EP2696981B1 - Betriebsverfahren für eine strahlmühlenanlage und strahlmühlenanlage - Google Patents

Betriebsverfahren für eine strahlmühlenanlage und strahlmühlenanlage Download PDF

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EP2696981B1
EP2696981B1 EP20120716203 EP12716203A EP2696981B1 EP 2696981 B1 EP2696981 B1 EP 2696981B1 EP 20120716203 EP20120716203 EP 20120716203 EP 12716203 A EP12716203 A EP 12716203A EP 2696981 B1 EP2696981 B1 EP 2696981B1
Authority
EP
European Patent Office
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jet mill
steam
compressor
plant
bar
Prior art date
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Active
Application number
EP20120716203
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2696981A2 (de
Inventor
Roland Nied
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NIED, ROLAND
Netzsch Trockenmahltechnik GmbH
Original Assignee
Netzsch Trockenmahltechnik GmbH
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Publication date
Application filed by Netzsch Trockenmahltechnik GmbH filed Critical Netzsch Trockenmahltechnik GmbH
Publication of EP2696981A2 publication Critical patent/EP2696981A2/de
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Publication of EP2696981B1 publication Critical patent/EP2696981B1/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B02C19/06—Jet mills
    • B02C19/068—Jet mills of the fluidised-bed type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B02C19/06—Jet mills
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C23/00—Auxiliary methods or auxiliary devices or accessories specially adapted for crushing or disintegrating not provided for in preceding groups or not specially adapted to apparatus covered by a single preceding group
    • B02C23/08—Separating or sorting of material, associated with crushing or disintegrating

Definitions

  • the present invention relates to an operating method for a jet mill plant according to the preamble of claim 1 and a jet mill plant according to the preamble of claim 8.
  • the present invention has and aims to provide an economical way to provide superheated steam in a jet mill plant and its method of operation.
  • the expanded water vapor at the suction side of the compressor has a pressure of about 1 bar and a temperature of about 105 to 115 ° C.
  • the compressor is designed in one stage.
  • a single-stage compressor has the particular advantage that the resulting from the compression Heat is completely available for use. Multi-stage compressors require intercooling, otherwise the thermal load of the following stages will be too high.
  • the temperature of the compressed water vapor after the compressor pressure-controlled so that superheated steam is present is present.
  • the steam temperature on the outlet side of the compressor between about 180 ° C (2 bar) and about 250 ° C (10 bar).
  • the temperature increase in a compressor is pressure-dependent: the higher the pressure ratio, the more waste heat. Water injection should not affect the pressure.
  • Yet another preferred embodiment is that, in a jet mill installation which includes a jet mill with a classifier shaft and a bearing housing as well as with a classifying wheel and a fine-material outlet housing, the seals between the classifier shaft and bearing housing and between the classifying wheel and the fine-material outlet housing are supplied with superheated steam.
  • a jet mill plant according to the invention is defined in claim 8.
  • the relaxed water vapor at the suction side of the compressor has a pressure of about 1 bar and a temperature of about 105 to 115 ° C.
  • the compressor is designed in one stage.
  • the temperature of the compressed steam after the compressor is controlled in a pressure-dependent manner by injecting water into the compressor such that superheated steam is present.
  • This may in particular be provided such that the steam temperature on the outlet side of the compressor between about 180 ° C (2 bar) and about 250 ° C (10 bar).
  • Yet another preferred embodiment of the jet mill according to the invention is that with a saturated steam generator on the suction side of the compressor water vapor is supplied to compensate for leakage steam loss in the circuit.
  • the jet mill plant contains a jet mill with a classifier shaft and a bearing housing and with a classifying wheel and a fine-material outlet housing, and that the supply of seals between the classifier shaft and bearing housing and between the classifying wheel and the fine-material outlet housing takes place with superheated steam.
  • the water vapor is circulated.
  • the water vapor after the jet mill is accordingly cleaned in a filter and a downstream police filter supplied to the compressor for pressure increase.
  • the inlet conditions in the compressor are preferably p ⁇ 1 bar and T ⁇ 105 to 115 ° C.
  • the steam temperature rises.
  • a ⁇ T of up to 200 ° C can be achieved in a single-stage compressor.
  • an outlet temperature of 180 to 250 ° C (depending on the pressure) is achieved. This can additionally be adjusted by injecting water during the compression.
  • Fig. 1 is shown schematically and partially cut a operated with water or superheated steam as grinding gas or steam jet mill system 1, which contains a jet mill 2, which increases again separately in the Fig. 2 is shown schematically in a sectional view and in the present first embodiment, only by way of example a fluidized bed jet mill 2F, since the present invention is not limited to the use of a fluidized bed jet mill 2F in a jet mill plant according to the invention.
