EP0919284A1 - Anlage und Verfahren zur kryogenen Zerkleinerung von Stoffen - Google Patents
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- EP0919284A1 EP0919284A1 EP98122530A EP98122530A EP0919284A1 EP 0919284 A1 EP0919284 A1 EP 0919284A1 EP 98122530 A EP98122530 A EP 98122530A EP 98122530 A EP98122530 A EP 98122530A EP 0919284 A1 EP0919284 A1 EP 0919284A1
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- B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
- B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
- B02C19/00—Other disintegrating devices or methods
- B02C19/18—Use of auxiliary physical effects, e.g. ultrasonics, irradiation, for disintegrating
- B02C19/186—Use of cold or heat for disintegrating
Definitions
- the invention relates to a system and a method for cryogenic comminution, especially for cryogenic fine grinding of substances.
- the cryogenic fine grinding is both in Production and disposal processes as a process for crushing or separating individual substances used. Compared to the hot shredding diverse advantages. This includes savings Shredding energy and enabling shredding pasty and tough-elastic solids as well as the selective separation of material groups. The savings in shredding energy have theirs Cause in the transition from ductile to brittle behavior of the solids reducing fracture work. The possibility of separating the groups depends on the different thermal expansion different materials together.
- the material to be ground is usually pre-cooled and the grinding heat by cooling using a Refrigerant, which the crushing device or Flows through the mill, discharged.
- the cooling in known cryogenic grinding plants is currently mainly carried out using liquid nitrogen (LN 2 ), which is brought into direct contact with the material to be ground. Occasionally, cooling with solid carbon dioxide (dry ice, solid CO 2 ) instead of liquid nitrogen is also used.
- LN 2 liquid nitrogen
- solid carbon dioxide dry ice, solid CO 2
- An example of a method and a device for cold grinding with the above-mentioned coolants can be found in DE 3833830 C2, in which the materials are comminuted in a jet mill.
- DE 4329476 A1 describes a method and a Plant for the recycling of plastic and electronic scrap residues known where the starting material with the help of halogen-free hydrocarbons as a refrigerant to a temperature of minus 120 to minus 160 ° C is cooled.
- the cooling takes place here through a refrigeration system in the form of a Cold cascade, in which the desired final temperature through reached three cooling stages in series becomes.
- the refrigerants at each (subsequent) stage are used for the condensation of the respective Prepress used.
- the area for cooling the goods (Embrittlement area) and the size reduction area are housed in the same housing that through the refrigeration system is cooled. Cooling the too grinding substances are obviously carried out here the air inside the housing as Coolant that emits its heat on the housing wall.
- this type of heat transfer is off Rather disadvantageous for reasons of efficiency.
- the invention is therefore based on the object to eliminate the above drawbacks and a facility and a process for cryogenic comminution of substances specify which is efficient and inexpensive Allow cooling of the material to be ground.
- the invention is intended in a preferred Embodiment still a simple extension commercial systems for cryogenic fine grinding enable.
- a solid cooler with cooled by indirect cooling, in which the substances with the Solid cooler surface in direct contact reach.
- This solid cooler is with a refrigeration system connected, which provides the refrigerant.
- the refrigerant There cooling by direct contact of the solids with the surface of the solid cooler or one of the Solid cooler forming solid cooler or mixer takes place, the is in an advantageous manner Efficiency of heat transfer increased without one cause rapid icing of the system.
- cooling in the temperature range up to about minus 140 ° C can advantageously be based on refrigeration systems the cold steam process or the Stirling process be used. This makes the cost-intensive use of refrigerants such as liquid nitrogen.
- the one working in the Stirling process and in Mass-produced Philips chiller can be reached in only a temperature sufficiently low and has a very compact structure.
- the indirect cooling provided according to the invention the solid streams with a refrigeration system is therefore preferably continuously with support working mixing and conveying units.
- Examples of such units are rotating tubes, Screw conveyors or thrust mixers.
- the rotary tube turns during the transport of the solid constantly on its own axis, while the im Rotating screw, paddle, Shovels or plowshares are active circulate.
