DE3321334A1

DE3321334A1 - Verfahren zur herstellung einer pumpfaehigen mischung aus kohle und fluessigkeit

Info

Publication number: DE3321334A1
Application number: DE19833321334
Authority: DE
Inventors: Joergen 2500 Kopenhagen-Valby Cleemann
Original assignee: FLSmidth and Co AS
Current assignee: FLSmidth and Co AS
Priority date: 1982-06-14
Filing date: 1983-06-13
Publication date: 1983-12-15
Also published as: GB2121819A; US4598873A; AU549424B2; IT1163512B; SE8303305L; SE455879B; IT8321595A0; SE8303305D0; AU1449483A; CA1215537A; DK213383A; ZA833579B; DK213383D0; GB2121819B

Description

F.L. Smidth & Co.. «Α./S -. ".. . 13. Juni 1983

Verfahren zur Herstellung einer pumpfähigen Mischung

aus Kohle und Flüssigkeit

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer pumpfähigen Mischung aus Kohle und Flüssigkeit, wobei die Flüssigkeit vorzugsweise Wasser ist, aber auch Heiz- bzw. Brennöl oder Methanol sein kann.

Um Transport und Lagerung von Kohle sicher und preiswert zu gestalten, ist es bekannt (beispielsweise durch R.S. Scheffee und.E.T. Mchale "Development and Evaluation of Highly-Loaded Coal Slurries", 2nd International Symposium On Coal-Oil-Mixture Combustion, November 27-29, 1979, Danvers, Massachusetts/USA und durch Schwarz "Herstellung, Transport und Verbrennung von Kohle/Wasser-Suspension" , Brennstoff-Wärme-Kraft, Band 18, Nr. 10, Seiten 474-478, 1966), Mischungen aus Kohle und Flüssigkeit herzustellen, die durch Rohrleitungen gepumpt und in Kesselanlagen verbrannt werden können, und zwar ohne vorausgehendes Entwässern oder Trocknen.

Für eine befriedigende Verbrennung muß die Kohle für die hier in Rede stehenden Mischungen aus Kohle und Flüssigkeit auf eine Partikelgröße nicht größer als etwa 0,2 mm vermählen werden. Bei Mischungen aus Kohle und Wasser ist dies häufig mit dem Effekt verbunden, daß der Wassergehalt groß ist, bei etwa 50 % oder mehr liegt, und somit der Kohlcgehalt entsprechend gering ist, in welchem Fall der W.Mrmeverlust beim Heraustrocknen dcj; Wassers während der Verbrennung folglich entsprechend ansteigt. Hei der Herstellung von Mischungen aus Kohle und Heizöl und Kohle und Methanol

wird der höchst mögliche Kohlegehalt bevorzugt, um eine Öl- oder Methanolfraktion so groß wie möglich durch Kohle zu eraoLzcn.

Durch Vermählen eines Teils der Kohle auf einen erheblich höheren Grad der Feinheit können die Kohlepartikel dichter gepackt werden, weil die kleinen Partikel in die Hohlräume zwischen den großen Partikeln passen, was zu einer erheblichen Reduzierung des Flüssigkeitsgehalts in einer pumpfähigen Mischung aus Kohle und Flüssigkeit führt.

Da nach genereller Annahme der spezifische Energiebedarf für das Naßmahlen etwa 25 % kleiner ist als derjenige für das Trockenmahlen, lag es bisher auf der Hand, bei der Herstellung von Mischungen aus Kohle und Wasser die Kohle naßzumahlen, und zwar ausgehend von Kohle mit 5 bis 10 % Wasser und schließ]ich endend in einer Mischung mit 35 bis 40 % Wasser. Diese Art des Mahlens eines Teils der Kohle auf einen hohen Grad der Feinheit ist jedoch mit einem großen Energieverbrauch verbunden.

Es ist bekannt, beispielsweise vom Mahlen von Zementklinker her, daß der Energieverbrauch reduziert werden kann durch Verwendung einer Rohrmühle mit kleinen Mahlkörpern zum Feinmahlen, daß jedoch dieser Vorteil beim Naßmahlen von Kohle durch den Umstand abgeschwächt wird, daß kleine Mahlkörper eine große spezifische Oberfläche aufweisen, was zu einem stark erhöhten 'Verschleiß und ebenfalls stark erhöhter Korrosion führt, was auch noch durch den Umstand weiter verschlechtert wird, daß Kohle häufig schwefelig und folglich besonders stark korrosiv ist, wenn sie mit Wasser vermischt ist.

