DE3723975A1 - Verfahren zum mahlen von geologisch jungem torf, lignit, weicher braunkohle und energetischen kohlen und zur vorbereitung von deren brennstaubverfeuerung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Mahlen von geologisch jungem Torf, Lignit und energetischen Kohlen, sowie zur Vorbereitung von deren Brennstaubver­ feuerung.

Es ist eine bekannte Tatsache, daß die Leistung von Kesseln mit Rostfeuerung - auch wenn Kohlen der besten Qualität verwendet werden - von der Größe der aus­ führbaren Rostfläche weitgehend beschränkt wird.

In jüngster Zeit werden bei Kesseln mit Leistungen über 30-50 t/h Dampfstrom junger Torf, Lignit, weiche Braunkohle und energetische Braunkohle verwendet, die aber auf dem Rost überhaupt nicht oder nur mit einem hohen energetischen Verlust verbrannt werden können.

Wenn man die obenerwähnte Feuerungsweise mit der Kohlenstaubverfeuerung ver­ gleicht, geht es eindeutig hervor, daß bei der Kohlenstaubverfeuerung die Erhöhung der Leistung immer auf die Frage der Erhöhung des Brennraumvolumens vereinfacht wird.

Ein weiterer Vorteil der Kohlenstaubverfeuerung besteht darin, daß weder die Körnung der Rohkohle, noch deren Staubinhalt von Bedeutung sind, da die Feue­ rung gegenüber dem Aschegehalt der Kohle ziemlich unempfindlich ist. Der fein­ gemahlene Brennstoff verfügt nämlich über eine recht große reaktionsfähige Fläche; auf diese Weise kann der so vorbereitete Brennstoff mit einem geringeren Luftüberschuß und vollkommener - wenn er staubförmig schwebend gehalten ist - verbrannt werden als auf dem Rost.

Seit der Einführung der Kohlenstaubverfeuerung hat man verschiedene Lösungen zum Mahlen der Kohle verwendet, aus denen die Mahlanlagen von geringerer Ge­ schwindigkeit und langsamem Lauf - so die Kugelmühlen und Rollmühlen - die bekanntesten Typen darstellen. Es werden weiterhin Hammermühlen und Ventila­ tormühlen angewendet, wobei die letzterwähnten mit hoher Geschwindigkeit ar­ beitende Mahlanlagen sind. In den ersterwähnten Mahlanlagen werden harte gas­ arme Kohlen gemahlen, während die letzterwähnten zum Mahlen von jungen, eine intensive Trocknung beanspruchenden Ligniten, weichen Braunkohlen und energe­ tischen Kohlen eingesetzt werden.

Zum Mahlen von jungem Torf, Lignit, weichen Braunkohlen und energetischen Kohlen pflegt man Mahlanlagen zu verwenden, die mit einer Geschwindigkeit von etwa 30 bis 90 m/s arbeiten und in denen der Brennstoff insbesondere auf Wir­ kung von Schlagkräften zerkleinert wird. Der sich drehende Teil der Mühle sichert die Ventilationswirkung, die zum Fördern des zur Trocknung des Brenn­ stoffes erforderlichen Gemisches aus heißem Abgas und Luft beansprucht wird, die auch zum Einblasen des Kohlenstaubs mit der erforderlichen Geschwindigkeit neben der Überwindung des in dem Windsichter und bei den Brennern auftreten­ den Strömungswiderstands genügt.

Der Gasstrom innerhalb des Mahlraums - und dadurch die Berührung zwischen den Körnern des Brennstoffes und den Heißgasen - ist so intensiv, daß der hohe Feuchtigkeitsgehalt (30 bis 80%) während des Mahlprozesses bei einer zweck­ dienlich gewählten Umfangsgeschwindigkeit von etwa 30 bis 90 m/s getrocknet wird.

Die wesentliche Charakteristik des allgemein angewendeten Verfahrens zum Mahlen von geologisch jungem Lignit, Torf sowie weicher Braunkohlen und zur Vorbereitung der Brennstaubverfeuerung war die folgende:

Rohkohle und Heißgase werden in den sich drehenden Teil einer Ventilator-Mühle eingeleitet, wo man sie bis zum Erreichen des gewünschten Maßes der Zerklei­ nerung zirkulieren läßt, wonach das Mahlgut in einen Separator (Windscheider) gelangt. Von hier werden das feine Mahlgut und das Trägergas unmittelbar zu den Anwendungsstellen (zu den Brennern) geleitet, während die Grobfraktion des Mahlguts (der Grieß) in den rotierenden Teil der Ventilatormühle zwecks Feinzer­ kleinerung zurückgeleitet wird.

Bei den oben beschriebenen Verfahren konnte nicht gewährleistet werden, daß die gewünschte Mahlfeinheit und Trocknungstemperatur durch einmaliges Durchblasen durch die Ventilatormühle erreicht werden; daher ließ man den Massenstrom unter Anwendung einer bedeutenden Leistung zirkulieren bzw. die in dem Separator (Windsichter) ausgeschiedene Grobfraktion sollte in den rotierenden Teil der Ventilatormühle zwecks weiterer Feinzerkleinerung zurückgeführt wer­ den. Als dessen Folge war der durch den rotierenden Teil der Ventilatormühle strömende Gas- und Kohlenstrom wesentlich höher als der zu der Anwendungs­ stelle geleitete Gas- und Kohlenstaubstrom.

