DE10126645A1 - Wirbelkaskade zum Dispergieren und Windsichten - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Wirbelkaskade zum Dispergieren und Windsichten von Produkten insbesondere mit hohem Agglomeratanteil in Fein- und Grobfraktionen, bestehend aus einem Sichtluftgehäuse 1 mit einem oder mehreren Wirbelräumen 2, einem Einlauf 5, Feingutaustrag mit Nachsichtraum 6 und Grobgutaustrag 4. Die Wirbelkaskade ist insbesondere vorgesehen für Mühlenaustragsgüter aus der Zementindustrie, der Füllstoffmittelproduktion und der Erzaufbereitung, aber auch für Zwischenprodukte. DOLLAR A Aufgabengemäß sollen die Nachteile des Standes der Technik dadurch vermieden werden, dass die Dispergierung vor der Sichtung stattfindet und die Dispergierkraft flexibel einstellbar ist. DOLLAR A Durch die erfindungsgemäße Trennung der Dispergierung vom Windsichten ist es möglich, für jeden Vorgang optimale Bedingungen zu schaffen. In den oder die Wirbelräume 2 wird unabhängig vom Sichtgas Dispergiergas mit hoher Geschwindigkeit zugeführt. Dadurch wird ein hoher Dispergiereffekt erreicht. Auf diesem Wege ist auch eine flexible Einstellung der Dispergierkraft möglich. Zur Intensivierung aller Vorgänge werden zwei oder mehrere Einheiten, bestehend aus Wirbelraum 2 und Sichtraum 3, als Kaskade hintereinander geschaltet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Wirbelkaskade zum Dispergieren und Windsichten von Produkten insbesondere mit hohem Agglomerat­ anteil in Fein- und Grobfraktionen, bestehend aus einem Sichtluftgehäuse mit einem oder mehreren Wirbelräumen, einem Einlauf, Feingutaustrag mit Nachsichtraum und Grobgutaustrag. Die Wirbelkaskade ist insbesondere vorgesehen für Mühlen­ austragsgüter aus der Zementindustrie, der Füllstoffmittel­ produktion und der Erzaufbereitung, aber auch für Zwischen­ produkte.

Für die Zementindustrie sind Stromsichter bekannt, die nach dem Prinzip der Trennung im Zentrifugalfeld arbeiten. Dort wird das Sichtgut mit dem Trägergas von unten in den Klassier­ raum geleitet. Im oberen Teil des Klassierraumes ist ein Leitgitter angeordnet, das eine Drallströmung bewirkt und zum Abscheiden des Grobgut-Hauptanteiles im inneren Kegel führt. Dieses abgeschiedene Grobgut gleitet nach unten, fällt auf einen Prallkegel und durch die Trennzone auf eine Auslauf­ schurre zum Austragen. Das Feingut wird durch das Trägergas nach oben aus dem inneren Kegel zu entsprechenden Trenn­ einrichtungen gefördert. Diese Stromsichter haben einen hohen spezifischen Luftbedarf, jedoch eine geringe Dispergierkraft zur Zerstörung von Agglomeraten. Auf Grund der hohen Geschwin­ digkeiten besteht weiterhin eine hohe Verschleißanfälligkeit. (Höffl - Zerkleinerungs- und Klassiermaschinen - Schlütersche Verlagsanstalt und Druckerei GmbH & Co, Hannover, Seiten 354 und 355, Bild 5.116).

