NL1016972C2 - Werkwijze en tuimelzeefmachine voor het scheiden van fijne deeltjes. - Google Patents

Description

Werkwijze en tuimelzeefmachine voor het scheiden van fijne deeltjes „

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het scheiden van fijne deeltjes, in het bijzonder poederkoolvliegas, in een relatief fijne en een relatief grove fractie, waarbij de fijne deeltjes op een zeef worden 5 gestort, de zeef in ten minste één richting heen en weer wordt bewogen, de relatief grove fractie over de uiterste rand van de zeef wordt afgevoerd en de relatieve fijne fractie door de zeef filtert.

Bij de productie van elektriciteit, met name door 10 de verbranding van steenkool, komen grote hoeveelheden poederkoolvliegas vrij. Alle of vrijwel alle vrijkomende poederkoolvliegas wordt tegenwoordig gebruikt als bouwgrondstof, vooral in de cementindustrie en de betonmortel- en betonwarenindustrie. Echter, veel van de 15 bestaande kolencentrales, die van nature een hoogwaardige kwaliteit vliegas produceren, worden, in het belang van het milieu, aangepast door hierin zogenaamde LowNOX branders op te nemen. Dergelijke branders werken bij lagere stooktemperaturen, waardoor de as meer grove deeltjes en een 20 hoger gehalte aan niet-verbrande kooldeeltjes, de zogenaamde Loss on Ignition (LOI), bevat. Omdat er aan strenge normen, zoals de Nederlands/Europese norm EN 450, de Nederlandse productrichtlijn BRL 2505, de Britse standaard BS 3892 en de Amerikaanse standaard ASTM C618-94, moet worden voldaan om 25 de vliegas als bouwgrondstof te mogen gebruiken moet naar methoden worden gezocht om poederkoolvliegas tot een betere kwaliteit op te werken.

De uitvinding beoogt in een dergelijke methode te voorzien en heeft hiertoe het kenmerk dat onder de zeef een 30 druk heerst die lager is dan de druk boven de zeef, dat op de zeef een bed van de fijne deeltjes wordt gevormd en de relatief fijne fractie door dit bed en de zeef filtert.

1 Π 1 “Τ'r; "Ί .· • u * Oef f if 2

Gebleken is dat door de aanwezigheid van het bed op de zeef een effectieve scheiding van de fijne deeltjes kan worden verkregen, die bovendien bij een hoge capaciteit uitgevoerd kan worden. Met de methode volgens de uitvinding 5 is het bijvoorbeeld in beginsel mogelijk om, ook wanneer een relatief wijdmazige zeef wordt gebruikt, de deeltjesgrootte verdeling van de fijne deeltjes, zoals poederkoolvliegas, te reduceren tot een verdeling (in de fijne fractie) waarbij 65% van de deeltjes kleiner is dan of gelijk is aan 45 μιη en 10 tegelijkertijd de Loss on Ignition te reduceren tot een waarde die lager is dan of gelijk is aan 5%.

Het verdient de voorkeur dat het drukverschil over de zeef en het bed groter is dan 3 millibar, omdat bij lagere waarden fluïdisatie kan optreden, en lager is dan 10 15 mbar, bij voorkeur tussen 5 en 10 mbar, om te verhinderen dat het bed te dicht wordt en de drukval over het bed en de zeef te hoog wordt. In dit laatste geval kan de zeef scheuren of anderszins beschadigd raken.

De uitvinding heeft voorts betrekking op een 20 tuimelzeefmachine omvattende een behuizing, een inlaat voor de toevoer van (een stroom) fijne deeltjes, zoals poederkoolvliegas, een zeef voor het scheiden van de deeltjes in een relatief fijne en een relatief grove fractie en een afvoer voor elk van de genoemde fracties waarbij de 25 effectieve rand van de zeef in zijn geheel hoger is gelegen dan het midden van de zeef, zodat, tijdens gebruik, waarbij onder de zeef een druk heerst die lager is dan de druk boven de zeef, op de zeef een bed van de genoemde fijne deeltjes kan ontstaan. Het verdient de voorkeur dat de zeef in 30 hoofdzaak vlak is en van een opstaande rand, die zich bij voorkeur uitsterkt om de gehele omtrek van de zeef, voorzien is. Het hoogteverschil c.q. de hoogte van de rand tussen 10 en 17 mm is gelegen.

3

De uitvinding zal hieronder nader worden toegelicht aan de hand van de figuren, waarin een uitvoeringsvoorbeeld van de onderhavige uitvinding schematisch is weergegeven, alsmede aan de hand van een aantal experimenten.

