DE10356480B4

DE10356480B4 - Verfahren und Vorrichtung zur pneumatischen Förderung von Feststoffen

Info

Publication number: DE10356480B4
Application number: DE2003156480
Authority: DE
Inventors: Holger Dr. Wulfert; Walter Dr. Hartig; Horst Dr. Zewe
Original assignee: Loesche GmbH
Current assignee: Loesche GmbH
Priority date: 2003-12-03
Filing date: 2003-12-03
Publication date: 2005-10-27
Anticipated expiration: 2023-12-04
Also published as: DE10356480A1; WO2005054088A2; TWI312334B; TW200526497A; WO2005054088A3

Abstract

Verfahren zur pneumatischen Förderung von Feststoffen, bei welchem staubförmig vermahlener Feststoff mit einem Fördergas gemischt und als ein Feststoff-Fluid-Gemisch in einer Förderleitung einem Endverbraucher zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Feststoff zur Erhöhung der Fluidisierbarkeit mit einem festen Fließverbesserer vermischt und durch den festen Fließverbesserer das Förder- und Regelverhalten des Feststoff-Fluid-Gemisches verbessert wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur pneumatischen Förderung von Feststoffen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 16.
Die Förderung von Feststoffen durch Rohrleitungen spielt eine große Rolle in vielen technischen Bereichen. Ermöglicht wird ein Transport in geschlossenen Rohrleitungen, indem das zu fördernde Gut zunächst zerkleinert, insbesondere staubfein vermahlen wird und danach mit einem Träger- bzw. Fördermedium gemischt wird. Als Trägermedium werden insbesondere Fördergase, beispielsweise Stickstoff und Luft oder auch Rauchgase mit einer relativ hohen Kohlendioxid-Konzentration, eingesetzt.
Die Förderung erfolgt durch Aufbau eines Differenzdruckes zwischen Anfang und Ende der Förderstrecke. Die Effektivität der Förderung ist dabei von verschiedenen Parametern, beispielsweise von der Feinheit und der Korngrößenverteilung des Feststoffes und von der Beladung, Zähigkeit und Temperatur des Trägermediums, abhängig.

Es ist bekannt, bei der Roheisenerzeugung in Hochöfen mit dem Heißwind, welcher über Blasformen eingeleitet wird, Kohlenstaub als Ersatzreduktionsmittel/Ersatzbrennstoff für Koks, zum Beispiel nach dem PCI(Pulverized Coal Injection)-Verfahren oder anderen Verfahren, einzublasen, um dadurch eine Verbesserung der Wirtschaftlichkeit des Hochofenbetriebes, insbesondere eine Senkung des Koksverbrauchs, eine relativ große Stabilität des Hochofenbetriebs und eine Leistungssteigerung des Hochofens zu erreichen.

So sind beispielsweise in dem Firmenprospekt "Pulverized Coal Injection Systems" der Paul Wurth S.A. von 05/2002 Mahlanlagen zur Erzeugung von Kohlenstaub und Einblasanlagen mit Verteilungs- und Zuführsystemen zum pneumatischen Zuführen des Kohlenstaubs nach dem PCI-Verfahren beschrieben und Verfahrenstechniken und Anlagentypen dargestellt. In der Praxis werden die Einblasanlagen aus Sicherheitsgründen mit verdichtetem Inertgas, in der Regel mit Stickstoff, zumindest in den Silos und Gefäßen, betrieben. Die Durchführung der pneumatischen Förderung des Kohlenstaubs erfolgt nahezu ausschließlich als sogenannte Dichtstromförderung, insbesondere aufgrund der sehr geringen Verschleißbeanspruchung in den Förderleitungen und des erheblich geringeren Gasverbrauchs im Vergleich zu der Dünnstromförderung.

In einer Mahl-Trocknungsanlage wird die Kohle zunächst in einer entsprechend geeigneten Mühle aufgemahlen und getrocknet. Danach gelangt die Kohle, gegebenenfalls aus einem Silo, in die Einblasanlage und in ein sogenanntes Sendegefäß, welches mit einem Gas unter Druck gesetzt wird. Danach erfolgt im Auslaufbereich des Sendegefäßes und gegebenenfalls in der sich daran anschließenden Rohrleitung durch Zugabe eines Fördergases, beispielsweise Stickstoff, eine Fluidisierung. Dadurch wird die Kohle bzw. der Kohlenstaub transportfähig. Durch den Überdruck im Sendegefäß gegenüber der Rohrleitung wird die Kohle in diese Rohrleitung gedrückt und zum späteren Verbraucher transportiert. Beim Einblasen von Kohlenstaub am Hochofen sind dies die Blasformen des Hochofens.