- the cooling takes place here, for example internal heat exchanger tubes and / or through a Jacket cooling instead, in which the refrigerant Cold steam system evaporates or the coolant of the Stirling engine is heated.
- the solids are coming in direct contact with these pipes or the jacket. Due to the geometry of the mixing elements and the choice of Operating parameters, especially the speed, can Heat transfer can be varied over a wide range.
- the present invention becomes the indirect solid cooler combined with a direct solid cooler.
- This direct solid cooler works preferably based on liquid nitrogen and between the indirect solid cooler and the Shredder switched. Through this Measure can reach lower temperatures as they are for the embrittlement of certain substances may be necessary. With such a system can therefore a variety of fabrics are processed without specific temperature ranges or substances to be limited.
- Through the upstream indirect Solid cooler will increase consumption Liquid nitrogen significantly reduced for cooling. Only higher temperatures are needed that already can be achieved with the indirect solid cooler can, so can the supply of liquid nitrogen be completely dispensed with.
- This embodiment thus combines the Advantages of direct and indirect cooling processes under cost-related and procedural aspects.
- a very special advantage of this embodiment is that existing facilities with direct solid cooler, for example based of liquid nitrogen, in a simple way Upstream of the indirect solid cooler with the associated refrigeration system can be expanded to include to achieve advantages according to the invention.
- the invention is additionally that in the comminution device circulating air in an air cooler chilled.
- the air cooler can be separated Refrigeration system are operated, as for the indirect solid cooler is used.
- a special configuration can also be a single Refrigeration system for the simultaneous operation of the indirect Solid cooler and the air cooler designed be.
- Figure 1 shows schematically a system concept of a cryogenic fine grinding plant according to an embodiment of the present Invention.
- the system shown as an example in the figure initially consists of an indirect solid cooler (1) for cooling the materials to be shredded.
- This The solid cooler gets substances from a storage container (9) via a metering device (10), for example a dosing screw or vibrating trough, fed.
- the fabrics then get into the indirect solid cooler, its electrical Drive is designated in the figure with (A).
- the solid cooler (1) as Thrust mixer designed and with jacket cooling equipped (screw cooler).
- the mixing organs care for the transport of fabrics under intense radial Mixing in contact with the cooling jacket.
- the coolant for the jacket cooling is through the refrigeration system (2) provided, which is only very simplified in the figure with a compressor and a condenser is shown. It preferably consists of one multilevel refrigeration cascade as it is from the prior Technology is known.
- the material to be shredded is passed through the solid cooler (1) transported.
- the good is about the Jacket cooling pre-cooled.
- the pre-cooled good then arrives in a second solid cooler (3), such as in a typical cryogenic grinding plant of the State of the art is used.
- This solid cooler can, for example, in the form of a vortex snail be trained.
- the goods are cooled directly with liquid nitrogen coming from a reservoir (11) is supplied to the required embrittlement temperature of the respective goods cooled.
- the cold embrittled goods then arrive together with the evaporated nitrogen and recirculated air into the impact mill (4) where it is crushed to the desired final grain size becomes.
- a cyclone (5) the ground material is removed from the grinding air or recirculated air separately.
- the regrind is in a container (12) collected.
- the separated grinding air is then in a fabric filter (6) cleaned.
- Part of the grinding air is from the air cycle diverted.
- the other part is called Recirculated air and cracked air are returned to the mill.
- the Cracked air is used to seal the shaft bushings the impact mill through which they come from outside is pressed in to prevent warm penetration To prevent ambient air.
- circulating air is returned to the mill through an air cooler (7) to dissipate the grinding heat cooled down.
- the air cooler (7) is evaporated Refrigerant from a second separate refrigeration system (8) operated.
- the refrigerant from the Refrigeration system (2) can be used so that the second Refrigeration system (8) is not absolutely necessary.
- the Refrigeration systems give their heat of condensation through heat exchangers to those shown schematically in the figure Cooling water circuit (13).
- the embodiment shown in the figure enables upgrading in an advantageous manner existing systems for cryogenic Fine grinding through the additional use of a Refrigeration system (2), the indirectly cooled solid cooler (1) and an air cooler (7).
