DE3544798C2 - Einrichtung zur Zerkleinerung und Mahlung und Trocknung (Mahltrocknung) von feuchtem Gut - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Zerkleinerung und Mahlung und Trocknung (Mahltrocknung) von feuchtem sprödem Mahlgut, wie zum Beispiel Ausgangsmaterial für Zementrohmehl, Erz, Kohle oder dergleichen.

Zur Mahlung und gleichzeitigen Trocknung von feuchtem Ausgangsmaterial zur Herstellung von Zementrohmehl ist eine von der Anmelderin entwickelte soge­ nannte "Tandem-Mahltrocknungsanlage" ("Cement-Data-Book" von Duda, 2. Auflage 1977, Seite 101) bekannt geworden, bei der einer Rohrmühle bzw. Ku­ gelmühle eine Prallhammermühle vorgeschaltet ist und beide Mühlen von einem Heißgasstrom durchströmt sind. Mit dieser bekannten Anlage läßt sich Rohmate­ rial bis zu 100 mm Stückgröße und bis ca. 12% Feuchte sehr gut unter Verwen­ dung von heißem Zementrohmehlvorwärmer-Abgas zu Zementrohmehl mahlen und trocknen. Allerdings ist die Energieausnutzung in der dabei eingesetzten Rohrmühle bzw. Kugelmühle sehr niedrig.

Man hat in letzter Zeit erhebliche Anstrengungen unternommen, die geringe Energieausnutzung in den Zerkleinerungsmaschinen, insbesondere in den Rohr­ mühlen zu steigern. So ist eine zweistufige Einrichtung zur Zerkleinerung und Mahlung spröden Mahlgutes bekannt (EP 0 084 383 A2) bei der das nicht vorzerkleinerte Mahlgut, zum Beispiel Zementklinkerbrocken, zunächst in einer ersten Stufe im Spalt einer Hochdruck-Walzenpresse unter hohem Druck gepreßt wird, was teils zur Partikelzerstörung, teils zur Erzeugung von Anrissen im Parti­ kelinneren führt und sich sichtbar in der Bildung von Agglomeraten äußert, die dann in der zweiten Stufe in einer Rohrmühle beziehungsweise Kugelmühle mit vergleichsweise geringem Energieaufwand desagglomeriert beziehungsweise auf­ gelöst und auf Fertiggutfeinheit gemahlen werden können. Die mit einer hohen Preßkraft von insbesondere mehr als 2 t/cm Walzenlänge betriebene Walzenpresse erzeugt bei der Materialpressung Agglomerate (Schülpen), deren Mahlbarkeit verglichen mit ungepreßtem Material erheblich verbessert ist, so daß die bekannte zweistufige Zerkleinerung insgesamt zu einer deutlichen Verminderung des spezi­ fischen Energiebedarfs führt. In der Walzenpresse werden die einzelnen Material­ partikel in einem Gutbett, das heißt in einer zwischen zwei Flächen zusammenge­ drückten Materialschüttung gegenseitig zerquetscht, so daß man bei der ersten Stufe von der sogenannten Gutbettzerkleinerung spricht.

Bisher hatte man in der Praxis immer dann, wenn man zum Zwecke der Energie­ ersparnis eine Gutbettzerkleinerungs-Hochdruck-Walzenpresse eingesetzt hat, diese einer Kreislaufmahlung mit Feinzerkleinerungsmaschine wie z. B. Rohrmühle und Sichter vorgeschaltet (EP 0 084 383 A2). Ist jedoch das dem Walzenspalt einer Hochdruck-Walzenpresse aufzugebende frische Mahlgut feucht, was zum Beispiel bei Ausgangsmaterial für Zementrohmehl mit einer Ausgangs­ feuchtigkeit bis etwa 15% der Fall ist, so besteht die Gefahr eines unruhigen Lau­ fes der Hochdruck-Walzenpresse, der schließlich den Wegfall der erhofften Energieersparnis verursachen kann. Dieser nachteilige Umstand wird dann noch verstärkt, wenn die Korngrößenverteilung des Aufgabegutes sehr ungleichmäßig ist, was bei Ausgangsmaterial für Zementrohmehl mit einem schwankenden Korn­ größenbereich von 0 bis über 50 mm ebenfalls der Fall ist, was zu einer un­ gleichmäßigen Belastung der Hochdruck-Walzenpresse führen kann.

