DE820238C

DE820238C - Verfahren zum Zerkleinern fester Stoffe

Info

Publication number: DE820238C
Application number: DEH1409A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Dr Phil Hock; Hartmut Dipl-Ing Roenneke
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1950-01-28
Filing date: 1950-01-28
Publication date: 1951-11-08

Description

Verfahren zum Zerkleinern fester Stoffe Beim gegenwärtigen Stand der Zerkleinerungstechnik erfolgt die Zerkleinerung des groben Raufwerkes wegen der üblicherweise verlangten Kornfeinheiten des Endproduktes in mehreren Stufen; ferner geht die Beanspruchung des zu zerkleinernden Gutes nicht plötzlich vor sich, auch wird das Gut in keinem Falle auf Zug beansprucht, vielmehr solchen Beanspruchungsarten ausgesetzt, denen gegenüber alle festen Stoffe sich vergleichsweise als widerstati<Isfüfiiger erweisen.
Die erforderliche stufenweise Zerkleinerung ist eine unvermeidliche Folge der erreichbaren geringen Zerkleinerungsgrade der "Zerkleinerungsmaschinen bei einmaligem Durchsatz des Gutes, und die liiiclisten im Betriebe erreichbaren Zerkleinerungsspannen liegen bei etwa r : t 5, was die Kosten der Zerkleitierring ganz wesentlich beeinflußt.
Nicht weniger kostspielig ist die an sich unzwecknüit,ügeArbeitsweise der Zerkleinerungsmaschinen. Bekanntlich wachsen der mechanische und der energetische Wirkungsgrad einer Zerkleinerungsrnaschine mit der Geschwindigkeit der bewegten Teile, d. h. mit der Plötzlichkeit, mit der die Einwirkung des Schlages oder der Pressung oder einer sonstigen Beanspruchung auf das zu zerkleinernde Gut erfolgt. Von dieser auch theoretisch begründeten Erfahrung wird nur bei einigen Zerkleinerungsmaschinen mehr oder weniger Gebrauch gemacht (Hammermühlen, Prallmiihlen, Wirbelschlagmühlen, Wirbeldüsen). Jedoch wird auch hierbei das Gut lediglich Beanspruchungsarten, wie z. B. Drücken, Schlagen, Zerreiben, Quetschen, Abscheren u. a. unterworfen, während die an sich wirkungsvollste Kraft, d. h. die Zugkraft, sofern sie überhaupt auftritt, nur sozusagen als Größe 11. Ordnung erscheint.
Allerdings wurde neuerlich vorgeschlagen, Stoffe mit offenem Porenvolumen, wie z. B. Kohlen, #-edimentäre Erze und ähnliche, durch eine reine Zugbeanspruchung zu zerkleinern, und zwar in der Weise, daß in dem Porenvolumen gespanntes Gas aufgespeichert wird, das dann, ähnlich einer Sprengladung, das Gut von innen her zerkleinert (Sprengzerkleinerung). In der vorgeschlagenen Form sind die Verfahren jedoch technisch belanglos und haben sich nicht eingeführt, weil die Durchsätze begrenzt und der Aufwand an Sprenggas außerordentlich hoch sind.
Gegenstand der Erfindung ist ein Zerkleinerungsverfahren, mit dem sich, gegenüber dem bekannten Stand der Technik, bei einmaligem Durchgang des Gutes ein bedeutend höherer Zerkleinerungsgrad erreichen läßt, weil die Zerteilungsgeschwindigkeit extrem gesteigert und die Zerkleinerung selbst durch eine indirekte Zugbeanspruchung bewirkt wird. Erfindungsgemäß wird das Gut aus einem Raum, in dem es unter einem zweckmäßig hohen Gas- oder Dampfdruck steht, unter der Wirkung dieses Druckes durch einen Drosselquerschnitt in einen Raum mit niedrigerem, z. B. atmosphärischem Druck gepreßt. Der maßgebliche Vorgang spielt sich dabei im Drosselquerschnitt ab. Infolge des Druckgefälles, das auf der Hochdruckseite herrscht, und der völligen Entspannung beim Austritt aus dem Drosselquerschnitt wird das Gut mit mehr oder weniger hoher Geschwindigkeit durch den Drosselquerschnitt in den Niederdruckraum gepreßt und dabei zerkleinert. Das Gut tritt gleichsam als fester Strahl aus dem Drosselquerschnitt aus, wobei es offenbar infolge seiner inneren Spannung zerreißt.
Mit der Form und Anordnung des Drosselquerschnittes läßt sich die Zerkleinerung in weiten Grenzen regeln. Bringt man den Hochdruckraum in einem Rohr unter und wählt den Rohrquerschnitt nicht zu groß im Verhältnis zum Drosselquerschnitt, dann rückt das Gut noch bei einer überraschend geringen Strömungsgeschwindigkeit des Arbeitsgases selbständig zum Drosselquerschnitt nach.
