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Verfahren zum Abscheiden und Abführen von Schwergut aus dem Sumpf
von Schlagmühlen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abscheiden und Abführen
von Schwergut, welches im Sumpf der Schlagmühle einer festen, feuchten Brennstoff
verarbeitenden Mahltrocknungsanlage anfällt und besteht darin, daß das im Sumpf
befindliche Gut in Bewegung gehalten und in solcher Menge ausgetragen wird, daß
es ausreichend Brennstoff enthält, um als brennfertiges Gut in an sich bekannter
Weise weiterverwendet werden zu können.
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Der feste Brennstoff Kohle besteht aus brennbaren Bestandteilen, welche
in mechanisch schwer zu beeinflussender Weise mit untrennbaren, sogenannten Aschebestandteilen
verbunden und mit Wasser beladen sind. Zwischen den Kohlenschichten sind Schichten
unbrennbarer Stoffe eingelagert, die besonders beim mechanischen Abbau mit der Kohle
gemischt anfallen. Zum Unterschied von den mit der Kohle verwachsenden Aschebestandteilen
werden diese Bcimenguiigen bei der Steinkohle als taubes Gestein, bei der Braunkohle
als Sand oder Kies bezeichnet. Sie sind durch mechanische Verfahren von der Kohle
trennbar, doch ist die Trennung in wirtschaftlichem Maße nur so weit möglich, daß
noch immer ein beträchtlicher Anteil an Unbrennbarem bei der Kohle verbleibt. Besonders
bei der Braunkohle, welche in großen Mengen angeliefert und auf kleinstem Raum verarbeitet
werden muß, ist eine solche Trennung fast undurchführbar.
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Daher wird versucht, bei der Zerkleinerung der Kohle, insbesondere
der Vermahlung zu Brennstaub, mit Hilfe der Windsichtung die Kohle in zwei Korngrößen
zu teilen, wovon das gröbere Korn den größeren Teil der Beimengungen an Sand oder
taubem Gestein enthält, und diese zwei Fraktionen getrennt zu verbrennen oder wenigstens
an verschiedenen Stellen in eine gemeinsame Feuerung einzuführen.
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Mit solchen Maßnahmen kann zwar den Teuerungstechnischen Erfordernissen
der Verbrennung besser entsprochen werden, die Mühlen und Sichter unterliegen jedoch
hohem Verschleiß, weil das taube Gestein oder der Sand sie im Kreislauf wiederholt
durchströmen müssen, bis auch diese Anteile auf eine dem spezifischen Gewicht entsprechende
Korngröße zerkleinert sind, welche kleiner ist als die der auszutragenden Kohle.
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Bei Schlägermühlen ist es bekannt, aus dem unteren Teil des Mühlengehäuses,
dem sogenannten Sumpf, Schwergut abzuziehen, das von den Schlagwerkzeugen ausgeschleudert
wird. Um Brennstoffverluste zu vermeiden, wird nur schwerstes Gut, wie Metallteile,
abgezogen, deren Menge erfahrungsgemäß so gering ist, daß die beigemengte Kohle
keinen wirtschaftlichen Verlust darstellt.
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Die Sandbeimengungen der Braunkohle sind jedoch so groß, daß dieses
Verfahren nicht anwendbar ist. Es ist bekannt, aus dem Mühlensumpf einer Schlagmühle
anfallendes Schwergut mit etwaigen Kohlebeimengungen pneumatisch abzuziehen, in
einem Windsichter abzuscheiden und die Kohleteile mit der Luft zur Mühle zurückzuführen.
Da bei starker Sandbeimengung ein solcher Sichter rasch verschleißen würde, ist
diese Maßnahme unwirtschaftlich.
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Im Gegensatz dazu wird gemäß der Erfindung eine Trennung der im Mühlensumpf
anfallenden Kohle von dem Sande nur in dem Maße angestrebt, daß die abgezogene Kohle-Schwergut-Mischung
eine praktisch verfeuerbare Mischung darstellt. Die Verfeuerung der beiden Fraktionen
kann in bekannter Weise erfolgen, beispielsweise des Brennstaubes in einer Staubfeuerung
und des sandhaltigen Grobgutes auf einem Rost. wobei in ebenfalls bekannter Weise
der Rost den unteren Abschluß des Staubbrennraumes bilden kann.
