DE3111854C2

DE3111854C2 - Granulierapparat

Info

Publication number: DE3111854C2
Application number: DE3111854A
Authority: DE
Inventors: Kazuo Osaka Harada; Etsuo Ogino; Nobuo Yoshii
Original assignee: Hitachi Zosen Corp
Current assignee: Hitachi Zosen Corp
Priority date: 1980-03-28
Filing date: 1981-03-26
Publication date: 1986-02-20
Also published as: GB2073649B; CA1162045A; DE3111854A1; US4401278A; GB2073649A

Abstract

Zur Trennung von Feststoffteilchen aus einer Flüssigkeit werden insbesondere bei Kohleschlämmen Entwässerungsfilter verwendet, die zum Verstopfen neigen, wenn die Dispersion bzw. der Schlamm sehr feine Teilchen enthält. Um dies zu vermeiden, wird ein Verfahren zur Granulatbildung von Feststoffteilchen, insbesondere von Kohleteilchen in Wasser vorgeschlagen, bei dem in die Dispersion aus Feststoffteilchen und Flüssigkeit ein Bindemittel verrührt wird und die Feststoffteilchen durch Rührung mittels zumindest eines an einer Drehachse (3) angebrachten, aus einem Metallgeflecht od.dgl. bestehenden Rührelement (4, 6) zu einem Granulat geformt werden. Ein Granulierapparat zur Durchführung dieses Verfahrens ist durch eine in einem Behälter (1) oder einem Rohrabschnitt (11a) angeordnete Drehachse (3) gekennzeichnet, an der zumindest ein Rührelement (4, 6) aus einem Drahtgeflecht od.dgl. angebracht ist. Mit diesem Granulierapparat werden die feinen Teilchen zu einem Granulat mit größeren Körnern geformt, so daß Verstopfungen an Filtern nicht mehr auftreten können. Ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung ist anliegend beigefügt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Granulierapparat zur Granulatbildung von in einer mit einem Bindemittel versetzten Flüssigkeit dispergierten Feststoffteilchen, insbesondere von in mit einem Bindemittel versetzten Wasser dispergierten Kohleteilchen, wobei in einem Behälter oder einem Rohrabschnitt eine Drehachse mit zumindest einem Rohrelement angeordnet ist

Solche Granulierapparate sind beispielsweise in der US-PS 40 89 776 und der GB-PS 2 93 454 beschrieben.

Diese Granulierapparate enthalten eine mit einem Bindemittel versetzte Flüssigkeit, in die Kohleteilchen zu deren Agglomeration dispergiert werden. Zur Unterstützung der Granulatbildung sind in den Behältern der Granulierapparate Rührelemente angeordnet, die propellerförmige Rührblätter aufweisen. Nachteilig bei diesem Rührflügel ist, daß sie eine starke Strömung in axialer Richtung erzeugen, so daß die Feststoffteilchen sich nur eine relativ kurze Zeit im Einflußbereich der Rührflügel befinden. Die Agglomerierungswirkung ist deshalb

b5 nicht besonders gut, es sei denn, es werden eine Vielzahl von solchen Rührflügeln hintereinander angeordnet. Außerdem haben die Rührflügel eine relativ komplizierte Formgebung, was entsprechende Kosten verursacht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Rührelemente von Granulierapparaten der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß die Feststoffteilchen relativ lang im Einflußbereich der Rührelemente und damit die

|i Granulatbildung beschleunigt und daß zudem der Energieaufwand für die Drehung der Rührelemente verrin-

I gertwird.

% Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß des Rührelement bzw. die Rührelemente aus einem

I Drahtgeflecht bestehen. Durch ein solches Drahtgeflecht entsteht keine starke axiale Strömung, wodurch den

$ Kohlteilchen eine Rollbewegung im Einflußbereich der Rührelemente aufgeprägt wird, die eine Granulatbildung

Ϊ wirksam unterstützt Dabei verbleiben die Kohleteilchen relativ lang im Einflußbereich des Drahtgeflechtes, das

jj in diesem Bereich wegen der großen Oberfläcne für eine intensive Durchwirbelung sorgt Insgesamt wird

S hierdurch die Granulatbildung erheblich beschleunigt, wobei ein zusätzlicher Vorteil darin besteht daß keine

•i großen Lufteinschlüsse entstehen. Zudem ist der Energieaufwand für die Drehung der Rührelemente vergleichs-

I weise gering. Schließlich sind die Rührelemente auch kostengünstig herzustellen.