Die Dosierung des Kohlenstaubs, d.h. die Regelung des Kohlenstaub-Mengenstroms, kann z.B. durch eine entsprechende Veränderung des Druckgefälles über die Transportstrecke oder des Fördergas-Mengenstroms in der Transportstrecke durchgeführt werden. Es können auch Regelventile, deren freie Durchtrittsöffnungen verändert werden, in der Rohrleitungsstrecke eingebaut sein. Ein Regelventil ist dann mit einer Durchflussmessung kombiniert, und es ist ein Regelkreis aufgebaut.

Es hat sich gezeigt, dass es zu Störungen bei der Förderung von Stäuben, beispielsweise des Kohlenstaubs in Einblasanlagen von Hochöfen, kommen kann. Die Störungen äußern sich beispielsweise in Form von Pulsationen oder auch in Form von Verstopfungen in der Einblasleitung. Wenn Regelventile in die Förderstrecke eingebaut sind, können die Regelstrecken unkontrolliert schwingen und es besteht die Gefahr, dass die Regelventile wegen der engen Durchlässe verstopfen.

Für das Auftreten der Störungen und für den Störungsverlauf sind die stofflichen Eigenschaften des zu fördernden Gutes, insbesondere die Körnung und die Korngrößenverteilung, wesentlich. Daneben gibt es spezifische Stoffeigenschaften, die sich nicht immer vollständig bewerten lassen.

Insbesondere bei Kohlen gibt es sehr große Unterschiede in der Fluidisierbarkeit sowie im Förder- und Regelverhalten. So neigen einige Kohlen stärker zur Klumpenbildung ("sticking") als andere.

Störungen bei der pneumatischen Förderung von Stäuben in Rohrleitungen können zu erheblichen Nachteilen in Nachfolgeprozessen und bei dem nachgeschalteten Verbraucher führen. So ist es bekannt, dass die Kohlenstaub-Einblasrate und die Genauigkeit der Regelung des Kohlenstaub-Gesamtstroms von wesentlicher Bedeutung für die Effektivität des Einblasens des Kohlestaubs und damit für die Wirtschaftlichkeit des Hochofenbetriebes ist. Störungen in den Einblasleitungen können deshalb den gesamten Hochofenprozess nachteilig beeinflussen, die Roheisenerzeugung verteuern und zu, erheblichen Qualitätsminderungen des Roheisens führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mit welchen eine Verbesserung der pneumatischen Förderung von Feststoffen in Rohrleitungen erreicht und ein Nachfolgeprozess vorteilhaft beeinflusst werden kann. Insbesondere soll die Kohlenstaubförderung in Einblasanlagen von Hochöfen optimiert und störungsunabhängiger gestaltet werden.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe in Bezug auf das Verfahren durch die Merkmale des Anspruchs 1 und in Bezug auf die Vorrichtung durch die Merkmale des Anspruchs 16 gelöst. Zweckmäßige und vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen und in der Figurenbeschreibung enthalten.

Die Erfindung geht von dem Grundgedanken aus, durch Zugabe eines bestimmten Anteils wenigstens eines anderen festen Stoffes eine wesentliche Verbesserung des Förder- und Regelverhaltens bei der pneumatischen Förderung eines Feststoffes in Rohrleitungen zu erreichen. Besonders vorteilhaft sind als feste Fließverbesserer zugesetzte Zusatzstoffe bei Feststoffen bzw. Stäuben, welche zur Klumpenbildung neigen.

Es wurde gefunden, dass die Vermischung eines Feststoffes mit einem festen Fließverbesserer die Fluidisierbarkeit wesentlich verbessert, wenn beide Materialien einen relativ großen Dichteunterschied aufweisen. Der feste Fließverbesserer kann dabei ein Stoff oder aber ein Stoffgemisch sein. Verfahrensmäßig kann der feste Fließverbesserer bzw. Zusatzstoff vor, während oder nach der Vermahlung des Feststoffes zugeführt werden. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, alternativ oder zusätzlich den Zusatzstoff, welcher dann entsprechend zerkleinert vorliegt, erst vor oder in der Förderstrecke, vorteilhaft am Beginn der Förderleitung und insbesondere vor Dosierventilen, welche zur Regelung des Feststoff-Mengenstroms auf einzelne Einblas- oder Injektionsleitungen, insbesondere nach Verteilungseinrichtungen angeordnet sind, dem Feststoff zuzuführen.

In Bezug auf die Förderung von Kohlenstaub in Rohrleitungen, insbesondere zum Einblasen von Kohlenstaub an den Blasformen von Hochöfen, hat sich überraschenderweise gezeigt, dass durch Zumischung von eisen-/eisenoxidhaltigen Stoffen, insbesondere von Walzenzunder, eine außerordentlich verbesserte Fluidisierbarkeit der feingemahlenen Kohlen erreicht wird.