Zur allgemeinen Anwendung sind Zickzacksichter bekannt. Durch einen zickzackförmigen Sichtkanal strömt das Trägergas von unten nach oben. An geeigneter Stelle des Sichtkanals wird das zu sichtende Gut zugeführt. Je nach Korngröße durchqueren die Sichtgutteilchen jeden Knickpunkt des Sichtkanals nach unten oder oben in Sichtströmung, wobei ein mehrmaliges Trennen erfolgt. Durch das Umströmen der scharfen Kanten entstehende Wirbel führen zu vielen Stößen der Gutteilchen an den Wänden des Sichtkanals. Die Trennschärfe derartiger Zickzacksichter ist vor allem von der Anzahl der hintereinander geschalteten Zickzackstufen abhängig. Dadurch ergeben sich in der Praxis sehr hohe Säulen. Der Trenngrenzbereich ist nach oben durch die Trägergasgeschwindigkeit begrenzt. Durch die damit verbundenen hohen Gutgeschwindigkeiten entsteht ein hoher Verschleiß. Bei zu feinkörnigem Gut sind Ansatzbildungen unvermeidbar. Für das Erreichen entsprechender Durchsätze sind mehrere Rohre erforderlich, wodurch ein sehr hoher Luftbedarf entsteht. (Höffl, a. a. O., Seite 350 und 351, Bild 5.107). Für die Zementindustrie gibt es auch sogenannte V-Sichter. In ein hosenförmig gestaltetes Sichtergehäuse wird von oben das Sichtgut eingebracht und fällt über eine große Anzahl V-förmig zueinander angeordnete Falltreppen nach unten. Die Sichtluft wird durch das eine Hosenrohr eingeblasen und durch die V-förmigen Falltreppen in einen Quer- und einen Aufstrom zerlegt. Das Feingut wird durch den Aufstrom der Sichtluft durch das andere Hosenrohr abgefördert. Da das Sichtgut aus großer Höhe über viele Falltreppen abgeworfen wird, werden Agglomerate durch Prallkräfte beansprucht und teilweise zerstört. Die Prallkraft ist jedoch durch die Fallhöhe beschränkt und kann somit nicht intensiviert werden. Zur Erzielung des Dispergiereffektes und zur Überwindung der Trägheitskräfte infolge einer scharfen Umlenkung der Strömung in der Trennzone ist ein relativ hoher Luftbedarf vorhanden. Weiterhin ist zur Erzielung des Dispergiereffektes eine sehr hohe Bauhöhe erforderlich. (Artikel "V for Victory - Practical experience with the V-Separator" von Albert Suessegger, KDH Humbold Wedag AG in Journal "International Cement Review", No. 12/December 1996).

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Wirbel­ kaskade zum Dispergieren und Windsichten derart zu verbessern, dass die Nachteile des Standes der Technik weitgehend dadurch vermieden werden, dass die Dispergierung vor der Sichtung stattfindet und die Dispergierkraft flexibel einstellbar ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Die Merkmale der Patentansprüche 2 bis 11 sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Varianten der erfindungsgemäßen Lösung.

Durch die Trennung der Dispergierung vom Windsichten ist es möglich, für jeden Vorgang optimale Bedingungen zu schaffen. In den oder die Wirbelräume wird unabhängig vom Sichtgas Dispergiergas mit hoher Geschwindigkeit zugeführt. Dadurch wird ein hoher Dispergiereffekt erreicht. Auf diesem Wege ist auch eine flexible Einstellung der Dispergierkraft möglich. Durch unterschiedliche Anordnungen der Düsen für den Eintritt des Dispergiergases in den oder die Wirbelräume ist eine gute Anpassung an den Grad der Dispergierung möglich. Die sich daran anschließende Sichtung mit einem Querstrom definierter Geschwindigkeit führt zu einer gleichmäßigen Anströmung des Sichtgases, wodurch eine trennscharfe Sichtung möglich ist. Die Beladung des Sichtgases kann sehr hoch gewählt werden (größer als 4 kg/m³ Gas), da die Verweilzeit im Windsichter relativ hoch ist und keine scharfe Umlenkung des Sichtgases erfolgt. Dadurch sind auch nur relativ kleine Luftmengen erforderlich. Zur Intensivierung aller Vorgänge werden zwei oder mehrere Einheiten, bestehend aus Wirbelraum und Sicht­ raum, als Kaskade hintereinander geschaltet.

Die Erfindung ist an drei Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Wirbelkaskade mit einem Wirbel- und einem Sicht­ raum, bei der das Dispergiergas am Boden des Wirbel­ raumes einströmt,

Fig. 2 eine Wirbelkaskade in zweistufiger Ausführung, bei der das Dispergiergas durch sich gegenüber liegende Düsen in die Wirbelräume eintritt und

Fig. 3 eine Wirbelkaskade in zweistufiger Ausführung, bei der die Wirbelräume als Prallblech mit Prallkanten ausge­ bildet sind.

In Fig. 1 sind in einem Sichtgehäuse 1 nebeneinander ein Wirbelraum 2, ein Sichtraum 3 und ein Auslauf 4 angeordnet.

Direkt über dem Wirbelraum 2 befindet sich der Einlauf 5 und oberhalb des Auslaufes 4 ist der Nachsichtraum 6 mit Leit­ blechen 7 zur Laminarisierung der Strömung angeordnet. Am Boden des Wirbelraumes 2 sind ein oder mehrere Pilzeinbauten 8 befestigt, durch die das Dispergiergas einströmt. Dieses Dispergiergas wird den Pilzeinbauten 8 gemeinsam über eine Leitung 9, in die eine Drossel 10 eingebaut ist, zugeführt. Zum Sichtraum 3 hin ist ein schräg geneigter Überlauf 11 am Wirbelraum 2 angebracht, unterhalb des Überlaufes 11 ein horizontaler Schlitz 12 als Austritt für das Sichtgas. Dieses wird dem horizontalen Schlitz 12 über eine separate Leitung 13 mit Drosselstelle 14 zugeführt.

