KR20220059915A - 분급기를 위한 작동 방법 및 분급을 위한 분급기 - Google Patents

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KR20220059915A
KR20220059915A KR1020210147612A KR20210147612A KR20220059915A KR 20220059915 A KR20220059915 A KR 20220059915A KR 1020210147612 A KR1020210147612 A KR 1020210147612A KR 20210147612 A KR20210147612 A KR 20210147612A KR 20220059915 A KR20220059915 A KR 20220059915A
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KR
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superheated steam
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프랑크 빈터
요아힘 도메스
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네취 트록켄말테크닉 게엠베하
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Abstract

본 발명은, 분급을 위한 분급기(1)를 위한 작동 방법에 관한 것이며, 분급기(1)에는 과열 수증기가 분급 기체로서 공급되고, 분급 기체로서의 과열 수증기의 온도는, 분급기(1) 내에서 과열 수증기의 응축이 야기되지 않을 정도로 낮게 선택된다. 또한, 본 발명은 분급을 위한 분급기(1)에 관한 것이고, 분급기(1)는 분급 기체로서의 과열 수증기의 생성을 위한 급수부(18)를 구비한 분급 기체 공급부를 포함하며, 분급 기체로서의 과열 수증기의 온도를 위한 설정 장치 또는 제어 장치(20)가 제공되고, 분급기(1) 내에서 과열 수증기의 응축이 야기되지 않을 정도로 분급 기체로서의 과열 수증기의 온도가 낮게 설정되도록 구성된다.

Description

분급기를 위한 작동 방법 및 분급을 위한 분급기{METHOD FOR OPERATING A CLASSIFIER AND CLASSIFIER FOR CLASSIFICATION}
본 발명은 분급기를 위한 작동 방법 및 분급을 위한 분급기에 관한 것이다.
DE 102006048864 A1호에는 공기 분급기를 위한 작동 방법 및 상응하는 공기 분급기가, 매우 미세한 입자의 생성을 위한 제트 밀(jet mill)에 각각 통합되어 있다. 이러한 제트 밀의 공기 분급기는 분급 휠 및 분급 휠 샤프트 그리고 분급기 하우징을 포함한다. 이 경우, 분급 휠과 분급기 하우징 사이에는 분급기 간극이 규정되고, 분급 휠 샤프트와 분급기 하우징 사이에는 샤프트 관통부가 형성된다. 이러한 공기 분급기에서는, 제트 밀의 그라인딩 노즐 자체에 고에너지의 가열 증기가 투입됨에도 불구하고, 샤프트 관통부 및/또는 분급기 간극의 간극 플러싱이 에너지 함량이 낮은 압축 기체에 의해 실행된다. 이러한 실시예는, 그라인딩 노즐에 고에너지의 가열 증기, 즉 고에너지의 매체가 투입되는 한편, 분급기에서는 저에너지의 매체가 사용되는 조합을 특징으로 한다.
EP2696981B1호에는 분급기 샤프트 및 이를 위해 베어링 하우징 및 분급 휠을 포함하는 분급기를 각각 구비한 제트 밀 시스템 및 제트 밀 시스템의 작동 방법이 공지되어 있으며, 제트 밀 시스템의 작동 수단으로서는 과열 수증기가 사용되고, 분급기 샤프트와 그 베어링 하우징 사이 그리고 제트 밀 시스템의 미세 재료 배출부 하우징과 분급 휠 사이의 밀봉부의 제공은 과열 수증기에 의해 실행된다.
공지된 방법들 및 분급기들은 기본적으로 양호한 결과를 유도한다. 본 발명의 과제는, 특히 공기 또는 불활성 기체에 의한 선별에 비해 더 높은, 출력된 그라인딩 생성물의 미세도가 달성될 수 있도록 분급기를 위한 작동 방법 및 분급기를 개선하는 것이다.
이러한 과제는 특히 그라인딩 재료의 분급을 위한 분급기를 위한 작동 방법에 의해 달성되며, 분급기에는 과열 수증기가 분급 기체로서 공급되고, 분급 기체로서의 과열 수증기의 온도는, 분급기 내에서 과열 수증기의 응축이 야기되지 않을 정도로 낮게 선택된다.
또한, 상술한 과제는 특히 그라인딩 재료의 분급을 위한 분급기에 의해 달성되고, 분급기는 분급 기체로서의 과열 수증기의 생성을 위한 급수부를 구비한 분급 기체 공급부를 포함하며, 분급 기체로서의 과열 수증기의 온도를 위한 설정 장치 또는 제어 장치가 제공되고, 분급기 내에서 과열 수증기의 응축이 야기되지 않을 정도로 분급 기체로서의 과열 수증기의 온도가 낮게 설정되도록 구성된다.
