DE2943556A1

DE2943556A1 - Verfahren und anlage zur trockenabscheidung von pyrit aus steinkohle

Info

Publication number: DE2943556A1
Application number: DE19792943556
Authority: DE
Inventors: Fritz Dipl.-Ing. 4030 Ratingen Adrian; Werner Dipl.-Ing. 4223 Voerde Sauerland; Heinrich Dipl.-Ing. 6301 Treis Sättler
Original assignee: Steag GmbH
Current assignee: Steag GmbH
Priority date: 1979-10-27
Filing date: 1979-10-27
Publication date: 1981-05-07
Also published as: JPS56111076A; AU6343880A; GB2061134B; FI65924B; GB2061134A; CA1154417A; FR2468408B1; IT8025554A0; FR2468408A1; IT1134020B; FI65924C; FI803360L; BE885866A; US4389019A; SE8007483L; ZA806304B

Description

Andrejewski, Honke, Gesthuysen & Masch, Patentanwälte in Essen

Patent- und Hilfsgebrauchsmusteranmeldung STEAG Aktiengesellschaft
Bismarckstraße 54, 4300 Essen

Verfahren und Anlage zur Trockenabscheidung von Pyrit aus Steinkohle

Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß zunächst auf ein Verfahren zur Trockenabscheidung von Pyrit aus Steinkohle, - wobei

die Steinkohle in einer Mahlstufe einer Mahltrocknung im Mahlgasstrom unterworfen und

das zerkleinerte Mahlgut mit dem Mahlgasstrom einer Sichtstufe zugeführt sowie in der Sichtstufe In verwertbares» z. B. verbrennbares Feingut einerseits und Grießgut andererseits getrennt wird,

wobei ferner das Grießgut als Grießrücklauf im Kreislauf in die Mahletufe wieder eingeführt werden kann und wobei endlich Pyrit aus dem zerkleinerten Mahlgut entfernt wird. Die Erfindung bezieht sich fernerhin auf eine Anlage zur Durchführung eines solchen Verfahrens mit

Mahlanlage,

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nachgeschaltetem Sichter und

Einrichtung für eine Grießgutrückführung,

wobei in die Mahlanlage ein Mahlgas einführbar und das zerkleinerte Mahlgut mit dem Mahlgasstrom in den Sichter einführbar ist, wo eine Trennung in verwertbares Feingut einerseits und Grießgut andererseits erfolgt. - Pyrit meint den sog. Eisenkies (Eisendisulfid). Bekanntlich liegt ein Teil des in der Kohle vorhandenen Schwefels in Form von Pyrit vor, welcher zu mehr als 50 % aus Schwefel besteht. Bei der Ruhrkohle sind z. B. 40 bis 60 % des Schwefelgehaltes in Pyrit enthalten. Die Pyritkristalle sind in der Kohle rein vorhanden, sie sind der Kohle oder den unverbrennlichen Bergen angelagert oder sie sind mit Kohle oder Bergen verwachsen. Eine Entfernung des Pyrits aus der Steinkohle bringt einen beachtlichen Beitrag zur Entschwefelung der Steinkohle und damit der Rauchgase, wenn die Steinkohle verbrannt wird.

Im Rahmen der (aus der Praxis) bekannten gattungsgemäßen Maßnahmen wird versucht, die magnetischen Eigenschaften des Pyrits auszunutzen und durch magnetische Felder Pyrit und Kohle voneinander zu trennen. Dazu ist ein erheblicher apparativer Aufwand erforderlich. Die bekannten Maßnahmen befinden sich darüber hinaus noch im Versuchsstadium. Es ist nicht abzusehen, ob sie großtechnisch in einem kontinuierlichen Prozeß durchgeführt werden können. Darüber hinaus stört, daß zwar der Pyrit, nicht aber im zerkleinerten Mahlgut verbliebene Berge abgeschieden werden.