Es wurde festgestellt, dass die verbesserten Fördereigenschaften von Feinkohlen zu einer signifikanten Verbesserung der Funktion der Dosier- bzw. Regelventile führen. Die Dosierventile werden beispielsweise in Kohlestaub-Einblasan lagen mit Einzelstrangregelung eingesetzt, bei welchen eine selbstständige kontinuierliche Messung und Regelung des Kohlestaubstroms in den Einblasleitungen zur Eindüsung in jeweils eine Blasform eines Hochofens erfolgt. Durch die Einzelstrangregelung ergibt sich eine sehr gleichmäßige Verteilung der Kohle über den Umfang des Hochofens.

Außerdem ist der spezifische Verbrauch an Stickstoff oder einem anderen Fördergas bei Kohlenstaub-Einblasanlagen mit Einzelstrangregelung relativ niedrig, was ebenfalls zu einer Optimierung des Hochofenprozesses beiträgt.

Dosierventile und Regelkreise in den einzelnen Injektionsleitungen für Kohlenstaub werden auch in Einblasanlagen eingesetzt, bei welchen eine geregelte Verteilung des Kohlenstaub-Gesamtstroms auf einzelne Injektionsleitungen erfolgt. Bei diesen Anlagen werden hinter einem statischen Verteiler in jede Injektionsleitung eine Durchflussmessung und ein Kohlestaub-Dosierventil eingebaut.

Den Vorteilen der Einzelstangregelung bzw. dem Einsatz von Dosier- und Regelventilen in pneumatischen Fördersystemen stehen mögliche Funktionsstörungen aufgrund von Verstopfungen der Ventile und der Einblasleitungen sowie Pulsationen und unkontrollierte Schwingungen der Regelkreise mit den daraus resultierenden Nachteilen entgegen.

Durch die erfindungsgemäße Zumischung eines festen Fließverbesserers zu einem Feststoff werden diese Nachteile vermieden. Versuche mit Kohlenstaub und zugemischtem Walzenzunder haben dies bestätigt. Offensichtlich kommt es aufgrund des zugemischten Walzenzunders zu einer wesentlich gleichmässi geren Beladung des Fördergases mit dem Kohlenstaub, was zu einer Reduzierung der Verstopfungen bzw. Blockaden der Regelventile und Förderstrecken führt.

Die Ausfälle in den Regelstrecken der Einblasanlagen können signifikant verringert werden, wenn der einzublasende Kohlenstaub mit Walzenzunder und dergleichen vermischt wird.

Neben Walzenzunder oder anderen eisenhaltigen Materialien können auch Stäube, beispielsweise Gichtstaub, Gieshallenstaub und Gichtschlämme, vorteilhaft als Fließverbesserer dem Kohlenstaub zugemischt werden.

Es ist besonders vorteilhaft, wenn als Fließverbesserer Zusatzstoffe verwendet werden, die beim Endverbraucher oder in Nachfolgeprozessen vorteilhafte Wirkungen zeigen und verwertet werden können, wie das z.B. für Walzenzunder und eisen-/eisenoxidhaltige Stäube im nachfolgenden Hochofenprozess zutrifft.

Wesentliche Vorteile der erfindungsgemäßen Verbesserung der Fluidisierbarkeit von Feststoffen bestehen in einer Verringerung der Förderausfälle sowie in einer Erhöhung der Beladung des Fördergases, einer daraus resultierenden Einsparung von Transportmedium und in einer Verbesserung der Dosierung bzw. Regelung des Kohlenstaubs in der Einblasanlage. Außerdem wird durch den Zusatz von Walzenzunder zu Kohlenstaub zusätzlich eine signifikante Abbrandbeschleunigung im Hochofenprozess erreicht.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass Walzenzunder, welcher in Walzprozessen und dergleichen in relativ großen Mengen anfällt, durch die Zumischung zu Kohlenstaub einer rationellen und effektiven Verwertung zugeführt werden kann.

Überraschenderweise wurde zudem festgestellt, dass fluidisierte Kohlenstaub-Zunder-Gemische mit einem Gehalt von 3 bis 15 Gew.-% Walzenzunder, einer Schüttdichte von ca. 0,7 t/m³ und einer Körnung von 80 bis 70% < 90μ während einer versuchsweisen pneumatischen Förderung und Umschleusung keinerlei Entmischungserscheinungen zeigen. Es wurden eine verbesserte pneumatische Förderung bei vergleichbaren bzw. erhöhten Kohlestaub-Durchsatzmengen festgestellt.

Die Verbesserung der pneumatischen Förderung und Regelung des Kohlenstaubs wird auch auf einen als "Drahtbürsten-Effekt" bezeichneten Vorgang des Kohlenstaub-Zunder-Gemisches zurückgeführt, welcher zu einer Optimierung der Kohlestaubeinblasung führt. Es wurde ein verringertes Stopfenbildungsverhalten und gleichzeitig ein signifikantes Entstopfungsverhalten des Kohlenstaub-Zunder-Gemisches in den Förderleitungen und Dosierventilen festgestellt. Daraus resultiert eine erhöhte Genauigkeit der Regelung und die damit verbundenen Vorteile für den gesamten Hochofenprozess. Überraschend wurde zudem kein erhöhter Verschleiß der Rohrleitungen, Dosierventile etc. festgestellt.