  • the jet mill 2 contains u.a. a mill housing 3, a grinding steam inlet 4, a sifter shaft 5, a bearing housing 6 for the sifter shaft 5, a classifying wheel 7 and a fine material outlet housing 8 for a Mahlgutauslass 9, which is associated with a product filter 10.
  • the further embodiment of the present invention in the first embodiment of the fluidized bed jet mill 2F and generally a jet mill 2 is within the scope of the conventional and will not be explained in detail here, since any technically possible designs and variants with the invention are otherwise to combine.
  • the fine material obtained by the grinding process is separated from the milling gas, ie from the water vapor, which then in particular for further purification in a police filter 11th from where it is further led into a compressor 12.
  • the compressor 12 is a single-stage compressor.
  • a single-stage compressor has the particular advantage that the heat generated by the compression is completely available for use. If a multi-stage compressor is used, an intermediate cooling must be provided, otherwise the thermal load of subsequent stages will be too high.
  • the grinding steam is passed with a correspondingly elevated temperature to the jet mill 2, where it is introduced via nozzles 13 in the grinding process.
  • the superheated steam obtained by the compressor 12 is preferably also used via pressure reducing means 14 as purge for a rinsing gap 15 of the sifter shaft 5 and a rinsing gap 16 of the classifying wheel 7 (see Fig. 2 ).
  • a seal between the sifter shaft 5 and the bearing housing 6 as well as between the classifying wheel 7 and the fine-material outlet housing 8 with correspondingly hot steam is realized in each case.
  • water vapor is thus made available and used as grinding gas via the nozzles 13 in the jet mill 2.
  • the water vapor cools and ultimately enters the fines outlet housing 8 together with ground fines and leaves the jet mill 2 through the grinding material outlet 9, internally or externally is associated with the product filter 10 with respect to the mill housing 3, in which the millbase obtained is separated from the grinding gas, ie the cooled water vapor.
  • the product filter 10 is arranged outside the mill housing 3, an outlet line 17 is provided between the grinding stock outlet 9 and the product filter 10, from which the ground material can be removed or led out in any usual way.
  • a generator supply line 20 can be fed by the steam from a saturated steam generator 21, which is fed by a fresh water supply line W, in the compressor supply line 19.
  • fresh water here means only that with respect to the system of the jet mill plant 1 fresh, so coming from external additional and not used in the process water is used and says nothing about the water quality in the rest.
  • the steam from the saturated steam generator 21 fulfills two functions. On the one hand, with the saturated steam generator 21, the steam required for commissioning the jet mill installation 1 is made available. On the other hand, during operation of the jet mill installation 1, water vapor which has disappeared due to leakage losses can be at least partially compensated, precisely by the particular small saturated steam generator 21, the water vapor shortage or at least a part thereof on the suction side of the compressor 12, i. be fed into the compressor supply line 19.
  • the heated by the pressure increase in the compressor 12 steam passes from the compressor 12 through a Kompressorialitung 22 in a nozzle feed line 23 and from there via the Mahldampfeinlass 4 of the mill housing 3 to the nozzles 13 in the jet mill, where the heated water vapor is used as the grinding gas in the grinding process.
  • the water vapor is circulated and, after the jet mill 2, is accordingly supplied in the product filter 10 and the downstream police filter 11 to the compressor 12 for pressure increase.
  • the inlet conditions in the compressor 12 are in the present embodiment p ⁇ 1 bar and T ⁇ 105 to 115 ° C. Depending on the pressure increase in the compressor 12, the steam temperature increases. Theoretically, in a single-stage compressor 12, a ⁇ T of up to 200 ° C can be achieved. At the desired low pressures of 2 to 10 bar, an outlet temperature of the water vapor from the compressor of 180 to 250 ° C (depending on the pressure) is reached.
  • This outlet temperature is at the in the Fig. 3 shown second embodiment of the jet mill plant 1 additionally adjusted by the fact that during the compression in the compressor 12 water is injected, which comes from a water injection supply line E.
  • water injection supply line E ie with the appropriate water injection
  • unavoidable leakage losses in the amount of 5 to 8% of the circulating amount of steam are at least partially compensated. If this is not sufficient, for example, the shortage on the suction side of the compressor 12 can be fed by the (small) saturated steam generator 21.
  • the second exemplary embodiment of the jet mill 1 complies Fig. 3 with the first embodiment of the jet mill 1 after Fig. 1 is therefore not described again in detail, but it is concerning all other features on the representations of the Fig. 1 and 2 relating to the first embodiment of the jet mill plant 1 reference.
  • the emerging from the compressor 12 with the required temperature steam is passed in the first and in the second embodiment of the jet mill 1 via the Kompressorialitung 22 and the nozzle feed line 23 to the Mahldampfeinlass 4 and then on to the nozzles 13 and thus enters the grinding process, which the cycle is closed.