Der Nachteil der geschilderten Verfahren besteht in dem hohen Bedarf an spezi­ fischer Mahlenergie und in dem hochgradigen Verschleiß und der kontinuierliche Verbrauch von großen Stahlmengen beeinträchtigte die Wirksamkeit der Betriebsführung und Wirtschaftlichkeit.

Neben dem hohen Energie- und Materialaufwand soll man noch den weiteren Nachteil erwähnen, der sich aus dem Arbeitszeit- und Lohnaufwand des mit der Reparatur und der Erneuerung der Kohlenmühlen beauftragten qualifizierten Per­ sonals ergibt.

Als weiterer Nachteil kann auch der Umstand erwähnt werden, daß die tradi­ tionell ausgeführten Mahlanlagen eben bei jungem Lignit und geologisch junger Braunkohle mit niedrigerem Heizwert die erforderliche Mahlleistung nicht erreichten, falls der Heizwert der Kohle abnahm, Aschengehalt und/oder Feuchtigkeitsgehalt zunahmen, was seinerseits zur Abnahme des Dampfstroms des Kessels führte.

Der Erfindung wurde das Ziel gesetzt die oben erwähnten Mangelhaftigkeiten zu vermeiden.

Die Ausarbeitung des erfindungsgemäßen Verfahrens beruht auf der Erkenntnis, daß der entscheidende Anteil der spezifischen Energie bei den bekannten Ver­ fahren durch den Arbeitsbedarf für das Feinmahlen in der Ventilatormühle bean­ sprucht wird. Wenn nun daher das Grobmahlgut nicht in den rotierenden Teil zwecks weiterer Zerkleinerung zurückgeführt wird, wird die Ventilatormühle aus­ schließlich zum Vorbrechen des Brennstoffs verwendet. Im Sinne der Erfindung wird das Feinmahlen des Brennstoffes in einer der gestellten Aufgaben entspre­ chend ausgestalteten Walzenmühle vorgenommen; auf diese Weise wird im Sinne der Erfindung ganz und gar neuartig, ein Teil des Brennstoffes anstatt aufgrund der mit hohem Energieaufwand und hohem Verschleiß verbundenden Schlagarbeit in der Walzenmühle gemahlen, wo auf Wirkung des auf eine große Fläche ausge­ übten Druckes und der Scherkräfte mit wesentlich geringerem Energieaufwand der Mahlprozeß vor sich geht; gleichzeitig wird die Lebensdauer der bisher einem Verschleiß ausgesetztem Bestandteile weitgehend verlängert.

Auf diese Weise kann unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens der hohe spezifische Verbrauch an Stahl bei der Kohlenstaubverfeuerung herabgesetzt werden. Der innere Gas- und Materialverkehr der nach dem Stand der Technik angewendeten Ventilatormühle konnte verringert werden, wodurch die Leistungen beim Mahlen, dem Trocknen und dem Transport bedeutend zunahmen.

Der äußerst große Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß es bei sich bereits im Betrieb befindenden Mühlen eingesetzt werden kann, wodurch deren Leistung wesentlich erhöht wird.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Mahlen und zum Trocknen von geologisch jungem Torf, Lignit, von Weichbraunkohlen und/oder energetischen Braunkohlen sowie zur Vorbereitung zur Kohlenstaubverfeuerung, im Laufe dessen der Rohbrennstoff und das Trocknungs- und Trägergas in eine mit hoher Geschwindigkeit arbeitende Ventilatormühle zugeführt wird. Die Neuheit des er­ findungsgemäßen Verfahrens zeigt sich insbesondere darin, daß in der Ventilatormühle der Brennstoff vorzerkleinert und getrocknet wird, die Grobfraktion aus dem Separator - z. b. dem Windsichter - herausgeführt in einer Walzenmühle feingemahlen wird, wonach das Mahlgut in den Separator (z. B. Windsichter) zurückgeführt wird; aus dem Windsichter wird das zur Verfeuerung bereits geeignete Feinmahlgut durch die Ventilatormühle zur Anwendungsstelle geleitet, d. h. es gelangt zu den Brennern.

Die Umfangsgeschwindigkeit der Walzen der Walzenmühle wird auf 2 bis 20 m/s eingestellt.

Die das Mahlen ausführenden Walzenpaare der Walzenmühle werden mit gleicher oder unterschiedlicher Geschwindigkeit in Bewegung gesetzt.

Die in einem mit der Walzenmühle parallel verlaufenden Kanal hindurchströmen­ den heißen Abgase fördern das Trocknen des Mahlguts hinter der Walzenmühle.