5 Figuur 1 toont een inrichting voor het scheiden van fijne deeltjes, zoals poederkoolvliegas, omvattende een tuimelzeefmachine volgens de uitvinding.

Figuur 2 toont een doorsnede van de tuimelzeefmachine volgens figuur 1.

10 Figuur 3 toont een detail van de zeef in de tuimelzeefmachine volgens figuur 2.

Figuur 1 toont een inrichting 1 voor het scheiden van fijne deeltjes, in het bijzonder poederkoolvliegas, in een relatief fijne en een relatief grove fractie.

15 Aanvankelijk bevindt de poederkoolvliegas zich in een silo 2 die door middel van een toevoertrechter 3 in verbinding staat met een draaibare sluis 4. Vanuit deze draaibare sluis 4 kunnen de fijne deeltjes via een eerste balg 5 in een doseertrechter 6 gestort worden, welke op zijn beurt uitkomt 20 in een draaibare doseersluis 7. De draaibare doseersluis staat via een massastroommeter 8 in verbinding met een tweede balg 9 die uitmondt op de aanvoer van een tuimelzeefmachine 10, welke hieronder in meer detail besproken zal worden.

25 Door middel van deze tuimel zeef machine 10 worden de aangevoerde fijne deeltjes (FI) in een relatief fijne fractie (FF) en een relatief grove fractie (FC) gescheiden. De fijne fractie, die bestemd is als bouwgrondstof, wordt afgevoerd via een eerste afvoerkanaal 11 dat via een balg 12 30 is verbonden met een draaibare sluis 13, die op zijn beurt uitmondt in een massastroommeter 14. De grove fractie wordt afgevoerd via een tweede afvoerkanaal 15 dat eveneens door middel van een balg 16 is verbonden met een draaibare sluis 17. De grove fractie wordt bijvoorbeeld teruggevoerd naar 4 een silo en daarna opnieuw verbrand of gestort in een deponie.

Een regeleenheid 18 neemt door middel van een tweetal sensoren LL en HL waar wanneer het het laagst 5 respectievelijk hoogst toelaatbare niveau van fijne deeltjes in de doseertrechter 6 is bereikt en stuurt op basis van deze gegevens de draaibare sluis 4 aan om zo het niveau van de fijne deeltjes in de doseertrechter 6 te regelen. De regeleenheid 18 meet voorts de massastroom door de 10 massastroommeters 8 en 14 en stuurt op basis van de daarmee verkregen gegevens de draaibare doseersluis 7 aan. De regeleenheid 18 meet bovendien het drukverschil over de aanvoer 9 en de afvoer 12 voor de relatief fijne fractie. Door de draaibare sluis 13 in het afvoerkanaal 11 aan te 15 sturen kan dit drukverschil ingesteld worden. Hiervoor kan vanzelfsprekend ook een aparte pomp of dergelijke gebruikt worden.

De in figuur 2 getoonde tuimelzeefmachine omvat een huis 20 dat in hoofdzaak bestaat uit een, bij voorkeur 20 cirkelcilindrisch, lichaam 20A dat aan de onderzijde is begrensd door een ronde bodem 20B en aan de bovenzijde is begrensd door een conisch gedeelte 20C dat uitmondt in een ronde toevoeropening die is aangesloten op de balg 9. Het huis 20 wordt in twee ruimten onderverdeeld door een rond 25 zeefdek 21. Boven dit zeefdek 21 bevindt zich een afvoeropening voor de grove fractie waarvan de onderzijde althans ongeveer samenvalt met de bovenzijde van het zeefdek 21. Onder het zeefdek 21 bevindt zich een afvoeropening voor de fijne fractie die door het zeefdek 21 is gefilterd.

30 Voorts is direct onder het zeefdek 21 een ultrasone eenheid 22 geplaatst waarmee de mazen in het zeefdek 21 tijdens stop/start cycli gereinigd en vrijgehouden kunnen worden. Onder het huis 20 bevinden zich aandrijfmiddelen waarmee het zeefdek 21 in verschillende radiale, tangentiële en uit deze 35 componenten samengestelde richtingen heen en weer bewogen 101 pQ ? 5 en/of in een kantelende trilling gebracht kan worden. Een gecombineerde radiale en tangentiële beweging verdient de voorkeur.

Eventueel kan de machine voorzien zijn van een 5 tweede en verder zeef (niet getoond) die onder de eerste zeef is resp. zijn geplaatst en waarmee de door deze eerste zeef gefilterde deeltjes in verdere fracties gescheiden kunnen worden. Ook is het mogelijk twee of meer tuimelzeefmachines in cascade te plaatsen.