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Die großtechnisch praktizierten Maßnahmen zur Aufbereitung von Steinkohle sind gattungsfremd und konzentrieren sich auf Verfahren, die zumeist unmittelbar an der Förderstelle der Kohle angewendet werden. Es kommen im wesentlichen Hydrozyklone, Schüttelherde und Flotationsverfahren, d. h. Naßverfahren, zum Einsatz. Auf diese Weise klassiert oder sortiert man je nach Verwendungszweck unterschiedliche Verkaufskohle. Diese Klassier- und Sortierverfahren konnten zwar in den letzten Jahren erheblich verbessert werden, dennoch sind ihre Anwendungsmöglichkeiten begrenzt. Es ist bisher nicht gelungen, im Rahmen der großtechnisch praktizierten Maßnahmen zur Aufbereitung von Steinkohle in ausreichendem Maße auch den Pyrit zu entfernen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Verfahren so zu führen, daß auf einfache Weise und ohne großen Aufwand der Pyrit, aber auch die zerkleinerten Berge ausreichend abgeschieden werden können. Der Erfindung liegt fernerhin die Aufgabe zugrunde, die eingangs beschriebene gattungsgemäße Anlage so weiter auszubilden, daß mit ihr das erfindungsgemäße Verfahren auf einfache Weise praktiziert werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß der Grießrücklauf ganz oder teilweise (je nach Gehalt an Pyrit) dem Kreislauf entnommen und einer Dichtetrennstufe zugeführt wird, die eine Mischung aus hauptsächlich dem schweren Pyrit und anwesenden zerkleinerten Bergen einerseits von der noch mitgeführten zerkleinerten Kohle andererseits trennt, und daß die Mischung aus Pyrit und zerkleinerten Bergen abgezogen sowie die zerkleinerte Kohle einer weiteren Verwendung zugeführt, z. B. in die Mahlstufe

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wieder eingeführt wird. - Die Erfindung nutzt die Tatsache, daß die Dichte des Pyrits etwa 5 g/cm beträgt, die der Berge etwa 2 bis 2,5 g/cm und die der Kohle, je nach Zusammensetzung, 1,2 bis 1,7 g/cm . Die Pyritkristalle sind hart und lassen sich nur schwer vermählen. Das zusammen ermöglicht in der beschriebenen Weise eine weitgehende Abscheidung des Pyrits. Wegen der unterschiedlichen Mahlbarkeit der beteiligten Stoffe findet im Grießrücklauf zwangsläufig eine Anreicherung der schlechter mahlbaren Stoffe statt, nachdem in der Mahlstufe eine Trennung der Pyritkristalle von der mit ihnen verwachsenen Kohle stattgefunden hat. Die Anreicherung betrifft an erster Stelle den Pyrit, aber auch quarzhaltige harte Gesteine. Der Kreislauf des Grießgutes wird so lange geführt, bis sich im Grießgut ein Pyritanteil befindet, der in der beschriebenen Weise in der Dichtetrennstufe wirtschaftlich ausgetragen werden kann. Bei hohem Pyritanteil kann der Kreislauf ganz unterbrochen werden.

Im einzelnen bestehen verschiedene Möglichkeiten für die weitere Ausbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens. So ist es im allgemeinen zweckmäßig, daß der dem Kreislauf entnommene Grießrücklauf vor der Einführung in die Dichtetrennstufe einer Siebung unterworfen und dadurch von nur grob zerkleinerter Kohle befreit wird. Auch die der Dichtetrennstufe abgezogene Mischung aus Pyrit und zerkleinerten Bergen kann einer weiteren Siebung unterworfen werden» wenn beispielsweise für die weitere Verwertung des Pyrits bzw. des darin enthaltenen Schwefels der Pyrit und die mitgeführten Berge getrennt werden sollen. Eine solche nachgeschaltete Siebung kann aber auch der Abscheidung von evtl. noch mitgeführter Kohle dienen, die gegenüber dem Pyrit bzw. den zerkleinerten Bergen verhältnismäßig grobkörnig ist.

