DE2516764A1

DE2516764A1 - Kaltmahlverfahren

Info

Publication number: DE2516764A1
Application number: DE19752516764
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl Ing Meinass
Original assignee: Linde GmbH
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 1975-04-16
Filing date: 1975-04-16
Publication date: 1976-10-28
Also published as: ES447018A1; ZA762279B; BE840823A; ATA767575A; NL7604060A; DE2516764C2; AT339706B; GR59802B; FR2307582B3; CH603243A5; BR7602343A; FR2307582A1; AU1297176A

Description

Ll_nNDE AKTIENGESELLSCHAFT

(G 015) G 75/26

Mo/Vo 14.4.1975

Kaitmahlverfahren

Die Erfindung betrifft ein Kaltmahlverfahren bei dem das Mahlgut mit einem Kühl.[~asstrom gekühlt und mit einem Fördergasstrom durch eine Mühle gefördert wird.

Aus der DT-P3 1 773 559 ist ein Verfahren zum Zerkleinern von bei normalen Temperaturen festen, zähen, zähelastischen, plastischen sowie thermoplastischen Stoffen bei tiefen Temperaturen bekannt, wobei das zu zerkleinernde Gut durch eine Zerkleinerungsvorrichtung mit Hilfe eines Fördergasstroms gefördert wird und wobei die Kühlung des Mahlguts vor der Zerkleinerungsvorrichtung durch einen Kühlgasstrom erfolgt. Bei

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diesem Verfahren werden der Kühl- und der Fördergasstrom gemeinsam mit Flüssiggas als Kältemittel gekühlt. Das verdampfende Flüssiggas wird den beiden Gasströmen zugemischt und das überschüssige Gas nach dem V/ärmetausch mit dem Mahlgut aus der Anlage abgelassen.

Insbesondere bei der Zerkleinerung von Stoffen die leicht flüchtige Substanzen enthalten oder von solchen Stoffen, bei denen selbst kleinste Mengen dieser Stoffe nicht in die freie Atmosphäre gelangen dürften, hat das bekannte Verfahren entscheidende Nachteile, die selbst durch aufwendige Zusatzvorrichtungen wie z.B. Filter, Adsorber und dergleichen nur zum Teil behoben werden können. Außerdem hat es sich gezeigt, daß das Gas des am häufigsten als Kältemittel verwendeten flüssigen Stickstoffs insbesondere bei Mühlen mit schnell laufenden Mahlwerkzeugen wegen seiner hohen Dichte und der damit verbundenen Gasreibung zu relativ hohen Energieverlusten führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kaltmahlverfahren zu entwickeln, bei dem vermieden wird, daß Bestandteile des Mahlguts in die Atmosphäre gelangen und das energetisch günstiger als das bisher bekannte Verfahren arbeitet.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Kühlgasstrom im geschlossenen Kreislauf geführt und durch Wärmetausch mit einem getrennt geführten Kältemittel gekühlt wird.

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Dabei läuft stets dasselbe Kühlgas im Kreislauf um, so daß mit dem Kühlgas vermischte oder von diesem mitgetragene Bestandteile des Mahlguts im Kreislauf verbleiben.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Fördergasstrom im geschlossenen Kreislauf geführt und durch Wärmetausch mit dem getrennt geführten Kältemittel gekühlt wird.

Dadurch ist das Mahlgut während des Kahlvorgangs von Gas umgeben, welches in einem völlig von der Atmosphäre abgeschlossenen Kreislauf geführt und unabhängig vom Kältemittel ;;ewählt werden kann.

Vorteilhafterweise v;' rd als Kühl- und/oder Fördergas ein Gas verwendet, welches leichter ist als das Kältemittel. So kann z.B. als Fördergas das relativ teure Helium oder ein Gas mit ähnlich geringer Dichte verwendet werden, so daß die durch Gasreibung verursachten Verluste auf ein Minimum beschränkt werden und die Mahlleistung, insbesondere von Mühlen mit schnell laufenden Mahlwerkzeugen, erheblich gesteigert werden kann. Auch bei Strahlmühlen kann eine höhere Zerkleinerungswirkung erreicht werden, da die von der Schallgeschwindigkeit abhängige Strahlgeschwindigkeit, entsprechend dem niedrigen Molekulargewicht solcher Gase wie z.B. Helium,gegenüber demjenigen von z.B. Stickstoff, gesteigert werden kann. Aufgrund der wesentlich höheren Wärmeleitfähigkeit von Gasen wie z.B. Helium gegenüber der von z.B. Stickstoff wird die durch die Zerkleinerung des Materials