Neben Walzenzunder sowie Stäuben, die bei der Roheisenerzeugung anfallen, können auch mineralische Stoffe, beispielsweise Titandioxid als Zusatzstoffe der Kohle beigemischt werden. Es ist von Vorteil, dass sich derartige mineralische Stoffe gleichzeitig auf die feuerfeste Auskleidung des Hochofens vorteilhaft auswirken. Außerdem kann durch einen derartigen Zusatzstoff die Qualität der Schlacke beeinflußt werden.

Insbesondere bei Verwendung von Walzenzunder ist es von besonderem Vorteil, dass dieser bereits zusammen mit der Kohle einer gemeinsamen Vermahlung, insbesondere einer Mahl-Trocknung, unterzogen werden kann. Der Walzenzunder kann auch getrennt von der Kohle bzw. dem jeweils eingesetzten Reduktionsmittel einer Mühle aufgegeben werden. Zweckmäßig ist es jedoch, eine Rohkohle-Zunder-Mischung in einer Mischeinrichtung, beispielsweise einem Mischbett oder einer Mischtrommel, herzustellen und dieses Gemisch einer Mühle aufzugeben.

Die gemeinsame Vermahlung von Kohle bzw. einem anderen Reduktionsmittel oder einer Reduktionskohlemischung und einem Zundermaterial oder einem anderen eisen-/eisenoxidhaltigen Stoff kann in allen hierfür geeigneten Mahlsystemen und Mühlen durchgeführt werden.

Außerordentlich kostengünstig, rationell und effizient ist eine gemeinsame Vermahlung in einer Wälzmühle des Loesche-Typs. Es wurde festgestellt, dass die einen Mahlprozess charakterisierenden Parameter, wie beispielsweise der spezifische Arbeitsbedarf und der Leistungsfaktor der Mühle, durch eine Zumischung von etwa 3 bis 15 % Walzenzunder zu Steinkohle oder zu einem Gemisch von Steinkohle und Petrokoks keine nachteilige Änderung erfahren. Auch die Korngrößenverteilung ist nahezu identisch, d.h., es gibt im Bereich von 50 % R 90 μm bis 0,05 % R 90 μm jeweils nur sehr geringe Unterschiede, z.B. hinsichtlich des spezfischen Arbeitsbedarfs zwischen einer reinen Kohlevermahlung und der Vermahlung mit Zunder. Mit steigendem Anteil des Zunders in der Mischung wurde sogar eine Reduzierung des Arbeitsbedarfs der Mühle festgestellt.

Das verbesserte Förder- und Regelverhalten des mit Walzenzunder versetzten Kohlenstaubs wird auf eine innige Verbindung zwischen den Kohlepartikeln und den Zunderbestandteilen zurückgeführt. Insbesondere durch den gemeinsamen Mahlprozess haften die Zunderpartikel an den Kohlestaubpartikeln im Sinne einer Imprägnierung, so dass überraschenderweise keine Entmischungsvorgänge auftreten. Der "Drahtbürsten-Effekt" wird auf die Vermischung zweier Materialien mit einem relativ großen Dichtunterschied zurückgeführt. So liegt die Dichte der Kohlen bei 1,3 bis 1,6 g/cm , während Zunder eine Dichte von ungefähr 5,3 g/cm aufweist.

Der Anteil der Zumischung an Walzenzunder oder eines anderen, insbesondere eisenhaltigen Zusatzstoffes kann im Bereich zwischen 0,5 und 55 %, vorzugsweise jedoch zwischen 3 und 15 % liegen. Dabei wird davon ausgegangen, dass das Zundermaterial einen Eisengehalt oder einen Eisenoxidgehalt im Bereich von 30 bis 80% aufweist.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, der Kohle bzw. einem anderen Reduktionsmittel oder einer Reduktionskohlenmischung neben einem Zundermaterial oder einem anderen eisen-/eisenoxidhaltigen Stoff Shreddergranulat, beispielsweise ein Shredderflusenagglomerat, zuzumischen und pneumatisch, zum Beispiel über eine Einblasanlage, einem Hochofen zuzuführen.

Es ist zweckmäßig, das Shreddergranulat zusammen mit der Rohkohle und dem Zundermaterial in einer geeigneten Mühle zu vermahlen und einer Einblasanlage bzw. einem Vorratsbehälter zuzuführen. Shreddergranulat weist in der Regel eine Dichte <1,000 g/cm auf, welche sich von der Dichte der Rohkohle und insbesondere von der Dichte des Walzenzunders unterscheidet.

