DE4223151C2 - Verfahren zur Mahlung von Rohbraunkohle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Mahlung von Roh­ braunkohle zu Feinkohle nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Zur Vermahlung von üblicherweise feuchter Rohbraunkohle zu Feinkohle wird bisher zunächst die Rohbraunkohle durch Trock­ ner geleitet, in denen beispielsweise eine indirekte Dampf­ beheizung der Kohle durchgeführt wird und auf diese Weise der Kohle die Feuchtigkeit weitgehend entzogen wird. Die Rohbraunkohle verläßt diese Trockner üblicherweise mit ei­ ner Temperatur von 70-85°C.

Da diese relativ hohe Temperatur von 70-85°C im Hinblick auf ein Entzünden oder auf eine Explosion des Kohlestaubge­ misches als äußerst problematisch angesehen werden muß, hat man für Braunkohlenstaub als höchstzulässige Temperatur 60°C festgelegt, um die vorgenannten Gefahrenmomente aus­ schließen zu können.

Aufgrund dieser Ausgangstemperatur nach dem Trocknen der Rohbraunkohle von 70-85°C wird die getrocknete Rohbraun­ kohle auf einen Temperaturbereich von etwa 40°C herabge­ kühlt. Dies geschieht z. B. in luftgekühlten Trogket­ tenförderern.

Die derart getrocknete und abgekühlte Rohbraunkohle wird dann in reinen Durchlaufmühlen mit Mahlkörpern, die insbesondere als Stangen oder Kugeln ausgelegt sind, zer­ kleinert und zermahlen. Bei diesen z. B. als Schwingmühlen oder Rührwerkskugelmühlen konzipierten Durchlaufmühlen er­ folgt die Zerkleinerung der Rohbraunkohle hauptsächlich zwischen den Mahlkörpern und der Mahlraumwand. In diesen Durchlaufmühlen wird durch die Reibung zwischen den Mahlkörpern untereinander sowie zwischen den Mahlkör­ pern und der Mahlraumwand Wärme erzeugt, die sich in einer starken Temperaturerhöhung von z. B. 20°C bei getrockneter Rohbraunkohle auswirken kann. Die vorausgehend abgekühlte Rohbraunkohle erreicht daher wiederum den zulässigen Grenz­ temperaturbereich von etwa 60°C.

Bei diesem bekannten Verfahren hat sich als be­ sonders nachteilig herausgestellt, daß die eingesetzten Durchlaufmühlen eine Kapazitätsgrenze von ca. 10 t/h an Rohbraunkohledurchsatz besitzen. Um daher einen Durchsatz an Rohbraunkohle von etwa 60 t/h zu erreichen, mußten je nach Produktfeinheit sechs bis zehn derartige Durchlaufmühlen eingesetzt werden, die in den vorausgehenden Stufen z. B. vier Trockner für die Rohbraunkohle mit nachfolgenden vier luftgekühlten Trogket­ tenförderern erforderlich machten.

Es zeigte sich daher, daß die höhere Durchsatzkapazität ei­ ne Vielzahl von derartigen Einheiten mit entsprechend höherer Anzahl von Antrieben, Zu- und Abtransportgeräten, Fundamenten, Gebäuden mit Schallisolierung und einem höhe­ ren Überwachungs- und Regelaufwand erforderlich machte.

Außerdem war es erforderlich, die Temperatur der Rohbraunkohle vor den Mühlen auf maximal 40°C zu begrenzen, was nur durch zusätzliche Kühlaggregate mit entsprechend hohem Investitionsaufwand, Platzbedarf und mit einem zusätzlichen Transport-, Re­ gelungs- und Wartungsaufwand verbunden war.

