EP1276569B1 - Verfahren zum sichten von sichtgut mit einem zentrifugal-windsichter - Google Patents

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EP1276569B1
EP1276569B1 EP01925184A EP01925184A EP1276569B1 EP 1276569 B1 EP1276569 B1 EP 1276569B1 EP 01925184 A EP01925184 A EP 01925184A EP 01925184 A EP01925184 A EP 01925184A EP 1276569 B1 EP1276569 B1 EP 1276569B1
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EP
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rotor
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pressure
separator
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Horst Thaler
Jürgen Roth
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07B—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, SIFTING OR BY USING GAS CURRENTS; SEPARATING BY OTHER DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL
    • B07B7/00—Selective separation of solid materials carried by, or dispersed in, gas currents
    • B07B7/08—Selective separation of solid materials carried by, or dispersed in, gas currents using centrifugal force
    • B07B7/083—Selective separation of solid materials carried by, or dispersed in, gas currents using centrifugal force generated by rotating vanes, discs, drums, or brushes

Definitions

  • the invention relates to a method for sifting Viewing material with a centrifugal air classifier, in which prepare for viewing material and a centrifugal air classifier, and coarse and Fine material to be discharged separately.
  • Centrifugal force classifiers are for example in the AT 404 681 B and US-A-4,257,880.
  • a centrifugal wind sifter is on the perimeter one or a common inlet for the visual and sight gas is provided, wherein the housing at the bottom of an outlet for the Grobgut and at the front a central or decentralized Exhaust is provided for the fines.
  • Inside the case is mounted by a rotary drive driven sizing rotor.
  • centrifugal force air classifier in which the axis of rotation of the rotor in is arranged substantially horizontally.
  • Such centrifugal air classifiers are usually operated so that the Fine material discharge a correspondingly dimensioned suction fan connected. By the suction of the sight gas from the Air classifier usually arises inside the classifier more or less negative pressure.
  • d T97 3.6 microns less than 1/10 of the fines were achieved than with a boundary grain d T97 of 6 microns.
  • the invention now aims to further reduce the marginal grain size at otherwise the same operating conditions and in particular without changing the rotor speed.
  • the inventive method the feature combination of claim 1.
  • the maximum achievable fineness could be significantly reduced at the same classifier speed, the same amount of gas and the same task material only by increasing the pressure above the atmospheric pressure , and for example for calcium carbonate d T97 could be reduced to 2 ⁇ m and below.
  • the separation grain size can be lowered, wherein in the context of the method according to the invention
  • the procedure is such that the classifying gas and the Goods to be viewed via a blower or a compressor or a compressor, in particular, a positive displacement blower are introduced.
  • a positive displacement blower can advantageously a side channel blower, Compressor or simply a high performance fan be used.
  • the method according to the invention is therefore carried out in such a way that that the overpressure relative to the atmospheric pressure greater than the determined pressure loss over the axial length of the rotor, being ensured in this way is that the desired pressure over the entire axial length of the rotor is available.
  • the procedure is such that the Operating pressure of the centrifugal air classifier at least in the area the sifter rotor is selected between 1.2 and 5 bar, in particularly advantageous as a visual gas air, steam and / or Industrial gases such as e.g. Combustion gases are used.

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  • Combined Means For Separation Of Solids (AREA)
  • Centrifugal Separators (AREA)

