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Aufmahlung von feuchtem Gut, insbesondere Kohle
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Die Erfindung betrifft eine Aufmahlung von feuchtem Gut, mittlerer
und großer Härte, insbesondere Kohle und Koks.
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Die Aufmahlung von Koks wird beispielsweise bei der Herstellung von
Einsatzmischungen für Koksöfen erforderlich.
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Eine Aufmahlung der Kohle ist u.a. bei Kohlenstaubfeuerungen oder
Kohlenstaubvergasungs-Anlagen erforderlich.
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Zur Aufmahlung werden üblicherweise Stab- oder Kuyelmühlen verwendet.
Die Aufmahlung kann trocken oder naß erfolgen. Eine nasse Aufmahlung wird mit wirtschaftlichem
Erfolg nur dort angewendet, wo das Feingut im nassen Zustand weiterverarbeitet wird.
Das ist z.fl.
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der Fall bei der Herstellung einer slurry aus Wasser und Kohlenstaub
als Einsatzmischung für Kohlc-vergasungs-Anlagen, die nach dem Texaco-VergasungsverfahrcJn
arbeiten.
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In den überwiegenden Fällen der Aufmahlung erfolgt diese trocken,
wobei Voraussetzung ist, daß eine der Aufmahlung vorausgehende Trocknung des groben
Gutes den Wassergehalt auf annähernd Null Prozent verringert hat. Bei der der Mahlung
vorausgehenden Trocknung fällt Abluft an, die bis zum Wiedereintritt in die
Atmosphäre
mit zusätzlichem Energieaufwand auf einem Temperatur-Niveau oberhalb des Taupunktes
gehalten werden muß, um Kondensat zu verhindern, das die erforderlichen Staubabscheider
verstopft.
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Bei der trockenen Aufmahlung muß die anfallende Abluft entstaubt werden.
Ferner müssen aufgabeseitig Bunker und Förderanlagen entstaubt werden. Der eigentliche
Mahlvorgang erfordert eine zusätzliche Beaufschlagung mit Heißluft zur weiteren
Trocknung des sich bildenden Feingutes.
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Das gilt zumindest dann, wenn das Grobgut eine innere Feuchte besitzt.
Die Beheizung muß so stark sein, daß die entstehende Abluft mit Sicherheit eine
Temperatur oberhalb des Taupunktes behält. Desgleichen müssen die austrittsseitigen
Bunker und Förderanlagen für das Feingut und der gesamte Förderweg bis zur Weiterverarheitung
entstaubt werden.
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Auf diese Weise entsteht ein Feingut absoluter Trockenit, d 2.. für
die Zementindustrie erforderlich ist.
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Dieses Verfahren mußte bisher aber auch dann gewählt werden, wenn
das Feingut unabhängig von einem gewissen Anteil Feuchte hätte verwendet werden
können bzw. wenn eine gewisse Feuchte an sich erwiinscht wäre.
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Die physikalischen Ursachen dafür müssen in der Wärme entwicklung
beim Zerkleinern einerseits und in dem Umsand gesucht werden, daß feuchtes Gut eine
höhere Wärmedurchgangszahl besitzt als trockenes Gut.
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Die beim Zerkleinern entstehende Wärme verdampft die Feuchte des Mahlgutes
mindestens teilweise. Die Wärmeabfuhr in Gesamtsystem ist unterschiedlich stark.
Wird
an einigen Stellen der Taupunkt unterschritten, so kondensiert
die Feuchte wieder. Die dadurch hervorgerufene Verbesserung der Wärmeabfuhr führt
zu liner Verstärkung der Kondensation. Die Feuchte des Gutes nimmt an diesen Stellen
zu. Da jedes Gut mit einer bestimmten Feuchtigkeitsaufnahme seine Rieselfähigkeit
verliert, zeigen sich nach kurzer Zeit an diesen Stellen Anbackungen und Verstopfungen,
die den Förderfluß zum Erliegen bringen.
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Dieser Effekt wird noch dadurch verstärkt, daß der für den Verlust
der Rieselfähigkeit erforderliche Mindestwassergehalt mit verringerter mittlerer
Korngröße sinkt.
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Um die Anbackungen und Verstopfungen zu vermeiden, nuß genügend Luft
und Wärme in den Förderfluß gebracht werden, damit an keiner Stelle der Taupunkt
unterschritten wird. D.h., es kann nur mit absoluter Trockenheit gefahren werden.
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Der für die bekannte trockene Mahlung erforderliche !uftstrom zwingt
zum Einbau von umfangreichen Entstaubungseinrichtungen, die wegen des hohen Anteils
an mitgcführtem Fcingut nur als TrockenentsLauber wirtschaftlich betrieben werden
können. Trockenentstauber sind wiederum gegen Taupunktunterschreitungen außerordentlich
störanfällig.