  • FIG. 4 2 is a schematic view of a spiral jet or dense bed jet mill 2D, as used, for example, as a jet mill 2 in a jet mill installation 1 according to the invention instead of the fluid bed jet mill 2F according to FIGS Fig. 1 and 2 as well as 3 can be used.
  • the corresponding inlets and outlets of the spiral jet or dense bed jet mill 2D can be made analogous to those of the fluidized bed jet mill 2F according to FIGS Fig.
  • the fluidized bed jet mill 2F As the fluidized bed jet mill 2F according to Fig. 1 and 2 and 3 also has the spiral jet or dense bed jet mill 2D as a jet mill 2 in the jet mill 1 including the mill housing 3, the grinding steam inlet 4, the sifter shaft 5, the bearing housing 6 for the sifter shaft 5, the sifting wheel 7 and the fines outlet housing 8 for the Mahlgutauslass 9, the product filter 10 is assigned.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Disintegrating Or Milling (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Betriebsverfahren für eine Strahlmühlenanlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Strahlmühlenanlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 8.
  • Bei Strahlmühlen gibt es Anwendungen, für die die Verwendung von überhitztem Wasserdampf insbesondere bei einem Druck von < 10 bar(abs) als Betriebsmittel vorteilhaft oder erforderlich ist. Beispielsweise ist die Verwendung von hochenergetischem Wasserdampf als Betriebsmittel von Vorteil, um eine scharfe Oberkornbegrenzung im Bereich von 1 µm bis 2 µm sicherzustellen, was aufgrund der physikalischen Eigenschaften von Wasserdampf mit Vorzug darstellbar ist. Auch ist, selbst bei sehr niedrigen Betriebsdrücken von < 2 bar(abs) der "globale" Energieeintrag mit Wasserdampf deutlich höher, insbesondere etwa um einen Faktor 1,6, als mit technischen Gasen, wie z.B. Luft. Schließlich kann der Einsatz von Wasserdampf per se beispielsweise wegen seiner inerten Eigenschaften oder wegen oberflächenspezifischen Effekten erwünscht sein, die z.B. zu einer Verbesserung der Fließfähigkeit führen.
  • Die klassische Herstellung von überhitztem Wasserdampf in einer Kesselanlage, sehe z.B. DE 19824062 , wird jedoch bei niedrigem Druck häufig unwirtschaftlich, da die nutzbare Enthalpiedifferenz im Vergleich zur verlorenen Verdunstungsenthalpie unvorteilhaft klein wird.
  • Die vorliegende Erfindung hat und erreicht das Ziel, eine wirtschaftliche Weise zur Bereitstellung von überhitztem Wasserdampf bei einer Strahlmühlenanlage und deren Betriebsverfahren zu schaffen.
  • Dieses Ziel wird mit einem Betriebsverfahren für eine Strahlmühlenanlage gemäß dem Anspruch 1 sowie einer Strahlmühlenanlage gemäß dem Anspruch 8 erreicht.
  • Ein Betriebsverfahren gemäß der Erfindung ist definiert im Anspruch 1.
  • In den vorliegenden Unterlagen enthaltene Druckangaben sind immer im SI-System und werden zur Vereinfachung in "bar" angegeben, womit somit immer "bar(abs)" gemeint ist.
  • Vorteilhafterweise kann weiter vorgesehen sein, dass der entspannte Wasserdampf an der Saugseite des Kompressors einen Druck von etwa 1 bar und eine Temperatur von etwa 105 bis 115 °C aufweist.
  • Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung besteht darin, dass der Kompressor einstufig ausgeführt ist. Ein einstufiger Kompressor hat den besonderen Vorteil, dass die durch die Verdichtung entstehende Wärme vollständig zur Nutzung zur Verfügung steht. Mehrstufige Kompressoren bedürfen einer Zwischenkühlung, da sonst die thermische Belastung der Folgestufen zu hoch wird.
  • Noch weiter kann mit Vorzug vorgesehen sein, dass durch Wassereindüsung in den Kompressor die Temperatur des verdichteten wasserdampfes nach dem Kompressor druckabhängig so gesteuert wird, dass überhitzter Dampf vorliegt. Insbesondere liegt die Dampftemperatur auf der Austrittsseite des Kompressors zwischen ca. 180 °C (2 bar) und etwa 250° C (10 bar). Die Temperaturerhöhung in einem Kompressor ist druckabhängig: je höher das Druckverhältnis, desto mehr Abwärme. Durch die Wassereindüsung soll der Druck nicht beeinflusst werden.
  • Weiterhin ist es bevorzugt, wenn mit einem Sattdampferzeuger auf der Saugseite des Kompressors Wasserdampf zum Ausgleich von Leckdampfverlust in der Kreisanlage zugeführt wird.
  • Noch eine weitere vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, dass bei einer Strahlmühlenanlage, die eine Strahlmühle mit einer Sichterwelle und einem Lagergehäuse sowie mit;einem Sichtrad und einem Feingutaustrittsgehäuse enthält, die Versorgung der Abdichtungen zwischen Sichterwelle und Lagergehäuse sowie zwischen Sichtrad und Feingutaustrittsgehäuse mit Heißdampf erfolgt.