ί Weiter Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

I In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen näher veranschaulicht Es zeigt

I F i g. 1 ein Blockdiagramm zur Darstellung eines Verfahrens .für die Granulierung von Kohleschlamm;

S F i g. 2 eine perspektivische Ansicht von Rührelementen auf einer Drehachse für einen Granulierapparat;

"t F i g. 3 einen Granulierapparat im Vertikalschnitt versehen mit dem in F i g. 2 gezeigten Teil;

f F i g. 4 eine Seitenansicht — teilweise im Schnitt — eines Granulierapparates in einem Rohrabschnitt;

\ F i g. 5 einen vergrößerten Querschnitt durch den Granulierapparat in der Ebene V-V gemäß F i g. 4;

'? F i g. 6 eine Seitenansicht — teilweise geschnitten — eines anderen Granulierapparates;

, F i g. 7 eine Draufsicht auf den Granulierapparat gemäß F i g. 6;

' · F i g. g eine perspektivische Ansicht einer Drehachse mit mehreren Rührscheiben und zwei Rührplatten;

F i g. 9 einen Vertikalschnitt durch einen Granulierapparat mit dem in F i g. 8 gezeigten Teil; F i g. 10 eine perspektivische Ansicht einer Drehachse mit Rührscheiben und Rührblättern; F i g. 11 ein Vertikalschnitt durch einen Granulierapparat mit dem in F i g. 10 gezeigten Teil; F i g. 12 eine perspektivische Ansicht — teilweise geschnitten — eines weiteren Granulierapparates; Fig. ISeinvergrößerterQuerschnittdesGranulierapparatesinderEbeneXHI-XIIIgemäßFig. 12; F i g. 14 ein perspektivischer Teilschnitt in vergrößertem Maßstab des Granulierapparates gemäß F i g. 12; F i g. 15 eine perspektivische Ansicht — teilweise geschnitten — eines weiteren Granulierapparates; F i g. 16 ein Blockdiagramm zur Darstellung eines anderen Granulierverfahrens für Kohleschlamm; F i g. 17 eine perspektivische Ansicht einer Drehachse mit Rührscheiben; F i g. 18 einen Vertikalschnitt durch einen Granulierapparat mit dem in F i g. 17 gezeigten Teil; F i g. 19 eine perspektivische und vergrößerte Teilansicht einer anderen Rührscheibe;

; Fi g. 20 und 21 Diagramme zur Darstellung der Teilchengrößenverteilung von Kohleteilchen und -körnern in

; einem Schlamm vor Granulierung und für ölenthaltende KohJekörner im Schlamm nach Granulierung.

Gemäß dem in F i g. 1 gezeigten Blockdiagramm wird einem Kohleschlamm mit Kohlteilchen bis zu 5 mm Größe ein Binder zugesetzt Die daraus erhaltene Mischung wird dann in einem Homogenisierungsmischer bei hohen Drehzahlen zwischen 2000 bis 9000 U/min gerührt um den Binder zu verteilen und an die Oberflächen der Kohleteilchen zur Erzielung einer ersten Granulation anzulagern. Beispiele für brauchbare Binder sind öle, 1 insbesondere Heizöl, Kerosin, Dieselkraftstoff, Rückstandsöl oder Pflanzenöle. Der Kohleschlamm hat beispielsweise einen Kohlegehalt von 5 bis 30 Gew.-%. Der ölbinder wird dem Schlamm in einer Menge von 5 bis 25 Gew.-%, bezogen auf den Kohlegehalt im Schlamm, zugesetzt Da Kohle und öl grundsätzlich Affinität zueinander haben, haftet der Ölbinder an den Oberflächen der Kohleteilchen, die im Wasser unter Bildung eines \ Schlamms dispergiert sind.

Nach der ersten Granulation wird der Kohleschlamm in einem Granulierapparat zur Erzielung einer zweiten Granulation vorsichtig gerührt, um einen Kohleschlamm zu erhalten, der öl enthaltende Körner und Pellets ]'■; enthält die für die Gewinnung der Kohle in den nachfolgenden Verfahrensstufen, nämlich der Entwässerung und

Trocknung, geeignet sind.