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-duf tretende Temperaturerhöhung sshneller abgebaut, so daß bei Stoffen mit leicht fluchti.3en Substanzen ein Ausgasen dieser Substanzen weitgehend verhindert wird. Als Kältemittel kam jedoch nach wie vor ein wesentlich billigerer Energieträger, z.B. flüssiger Stickstoff. verwendet werden. Da das Kältemittel mit dem Mahlgut selbst nicht in Berührung kommt, ist das chemische und physikalische Verhalten des Kältemittels zum Mahlgut bei dem er- ^; findungsgemäßen Verfahren ohne Bedeutung. Somit erübrigt sich auch eine Nachbehandlung des verbrauchten Kältemittels durch Adsorber, Filter oder ähnlichem.

j Bei einer weiterhin besonders vorteilhaften Verfahrens-

j führung wird das Kältemittel zur Vorkühlung des Mahlgutes ver-

wendet.

Ss hat sich gezeigt, daß bei einem derartigen Kaltmahlverfahren der Verbrauch von Kältemittel (Energieverbrauch) bei gleichem Mahlgutdurchsetz bei dem erfindungsgemäßen Verfahren geringer ist, als bei dem bisher bekannten Verfahren. Dies ist, abgesehen von den verringerten Reibungsverlusten,im wesentlichen auf eine genauer als bisher durchführbare Temperaturregelung und auf einen besseren Wirkungsgrad bei der Wärmeübertragung zurückzuführen .

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich im Hinblick auf den Energieverbrauch weiterhin dadurch verbessern, daß der Kühlgasstrom im Gegenstrom durch das Mahlgut und anschließend im Gegenstrom durch das gemahlene Gut geführt wird.

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Besonders variabel bezüglich der zu zerkleinernden Materialien und der dazu günstigsten Temperaturen sowie des Mahlgutdurchsatzes ist das erfindungsgemäße Verfahren, wenn die Durchflußmengen des Kühlgasstrcms und/oder des Fördergasstroms regelbar sind.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eignet sich eine Vorrichtung, die einen Kühlschacht, eine Zerkleinerungsvorrichtung, einen Sammelbehälter, gasdichte Materialschleusen, einen Verdichter und einen Gegenstromwärmetauscher auf v;e ist.

Zur Vorkühiuns des Mahlgutes durch das Kältemittel ist innerhalb des Kühlschachts ein Wärmetauscher angeordnet, der über eine Leitung und den Gegenstromwärmetauscher mit einer Quelle für das Kältemittel in Verbindung steht.

Zur Regulierung der Mahlguttemperatur sowie der Durchflußmengen des Kühl- und Fördergasstroms ist der Gegenstromwärmetauscher durch Leitungen mit regelbaren Ventilen mit dem Einlaß und durch Leitungen mit dem Auslaß der Zerkleinerungsvorrichtung verbunden.

Zur Wiederanwärmung des zerkleinerten Gutes und zur Rückgewinnung der als Kälte im zerkleinerten Gut vorhandenen Enthalpie ist der Gegenstromwärmetauscher über eine Leitung mit dem Kühlschacht, dieser über eine Leitung mit dem Sammelbehälter und dieser über eine Leitung mit dem Gegenstromwärmetauscher verbunden.