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Die Größe des notwendigen Luftstromes zwingt außerdem zur Gleichrichtung
des Luftstromes mit dem Förderstrom, da sonst keine geregelte Fortbewegung des Gutes
sichergestellt ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Aufmahlung mit gewisser
Feuchte zu betreiben, wenn dieser Anteil an Feuchte unschädlich ist bzw. diese Feuchte
sogar erwünscht ist.
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Nach der Erfindung wird das dadurch erreicht, daß zur Aufmahlung noch
rieselfähiges Gut und ein geschlossenes System mit staubdichter Gurt zufuhr und
staubdichter Gutabfuhr verwendet werden und die entstehenden, mit Kondensat beladenen
Schwaden am Mühlenzulauf abgesaugt werden.
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Die beim Zerkleinern entstehende Wärme verdampft einen Teil der Feuchte.
Durch die Absaugung am Mühlen einlauf entsteht ein geringer Unterdruck, der eine
sehr geringe Luftbewegung in Richtung auf den Einlauf hin verursacht. Diese Luft
wird von der verdampften Feuchte voll aufgesättigt, Der darüber hinaus beim Mahlvorgang
erzeugte Wasserdampf kondensiert unmittelbar darauf.
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Dabei wjrd die Verdampfungswärme wieder frei. Die Folge ist eine intensive
Ncbelbildung in dem Luftstrom.
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Der Nebel schlägt sich zum Teil auch am Mahlgut nieder, er wird dort
sogleich wieder verdampft. Hinzu kommt, daß der Nebelstrom auf den jeweils noch
nicht soweit zerkleinerten Teil des Mühleninhalts hin gerichtet ist.
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Dieser hat selbst schon einen Teil seiner Feuchte verloren und ist
zudem wegen seiner gröberen Körnung dieser gegenüber weniger empfindlich. Das durch
die erfindungsgemäße Trocknung freiwerdende Wasser wandert demnach überwiegend in
Nebelform, je nach Temperatur-Niveau und Luftstrom aber auch als Dampf, dem Förderstrom
entgegen und wird, ohne die Fördervorgänge vor oder hinter der Mühle nachteilig
zu beeinflussen, austragen. Der Feuchtigkeitsverlust des Fördergutes kann dabei
mehrere Prozente betragen und durch Veränderung des Luftstromes in bestimmten Grenzen
gesteuert werden.
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Die geringe, stark mit Nebel, aber auch in gewissem Maße mit Feinstkorn
des Mahlgutes beladene Luftmenge läßt sich iu einem einfachen Naßabscheider reinigen.
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Der Verlust an Mahlgut ist, selbst wenn eine Rückgewinnung
aus
dem anfallenden Schlamm unterbleibt, geringer als der Verlust durch die Durcnlässigkeit
der beim trockenen Verfahren umfangreichen Entstaubungsanlagen.
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Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Aufmahlung ist, daß die
sonst beim trockenen Aufmahlen erforderlichen Aufwendungen für eine Entstaubung
der Vorratsbunker entfallen. Ferner erlaubt die erfindungsgemäße Aufmahlung sogar
offene Forderer für den Weitertransport des Feingutes hinter dem staubdichten Vorratsbunker.
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Ein Umbau vorhandener, trocken aufmahlender Mahlanlagen für eine erfindungsgemäße
Aufmahlung erfordert nur geringe Aufwendungen, ggfls. müssen die Querschnitt an
den Durchlauföffnungen für die Mühlen vergrößert werden.
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Beim Neubau einer Mahlanlage entfallen die Investitionsaufwendungen
für die Trocknung des Grobgutes, die Entstaubung der bei der Trocknung anfallenden
Abluft, die Entstaubungsanlagen der Bunker und Förderanlagen für Grob- und Feingut,
die Lüfter und Beheizungsanlagen für die Heißluft zur Resttrocknung und Förderung
in der Mühle und für die Entstaubungsanlagen für die Abluft der Mühle. An Steile
dieser Elemente treten eine der staubdichten Kapselung bei trockener Aufmahlung
ähnliche staubdichte Kapselung der Mahlanlage, eine Entlüftungseinrichtung geringer
Leistung und ein Naßabscheider, der ggfls. mit einer Schlammrückgewinnung versehen
ist.
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Die 1betriebskosten der erfindungsgemäßen Aufnici iI liegen beträchtlich
unter denen des trockenen Verfahrens. Das ist insbesondere auf den Wegfall de@ Energieaufwendungen
zur Verdampfung der gesamten Feuchte, den Wegfall der sonst erforderlichen Luftströme
und deren Aufheizung einschließlich der dabei
zwangsläufig auftretenden
Verluste zurückzuführen.