Fig.3 zeigt einen derartigen Granulierapparat. Er hat einen Rührbehälter 1, der einen Kohleschlamm,

versetzt mit einem Binder, enthält wie er in der zuvor beschriebenen ersten Granulationsstufe erhalten wird. Im

^; Inneren des Rührbehälters 1 ist — wie in der perspektivischen Ansicht gemäß F i g. 2 näher dargestellt — eine

Drehachse 3 angeordnet die mit drei kreisförmigen Rührscheiben 4 versehen ist, die aus einem Drahtgeflecht I aus rostfreiem Stahl bestehen. Die Rührscheiben 4 sind in einer Ebene rechtwinkelig zur Drehachse 3 angeord-

'■( net Die Rührscheiben 4 sind über Befestigungselemente 9 in bestimmten Abständen zueinander an der Dreh-

L achse 3 angebracht

ι; Die die Rührscheiben 4 bildenden Drahtgeflechte sind aus Drähten mit 0,5 mm Durchmesser gebildet und

f haben offene Maschen von 5x5 nun. Die Rührscheiben 4 selbst haben einen Durchmesser von V₅ des Innen-

... durchmessers des zylindrischen Rührbehälters 1. Der Abstand zwischen den Rührscheiben 4 beträgt etwa Vs

■1 ihres Durchmessers. Die Drehachse 3 wird von einem Motor 10 mit relativ geringer Drehzahl, beispielsweise 150

i> bis 300 U/min angetrieben. Der Rührbehälter 1 ist mittels eines Deckels 2 oben geschlossen.

I Sobald der in der ersten Granulationsstufe erhaltene Kohleschlamm in dem Granulierapparat durch Dreher.

''- der Drehachse 3 behandelt wird, bewegen sich die Kohleteilchen in einer Rollbewegung entlang der innenwan-

dung des Rührbehälters 1 und der Ruhrscheiben 4 mit einer vsrringerten Bewegung des Wassers und ohne große Lufteinschlüsse. Auf diese Weise werden die Kohleteilchen wirksam behandelt. Durch Verbindung von Kohleteilchen, an deren Oberflächen der Binder angelagert ist, wird deren Granulation wirksam unterstützt. Des weiteren dringen Kohleteilchen durch die Maschen des Drahtgeflechtes der Rührscheiben 4 hindurch, wodurch die Kohle mit noch verbesserter Wirkung granuliert wird.

Die F i g. 4 bis 7 zeigen zwei andere Ausführungsformen von Granulierapparaten. Bei diesen Ausführungsformen sind in einem Rohrabschnitt 11a eines Kohleschlammtransportrohres auf einer Drehachse 3 angeordnete Rührscheiben 4 aus Drahtgeflecht eingesetzt.

Die Ausführungsform gemäß den F i g. 4 und 5 haben eine Drehachse 3, die in einem kurzen, geraden Rohrabschnitt 11a eines Rohres 11 koaxial angeordnet ist. Sie ist an beiden Enden drehbar und flüssigkeitsdicht in den an dem geraden Rohrabschnitt Ha anschließenden Eckebereichen gelagert. Das aus dem Rohr U herausragende Ende der Drehachse 3 ist mit einem hier nicht dargestellten Motor verbunden. Die Drehachse 3 trägt drei Rührscheiben 4 aus Metallgeflecht, wobei zwischen dem Außenrand der Rührscheiben 4 und der Innenwandung des Rohres 11 ein Abstand 8 gebildet wird. Der einen Binder enthaltende Kohleschlamm fließt entsprechend den gezeigten Pfeilen in den Rohrabschnitt 11a und wird dort durch die Rührscheiben 4 verrührt Die Bewegung der Kohlekörner und -teilchen innerhalb des Rohres 11 bzw. deren Rollbewegung an der Innenwandung des Rohres 11 bewirken fortschreitende Granulation. Die Kohlekörner, die in dem geraden Rohrabschnitt 11a geformt werden, fließen dann stromabwärts durch die Abstände 8. Früher geformte Kohlekörner fallen schnell zwischen die Rührscheiben 4 und erlauben so die Bildung weiterer Körner aus feinen Teilchen.

Gemäß der in den F i g. 6 und 7 gezeigten Ausführungsform weist ein Kohleschlammtransportrohr in drei Stufen gebogene Rohrteile 12 auf. Die Rohrteile 12 enden jeweils in Endabschnitte 13 zur Zurückhaltung der

ι5 Flüssigkeit, in denen jeweils eine Drehachse 3 mit drei Rührscheiben 4 aus Metallgeflecht angeordnet sind. Die

Drehachsen 3 ragen aus den geschlossenen Enden der Endabschnitte 13 heraus und sind dort drehbar und

flüssigkeitsdicht gelagert. Sie sind mit hier nicht dargestellten Motoren verbunden.

Der Kohleschlamm fließt bei dieser Ausführungsform durch die Endabschnitte 13 der Rohrteile 12 hindurch, wie dies durch die Pfeile angezeigt ist. Dabei wird der Kohleschlamm mit dem ölbinder bei verbesserter Wirksamkeit vermischt, wodurch die Kohleteilchen mit einer breiten Größenverteilung granuliert werden.