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Anhand einer schematischen Darstellung soll ein Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäß durchgeführtes Kaltmahl verfahren näher erläutert werden:

Die Figur zeigt eine Kaltmahlanlage mit einem beidseitig durch gasdichte Materialschleusen 4, 5 abgeschlossenen Kühlschacht 1 zur Kühlung des Mahlgutes, einer Mühle 2 und einem mit der Mühle 2 über eine Materialschleuse 6 verbundenen Sammelbehälter 3, der nach außen durch eine weitere Materialschleuse 7 gasdicht abgeschlossen ist. Zur Kühlung des Mahlgutes wird aus einem Gersenstromwärmetauscher 9 über eine Leitung 20 Kühlgas, z.B. Helium, in den Kühlschacht 1 eingeleitet. Das durch Wärmetausch mit dem Mahlgut aufgewärmte Kühlgas verläßt den Kühlschacht über eine Leitung 21, welche in den Sammelbehälter 3 mündet. Dort wird das noch kalte, zerkleinerte Gut wieder aufgewärmt, wobei sich das Kühlgas abkühlt. Das abgekühlte Kühlgas gelangt dann über eine Leitung 22, einen Verdichter S und eine Leitung 19 wieder in den Gegenstromwärmetauscher 9· An verschiedenen Stellen des Gegenstromwärmetauschers 9 wird über Leitungen 12, 13, 14 und Ventilen 15, 16, 17 Kaltgas für den Fördergasstrom abgeleitet und der Mühle 2 zugeführt. In einer Trenneinrichtung 23 wird anschließend das Fördergas vom zerkleinerten Gut getrennt und über eine Leitung 18 sowie einen Filter 24 zusammen mit dem Kühlgas aus Leitungen 22 wieder dem Gegenstromwärmetauscher 9 zugeführt. Im Gegenstromwärmetauscher 9 wird das Gas des Kühl- und des Förder-

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gasstroms durch Wärmetausoh mit einem über die Leitung 25 zu^ei'ührten Kältemittel, z.B. mit flüssigem Stickstoff, abgekühlt. Noch nicht vollständig erwärmtes Kältemittel wird über eine Le: tun^ 11 einem zweiten Wärmetauscher 10, der Innerhalb des KUhI-sehachtes 1 angeordnet '..st. zugeführt und dient zur VorkUhlunc des Mahlgutes.

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Claims

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(G 015) t -&- G 75/26

Mo/Vo 14.4.1975

Patentansprüche

Kaltmahlverfahren, bei dem das Mahlgut mit einem Kühlgasstrom gekühlt und mit einem Fördergasstrom durch eine Mühlegefördert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlgasstrom im geschlossenen Kreislauf geführt und durch Wärmetausch mit einem getrennt geführten Kältemittel gekühlt wird.
2. Kaltmahlverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fördergasstrom im geschlossenen Kreislauf geführt und durch Wärmetausch mit dem getrennt geführten Kältemittel gekühlt wird.
2· Kaltmahlverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kältemittel zur Vorkühlung des Mahlgutes verwendet wird.
4. Kaltmahlverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis J>, dadurch

j gekennzeichnet, daß der Kühlgasstrom im Gegenstrom durch das Mahlgut und anschließend im Gegenstrom durch das gemahlene Gut geführt wird.

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5· Kaitmahlverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchflußmengen des Kühlgasstroms und/oder des Fördergasstroms regelbar sind.
6. Kaltmahlverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5> dadurch gekennzeichnet, daß als Kühl- und/oder Fördergas ein Gas verwendet wird, welches leichter ist als das Kältemittel.
7· Vorrichtung zur Durchführung des Kaltmahlverfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch einen Kühlschacht (1), eine Zerkleinerungsvorrichtung (2)₇einen Sammelbehälter (j5), gasdichte Materialschleusen (4, 5, 6, 7) einen Verdichter (S) und einen Gegenstromwarmetauscher (9)·
S. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch einen innerhalb des Xühlschachts (1) angeordneten Wärmetauscher (10), der über Leitungen (11, 25) und den Gegenstromwarmetauscher (9) mit einer Quelle für das Kältemittel in Verbindung steht.
9· Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstromwarmetauscher (9) durch Leitungen (12, IjJ, 14) mit regelbaren Ventilen (15, l6, 17) mit dem Einlaß und durch Leitungen (18, 19) mit dem Auslaß der Zerkleinerungsvorrichtung (2) verbunden is-t.

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10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstromwärmetauscher (9) über eine Leitung (20) mit dem Kühlschacht (1), dieser über eine Leitung (21) mit dem Sammelbehälter (2) und dieser über eine Leitung (22, 19) mit dem Gegenstromwärmetauscher (9) verbunden ist.

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