Das Sichtgut fällt vom Einlauf 5 direkt in den Wirbelraum 2. Die Wirbelschicht wird durch das durch die Pilzeinbauten 8 eingeblasene Dispergiergas erzeugt. Dadurch wird die Wirbel­ schicht gut durchmischt. Das Sichtgut bewegt sich an der Wand des Wirbelraumes 2 nach oben und in der Raummitte nach unten. Diese Ausführung ist von Vorteil, wenn nur eine geringe Dispergierung erforderlich ist. Das Sichtgut verlässt den Wirbelraum 2 über den schräg geneigten Überlauf 11 und wird während des Fallens von dem eigentlichen Sichtgas im Querstrom durchströmt. Das leichte Sichtgut wird mit dem Sichtgas mitge­ rissen und gelangt in den Nachsichtraum 6. Das Grobgut verlässt das Sichtgehäuse 1 über den Auslauf 4.

In Fig. 2 sind im Sichtgehäuse 1 zwei Einheiten, bestehend aus Wirbelraum 2 und Sichtraum 3, wie zu Fig. 1 beschrieben, kaskadenförmig nacheinander angeordnet. In den Wirbelräumen 2 sind sich gegenüberliegend angeordnete Düsen 15 vorgesehen, durch die das Dispergiergas mit hoher Geschwindigkeit eintritt. Das Dispergiergas wird über ein gemeinsames Luftgehäuse 16 allen Düsen 15 zugeführt. In die Zuleitung 17 für das Dispergiergas ist eine Drosselstelle 18 eingebaut. Zu jedem Sichtraum 3 ist eine separate Zuleitung 19 für das Sichtgas geführt, in die jeweils eine Drosselstelle 20 geschaltet ist.

Das Sichtgut fällt vom Einlauf 5 direkt in den ersten Wirbel­ raum 2. Die Wirbelschicht wird durch horizontal über Rund- oder Schlitzdüsen 15 eingeblasenes Dispergiergas, zumeist Luft, erzeugt. Die einzelnen Strahlen sich gegenüberliegender Düsen 15 treffen sich in der Mitte des Wirbelraumes 2 und führen zu einer intensiven Dispergierung, wobei eine rein autogene Beanspruchung ohne großen Verschleiß an der Apparatur realisiert wird. Aufgrund der geringen Wirbelschichtdichte im Strahl und der hohen Strahlgeschwindigkeit kommt es zu einer Aufwärtsströmung des Sichtgutes in der Raummitte und einer Rückströmung am Rand, d. h. zu einer intensiven Durchmischung in der Sprudelschicht.

Das Sichtgut verlässt den Wirbelraum 2 über einen schräg geneigten Überlauf 11, fällt in den zweiten Wirbelraum 2 und wird während des Fallens von der eigentlichen Sichtluft im Querstrom durchströmt. Die Sichtluft wird über den horizonta­ len Schlitz 12 mit geringer Geschwindigkeit zugeführt. Das leichte Sichtgut (Feinprodukt) wird mit der Sichtluft mitge­ rissen und gelangt in den Nachsichtraum b, welcher zur Vergleichmäßigung der Strömung (Laminarisierung) Leitbleche 7 aufweist. Das grobe Sichtgut wird in dem zweiten Wirbelraum 2 nochmals durchmischt und dispergiert. Das überlaufende Material wird an dem zweiten Schlitz 12 nachgesichtet, so dass das verbliebene Feingut eine zweite Chance erhält, in das Feinprodukt zu gelangen. Das Grobgut verlässt die Wirbelkaska­ de über den Auslauf 4. Die notwendige Anzahl der Wirbelräume 2 richtet sich nach den Reinheitsforderungen des Betreibers an das Fein- bzw. Grobprodukt.