Auch wenn bei den vorbeschriebenen drei Ausführungsformen jeweils drei Rührscheiben 4 auf einer Drehachse 3 angeordnet sind, so besteht dort die Möglichkeit, daß nur eine Rührscheibe 4 für jede Drehachse 3 vorgesehen wird. Die Rührscheiben 4 sind hier im rechten Winkel zu den Drehachsen 3 befestigt, können jedoch auch schräg angebracht sein. Größe, Formgebung und Maschenweite der Rührscheiben 4 können entsprechend der Größe der Kohleteilchen und -körner verschieden gewählt werden.

Die F i g. 8 und 9 stellen eine weitere Ausführungsform eines Granulierapparates dar. Der Granulierapparat hat wieder einen Rührbehälter 1, in dem Kohleschlamm mit einem Binder enthalten ist, der in der ersten Granulationsstufe gebildet wurde. In dem Rührbehälter 1 ist eine Drehachse 3 mit vier Rührscheiben 4 aus rostfreiem Drahtgeflecht angeordnet. Oberhalb und unterhalb der Rührscheiben 4 befinden sich Rührplatten 5 aus Kunsistoffharz. Rührscheiben 4 und Rührplatten 5 sind in einem bestimmten Abstand zueinander über Befestigungselemente 9 an der Drehachse 3 im rechten Winkel zu ihr befestigt Die Rührscheiben 4 und Rührplatten 5 haben einen Durchmesser von Vj des Innendurchmessers des Rührbehälters 1. Der Abstand zwischen den Rührscheiben 4 und den Rührplatten 5 beträgt etwa V5 von deren Durchmesser.

Wenn ein Kohleschlamm nach der ersten Granulationsstufe langsam in dem gezeigten Granulierapparat

gerührt wird, so rollen die Kohleteilchen sehr langsam entlang den Rührplatten 5 und den Rührscheiben 4 und des weiteren entlang der Innenwandung des Rührbehälters 1, wobei die Bewegung des Wassers reduziert ist und der Schlamm keine großen Lufteinflüsse enthält Auf diese Weise werden die Kohleteilchen wirksam zur

Unterstützung der Granulationsbildung behandelt

Zumindest eine Rührscheibe 4 und zumindest eine Rührplatte 5 können an der Drehachse 3 befestigt werden. Der Ort der Anbringung der Rührplatten 5 oberhalb und unterhalb der Gruppe der Rührscheiben 4 ist nicht begrenzt Es kann auch eine weitere Rührplatte 5 zwischen Rührscheiben 4 vorgesehen werden. Auch können die Rührplatten 5, die im gezeigten Ausführungsbeispiel denselben Durchmesser haben wie die Rührscheiben 4, einen geringfügig kleineren Durchmesser als die Rührscheiben 4 haben. Formgebung und Größe der Rührscheiben 4 und Rührplatten 5 und die Maschenweite bei den Rührscheiben 4 sind entsprechend der Größe der Kohleteilchen variabel. Die Drehachse 3 kann auch entgegen dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel horizontal angeordnet werden.

Der in den Fi g. 10 und 11 dargestellte Granulierapparat hat einen Rührbehälter 1, der einen Kohleschlamm mit einem Binder enthält der von einer ersten Granulationsstufe stammt In dem Rührbehälter 1 ist eine Drehachse 3 mit drei kreisförmigen Rührscheiben 4 aus Drahtgeflecht angeordnet Die Rührscheiben 4 bilden mit der Drehachse 3 einen rechten Winkel und haben einen bestimmten Abstand zueinander.

Zwischen jeweils zwei benachbarten Rührscheiben 4 sind jeweils drei radial sich erstreckende Rührblätter 6 im Winkel von 120° zueinander an der Drehachse 3 befestigt

Zwischen der Drehachse 3 und den Innenkanten der Rührblätter 6 ist ein kleiner Abstand vorgesehen. Die Außenkanten der Rührblätter 6 sind mit den Außenrändem der Rührscheiben 4 bündig. Sowohl die Rührscheiben 4 als auch die Rührblätter 6 bestehen aus einem rostfreien Stahlgeflecht aus Drähten mit 320 μπι Durchmes ser und einer Maschenöffnungsweite von 590 μπι. Jede gewünschte Anzahl von Rührscheiben 4 und Rührblättern 6 und entsprechende Abstände zwischen diesen Teilen können vorgesehen werden. Es ist auch möglich, die Rührscheiben 4 und die Rührblätter 6 aus verschiedenen Materialien herzustellen.