발명자들은, 동적 분급 휠에 의한 선별 시의 분리 결과가 특히, 사용된 프로세스 기체, 즉 분급 기체에 의존한다는 것을 인식하였다. 이와 같이, 분급 기체의 선택을 통해, 예를 들어 추가 그라인딩부에 공급되는 거친 재료와, 최종 생성물로서 또는 추가 처리를 위해 원하는 출력 생성물로서 분급기로부터 출력되는 미세 제료 사이의 분리 단면이 영향을 받을 수 있다. 예를 들어, 아르곤이 사용될 때의 분리 한계는 프로세스 매개변수가 변경되지 않을 때의 공기에 비하여 18%만큼 거친 쪽으로 이동한다.
dt아르곤 = 1.18 dt공기
이 경우,
dt아르곤 = 아르곤의 분리 입자 직경(분급 기체로서 사용)
dt공기 = 공기의 분리 입자 직경(분급 기체로 사용)
달리 말하자면, 단지 공기 대신 아르곤을 분급 기체로서 사용함으로써, 출력 생성물은 더욱 거칠게 출력된다. 이 경우, 발명자들은 또한, 과열 수증기를 분급 기체로 사용할 때의 분리 한계가 공기에 비하여 미세한 쪽으로 이동한다는 사실을 발명으로서 밝혀내었다.
dt증기 = 0.8 dt공기
이 경우,
dt증기 = 수증기의 분리 입자 직경(분급 기체로서 사용)
실제 테스트에 따라, 분급 기체로서의 과열 수증기에 의한 선별 시에는, 심지어 상술한 공기와 비교한 0.8의 이론적 계수보다 훨씬 더 높은 미세도가 달성되는 것으로 나타났다.
공기 대신 과열 수증기를 분급 기체로서 사용할 때의 더 양호한 분리 한계 또는 분리도는 분급 프로세스에서의 일종의 생성물의 첨가(additivation)를 실행하며, 이는 바람직한 방식으로 훨씬 더 높은 효율을 추가적으로 유도하는 것으로 추정된다.
또한, 발명자들은, 과열 수증기에 의한 선별 시에 이러한 분급 기체의 온도가 결과와 관련된다는 것을 인식하였다. 이와 같이, 발명자들은, 더 높은 분급 기체 온도에서 분급기가 더 거칠게 분리를 실행하고, 포화 증기 온도에 미달할 때 과열 수증기가 응축된다는 것을 전제로 하여, 과열 수증기의 사용 시의 분급 기체 온도가, 프로세스 내에서 증기의 응축이 야기되지 않도록 설정되어야 함으로써 추가적인 기준으로서 적용된다는 것을 발견하였다. 즉, 이로부터의 기술적 교시는, 필요한 분급 기체 온도의 최소값, 즉 가열 증기 또는 과열 수증기의 최소값이 지향되어야 한다는 것이다.
dth =(Th/Tu)0.25
이 경우,
dth = 분급 기체의 온도에 따른 분리 입자 직경
Th = 높은 온도의 분급 기체
Tu = 더 낮은 온도의 분급 기체
과열 수증기에 대한 온도 한계:
Tu = 약 383K(포화 증기 온도를 약 10K 초과)
Th = 약 723K
본 발명의 범주 내에서 주목할만하고, 바람직하게는 특히 방법적으로 뿐만 아니라 상응하는 센서 장치 및 검출 장치를 통해 장비적으로도 그리고 각각 개별적으로 또는 그 어떤 조합으로도 분급 기체 온도의 선택 및 설정에 포함될 추가의 매개변수들은,
- 분급기 유입부에서의 절대 압력(bar)(a)
- 분급 재료의 열용량(J/kgK)
- 분급 재료의 온도(K)
- 생성물의 공급량(kg/h)
- 분급 기체-/프로세스 기체 압축기의 에너지 유입
- 분급기를 통한 에너지 유입
- 증기 발생 및 프로세스 기체 냉각을 위한 분사된 물의 질량(kg/h)
- 주위로의 발산을 통한 열 흐름 손실(W)
바람직하게, 특히 그라인딩 재료의 분급을 위한 분급기를 위한 작동 방법에서는, 과열 수증기가 순환 기체 프로세스 내에서 사용되는 것 또한 가능하다. 이 경우, 바람직하고 유리한 개선예로서, 필요한 과열 수증기가 액체수의 공급을 통해 생성되는 것이 가능하다.
특히 그라인딩 재료의 분급을 위한 분급기를 위한 작동 방법의 바람직한 추가 구성은, 분급기의 분급기 간극을 플러싱하기 위해 그리고/또는 제조 상 오염물로부터 분급기의 베어링을 보호하기 위해서도 과열 수증기가 분급기에 공급되는 것이다.