  • Eine Strahlmühlenanlage gemäß der Erfindung ist definiert im Anspruch 8.
  • Eine vorzugsweise Weiterbildung davon besteht darin, dass der entspannte Wasserdampf an der Saugseite des Kompressors einen Druck von etwa 1 bar und eine Temperatur von etwa 105 bis 115 °C aufweist.
  • Weiterhin kann mit Vorzug und denselben Vorteilen, wie oben zur verfahrensmäßigen Ausgestaltung angegeben ist, vorgesehen sein, dass der Kompressor einstufig ausgeführt ist.
  • Ferner ist es bevorzugt, wenn die Temperatur des verdichteten Wasserdampfes nach dem Kompressor druckabhängig durch Wassereindüsung in den Kompressor so gesteuert wird, dass überhitzter Dampf vorliegt. Dies kann insbesondere derart vorgesehen sein, dass die Dampftemperatur auf der Austrittsseite des Kompressors zwischen ca. 180 °C (2 bar) und etwa 250° C (10 bar) liegt.
  • Noch eine andere vorzugsweise Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Strahlmühlenanlage besteht darin, dass mit einem Sattdampferzeuger auf der Saugseite des Kompressors Wasserdampf zum Ausgleich von Leckdampfverlust in der Kreisanlage zugeführt wird.
  • Es kann ferner mit Vorzug vorgesehen sein, dass die Strahlmühlenanlage eine Strahlmühle mit einer Sichterwelle und einem Lagergehäuse sowie mit einem Sichtrad und einem Feingutaustrittsgehäuse enthält, und dass die Versorgung der Abdichtungen zwischen Sichterwelle und Lagergehäuse sowie zwischen Sichtrad und Feingutaustrittsgehäuse mit Heißdampf erfolgt.
  • Erfindungsgemäß wird somit der Wasserdampf im Kreis geführt. Insbesondere wird der Wasserdampf nach der Strahlmühle entsprechend in einem Filter und einem nachgeschalteten Polizeifilter gereinigt dem Kompressor zur Druckerhöhung zuzuführen. Die Eintrittsbedingungen in den Kompressor sind dabei vorzugsweise p ≈ 1 bar und T ≈ 105 bis 115 °C. Abhängig von der Druckerhöhung im Kompressor steigt die Dampftemperatur an. Theoretisch kann in einem einstufigen Kompressor ein ΔT von bis zu 200°C erreicht werden. Bei den angestrebten niedrigen Drücken von 2 bis 10 bar wird eine Austrittstemperatur von 180 bis 250 °C (abhängig vom Druck) erreicht. Diese kann zusätzlich dadurch eingestellt werden, indem während der Verdichtung Wasser eingespritzt wird. Damit werden in vorteilhafter weise gleichzeitig die in einer Kreisdampfanlage unvermeidlichen Leckverluste in Höhe von 5 bis 8 % der umlaufenden Dampfmenge zumindest zum Teil ausgeglichen. Ist das nicht ausreichend, kann insbesondere ein kleiner Sattdampferzeuger die Fehlmenge auf der Saugseite des Kompressors einspeisen.
  • Weitere bevorzugte und/oder vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung und ihrer einzelnen Aspekte ergeben sich aus Kombinatinnen der abhängigen Ansprüche sowie aus den gesamten vorliegenden Anmeldungsunterlagen.
  • Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung lediglich exemplarisch näher erläutert, in der
    • Fig. 1
    in einer schematischen und teilweise geschnittenen Darstellung ein erstes Ausführungsbeispiel einer Strahlmühlenanlage mit einer Fließbettstrahlmühle zeigt,
    Fig. 2
    in einer gegenüber der Fig. 1 vergrößerten schematischen Schnittdarstellung die Fließbettstrahlmühle des ersten Ausführungsbeispiels der Strahlmühlenanlage aus der Fig. 1 zeigt,
    Fig. 3
    in einer schematischen und teilweise geschnittenen Darstellung ein zweites Ausführungsbeispiel einer Strahlmühlenanlage mit einer Fließbettstrahlmühle zeigt, und
    Fig. 4
    in einer schematischen Schnittdarstellung ein Ausführungsbeispiel einer Spiralstrahl- oder Dichtbettstrahlmühle aus einer erfindungsgemäßen Strahlmühlenanlage zeigt, wie sie schematisch in der Fig. 1 oder in der Fig. 3 gezeigt ist.
  • Anhand der nachfolgend beschriebenen und in den Zeichnungen dargestellten Ausführungs- und Anwendungsbeispiele wird die Erfindung lediglich exemplarisch näher erläutert, d.h. sie ist nicht auf diese Ausführungs- und Anwendungsbeispiele beschränkt. Verfahrens- und Vorrichtungsmerkmale ergeben sich jeweils analog auch aus Vorrichtungs- bzw. Verfahrensbeschreibungen.