- Upgrading can be the reduction or complete Substitution of consumption of liquid nitrogen can be achieved as a coolant.
- indirect and direct solid cooler is also the use of a Cold steam refrigerator for the first solid cooler and the use of a cold steam cascade or one Stirling machine for the second solid cooler possible.
- Components of the system according to the invention can can be taken from the state of the art at any time.
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Anlage und ein Verfahren zur kryogenen Zerkleinerung von Stoffen. Die Anlage weist einen indirekten Feststoffkühler (1), in dem die Stoffe durch direkten Kontakt mit einer Oberfläche des Feststoffkühlers gekühlt werden, eine Kälteanlage (2) zur Bereitstellung eines Kühlmittels für den Feststoffkühler (1), und eine Zerkleinerungsvorrichtung (4) zur Zerkleinerung der gekühlten Stoffe auf. Sie ermöglicht eine effiziente und kostengünstige Kühlung der zu mahlenden Stoffe und ermöglicht eine einfache Aufrüstung handelsüblicher Anlagen zur kryogenen Feinvermahlung. <IMAGE>
Description
Die Erfindung betrifft eine Anlage und ein Verfahren
zur kryogenen Zerkleinerung, insbesondere zur
kryogenen Feinvermahlung von Stoffen.
Die kryogene Feinvermahlung wird sowohl in
Produktions- als auch Entsorgungsprozessen als Verfahren
zur Zerkleinerung oder Trennung einzelner Stoffe
eingesetzt. Sie besitzt gegenüber der Warmzerkleinerung
vielfältige Vorteile. Dazu gehören die Einsparung an
Zerkleinerungsenergie und die Ermöglichung einer Zerkleinerung
pastöser und zäh-elastischer Feststoffe
sowie die selektive Auftrennung von Materialverbünden.
Die Einsparung an Zerkleinerungsenergie hat ihre
Ursache in der sich beim Übergang vom duktilen zum
spröden Verhalten der Feststoffe verringernden Brucharbeit.
Die Möglichkeit der Auftrennung der Verbünde
hängt mit der unterschiedlichen thermischen Ausdehnung
verschiedener Materialien zusammen.
In existierenden Verfahren zur kryogenen Feinvermahlung
werden in der Regel das zu mahlende Gut vorgekühlt
und die Mahlwärme durch Kühlung mittels eines
Kälteträgers, der die Zerkleinerungsvorrichtung bzw.
Mühle durchströmt, abgeführt.
Die Kühlung in bekannten kryogenen Zerkleinerungsanlagen
erfolgt derzeit hauptsächlich unter Einsatz von
Flüssigstickstoff (LN2), der in direkten Kontakt mit
dem zu mahlenden Gut gebracht wird. Gelegentlich wird
auch mit festem Kohlendioxid (Trockeneis, festes CO2)
anstelle des Flüssigstickstoffs gekühlt. Ein Beispiel
für ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Kaltmahlen
mit den oben genannten Kühlmitteln findet sich in der
DE 3833830 C2, bei der die Stoffe in einer Strahlmühle
zerkleinert werden.
In der Regel benötigt man bei effizienten Anlagen
zur Kühlung unter die Versprödungstemperatur der Stoffe
bzw. des Gutes und zur Abfuhr der Mahlwärme bei der
Feinvermahlung jedoch eine große Menge an Kühlmittel.
So werden beispielsweise für die Zerkleinerung von
Altreifengranulat auf eine Partikelgröße von kleiner
als 400 µm etwa 0,7 kg bis 3 kg Flüssigstickstoff pro
l kg Einsatzstoff verbraucht. Obwohl der Flüssigstickstoff
aus der Sicht einfacher Handhabung und guter
Verfügbarkeit ein geeigneter Kälteträger ist, stehen
diesem Vorteil jedoch hohe spezifische Betriebsmittelkosten
gegenüber, die im hohen Energiebedarf bei der
Herstellung des Flüssigstickstoffs begründet sind.