Deshalb ist eine pneumatische Förderung eines Kohle-Zunder-Shredergranulat-Gemisches vorteilhaft möglich.

Es ist zweckmäßig, wenn der Anteil des Shreddergranulats in der Kohle-Zunder-Mischung relativ gering ist und beispielsweise etwa 0,5 bis 1 Gew.-% beträgt. Grundsätzlich wird dieser Anteil von der Zusammensetzung des Shreddergranulats bzw. Shredderflusenagglomerats bestimmt. Der Anteil ist insbesondere derart zu wählen, dass die Grenzwerte von Störstoffen bei der Roheisen- und Stahlerzeugung eingehalten und möglichst nicht überschritten werden.

Ein Shreddergranulat mit einem durchschnittlichen unteren Heizwert von 32,5 MJ/kg, einem Aschegehalt von <10 Gew.-% und einer Restfeuchte <1 Gew.-% sowie einem durchscnittlichen Kohlenstoffgehalt von 73 Gew.-%, Wasserstoffgehalt von 9,0 Gew.-%, einem Stickstoffgehalt von 2,2 Gew.-% sowie den nachfolgenden Durchschnittswerten: CaO: 3,6 Gew.-%, SiO₂: 3,0 Gew.-%, MgO: 0,8 Gew.-%, TiO₂: 0,7 Gew.%, Al₂O₃: 0,7 Gew.-%, Fe₂O₃: 0,3 Gew.-% ist für eine gemeinsame Vermahlung mit Rohkohle und einem Zundermaterial, beispielsweise in einer Vertikalmühle, und für eine nachfolgende pneumatische Förderung und dosierte Zuführung über Blasformen eines Hochofens geeignet.

Die Vorteile hinsichtlich des Shreddergranulats bestehen in einer außerordentlich rationellen und effizienten Verwertung bei gleichzeitiger Einhaltung der entsprechenden Umweltvorschriften.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, Zundermaterial oder einen eisen-/eisenoxidhaltigen Zusatzstoff auch nach der Mahlanlage zuzumischen und gemeinsam mit dem Ersatzreduktionsmittel den Blasformen zuzuführen. Der Zusatzstoff, welcher dann zweckmäßigerweise zerkleinert, insbesondere staubför mig vorliegt, kann vor einem Vorratsbehälter für das Ersatzreduktionsmittel, z.B. Kohlenstaub, oder erst danach, beispielsweise vor den Blasformen, zugegeben werden. Eine Zuführung nach der Vermahlung der Kohle bzw. eines anderen Ersatzreduktionsmittels ist insbesondere dann zweckmässig, wenn der Zusatzstoff den Mahlprozess ungünstig beeinflussen kann. Bei einer Zuführung vor oder innerhalb der Einblasanlage bzw. im Einblasgefäß selbst wirken sich die positiven Effekte des Zusatzstoffes in den nachfolgenden Dosierventilen aus.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung sieht wenigstens eine Zuführeinrichtung für den als Fließverbesserer eingesetzten festen Zusatzstoff vor.

In Kohlestaub-Einblasanlagen mit Einzeldosierung kann die Zuführeinrichtung vor oder innerhalb der Einblasanlage angeordnet werden. Bei einer Kohlestaub-Einblasanlage mit Einzeldosierung, welche einen Bespannungs-Gasbehälter bzw. Druckbehälter für Stickstoff als Fördergas, wenigstens ein mit dem Fördergas beaufschlagbares Förder- bzw. Sendegefäß, einen Verteilungsbehälter bzw. ein Einblasgefäß mit austrittsseitig angeordneten Fluidisierkonussen und Dosierventilen für jeweils eine Einblasleitung und eine Blasform eines Hochofens aufweist, kann die Zuführung vor einem Vorratsbehälter bzw. Silo für den Kohlenstaub und/oder vor den Fördergefäßen und/oder vor dem Verteilungsbehälter bzw. Einblasgefäß vorgesehen werden, so dass dem Kohlenstaub ein Fließverbesserer in der vorgesehenen Korngrössenverteilung zugemischt werden kann.

Die Fluidisierung erfolgt gemeinsam mit dem Kohlenstaub und die vorteilhaften Effekte wirken sich, wie bereits be schrieben, in den Dosierventilen sowie in den Injektionsleitungen und auch beim Hochofenprozess aus.