Bei einer bekannten Mahltrocknungsanlage mit einem von Heißgas durchströmten Brecher, Sichter und einer Walzenmühle (DD-A-2 20 510) wird das gesamte von der Walzenmühle zerkleinerte und agglomerierte Gut in den Brecher eingeführt, der groß sein muß, um die gesamte Gutmenge (Frischgut plus Kreislaufgut) behandeln zu können und der auch mit Gut belastet wird, das bereits Fertiggutfeinheit aufweist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei der Mahltrocknung feuchten Gutes einen noch niedrigeren spezifischen Gesamtenergiebedarf zu erreichen.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit einer im Patentanspruch gekenn­ zeichneten Einrichtung gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen zweistufigen Mahltrocknungseinrichtung mit Hoch­ druck-Walzenpresse beziehungsweise Walzenmühle und mit Prallhammermühle, wobei beide Zerkleinerungsmaschinen über einen Sichter zu einer Umlaufmahlan­ lage zusammengeschaltet sind, ist der Gutaustrag der Hochdruck-Walzenpresse in zwei Korngrößenfraktionen aufgeteilt, von denen die feine Fraktion zu der als Stromtrockner ausgebildeten und an die Prallhammermühle angeschlossenen Steigleitung geführt ist, während die grobe Fraktion zum Guteinlauf der Prall­ hammermühle führt.

Dadurch kann die eingesetzte heißgasdurchströmte Prall­ hammermühle sehr klein gebaut sein, verbunden mit geringerer Antriebsleistung, Entlastung der Prallhammermühle mit Feingutmaterial, weniger Verschleiß, was insgesamt zu einer weiteren Ersparnis an spezifischem Gesamtenergiebedarf führt.

Da zwischen der Prallhammermühle und der Walzenpresse ein Sichter eingeschal­ tet ist, der aus dem Gutaustrag der Prallhammermühle die darin enthaltene bereits genügend feine Fraktion (zum Beispiel ca. 20 bis 30%) als Fertiggut abtrennt, gelangt zur Gutaufgabe der Hochdruck-Walzenpresse nur Sichtergrobgut (Grieße), dessen Korngrößenverteilung gleichmäßig und dessen absolute Korngröße klein ist im Vergleich zum frischen feuchten Ausgangsmaterial, das der Prallhammermühle aufgegeben wird. Daher kann bei der erfindungsgemaßen Mahltrocknungseinrich­ tung die eingesetzte Hochdruck-Walzenpresse frei von Stoßbelastungen immer gleichmäßig mit der jeweils optimal eingestellten Walzenpreßkraft von zum Bei­ spiel 6 bis 9 t/cm Walzenlänge betrieben werden. Insgesamt läuft die Hochdruck- Walzenpresse, so wie sie in die erfindungsgemäße Mahltrocknungseinrichtung eingeschaltet ist, sehr ruhig, was auch bedeutet, daß die mit der Gutbettzerkleine­ rung erzielbare Ersparnis an Zerkleinerungsenergie bei feuchtem Ausgangsmate­ rial tatsächlich voll zur Wirkung kommen kann.

Die Erfindung ist besonders gut anwendbar bei der Mahltrocknung von frischem feuchten Ausgangsmaterial, zum Beispiel Ausgangsmaterial für Zementrohmehl. Bei der erfindungsgemäßen Mahltrocknungsanlage ist an den Guteinlauf der mit geschlossenem Boden ausgestatteten Prallhammermühle eine Heißgasleitung ange­ schlossen und die zwischen dem Gutaustrag der Prallhammermühle und dem Sichter angeordnete Steigleitung ist als Stromtrockner ausgebildet. Das vom Sich­ ter zur Hochdruck-Walzenpresse zurückgeführte Sichtergrobgut (Grieße) ist so weitgehend getrocknet, daß die Gutbettzerkleinerung dieses Sichtergrobgutes im Spalt der Walzenpresse durch die etwa noch vorhandene geringe Restfeuchtigkeit nicht behindert wird. Die erfindungsgemäße Mahltrocknungsanlage zur Zerkleine­ rung und Mahlung von feuchtem Gut ist durch eine erhebliche Verringerung der Investitionskosten sowie vor allem des spezifischen Energiebedarfs der ganzen Mahltrocknungsanlage gekennzeichnet. Es ist auch ohne Schwierigkeiten möglich, vorhandene Mahltrocknungsanlagen nach Entfernung der Rohrmühle beziehungs­ weise Kugelmühle in die erfindungsgemäße Mahltrocknungsanlage umzubauen, um sich die außerordentlich hohe Energieersparnis beim Betrieb der erfindungs­ gemäßen Mahltrocknungsanlage zunutze zu machen.

Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles erläutert.