Die Erfindung besteht in einem Verfahren zur Herstellung einer pumpfähigen Mischung aus Kohle und Flüssigkeit, welches Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß die Kohle auf eine vim h.'il t η i r.in.ißi (j cjrobe Partikelgrößo in einer ersten Mahlstufe on wird und damich die Fraktion der Kohle aus

dieser ersten Stufe in einer zweiten Mahlstufe auf verhältnismäßig feine Partikelgröße trockengomahlen wird, wonach die feingemahlene Fraktion mit dem Rest der grobgemahlenen Fraktion der ersten Mahlstufe und mit der Flü.soiqkeit vermischt wird.

In bevorzugter Weise wird die zweite Mahlstufe in einer Rohrmühle durchgeführt.

Die der grobgemahlenen Kohlemenge zuzumischende Menge feingemahlener Kohle sollte in bevorzugter Weise sehr stark dem freien Volumen zwischen den Partikeln in der gröberen Fraktion entsprechen und hängt damit von der besonderen Größenverteilung in dieser Fraktion ab.

Die Erfahrung hat gezeigt, daß das dichteste Packen erreicht wird, wenn die feine Fraktion 25 bis 50 % der Mischung ausmacht und wenn die durchschnittliche Partikelgröße der feinen Fraktion im Bereich von etwa 1/3 bis etwa 1/15 der durchschnittlichen Partikelgröße der groben Fraktion liegt.

Erhebliche Vorteile werden mittels dieses Verfahrens dann erreicht, wenn das Feinmahlen in einer Rohrmühle stattfindet. Der Verbrauch an Mahlkörpern in einer solchen Mühle beim Trockenmahlen liegt bei nur etwa 1/10 des Verbrauchs beim Naßmahlen, und durch die geeignete Projektierung und Ausführung dieses Trockenmahlens ist es möglich, den spezifischen Energieverbrauch im Verhältnis zum Naßmahlen um 40 % zu reduzieren. Eine solch vorteilhafte Mahlwirtschaftlichkoit beim Trockenmahlen wird durch Verwendung besonders kleiner Mahlkörper für das sehr energieaufwendige Feinmahlen erreichL.

Es hat sich herausgestellt, daß eine besonders vorteilhafte Partikelgrößenverteilung im Falle eines geringen Flüssigkeitsgehalts erreicht wird, wenn die in der ersten Mahlstufe gemahlene Kohle unterteilt wird, beispielsweise mittels eines Separators, in eine grobe Fraktion und eine feine Fraktion und die feine Fraktion der zweiten Mahlstufe zugeführt wird.

Von den bis heute bekannten Mühlentypen sind die Rohrmühlen, wie oben angegeben, die am besten für das Feinmahlen geeigneten, und die vorstehend angegebene Aufteilung bzw. Separierung macht ein Feinmahlen in einer Rohrmühle mit Mahlkörpern mit einem durchschnittlichen Gewicht von nicht mehr als 5 g möglich, was zu einer besonders guten Mahlwirtschaftlichkeit führt.

Die Verwendung solcher kleinen Mahlkörper zum Feinmahlen ist besonders vorteilhaft im Falle des Trockenmahlens, da die kleinen Mahlkörper beim Mahlen von in einer Flüssigkeit mit hoher Viskosität, beispielsweise Öl, suspendierter Kohle ebenfalls in der Suspension suspendiert werden mit der Folge, daß der Mahlwirkungsgrad schwach wird.

Es hat sich des weiteren herausgestellt, daß das Trockenmahlen von Kohle für die gewünschte Mischung aus Kohle und Flüssigkeit zu einem etwa um 4 % geringeren Flüssigkeitsgehalt in der Mischung führt als im Falle des Naßmahlens, wofür als Ursache der Umstand angesehen wird, daß das Trockenmahlen in einer Rohrmühle mit kleinen Mahlkörpern zu einer vorteilhafteren Partikelgrößenverteilung für das dichte Packen der Kohlepartikel führt.

Das Mahlen in der oberen ersten Mahlstufe kann in einer separaten Rohrmühle oder in einer ersten Mahlkammer einer Mehr— kamrnerrohrmühle stattfinden.

Eine vertikale Rollenmühle ist jedoch besonders vorteilhaft für das Grobmahlen in der ersten Stufe, da eine Rollenmühle im Vergleich zu einer Rohrmühle den Vorteil bietet, daß ihr Energieverbrauch geringer ist, und sie Kohle mit einem größeren Flüssigkeitsgehalt und einer größeren Stückgröße mahlen kann.

