可如此地构造离心盘32，即该盘具有十字形的基本结构32’，并在十字的臂的各个端部上具有突起的支承冲击棱边的部位。被甩出撞向撞击壳35的颗粒以几乎均匀的方式填满工作腔30。可如此可靠地避免在工作腔30中的附着和死区。

由热气发生器41产生的动力燃气输送到喷嘴环45。该喷嘴环包围着离心盘32，并且紧挨着离心盘32的离心区域的下部设置。热的动力燃气(热燃气)通过撞击壳35和离心盘32之间的中间空间往上升，并且在这其中带着被粉碎的颗粒形态的磨碎物料往上升。在这其中，由热燃气形成的燃气流使被粉碎的颗粒、即磨碎物料流动起来，并且如此地将它们向上输送到工作腔30的上部区域中，并且与此同时对它们进行干燥。

此外在这其间也可开始煅烧。热燃气流入到工作腔中的流入速度通过喷嘴环45的空气隙进行调节，当热燃气的温度根据磨碎物料的流量处在400°和700℃之间，优选地大约为630℃时，就可进行这种煅烧。为此，如此地调节热燃气的混合，即磨碎物料具有140°到190℃，优选地158℃的输出温度。为了在离开干磨机3之后能通过石膏的自身温度继续进行这种煅烧这个温度是足够高的。这样总体可以减少煅烧工序的能耗。此外，通过在粉碎原材料时更好地充分利用自身的能量可减少在紧接着的冷却时所需要的能量。

在上升时那些未被粉碎的，并且因此是超尺寸和超重的颗粒不能跟着上升，它们向下回落到离心盘32上。这些颗粒被该离心盘作用，并且重新抛向撞击壳35。如是就产生了磨碎物料的一种循环粉碎方法。试验表明，估计至多重复三次即可。在返回时不要求在空间上分开进行。采用这种结构本发明使得这种方法能得以实施，其中，由于采用循环方式可以简单的结构达到物料的很好的粉碎，并且也以低能耗达到煅烧。

此外在图2中还示出了供选择的筛分机36。它直接设置在离心盘32的上部。筛分机可静态设置，也可如所示实施例一样是动态的。为此设置(未示出的)驱动装置。通过筛分机的转动速度来影响细组份和粗组份之间的分离方式。回输通道37直接在筛分机36上开始。它为粗组份的返回形成规定的路径。它构造成中心通道，并且包围着材料入口31。通过这一措施实现被筛分机36挡回的磨碎物料和新输送入的物料一起混合地被输送到离心盘32上。在回输通道37和干磨机的壳体39之间保留有环形的中间空间，该中间空间用作流动的颗粒的上升管道。通过这一措施使得已粉碎的颗粒从离心盘32和撞击壳35到筛分机36或者粗组份从筛分机36返回到离心盘32的那些路径就彼此分开了。粗组份再一次地经过正常的粉碎过程，并且在循环运行中这个过程如所要求的那样长时间地重复。这样支撑着本发明的循环构思一直持续下去。

由筛分机36分级为细组份的颗粒量通过材料出口38从干磨机3输出，并且如前所述通过上升管道25到达过滤设备5。借助于筛分机36可以简单和合适的方式影响材料在工作腔30中的停留时间。通过提高动态筛分机36的转速可提高返回的粗组份的比例。通过这一措施提高了滞留时间。通过这一措施可影响煅烧工序的反应过程。

特别是用于煅烧的根据本发明的干磨机和它的运行方法的基本优点简单地总结如下：借助于可成本低地生产的、并且磨损少以及节能运行的离心盘完成对原材料的粉碎。设置一条已粉碎原料的内部回输机构。通过短时振动、保证足够的粉碎并且在煅烧时更好地利用自身的能量从而改进了粉碎的质量。因此减少了能耗。通过充分利用借助于从下部包围离心盘的喷嘴环输入到干磨机的工作腔中的热燃气的热能，并充分利用在工作腔中的滞留时间，以有效的方式促进了煅烧过程。

Claims (17)

1.干磨机，用于粉末状或者细颗粒状的物料，特别是也适合用于煅烧石膏，其具有包围着工作腔(30)的壳体(39)，在该壳体中叠置地设置有在下部区域中通入的用于动力燃气的输入装置(42)、粉碎装置和材料入口(31)，该材料入口将物料从上部输送到粉碎装置上，其中，材料出口(38)从工作腔(30)的上部区域通向外部，并且回输机构向下通向粉碎装置，其中，所述粉碎装置是在水平平面内转动的离心盘(32)，该离心盘和在内部设置在壳体(39)上的撞击壳(35)共同作用，其特征在于，设置有从下部包围着离心盘(32)的喷嘴环(45)，用于将动力燃气输送到工作腔(30)中。

2.按照权利要求1所述的干磨机，其特征在于，在工作腔(30)之外设置用于离心盘(32)的驱动马达(49)。

3.按照权利要求1或2所述的干磨机，其特征在于，用气体轴承(34)支承离心盘(32)。

4.按照权利要求1至3中任一项所述的干磨机，其特征在于，撞击壳(35)构造成多部分的，具有多个可更换的部段。

5.按照权利要求1至4中任一项所述的干磨机，其特征在于，设置有低压接头(40)，用于给工作腔(30)提供低压。

6.按照权利要求1至5中任一项所述的干磨机，其特征在于，通过输入装置(42)将热燃气发生器(41)连接到喷嘴环(45)上。

7.按照权利要求1至6中任一项所述的干磨机，其特征在于，喷嘴环(45)设置有可调节的空气隙。

8.按照权利要求1至7中任一项所述的干磨机，其特征在于，离心盘(32)在它的边缘上具有筛篮(33)。

9.按照权利要求1至8中任一项所述的干磨机，其特征在于，在工作腔(30)的上部区域中设置有筛分机(36)，它从离心盘(32)升起的物料中将粗组份分离出，以输回到离心盘(32)上。

10.按照权利要求9所述的干磨机，其特征在于，设置有向下指向的回输通道(37)，通过该回输通道借助于重力将粗组份输送到离心盘(32)上。

11.用于粉碎粉末状或者细颗粒状的物料，特别是石膏的方法，包括输送物料，将物料从上面输送到粉碎装置上，借助于使物料水平离心冲击撞击壳(35)将物料粉碎，借助于动力燃气流使已粉碎的物料向上运动，并且将已粉碎的物料输出，以及借助于重力通过回输较大的组成成分重复粉碎，其特征在于通过喷嘴环(45)输送动力燃气，并且在动力燃气流中对物料进行煅烧。

12.按照权利要求11所述的方法，其特征在于从外部驱动离心盘(32)以粉碎物料。

13.按照权利要求11或12所述的方法，其特征在于，借助于布置在反应器上部区域中的筛分机(36)对磨碎物料进行分级。

14.按照权利要求13所述的方法，其特征在于具有动态的筛分机。

15.按照权利要求11至14中任一项所述的方法，其特征在于给反应器提供低压，优选低压在-15mbar至-3mbar的范围内。

16.按照权利要求11至15中任一项所述的方法，其特征在于输送动力燃气用作热燃气，优选具有500℃至700℃的温度。

17.按照权利要求11至16中任一项所述的方法，其特征在于借助于为喷嘴环(45)而设置的空气隙来调节动力燃气流。

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