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Anlage zum Patentgesuch der
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Klöckner-Humboldt-Deutz Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung
zum Betrieb einer Luftstrom-Mahlanlage mit Becherwerksumlauf Die Erfindung betrifft
ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betrieb einer Luftstrom-Mahlanlage mit Becherwerksumlauf,
sowie mit wenigstens einem Sichter und einer die mühleausgangsseitiy mit den Sictter
verbindenden Sichtersteigleitung.
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In Luftatrom-Mahlanlagen mit überkritischem Feststoffanteil im Gas
ist die Anordnung eines Becherwerkes zur Bewältigung des Gutumlaufes erforderlich.
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Luftstrom-Mahlanlagen mit Becheruerksumiauf werden bekanntlich zur
Erzielung großer Oberflächen des Fertiggutes überwiegend bei der Zementherstellung
eingesetzt.
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Das Anlagenschema einer bekannten Luftstrom-Mahlanlage mit Becherwerksumlauf
weist beispielsweise einen Aufgabebunker mit Abzug durch eine Dosierbandwaage mit
nachgeschaltetem Transportband zur Aufgabe vorgLorochenen Gutes, eine im Durchlauf
betriebene und mit eiriem Luftstrom beaufschlagte Rohrmühle mit Asfallgehäuse, eine
daran anschließende Fördereinrichtung zum Fördern von Ausfallgut zum Fuß des Becherwerks,
eine den mit zerkleinertem Gut beladenen Luftstrom vom Ausfallgehäuse zu einem statischen
Sichter beziehungsweise Vorabscheider führende Steigleitung, einen an das Becherwerk
angeschlossenen Zyklon-Umluftsichter mit
Grieß-Rückführband mit
Waage sowie einen Staubabscheider mit nachgeordnetem Systemgebläse auf (Druckschrift
(2)-200D "Mahlanlagen" der KHD Industrieanlagen AG, Humboldt-Wedag, Juli 1976, beispielsweise
Seiten 5 und 8).
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Von derartigen Mahlanlagen oder Mahltrocknungsanlagen sind mehr als
1000 Ausführungen ahnlicher Bauart in der Zement-, Steine und Erden-, feuerfest-,
Eisen- und Metallhütten- und chemischen Industrie weltweit im Einsatz und sind inzwischen
zu einem Höchstmaß an technischer Perfektion entwickelt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den erreichten technischen
Stand nochmals zu verbessern, und insbesondere eine Verbesserung der Anlagenleistung
vorzugsweise unter Verringerung des spezifischen Energieverbrauches pro Gewichtseinheit
Fertiggut zu erzielen. Zugleich soll der maschinelle Aufwand der Anlage und damit
auch die Inanspruchnahme des umbauten Betriebsraumes und damit folglich die Höhe
der -Investitionskosten verrringert werden Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt
bei einer Anlage der eingangs genannten Art mit der Erfindung dadurch, daß der Feststoffanteil
im Gasstrom der Sichtersteigleitung nahe des kritschen Stopfgrenzbereiches eingestellt
wird.
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Mit dieser Maßnahme wird vorteilhaft das Becherwerk entlastet und
dessen Energieaufnahme verringert. Das Becherwerk sowie die zugehörigen Transporteinrichtungen
und der dynamische Sichter können durch Verlagerung eines Teils des Umlauf-Gutstromes
auf den Transport im Gasstrom und beispielsweise unmittelbare Rückführung der Grobanteile
aus dem statischen Sichter beziehungsweise Vorabscheider zur Aufgabeseite der Mühle
wesentliche entlastet und damit im Bauvolumen verringert werden.
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Eine Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, daß der Feststoffanteil
im Gasstrom nach Maßgabe der Leistungsaufnahme des Becherwerkes eingestellt wird.
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Diese Maßnahme macht von der Erkenntnis Gebrauch, daß beim Feststoffanteil
im Gasstrom der Sichtersteigleitung nahe des kritischen Stopfgrenzbereiches ein
Maximum an Becherwerksentlastung und somit eine Minimum an Leistungsaufnahme des
Becherwerkes sich einstellt. Denn bei geringerer Belastung des Gasstromtransportes
würde auf das Becherwerk ein größerer Transportanteil entfallen. Bei Überschreitung
des kritischen Stopfgrenzbereiches würde ein teilweise oder vollständiger Zusammenbruch
des Transportes im Gasstrom ebenfalls zu einer erhöhten Belastung des Becherwerks
führen.