Die Zeichnung zeigt das Fließbild einer erfindungsgemäßen Mahltrocknungsanla­ ge zur Mahlung und Trocknung von feuchtem Ausgangsmaterial zur Herstellung von Zementrohmehl. Das von einem Primärbrecher vorzerkleinerte Ausgangsma­ terial wird mit einer Korngrößenverteilung von 0 bis etwa 80 mm und mit einer Feuchte bis zu etwa 20% über die Zuführung (10) auf das Aufgabeende eines Gurtförderers (11), Dosierbandwaage oder dergleichen gegeben und über das Abwurfende des Förderers sowie über eine Materialschleuse (12) zum Beispiel Doppelpendelschleuse in den Guteinlauf (13) einer Prallhammermühle (14) mit geschlossenem Boden eingebracht. An den Guteinlauf (13) der Mühle (14) ist eine gestrichelt gekennzeichnete Heißgasleitung (15) angeschlossen. Als Heißgas kann Abgas eines Vorwärmers für Zementrohmehl einer Zementklinkerbrennanlage, heiße Abluft eines Zementklinkerkühlers und/oder Heißgas eines sonstigen Heiß­ gaserzeugers verwendet werden. Das über die Leitung (15) herangeführte Heißgas durchströmt die Prallhammermühle (14), in der das Ausgangsmaterial vorzerklei­ nert und vorgetrocknet wird. An den Gutaustrag (16) der Prallhammermühle (14) ist eine als Stromtrockner ausgebildete Steigleitung (17) angeschlossen, in der das Gut weiter getrocknet wird und die zum Luftstromsichter (18) führt, dessen Aus­ tragsleitung (19) für das Grobgut (Grieße) über einen Förderer (20) mit dem Auf­ gabeschacht (21) einer Hochdruck-Walzenpresse (22) in Verbindung steht. Das weitestgehend trockene und in seiner Korngrößenverteilung gleichmäßige Sichter­ grobgut (19) wird im Spalt zwischen den Walzen der Hochdruck-Walzenpresse (22) durch eine Gutbettzerkleinerung zerkleinert. Dazu wird das Sichtergrobgut (19) über den oberhalb des Walzenspaltes angeordneten vertikalen Schacht (21) in so großer Menge dem Walzenspalt der Presse (22) zugeführt, daß das zu zerklei­ nernde und zwischen die Walzen eingezogene Gut die Walzen auseinanderdrückt und die Teilchen des Aufgabeguts sich im Walzenspalt in einer Schüttung bezie­ hungsweise im Kollektiv beziehungsweise in einem Gutbett gegenseitig zerquet­ schen. Die auf das Gut drückende Preßkraft der Walzen der Walzenpresse (22) beträgt mehr als 2 t/cm Walzenlänge, beispielsweise 6 bis 9 t/cm. Um zu gewähr­ leisten, daß der Aufgabeschacht (21) der Walzenpresse (22) immer mit Sichter­ grobgut (19) voll gefüllt ist, kann der Aufgabeschacht auf einer Wägeeinrichtung wie zum Beispiel auf Druckmeßdosen (23) oder dergleichen angeordnet sein.

Der Gutaustrag (24) der Walzenpresse (22) tritt aus dem Walzenspalt weiter zer­ kleinert und teilweise agglomeriert, das heißt zu Schülpen verpreßt aus, die mit den Händen zerbröckelbar sind und die bereits einen erheblichen Anteil an bereits bis zur gewünschten Fertiggutfeinheit (fertiges Zementrohmehl) reduzierter Parti­ kel beinhalten. Das Pressenaustragsgut (24) ist in der Zeichnung als gepunktete Linie dargestellt. Das Pressenaustragsgut (24) steht über die Linie (24a) mit dem Guteinlauf (13) der Prallhammermühle (14) und über die Linie (24b) [Förderorgan] mit der Steigleitung (17) in Verbindung. Gelangt das Pressenaus­ tragsgut (24) über Linie (24a) in die Prallhammermühle (14), dann hat diese gleichzeitig wenigstens drei Funktionen: Sie dient der Vorzerkleinerung des fri­ schen Ausgangsmaterials (10), der Trocknung des feuchten Materials und der Desagglomerierung und Nachzerkleinerung der Agglomerate des Pressenaustrags­ gutes (24), bevor dieses in die als Stromtrockner dienende Steigleitung (17) ge­ langt. Es besteht auch die Möglichkeit, den Walzenpressenaustrag (24) über die Linie (24b) über eine Schleuse wie zum Beispiel Rohrschnecke (25) in die Steig­ leitung (17) einmünden zu lassen. Die Materialschleuse (25) dient zum einen zur Desagglomerierung des Walzenpressenaustragsgutes (24b) und zum anderen zur Verhinderung des Eintritts von Falschluft in die Steigleitung (17), in der verur­ sacht durch das Saugzuggebläse (26) ein Unterdruck von etwa 350 bis 400 mm Wassersäule herrscht. Dadurch, daß der Gutaustrag (24) der Walzenpresse (22) durch ein nicht dargestelltes Klassiersieb in zwei Fraktionen aufgeteilt wird, von denen die feine Fraktion (24b) zur Steigleitung (17) und die grobe Fraktion (24a) zum Guteinlauf (13) der Prallhammermühle (14) führen, wird die Prallhammer­ mühle entlastet. Sollte das über die Linie (24b) direkt in die als Stromtrockner ausgebildete Steigleitung (17) eingeführte Walzenpressen-Austragsgut beim Ein­ tritt in die Steigleitung (17) nicht ausreichend desagglomeriert sein, so wäre das unschädlich, weil die größeren Körner oder Agglomerate, die in die Steigleitung (17) zunächst nicht pneumatisch nach oben transportiert werden würden, nach un­ ten durchfallen und in die Prallhammermühle (14) gelangen, wo sie endgültig so weit zerkleinert werden, daß sie in der Steigleitung (17) vom Trocknungsgas in Schwebe nach oben zum Sichter (18) getragen werden.