Aus der DE 37 34 359 A1 ist ein Verfahren bekannt, bei dem vorgetrocknete Braunkohle in einer Walzenschüsselmühle un­ ter ständiger Zufuhr von getrocknetem und auf etwa 60°C erwärmten Rauchgas zu Braunkohlenstaub gemahlen wird. Zur Vermeidung von Sauerstoff bzw. Luft wird das Inertgas mit Überdruck eingeführt und in einem bestimmten Anteil ständig ersetzt. Analog zur Inertgasatmosphäre der Walzenschüssel­ mühle erfolgt auch die Lagerung von Braunkohlenstaub in Silos in einer inerten Atmosphäre. Eine sauerstoffhaltige Atmosphäre soll wegen der Reaktionsfreudigkeit der Braun­ kohle und insbesondere des Braunkohlenstaubes vermieden werden. Dieses Mahlverfahren in einer Walzenschüsselmühle und in Inertgasatmosphäre von etwa 60°C erfordert eine zusätzliche Einrichtung zur Erzeugung von Rauchgas sowie Gebläseeinrichtungen und einen Wärmeaustauscher in einem gesonderten Kreislauf des Rauchgases. Damit verbunden ist ein entsprechender apparativer und regelungstechnischer Aufwand.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Braunkohlenvermahlung zu entwickeln, welches bei Aufrechterhaltung der erforderlichen Betriebssicherheit besonders investitionsgünstig ist und eine effiziente und qualitativ besonders gute Vermahlung und Sichtung ermög­ licht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Ein wesentlicher Kerngedanke der Erfindung ist hierbei, den Mahlprozeß mit dem Abkühlprozeß unter die kritische Grenz­ temperatur von 60°C zu verbinden und die Vermahlung in einer mit Luft und nicht mit einem Inertgas betriebenen Luftstrom-Wälzmühle durchzuführen.

Eine derartige Luftstrom-Wälzmühle, z. B. vom LOESCHE-Typ weist einen rotierenden Mahlteller bzw. eine Mahlschüssel und darauf reibschlüssig über das zu mahlende Gut angetrie­ bene oder mit eigenem Antrieb versehene Mahlwalzen auf. Um den Mahlschüsselrand ist ein umlaufender Schaufelkranz an­ geordnet, durch den in einer investitionstechnisch besonders günstigen Weise Kaltluft und/oder Umgebungsluft zugeführt wird, wobei die Luftströmung mit hoher Geschwindig­ keit und einer Drallkomponente in den Mahlraum eingesaugt bzw. eingeblasen werden kann. Das von der Mahlschüssel abgeschleu­ derte und auch zerkleinerte Gut wird hierbei im etwa hohl­ zylindrischen äußeren Ringraum von der Luftströmung erfaßt und in einer rotierenden Wirbelschicht zu dem oberhalb des Mahlraumes angeordneten Sichter geführt und aufgrund der niedrigen Temperatur des zugeführten Luftstromes gleichzeitig auf eine unkritische Temperatur abgekühlt.

Die Erfindung geht den Weg, als Kaltgas, Kaltluft oder Umgebungsluft über den Schaufelkranz in den Mahlraum einzusaugen bzw. einzublasen und getrocknete Rohbraunkohle, welche mit etwa 70 bis 85 Grad Celsius zugeführt und zerkleinert wird, durch eine innige Umspülung der z. B. eine Temperatur von etwa 80°C aufwei­ senden Rohbraunkohlepartikel, eine Abkühlung dieser Parti­ kel während der Rotation der Wirbelschicht des Staub-Luft- Gemisches nach oben zum Sichter zu erreichen. Hierbei kann die Strömungsgeschwindigkeit und der Durchsatz der Kalt- und/oder Umgebungsluft auch in Abhängigkeit von der Aufgabe der zu mahlenden Roh­ braunkohle so geregelt werden, daß auf alle Fälle die kri­ tische Grenztemperatur von 60°C bei den die Luftstrom- Wälzmühle und den Sichter verlassenden Rohbraunkohlepartikeln erreicht oder unterschritten wird.

Bevorzugt weist die Luftstrom-Wälzmühle für dieses Verfahren zwischen den Mahlkörpern, also der Mahlschüssel und den Mahlwalzen, einen Mindestabstand auf, so daß ein direk­ ter metallischer Kontakt, der zu hoher Reibungswärme führt, vermieden wird.

Die nachfolgende Sichtung der in einer aufsteigenden rotie­ renden Wirbelschicht dem Sichter zugeführten Rohbraunkoh­ lepartikel, insbesondere in einem integrierten Sichter, gewährleistet unabhängig von Teillast- oder Vollastbetrieb der Luftstrom-Wälzmühle eine hohe Konstanz des Feinkorn-Bandes.

Zudem kann die Kalt- und/oder Umgebungsluft als Fördermedium zur Weiterlei­ tung des gemahlenen, abgekühlten und gesichteten Gutes in Zwischensilos oder zu Verbrauchern optimal eingesetzt werden ohne daß die Betriebssicherheit gefährdet ist.

Die verfahrensmäßige Integration einer luftbetriebenen Luftstrom-Wälzmühle für eine Kühlungs-Vermahlung von Rohbraunkohle aber auch anderer Roh­ kohle schafft bei Aufrechterhaltung der notwendigen Betriebssicherheit und mit besonders geringen Aufwand völlig andere Durchsatzleistun­ gen, da die Luftstrom-Wälzmühlen in größeren Einheiten gebaut werden können und z. B. sechs bis zehn Schwingmühlen bekannter Art ersetzen können. Zudem wird bei Wälzmühlen die Reibungswärme durch den direkten Kontakt zwischen den Mahlteilen vermieden. Dies kann beispielsweise durch mechanische Abstandshalter für die Mahlwalzen gegenüber der Mahlschüssel realisiert werden.