바람직하게, 특히 그라인딩 재료의 분급을 위한 분급기를 위한 작동 방법은, 경우에 따라 회로 내에서의 분급 기체의 흐름을 이송하기 위하여, 분급 기체 송풍기 또는 분급 기체 압축기에 의해 압력 차이가 생성됨으로써 개선될 수 있다. 이 경우, 바람직하게, 압력 차이가 시스템 저항에 따라 설정 또는 제어되는 것이 또한 가능하고, 과열 수증기의 온도가, 분급기 내 분급 기체로서의 과열 수증기의 온도의 설정 또는 제어를 위한 분급 재료의 가열 및 배출과 관련하여 사용되는 것이 추가로 특히 가능하다.
특히 그라인딩 재료의 분급을 위한 분급기를 위한 작동 방법의 바람직한 또 다른 추가 구성은, 분급 기체 내로 도입되는 액체수의 양 및/또는 온도의 설정 또는 제어를 통해 분급 기체로서의 과열 수증기의 온도가 달성된다는 것이다.
바람직하게, 분급기는 과열 수증기를 위한 회로가 포함됨으로써 개선될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 분급기의 분급기 간극을 위한 그리고/또는 제조 상 오염물으로부터 분급기의 베어링을 보호하기 위한 플러싱 장치가 포함되고, 상응하는 지점들에 과열 수증기를 공급하도록 구성되는 것이 가능하다.
분급기의 바람직한 또 다른 추가 구성은, 압력 차이를 통하여, 경우에 따라 회로 내에서의 분급 기체의 흐름을 이송하기 위한 분급 기체 송풍기 또는 분급 기체 압축기가 포함되는 것이다. 이 경우 바람직하게는, 시스템 저항에 따라 압력 차이를 설정 또는 제어하기 위한, 분급 기체 송풍기 또는 분급 기체 압축기를 위한 설정 장치 또는 제어 장치가 제공되며, 이는, 분급기의 출구에 할당되고, 분급 기체로서의 과열 수증기의 온도를 위한 설정 장치 또는 제어 장치와 기능적으로 결합된 과열 수증기를 위한 하나 이상의 온도 감지기를 통해 추가 구성될 수 있으므로, 이러한 온도 감지기의 출력이, 과열 수증기의 온도를 위한 설정 장치 또는 제어 장치의 고려될 입력으로서 사용되는 것이 또한 가능하다.
또한, 바람직하게 분급기에서는, 급수부가, 분급 기체로서의 과열 수증기의 온도를 위한 설정 장치 또는 제어 장치와 결합되고, 또한 분급 기체로서의 과열 수증기의 온도의 설정 또는 제어가, 분급 기체 내로 도입되는 액체수의 양 및/또는 온도의 설정 또는 제어를 통해 구현되도록 구성되는 것이 가능하다.
본 발명의 바람직한 그리고/또는 유리한 추가의 실시예들과, 그들의 개별적인 양태들은 종속 청구항들의 조합들로부터 그리고 본 출원 명세서 전체로부터 제시된다.
하기에는 구체적인 구성들에 대한 예시적인 몇몇 설명들이 더 기술되고, 본 발명의 실시예들이 도면들을 참조하여 단지 예시적으로 설명된다.
도 1은 분급기에 의한 본 발명에 따른 프로세스를 개략적으로 도시한 도면이고,
도 2는 제1 연산 예시의 작동 매개변수들을 도시한 도면이고,
도 3a 및 도 3b는 제1 연산 예시의 프로세스 매개변수들을 도시한 도면이고,
도 4는 제2 연산 예시의 작동 매개변수들을 도시한 도면이고, 그리고
도 5a 및 도 5b는 제2 연산 예시의 프로세스 매개변수들을 도시한 도면이다.
설명되는 실시예들 및 적용예들에 의하여, 본 발명은 단지 예시적으로 더 상세하게 설명되며, 즉 이러한 실시예들 및 적용예들로 국한되지 않는다. 방법 특징들 및 장치 특징들은 각각 유사하게 마찬가지로 장치 설명부 또는 방법 설명부로부터 제시된다.
구체적인 실시예와 관련하여 기술되고 그리고/또는 도시되는 개별 특징들은 이러한 실시예 또는 이러한 실시예의 다른 특징들과의 조합으로 국한되지 않으며, 본 명세서에서 별도로 다뤄지지 않더라도 기술적으로 가능한 범주 내에서 다른 어떠한 변형예들과도 조합될 수 있다.
도 1에는 분급기(1)의 일 실시예가 개략적인 도면으로 도시되어 있으며, 이러한 도면에서는 분급기(1)의 개별 구성 요소들 및 이들의 연결부들이 단지 예시적으로 도시되어 있다. 도 1에 도시된 분급기(1)의 구성 요소들의 비율은 실제에 상응하지 않으며, 단지 이해를 위해 그리고 인식성을 이유로, 제시된 방식으로 선택되었다.
기본이 되는 방법은, 순환 기체 프로세스 내의 과열 수증기에 의한(그러나 바람직하게는 그로 국한되지 않음), 특히 그라인딩 재료[그러나 특히, 예를 들어 제트 밀과 같은 밀(도시되지 않음)로부터의 그라인딩 재료일 필요는 없음]의 선별, 즉 분급을 위한 방법이며, 분급기(1)는 경우에 따라서는 그라인딩 재료 배출부 상류의 프로세스 시퀀스 내에서 밀에 통합되거나, 밀의 별도 장비로서, 즉 그라인딩 재료 배출부의 하류에 연결될 수 있다.