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Die Erfindung erreicht erhebliche Vorteile. Sie bestehen zusammengefaßt darin, daß im Rahmen einer üblichen Mahltrocknung mit angeschlossener Sichtung ohne besonderen Aufwand auch eine Trockenabscheidung von Pyrit durchgeführt werden kann, wobei Eigenarten der Mahlstufe selbst zur Abscheidung des Pyrits beitragen. Im Ergebnis wird so erreicht, daß im Zusammenhang mit dem ohnehin erforderlichen Mahl- und Trocknungsvorgang der Steinkohle durch geringen zusätzlichen Aufwand die sonst bei der Verbrennung auftretende Schwefeldioxidemission vermindert wird. Man erreicht aber gleichzeitig auch eine Reduzierung des Verschleißes der Mahlwerkzeuge in dem Maße, wie der Pyrit aus dem Kreislauf herausgenommen wird. Die erfindungsgemäßen Maßnahmen eignen sich ohne weiteres zum Einsatz bei einem Steinkohlenkraftwerk. Die Entfernung des Pyrits aus der Steinkohle bietet dabei die Möglichkeit, schwefelreiche Kohle auch dort einzusetzen, wo sich eine an den Verbrennungsprozeß anschließende Entschwefelung der Abgase nicht lohnt bzw. nicht möglich ist. Ferner können in Zukunft sogar auch pyritreiche Kohleflöze abgebaut werden, deren Kohle bislang wegen ihres hohen Anteils an Schwefel einer wirtschaftlich sinnvollen Verwendung nicht zugeführt werden konnte. Von besonderem Vorteil ist die Tatsache, daß das erfindungsgemäße Verfahren anlagetechnisch auf einfache Weise durchgeführt werden kann. Ausgehend von der eingangs beschriebenen gattungsgemäßen Anlage ist die erfindungsgemäße Anlage dadurch gekennzeichnet, daß an die Grießgutrückführung {in oder hinter dem Sichter) eine Dichtetrennanlage angeschlossen ist, die das Grießgut in eine Mischung aus hauptsächlich dem schweren Pyrit und anwesenden zerkleinerten Bergen einerseits und Kohle andererseits trennt. Dabei kann mit den verschiedensten Dichtetrennanlagen gearbeitet werden. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, die sich durch Einfachheit und

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Funktionssicherheit auszeichnet und auf bewährte Aggregate zurückgreifen kann, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtetrennanlage zumindest eine Schrägschwingrinne aufweist, die das dichtere Gut (d. h. die Mischung aus hauptsächlich schwerem Pyrit und anwesenden zerkleinerten Bergen) aufwärtsfördert, und daß die Schrägschwingrinne außerdem als Fluidisiereinrichtung ausgebildet ist, die das weniger dichte Gut (d. h. die mitgeführte zerkleinerte Kohle) abwärts abfließen läßt. Derartige Schwingrinnen werden auch als belüftete Schwingrinnen bezeichnet, wobei durch Öffnungen des Bodens der Schwingrinne ein Gas für die Fluidisierung geführt wird. Im allgemeinen arbeitet man zur Fluidisierung mit Luft. Man kann aber auch ein Rauchgas einsetzen. Das durch die Öffnungen des Bodens der Schwingrinne eintretende Gas wird jedenfalls so dosiert, daß das aufgegebene Gut nur teilweise fluidisiert wird. Die spezifisch schweren Teile, also Pyrit und die mitgeführten Berge, werden durch die Schwingbewegung der Rinne entgegen der Schwerkraft zum höher gelegenen Austrag der Rinne transportiert. Die leichteren Kohleteile werden fluidisiert, und zwar so, daß sie gleichsam nach unten abfließen. Sie können dem Mahlprozeß wieder zugeführt werden. Das am oberen Austrag abgeschiedene Gut besteht im wesentlichen aus Bergen und Pyrit und führt nur noch einen geringen Rest Kohle mit. Der im Pyrit enthaltene Schwefel kann z. B. zu Schwefelsäure weiter verarbeitet werden. Dabei kann in an sich bekannter Weise mit einer Wirbelbettfeuerung, mit oder ohne Beigabe von schwefeloxidabsorbierenden Mitteln, gearbeitet werden. Tatsächlich ist das im Rahmen der Erfindung ausgetragene Gut aus Pyrit und Bergen gerade für eine solche Weiterverarbeitung besonders geeignet.

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Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert.

Die einzige Figur zeigt das Schema einer Anlage zur Durchführung des erfindungsgeitiäßen Verfahrens, - integriert mit einer Kesselfeuerung.