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Ausgehend von dieser Erkenntnis sieht eine Ausgestaltung vor, daß
der Feststoffanteil im Gasstrom nach Maßgabe der nieorigsten Leistungsaufnahme des
Becherwerkes eingestellt wird.
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Es kann aber auch der Feststoffanteil im Gasstrom nach Maßgabe des
Differenzdruckes einer StrecKe der Sichtersteigleitung eingestellt werden.
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Um eine Einstellung des Feststoffanteils im Gasstrom der Sichtersteigleitung
nahe des kritischen Stopfgrenzbereiches zu erzielen sieht eine erfindungswesentliche
Ausgestaltung vor, daß die aus der Mühle annähernd horizontal austretende Gas-Feststoff-Strömung
durch Anwendung von Strömungsleitmitteln nach einer im wesentlichen stetig gekrümmten
Strö-0 mungsbahn um ca. 90 in die Sichtersteigleitung umgelenkt wird.
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Hierdurch wird mit Vorteil ein wesentlicher Teil der in der austretenden
Gas-Feststoff-Strömung enthaltenen kinetischen Energie erhalten und eine soweit
wie möglich verlustfreie Umlenkung erreicht.
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Es hat sich überraschend herausgestellt, daß durch diese Maßnahme
eine Steigerung des Feststoffanteils im Gasstrom der Sichtersteigleitung bis nahe
an den kritischen Stopfgrenzbereich gelingt, weil durch Anwendung von Strömungsleitmitteln
nach einer im wesentlich stetig gekrümmten Strömungsbahn Ungleichförmigkeiten der
Strömungsgeschwindigkeit in Querschnittsbereichen der Sichtersteigleitung und damit
ein partieller Zusammenbruch des Feststofftransportes in der Steigleitung weit unterhalb
des kritischen Stopfgrenzbereiches vermieden wiro.
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Zugleich mit der Anwendung der Strömungsleitmittel wird der Materialfluß
des Mahigutes zum Becherwerkfuß verändert.
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Mit Vorteil ergeben sich nahe des kritischen Stopfgrenzbereiches stabile
Strömungs- und Transportverhältnisse dadurch, daß nach einem weiteren Vorschlag
die Einstellung der Strömungsleitmittel und der Drosselung nach Maßgabe des Feststoffanteils
im Gasstrom vorgenommen wird.
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Und schließlich wird mit Vorteil eine größtmögliche Vereinfachung
und Reduktion des maschinellen Aufwandes dadurch erzielt, daß zum Sichten sowohl
der vom Gasstrom als auch der vom Becherwerk geförderten Feststoffanteile des zerkleinerten
Mahl gutes ein einziger statisch/dynamischer Sichter mit Steigleitungsanschluß sowie
mit Streutelleraufgabe und vorzugsweise mit Zyklonabscheiaern verwendet wird.
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Eine Vorrichtung zum Betrieb einer Luftstrom-Mahlanlage mit Becherwerksumlauf
der eingangs genannten Art zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1
bis 8 ist dadurch gekennzeichnet, daß am Fuß der Sichtersteigleitung gegenüber dem
Mühlenausgang ein einstellbares Strömungsleitorgan angeordnet ist.
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Mit Vorteil weist das Strömungsleitorgan eine Strömungsleitfläche
auf, die gekrümmt und in der Krümmung im wesentlichen der gekrümmten Strömungsbahn
angepaßt ist.
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Eine regelbare Einstellung des Strömungsleitorganes wird in vorteilhaft
unkomplizierter Weise dadurch erzielt, daß dieses mit einem motorischen Stellantrieb
in Verbindung steht, der von einem Regler nach Maßgabe der Strömungsbelastung mit
Mahlgut beziehungsweise der Becherwerksleistung beziehungsweise eines Differenzdruckes
in der Sichtersteigleitung gesteuert wird.
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Und schließlich sieht eine sehr vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung
vor, daß die Luftstrom-Mahlanlage einen einzigen Sichter aufweist, der einerseits
mit einem unteren Anschlußstutzen in Verbindung mit dem Steigrohr als statisch wirkender
Sichter, una andererseits mit einer Aufgabeschurre zur Beaufschlagung eines Streutellers
mit Streutellerantrieb und vorzugsweise mit Zyklonabscheidern als dynamisch wirkender
Sichter ausgebildet und an die Auslaufschurre des Becherwerkskopfes angeschlossen
ist.