Mit den herkömmlichen Lösungen verglichen stellt das erfindungsgemäße Ver­ fahren die folgenden bedeutenden Vorteile sicher:

• - der spezifische Energiebedarf zum Mahlen des Brennstoffs kann bedeutend herabgesetzt werden;
• - im Vergleich zu den bekannten Verfahren verschleißt die Mahlanlage während des Mahlprozesses weniger, wodurch der spezifische Stahlverbrauch für die Koh­ lenstaubfeuerung abnimmt;
• - durch die gemeinsame Verwendung der Ventilatormühle und der Walzenmühle nimmt der Gas- und Materialverkehr des Prozesses bedeutend ab, wodurch Lei­ stungen hinsichtlich des Mahlens, des Trocknens und des Transports weitgehend erhöht werden können.
• - Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß es bei bereits sich im Betrieb befindlichen Mühlen leicht realisiert werden kann, wodurch deren Leistung bedeutend erhöht werden kann.

Es wird als vorteilhaft betrachtet, daß durch den Einbau eines zu der Walzen­ mühle parallel verlaufenden Kanals das aus der Walzenmühle austretende Mahlgut mit den ohne Strömungswiderstand strömenden heißen Abgasen mit höchster Wirksamkeit getrocknet werden kann.

Nachstehend geben wir ein Beispiel für das erfindungsgemäße Verfahren an:

Geologisch junger Lignit, Torf oder Weichbraunkohle werden kontinuierlich zur Vorbereitung zur Staubverfeuerung gemahlen. Der Brennstoff wird kontinuierlich in den sich drehenden Teil der Ventilatormühle eingeführt; gleichzeitig wird das heiße Trocknungsgas eingeleitet. Das aus der Ventilatormühle austretende Mahl­ gut wird in den zu diesem Zwecke ausgestalteten Separator (Windsichter) einge­ führt, von wo das Feinmahlgut mit dem Trocknungsgas - als Trägergas - un­ mittelbar zu der Anwendungsstelle, d. h. in die Brenner gefördert wird. Das in dem Separator (Windsichter) - vorher zirkulierende, jetzt aber schon abgeschie­ dene - Feinmahlgut (Grieß) wird in der Walzenmühle feinzerkleinert. Das Fein­ mahlgut wird von der Walzenmühle in den rotierenden Teil der Ventilatormühle zurückgeführt, wo diese feine Fraktion mit dem kontinuierlich dosierten Roh­ brennstoff vermischt wird.

Nach Bedarf kann die Umdrehungszahl der Walzen der Walzenmühle auch auf voneinander abweichende oder gleiche Werte eingestellt werden.

Die Umfangsgeschwindigkeit der Walzen der Walzenmühle beträgt 2 bis 20 m/s.

Unter Zwischenschaltung eines die Walzenmühle umgehenden Kanals der das heiße Trocknungsgas fördert -kann eine noch wirksamere Trocknung des Mahl­ gutes hinter der Walzenmühle gewährleistet werden.

In der Walzenmühle wird die Grobfraktion nicht durch Zerschlagen, sondern mit einem hohen Flächendruck und Scherwirkung gemahlen. Auf diese Weise werden die an den Walzen bzw. unter hohem Druck aneinandergepreßten Kohlenstückchen leicht zerkleinert. Der Verschleiß der Mahlwalzen ist geringfügig.

Durch die zweckdienlich ausgestaltete Konstruktion kann erreicht werden, daß die in der Längsrichtung gekerbten Walzen aus einem Grundstoff von hoher Flächenhärte, mindestens vom Werte 500 HB - gefertigt werden können. Da­ durch, daß nur die eine Walze festgelagert ist, kann die an der ortsfesten Walze gegen Federkraft oder hydraulische Kraft befestigte, nicht ortsfest gelagerte Walze sich entfernen, falls zwischen die Walzen ein hochfestes Gestein oder Stahlstück gelangt; als Erfolg gehen die Walzen auseinander, das harte Stück fällt zwischen den Walzen ab und kein Schaden wird verursacht.

Claims (4)

1. Verfahren zum Mahlen und Trocknen von geologisch jungem Torf, Lignit, wei­ cher und/oder energetischer Braunkohle sowie Vorbereitung von deren Brenn­ staubverfeuerung, im Laufe dessen Rohbrennstoff und das Tocknungs-, Trägergas in eine mit hoher Geschwindigkeit arbeitende Ventilatormühle ge­ leitet werden, dadurch gekennzeichnet, daß in der Ventilatormühle der Brennstoff vorzerkleinert und getrocknet wird die Grobfraktion (Grieß) aus dem Separator (z. B. Windsichter) in eine Walzenmühle geleitet und dort feinge­ mahlen wird, danach das die Walzenmühle verlassende Mahlprodukt wiederholt in den Separator (Windsichter) gefördert wird und das zum Verfeuern geeignete Feinmahlgut durch die Ventilatormühle hindurch zu der Anwendungsstelle, vorzugsweise in die Brenner, geleitet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mahlwalzen der Walzenmühle mit gleicher oder unterschiedlicher Geschwindigkeit angetrieben werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangs­ geschwindigkeit der Walzen der Walzenmühle 2-20 m/sec beträgt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß heiße Abgase über einen zu der Walzenmühle parallelen Kanal strömengelassen werden und dadurch das weitere Trocknen des Mahlguts hinter der Walzen­ mühle gefördert wird.