ES2102557T5 - Procedimiento para la molturacion de lignito crudo. - Google Patents
Procedimiento para la molturacion de lignito crudo.Info
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Abstract
EL INVENTO SE REFIERE A UN PROCEDIMIENTO PARA LA MOLIENDA DE LIGNITO BRUTO. PARA ELLO SE PROCEDE EN PRIMER LUGAR A UN SECADO DEL LIGNITO BRUTO CON UNA TEMPERATURA DE SALIDA DESPUES DEL SECADO DE 70 A 85 GRADOS C. A CONTINUACION SE MUELE EL LIGNITO BRUTO SECO. EL LIGNITO BRUTO SECO SE LLEVA DESPUES A UN MOLINO DE RODILLOS CON CIRCULACION DE AIRE EN EL QUE TIENE LUGAR LA MOLIENDA Y EN ENFRIAMIENTO ADICIONAL DEL LIGNITO BRUTO HASTA UNA TEMPERATURA INFERIOR A 60 GRADOS C POR MEDIO DEL AIRE FRIO Y/O AMBIENTE INYECTADO.
Description
Procedimiento para la molturación de lignito
crudo.
La invención se refiere a un procedimiento para
la molturación de lignito crudo para dar carbono fino.
Para la molturación de lignito crudo,
habitualmente húmedo, para dar carbón fino, hasta el momento se
conduce en primer lugar el lignito crudo a través de secadores, en
los que se lleva a cabo, a modo de ejemplo, una calefacción de vapor
indirecta de carbón, y de esta manera se extrae considerablemente la
humedad del carbón. El lignito crudo abandona este secador
habitualmente con una temperatura de 70-85ºC.
Ya que esta temperatura relativamente elevada, de
70-85ºC, se debe considerar extremadamente
problemática con respecto a una ignición o a una explosión de la
mezcla de polvo de carbón, para polvo de lignito se ha determinado
60ºC como temperatura máxima permitida para poder excluir los
momentos de peligro citados anteriormente.
En base a esta temperatura de partida tras el
secado del lignito crudo, de 70-85ºC, el lignito
crudo desecado se enfría a un intervalo de temperatura de
aproximadamente 40ºC. Esto se efectúa, por ejemplo, en
transportadores de cadena con cajones refrigerados con aire.
El lignito crudo desecado y refrigerado de tal
manera se desmenuza y moltura hasta el momento en molinos continuos
puros con cuerpos de molturación, que están diseñados en especial
como barras o esferas. En el caso de estos molinos continuos, por
ejemplo concebidos como molinos vibratorios o molinos de bolas con
mecanismo agitador, el desmenuzado del lignito crudo se efectúa
principalmente entre los cuerpos de molturación,
y la pared del espacio de molturación.
En estos molinos continuos, mediante la fricción
entre los cuerpos de molturación entre sí, así como entre los
cuerpos de molturación y la pared del espacio de molturación, se
genera calor que se puede traducir en un fuerte incremento de
temperatura, por ejemplo de 20ºC en el caso de lignito crudo
desecado. Por lo tanto, el lignito crudo refrigerado previamente
alcanza de nuevo el intervalo de temperatura límite permitido, de
aproximadamente 60ºC.
En el caso de este procedimiento practicado hasta
la fecha se ha mostrado especialmente desventajoso que los molinos
continuos empleados posean un límite de capacidad de aproximadamente
10 t/h de rendimiento de lignito crudo.
Por lo tanto, para alcanzar un rendimiento de
lignito crudo de aproximadamente 60 t/h, según la finura del
producto, hasta la fecha se debían emplear seis a diez molinos
continuos de tal naturaleza, que hacían necesarios, por ejemplo,
cuatro secadores para el lignito crudo con cuatro transportadores de
cadena subsiguientes con cajones refrigerados con aire en las etapas
previas.
Por lo tanto, se mostró que la capacidad de carga
más elevada hacía necesaria una multiplicidad de unidades de tal
naturaleza, con número correspondientemente más elevado de
accionamientos, aparatos de transporte de suministro y descarga,
fundamentos, edificios con aislamiento sonoro, y un gasto de control
y regulación más elevado.