분급기(1)는, 분급기 하우징(3) 내에서 분급기 휠 축(도시되지 않음)을 중심으로 회전 가능하게 배열되고, 소위 분급기 간극(도시되지 않음)을 통해 분급기 하우징(3)의 내부 벽부(도시되지 않음)로부터 이격되는 동적 분급기 휠(2)을 포함한다. 분급기 휠(2)은 분급기(1)의 하나 이상의 베어링(도시되지 않음) 내에 자신의 회전성을 성취하기 위해 회전 가능하게 장착된다.
하기에는, 분급기(1)의 구조 및 작동 방법의 설명을 위해 단지 예시적인 것으로 이해될 실시예가 추가적인 세부 사항들과 함께, 도 1을 참조하여 설명된다. 이러한 설명부는, 과열 수증기 및 순환 기체 프로세스의 생성을 포함하는데, 이들 모두는 단지 각각 하나의 가능성으로서 이해되어야 한다. 과열 수증기는 다른 방식으로도 제공 및 공급될 수 있으며, 순환 기체 프로세스 외부에서도 사용할 수 있다. 특히, 이는 과열 수증기에 의한 분급 프로세스가 기본적으로 순환 기체 작동에서뿐만 아니라 통과 기체 작동에서도 나타날 수 있음을 의미한다. 그러나, 순환 기체 프로세스의 에너지 요구량은 특히 바람직한 방식으로 단지 통과 기체 내에서의 작동의 약 5%이다. 이는, 개방 작동에서 수증기가 과열 상태로 시스템을 벗어나고 돌이킬 수 없게 소실된다는 것과 연관된다.
분급기(1) 내의 제조 흐름은 다음과 같다.
예를 들어 밀(도시되지 않음) 또는 그 그라인딩 챔버(도시되지 않음)로부터 나오는 분급 재료(S)는 분급기 유입부(4)로서의 분급 재료 공급부를 통해 분급기(1)에 공급된다. 대기로부터 프로세스를 분리하기 위해, 분급 재료(S)(그러나 예를 들어, 분급 재료일 필요는 없음)는 공급 로크(5)로서의 버킷 휠 로크를 통해 계량 공급된 상태로 분급기 하우징(3) 내에 도입된다. 아직 너무 거칠기 때문에 추가로 또는 다시 한번 그라인딩되어야 하거나 분류되는 거친 재료(G)는 예를 들어 거친 재료 로크(6)를 통해 분급기(1)를 벗어난다.
원하는 최종 사양을 충족하는 미세 재료(F)는 분급기 휠(2)을 통과하고, 분급 기체와 함께 필터(7) 내로 이송되며, 대기로부터의 차단을 위해, 예를 들어 미세 재료 로크(8)를 통하여 이러한 필터(7)를 벗어난다. 분급 기체는 적어도 대부분이 분급 기체 압축기 또는 일반적으로는 프로세스 기체 압축기(9)에 전달되고, 이러한 압축기의 상류에는 압축기의 보호를 위해 예를 들어 안전 필터 또는 컨트롤 필터(10)가 연결된다.
이제, 도 1에 개략적으로 도시된 실시예에 대한 분급 기체의 흐름 또는 분급기와 관련하여 일반적으로 프로세스 기체 흐름이 설명된다.
예를 들어 분급 기체 송풍기(9)를 통해 구현되며, 분급 기체 송풍기로 불릴 수 있는 분급 기체 압축기는, 도시된 예시에서의 프로세스 기체 그리고 특히 분급 기체의 이송을 위해 필요한 압력차를 회로 내에 생성한다. 이 경우, 분급-/프로세스 기체 송풍기 또는 분급-/프로세스 기체 압축기(9)는 바람직하게는, 안정적인 프로세스 기체 흐름, 특히 분급 기체 흐름을 생성하기 위해 모든 시스템 저항들이 극복될 수 있도록 구성될 수 있다.
과열 수증기 형태의 프로세스 기체는 3개의 부분 흐름들, 즉
1) 분급 기체
2) 분급기 간극의 플러싱을 위한 간극 기체
3) 베어링을 제조 상 오염물으로부터 보호하기 위한 베어링 기체로 분할된다.
전체로서 프로세스 기체 흐름을 나타내지만, 이러한 프로세스 기체 흐름 중에서 미세 제료(F)의 더 높은/더 나은 미세도를 생성하기 위한 본 발명에 따른 양태를 위해 단지 분급 기체 흐름만이 관련됨으로써, 본 설명부에서는 분급 기체 흐름과도 동일하게 간주되는 3개의 모든 부분 흐름들을 위해 과열 수증기가 사용된다. 순환 기체 프로세스 내에 가능한 한 적은 공기를 공급하는 것이 바람직하며, 이에 따라 바람직하게 지향되어야 한다. 이는 프로세스 기체의 희석과, 점도 및 밀도의 이동을 야기할 것이며, 이는 분급기의 분리를 거친 쪽으로 이동시킬 것이다.