Wenn eine Mehrkammerrohrrnühle zum Mahlen verwendet wird, kann das Feinmahlen in der zweiten Kammer der Mühle stattfinden.

Schließlich sollte beachtet werden, daß die meisten Arten von

Materialien, die dem Mahlen ausgesetzt worden, häufig zum Agglomerieren während des Feinmahlens tendieren, was das Mahlen behindert; diese Tendenzen treten jedoch nicht auf beim Feinmahlen von Kohle mittels kleiner Mahlkörper.

Im folgenden werden zwei Beispiele von Anlagen zur Verwendung bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Bezugnahme auf die Zeichnung weiter ins einzelne gehend beschrieben; in der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 schematisch eine erste Ausführungsform einer Anlage und
Fig. 2 eine modifizierte Ausführungsform der Anlage.

In Figur 1 ist eine vertikale Rollenmühle 1 dargestellt, die, wie angegeben, besonders für die Aufgabe des Grobmahlens geeignet ist, nämlich weil die Verwendung einer Rollenmühle eine enge Bandbreite der Partikelgröße gewährleistet. Die zu mahlende Kohle wird in die Mühle über einen Guteinlaß 2 eingeführt. Da Rohkohle häufig einen Wassergehalt von 5 bis 10 % aufweist, muß ein Trocknen der Kohle in Verbindung mit dem Mahlen stattfinden. Förder- und Trocknungsluft werden in die Mühle über eine Luftversorgungsleitung 3 eingeführt, während fertiggemahlene Kohle in bekannter Weise durch die Oberseite der Mühle in der Transportluft suspendiert nach innerer Abscheidung in einem in der Mühle eingebauten Separator (nicht dargestellt) und weiter durch eine Auslaßleitung 4 zu einem Separator 5 hin abgeführt wird, wo die primär gemahlene Kohle in eine feine Fraktion und eine grobe Fraktion aufgeteilt wird.

Die grobe Fraktion wird vom Separator 5 aus über einen Grobfraktionsauslaß 6 direkt einem Mischer 7 zugeführt.

Die feine Fraktion wird vom Separator 5 aus einem Filter ti zur Abscheidung aus der Transportluft zugeführt, wonach die feine Fraktion einer Rohrmühle 9 zum Feinmahlen zugeführt und anschließend von dort weiter zum Mischer geführt wird.

Durch die Verwendung ausschließlich der feinen Fraktion des Separators 5 zum weiteren Mahlen in der Rohrmühle 9 ist es möglich, sehr kleine Mahlkörper in der Rohrmühle 9 zu verwenden, was, wie vorstehend bereits angegeben, zu einer sehr vorteilhaften Mahlwirtschaftlichkeit und einer vorteilhaften Partikelverteilung im fertigen Produkt führt.

In den Mischer 7 wird die grobe Fraktion mit der feingemahlenen Kohlefraktion und mit Flüssigkeit zur Ausbildung der fertigen Mischung aus Kohle und Flüssigkeit vermischt.

In Hinblick auf eine Reduzierung des Asche- und Schwefelgehalts in der fertigen Mischung kann die vom Separator 5 kommende grobe Fraktion gereinigt werden, bevor sie dem Mischer 7 zugeführt wird. Eine derartige Reinigung kann im Wege eine Flotation, wie in Figur 2 angegeben, mit Hilfe eines Flotationstanks durchgeführt werden, von wo aus das Flotationskonzentrat einem Hydrozyklon 11 zur Entwässerung zugeführt wird, bevor es an den Mischer 7 weitergeführt wird.

Claims

Patentansprüche

Verfahren zur Herstellung einer pumpfähigen Mischung
aus Kohle und Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß die Kohle auf eine verhältnismäßig grobe Partikelgrößc in einer ersten Mahlstufe trockengemahlen wird und danach eine Fraktion der Kohle aus dieser ersten Stufe
in einer zweiten Mahlstufe auf verhältnismäßig feine
Partikelgröße trockengemahlen wird, wonach die feingemahlene Fraktion mit dem Rest der grobgemahlenen Fraktion der ersten Mahlstufe und mit der Flüssigkeit vermischt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in der ersten Mahlstufe gemahlene Kohle in eine
grobe Fraktion und eine feine Fraktion unterteilt wird, wobei die feine Fraktion der zweiten Mahlstufe zugeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Feinmahlen in der zweiten Mahlstufe in einer Rohrmühle mit Mahlkörpern ausgeführt wird, deren Durchschnittsgewicht bei nicht mehr als 5 g liegt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Mahlen in der ersten Mahlstufe in einer vertikalen Rollenmülle ausgeführt wird.