In dem Schema erkennt man zunächst eine Mahlanlage 1. Ihr wird aus einem Rohkohlebunker 2 über einen Zuteiler 3 die zu trocknende und zu mahlende Steinkohle zugeführt. Ein Rauchgasrücksauggebläse 4 entnimmt dem Abgasstrom eines Dampferzeugers 5 Rauchgas G, welches als Mahlgas zur Trocknung der Steinkohle dient. Dieses Mahlgas kann über eine Entnahme % mit Hilfe von Klappen ? in seiner Temperatur je nach den Erfordernissen des Mahlprozesses gesteuert oder geregelt werden,

Das zerkleinerte Mahlgut gelangt zusammen mit dem Mahlgas G in den Sichter 8. Hier wird das Feingut, d. h. der feingemahlene Kohlenstaub K, von den feinen Pyritkristallen P und den etwas gröberen Berganteilen sowie den noch groben Kohleteilchen getrennt. Grobe Kohle K und Berge fallen über die Leitung 9 zurück in die Mahlanlage 1. Das Grießgut aus den feinen Pyritkristallen P, den etwas gröberen Berganteilen und ggf. noch einigen Kohleteilchen JC könnte über die Leitung 9 im Kreislauf geführt werden. Erfindungsgemäß ist die Anordnung jedoch so getroffen, daß an die Grießgut— rückführung* im Ausführungsbeispiel schon im Sichter Z_t eine Dichtetrennanlage 10 angeschlossen ist, die das Grießgut in eine Mischung aus hauptsächlich schwerem Pyrit P und anwesenden zerkleinerten Bergen einerseits und mitgeführter zerkleinerter Kohle K andererseits aufteilt und die Mischung von der Kohle K trennt. Das geschieht durch Rücksaugen über die Leitung 11. Die Dichtetrennan-

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lage ist im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform eine Schwingrinne 10. Die Schwingrinne 10 ist als Fluidisiereinrichtung ausgebildet und wird mit einem entsprechenden Gas G beaufschlagt. Das ist im Ausführungsbeispiel zurückgesaugtes, über einen zusätzlichen Filter 12 gereinigtes Rauchgas G. Die Schwingrinne 10 wird mit dem Schwingungserzeuger 13 so bewegt, daß das auf dem Siebboden 14 aufliegende schwere Gut entgegen der Schwerkraft nach oben befördert wird. Das fluidisierte leichtere Gut wird zusammen mit dem zum Fluidisieren notwendigen Gas G über einen ebenfalls mit diesem Gas betriebenen Düsenförderer 15 in den Mahlkreislauf zurückgefördert. Das am oberen Ende der Schwingrinne 10 ausgetragene Gut wird entweder einer Deponie oder einer weiteren Verwendung zugeführt.

Brüden und fein vermahlener Kohlenstaub K werden zur Trennung in einem Abscheider 16 geleitet. Der Kohlenstaub K gelangt über eine Schleuse 17 in den Staubbunker 18. Die Brüden über ein Brüdengebläse 19 und einen Brüdenfilter 20 in den Schornstein. Der im Brüdenfilter 20 anfallende Feinstaub wird über einen Zuteiler 21 ebenfalls dem Staubbunker 18 zugeführt. Aus dem Staubbunker 18 wird der Brennstaub mit je einem Zuteiler 22 für jeden Brenner 23 abgezogen und mit Tragluft vermischt sowie in den als Dampferzeuger dienenden Kessel eingeblasen. Im Schema ist nur ein Brenner 23 dargestellt. Die Verbrennungsluft des Kessels 5 wird vom Frischluftlüfter 24 gefördert. Sie wird im Luftvorwärmer 25 durch das Rauchgas vorgewärmt und zu den Sekundärluftdüsen 26 des Kessels 5 geleitet bzw. teilweise als Tragluft für den Brennstaub verwendet.

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- Die entstehenden Rauchgase verlassen den Kessel 5 über den Luftvorwärmer 25, das Rauchgasfilter 27 und werden mit dem Saugzug 28 über den Schornstein in die Atmosphäre gegeben.