특히, 베어링(도시되지 않음) 그리고 분급기(1)의 분급기 간극(도시되지 않음)도 마찬가지로, 이러한 목적을 위해 분급 기체 흐름으로부터 분기되는 과열 수증기에 의해 플러싱되는 경우가 바람직하다.
도 1에 도시된 분급기(1)의 실시예의 추가 구성 요소들은, 파이프 라인(11), 물 분사 피팅부(12), 제어 밸브(13), 온도 센서(14), 작동 압력 센서(15), 공급 압력 센서(16), 제어 밸브(17), 급수부(18) 및 배출 증기 배출부(19)이다.
포화 증기 온도에 미달할 때 과열 수증기가 응축된다는 것을 전제로 하여, 과열 수증기의 사용 시의 분급 기체 온도는, 프로세스 내에서 증기의 응축이 야기되지 않도록 설정되어야 한다. 달리 말하자면, 이 경우 필요한 분급 기체 온도의 최소값이 지향되어야 한다.
dth =(Th/Tu)0.25
이 경우,
dth = 분급 기체의 온도에 따른 분리 입자 직경
Th = 높은 온도의 분급 기체
Tu = 더 낮은 온도의 분급 기체
과열 수증기에 대한 온도 한계:
Tu = 약 383K(포화 증기 온도를 약 10K 초과)
Th = 약 723K
본 발명의 범주 내에서 주목할만하고, 바람직하게는 특히 방법적으로 뿐만 아니라 상응하는 센서 장치 및 검출 장치를 통해 장비적으로도 그리고 각각 개별적으로 또는 그 어떤 조합으로도 분급 기체 온도의 선택 및 설정에 포함될 추가의 매개변수들은,
- 분급기 유입부에서의 절대 압력(bar)(a)
- 분급 재료의 온도(K)
- 분급 재료(S)의 열용량(J/kgK)
- 생성물의 공급량(kg/h)
- 프로세스 기체 압축기의 에너지 유입
- 분급기를 통한 에너지 유입
- 증기 발생 및 프로세스 기체 냉각을 위한 분사된 물의 질량(kg/h)
- 주위로의 발산을 통한 열 흐름 손실(W)은 충분한 절연 및 부가 가열 시에 무시될 수 있음(도 1의 도면 부호 6, 7, 8 참조)
하기에는 예시적으로 그리고 이와 관련하여 과열 수증기의 생성이 상세하게 설명된다.
순환 기체 프로세스 내에서는 에너지 흐름이 공급 및 방출된다. 순환 기체 프로세스 내의 단열 시스템의 허용되는 가정에서는 에너지 균형이 실행될 수 있다.
공급된 에너지 흐름:
Figure pat00001
공급
- 생성물[분급 재료(S)]
Figure pat00002
- 분급기(구동부)
Figure pat00003
(샤프트 출력)
- 프로세스 기체 송풍기
Figure pat00004
(샤프트 출력)
- 액체수
Figure pat00005
방출된 에너지 흐름:
Figure pat00006
방출
- 미세 제료(F)
Figure pat00007
- 거친 재료(G)
Figure pat00008
- 배출 증기
Figure pat00009
에너지 흐름의 차이:
Figure pat00010
(h 배출 증기 - h 액체 H2O)
이 경우,
Figure pat00011
= 열량(와트)
Figure pat00012
= 질량 흐름(kg/s)
cp = 열용량(j/kgK)
T = 온도(K)
h = 엔탈피(J/kg)
에너지 흐름들의 차이는, 부가된 액체수를 증발시키고 과열시키기 위해 사용된다.
이 경우, 도시된 실시예에서는, 상응하는 수증기가 에너지 흐름의 차이를 통해 시스템의 각각의 지점에서 과열된 형태로 존재하도록, 급수부(18)를 통해 공급되는 액체수의 양의 부가가 실행되는 것이 중요하다. 급수부(18)는 분급 기체 및 프로세스 기체의 흐름 방향으로 분급 기체 송풍기 및 프로세스 기체 송풍기의 하류에 연결되고, 이곳에서는 시스템 내의, 즉 자신의 모든 구성 요소들을 구비한 분급기(1)의 최고 온도 레벨이 나타난다.
이제, 본원에서 다뤄지는 실시예에서의 순환 기체 프로세스 내 온도 제어가 더 상세히 설명된다.
수증기가 시스템, 즉 분급기(1)의 각각의 지점에서 과열된 상태로 존재하도록 보장하기 위하여, 순환 기체 온도가 시스템의 상이한 지점들에서 측정된다.