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Im folgenden wird die Erfindung mit ihren Vorteilen anhand eines Ausführungsbeispieles
näher erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 eine Luftstrom-Mahlanlage mit Becherwerksumlauf
nach dem Stand der Technik, im Blockschaltbild, Fig. 2 eine Luftstrom-Mahlanlage
nach der Erfindung, ebenfalls rein schematisch im Blockschaltbild,
Fig.
3 ein am Fuß der Sichtersteigleitung gegenüber dem Mühlenausgang angeordnetes, einstellbares
Strömungsleitorgan, in einer rein schematischen Darstelluny, im Schnitt.
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Die Luftstrom-Mahlanlage mit Becherwerksumlauf nach dem Stand der
Technik entsprechend Fig. 1 weist einen Aufgabebunker 1 mit gravimetrisch dosiertem
Abzug des Aufgabegutes durch Dosierbandwaagen 2 auf. Ein Aufgabe-Transportband 3
fördert das abgezogene Aufgabegut durch die Pendelschleuse 4 in die Rohrmühle 5.
Diese ist entsprechend dem Pfeil 28 mit einem Strom von heißer Luft durchströmt.
Der Mühlenauslauf mündet in das Ausfallgehäuse 6, in welchem im wesentlichen Feststoff
und Gas voneinander getrennt werden. Das nach unten fallende Mahlgut wird mit der
Luftförderrinne 7 zum Becherwerk 8 gefördert und in den Becherwerksfuß 28 eingegeben.
Am oberen Teil des Mühlenausfallgehäuses 6 ist eine Sichtersteigleitung 20 angeschlossen,
welche den Strom des Mühlengases, beladen mit Mahlgut, zum Luftstromsichter 14 fördert.
Dieser trennt Grobgut und Feingut. Grobgut wird mit der Grießleitung 29 zur Luftförderrinne
7 und durch diese zum Becherwerksfuß 28 geleitet. Feingut gelangt mit dem austretenden
Gasstrom in der Leitung 30 zum Wirbelabscheider 15. Dieser trennt Gas und Fertiggut.
Letzteres wird durch die Zellenradschleuse 16 in die Förderrinne 13 für Fertiggut
eingeleitet. Gas wird mit dem Mühlengebläse 17 aogezogen. Mahlgut aus dem Elevator
8 wird mit oer Förderrinne 9 dem Zyklon-Uii1luftsichter 10 aufgegeben, der ebenfalls
Feingut und Grobgut trennt. Grobgut wird mit der Förderrinne 11 im Durchlauf durch
das Mengenmeßgerät 12 und die Pendelschleuse 4 zur Rohrmühle 5 zurückgeführt. Feingut
wird in die Förderrinne 13 ausgetragen, während Gas in die Leitung 30 abgezogen
wird.
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Im Unterschied zur Anlage nach dem Stand der Technik gemäb Fig. 1
ist bei der erfindungsgemåß ausgebildeten Luftstrom-Mahlanlage gemäß Fig. 2 und
Fig. 3 in der Sichtersteigleitung 20 gegenüber dem Mühlenauslauf 18 ein -einstellbares
Strömungsleitorgan 21 angeordnet. Dieses weist eine Strömungsleitfläche 23 auf,
die gekrümmt und in der Krümmung im wesentlichen der gekrümmten St.römungsbahn 24
der Gas-Feststoffströmung angepaßt ist. Aus der Darstellung gemäß Fig.
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3 wird deutlich, daß durch diese Anordnung der Vorrichtung eine Einstellung
aes . Feststoffanteils im Gasstrom 24 der Sichtersteigleitung 20 nahe des kritischen
Stoffgrenzbereiches möglich gemacht wird. Denn mit Hilfe der Strömungsleitfläche
23, die in einer stetigen Kurve. gekrümmt ist und dadurch eine ähnlich gekrümmte
Strömungsbahn 24 erzeugt, wird mit Vorteil ein wesentlicher Teil der kinetischen
Energie erhalten, die der aus dem Mühlenauslauf 18 annähernd horizontal austretenden
Gas-Feststoff-Strömung 36 innewohnt. Wie erwähnt, läßt sich durch die Anordnung
des einstellbaren Strömungsleitorganes 21 gegenüber dem Mühlenausiauf 18 in der
Sichtersteigleitung 20 überraschend eine signifikante Steigerung des Feststoffanteiles
im Gasstrom 37 der Sichtersteigleitung 20 erzielen.