In einer bevorzugten Vorrichtungsvariante ist vorgesehen, dass die Vorrichtung zur verbesserten pneumatischen Förderung eines Feststoffes, insbesondere von Kohlestaub, durch Zugabe von definierten Anteilen eines Zusatzstoffes, insbesondere von Walzenzunder, eine Mahlanlage umfasst, in welcher ein Kohlen-Zunder-Gemisch einer Mühle, insbesondere einer vertikalen Wälzmühle des Loesche-Typs, aufgegeben und einem an sich bekannten Mahl-Trocknungs-Prozess unterworfen wird. Nach Abscheidung des Kohlenstaub-Zunder-Gemisches in beispielsweise einem Filter kann die Mischung in einem Vorratsbehälter bevorratet und aus diesem Vorratsbehälter der Kohlenstaub-Einblasanlage zugeführt werden, welche Förder- bzw. Sendegefäße und einen Vorratsbehälter bzw. ein Einblasgefäß sowie Einblasleitungen mit Durchflussmessungen und Dosierventilen zur Einzeldosierung des Kohlenstaubs in die Blasformen aufweist.

Es ist vorteilhaft, dass die Mahlanlage mit geringem Aufwand für eine Zumischung oder Zugabe von Shreddergranulat für eine gemeinsame Vermahlung mit Rohkohle und Zundermaterial ausgerüstet werden kann.

Zweckmäßigerweise ist der Kohlenstaub mit einem festen Fließverbesserer, insbesondere einem Zundermaterial und gegebenenfalls einem Shreddermaterial, in einem derartigen Anteil versetzt, dass keine Entmischung, insbesondere bei der pneumatischen Förderung, auftritt.

Gemäß der Erfindung besteht somit die Möglichkeit, die vorteilhaften Einblasanlagen mit Einzeldosierung, d.h. mit Do sierventilen zur Regelung der Kohlestaub-Einzelströme in den einzelnen Injektionsleitungen, durch Zumischung eines festen Fließverbessers zu optimieren und die erreichbaren Genauigkeiten der Kohlestaub-Regelung zu gewährleisten. Störungen, beispielsweise Pulsationen oder Verstopfungen in den Injektionsleitungen oder auch unkontrolliertes Schwingen in den Regelstrecken sowie verstopfte Dosierventile aufgrund ihrer engen Durchlässe, werden vermieden.