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Sichten von Sichtgut mit einem Zentrifugal-Windsichter, bei welchem Sichtgut und Sichtgas in den Windsichter eingetragen und Grobgut und Feingut gesondert ausgetragen werden.
Zentrifugalkraft-Windsichter sind beispielsweise in der AT 404 681 B und der US-A-4 257 880 beschrieben. Bei dieser bekannten Ausgestaltung eines Zentrifugalkraft-Windsichters ist am Umfang je ein oder ein gemeinsamer Einlaß für das Sichtgut und das Sichtgas vorgesehen, wobei an das Gehäuse an der Unterseite ein Auslaß für das Grobgut und an der Stirnseite ein zentraler oder dezentraler Auslaß für das Feingut vorgesehen ist. Im Inneren des Gehäuses ist ein von einem Drehantrieb angetriebener Sichtrotor gelagert. Neben einer derartigen Bauweise sind Zentrifugalkraft-Windsichter bekannt, bei welchen die Rotationsachse des Rotors im wesentlichen horizontal angeordnet ist. Derartige Zentrifugalkraft-Windsichter werden üblicherweise so betrieben, daß an den Feingutaustrag ein entsprechend dimensioniertes Sauggebläse angeschlossen ist. Durch das Absaugen des Sichtgases aus dem Windsichter entsteht im Inneren des Sichters in der Regel ein mehr oder minder großer Unterdruck.
Die prinzipiellen Grundlagen zur Beurteilung der Sichtgüte von verschiedenen Sichterbauarten sind beispielsweise in "Aufbereitungs-Technik" Jahrgang 21, 1980, Heft 1, Seiten 15 bis 22, "Neue Hochleistungs-Windsichter für Feinheiten von dT97 = 3,8 bis 300 Mikron und hohe Durchsatzmengen" beschrieben. In diesem Artikel werden Spiral-, Schaufelrad- und Querstromsichter beschrieben, und insbesondere im Zusammenhang mit Fliehkraftsichtern festgehalten, daß für den Stokes-Bereich bei Spiralwindsichtern durch Betrieb mit höherer Umfangskomponente Feinheit und Durchsatz erheblich vergrößert werden. Der konkret beschriebene Hochleistungssichter wird mit einem Unterdruck von 3300 mm WS betrieben, wobei für Kalkstein bei einem Grenzkorn von dT97 = 3,6 Mikron weniger als 1/10 des Feinguts erzielt wurde als bei einem Grenzkorn dT97 von 6 Mikron. Insgesamt werden zur Verbesserung der Leistung höhere Drehzahl des Sichterrotors und höherer Unterdruck beschrieben und festgehalten, daß die so erreichte höhere Geschwindigkeit im Sichtraum eine wesentlich feinere Trennung ergeben soll.
Die Erfindung zielt nun darauf ab, die Grenzkorngröße bei im übrigen gleichen Betriebsbedingungen und insbesondere ohne Veränderung der Rotorgeschwindigkeit weiter herabzusetzen. Zur Lösung dieser Aufgabe weist das erfindungsgemäße Verfahren die Merkmalskombination des Anspruchs 1 auf. Überraschender Weise und entgegen den bisherigen Vorschlägen zur Verbesserung der Trennschärfe und zur Herabsetzung der maximal erreichbaren Feinheit hat es sich gezeigt, daß bei gleicher Sichterdrehzahl, gleicher Gasmenge und gleichem Aufgabematerial lediglich durch Erhöhung des Drucks über den atmosphärischen Druck die maximal erreichbare Feinheit wesentlich herabgesetzt werden konnte, und beispielsweise für Kalziumkarbonat dT97 auf 2 µm und darunter gesenkt werden konne. Für dieses unerwartete Ergebnis, mit welchem die Grenzkorngröße wesentlich gesenkt werden konnte, werden die nachfolgend beschriebene, allgemeine Gesetzmäßigkeit, welcher Sichtprozesse mehr oder weniger gut folgen, in neuer Weise genützt:
Betrachtet man die allgemeine Gesetzmäßigkeit, der Sichtprozesse mehr oder weniger gut folgen, so setzt sich diese aus dem Kräftegleichgewicht aus abweisender Zentrifugalkraft FZ und schleppender Radialkraft FT zusammen.
Die Zentrifugalkraft ergibt sich aus der Abweisewirkung des Rotors und hängt im wesentlichen von dessen Umfangsgeschwindigkeit (∼ Drehzahl) bzw. dessen Durchmesser (Radius), sowie von der Masse des Partikels (∼ Partikeldurchmesser) ab. FZ = m • vu 2 rRotor = d3 • π6 • ρ • vu 2 rRotor
FZ
Zentrifugalkraft (N)
m
Masse des Teilchens (kg)
d
Durchmesser des Teilchens (m)
rRotor
Radius des Rotors (m)
vu
Umfangsgeschwindigkeit (m/s)
Die Schleppkraft der Gasströmung auf die Partikel, wobei angenommen wird, daß bei Partikelgrößen < 20 µm um das Partikel selbst laminare Strömungsbedingungen herrschen, hängt im wesentlichen von der Strömungsgeschwindigkeit (in diesem Fall Radialgeschwindigkeit durch die freien Rotorflächen vr), von der dynamischen Zähigkeit des Mediums, sowie wiederum von der Partikelgröße ab. Man kann daher die Schleppkraft nach Stokes (laminare Umströmung) ansetzen. FWI = 3π • ηdyn • d • vr
FWI
Strömungswiderstand (N)
ηdyn