Da der Kaltluftstrom bei einer derartigen Luftstrom-Wälz­ mühle aus der Atmosphäre angesaugt werden kann, erübrigen sich ein zusätzlicher Inertgaskreislauf mit Aggregaten zur Erzeugung, Aufwärmung bzw. Abkühlung und Zuführregelung des Inertgases und ein Herabkühlen der getrockneten Rohbraunkohle aus dem Temperaturbereich von 70-85°C auf Bereiche bei etwa 40°C vor dem Mahlprozeß, so daß erhebliche Investitionen ein­ gespart werden können.

Hinzu tritt, das der apparative Gesamtaufwand durch den Einsatz einer luftbetriebenen Luftstrom-Wälzmühle anstelle von sechs bis zehn Schwing­ mühlen bzw. eines inertgas betriebenen Walzenschüsselmühle sowie der entsprechende Folgeaufwand erheblich reduziert werden kann.

Ein weiterer Vorteil stellt sich dadurch ein, daß die Luft­ strom-Wälzmühle im Unterdruckbetrieb gefahren werden kann, wodurch die in den Mahlvorgang integrierten Abkühlungsvorgänge und die pneumatische Förderung in­ nerhalb der Wälzmühle effizienter und energiesparender durchführbar sind. Für den vorzugsweise gewählten Unterdruckbetrieb, der auch als Saugbetrieb bezeichnet werden kann, werden die entsprechenden Ventilatoren hinter der Luftstrom-Wälzmühle und insbesondere hinter den Staubabscheidern, die dem Sich­ ter nachgeschaltet sind, vorgesehen. Durch diese Saugwir­ kung der Ventilatoren vermeidet man zusätzlich eine Temperatur­ erhöhung im Innenraum der Luftstrom-Wälzmühle, wodurch ein besonders wirkungsvoller Kühl-Mahlprozeß in der Wälzmühle erreicht wird.

Zwar ist das prädestinierte Einsatzgebiet des Verfahrens die Mahlung von Rohbraunkohle. Andere Rohkohlearten lassen sich jedoch ebenfalls in vorbeschriebener Weise mittels des Verfahrens äußerst wirtschaftlich mahlen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Beispieles noch näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung des Verfahrenspro­ zesses mit den wesentlichen Aggregaten und

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung eines Ausschnittes durch den Mahlbereich der Luftstrom-Wälzmühle nach Fig. 1 mit den wesentlichen Strömungsver­ hältnissen.

In Fig. 1 ist eine Luftstrom-Wälzmühle 1 dargestellt. Die­ se Wälzmühle 1 hat eine angetriebene, rotierende Mahl­ schüssel 2 und auf dieser üblicherweise reibschlüssig abrollende Mahlwalzen 3. Oberhalb des Mahlraumes ist ein Sichter 4 integriert im Gehäuse der Luftstrom-Wälzmühle 1 vorgesehen.

Die üblicherweise feuchte Rohbraunkohle wird im Verfahren zunächst über Trockner 11, die z. B. Röhrentrockner mit in­ direkter Dampfbeheizung sein können, geführt und darin ge­ trocknet. Die Rohbraunkohle gelangt mit einer Temperatur von etwa 70-85°C aus diesem Trockner 11 auf einen Förde­ rer 12 und anschließend auf ein Wiegeband 13 zur dosierten Aufgabe der getrockneten Rohbraunkohle über eine Zellrad­ schleuse 14 und die Zuführung 7 der Rohbraunkohle in die Luftstrom-Wälzmühle 1.

Der Wälzmühle 1 wird im unteren Bereich ein Kaltgas, insbesondere die Kaltluft aus der Atmosphäre zugeleitet, die anschließend über einen Schaufelkranz 17 in den Mahl­ raum eingeströmt wird.

In Fig. 2 ist in einer größeren, schematischen Teilansicht der Bereich des Mahlraumes der Wälzmühle 1 dargestellt. Die Kaltluft 18 wird hierbei im Randbereich der Mahlschüssel 2, die über einen Antrieb 16 in Rotation versetzt wird, über den Schaufelkranz 17 mit einer Drallbewegung aufwärts in den Mahlraum eingeblasen. Im äußeren, hohlzylindrischen Ringraum 22 erfolgt hierbei zwischen der Kaltluft 18 und den gemahlenen Rohkohlepartikeln eine innige Umspülung, die in der rotierenden und aufsteigenden Wirbelschicht 24 zu einer Abkühlung der Rohbraunkohlepartikel unter den kri­ tischen Grenzwert von 60°C führt.