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Dadurch wird andererseits die Menge des zum Becherwerk nach unten
ausfallenden Mahlgutes wesentlich verringert. Das Becherwerk 8 kann folglich schwächer
ausgelegt sein und benötigt infolge geringerer Transportleistung auch einen kleiner
dimensionierten Antrieb.
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Eine weitere Verbesserung wirj somit aer Ausgestaltung nach der Erfindung
dadurch erreicht, daß die Luftstrom-Mahlanlage einen einzigen Sichter 26 aufweisen
kann. Dieser wird einerseits vom feststoffbeladenen Gasstrom 37 der Sichtersteigleitung
20 von unten her beaufscrlagt und ist somit für diesen Teil der Beaufschlagung statisch
wirkend ausgelegt. Anoererseits wird der Sichter 26 von onen her durch
das
Becherwerk 8 über die Förderrinne 9 und die Streutellereinrichtung 38 beaufschlagt.
Der Sichter 26 ist weiterhin vorzugsweise mit Zyklonabscheidern 27 ausgestattet,
die Fertiggut zur Förderrinne 13 austragen. Demnach handelt es sich bei dem Sichter
26 um einen sowohl statisch als auch dynamisch wirkenden Sichter. Die Anordnung
dieses Sichter systems wird bei einer erfindungsgemäß betriebenen Luftstrom-Mahlanlage
dadurch begünstigt, daß - wie vorgängig bereits erläutert - eine für dieses Sichter-System
günstige Verteilung des Feststofftransportes einerseits im Gasstrom 27 und andererseits
im Becherwerk 8 vorgenommen wird.
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Zur Aufrechterhaltung des hierfür notwendigen hohen Feststoffanteils
im Gasstrom 37 der Sichtersteigleitung 20 ist es erforderlich, daß das Strömungsleitorgan
21 nach Maßgabe des Feststoffanteils eingestellt wird. Als Meßgröße einer hierfür
geeigneten Regelung wird mit Vorteil beispielsweise die niedrigste Leistungsaufnahme
des Becherwerks 8 mit der Meßeinrichtung 31 ermittelt und in ein Regelsignal umgewandelt.
Dieses wird mit der Signalleitung 33 dem Regler 34 aufgeschaltet, der über die Steuerleitung
35 den motorischen Stellantrieb 25 des Strömungsleitorgans 21 in der Weise beeinflußt,
daß ein konstanter Feststoffanteil im Gasstrom 37 aufrechterhalten bleibt. Als andere
oder zusätzliche Leitgröße kann auch der Differenzdruck Ap einer Strecke der Sichtersteigleitung
20 ermittelt werden.
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Zu diesem Zweck ist die Meßeinrichtung 32 vorgesehen, die einen entsprechenden
Druckdifferenzwert ermittelt und diesen in ein elektrisches Signal umwandelt, das
mit der Signalleitung 39 ebenfalls dem Regler 34 aufgeschaltet wird.
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Die Mahlanlage in der erfinoungsgemäßen Ausgestaltung gemäß Fig. 2
und 3 benötigt ersichtlich einen wesentlich geringen urnbauten Betriebsraurn. Darüberhinaus
wiro das Becherwerk 8 in'der Baugröße und Leistung ebenfalls verringert. Anstelle
von
zwei Sichter- und Abscheidersystemen bei der Anlage nach dem Stand der Technik gemäß
Fig. 1 mit den Baugruppen 10, 14 und 15 wird nur noch ein Sichter 26 mit Zyklonabscheitern
27 gemäß Fig. 2 benötigt. Dadurch ergibt sich eine drastische Vereinfachung auch
bei den Förderorganen und zwar bei der Förderrinne 9 vom Becherwerk zum Sichter
26 und bei der Förderleitung 29 zur Rückführung der Grieße über die Pendeischleuse
4 in die Mühle 5. Dadurch wird in weiterer Folge der hierauf entfallende Investitionskostenteil
und die Energieeinspeisung beim Betrieb deutlich verringert.
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Mit der Ausgestaltung der Luftstrom-Mahlanlage nach der Erfindung
entsprechend den Figuren 2 und 3 wird daher die eingangs gestellte Aufgabe in optimaler
Weise gelöst.
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