Die hohen Kosten für den Flüssigstickstoff, und in
gleicher Weise auch für festes Kohlendioxid (Trockeneis),
wirken der weiteren Verbreitung der kryogenen
Feinvermahlung in den unterschiedlichen Bereichen aus
Entsorgung und industrieller Produktion entgegen. Je
nach Einsatzstoff und Güte der Umsetzung des Verfahrenskonzeptes
sind ein Anteil von 40 bis 70% der
Betriebsmittelkosten für LN2 oder festes CO2 an den
Gesamtbetriebskosten nicht selten.
Aus der DE 4329476 A1 sind ein Verfahren und eine
Anlage zur Verwertung von Kunststoff- und Elektronikschrott-Rückständen
bekannt, bei denen das Ausgangsmaterial
mit Hilfe von halogenfreien Kohlenwasserstoffen
als Kältemittel auf eine Temperatur von minus
120 bis minus 160°C abgekühlt wird. Die Abkühlung
erfolgt hierbei durch eine Kälteanlage in Form einer
Kältekaskade, in der die gewünschte Endtemperatur durch
drei hintereinander geschaltete Kühlstufen erreicht
wird. Die Kältemittel jeder (nachfolgenden) Stufe
werden hierbei für die Kondensation der jeweiligen
Vorstufe genutzt. Der Bereich für die Kühlung des Gutes
(Versprödungsbereich) und der Zerkleinerungsbereich
sind in dem gleichen Gehäuse untergebracht, das durch
die Kälteanlage gekühlt wird. Die Kühlung der zu
mahlenden Stoffe erfolgt hierbei offensichtlich durch
die im Inneren des Gehäuses vorhandene Luft als
Kälteträger, die an der Gehäusewand ihre Wärme abgibt.
Diese Art der Wärmeübertragung ist jedoch aus
Effizienzgründen eher nachteilig.
Eine weitere Anlage zur kryogenen Zerkleinerung
von Stoffen, insbesondere von Kabelmuffen, Kabelendverschlüssen
oder Elektronikschrott, ist in der
DE 19600647 A1 dargestellt. Bei dieser Anlage wird
ebenfalls auf den Einsatz von Flüssigstickstoff als
Kältemittel verzichtet und statt dessen eine zweistufige
Kälteanlage eingesetzt. Die Kühlung des zu
mahlenden Gutes erfolgt hierbei ebenfalls durch Luft,
die einen mit dem abzukühlenden Gut befüllten Kühltunnel
durchströmt und die vom Gut aufgenommene Wärme
über Wärmetauscher an die Kälteanlage abgibt.
Die Kühlung mittels Luftstrom hat jedoch den
Nachteil einer schnellen Vereisung der Anlage und einer
ungleichmäßigen Kühlung des Gutes.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde,
die obigen Nachteile zu beseitigen und eine Anlage und
ein Verfahren zur kryogenen Zerkleinerung von Stoffen
anzugeben, die eine effiziente und kostengünstige
Kühlung des zu mahlenden Gutes ermöglichen.
Die Erfindung soll in einer bevorzugten
Ausführungsform weiterhin eine einfache Erweiterung
handelsüblicher Anlagen zur kryogenen Feinvermahlung
ermöglichen.
Die Aufgabe wird mit der Anlage nach Anspruch 1
sowie mit dem Verfahren nach Anspruch 14 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Anlage und des
Verfahrens sind Gegenstand der Unteransprüche.
Erfindungsgemäß werden die zu zerkleinernden
Stoffe bzw. das zu zerkleinernde Gut bei der erfindungsgemäßen
Anlage in einem Feststoffkühler mit
indirekter Kühlung abgekühlt, in dem die Stoffe mit der
Oberfläche des Feststoffkühlers in direkten Kontakt
gelangen. Dieser Feststoffkühler ist mit einer Kälteanlage
verbunden, die das Kältemittel bereitstellt. Da
die Abkühlung durch direkten Kontakt der Feststoffe mit
der Oberfläche des Feststoffkühlers bzw. eines den
Feststoffkühler bildenden Feststofförderers
oder -mischers erfolgt, wird in vorteilhafter Weise die
Effizienz der Wärmeübertragung erhöht, ohne eine
schnelle Vereisung der Anlage zu verursachen.