Die Rohbraunkohle 23 wird etwa axial mittig auf die rotie­ rende Mahlschüssel 2 aufgegeben und gelangt durch Flieh­ kraft radial nach außen, wo sie unter dem Druck der Mahl­ walzen 3 zerkleinert und zermahlen wird. Die abgeschleuder­ ten Kohlepartikel werden dann in der rotierenden Wirbel­ schicht in der Berührung mit der Kaltluft effektiv herab­ gekühlt, wobei der Kühlungsprozeß durch die Strömungsge­ schwindigkeit der Kaltluft und deren Temperatur geregelt werden kann.

Die in Pfeilrichtung 20 aufsteigende rotierende Wirbel­ schicht 24, die zwischen dem Gehäuse 15 und dem Rand des Mahltellers 2 entsteht, wird durch die Schaufelneigung des Schaufelkranzes 17 und die dadurch in einen Drall versetzte Wirbelströmung 19 erzeugt.

In dieser Wirbelschicht geben die allseits von Kaltluft umströmten Kohlepartikel ihre Wärme an die Kaltluft ab, bis am Austritt des Kohlenstaubes aus dem in der Wälzmühle 1 integrierten Sichter 4 eine Temperatur unter 60°C erreicht wird.

Der Sichter 4 ermöglicht es zudem, daß unabhängig von Teil­ last- oder Vollastbetrieb das den Sichter über den Auslaß 9 verlassende Feingut auf eine hohe Konstanz eines gewünsch­ ten Staubkorn-Bandes eingestellt werden kann.

Die derart eingesetzte Kaltluft 18 kann vorteilhafterweise gleichzeitig für die pneumatische Weiterförderung des Fein­ gutes zu Zwischensilos oder zu Verbrauchern genutzt zu wer­ den.

Claims (9)

1. Verfahren zur Mahlung von Rohbraunkohle zu Feinkohle in einer Wälzmühle, bei dem zunächst eine Trocknung der Rohbraunkohle bei erhöhter Temperatur durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß die getrocknete Rohbraunkohle mit etwa 70 bis 85 Grad Celsius einer Luftstrom-Wälzmühle zugeführt wird, daß die Luftstrom-Wälzmühle von Kalt- und/oder Um­ gebungsluft durchströmt wird,
daß die Braunkohlepartikel während des Mahlvorganges im Austausch mit der Kalt- und/oder Umgebungsluft auf eine Temperatur unter 60 Grad Celsius abgekühlt werden und daß die Abkühlung der Braunkohlepartikel durch die Einströmungsgeschwindigkeit und/oder durch die Temperatur der Kalt- und/oder Umgebungsluft geregelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abkühlung der Braunkohlepartikel während des Malvorganges durch eine Einströmungsgeschwindigkeit im Bereich von 40 bis 80 m/s geregelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kaltluft und/oder Umgebungsluft und die Braunkohlepartikel ein Luft-Staub-Gemisch bilden, das einer Sichtung, insbesondere einem integrierten Sichter der Luftstrom-Wälzmühle, zugeführt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftstrom-Wälzmühle im Unterdruckbereich betrieben wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine pneumatische Förderung der gemahlenen und abgekühlten Braunkohlepartikel durchgeführt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in einem äußeren Ringraum der Luftstrom-Wälzmühle, die eine Mahlschüssel, Mahlwalzen und einen Schaufel­ kranz aufweist, eine rotierende Wirbelzone von Kalt- und/oder Umgebungsluft und Braunkohlepartikeln zur Abkühlung der Braunkohlepartikel auf unter 60 Grad er­ zeugt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirbelzone durch spiralstromförmige Einblasung von Kaltluft und/oder Umgebungsluft durch den die Mahlschüssel umgebenden Schaufelkranz gebildet wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß unabhängig von Voll- oder Teillastbetrieb die Sich­ tung der Braunkohlepartikel auf eine gewünschte Konstanz eines Korn-Bandes eingestellt wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Mahlung der Rohbraunkohle unter Einhaltung eines Mindestabstandes der Mahlvorrichtungen, insbesondere eines Mindestabstandes zwischen Mahlschüssel und Mahlwalzen, durchgeführt wird.