  • Einzelne Merkmale, die im Zusammenhang mit einem konkreten Ausführungsbeispiel angeben und/oder dargestellt sind, sind nicht auf dieses Ausführungsbeispiel oder die Kombination mit den übrigen Merkmalen dieses Ausführungsbeispiels beschränkt, sondern können im Rahmen des technisch Möglichen, mit jeglichen anderen Varianten, auch wenn sie in den vorliegenden Unterlagen nicht gesondert behandelt sind, kombiniert werden.
  • Gleiche Bezugszeichen in den einzelnen Figuren und Abbildungen der Zeichnung bezeichnen gleiche oder ähnliche oder gleich oder ähnlich wirkende Komponenten. Anhand der Darstellungen in der Zeichnung werden auch solche Merkmale deutlich, die nicht mit Bezugszeichen versehen sind, unabhängig davon, ob solche Merkmale nachfolgend beschrieben sind oder nicht. Andererseits sind auch Merkmale, die in der vorliegenden Beschreibung enthalten, aber nicht in der Zeichnung sichtbar oder dargestellt sind, ohne weiteres für einen Fachmann verständlich.
  • In der Fig. 1 ist schematisch und teilweise geschnitten eine mit Wasser- oder Heißdampf als Mahlgas oder -dampf betriebene Strahlmühlenanlage 1 gezeigt, die eine Strahlmühle 2 enthält, die vergrößert nochmals gesondert in der Fig. 2 in einer Schnittdarstellung schematisch gezeigt ist und beim vorliegenden ersten Ausführungsbeispiel lediglich exemplarisch eine Fließbettstrahlmühle 2F ist, da die vorliegende Erfindung nicht auf den Einsatz einer Fließbettstrahlmühle 2F in einer erfindungsgemäßen Strahlmühlenanlage beschränkt ist.
  • Die Strahlmühle 2 enthält in üblicher Weise u.a. ein Mühlengehäuse 3, einen Mahldampfeinlass 4, eine Sichterwelle 5, ein Lagergehäuse 6 für die Sichterwelle 5, ein Sichtrad 7 und ein Feingutaustrittsgehäuse 8 für einen Mahlgutauslass 9, dem ein Produktfilter 10 zugeordnet ist. Die weitere Ausgestaltung der beim vorliegenden ersten Ausführungsbeispiel vorgesehenen Fließbettstrahlmühle 2F sowie allgemein einer Strahlmühle 2 liegt im Rahmen des technisch Üblichen und wird hier nicht weiter im Detail erläutert, da hier jegliche technisch möglichen Bauarten und Varianten mit der Erfindung im Übrigen zu kombinieren sind.
  • In dem Produktfilter 10 wird das durch den Mahlprozess erhaltene Feingut vom Mahlgas, d.h. vom Wasserdampf getrennt, der dann insbesondere zur weiteren Reinigung weiter in einen Polizeifilter 11 geleitet wird, von wo er weiter in einen Kompressor 12 geführt wird. Bei dem Kompressor 12 handelt es sich um einen einstufigen Kompressor. Ein einstufiger Kompressor hat den besonderen Vorteil, dass die durch die Verdichtung entstehende Wärme vollständig zur Nutzung zur Verfügung steht. Wird ein mehrstufiger Kompressor eingesetzt, so ist eine Zwischenkühlung vorzusehen, da sonst die thermische Belastung von Folgestufen zu hoch wird.
  • Vom Austritt des Kompressors 12 wird der Mahldampf mit entsprechend erhöhter Temperatur zur Strahlmühle 2 geführt, wo er über Düsen 13 in den Mahlprozess eingeleitet wird.
  • Der vom Kompressor 12 erhaltene Heißdampf wird vorzugsweise über Druckreduziereinrichtungen 14 auch als Spüldampf für einen Spülspalt 15 der Sichterwelle 5 und einen Spülspalt 16 des Sichtrades 7 verwendet (siehe Fig. 2). Dadurch wird jeweils auch eine Abdichtung zwischen Sichterwelle 5 und Lagergehäuse 6 sowie zwischen Sichtrad 7 und Feingutaustrittsgehäuse 8 mit entsprechend heißem Wasserdampf realisiert.