Insgesamt wird mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein relativ geringer Verschleiß der Förderstrecke und der Dosierventile sowie ein verbessertes Dosier- und Regelverhalten erreicht, welches sich vorteilhaft auf den Nachfolgeprozess wie zum Beispiel auf den Hochofenprozess auswirkt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand einer Zeichnung weiter erläutert; in dieser zeigen in einer stark schematisierten Darstellung
1 ein Anlagenschema mit einer Mahlanlage und einer Kohlestaub-Einblasanlage und
2 ein Einblasgefäß der Kohlestaub-Einblasanlage nach 1 mit Dosierventilen und Regelungs strecken.
In 1 werden Verfahren und Vorrichtung gemäß der Erfindung anhand einer Mahl- und Einblasanlage für eine Kohlenstoff-Fluid-Mischung, welche zusammen mit Heißwind in Blasformen einem Hochofen zugeführt wird, erläutert.
Die Kohlenstoff-Fluid-Mischung enthält einen festen Fließverbesserer 33, welcher dem Feststoff 30, d.h. der Rohkohle 6, vor der Vermahlung in einer Luftstrom-Wälzmühle 2 beigemischt wird. Die Zuführeinrichtung für den Fließverbesserer 33, bei welchem es sich um ein Zundermaterial 7, beispielsweise Walzenzunder, handelt, ist in diesem Ausführungsbeispiel ein Bunker 17, und das Zundermaterial 7 wird über einen Zunderzuteiler 14 einer Mischeinrichtung 5 aufgegeben. In dieser Mischeinrichtung 5 wird das Zundermaterial 7 mit der zu zerkleinernden Kohle 6, welche von einer Halde 8 in einen Rohkohlenbunker 16 und über einen Kohlezuteiler 15 auf die Mischeinrichtung 5 gelangt, vermischt, und diese Mischung wird über eine Fördereinrichtung 4 der Luftstrom-Wälzmühle 2 aufgegeben.
In der Luftstrom-Wälzmühle 2 erfolgt eine Mahltrocknung mit Hilfe eines Inertgases 9, welches in diesem Ausführungsbeispiel in einem Heißgaserzeuger 11 hergestellt wird. Die der Luftstrom-Wälzmühle 2 zugeführte Rohkohle-Zunder-Mischung enthält das Zundermaterial 7 in einem vorgebbaren Anteil, welcher vorzugsweise 3 bis 15 % betragen kann. Die Vermahlung und Sichtung der Rohkohle-Zunder-Mischung erfolgt in gleicher Weise wie die Vermahlung von Rohkohle zu Kohlenstaub. Das einblasfertige Kohlenstaub-Zunder-Gemisch wird in einem Filter 12 von dem Inertgas 9 getrennt und gelangt über ein Zellrad 18 in einen Vorratsbehälter 20.
Der Vorratsbehälter 20 ist über eine Förder- bzw. Verbindungsleitung 25 mit zwei Sende- bzw. Fördergefäßen 22, 23 verbunden. Die Fördergefäße 22, 23, von denen in 2 nur ein Fördergefäß 22 gezeigt ist, werden mit Stickstoff als Fördergas aus einem Druckbehälter 21 druckbeaufschlagt. Die Kohlenstaub-Zunder-Mischung wird noch in den Sende- bzw. Fördergefäßen 22, 23 fluidisiert und gelangt, gegebenenfalls unter Zugabe eines zusätzlichen Transportgases, über die Förderleitung 25 in ein Einblasgefäß 24.
Gemäß 2, welche stark schematisiert ein Anlagenschema einer Kohlestaub-Einblasanlage mit Einzelstrangregelung zeigt, erfolgt die Zuführung des Kohlenstaub-Zunder-Gemisches über ein Sendegefäß 22, welches mit einer Wiegeeinrichtung 39 versehen ist, zu einem Einblasgefäß 24 und danach mit Hilfe von Dosierventilen 36, welche nach austrittsseitig am Einblasgefäß 24 angeordneten Fluidisierkonussen 38 in jeder Injektionsleitung 26 vorgesehen sind, zu den Blasformen 27 eines Hochofens 28 (siehe 1).
Die einzelnen Injektionsleitungen 26 sind jeweils mit einer Blasform 27 des Hochofens 28 (siehe 1), welcher in diesem Ausführungsbeispiel den Verbraucher darstellt, verbunden.
Im Bereich der Fluidisierkonusse 38 (2) kann eine weitere Fluidisierung des Kohlenstaub/Zunder-Gemisches mit Hilfe eines Inertgases, z.B. Stickstoff, als Fluid bzw. Fördergas erfolgen, welches zusätzlich aus dem Druckbehälter 21 zugeführt wird. Der Druckbehäler 21 dient als Pufferbehälter zum Unterdrucksetzen der Fördergefäße 22, 23. Das Gas zur Fluidisierung wird jeweils über Leitungen 29 zugeführt.
Aus 2 gehen auch die Regelstrecken 37 zur Mengenstromregelung des Kohlenstaub/Zunder-Gemmisches in den einzelnen Injektionsleitungen 26 hervor.
Es hat sich gezeigt, dass ein Kohlenstaub/Zunder-Gemisch außerordentliche Vorteile zeigt. Das als Fließverbesserer 33 in dem Fluidgemisch vorhandene Zundermaterial 7 vergleichmäßigt die Beladung des Fördergases mit den Kohlepartikeln, reduziert Verstopfungen bzw. Blockaden in der Förderleitung 25 sowie in den Injektionsleitungen 26.
Signifikant ist die Verbesserung der Funktion der Dosier- bzw. Regelventile 36 (2). Insgesamt wird aufgrund eines sogenannten "Drahtbürsten-Effektes" eine bessere Kohlenstaub-Förderung und -Regelung in der Einblasanlage erreicht. Die erhöhte Genauigkeit der Regelung wirkt sich auf die Stabilität des Hochofenprozesses und die Qualität des Roheisens aus. In den Förderleitungen 25 und Injektionsleitungen 26 wurde andererseits kein erhöhter Verschleiß festgestellt.