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Die Betriebskosten werden noch weiter vermindert durch geringeren
Instandhaltungsaufwand, der vor allem bei der Aufmahlung schleißscharfer Stoffe
relevant ist.
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In der Zeichnung ist eine erfindungsgemäße Aufmahlanlage dargestellt.
Mit 6 ist eine Kugelmühle bezeichnet, die auf einem schweren Fundament montiert
ist. Die Kugelmühle 6 wird mit einem Förderband 1 beschickt, das Kleinkoks mit einer
Körnung zwischen 0 und 25 mm in ein staubdichtes Schwingförderrohr 2 aufgibt. Das
Schwingförderrohr bat eine geringe Neigung und wird in Längsrichtung oszillierend
bewegt. An der Übergabestelle vom Förderband 1 zum Schwingrohrförderer 2 befindet
sich eine Haube, die das Abgabeende des Förderbandes 1 umschließt und in einer Aufgabeöffnung
des Schwingrohrförderers 2 mündet. Die Haube stellt sicher, daß die gesamte von
dem Förderband 1 angeförderte Kohle in die Aufgabeöffnung des Schwingförderrohres
2 eintritt.
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Das Schwingförderrohr 2 ragt in die Aufgabeöffnung der als liegend
angeordneten Trommel ausgebildeten Kugelmühle 6. Dadurch ist gewährleistet, daß
der aufgegebene Feinkeks von dem Sch@@ngförderrohr 2 unmittelbar in das Innere der
Kugelmühle 6 befördert wird.
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Der Feinkeks hat dabei eine Feuchte von 8 % bis 14 %.
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Durch den Mahlvorgang in der Kugelmühle entsteht eine Erwärmung, derzufolge
eine Verdampfung und Schwadenbildung innerhalb der Mühle eintritt. Die entstandenen
Schwaden werden an der Eintrittsöffnung der Kugelmühle 6 ages@ugt (aus konstruktiven
Gründen ist die Aufgabeöffnung der Mühle immer sehr viel größer als der # des Förderrohres).
Dazu dient die Schwadenabsaugbac@@ @, die staubdicht mit dem Schwingförderrohr 2
abschli@@. Die staubdichte Verbindung wird beispielsweise durch einen Kalten@@@g
gebildet, der dem Schwingförderrohr
3 ausreichenden Bewegungsraum
für seine oszillierende Förderbewegung gibt.
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Die Schwadenabsaughaube 3 liegt frei mit einem Luftspalt vor der Aufgabeöffnung
der Kugelmühle 6.
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Von der Schwadenabsaughaube 3 führt eine Absaugleitung zu einem Schwadenabsauggebläse
4 mit steuerbarer Saugleistung, an dessen Stelle auch eine zentrale Naßentstaubung
treten kann. An der Unterseite dewl Schwadenabsaughaube 3 befindet sich eine ständig
geöffnete Abflußleitung 5 für Kondensat.
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Der Feinkornaustrag 7, der Kugelmühle 6, ist über eine staubdicht
verschlossene Rutsche oder Füllrohr oder entsprechend abgeschlossenen Förderer mit
einem Bunker 9 für das gemahlene Feinkorn verbunden. Der Bunker 9 ist mit einer
staubdichten Abdeckung 8 x7ersehen. Auch hier besteht ein Luftspalt zwischen dem
Feinkornaustrag der Mühle und der staubdichten tiapselung. Beim Mühlenbetrieb gelangt
gemahlener Koks mit einer Körnung zwischen 0 und 0,7 mm und zwischen 3 und 6 % Feuchte
aus der Kugelmühle 6 über den Feinkornaustrag 7 in den Bunker 9. Dabei erlaubt ein
am Feinkornaustrag mit einem Pfeil gekennzeichneter Frischlufteintrittsstutzen während
des Mahlvorganges und Bunkerfüllbetriebes einen Druckausgleich im Bunker und in
der Mühle 6.
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Anstelle des einen Bunkers 9 können auch mehrere Bunker angeordnet
sein, die über eine dem Feinkornaustrag 7 nachgeordnete Klassiereinrichtung beschickt
werden. In diesem Fall ist die Klassiereinrichtung wie das Füllrohr, die Rutsche
oder andere Förderer staubdicht abgekapselt. Außerdem ist es zweckmäßig, die Klassiereinrichtung
beheizt auszulegen.
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Der Bunker 9 ist mit zwei staubdichten Feinkornabzügen in Form von
Dosierbändern 10 versehen. Die Dosierbänder 10 führen zu einem Mischer, der Einsatzkohlenmischungen
für eine Kokerei herstellt.