  • Beim Mahlprozess wird somit Wasserdampf als Mahlgas über die Düsen 13 in der Strahlmühle 2 zur Verfügung gestellt und verwendet. Im Verlauf des Mahlprozesses, der ebenso wie die Strahlmühle 2 in jeglicher konventionellen Art ausgelegt sein kann, kühlt sich der Wasserdampf ab und tritt letztlich zusammen mit gemahlenem Feingut in das Feingutaustrittsgehäuse 8 ein und verlässt die Strahlmühle 2 durch den Mahlgutauslass 9, dem intern oder extern bezüglich des Mühlengehäuses 3 der Produktfilter 10 zugeordnet ist, in dem das erhaltene Mahlgut vom Mahlgas, d.h. dem abgekühlten Wasserdampf getrennt wird. Falls der Produktfilter 10 außerhalb des Mühlengehäuses 3 angeordnet ist, ist eine Auslassleitung 17 zwischen dem Mahlgutauslass 9 und dem Produktfilter 10 vorgesehen, aus dem in jeglicher üblichen Weise das Mahlgut entnommen oder herausgeführt werden kann.
  • Das im Produktfilter 10 vom Mahlprodukt getrennte Mahlgas, d.h. der für den Mahlprozess verwendete Wasserdampf, gelangt über eine Brauchdampfableitung 18 zur ggf. weiteren Reinigung beim vorliegenden ersten Ausführungsbeispiel in den Polizeifilter 11, von wo aus der aufzubereitende, d.h. einer Temperaturerhöhung zu unterziehende Wasserdampf durch eine Kompressorzuleitung 19 dem Kompressor 12 zugeführt wird. In die Kompressorzuleitung 19 mündet vor dem Kompressor 12 eine Erzeugerzuleitung 20, durch die Wasserdampf von einem Sattdampferzeuger 21, der von einer Frischwasserzuleitung W gespeist wird, in die Kompressorzuleitung 19 eingespeist werden kann. Der Ausdruck "Frischwasser" bedeutet hier nur, dass bezüglich des Systems der Strahlmühlenanlage 1 frisches, also von extern kommendes zusätzliches und noch nicht im Prozess verwendetes Wasser eingesetzt wird und sagt nichts über die Wasserqualität im Übrigen aus.
  • Der Wasserdampf vom Sattdampferzeuger 21 erfüllt zwei Funktionen. Zum einen wird mit dem Sattdampferzeuger 21 der für die Inbetriebnahme der Strahlmühlenanlage 1 benötigte Dampf bereitgestellt. Zum anderen kann während des Betriebs der Strahlmühlenanlage 1 durch Leckverluste verschwundener Wasserdampf zumindest zum Teil ausgeglichen werden, indem eben durch den insbesondere kleinen Sattdampferzeuger 21 die Wasserdampf-Fehlmenge oder zumindest ein Teil davon auf der Saugseite des Kompressors 12, d.h. in die Kompressorzuleitung 19 eingespeist werden.
  • Der durch die Druckerhöhung im Kompressor 12 erhitzte Wasserdampf gelangt vom Kompressor 12 aus durch eine Kompressorableitung 22 in eine Düsenzuleitung 23 und von dort über den Mahldampfeinlass 4 des Mühlengehäuses 3 zu den Düsen 13 in der Strahlmühle, wo der erhitzte Wasserdampf als Mahlgas in dem Mahlprozess verwendet wird. Bei der Strahlmühlenanlage 1 wird somit der Wasserdampf im Kreis geführt und dabei nach der Strahlmühle 2 entsprechend in dem Produktfilter 10 und dem nachgeschalteten Polizeifilter 11 gereinigt dem Kompressor 12 zur Druckerhöhung zuführt.
  • Die Eintrittsbedingungen in den Kompressor 12 sind beim vorliegenden Ausführungsbeispiel p ≈ 1 bar und T ≈ 105 bis 115 °C. Abhängig von der Druckerhöhung im Kompressor 12 steigt die Dampftemperatur an. Theoretisch kann in einem einstufigen Kompressor 12 ein ΔT von bis zu 200°C erreicht werden. Bei den angestrebten niedrigen Drücken von 2 bis 10 bar wird eine Austrittstemperatur des Wasserdampfes aus dem Kompressor von 180 bis 250 °C (abhängig vom Druck) erreicht.
  • Diese Austrittstemperatur wird bei dem in der Fig. 3 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel der Strahlmühlenanlage 1 zusätzlich dadurch eingestellt, dass während der Verdichtung im Kompressor 12 Wasser eingespritzt wird, das von einer Wassereindüsungszuleitung E kommt. Damit, d.h. mit der entsprechenden Wassereindüsung, werden gleichzeitig die in einer Kreisdampfanlage unvermeidlichen Leckverluste in Höhe von 5 bis 8 % der umlaufenden Dampfmenge zumindest zum Teil ausgeglichen. Ist das nicht ausreichend, kann z.B. durch den (kleinen) Sattdampferzeuger 21 die Fehlmenge auf der Saugseite des Kompressors 12 eingespeist werden. Mit Ausnahme der Wassereindüsungszuleitung E und der dadurch realisierten Wassereindüsung in den Kompressor stimmt das zweite Ausführungsbeispiel der Strahlmühlenanlage 1 nach Fig. 3 mit dem ersten Ausführungsbeispiel der Strahlmühlenanlage 1 nach Fig. 1 überein und wird daher nicht nochmal im Detail beschrieben, sondern es wird betreffend aller anderen Merkmale auf die Darstellungen zu den Fig. 1 und 2 betreffend das erste Ausführungsbeispiel der Strahlmühlenanlage 1 Bezug genommen.