Wenn ein Kohleschlamm aus der ersten Granulationsstufe langsam in dem gezeigten Granulationsapparat to behandelt wird, so rollen die Kohleteilchen entlang den Rührscheiben 4 und den Rührblättern 6 und passieren dabei deren Maschen, wobei die Teilchen sehr wirkungsvoll behandelt werden. Die Kohleteilchen verbinden sich aufgrund des auf ihnen haftenden ölbinders, wodurch die Granulation gefördert wird.

Der in den F i g. !2 bis 14 dargestellte Granulierapparat hat einen horizontalen Rührbehälter 14 mit geschlossenen Enden, in dem eine Drehachse 3 koaxial angeordnet ist, die kreisförmige Rührscheiben 4 aus Drahtgeflecht in einem relativ großen Abstand zueinander trägt Auf jeder Seite der Rührscheiben 4 sind radial verlaufende Rührblätter 6 vorgesehen. Zwischen den Außenrändern der Rührscheiben 4 und der Innenwandung des Rührbehälters 14 ist ein Abstand 8 vorgesehen.

Der Rührbehälter 14 hat an einem Ende einen Einlaß 15 für das Einbringen des einen Binder enthaltenden

Kohleschlammes sowie einen Auslaß 16 am anderen Ende für das Herausführen des Schlammes nach der Granulation. Ein wesentlich verbesserter Granulierungseffekt kann durch eine Vielzahl derartiger Granulierapparate erzielt werden, wobei der Auslaß des einen Granulierapparates mit dem Einlaß des folgenden Apparates verbunden wird.

Die Ausführungsform nach F i g. 15 ähnelt der gemäß F i g. 4. Auch hier ist eine Drehachse horizontal in einem geraden Rohrabschnitt 11a eines Kohleschlammtransportrohres 11 angeordnet und trägt kreisförmige Rührscheiben 4 in derselben Weise wie bei der Ausführungsform gemäß F i g. 12.

In Fig. 16 ist in einem Blockdiagramm ein weiteres Verfahren zur Herstellung von Körnern aus einem Kohleschlamm dargestellt, wobei dieses Verfahren die erste Granulationsstufe gemäß F i g. 1 nicht einschließt, bei der ein Homogenisierungsmischer eingesetzt wird. Nach dem hier gezeigten Verfahren wird ein Kohleschlamm mit einem Kohlegehalt von 30 bis 50 Gew.-°/o und mit Kohleteilchen und -körnern bis zu 5 mm Größe zusammen mit einem ölbinder verwendet, der beispielsweise Heizöl, Kerosin, Dieselkraftstoff, Rückstandsöl, Pflanzenöl oder ähnliches sein kann. Der Binder ist dem Schlamm beispielsweise in einer Menge von 5 bis 25 Gew.-%, bezogen auf den Kohlegehalt in dem Schlamm, zugegeben worden. Die Mischung des Kohleschlammes mit dem Binder wird dann in einem Granulierapparat behandelt.

Der in den Fig. 17 und 18 dargestellte Granulierapparat kann ähnlich vorteilhaft wie die vorhergehend beschriebenen Granulierapparate eingesetzt werden. Er hat diesselbe Ausbildung wie der in F i g. 2 und 3 dargestellte Granulierapparat, wobei hier jedoch zusätzlich eine große Anzahl von Rührstiften 7 an den Außenrändern der drei Rührscheiben 4 aus Metallgeflecht angeordnet sind. Die Rührstifte 7 sind aus rostfreiem Stahl und im rechten Winkel zur Ebene der Rührscheiben 4 gebogen. Sie haben kreisförmigen Querschnitt und dabei einen Durchmesser von etwa der Hälfte der Maschenweite der Rührscheiben 4 und eine Länge von etwa vierbis achtmal der Maschenweite, wobei ihre Abstände zueinander etwa gleich ihrer Länge sind.

Die Rührscheiben 4 sind an der Drehachse 3 im rechten Winkel über Befestigungselemente 9 angebracht, und zwar in einem bestimmten Abstand zueinander. Die Drehachse 3 wird von einem Motor 10 mit relativ geringer Drehzahl angetrieben, so daß die Umfangsgeschwindigkeit am Außenrand der Rührscheiben 4 etwa 6 bis 10 m/s beträgt.

Wenn eine Mischung von Kohleschlamm und Binder durch den Granulierapparat behandelt wird, so rollen die Kohleteilchen entlang der Innenwandung des Rührbehälters 1 und der Rührscheiben 4 und werden dabei ferner aufgrund des Vorbeiströmens an den Rührstiften 7 behandelt, so daß sich die Kohleteilchen zu Körnern verbinden. Dabei ist diese Art der Granulierung besonders wirksam.