제어 변수로서, 분급기(1) 하류의 온도가 사용된다. 이 경우, 예상에 따라 분급 재료의 가열 및 배출을 통해 매우 큰 온도 강하가 발생한다. 이러한 온도 강하는 연산될 수 있다. 분급기(1) 하류의 온도에 따라, 분급 기체 압축기 또는 프로세스 기체 압축기 하류에 액체 상태의 규정된 양의 물이 공급된다. 공급될 물의 양은, 분급 기체 압축기 또는 프로세스 기체 압축기의 상류에 포화 증기 온도를 초과하는 충분한 온도 차이가 나타나도록 선택된다(약 dT = 10 내지 100K).
공급될 물의 양을 설정하거나 제어하기 위해, 하기 매개변수들이 고려될 수 있으며, 이는 상응하는 센서들(도시되지 않음) 및 설정 장치 또는 제어 장치(20)를 통해 구현된다.
- 프로세스 기체 압축기의 상류에서의 프로세스 기체의 절대 압력(bar)(a)
- 분급 재료(S)의 열용량(J/kgK)
- 분급 재료의 온도(K)
- 생성물의 공급량(kg/h)
- 프로세스 기체 압축기의 에너지 유입
- 분급기를 통한 에너지 유입
물의 증발 엔탈피를 통해 프로세스는 냉각되고, 이에 따라 일정한 온도 레벨로 유지될 수 있다. 이 경우, 과열 수증기가 생성된다. 포화 증기 온도의 미달은 어떠한 경우에도 방지되어야 하는데, 이는 그렇지 않으면 응축물이 생성되고, 이에 따라 프로세스의 안전한 작동 방식이 더 이상 불가능하기 때문이다. 포화 증기 온도가 압력 의존적이기 때문에, 이러한 압력은 시스템, 즉 분급기(1) 내에서 바람직하게는 연속적으로 측정되고, 이로부터 포화 증기 온도가 산출된다. 바람직하게는, 실제 온도에 의한 레벨링이 마찬가지로 연속적으로 실행된다.
주위로의 열 흐름 손실이 나타나지 않도록 보장하기 위하여, 전체 시스템, 즉 분급기(1)는 바람직하게는 열 밀봉식으로 절연된다. 유입 기관, 특히 공급 로크(5)로서의 버킷 휠 로크, 및 배출 기관, 특히 거친 재료 로크(6) 및 미세 재료 로크(8), 그리고 필터(7) 및 안전 필터 또는 컨트롤 필터(10)에는 바람직하게 추가의 부가 가열부가 장착된다.
관련 실시예를 위하여, 이제 순환 기체 프로세스 내에서의 압력 제어에 대한 몇몇 세부 사항들이 기술된다.
순환 기체 프로세스 내에서의 유입과 배출 사이의 에너지 차이를 통해 증발되고 과열된 공급수의 양은 재차 회로를 벗어나야 하는데, 이는 그렇지 않으면 시스템 내 압력이 상승할 것이기 때문이다. 이를 위해, 분급기 하우징(3) 상류에는 제어 밸브(13) 또는 상응하는 제어 플랩을 통해 시스템 압력을 제어하는 작동 압력 센서(15)가 설치된다. 이와 같이, 공급수의 양과 방출 기체의 양에 따라, 각각 임의의 또는 요구되는 시스템 압력이 설정될 수 있다. 과열 수증기로 변하는 이러한 물의 양을 통해, 시스템 내에 위치하는 공기와, 작동 중에 생성물을 통해 공급되는 공기는 프로세스로부터 배출된다.
공급 압력 센서(16) 및 제어 밸브(17)를 통한 추가적인 압력 제어부가 분급 기체 압축기 또는 프로세스 기체 압축기(9)의 상류에 제공된다. 이로 인해, 필요한 경우 전체 시스템 저항이 상승될 수 있다. 그 결과, 에너지 유입은 분급-/프로세스 기체 송풍기 또는 분급-/프로세스 기체 압축기(9)를 통해 증가된다. 이는, 처리량이 매우 많은 경우에 그리고 이에 수반하여 거친 재료(G) 및 미세 재료(F)의 외부 전송을 통해 분급 프로세스 중에 프로세스 기체가 더욱 강하게 냉각될 때 필요할 수 있다.
예를 들어, 도 2 내지 도 5에는 시스템 특성 곡선/프로세스 매개변수/작동 매개변수가 도시되어 있다. 이를 위해, 프로세스 매개변수와 공급될 물의 양이 작동 매개변수에 따라 변화하는 정도를 보여주기 위한 다양한 연산들이 실행되었다. 상응하는 연산들은 하나의 분급기 유형에 대해 예시적으로 실행되었다. 다른 크기들로의 스케일 업이 실행 가능하다.