  • Der aus dem Kompressor 12 mit der erforderlichen Temperatur austretende Wasserdampf wird bei dem ersten und bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der Strahlmühlenanlage 1 über die Kompressorableitung 22 und die Düsenzuleitung 23 zum Mahldampfeinlass 4 und dann weiter zu den Düsen 13 geleitet und gelangt so in den Mahlprozess, womit der Kreislauf geschlossen ist.
  • Zu den schon genannten Abdichtungszwecken einerseits des Spülspaltes 15 der Sichterwelle 5 zwischen Sichterwelle 5 und Lagergehäuse 6 und andererseits des Spülspaltes 16 des Sichtrades 7 zwischen Sichtrad 7 und Feingutaustrittsgehäuse 8 zweigt von der Kompressorableitung 22 neben der Düsenzuleitung 23 auch eine Hauptspülleitung 24 ab, die zur Druckreduzierung des als Spüldampf verwendeten Wasserdampfes aus dem Kompressor 12 die Druckreduziereinrichtungen 14 enthält und sich im Anschluss daran in eine Wellenspülspaltzuleitung 25 zum Spülspalt 15 der Sichterwelle 5 und eine Radspülspaltzuleitung 26 zum Spülspalt 16 des Sichtrades 7 aufteilt, wie den Fig. 1 und 2 zu entnehmen ist.
  • In der Fig. 4 ist im Scnnitt schematisch eine Spiralstrahl- oder Dichtbettstrahlmühle 2D gezeigt, wie sie als Strahlmühle 2 in einer erfindungsgemäßen Strahlmühlenanlage 1 z.B. anstatt der Fließbettstrahlmühle 2F gemäß den Fig. 1 und 2 sowie 3 zum Einsatz kommen kann. Die entsprechenden Ein- und Ausgänge der Spiralstrahl- oder Dichtbettstrahlmühle 2D können analog zu jenen der Fließbettstrahlmühle 2F gemäß den Fig. 1 und 2 sowie 3 an die Auslassleitung 17 vom Mahlgutauslass 9 und dem Produktfilter 10, an die Düsenzuleitung 23 zu den Düsen 13, an die Wellenspülspaltzuleitung 25 zum Spülspalt 15 der Sichterwelle 5 zwischen Sichterwelle 5 und Lagergehäuse 6 und an die Radspülspaltzuleitung 26 zum Spülspalt 16 des Sichtrades 7 zwischen Sichtrad 7 und Feingutaustrittsgehäuse 8 angeschlossen werden, um die Spiralstrahl- oder Dichtbettstrahlmühle 2D in die Strahlmühlenanlage 1 gemäß den Fig. 1 und 3 zu integrieren.
  • Wie die Fließbettstrahlmühle 2F gemäß den Fig. 1 und 2 sowie 3 hat auch die Spiralstrahl- oder Dichtbettstrahlmühle 2D als Strahlmühle 2 in der Strahlmühlenanlage 1 u.a. das Mühlengehäuse 3, den Mahldampfeinlass 4, die Sichterwelle 5, das Lagergehäuse 6 für die Sichterwelle 5, das Sichtrad 7 und das Feingutaustrittsgehäuse 8 für den Mahlgutauslass 9, dem der Produktfilter 10 zugeordnet ist.
  • Die weitere Ausgestaltung der beim vorliegenden Ausführungsbeispiel vorgesehenen Spiralstrahl- oder Dichtbettstrahlmühle 2D als Strahlmühle 2 liegt im Rahmen des technisch Üblichen und wird hier nicht weiter im Detail erläutert, da hier jegliche technisch möglichen Bauarten und Varianten mit der Erfindung im Übrigen zu kombinieren sind.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Strahlmühlenanlage
    2
    Strahlmühle
    2F
    Fließbettstrahlmühle
    2D
    Spiralstrahl- oder Dichtbettstrahlmühle
    3
    Mühlengehäuse
    4
    Mahldampfeinlass
    5
    Sichterwelle
    6
    Lagergehäuse
    7
    Sichtrad
    8
    Feingutaustrittsgehäuse
    9
    Mahlgutauslass
    10
    Produktfilter
    11
    Polizeifilter
    12
    Kompressor
    13
    Düsen
    14
    Druckreduziereinrichtungen
    15
    Spülspalt der Sichterwelle 5
    16
    Spülspalt des Sichtrades 7
    17
    Auslassleitung
    18
    Brauchdampfableitung
    19
    Kompressorzuleitung
    20
    Erzeugerzuleitung
    21
    Sattdampferzeuger
    22
    Kompressorableitung
    23
    Düsenzuleitung
    24
    Hauptspülleitung
    25
    Wellenspülspaltzuleitung
    26
    Radspülspaltzuleitung
    E
    Wassereindüsungszuleitung
    W
    Frischwasserzuleitung

Claims (14)

  1. Betriebsverfahren für eine Strahlmühlenanlage (1), dadurch gekennzeichnet, dass als Betriebsmittel für eine Strahlmühle (2) überhitzter Wasserdampf niederen Druckes, insbesondere 2 bis 10 bar, verwendet wird und der Wasserdampf nach der Strahlmühle (2) und der Trennung von Mahlgut über einen Kompressor (12) zur Druck- und Temperaturüberhöhung im Kreis wieder in die Strahlmühle (2) zurück geführt wird.