Während die Rührstifte 7 bei der Ausführungsform nach den Fig. 17 und 18 lediglich an den Außenrändern der Rührscheiben 4 angeordnet sind, sind sie bei der Ausführungsform nach Fi g. 19 auch im Innenbereich der Rührscheiben 4 angeordnet Die Rührstifte 7 haben dabei kreisförmigen Querschnitt, können jedoch auch elliptischen, quadratischen oder einen anders gestalteten Querschnitt haben. Auch die Verwendung eines anderen Materials ist insoweit möglich, als dieses Material hinreichende Festigkeit und Beständigkeit gegen Korrosion und Verschleiß hat. Weiterhin können die Rührstifte nicht nur im rechten Winkel zu den Rührscheiben 4, sondern auch schräg, beispielsweise in einem Winkel von bis zu ungefähr 45° ausgerichtet werden.

Auch die Rührscheiben 4 müssen nicht im rechten Winkel zu der Drehachse 3 angeordnet sein, sondern können auch schräg zu ihr verlaufen. Die Drehachse 3, die hier vertikal ausgerichtet ist, kann ebenso horizontal gelagert sein. Die Formgebung, Größe und Maschenweite des Drahtgeflechtes der Rührscheiben 4 kann entsprechend der Größe der Kohleteilchen variiert werden.

An Hand von Versuchsbeispielen kann die Erfindung noch weiter erläutert werden.

Versuchsbeispiel 1

Körner und Pellets wurden aus einem Kohleschlamm mittels eines Verfahrens, das in F i g. 1 dargestellt ist, geformt.

1. Präparierung des Kohleschlammes

Es wurde Kohle in Teilchengrößen bis zu 3 mm pulverisiert und anschließend in Leitungswasser mittels eines Mixers dispergiert, um einen SCohleschlamm mit einem Kohleanteil von 7,5 Gew.-% zu erhalten. Die Teilchengrößenverteilung des Kohlematerials wurden dann ermittelt Sie ist in F i g. 20 durch die Kurve X dargestellt Es ist zu erkennen, daß das Kohlematerial grobe Kohleteilchen bis zu 3 mm sowie feine Kohleteilchen zusammen vermischt enthält, wobei die Teilchen eine breite Größenverteilung haben. Das Material ist deshalb für den Transport in einer Pipeline in Form eines Kohleschlammes geeignet

2. Erste Granulation

Als Binder wurde Hem Kohleschlamm Heizungsöl zugemischt und die Mischung dann in einem Homogenisierungsmischer bei 2000 U/min für zehn Minuten gerührt um das Heizungsöl für die erste Granulation in dem Schlamm zu verteilen. Das Heizungsöl wurde in einer Menge von 15,7 Gew.-%, bezogen auf den Kohleanteil, zugegeben.

3. Zweite Granulation

Der Kohleschlamm aus der ersten Granulationsstufe wurde dann in einem Granulationsapparat, wie er in den F i g. 2 und 3 dargestellt ist, bei 250 U/min für zwei Stunden gerührt

4. Körner und Pellets im Schlamm

Das aufgrund der zweiten Granulationsstufe erhaltene Produkt wurde im Wasser mit einem Sieb klassiert, das 500 μΐη große Öffnungen hatte, und anschließend in einem Behälter bei konstanter Temperatur von 50° C s getrocknet. Der Wirkungsgrad, mit der die ölenthaltenden Körner und Pellets wiedergewonnen wurden, wurde durch folgende Gleichung dargestellt:

10

55 60 65

Wiedergewinnungswirkungsgrad (Gew.-%) >

Menge der Körner und Pellets Menge der Kohle und des Olbinders

Die ölenthaltenden Körner und Pellets wurden mit einem Wirkungsgrad von 95,4 Gew.-% wiedergewonnen. Die Größenverteilung der Körner und Pellets ist in F i g. 20 durch die Kurve A dargestellt aus der sich ersehen läßt, daß der Granulierapparat nach der Erfindung große Körner und Pellets mit einer engen Größenverteilung produziert. Mit dem erfindungsgemäßen Granulierapparat werden somit ausgezeichnete Granuliereffekte bei Kohleschlämmen erzielt.

Versuchsbeispiel 2

Die Kohlepräparation (1.) und die erste Granulationsstufe (2.) wurden in der gleichen Art wie bei dem Versuchsbeispiel 1 durchgeführt, ausgenommen, daß das Heizöl in einer Menge von 15,64 Gew.-%, bezogen auf die Kohlemenge, verwendet wurde.