Zur Kälteerzeugung im Temperaturbereich bis etwa
minus 140°C können vorteilhaft Kälteanlagen auf Basis
des Kaltdampfprozesses oder des Stirling-Prozesses
verwendet werden. Dies macht den kostenintensiven Einsatz
von Kältemitteln wie Flüssigstickstoff überflüssig.
Mit dem Kaltdampfprozeß können in Form handelsüblicher
Kompressions- oder Absorptionskälteanlagen
Temperaturen bis etwa minus 50°C erreicht werden. Durch
Einsatz von mehrstufigen Kaskadenprozessen, wie sie in
den einleitend angeführten Dokumenten des Standes der
Technik eingehend beschrieben sind, erreicht man jedoch
auch wesentlich tiefere Temperaturen.
Die nach dem Stirling-Prozeß arbeitende und in
Serien gefertigte Philips-Kältemaschine erreicht in nur
einer Stufe ausreichend tiefe Temperaturen und besitzt
einen sehr kompakten Aufbau.
Die Transportparameter von Strömung und Wärme
bestimmen neben den betriebstechnischen Vorgaben in
beträchtlichem Umfang die Kosten des Feststoffkühlers,
der für die Umsetzung der indirekten Wärmeübertragung
benötigt wird. Hierbei sind insbesondere die Geschwindigkeit
und der Wirkungsgrad der Wärmeübertragung von
großer Bedeutung.
Die erfindungsgemäß vorgesehene indirekte Kühlung
der Feststoffströme mit einer Kälteanlage wird daher
vorzugsweise mit Unterstützung kontinuierlich
arbeitender Misch- und Fördereinheiten durchgeführt.
Beispiele für derartige Einheiten sind Drehrohre,
Förderschnecken oder Schubmischer. Das Drehrohr dreht
sich hierbei während des Transportes des Feststoffes
ständig um seine eigene Achse, während die im
Transportweg vorgesehene rotierende Schnecke, Paddel,
Schaufeln oder Pflugscharen den Feststoff aktiv
umwälzen. Die Kühlung findet dabei beispielsweise durch
innen liegende Wärmetauscher-Rohre und/oder durch eine
Mantelkühlung statt, in denen das Kältemittel der
Kaltdampfanlage verdampft oder der Kälteträger der
Stirling-Maschine erwärmt wird. Die Feststoffe kommen
mit diesen Rohren oder dem Mantel in direkte Berührung.
Durch die Geometrie der Mischorgane und die Wahl der
Betriebsparameter, insbesondere der Drehzahl, kann die
Wärmeübertragung in weiten Bereichen variiert werden.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird der indirekte Feststoffkühler
mit einem direkten Feststoffkühler kombiniert.
Dieser direkte Feststoffkühler arbeitet
vorzugsweise auf Basis von Flüssigstickstoff und ist
zwischen den indirekten Feststoffkühler und die
Zerkleinerungsvorrichtung geschaltet. Durch diese
Maßnahme können niedrigere Temperaturen erreicht
werden, wie sie für die Versprödung bestimmter Stoffe
nötig sein können. Bei einer derartigen Anlage kann
daher eine Vielzahl von Stoffen verarbeitet werden,
ohne auf bestimmte Temperaturbereiche bzw. Stoffe
beschränkt zu sein. Durch den vorgeschalteten indirekten
Feststoffkühler wird jedoch der Verbrauch an
Flüssigstickstoff zur Kühlung deutlich erniedrigt.
Werden nur höhere Temperaturen benötigt, die bereits
mit dem indirekten Feststoffkühler erreicht werden
können, so kann auf die Zufuhr von Flüssigstickstoff
vollkommen verzichtet werden.
Diese Ausführungsform kombiniert somit die
Vorteile direkter und indirekter Kühlverfahren unter
kostenbezogenen und verfahrenstechnischen Gesichtspunkten.
Ein ganz besonderer Vorteil dieser Ausführungsform
besteht jedoch darin, daß bereits bestehende Anlagen
mit direktem Feststoffkühler, beispielsweise auf Basis
von Flüssigstickstoff, auf einfache Weise durch
Vorschalten des indirekten Feststoffkühlers mit der
zugehörigen Kälteanlage erweitert werden können, um die
erfindungsgemäßen Vorteile zu erzielen.