  2. Betriebsverfahren für eine Strahlmühlenanlage (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der entspannte Wasserdampf an der Saugseite des Kompressors (12) einen Druck von etwa 1 bar und eine Temperatur von etwa 105 bis 115 °C aufweist.
  3. Betriebsverfahren für eine Strahlmühlenanlage (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kompressor (12) einstufig ausgeführt ist.
  4. Betriebsverfahren für eine Strahlmühlenanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des verdichteten Wasserdampfes nach dem Kompressor (12) druckabhängig durch Wassereindüsung in den Kompressor (12) so gesteuert wird, dass überhitzter Dampf vorliegt.
  5. Betriebsverfahren für eine Strahlmühlenanlage (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dampftemperatur auf der Austrittsseite des Kompressors (12) zwischen ca. 180 °C bei 2 bar und etwa 250 °C bei 10 bar liegt.
  6. Betriebsverfahren für eine Strahlmühlenanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit einem Sattdampferzeuger (21) auf der Saugseite des Kompressors (12) Wasserdampf zum Ausgleich von Leckdampfverlust in der Kreisanlage zugeführt wird.
  7. Betriebsverfahren für eine Strahlmühlenanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Strahlmühlenanlage (1), die eine Strahlmühle (2) mit einer Sichterwelle (5) und einem Lagergehäuse (6) sowie mit einem Sichtrad (7) und einem Feingutaustrittsgehäuse (8) enthält, die Versorgung der Abdichtungen zwischen Sichterwelle (5) und Lagergehäuse (6) sowie zwischen Sichtrad (7) und Feingutaustrittsgehäuse (8) mit Heißdampf erfolgt.
  8. Strahlmühlenanlage (1) mit einer Strahlmühle (2), die zum Betrieb mit überhitztem Wasserdampf niederen Druckes, insbesondere 2 bis 10 bar, ausgelegt ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Strahlmühlenwasserdampfableitung, umfassend Auslassleitung (17), Brauchdampfableitung (18) und Kompressorzuleitung (19), ein Kompressor (12) und eine Strahlmühlenwasserdampfzuleitung, umfassend Kompressorableitung (22), Mahldampfeinlass (4) und Düsenzuleitung (23), zusammen mit der Strahlmühle (2) einen Kreislauf für Wasserdampf bilden, so dass Wasserdampf aus der Strahlmühle (2) über den Kompressor (12) zur Druck- und Temperaturüberhöhung im Kreis wieder in die Strahlmühle (2) zurück geführt wird.
  9. Strahlmühlenanlage (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der entspannte Wasserdampf an der Saugseite des Kompressors (12) einen Druck von etwa 1 bar und eine Temperatur von etwa 105 bis 115 °C aufweist.
  10. Strahlmühlenanlage (1) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Kompressor (12) einstufig ausgeführt ist.
  11. Strahlmühlenanlage (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des verdichteten Wasserdampfes nach dem Kompressor (12) druckabhängig durch Wassereindüsung in den Kompressor (12) so gesteuert wird, dass überhitzter Dampf vorliegt.
  12. Strahlmühlenanlage (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Dampftemperatur auf der Austrittsseite des Kompressors (12) zwischen ca. 180 °C bei 2 bar und etwa 250 °C bei 10 bar liegt.
  13. Strahlmühlenanlage (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass mit einem Sattdampferzeuger (21) auf der Saugseite des Kompressors (12) Wasserdampf zum Ausgleich von Leckdampfverlust in der Kreisanlage zugeführt wird.
  14. Strahlmühlenanlage (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlmühlenanlage (1) eine Strahlmühle mit einer Sichterwelle (5) und einem Lagergehäuse (6) sowie mit einem Sichtrad (7) und einem Feingutaustrittsgehäuse (8) enthält, und dass die Versorgung der Abdichtungen zwischen Sichterwelle (5) und Lagergehäuse (6) sowie zwischen Sichtrad (7) und Feingutaustrittsgehäuse (8) mit Heißdampf erfolgt.
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