3. Zweite Granulation

Der Kohleschlamm aus der ersten Granulationsstufe wurde in einem Granulierapparat wie er in den F i g. 8 und 9 dargestellt ist bei 175 U/min für zwei Stunden behandelt

4. Körner und Pellets im Schlamm

Das aufgrund der zweiten Granulationsstufe erhaltene Produkt wurde im Wasser mit einem Sieb klassiert das 149 μΐη große Öffnungen hat und anschließend in einem Behälter bei konstanter Temperatur von 50⁰C getrocknet öienthaltende Körner und Pellets wurden mit einem Wirkungsgrad von 95,1 Gew.-% wiedergewonnen, wobei die Berechnung aufgrund der zum Versuchsbeispiel 1 definierten Formel durchgeführt wurde. Die Größenverteilung des Produktes ergibt sich aus der Kurve B in F i g. 20, wobei sich auch hier zeigt daß der

Granulierapparat große Körner und Pellets mit enger Größenverteilung produziert Versuchsbeispiel 3

Die Vorbereitung des Kohleschlammes (1.) und die erste Granulationsstufe (2.) wurde in der gleichen Weise wie beim Versuchsbeispiel 1 durchgeführt, nur daß 15 Gew.-% Heizungsöl, bezogen auf die Kohlemenge, verwendet wurde.

3. Zweite Granulation

Der aus der ersten Granulationsstufe erhaltene Kohleschlamm wurde in einem Granulationsapparat wie er in den F i g. 10 und 11 dargestellt ist bei 300 U/min für zwei Stunden behandelt

4. Körner und Pellets im Schlamm

So Das aufgrund der zweiten Granuiationsstufe erhaltene Produkt wurde im Wasser mit einem Sieb klassiert, das 149 μΐη große öffnungen hat und anschließend in einem Behälter bei konstanter Temperatur von 50⁰C getrocknet öienthaltende Körner und Pellets wurden mit einem Wirkungsgrad von 91,2 Gew.-% wiedergewonnen, wobei die Berechnung entsprechend der zum Versuchsbeispiel 1 definierten Formel erfolgte. Die Größenverteilung ergibt sich aus der Kurve C in F i g. 20, wobei auch hier wieder große öienthaltende Körner und Pellets mit einer sehr engen Größenverteilung erhalten werden.

Versuchsbeispiel 4 Körner und Pelletswurden aufgrund des in F i g. ledargestelltenVerfahrensauseinemKohleschlammgeformt.

1. Präparation des Kohleschlammes

Es wurde Kohle in Teilchen bis zu 3 mm Größe pulverisiert und anschließend in Leitungswasser mit einem Mixer dispergiert um einen Kohleschlamm mit einem Kohlegehalt von 13 Gew.-% zu erhalten. Die Teilchengrößenverteilung des Kohlematerials wurde entsprechend der Kurve Ym F i g. 21 bestimmt Es ist zu sehen, daß das Kohlematerial grobe Teilchen bis zu 3 mm Größe und feine Teilchen gleichmäßig miteinander vermischt enthält und eine breite Teilchengrößenverteilung hat Das Material ist deshalb für den Transport in einer Pipeline in Form von Kohleschlamm geeignet

2. Granulation

Es wurde Heizöl als Binder dem Kohleschlamm in einer Menge von 10,2 Gew.-%, bezogen auf die Kohlemenge, zugemischt. Für die Granulation wurde die Mischung aus Kohleschlamm und Binder in einem Granulierapparat, wie er in den F i g. 17 und 18 gezeigt ist, beha ndelt. Dessen Rührscheiben 4 mit den Rührstiften 7 wurden mit einer Drehzahl von 1900 U/min für zehn Minuten angetrieben, d. h. mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 7 m/s am Außenrand.

3. Körner und Pellets im Schlamm

Das aufgrund der vorstehend beschriebenen Granulation erhaltene Produkt wurde im Wasser mit einem Sieb klassiert, das 500 μπι große öffnungen hatte, und anschließend in einem Behälter bei konstanter Temperatur von 50° C getrocknet ölenthaltene Körner und Pellets wurden mit einem Wirkungsgrad von 97,3 Gew.-°/o wiedergewonnen. Die Kurve D in F i g. 21 zeigt die Größenverteilung des Produktes.

Zum Vergleich wurde der vorbeschriebene Versuch in der gleichen Weise wiederholt, nur daß die drei Rührscheiben 4 keine Rührstifte 7 aufwiesen. Das daraus resultierende Produkt ist hinsichtlich seiner Größenverteilung in Kurve fin F i g. 21 dargestellt

Der Vergleich zwischen den Kurven D und Ein F i g. 21 zeigt, daß der Granulierapparat mit Rührscheiben 4, die Rührstifte 7 aufweisen, größere Körner und Pellets mit einer engeren Größenverteilung produziert.