No obstante, para este procedimiento practicado
hasta la fecha era necesario limitar la temperatura del lignito
crudo a un máximo de 40ºC antes de los molinos, lo que estaba
vinculado, solamente mediante agregados de refrigeración
adicionales, a un gasto de inversión correspondientemente mas
elevado, demanda de espacio, y además gasto de transporte,
regulación y mantenimiento unido a ello.
Por la DE 37 34 359 A1 es conocido un
procedimiento en el que se moltura lignito desecado previamente en
un molino triturador de rodillos, bajo alimentación constante de gas
de combustión desecado previamente, y calentado a unos 60ºC, para
dar polvo de lignito. Para la supresión de oxígeno, o bien aire, se
introduce el gas inerte con sobrepresión, y se reemplaza
continuamente en una determinada fracción. Análogamente a la
atmósfera de gas inerte del molino triturador de rodillos, también
el almacenaje de polvo de lignito en silos se efectúa en una
atmósfera inerte. Este procedimiento de molturación en un molino
triturador de rodillos y en atmósfera de gas inerte de
aproximadamente 60ºC, requiere una instalación adicional para la
generación de gas de combustión, así como instalaciones de soplado,
y un cambiador de calor en un circuito de gas de combustión aislado.
A ello está vinculado un correspondiente gasto en instalaciones y
técnico de regulación.
Por el artículo "Einsatz von Braunkohle am
Beispiel eines staubgefeuerten 80 MW-Kessels in der
Zuckerindustrie", Jahrbuch der Dampferzeugungstechnik, tomo 2, 5ª
edición 1985/86, páginas 1287 a 1297, es conocida una generación de
polvo de lignito para el insuflado directo. Se acarrea granulado de
lignito, que se produce en la obtención de briquetas como producto
residual, y presenta un contenido en agua de un 18%, así como un
tamaño de grano de 0 a 15, o bien 20 mm, en
vehículos-silo, y se alimenta a un silo de carbón de
un molino de rodillos de corriente de aire. La molturación en el
molino de rodillos de corriente de aire se efectúa a aproximadamente
40ºC bajo alimentación de aire, que presenta igualmente una
temperatura de 40ºC. Como medida de protección contra incendios de
molinos está previsto insuflar vapor saturado para el inertizado a
una temperatura de clasificación > 80ºC. Partiendo del suministro
del granulado de lignito a través de la cadena de producción, y el
almacenaje en silos, se puede partir de que el granulado de lignito
se alimente al molino de rodillos de corriente de aire con
aproximadamente 30ºC a un máximo de 40ºC.
En el prospecto de fábrica
"Wälzmühlen-Roller Grinding Mills" de LOESCHE
GmbH, 2/84, se describen instalaciones de molturado y secado con
molinos de carbón LOESCHE, y se muestran esquemas de instalaciones.
En este caso, la obtención de lignito se puede efectuar en
funcionamiento inerte o en funcionamiento al aire, partiéndose
siempre de carbón crudo, que se alimenta al molino de rodillos de
corriente de aire de un silo de carbón crudo. Se efectúa un
molturado-secado del carbón crudo con ayuda del gas
caliente alimentado, evaporándose espontáneamente el agua contenida
en el carbón crudo mediante el contacto íntimo con el gas caliente,
de modo que, en el espacio de molturado, se produce ya la
temperatura de salida de molino deseada, de 70 a 130ºC. El polvo de
lignito se puede alimentar directamente a un quemador, o almacenar
provisionalmente en un silo de polvo tras separación de gas caliente
en un filtro.
Los inconvenientes de la obtención de polvo de
carbón conocida son los costes de transporte y almacenaje del
granulado de lignito a suministrar, que se debe enfriar además a una
temperatura admisible antes del transporte. Del mismo modo, las
instalaciones de molturado-secado de funcionamiento
inerte son relativamente costosas desde el punto de vista técnico de
regulación e inversión, debido a la generación de gas caliente, o
bien aire caliente.