Das Verfahren gemäß der Erfindung eignet sich bei Anwendung von Drücken bis zu 5o at hervorragend für weiche, zerreibliche, faserige, schmierige, klebrige und ähnliche Stoffe. Harte, zähe und sonstige schwer verformbare Stoffe erfordern entsprechend höhere Drücke. Die Korngröße der Aufgabe kann praktisch beliebig sein und richtet sich im wesentlichen nach dem Querschnitt des Hochdruckraumes. Beträgt letzterer z. B. 50 mm, so kann die obere Korngrenze die gleiche sein. Das Gut wird durch geeignete Vorrichtungen in möglichst dichter Packung, im allgemeinen also in Schüttgewichtsdichte, in den Druckraum befördert.
Da bei dem aufgezeigten Zerkleinerungsprozeß eine hinreichend plötzliche Entspannung vor allem wesentlich ist, so läßt sich im gegebenen Falle das Verfahren auch mit anderen Fluden als Gasen, z. B. mit Flüssigkeiten, durchführen. Im einfachsten Falle wird hierbei Druckwasser verwendet.
Der Erfindungsgedanke läßt sich beispielsweise mit einer in der Abbildung schematisch wiedergegebenen Apparatur durchführen, mit der die Zerkleinerung von Rohbraunkohle, Olschiefer, Fettsteinkohle und Dolomit untersucht wurde. Diese Apparatur besteht aus dem Hochdruckrohr a, das hinten zugeschweißt und an der Mündung mit einer besonderen Verschlußvorrichtung b ausgerüstet ist. In der Höhe der Mündung befindet sich ein Flansch c als Halter für den Staubscheider d. Ein entsprechender Anschluß f gestattet die Zuführung der Preßluft, ein Manometer e die Druckablesung.
Beispielsweise wird für die Zerkleinerung von Rohbraunkohle das Rohr mit einer Körnung von 5o mm vollgefüllt, alsdann verschlossen und bis auf einen Druck von 5o atü aufgeladen. Dann wird der Versqltluß so weit geöffnet, daß ein Ringspalt von 1,5 mm freigelegt wird. Im Augenblick des CSffnens schießt die gesamte Kohlefüllung durch den Spalt in den Staubscheider. Der Vorgang dauert etwa 1 Sekunde.
Der Ringspalt kann auch durch eine an der Rohrmündung angebrachte perforierte Scheibe ersetzt werden, ebenso durch eine einfache Zentraldüse. Im Falle der perforierten Scheibe (Löcher von 3 mm) hätte die zerkleinerte Rohbraunkohle einen Feinheitsgrad von too% unter 0,5 mm, was einem Zerkleinerungsgrad von 1 : too entspricht. Dabei belief sich der Preßluftverbrauch auf rund 15 kg/t Rohbraunkohle.
Selbstverständlich gibt es für dieses Zerkleinerungsprinzip auch noch sonstige konstruktive Lösungen.
Speziell bei Rohbraunkohle oder auch anderen wasserhaltigen Stoffen läßt sich der erforderliche Gasdruck auch im Druckraum selbst erzeugen, indem durch indirekte Beheizung ein Teil des Wassergehaltes dieser Stoffe in Dampf übergeführt wird. Hierbei ist überraschend, daß selbst bei scharfer Beheizung die Braunkohle nicht im geringsten angeschwelt wird, so daß mit Drücken von 5o at (26o°) und mehr ohne weiteres gearbeitet werden kann. Für Braunkohle ergibt sich noch zusätzlich, falls man die Aufheizzeit im vorliegenden Falle auf etwa to Minuten ausdehnt, eine mechanische Wasserabgabe, sogenanntes Fleißner-Wasser. Der Rest-Wassergehalt der zerkleinerten Braunkohle wird also einmal durch die Nachverdampfung erniedrigt und zusätzlich durch den auftretenden Fleißner-Effekt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zum Zerkleinern fester Stoffe, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufgabegut in möglichst dichter Packung, im allgemeinen also in Schüttgewichtsdichte, bei Ausfüllung der Zwischenräume mit einem Flud (Gas oder Flüssigkeit) unter einen dem jeweiligen Stoff angepaßten Druck gesetzt und durch einen Drosselquerschnitt in einen Raum niederen Druckes hinreichend plötzlich entspannt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 zum Zerkleinern fester Stoffe, vorzugsweise weicher, zerreiblicher, faseriger, schmieriger, klebriger und ähnlicher Stoffe, dadurch gekennzeichnet, daß als Flud ein Gas verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 zum Zerkleinern fester Stoffe, vorzugsweise härterer Stoffe, dadurch gekennzeichnet, daß als Flud eine Flüssigkeit verwendet wird. .
Verfahren nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß bei wasserhaltigen Rohstoffen der erforderliche Druck durch indirekte Beheizung des Druckraumes hergestellt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere für gelartige Stoffe, wie z. B. Rohbraunkohle, die gleichzeitig einer möglichst weitgehenden Trocknung unterzogen werden sollen, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckraum indirekt und hinreichend lange auf entsprechend hohe Temperaturen erhitzt und anschließend entspannt wird.