In einer weiteren sehr vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung wird zusätzlich die in der Zerkleinerungsvorrichtung
befindliche Umluft in einem Luftkühler
gekühlt. Der Luftkühler kann durch eine separate
Kälteanlage betrieben werden, wie sie auch für den
indirekten Feststoffkühler eingesetzt wird. In einer
besonderen Ausgestaltung kann jedoch auch eine einzige
Kälteanlage für den gleichzeitigen Betrieb des indirekten
Feststoffkühlers und des Luftkühlers ausgelegt
sein.
Als Zerkleinerungsvorrichtungen können eine
Vielzahl bekannter Systeme, wie beispielsweise Prallmühlen,
Hammermühlen, Walzenmühlen oder Stiftmühlen,
eingesetzt werden.
Mit der erfindungsgemäßen Anlage und dem Verfahren
können eine Vielzahl von Stoffen, wie auch im
einleitend genannten Stand der Technik beschrieben,
zerkleinert werden.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines
Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen
nochmals erläutert. Hierbei zeigt Figur 1 schematisch
ein Anlagenkonzept einer kryogenen Feinvermahlungsanlage
gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung.
Die in der Figur beispielhaft dargestellte Anlage
besteht zunächst aus einem indirekten Feststoffkühler
(1) zur Kühlung der zu zerkleinernden Stoffe. Diese
Stoffe werden dem Feststoffkühler von einem Lagerbehältnis
(9) über eine Dosiereinrichtung (10),
beispielsweise eine Dosierschnecke oder Vibrationsrinne,
zugeführt. Die Stoffe gelangen anschließend in
den indirekten Feststoffkühler, dessen elektrischer
Antrieb in der Figur mit (A) bezeichnet ist. Im
vorliegenden Beispiel ist der Feststoffkühler (1) als
Schubmischer ausgeführt und mit einer Mantelkühlung
ausgestattet (Schneckenkühler). Die Mischorgane sorgen
für den Transport der Stoffe unter intensiver radialer
Vermischung in Kontakt mit dem Kühlmantel. Das Kühlmittel
für die Mantelkühlung wird durch die Kälteanlage
(2) bereitgestellt, die in der Figur nur sehr vereinfacht
mit einem Verdichter und einem Kondensator
dargestellt ist. Sie besteht vorzugsweise aus einer
mehrstufigen Kältekaskade wie sie aus dem Stand der
Technik bekannt ist.
Das zu zerkleinernde Gut wird durch den Feststoffkühler
(1) transportiert. Dabei wird das Gut über die
Mantelkühlung vorgekühlt. Für die Vorkühlung wird ein
verdampfendes Kältemittel aus der Kaltdampfkälteanlage
(2) verwendet. Das vorgekühlte Gut gelangt anschließend
in einen zweiten Feststoffkühler (3), wie er beispielsweise
in einer typischen kryogenen Feinmahlanlage des
Standes der Technik eingesetzt wird. Dieser Feststoffkühler
kann beispielsweise in Form einer Wirbelschnecke
ausgebildet sein. Dort wird das Gut durch Direktkühlung
mit flüssigem Stickstoff, der von einem Vorratsbehälter
(11) zugeführt wird, auf die benötigte Versprödungstemperatur
des jeweiligen Gutes abgekühlt. Das kalte
versprödete Gut gelangt anschließend gemeinsam mit dem
verdampften Stickstoff und der Umluft in die Prallmühle
(4), wo es auf die gewünschte Endkorngröße zerkleinert
wird.
In einem Zyklon (5) wird das Mahlgut von der Mahlluft
bzw. Umluft getrennt. Das Mahlgut wird hierbei in
einem Behältnis (12) gesammelt. Die abgetrennte Mahlluft
wird anschließend in einem Gewebefilter (6)
gereinigt. Ein Teil der Mahlluft wird aus dem Luftkreislauf
ausgeschleust. Der andere Teil wird als
Umluft und Spaltluft zur Mühle zurückgeführt. Die
Spaltluft dient hierbei zur Abdichtung an den Wellendurchführungen
der Prallmühle, durch die sie von außen
eingepreßt wird, um ein Eindringen von warmer
Umgebungsluft zu verhindern. Bevor die Spaltluft bzw.