La invención toma como base la tarea de
desarrollar un procedimiento para el molturado de lignito, que fuera
especialmente económico, con mantenimiento de la seguridad
operacional necesaria, y posibilitara una molturación y
clasificación eficientes, y especialmente convenientes desde el
punto de vista cualitativo.
Según la invención, este problema se soluciona
mediante las características de la reivindicación 1.
En este caso, una idea central esencial de la
invención es unir el proceso de molturación con el proceso de
refrigeración bajo la temperatura límite crítica de 60ºC, siendo
apropiado para ello en especial un molino triturador de rodillos de
corriente de aire.
Tal molino triturador de rodillos de corriente de
aire, por ejemplo del tipo LOESCHE, presenta una cuchilla
trituradora giratoria, o bien una bandeja trituradora, y sobre éstas
rodillos de molturación accionados por fricción, impulsados sobre el
producto a molturar, o provistos con un accionamiento propio.
Alrededor del borde de la bandeja trituradora está dispuesta una
corona de paletas giratoria, a través de la cual se succiona, o bien
se insufla, la circulación de aire en el espacio de molturación con
velocidad elevada, y un componente angular. El producto proyectado,
y también triturado por la bandeja de molturación, se recoge en este
caso por la corriente de aire en el espacio anular externo,
aproximadamente cilíndrico hueco, y se conduce en una capa
turbulenta rotante al clasificador dispuesto por encima del espacio
de molturación.
La invención sigue ahora el camino de succionar,
o bien insuflar aire frío o aire ambiental en el espacio de
molturación a través de la corona de paletas, y conseguir una
refrigeración de estas partículas durante la rotación de la capa
turbulenta de la mezcla de polvo-aire hacia arriba
respecto al clasificador mediante un relavado de las partículas de
lignito crudo que presentan, por ejemplo, una temperatura de
aproximadamente 80ºC. En este caso, la velocidad de circulación y el
paso de aire frío se pueden regular también en dependencia de la
carga de lignito crudo a molturar, de tal manera que, en todos los
casos, se alcanza o no se llega a la temperatura límite crítica de
60ºC en las partículas de lignito crudo que abandonan el molino
triturador de rodillos de corriente de aire y el clasificador.
El tipo de molino triturador de rodillos de
corriente de aire preferente para este procedimiento presenta una
distancia mínima entre los cuerpos de molturación, es decir, la
bandeja de molturación y los rodillos de molturación, de modo que se
evita un contacto metálico directo, que conduce a calor de fricción
elevado.
Por lo tanto, la clasificación subsiguiente de
partículas de lignito crudo alimentadas al clasificador en una capa
turbulenta giratoria ascendente garantiza, independientemente del
funcionamiento con carga parcial o carga plena, una constancia de la
banda de grano fino, por la que se debe entender un producto de
clasificación con características de distribución de grano
considerablemente invariables.
No obstante, mediante el aire frío admitido, éste
se puede emplear además simultáneamente, de manera óptima, como
medio de transporte para la conducción subsiguiente del producto
molturado y clasificado a silos intermedios o a consumidores.
La integración, según el procedimiento, de un
molino triturador de rodillos de corriente de aire para la
molturación de lignito crudo, pero también de otro carbón crudo,
posibilita rendimientos de paso especialmente elevados, ya que estos
molinos de rodillos de corriente de aire se pueden construir en
unidades mayores, y pueden substituir, por ejemplo, seis a diez
molinos vibratorios del tipo conocido.
Además, en el caso de estos molinos trituradores
de rodillos de corriente se puede evitar el calor de rozamiento por
medio del contacto directo entre las piezas de molturación. Esto se
puede realizar, a modo de ejemplo, mediante distanciadores mecánicos
para los rodillos de molturación frente a la bandeja de
molturación.