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Besonders vorteilhaft ist die Anwendung der Erfindung bei feuchter
Braunkohle, weil diese bei der Zerkleinerung und Trocknung im Mahltrocknungsverfahren
viele Umläufe machen muß, bis der Staub brennfertig getrocknet ist. Auch wenn die
Mühle einen besonderen Sichter nicht aufweist, wirkt das Mahlgehäuse als Sichter.
Der Sand wird dagegen im Mühlensumpf fast unzerkleinert ausgeschieden. Dadurch,
daß das Schwergut in Bewegung gehalten wird, wird auch die Kohle, welche mit dem
Sand ausgetragen wird, ausreichend getrocknet, wobei der
Sand als
Träger fühlbarer Wärme die Nachverdampfung begünstigt. Ferner sorgt die Bewegung
dafür, daß der brennfertige Staub von dem Sand getrennt wird und mit den Trocknungsgasen
abziehen kann.
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Das Schwergut kann kontinuierlich oder intermittierend abgeführt werden,
je nach den Mengen, welche in der Zeiteinheit anfallen, und der beabsichtigten Verwendung
des Schwergutes.
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Die Verlagerung der Sandbeimengungen auf einen kleinen Anteil der
Gesamtkohle hat für die westdeutsche Braunkohle noch eine besondere Bedeutung. Die
Aschenbestandteile dieser Kohle sind kalkreich, sie bilden daher mit dem Quarzsand
ein Eutektikum mit niedrigem Schmelzpunkt, wodurch die Verschlackung der Heizflächen
des befeuerten Dampferzeugers begünstigt wird. Wird hingegen die eine Fraktion infolge
des höheren Anteils an Kohle viel Kalk und wenig Sand, die andere dagegen wenig
Kalk und viel Sand enthalten, so wird in beiden Fraktionen die Herabsetzung des
Schlackenschmelzpunktes geringer sein. Auch wird der nicht oder wenig zerkleinerte
Sand von den Feuergasen gar nicht getragen werden und daher nicht bis an die Heizflächen
gelangen können.
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Für den Grad der Aschenanreicherung im Sumpf ist dessen Ausbildung
von Bedeutung. Der Sumpfinhalt soll ständig in Bewegung sein, damit eine Trennung
der schweren Sandteilchen von den leichteren Kohleteilchen stattfindet. Diese-Bewegung
wird zunächst durch die Vorgänge bei der Mahlung und Durchspülung der Mühle mit
den Trocknungs- und Trägergasen erzielt. Zur Verstärkung dieser Wirkung wird der
untere Abschluß des Mühlensumpfes als bewegliche Platte ausgebildet, die, in Schwingungen
versetzt, den Trennvorgang unterstützt. Die Ränder der Platte sind erhöht, damit
das Gut eine Zeitlang auf der Platte verbleibt, während der es der Schwingungsschichtung
unterworfen ist. Die Frequenz und die Amplitude der Schwingungen können in Abhängigkeit
von den Eigenschaften des Mahlgutes gewählt werden.
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In der Zeichnung sind Vorrichtungen und ihre Anordnung zur Ausführung
des Verfahrens gemäß der Erfindung in vereinfachter Wiedergabe dargestellt. Es zeigt
Abb. 1 einen lotrechten Schnitt durch den unteren Teil einer Dampfkesselfeuerung
mit Mahltrocknungsanlage, Staubbrennern und Rostfeuerung, Abb. 2 einen lotrechten
Schnitt durch eine Sonderbauform der Schlagmühle, Abb. 3 einen ebensolchen Schnitt
mit von Abb. 2 abweichender Vorrichtung zur Abführung des Schwergutes.