Umluft allerdings wieder in die Mühle gelangt wird sie
durch einen Luftkühler (7) zur Abfuhr der Mahlwärme
abgekühlt. Der Luftkühler (7) wird durch verdampfendes
Kältemittel aus einer zweiten separaten Kälteanlage (8)
betrieben. Alternativ kann auch das Kältemittel aus der
Kälteanlage (2) benutzt werden, so daß die zweite
Kälteanlage (8) nicht unbedingt erforderlich ist. Die
Kälteanlagen geben ihre Kondensationswärme durch Wärmetauscher
an den in der Figur schematisch dargestellten
Kühlwasserkreislauf (13) ab.
Je nach verwendetem Typ der Zerkleinerungsvorrichtung
muß zwischen dem Gewebefilter (6) und dem
Luftkühler (7) noch ein Ventilator zur Förderung der
Umluft installiert werden. Einige Mühlen besitzen
bezüglich der Umluftförderung bereits eine ausreichende
eigene Förderleistung.
Bei der Verwendung handelsüblicher Kompressionskälteanlagen
können Verdampfungstemperaturen bis etwa
minus 50°C erreicht werden. Das Gut könnte damit bis
ca. minus 45°C abgekühlt werden. Die weitere Abkühlung
bis auf die jeweilige Versprödungstemperatur findet
dann im zweiten Feststoffkühler mit Flüssigstickstoff
statt. Bei der Kühlung mittels einer Kaltdampfkaskade
oder einer Stirling-Maschine kann die Ausgangstemperatur
des Gutes aus dem ersten Schneckenkühler (1)
weiter gesenkt werden. Beim Erreichen der Versprödungstemperatur
des Gutes bzw. der geforderten Eingangstemperatur
in die Mühle (4) wird dann die Kühlung mit
Flüssigstickstoff im zweiten Feststoffkühler (3) überflüssig.
Die in der Figur dargestellte Ausführungsform
ermöglicht in vorteilhafter Weise die Aufrüstung
bereits bestehender marktgängiger Anlagen zur kryogenen
Feinvermahlung durch zusätzliche Verwendung einer
Kälteanlage (2), des indirekt gekühlten Feststoffkühlers
(1) und eines Luftkühlers (7). Durch diese
Aufrüstung kann die Verminderung bzw. vollständige
Substitution des Verbrauches an flüssigem Stickstoff
als Kälteträger erreicht werden.
Das Erfordernis und gegebenenfalls die Menge von
zusätzlichem kalten gasförmigen oder verdampfenden
Stickstoff zur Abfuhr der Mahlwärme hängen von der Wahl
des Kälteaggregates (8) zur Kühlung der Umluft ab. Bei
einem ausreichend leistungsstarken Kälteaggregat kann
auch hier auf die zusätzliche Kühlung mit Flüssigstickstoff
vollständig verzichtet werden.
Alternativ zur Kombination aus indirekten und
direktem Feststoffkühler ist auch die Verwendung einer
Kaltdampfkältemaschine für den ersten Feststoffkühler
und die Verwendung einer Kaltdampfkaskade oder einer
Stirling-Maschine für den zweiten Feststoffkühler
möglich.
Beispiele für die oben angeführten einzelnen
Bestandteile der erfindungsgemäßen Anlage, wie
beispielsweise Feststoffkühler, Kälteanlagen,
Zerkleinerungsvorrichtungen oder Luftkühler, können
jederzeit dem Stand der Technik entnommen werden.
Claims (20)
- Anlage für die kryogene Zerkleinerung von Stoffen miteinem indirekten Feststoffkühler (1), in dem die Stoffe durch direkten Kontakt mit einer Oberfläche des Feststoffkühlers abgekühlt werden,einer Kälteanlage (2) zur Bereitstellung eines Kühlmittels für den Feststoffkühler, undeiner Zerkleinerungsvorrichtung (4) zur Zerkleinerung der abgekühlten Stoffe.