In Fig. 3 sind die beiden Wirbelräume 2 jeweils als Prallblech 21 mit annähernd senkrecht stehender Prallkante ausgebildet. Am Anfang jedes Prallbleches 21 ist eine Schlitzdüse 22 angeordnet, durch die das Dispergiergas mit hoher Geschwindig­ keit in den Wirbelraum 2 strömt. Unterhalb der Prallkanten sind Sichtgasspalte 23 angebracht, an denen nachgesichtet wird. Jedem Wirbelraum 2 und jedem Sichtraum 3 ist eine Gasleitung 24; 25 zugeordnet, die jeweils separate Drossel­ stellen 26; 27 besitzt. Das Sichtgut fällt entlang der Einlauf­ schurre 28 auf das Prallblech 21, wird durch die Dispergier­ luft, welche durch die Schlitzdüse 22 mit hoher Geschwindig­ keit tritt, gegen die Prallkante des Prallbleches 21 geschleudert, dort dispergiert, verwirbelt und nach oben geschleudert. Das Grobmaterial fällt nach unten in den Bereich des Sichtluftspaltes 23 und wird dort mit definierter Geschwindigkeit nachgesichtet. Das Feingut wird auch wie bei den anderen Varianten über den Nachsichtraum 6 nach oben abgeführt. Das grobe Sichtgut wird in einem zweiten Wirbelraum 2 nochmals durchgemischt und dispergiert. An einem zweiten Sichtluftspalt 23 wird das überlaufende Material nachgesich­ tet. Das Feingut gelangt mit dem Sichtgas in den Nachsichtraum 6, während das Grobgut über den Auslauf 4 ausgetragen wird. Es liegt im Rahmen der Erfindung, die verschiedenen Lufttech­ nischen Merkmale in unterschiedlichen Kombinationen zu verwen­ den, um unterschiedliche Ausmaße der Dispergierung und der Anteile an Fein- und Grobgut einstellen zu können.

Bezugszeichen

1

Sichtgehäuse

2

Wirbelraum

3

Sichtraum

4

Auslauf

5

Einlauf

6

Nachsichtraum

7

Leitbleche

8

Pilzeinbauten

9

Leitung

10

Drossel

11

Überlauf

12

Schlitz

13

Leitung

14

Drosselstelle

15

Düsen

16

Luftgehäuse

17

Zuleitung

18

Drosselstelle

19

Zuleitung

20

Drosselstelle

21

Prallblech

22

Schlitzdüse

23

Sichtgasspalt

24

Gasleitung

25

Gasleitung

26

Drosselstelle

27

Drosselstelle

28

Einlaufschurre

Claims (11)

1. Wirbelkaskade zum Dispergieren und Windsichten von Produkten insbesondere mit einem hohen Agglomeratanteil in Fein- und Grobfraktionen, bestehend aus einem Sichtluft­ gehäuse (1) mit einem oder mehreren Wirbelräumen (2), einem Einlauf (5), Feingutaustrag mit Nachsichtraum (6) und Grobgutaustrag (4), dadurch gekennzeichnet, dass jeder Wirbelraum (2) mit einer oder mehreren Gasein­ trittsöffnungen (8; 15; 22) versehen ist, durch die Dispergiergas mit hoher Geschwindigkeit geleitet wird und jedem Wirbelraum (2) ein Überlauf (11; 21) zugeordnet ist, unterhalb dessen Sichterschlitze (12; 22) angeordnet sind, durch die Sichtgas mit definierter Geschwindigkeit austritt.

2. Wirbelkaskade nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirbelräume (2) sich gegenüber angeordnete Düsen (15) aufweisen, durch die Dispergiergas mit hoher Geschwin­ digkeit tritt.

3. Wirbelkaskade nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Boden der Wirbelräume (2) Düsen (8) angeordnet sind, durch die Dispergiergas mit hoher Geschwindigkeit tritt.

4. Wirbelkaskade nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsen (8) Anströmelemente sind.

5. Wirbelkaskade nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anströmelemente Pilzeinbauten (8) sind.

6. Wirbelkaskade nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirbelräume (2) als Prallblech (21) mit Prall­ kanten ausgebildet sind.

7. Wirbelkaskade nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehrere Einheiten, bestehend aus Wirbelraum (2) und Sichtraum (3), zu einer Kaskade zusammengeschaltet sind.

8. Wirbelkaskade nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirbelräume (2) an einen gemeinsamen Gaskanal (17) angeschlossen sind, durch den das Dispergiergas zugeführt wird.

9. Wirbelkaskade nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Wirbelraum (2) mit einer justierbaren Zuleitung (24) für das Dispergiergas versehen ist.

10. Wirbelkaskade nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Sichtraum (3) mit einer Sichtgaszuleitung (19; 25) versehen ist, in die je eine Drosseleinheit (20; 27) geschaltet sind.

11. Wirbelkaskade nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Nachsichtraum (6) mit Leitblechen (7) vorgesehen ist.