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Der Brennstoff wird durch einen Zuteiler 1 der Mühle 2, die als Schlägermühle
mit pendelnd angelenkten .Schlägern angenommen werden soll, durch den Kohlenschacht
3, der gleichzeitig als Rauchgasrücksaugeschacht dient, zugeführt. In der Mühle
wird der Brennstoff getrennt in eine aschearme und aschereiche Fraktion, bevor er
zur Verfeuerung gelangt. Die aschearme Fraktion wird vollständig zu Staub vermahlen
und durch Brenner 5 in den Feuerraum 6 ausgetragen, wo sie in der Schwebe verbrennt.
Die aschereiche Fraktion sammelt sich am Boden des Sumpfes 4 und wird durch die
Austragvorrichtung 7, die beispielsweise als Zellrad dargestellt ist, ausgetragen
und dem Förderband 8 zugeführt. Das Becherwerk 9 fördert die aschereiche Fraktion
weiter in den Aufgabetrichter 10 des hier als mechanischer Gegenschubrost
11 dargestellten Ausbrennrostes. Die zurückbleibende Schlacke verläßt die Feuerung
durch den Schacht 12. Die Öffnungen 13 sind weitere Stellen, an denen
angesammelte Asche abgezogen werden kann. Die Öffnungen 12 und 13 werden zweckmäßig
an eine mechanische Aschenabzugvorrichtung angeschlossen. Das Becherwerk 9 kann
das Gut auch in einen nicht gezeichneten Vorratsbunker abwerfen, von wo aus die
Beschickung des Rostes von den Schwankungen der Gutabscheidung in der Mühle erfolgt.
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Bei der Mühle gemäß Abb. 2 schleudert der Rotor 14 die auf der Einfallseite
15 eingebrachte Kohle gegen die Wand 16 und in den Sumpf 4. Infolge
der mitgerissenen Belüftungs- und Fördergase findet im Sumpf 4 eine Sichtung statt,
wodurch die Kohle bevorzugt nach oben und die schweren Ascheteile bevorzugt nach
unten aussortiert werden. Die Kohle wird wieder vom Rotor erfaßt und durch die Austragseite
17 in den Sichter ausgetragen. Die Platte 18 mit Rand 19 fängt die in den Sumpf
geschleuderte Kohle auf. Der Vibrator 20 versetzt die Platte 18 in Schwingungen
und trägt somit erfindungsgemäß zu einer Verbesserung und Beschleunigung des Trennvorganges
bei. Das Zellrad 7 verschließt den Mühlensumpf nach unten und kann in seiner Austraggeschwindigkeit
den jeweiligen Verhältnissen angepaßt werden. Die Transportvorrichtung 8 nimmt die
ausgeschleuste Fraktion auf und führt sie weiterer Verwendung zu. Mit Teil 21 ist
das Mühlenfundament angedeutet.
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Abb. 3 zeigt eine Mühle mit periodischem Sumpfabzug. Auf dem Boden
des Mühlensumpfes 4 befindet sich ein Schieber mit der Schieberöffnung 22 und einem
daran anschließenden geschlossenen Teil 23. Der Schieber hat eine ausreichende Höhe,
um ausgeschiedene Ascheteilchen in der öffnung 22 genügend Raum zu bieten. In bestimmten
festzulegenden Abständen wird durch die Auszugvorrichtung 24 der Schieber ausgefahren,
so daß die Öffnung 22 über den Abzugtrichter 25 zu stehen kommt. Hierbei fällt das
gesamte Gut, das sich in der öffnung befindet, in den Trichter und kann durch die
Transporteinrichtung 8 abgefördert werden. Nachdem das gesamte Gut aus der Öffnung
herausgefallen ist, wird der Schieber wieder in seine ursprüngliche Lage zurückgebracht.
Der geschlossene Teil 23 verhindert, daß bei ausgezogenem Schieber Material in die
Schieberführung eindringen kann. Um unvermeidliche Leckverluste aufzufangen, ist
der Behälter 26 vorgesehen, dessen Inhalt durch Schieber 27 von Zeit zu Zeit abgelassen
werden kann. Auch bei dieser Konstruktion kann zusätzlich eine Platte 18 mit Vibrator
20 analog Abb. 2 angewendet werden.
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Selbstverständlich ist das hier beschriebene Verfahren sinngemäß auch
auf eine Trennung anderer Produkte anwendbar.