Die Feingutaustragsleitung (27) des Sichters (18) führt zu einem Abscheider wie Filter (28), Abscheidezyklon oder dergleichen, der über einen Förderer (29), zum Beispiel Schneckenförderer das Feingut als Fertiggut (30), das ist fertig getrock­ netes und gemahlenes Zementrohmehl, aus dem Sichtgasstrom beziehungsweise Trocknungsgasstrom (31) abscheidet. Die Abgasleitung (31) steht nach Abschei­ dung des Fertiggutes (30) über eine Zweigleitung (32) mit der an den Guteinlauf (13) der Prallhammermühle angeschlossenen Heißgasleitung (15) und/oder über eine Zweigleitung (33) mit der an den Gutaustrag (16) der Prallhammermühle (14) angeschlossenen Steigleitung (17) in Verbindung. In den gasführenden Leitungen der Zeichnung noch dargestellte Gasmengen-Drosselorgane sind nicht mit Be­ zugsziffern versehen.

Bei einer konventionellen Mahltrocknungsanlage mit vorgeschalteter Prallham­ mermühle und nachgeschalteter Kugelmühle beträgt der auf das Fertiggut bezoge­ ne spezifische Energiebedarf jeweils im Schnitt bei der Prallhammermühle etwa 1,5 kWh/t und bei der Kugelmühle etwa 12 kWh/t. Im Vergleich dazu beträgt bei der erfindungsgemaßen Mahltrocknungsanlage mit vorgeschalteter Prallhammer­ mühle und nachgeschalteter Hochdruck-Walzenpresse der spezifische Energiebe­ darf bei der Prallhammermühle etwa 1,5 bis 5 kWh/t und bei der Walzenpresse etwa 6 kWh/t. Generell kann man sagen, daß bei der erfindungsgemäßen Mahlan­ lage die Energieersparnis in kWh/t umso höher wird, je schlechter die Mahlbar­ keit des jeweils zu mahlenden Ausgangsmaterials ist.

Claims (1)

1. Einrichtung zur Zerkleinerung und Mahlung und Trocknung (Mahltrocknung) von feuchtem, sprödem Mahlgut (10), wie zum Beispiel Ausgangsmaterial für Ze­ mentrohmehl, Erz, Kohle oder dergleichen, mit einer Prallhammermühle (14), an deren Guteinlauf (13) die Zuführung (10) des feuchten Mahlgutes sowie eine Heißgasleitung (15) und an deren Gutaustrag (16) eine als Stromtrockner ausge­ bildete Steigleitung (17) angeschlossen sind, die zu einem Sichter (18) führt, des­ sen Austragsleitung (19) für das Grobgut (Grieße) mit der Aufgabe einer Hochdruck-Walzenpresse (22) in Verbindung steht, deren Gutaustrag (24) mit dem Guteinlauf (13) und mit der Steigleitung (17) der (14) verbunden ist, wobei das Pressenaustragsgut in zwei Korngrößenfraktionen aufgeteilt ist, von denen die feine Fraktion (24b) zur Steigleitung (17) und die grobe Fraktion (24a) zum Guteinlauf (13) der Prallhammermühle (14) geführt ist.