제1 연산 예시를 위하여, 도 2에는 작동 매개변수가 그리고 도 3a 및 도 3b에는 프로세스 매개변수가 도시되고[도 3a의 측정 지점(A 내지 I)들에 대한 값들은 명확성을 위해 도 3b의 표에 도시됨], 제2 연산 예시를 위하여, 도 4에는 작동 매개변수[분급기(1)의 공급 출력의 변화 및 프로세스 기체 압축기(9) 하류의 시스템 압력 및 순환하는 증기량의 감소]가 도시되고, 도 5에는 프로세스 매개변수가 도시된다[도 5a의 측정 지점(A 내지 I)들에 대한 값들은 명확성을 위해 도 5b의 표에 도시됨].
특히 그라인딩 재료의 분급을 위한 분급기(1)를 위한 작동 방법과, 장비적 관점에서의 이러한 분급기(1)에 대하여, 프로세스의 하기 특징들이 개별적이거나 조합 가능한 효과들로서 그리고 구성 가능성들로서 인용되거나 강조될 수 있다.
- 프로세스 기체의 선택 - 더 미세한 분리 및 더 높은 효율을 위한 과열 수증기
- 프로세스 기체의 희석을 방지하기 위한, 프로세스 기체(과열 수증기)에 의한 베어링의 플러싱
- 프로세스 기체의 온도 제어를 위한 액체 H2O의 부가
- 프로세스 기체(과열 수증기)의 생성을 위한 액체 H2O의 부가
- 포화 증기 온도에 따른 물부가의 제어
- 공급 및 방출되는 열량 흐름에 따른 물부가의 제어
- 시스템 내 가변 압력 제어를 통한 포화 증기 온도의 설정
- 가능한 한 효과적인 증발 및 과열을 달성하기 위한, 분급 기체-/프로세스 기체 송풍기 하류에서의 물부가부의 공급
- 분급 기체-/프로세스 기체 압축기 상류에서의 압력에 따른 제어를 통한, 분급 기체-/프로세스 기체 송풍기의 샤프트 출력의 변화, 그리고 이에 따라 프로세스 내로의 에너지 유입의 가변 설정
- 단열 시스템: 필터, 유입 기관 및 배출 기관에서의 부가 가열부들을 통한 열손실의 보상 그리고 파이프 라인들의 절연
- 순환 기체 시스템 내의 프로세스의 작동 모드
- 순환 기체 시스템 내 작동 모드에서의 에너지 요구량은 개방형 작동 모드에서의 에너지 요구량의 약 5%임
- 개방형 프로세스 내에서의 작동 모드가 가능함
공급 압력 센서(16) 및 제어 밸브(17)를 통한 추가적인 압력 제어부가 분급 기체 압축기 또는 프로세스 기체 압축기(9)의 상류에 제공될 수 있다. 이로 인해, 필요한 경우 전체 시스템 저항이 상승될 수 있다. 그 결과, 에너지 유입은 분급-/프로세스 기체 송풍기 또는 분급-/프로세스 기체 압축기(9)를 통해 증가된다. 이는, 처리량이 매우 많은 경우에 그리고 이에 수반하여 거친 재료(G) 및 미세 재료(F)의 외부 전송을 통해 분급 프로세스 중에 프로세스 기체가 더욱 강하게 냉각될 때 바람직한 보상을 구현할 수 있다.
본 발명은 실시예에 의해 그리고 설명부에서의 바람직한 설명 내용에 의해 단지 예시적으로만 나타나고, 그로 국한되지 않으며, 통상의 기술자가 특히 청구항과, 이러한 설명부의 도입부 내의 일반적인 표현, 그리고 실시예들의 설명의 범주에서 본 명세서로부터 도출할 수 있으며, 자신의 전문 지식 및 종래 기술과 조합할 수 있는 모든 변형, 수정, 대체 및 조합을 포함한다. 특히, 본 발명의 모든 개별적 특징들 및 구성 가능성들은 조합 가능하다.