Ya que la corriente de aire frío en el caso de
tal molino de rodillos de corriente de aire se puede succionar a
partir de la atmósfera, está de más una refrigeración del lignito
crudo desecado a partir del intervalo de temperatura de
70-85ºC a zonas en aproximadamente 40ºC, de modo que
se pueden ahorrar inversiones considerables en agregados de
refrigeración.
A esto se añade que se puede reducir
considerablemente el gasto total de aparatos en el caso de empleo de
un molino de rodillos de corriente de aire, en lugar de seis a diez
molinos vibratorios, así como el gasto sucesivo correspondiente.
Se presenta una ventaja adicional conduciéndose
el molino de rodillos de corriente de aire en funcionamiento en
vacío, mediante lo cual los procesos de refrigeración y el
transporte neumático dentro del molino de rodillos son más
eficientes y ahorran más energía. Para el funcionamiento en vacío,
seleccionado preferentemente, que también se puede denominar
funcionamiento de succión, se prevén los ventiladores
correspondientes detrás del molino de rodillos de corriente de aire,
y en especial detrás de los separadores de polvo, que están
post-conectados al clasificador. Mediante este
efecto de succión de los ventiladores se evita cualquier incremento
de temperatura en el espacio interno del molino de rodillos de
corriente de aire, mediante lo cual se mantiene el efecto
refrigerante en el molino de rodillos.
El campo de empleo predestinado del procedimiento
es ciertamente la molturación de lignito crudo. No obstante, por
medio del procedimiento se pueden molturar otros tipos de carbón
crudo de manera extremadamente económica, igualmente del modo
descrito con anterioridad.
A continuación se explica la invención
adicionalmente por medio de un ejemplo.
Muestran:
la figura 1 una representación esquemática del
procedimiento con los agregados esenciales, y
la figura 2 una representación ampliada de un
corte a través de la zona de molturación del molino de rodillos de
corriente de aire según la figura 1, con las proporciones de
circulación esenciales.
En la figura 1 está representado un molino de
rodillos de corriente de aire 1. Este molino de rodillos 1 tiene una
bandeja de molturación impulsada rotante 2, y sobre ésta rodillos de
molturación 3 giratorios accionados por fricción, o impulsados por
separado. Por encima del espacio de molturación 5 está integrado un
clasificador 4 en la carcasa del molino de rodillos de corriente de
aire 1.
En el procedimiento, el lignito crudo,
habitualmente húmedo, se conduce en primer lugar a través de
secadores 11, que pueden ser, por ejemplo, secadores tubulares con
calefacción de vapor indirecta, y se seca en los mismos. El lignito
crudo llega desde estos secadores 11 a un transportador 12 con una
temperatura de aproximadamente 70-85ºC, y a
continuación a una banda báscula 13 para el suministro dosificado
del lignito crudo desecado. A través de una esclusa de rueda celular
14 y una alimentación 7 se introduce el lignito crudo en el molino
triturador de rodillos de corriente de aire 1.
Al molino triturador de rodillos de corriente de
aire 1 se alimenta, en la zona inferior, un gas frío 18, en especial
aire frío de la atmósfera, que afluye a continuación al espacio de
molturación 5 a través de una corona de paletas 17.
En la figura 2 está representada una mayor vista
parcial esquemática del espacio de molturación 5 del molino de
rodillos 1. El aire frío 18 se insufla hacia arriba en el espacio de
molturación 5 a través de una corona de paletas 17 con un movimiento
angular, en este caso en la zona límite de la bandeja de molturación
2, que se hace rotar a través de un accionamiento 16. En este caso
se efectúa un relavado interno entre el aire frío 18 y las
partículas de carbón crudo molturadas 21 en un espacio anular
externo, cilíndrico hueco 22. La formación de una capa turbulenta
rotante y ascendente 24 de aire frío 18 y partículas de carbón crudo
21 conduce a una refrigeración de las partículas de lignito crudo
por debajo del valor límite crítico de 60ºC.