10 Tuimelzeefmachines zijn op zichzelf bekend en worden bijvoorbeeld aangeboden door de firma Allgaier in de brochure "Taumelsiebmaschinen" d.d. april 1998. Voor meer details over en mogelijke variaties op de bovenbeschreven tuimelmachine, wordt naar deze brochure verwezen.

15 Op het zeefdek 21 volgens dit voorbeeld is een opstaande rubberen rand 23 aangebracht, die bij voorkeur een hoogte heeft tussen 10 en 17 mm. In het in figuur 3 weergegeven voorbeeld heeft de rand 23 een trapeziumvormige doorsnede en een hoogte van 15 mm. De rand 23 is aangebracht 20 langs de gehele omtrek van het zeefdek 21. Het zeefdek 21 is vervaardigd van een weefsel van roestvrijstalen draden en hebben de mazen een wijdte van bijvoorbeeld 40, 60, 63, 70, 80, 90, 100, 106 of 120 μπι.

Tijdens bedrijf ontstaat op de zeef een bed 24 van 25 fijne deeltjes dat bijdraagt aan de scheiding van diezelfde deeltjes in een relatief fijne en een relatief grove fractie. De scheidingsgraad kan aan een specifieke vliegas worden aangepast door de gemiddelde verblijftijd ΔΤ van de deeltjes op de zeef, de hoogte AL en/of de mate van 3 0 verdichting van het bed 24 te veranderen. Deze grootheden kunnen met name beïnvloedt en ingesteld worden door de hoogte van de rand 23, de aanvoer van fijne deeltjes, het drukverschil over en de bewegingen van de zeef te wijzigen.

Met de hierboven beschreven tuimelmachine 10 werd 35 vliegas uit een drietal energiecentrales opgewerkt: ! ü' i 6

Monsters A1-A6 uit Nederland, die, om in beton toegepast te mogen worden, na opwerking moesten voldoen aan de Europese Norm EN450. Volgens deze norm mag maximaal 35% van de deeltjes groter zijn dan 45 μιτι en mag het aandeel van 5 de Loss on Ignition (LOI) niet groter zijn dan 5%.

Monsters B1-B5 en C1-C5 respectievelijk uit Ierland en China, die, om aan Portlandcement toegevoegd te mogen worden, na opwerking moesten voldoen aan British Standard BS 3892. Volgens deze norm mag maximaal 12% van de deeltjes 10 groter zijn dan 45 μιη en mag het aandeel van de Loss on Ignition niet groter zijn dan 7%.

In de onderstaande Tabel is achtereenvolgens het monsternummer, de maaswijdte (Screen of Scr. in μιη) , de methode waarmee de zeef gereinigd wordt (Cleaning of Cl.; 15 ultrasoon (UltS) of met rubberballen die zijn opgesloten onder de zeef) het aanvoerdebiet (FI in ton/h), het productdebiet (FF in ton/h en als percentage van FI), het percentage deeltjes dat groter is dan 45 μιη en de LOI (steeds als percentage van FI en FF) weergegeven.

20

Tabel: Resultaten opwerking vliegas

Scr. Cl. FÏ FF FI FF FI FF

μιτι - t/h t/h | % % % % % ______max 35%__LOI <5%

Al 90 UltS 1.5 1.4 91 15 I 13 5.3 5.Ö A2 90 UltS 2.0 1,6 83__15__9 5.3 4.7 A3 60 UltS 1.1 0,7__69__14__1 8.0 4.6 A4 60 UltS 0.9 0.7 73__14__2 8.0 4.7 A5 100 Ball 1.7 1.6 92__19 18 4.9 4.6 A6 100 Ball 1.7 1.6 92 19 15 4.9 4.3 max 12% LOI < 7% BI I 90 Ball 2.3 1.9 I 82 - I 10 7.8 4.5 B2 90 UltS 2.2 1.8 84 - 9 6.8 4.2 B3 60 UltS 2.4 1,7__71__:__5 7.3 4.9 B4 63 Ball__:__:__:__7.2 4.7 B5 106 Ball__-__:__:__7.5 5.3

Cl 1 90 UltS 2.3 I 1,9 1 82 17 7 4.9 | 3 Ö 7 C2 80 UltS 2TÏ Π 76 17 6 4.9 2.7 C3 70 UltS 2.0 1.3 68__17__5 4.9 2.8 C4 63 UltS 2.1 1.3__61__17 2 4.9 2.6 C5 63 UltS 1.6 1.1 | 69 17 4 4.9 | 2.5

De bovenstaande resultaten laten zien dat met de werkwijze en de inrichting volgens de onderhavige uitvinding 5 steeds een effectieve scheiding wordt verkregen, ook bij een hoge capaciteit en gebruik van een zeef met een maaswijdte die aanzienlijk groter is dan de diameter van de meeste deeltjes in de fijne fractie. Uit deze laatste waarneming blijkt bovendien dat het bed van fijne deeltjes dat op de 10 zeef wordt gevormd in belangrijke mate bij draagt aan het scheidingsproces. De producten voldoen aan de respectieve norm en mogen als bouwgrondstof gebruikt worden.