1 분급기
2 분급기 휠
3 분급기 하우징
4 분급 재료 공급부, 분급기 유입부
5 공급 로크
6 거친 재료 로크
7 필터
8 미세 재료 로크
9 분급 기체 송풍기 또는 분급 기체 압축기, 또는 프로세스 기체 송풍기 또는 프로세스 기체 압축기
10 안전 필터 또는 컨트롤 필터
11 파이프 라인
12 물 분사 피팅부
13 제어 밸브
14 온도 감지기, 온도 센서
15 작동 압력 센서
16 공급 압력 센서
17 제어 밸브
18 급수부
19 배출 증기 배출부
20 설정 장치 또는 제어 장치
F 미세 제료
G 거친 재료
S 분급 재료

Claims (15)

  1. 분급을 위한 분급기(1)를 위한 작동 방법에 있어서,
    분급기(1)에는 과열 수증기가 분급 기체로서 공급되고, 분급 기체로서의 과열 수증기의 온도는, 분급기(1) 내에서 과열 수증기의 응축이 야기되지 않을 정도로 낮게 선택되는 것을 특징으로 하는, 분급을 위한 분급기(1)를 위한 작동 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    분급 기체로서의 과열 수증기의 온도는
    - 분급기 유입부(4)에서의 절대 압력(bar)(a)
    - 분급 재료의 온도
    - 분급 재료(S)의 열용량(J/kgK)
    - 생성물의 공급량(kg/h)
    - 포함된 분급 기체-/프로세스 기체 압축기(9)의 에너지 유입
    - 분급기(1)를 통한 에너지 유입
    - 증기 발생 및 분급 기체 냉각을 위한 분사된 물의 질량(kg/h) 및/또는
    - 주위로의 발산을 통한 열 흐름 손실(W)
    에 따라 설정 또는 제어되는 것을 특징으로 하는, 분급을 위한 분급기(1)를 위한 작동 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    과열 수증기는 순환 기체 프로세스 내에서 사용되며, 필요한 과열 수증기는 바람직하게 액체수의 공급을 통해 생성되는 것을 특징으로 하는, 분급을 위한 분급기(1)를 위한 작동 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    분급기(1)에는, 분급기(1)의 분급기 간극을 플러싱하기 위해 그리고/또는 제조 상 오염물로부터 분급기(1)의 베어링을 보호하기 위해서도 과열 수증기가 공급되는 것을 특징으로 하는, 분급을 위한 분급기(1)를 위한 작동 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    경우에 따라 회로 내에서의 분급 기체의 흐름을 이송하기 위하여, 분급 기체 송풍기 또는 분급 기체 압축기(9)에 의해 압력 차이가 생성되는 것을 특징으로 하는, 분급을 위한 분급기(1)를 위한 작동 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    압력 차이는 시스템 저항에 따라 설정 또는 제어되는 것을 특징으로 하는, 분급을 위한 분급기(1)를 위한 작동 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    과열 수증기의 온도는, 분급기(1) 내 분급 기체로서의 과열 수증기의 온도의 설정 또는 제어를 위한 분급 재료의 가열 및 배출과 관련하여 사용되는 것을 특징으로 하는, 분급을 위한 분급기(1)를 위한 작동 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    분급 기체로서의 과열 수증기의 온도는, 분급 기체 내로 도입되는 액체수의 양 및/또는 온도의 설정 또는 제어를 통해 달성되는 것을 특징으로 하는, 분급을 위한 분급기(1)를 위한 작동 방법.
  9. 분급을 위한 분급기(1)에 있어서,
    분급기(1)는 분급 기체로서의 과열 수증기의 생성을 위한 급수부(18)를 구비한 분급 기체 공급부를 포함하며, 분급 기체로서의 과열 수증기의 온도를 위한 설정 장치 또는 제어 장치(20)가 제공되고, 분급기(1) 내에서 과열 수증기의 응축이 야기되지 않을 정도로 분급 기체로서의 과열 수증기의 온도가 낮게 설정되도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 분급을 위한 분급기(1).
  10. 제9항에 있어서,
    과열 수증기를 위한 회로가 포함되는 것을 특징으로 하는, 분급을 위한 분급기(1).
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    분급기(1)의 분급기 간극을 위한 그리고/또는 제조 상 오염물으로부터 분급기(1)의 베어링을 보호하기 위한 플러싱 장치가 포함되고, 상응하는 지점들에 과열 수증기를 공급하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 분급을 위한 분급기(1).
  12. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    압력 차이를 통하여, 경우에 따라 회로 내에서의 분급 기체의 흐름을 이송하기 위한 분급 기체 송풍기 또는 분급 기체 압축기(9)가 포함되는 것을 특징으로 하는, 분급을 위한 분급기(1).
  13. 제12항에 있어서,
    시스템 저항에 따라 압력 차이를 설정 또는 제어하기 위한, 분급 기체 송풍기 또는 분급 기체 압축기(9)를 위한 설정 장치 또는 제어 장치(20)가 제공되는 것을 특징으로 하는, 분급을 위한 분급기(1).
  14. 제13항에 있어서,
    과열 수증기를 위한 하나 이상의 온도 감지기(14)가 분급기의 출구에 할당되고, 분급 기체로서의 과열 수증기의 온도를 위한 설정 장치 또는 제어 장치(20)와 기능적으로 결합되므로, 이러한 온도 감지기(14)의 출력은, 과열 수증기의 온도를 위한 설정 장치 또는 제어 장치(20)의 고려될 입력으로서 사용되는 것을 특징으로 하는, 분급을 위한 분급기(1).
  15. 제9항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    급수부(18)는, 분급 기체로서의 과열 수증기의 온도를 위한 설정 장치 또는 제어 장치(20)와 결합되고, 또한 분급 기체로서의 과열 수증기의 온도의 설정 또는 제어가, 분급 기체 내로 도입되는 액체수의 양 및/또는 온도의 설정 또는 제어를 통해 구현되도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 분급을 위한 분급기(1).
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