El lignito crudo 23 se suministra aproximadamente
al centro de la bandeja de molturación rotante 2 y, mediante fuerza
centrífuga, llega radialmente hacia fuera, donde se desmenuza y
moltura bajo la presión de los rodillos de molturación 3. Las
partículas de carbón 21 proyectadas en el sentido de la flecha 25 se
enfrían entonces de manera efectiva en la capa turbulenta 24 rotante
mediante contacto con el aire frío 18. Este proceso de enfriamiento
se puede regular mediante la velocidad de circulación del aire frío
y su temperatura.
La capa turbulenta 24 rotante que asciende en el
sentido de la flecha 20, que se produce entre la carcasa 15 y el
borde del plato de molturación 2, se genera mediante la inclinación
de las paletas de la cadena de paletas 17, y la circulación
turbulenta 19 torsionada de esta manera.
En esta capa turbulenta, las partículas de carbón
recirculadas por aire frío por todos lados emiten su calor al aire
frío, hasta que se alcanza una temperatura inferior a 60ºC en la
salida 9 del polvo de carbón a partir del clasificador 4 integrado
en el molino de rodillos 1 (figura 1).
El clasificador 4 posibilita además,
independientemente del funcionamiento con carga parcial o carga
plena, que el material fino que abandona el clasificador 4 a través
de la salida 9 se pueda ajustar a una constancia elevada de una
banda de grano de polvo deseada.
De modo ventajoso, el aire frío empleado 18 se
puede utilizar simultáneamente para el transporte neumático
subsiguiente del material fino a silos intermedios o a
consumidores.
Claims (9)
1. Procedimiento para la molturación de lignito
para dar carbón fino, en el que se lleva a cabo en primer lugar un
secado del lignito crudo, y a continuación se moltura el lignito
crudo desecado en un molino de cilindros de corriente de aire
(1),
caracterizado porque
el lignito crudo (23) del secado, con una
temperatura de salida de 70 a 85ºC, se alimenta a un molino de
rodillos de corriente de aire (1), y se moltura en éste, el molino
de rodillos de corriente de aire (1) se inunda de aire frío y/o aire
ambiental (18), y de este modo al menos las partículas de lignito
molturadas (21) se enfrían a una temperatura por debajo de 60ºC en
intercambio con el aire frío y/o aire ambiental (18).
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque, en un espacio anular externo (22) del
molino de rodillos de corriente de aire (1), que presenta una
bandeja de molturación (2), rodillos de molturación (3), y una
corona de paletas (17), se genera una zona turbulenta rotante (19)
de aire frío y/o aire ambiental (18) y partículas de lignito crudo
(21) para la refrigeración de partículas de lignito crudo (21) a
menos de 60ºC.
3. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 o 2,
caracterizado porque
se lleva a cabo la molturación de lignito crudo
(23) bajo mantenimiento de una distancia mínima de los dispositivos
de molturación, en especial de una distancia mínima entre bandeja de
molturación (2) y rodillos de molturación (3).
4. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 3,
caracterizado porque
el aire frío y/o ambiental (18) y las partículas
de lignito (21) forman una mezcla de gas-polvo, que
se alimenta a una clasificación, en especial a un clasificador
integrado (4) del molino de rodillos de corriente de aire (1).
5. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 4,
caracterizado porque
la zona turbulenta (19) se forma mediante
insuflado en forma de corriente en espiral de aire frío y/o aire
ambiental (18) por medio de la corona de paletas (17) que rodea la
bandeja de molturación (2).
6. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 5,
caracterizado porque
se regula la refrigeración de partículas de
lignito (21) se regula por medio de la velocidad de afluencia, en
especial en el intervalo de 40-80 m/s, y/o a través
de la temperatura del aire frío y/o ambiental (18).
7. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 6,
caracterizado porque
se lleva a cabo un transporte neumático de las
partículas de lignito molturadas y refrigeradas.
8. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 7,
caracterizado porque,
independientemente del funcionamiento con carga
parcial o carga plena, se ajusta la clasificación de partículas de
lignito a una constancia deseada de una banda de grano.
9. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 8,
caracterizado porque
se acciona el molino de rodillos de corriente de
aire (1) en la zona de vacío.
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