Voorts blijkt dat de uitvinding toelaat dat de scheiding in een relatief fijne en een relatief grove 15 fractie tegelijk met het verwijderen van de LOI kan worden uitgevoerd. Overigens kunnen de scheiding en de verlaging van de LOI worden aangepast aan nieuwe wetgeving en vraag uit de markt. Een verlaging van de LOI tot een waarde lager dan 3% is mogelijk.

20 De uitvinding is vanzelfsprekend niet beperkt tot de in het voorgaande beschreven uitvoeringen en kan op verschillende manieren binnen het kader van de conclusies gevarieerd worden. Zo kan in plaats van een in hoofdzaak vlakke zeef met een opstaande rand een zeef een licht 25 conische vorm, waarvan het middelpunt van de zeef het laagste punt vormt, gebruikt worden.

101 69 7 pm

Claims (10)

1. Werkwijze voor het scheiden van fijne deeltjes, in het bijzonder koolvliegas, in een relatief fijne en een relatief grove fractie, waarbij de fijne deeltjes op een zeef (21) worden gestort, de zeef in ten minste één richting 5 heen en weer wordt bewogen, de relatief grove fractie over de uiterste rand van de zeef (21) wordt afgevoerd, terwijl de relatief fijne fractie door de zeef (21) filtert, met het kenmerk, dat onder de zeef (21) een druk heerst die lager is dan de druk boven de zeef (21), dat op de zeef (21) een bed 10 (24) van de fijne deeltjes wordt gevormd en de relatief fijne fractie door dit bed (24) en de zeef (21) filtert.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij de mazen in de zeef (21) een wijdte hebben tussen 30 en 130 μτη.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, waarbij ten 15 minste de relatief fijne fractie vervolgens op een tweede zeef worden gestort, die bij voorkeur in hoofdzaak overeenkomt met de eerste zeef (21) en waarvan de mazen een geringere wijdte hebben dan de mazen van deze eerste zeef (21) .

4. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, waarbij over de zeef (21) en het bed (24) een drukverschil heerst tussen 3 en 10 mbar.

5. werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, waarbij ten minste 65% van de deeltjes in de relatief fijne 25 fractie kleiner is dan of gelijk is aan 45 μπι en de Loss on Ignition kleiner is dan of gelijk is aan 5%.

6. Tuimelzeefmachine (10) omvattende een behuizing (20), een inlaat voor de toevoer van (een stroom) fijne deeltjes, zoals koolvliegas, een zeef (21) voor het scheiden 30 van de deeltjes in een relatief fijne en een relatief grove fractie en een afvoer (11, 15) voor elk van de genoemde fracties, waarbij de zeef (21) de inlaat van de afvoer (11) voor relatief fijne deeltjes scheidt, met het kenmerk, dat de effectieve rand van de zeef (21) in zijn geheel hoger is gelegen dan het midden van de zeef (21), zodat, tijdens gebruik, waarbij onder de zeef (21) een druk heerst die lager is dan de druk boven de zeef (21), op de zeef (21) een 5 bed (24) van de genoemde fijne deeltjes kan ontstaan.

7. Tuimelzeefmachine (10) volgens conclusie 6, waarbij de zeef (21) in hoofdzaak vlak is en van een opstaande rand (23), die zich bij voorkeur uitsterkt om de gehele omtrek van de zeef (21), voorzien is.

8. Tuimelzeefmachine (10) volgens conclusie 6 of 7, waarbij het hoogteverschil c.q. de hoogte van de rand (24) tussen 10 en 17 mm is gelegen.

9. Tuimelzeefmachine (10) volgens één der conclusies 6-8, welke is voorzien van middelen (PI, ΔΡ) voor 15 het meten van het drukverschil over de zeef (21).

10. Zeef (21) kennelijk geschikt voor gebruik in een tuimelzeefmachine (10) volgens één der conclusies 6-9, waarbij de zeef (21) in hoofdzaak vlak en rond is en van een opstaande rand (24), die zich uitsterkt langs de gehele 20 omtrek van de zeef (21), voorzien is. ,n /*“>«