Für das erfindungsgemäße Verfahren und für die erfindungsgemäße Anlage ist von besonderer Bedeutung die Ausführungsform, bei der mit einer Schrägschwingrinne 10 gearbeitet wird, die das dichtere Gut (d. h. die Mischung aus hauptsächlich schwerem Pyrit P und anwesenden zerkleinerten Bergen) aufwärts fördert und die außerdem als Fluidisiereinrichtung so ausgebildet ist, daß das weniger dichte Gut (d. h. die noch mitgeführte zerkleinerte Kohle K) abwärts abfließen kann. Im übrigen ist für die Erfindung von besonderer Bedeutung die Integration der beschriebenen Maßnahmen mit einer Kesselfeuerung» wie es in der Figur dargestellt worden ist.

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Claims

2943556 Andrejewski, Honke, Gesthuysen & Ma sch Patentanwälte Diplom-Physiker Dr. Walter Andrejewski Diplom-Ingenieur Dr.-Ing. Manfred Honke Diplom-Ingenieur Hans Dieter Gesthuysen Diplom-Physiker Dr. Karl Gerhard Masch Anwaltsakte : 54 4 S 9/RS- 43 Essen 1, Theaterplatz 3, Postf. 789 26. Oktober 1979 Pe.tent- und Hilf sgebrauchsmusteranmeldung STEAG Aktiengesellschaft BisiT'arckstraße 54, 4300 Essen Verfahren und Anlage zur Trockenabscheidung von Pyrit aus Steinkohle Ansprüche

1. Verfahren zur Trockenabscheidung von Pyrit aus Steinkohle, - wobei

die Steinkohle in einer Mahlstufe einer Mahltrocknung in einem Mahlgasstrom unterworfen und
das zerkleinerte Mahlgut irit dem Mahlgasstrom
einer Sichtstufe zugeführt sowie in der Sichtstufe in verwertbares, z. B. verbrennbares Feingut einerseits und Grießgut andererseits getrennt
wird,

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wobei ferner das Grießgut als Grießrücklauf im Kreislauf in die Mahlstufe wieder eingeführt werden kann und wobei endlich Pyrit aus dem zerkleinerten Mahlgut entfernt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Grießrücklauf ganz oder teilweise dem Kreislauf entnommen und einer Dichtetrennstufe zugeführt wird,

die eine Mischung aus hauptsächlich dem schweren Pyrit und anwesenden zerkleinerten Bergen einerseits von der noch mitgeführten zerkleinerten Kohle andererseits trennt,

und daß die Mischung aus Pyrit und zerkleinerten Bergen abgezogen sowie die zerkleinerte Kohle einer weiteren Verwendung zugeführt, z. B. in die Mahlstufe wieder eingeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Kreislauf entnommene Grießrücklauf vor der Einführung in dit-Dichtetrennstufe einer Siebung unterworfen und dadurch von nur grob zerkleinerter Kohle befreit wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die der Dichtetrennstufe abgezogene Mischung aus Pyrit und zerkleinerten Bergen einer weiteren Siebung unterworfen wird.

4. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, - mit

Mahlanlage,

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nachgeschalteteir. Sichter und

Einrichtung für eine Grießgutrückführung,

wobei in die Kahlanlage ein Mahlgas einführbar und das zerkleinerte Mahlgut irit dem Mahlgasstrom in den Sichter einführbar ist, V7O eine Trennung in verwertbares Feingut und Grießgut andererseits erfclgt, dadurch gekennzeichnet, daß an die Grießgutrückführung eine Dichtetrennanlage (1C) angeschlossen ist, die das Grießgut in eine Mischung aus hauptsächlich dem schweren Pyrit (P) und anwesenden zerkleinerten Bergen einerseits und. Kohle (K) andererseits trennt.

5. Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtetrennanlage zumindest eine Schrägschwingrinne (10) aufweist, die des dichtere Gut (d. h. die Mischung aus hauptsächlich schwerem Pyrit (P) und anwesenden zerkleinerten Bergen) aufwärtsfördert, und daß die Schrägschwingrinne (10) außerdem als Fluidisiereinrichtung ausgebildet ist, die das weniger dichte Gut (d. h. die noch mitgeführte zerkleinerte Kohle (K) ) abwärts abfließen läßt.

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