Obwohl die vorbeschriebenen Ausführungsformen nur für Kohleschlamm verwendet wurden, sind sie in gleicher Weise auch für Koksschlämme brauchbar.

Die vorliegende Erfindung kann selbstverständlich auch abweichend gestaltet werden, ohne daß von dem Grundgedanken der Erfindung abgewichen wird.

Entsprechend sind die in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen nur zur näheren Erläuterung bestimmt und sollen in keiner Weise einschränkend wirken. Der Gegenstand der Erfindung wird deshalb in erster Linie durch die Ansprüche und nicht so sehr durch die Beschreibung bestimmt, so daß verschiedene Ausführungsformen und Modifikationen innerhalb des Schutzbereiches der Ansprüche fallen.

Hierzu 10 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Granulierapparat zur Granulatbildung von in einer mit einem Bindemittel versetzten Flüssigkeit dispergierten Fesistoffteilchen, insbesondere von in mit einem Bindemittel versetzten Wasser dispergierten Kohle-

teilchen, wobei in einem Behälter oder einem Rohi abschnitt eine Drehachse mit zumindest einem Rührelement angeordnet ist. dadurch gekennzeichnet, daß das Rührelement (4,6) aus einem Drahtgeflecht besteht

2. Granulierapparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß das Rührelement als eine Rührscheibe (4) ausgebildet ist

ίο

3. Granulierapparat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rührscheibe^) (4) senkrecht zur

Längsachse der Drehachse (3) angeordnet ist bzw. sind.

4. Granulierapparat nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet daß der Durchmesser der Rührscheibe^) (4) etwa ⁴Z₅ so groß wie der der Innenwandung des Behälters (1) bzw. des Rohrabschnittes (1 la^ist.

5. Granulierapparat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet daß der Abstand zwischen zwei benachharten Rührscheiben (4) etwa V₅ von dereir Durchmesser ist

6. Granulierapparat nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet daß senkrecht zur Ebene der Rührscheibe(n) (4) radial verlaufende Rührblätter (6) angeordnet sind.

7. Granulierapparat nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rührblätter(6) aus einem rostfreien Drahtgeflecht bestehen.

8. Granulierapparat nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet daß die Rührblätter (6) jeweils zu beiden Seiten der Rührscheibe(n)(4) angeordnet sind.

9. Granulierapparat nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet daß sich die Rührblätter (6) zwischen zwei benachbarten Rührscheiben (4) erstrecken.

10. Granulierapparat nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Rührscheibe(n) (4) eine Vielzahl von aus ihrer Fläche herausragenden Rührstiften (7) aufweist bzw. aufweisen.

11. Granulierapparat nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Rührstifte (7) am Außenrand der Rührscheibe^) (4) angeordnet sind.

12. Granulierapparat nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Rührstifte (7) über die Fläche der Rührscheibe(n) (4) verteilt sind.

13. Granulierapparat nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser

der Rührstifte (17) etwa halb so groß wie die Maschenweite der Rührscheibe(n) (4) ist

14. Granulierapparat nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Rührstifte (7) zwischen vier und achtmal so groß ist wie die Maschenweite der Rührscheibe^) (4).

15. Granulierapparat nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Rührstifte (7) etwa so groß wie ihre Länge ist.

16. Granulierapparat nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß an einem oder beiden Enden der Drehachse (3) jeweils eine geschlossene Rohrplatte (5) angeordnet ist

17. Granulierapparat nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Rührplatte(n) (5) aus Kunstharz besteht bzw. bestehen.

18. Granulierapparat nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse (3)

mit dem bzw. den Rührelement(en) (4) in einem Endabschnitt (13) eines Rohres (11) angeordnet ist, vor dem eine Rohrabzweigung (12) abgeht

19. Granulierapparat nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß sich an die Rohrabzweigung (12) mindestens ein weiterer Endabschnitt (13) mit vorheriger weiterer Rohrabzweigung (12) anschließt, in den eine Drehachse (3) mit einem oder mehreren Rührelementen (4) angeordnet ist.

20. Granulierapparat nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Endabschnitte (13) schräg nach oben hochgebogen sind.

21. Granulierapparat nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Drahtgeflecht des bzw. der Rührelement(e) (4, 6) aus korrosionsbeständigem Material, insbesondere rostfreiem Stahl

■so besteht.