- Anlage nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen dem indirekten Feststoffkühler (1) und der Zerkleinerungsvorrichtung (4) weiterhin ein direkter Feststoffkühler (3) vorgesehen ist. - Anlage nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß weiterhin ein Luftkühler (7) vorgesehen ist, der aus der Zerkleinerungsvorrichtung (4) abgeführte Umluft vor einer Rückführung in die Zerkleinerungsvorrichtung abkühlt. - Anlage nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Luftkühler (7) über eine separate Kälteanlage (8) betrieben wird. - Anlage nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Luftkühler (7) über die Kälteanlage (2) für den indirekten Feststoffkühler (1) betrieben wird. - Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kälteanlage (2, 8) auf Basis des Kaltdampf-Prozesses arbeitet. - Anlage nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kälteanlage (2, 8) als Kältekaskade ausgestaltet ist. - Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kälteanlage (2, 8) auf Basis des Stirling-Prozesses arbeitet. - Anlage nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen dem indirekten Feststoffkühler (1) und der Zerkleinerungsvorrichtung (4) ein weiterer indirekter Feststoffkühler auf Basis des Stirling-Prozesses oder in Form einer Kältekaskade für den Kaltdampfprozeß vorgesehen ist. - Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß der indirekte Feststoffkühler (1) eine Mantelkühlung aufweist. - Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß der indirekte Feststoffkühler (1) innen liegende Wärmetauscher-Rohre aufweist. - Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß der indirekte Feststoffkühler (1) mit einer kontinuierlich betriebenen Misch- oder Fördereinheit zum Umwälzen der Stoffe ausgestattet ist. - Anlage nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Misch- oder Fördereinheit ein Drehrohr, eine Förderschnecke oder eine Welle mit Schaufeln, Paddeln oder Pflugscharen ist. - Verfahren zur kryogenen Zerkleinerung von Stoffen, bei dem die Stoffe auf eine Versprödungstemperatur abgekühlt und in abgekühltem Zustand in einer Zerkleinerungsvorrichtung zerkleinert werden, wobei zumindest ein Teil der Abkühlung in einem über eine Kälteanlage (2) betriebenen indirekten Feststoffkühler (1) durchgeführt wird, in dem die Stoffe durch direkten Kontakt mit einer Oberfläche des Feststoffkühlers abgekühlt werden.
- Verfahren nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Stoffe in dem indirekten Feststoffkühler (1) vorgekühlt und nachfolgend in einem direkten Feststoffkühler (3) auf die Versprödungstemperatur abgekühlt werden. - Verfahren nach Anspruch 14 oder 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß aus der Zerkleinerungsvorrichtung (4) abgeführte Umluft vor der Rückführung in die Zerkleinerungsvorrichtung in einem Luftkühler (7) abgekühlt wird. - Verfahren nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Luftkühler (7) über eine separate Kälteanlage (8) oder über die Kälteanlage (2) für den indirekten Feststoffkühler (1) betrieben wird. - Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 17,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Kälteanlage (2, 8) auf Basis des Kaltdampf-Prozesses, insbesondere als Kältekaskade, oder auf Basis des Stirling-Prozesses eingesetzt wird. - Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 18,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Stoffe in dem indirekten Feststoffkühler (1) durch kontinuierliches Umwälzen in direkten Kontakt mit einer Oberfläche des Feststoffkühlers gebracht werden. - Verfahren nach Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Umwälzen über ein Drehrohr, eine Förderschnecke oder eine Welle mit Schaufeln, Paddeln oder Pflugscharen erfolgt.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19753357 | 1997-12-02 | ||
DE19753357 | 1997-12-02 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EP0919284A1 true EP0919284A1 (de) | 1999-06-02 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EP98122530A Withdrawn EP0919284A1 (de) | 1997-12-02 | 1998-11-30 | Anlage und Verfahren zur kryogenen Zerkleinerung von Stoffen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0919284A1 (de) |
Cited By (4)
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