dyn. Viskosität (Pa • s)
vr
Radialgeschwindigkeit (m/s)
Für das sogenannte Grenzkorn mit dem Durchmesser dT (Grenzkorngröße) kann man nun davon ausgehen, daß die beiden Kräfte im Gleichgewicht stehen. Durch Gleichsetzen der Beziehungen errechnet sich nun dT wie folgt: dT = 18 • ηdyn • r • vr ρ • vu 2
Neben der erforderlichen Umfangsgeschwindigkeit des Abweiserades (Rotor) haben auch die erforderliche Gasmenge bzw. die Gaseigenschaften (Luft, Dampf, Industriegase etc.) einen wesentlichen Einfluß auf die oben angeführten Punkte.
Erhöht man die Gasmenge, so führt dies einerseits zu einer besseren Dispergierung des Feststoffes und somit zu einer Verbesserung der Effizienz, sprich Erhöhung des Ausbringens an Wertstoff.
Andererseits führt die Erhöhung des Gasmenge jedoch zu einer Erhöhung der Radialgeschwindigkeit durch den Sichterrotor und somit zu einer Erhöhung der Schleppkraft, die ein Teilchen dazu bringt, in den Feingutstrom zu gelangen. Dies führt zu einer Erhöhung der Trennkorngröße dT und somit zu einer Verschlechterung der Trennschärfe, d.h. zu einer Erhöhung des Überkornanteils im Feingut.
Insgesamt ergibt sich somit, daß ohne eine Erhöhung der Gasmenge und lediglich durch Erhöhung des Drucks die Trennkorngröße gesenkt werden kann, wobei im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens bevorzugt so vorgegangen wird, daß das Sichtgas und das Sichtgut über ein Gebläse oder einen Verdichter bzw. einen Kompressor, insbesondere ein Drehkolbengebläse eingebracht werden. Neben einem Drehkolbengebläse kann mit Vorteil ein Seitenkanalverdichter, Kompressor oder einfach ein Hochleistungsventilator eingesetzt werden.
Je nach Bauart des zentrifugalkraft-Windsichters und insbesondere in Abhängigkeit von der axialen Länge des Sichterrotors ist innerhalb des Sichtergehäuses mit einem Druckabfall zu rechnen. Mit Vorteil wird das erfindungsgemäße Verfahren daher so durchgeführt, daß der Überdruck gegenüber dem atmosphärischen Druck größer gewählt wird als der ermittelte Druckverlust über die axiale Länge des Rotors, wobei auf diese Weise sichergestellt wird, daß der gewünschte Überdruck über die gesamte axiale Länge des Rotors zur Verfügung steht.
Mit Vorteil wird im Rahmen der Erfindung so vorgegangen, daß der Betriebsdruck des Zentrifugal-Windsichters zumindest im Bereich des Sichterrotors zwischen 1,2 und 5 bar gewählt wird, wobei in besonders vorteilhafter Weise als Sichtgas Luft, Dampf und/oder Industriegase wie z.B. Verbrennungsabgase eingesetzt werden.
Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens können konventionelle und auf bestimmte Betriebsparameter, wie beispielsweise Rotordrehzahl und Dimension ausgelegte Zentrifugalsichter in einfacher Weise an die gewünschte Trennkorngröße adaptiert werden, wofür mit Vorteil so vorgegangen wird, daß der Gebläseüberdruck in Abhängigkeit von der ermittelten Grenzkorngröße geregelt wird. Es gelingt somit, mit besonders einfachen Maßnahmen, nämlich lediglich mit einer Druckerhöhung und der Verwendung eines Druckgebläses anstelle des üblicherweise verwendeten Sauggebläses ohne weitere Modifikationen der bestehenden Zentrifugal-Windsichter die Trennkorngröße entsprechend herabzusetzen.

Claims (5)

  1. Verfahren zum Sichten von Sichtgut mit einem Zentrifugalwindsichter, bei welchem Sichtgut und Sichtgas in den Windsichter eingetragen und Grobgut und Feingut gesondert ausgetragen werden, wobei das Sichtgas ggf. gemeinsam mit dem Sichtgut unter überatmosphärischem Druck in den Zentrifugal-Windsichter eingetragen wird und daß der Windsichter zumindest im Bereich des Sichterrotors unter überatmosphärischem Druck gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Überdruck gegenüber dem atmosphärischen Druck größer gewählt wird als der ermittelte Druckverlust über die axiale Länge des Rotors.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sichtgas und das Sichtgut über ein Gebläse oder einen Verdichter, insbesondere ein Drehkolbengebläse eingebracht werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Betriebsdruck des Zentrifugal-Windsichters zumindest im Bereich des Sicherrotors zwischen 1, 2 und 5 bar gewählt wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Sichtgas Luft, Dampf und/oder Industriegase wie z.B. Verbrennungsabgase eingesetzt werden.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Gebläseüberdruck in Abhängigkeit von der ermittelten Grenzkorngröße geregelt wird.
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