Claims

Verfahren zur pneumatischen Förderung von Feststoffen, bei welchem staubförmig vermahlener Feststoff mit einem Fördergas gemischt und als ein Feststoff-Fluid-Gemisch in einer Förderleitung einem Endverbraucher zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Feststoff zur Erhöhung der Fluidisierbarkeit mit einem festen Fließverbesserer vermischt und durch den festen Fließverbesserer das Förder- und Regelverhalten des Feststoff-Fluid-Gemisches verbessert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als fester Fließverbesserer ein Zusatzstoff oder ein Stoffgemisch mit einer im Vergleich zum Feststoff unterschiedlichen Dichte verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der feste Fließverbesserer in einem definierten Anteil dem Feststoff kontinuierlich oder diskontinuierlich zugemischt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fließverbesserer, welcher die Verwendung des Feststoff-Fluid-Gemisches im Endverbraucher unterstützt, zugemischt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der feste Fließverbesserer mit einer dem Feststoff entsprechenden Korngrößenverteilung zugemischt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der feste Fließverbesserer dem Feststoff vor, während oder nach dessen Vermahlung und/oder während der Förderung zu einem Verbraucher zugemischt und zusammen mit dem Feststoff mit Hilfe eines Fördergases fluidisiert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Feststoff Kohlenstaub, als fester Fließverbesserer ein eisen-/eisenoxidhaltiger und/oder mineralischer Stoff und/oder ein organisches Material und als Fördergas ein Inertgas, wie Stickstoff oder Rauchgas, gemischt, in einer Einblasanlage fluidisiert und in einem geregelten Mengenstrom über Blasformen einem Hochofen zugeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch ggekennzeichnet, dass der Kohlenstaub für das Feststoff-Fluid-Gemisch in einer Mahl-Trocknung aus Kohle, einer Kohlenmi schung, Koks oder einem Kohle-Koks-Gemisch hergestellt wird und dass als eisen-/eisenoxidhaltiger Fließverbesserer Zundermaterial vermahlen und als ein Kohlenstaub/Zunder-Fluid den Blasformen des Hochofens zugeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zundermaterial mit einem Eisen-/Eisenoxidgehalt im Bereich von 30 bis 80%, einem Wassergehalt von 2 bis 15% und einem Ölgehalt zwischen 0 und 5% sowie einer Korngröße bis maximal 50 mm mit der Kohle einer Mahltrocknung unterzogen wird.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Zundermaterial in einer Menge der Kohle zugemischt wird, dass der Zunderanteil in der Kohlenstaub/Zunder-Mischung im Bereich zwischen 0,5 und 55% liegt.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Zundermaterial in einer Menge der Kohle zugemischt wird, dass der Zunderanteil in der Kohlenstaub/ZunderMischung im Bereich zwischen 3 und 15% liegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Kohlenstaub und das Zundermaterial in einer Vertikalmühle einer Mahl-Trocknung unterzogen werden, dass nach einer Sichtung und Separierung von einem Trägergas und gegebenenfalls einer Silolagerung die Kohlenstaub/Zunder-Mischung mit Stickstoff als Fördergas über Fördergefäße und eine Förderleitung pneumatisch einem Einblasgefäß zugeführt und mit Hilfe von Dosierventilen in einem einstellbaren Mengenstrom über Injektionsleitungen den Blasformen des Hochofens zugeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass als organisches Material Shreddergranulat gemeinsam mit Rohkohle und einem eisen-/eisenoxidhaltigen Stoff, insbesondere Zundermaterial, vermahlen, pneumatisch gefördert und über Blasformen einem Hochofen zugeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Fließverbesserer ein mineralischer Zusatzstoff, beispielsweise Titandioxid, dem Kohlenstaub zugemischt und die Schlackenbildung im Hochofen beeinflusst wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass dem Kohlenstaub als Fließverbesserer Stäube, beispielsweise Gichtstaub, Gießhallenstaub oder Gichtschlämme, zugemischt werden.
Vorrichtung zur pneumatischen Förderung von Feststoffen, mit einer Mahlanlage zur Vermahlung eines Feststoffes (6), einem Vorratsbehälter (20) zur Zwischenlagerung des fein gemahlenen Feststoffes (30), einer Förder leitung (25) zwischen dem Vorratsbehälter (20) und wenigstens einem Fördergefäß (22, 23) und einem Einblasgefäß (24), welches mit einem Fördergas aus einem Druckbehälter (21) druckbeaufschlagbar ist, und mit Injektionsleitungen (26), in welchen das fluidisierte Feststoff-Fördergas-Gemisch über jeweils ein Dosierventil (36) mengenstromgeregelt einem Verbraucher (27, 28) zuführbar ist, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Zuführeinrichtung zur Zumischung eines festen Fließverbesserers (7) zum Feststoff (6, 30) vorgesehen ist und dass die Zuführeinrichtung in der Mahlanlage und/oder vor dem Vorratsbehälter (20) und/oder vor den Fördergefäßen (22, 23) und/oder vor dem Einblasgefäß (24) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Kohlenstaub-Einblasanlage mit Einzelstrangregelung, welcher eine Mahlanlage zur Vermahlung von Rohkohle zu Kohlenstaub vorgeschaltet ist, und welche ein mit dem Fördergas druckbeaufschlagbares Einblasgefäß (24) mit Fluidisierkonussen (38), Dosierventilen (36) und Mess- und Regelstrecken (37) für die einzelnen Injektionsleitungen (26) zu Blasformen (27) aufweist, eine Zuführeinrichtung zur Zumischung eines eisen-/eisenoxidhaltigen Materials, insbesondere eines Zundermaterials (7), angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführeinrichtung (17) für das Zundermaterial (7) im Bereich der Mahlanlage, insbesondere vor der Mühle (2), angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass als Zuführeinrichtung (17) für das Zundermaterial (7) ein Zunderbunker (17) mit einem Zunderzuteiler (14) und eine Einrichtung (5) zur Vermischung des Zundermaterials (7) mit der Rohkohle (6) angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung zur Zumischung von Shreddergranulat zu dem zu vermahlenden Feststoff, insbesondere Rohkohle, und/oder zu dem zu vermahlenden Fließverbesserer, insbesondere Zundermaterial, oder eine Einrichtung zur Aufgabe und Dosierung von Shreddergranulat in die Mühle vorgesehen ist.