PL190297B1 - Method of and apparatus for dry-grinding solid substances, method of treating flue gas as well as method of and apparatus for removing solid particles from flue gas stream - Google Patents

Method of and apparatus for dry-grinding solid substances, method of treating flue gas as well as method of and apparatus for removing solid particles from flue gas stream

Info

Publication number
PL190297B1
PL190297B1 PL97321945A PL32194597A PL190297B1 PL 190297 B1 PL190297 B1 PL 190297B1 PL 97321945 A PL97321945 A PL 97321945A PL 32194597 A PL32194597 A PL 32194597A PL 190297 B1 PL190297 B1 PL 190297B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
particles
rotating
grinding
vortex
zone
Prior art date
Application number
PL97321945A
Other languages
Polish (pl)
Other versions
PL321945A1 (en
Inventor
Ernest Csendes
Original Assignee
Ernest Csendes
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ernest Csendes filed Critical Ernest Csendes
Priority to PL97321945A priority Critical patent/PL190297B1/en
Publication of PL321945A1 publication Critical patent/PL321945A1/en
Publication of PL190297B1 publication Critical patent/PL190297B1/en

Links

Abstract

20. A device for dry grinding solid substances, consisting of a semi-permeable element and at least one stage of rotational grinding arranged in a vertical succession. The grinding stage consists of a fixed and a mobile element with a gap in between, which forms a rotational grinding zone. The device also contains elements for directing solid particles approximately upwards, into the rotational grinding zone. It is characterised in that at least one stage of rotational grinding contains at least one rotating semi-permeable element (60) and elements that form a ring-shaped gap (70B) between a fixed plate (70), with a flat surface and a round opening (70A), and a rotating round full disk (61) in the opening (70A). The rotating semi-permeable element (60) and the ring-shaped gap (70B) are arranged to ensure, that a part of particles going upwards can pass through them. Each rotational grinding stage contains a rotating expelling ventilator (62), located behind a rotating semi-permeable element (60) to screen particles going upwards according to their size.

Description

Wynalazek dotyczy sposobu i urządzenia do mielenia substancji stałych na sucho.The invention relates to a method and an apparatus for dry grinding of solids.

Dotychczas proces mielenia na sucho odbywa się w młynach młotkowych, młynach udarowych, młynach kulowych, młynach pierścieniowo-sprężynowych lub młynach walcowych wyposażonych w wewnętrzne sortowniki, które klasyfikują potrzebne frakcje drobnocząsteczkowe i zawracają cząstki grubsze do komory mielenia. W razie konieczności uzyskania super i ultra drobnych cząstek stosuje się podobne rozwiązania z młynami wibracyjnymi, młynami ściernymi lub młynami strumieniowymi. Wszystkie znane młyny mają słabą sprawność w przypadku mielenia drobnego, zużywają nadmierne ilości energii i wykazują bardzo silne zużycie.Until now, the dry grinding process has been carried out in hammer mills, impact mills, ball mills, ring-spring mills or roller mills equipped with internal sorters that classify the required fine fractions and return coarse particles to the grinding chamber. Where super and ultra-fine particles are required, similar solutions are used with vibratory mills, abrasive mills or jet mills. All known mills are poorly efficient for fine grinding, use excessive amounts of energy, and exhibit very high wear.

Wadą mielenia na sucho techniką udarową w znanych młynach jest gromadzenie się drobnych cząstek substancji stałych, wytworzonych podczas mielenia i ich elektrostatyczne łączenie się ze sobą w większe cząstki, które amortyzują je podczas następnych zderzeń, co powoduje spadek skuteczności mielenia.The disadvantage of dry impact milling in known mills is the accumulation of fine particles of solids produced during grinding and their electrostatic fusing into larger particles, which absorb them during subsequent collisions, which reduces the grinding efficiency.

Problem ładunku elektrostatycznego w młynach udarowych nie występuje w młynach strumieniowych, w których stosuje się gazy pod wysokim ciśnieniem,, ale z kolei zużywają one bardzo dużo energii, wymagają starannej konserwacji i mają ograniczoną wydajność.The problem of electrostatic charge in hammer mills does not occur in jet mills that use high pressure gases, but in turn they consume a lot of energy, require careful maintenance and have limited efficiency.

W opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3 071 330 ujawniono urządzenie do mielenia drobnego, w którym stosuje się wirnik posiadający promieniowe łopatki, które poruszają się przy pionowo karbowanym, tworząc tym samym wiry za łopatkami, które poddają materiał do zmielenia zmieniającym się wysokim ciśnieniom. Substancja która ma być zmielona, wprowadzana jest w prąd powietrza poniżej wirnika i materiał jest rozprowadzany równomiernie na całym przekroju urządzenia, zanim osiągnie on stopień mielenia.U.S. Patent No. 3,071,330 discloses a fine-milling apparatus that uses an impeller having radial blades that move along a vertically crimped blade, thereby creating vortices behind the blades that subject the material to be ground to varying high pressures. The substance to be ground is introduced into the air current below the impeller and the material is evenly distributed over the entire cross section of the device before it reaches the grinding degree.

W opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4 749 133 ujawniono urządzenie do proszkowania i spalania paliw stałych, takich jak węgiel, w którym rozrobione z grubsza paliwo stałe wprowadzone jest do dalszej części usytuowanej pionowo, zamkniętej obudowy, w której jedna lub więcej narzucarek rzucają materiał o ścianki obudowy w celu jego rozbicia.U.S. Patent No. 4,749,133 discloses an apparatus for pulverizing and burning solid fuels such as coal, in which a roughly pulverized solid fuel is introduced into a distal portion of a vertically disposed, closed casing in which one or more throwing machines cast material of housing walls in order to break it.

Głównym celem wynalazku jest eliminacja wad znanych dotychczas sposobów i urządzeń oraz zapewnienie sposobu i urządzenia do mielenia na sucho substancji stałych, dzięki którym wytwarza się bardzo drobne cząstki w sposób bezpieczny, oszczędny energetycznie i nie zagrażający środowisku naturalnemu, przy niskich kosztach inwestycyjnych i eksploatacyjnych.The main object of the invention is to eliminate the drawbacks of the methods and devices known to date, and to provide a method and apparatus for dry grinding solids, which produces very fine particles in a safe, energy-saving and environmentally friendly manner, with low investment and operating costs.

190 297190 297

Sposób mielenia substancji stałych na sucho, w którym kieruje się cząstki stałe w przybliżeniu ku górze do strefy mielenia wirowego oraz miele się skierowane ku górze cząstki stałe w strefie mielenia wirowego przepuszczając część cząstek przez strefę mielenia wirowego, w której znajduje się co najmniej jeden usytuowany kolejno w układzie pionowym stopień mielenia wirowego, przy czym przepuszcza się cząstki do góry przez element półprzepuszczalny i szczelinę, odznacza się według wynalazku tym, że przepuszcza się cząstki do góry przez co najmniej jeden wirujący element półprzepuszczalny i pierścieniową szczelinę, wyznaczoną przez mającą płaską powierzchnię, stacjonarną płytę z okrągłym otworem i usytuowaną w okrągłym otworze wirującą okrągłą tarczę pełną.A dry solids milling process in which the solids are directed approximately upward into a spin milling zone and the upwardly directed solids are milled in a spin milling zone by passing a portion of the particles through a spin milling zone containing at least one sequentially disposed vertically, a vortex grinding step wherein the particles are passed upward through the semipermeable element and the aperture is characterized according to the invention by passing the particles upward through at least one rotating semipermeable element and an annular aperture defined by a stationary flat surface a disc with a round hole and a full rotating round disc situated in the round hole.

Korzystnie w ramach etapu przepuszczania cząstek ku górze przez wirujący element półprzepuszczalny przepuszcza się cząstki przez zespół zawierający wirujące sito.Preferably, in the step of passing the particles upward through the rotating semipermeable element, the particles are passed through an assembly comprising the rotating screen.

Korzystnie w ramach etapu przepuszczania cząstek przez wirujące sito przepuszcza się cząstki przez sito nie rzadsze niż o numerze 2,5.Preferably, as part of the step of passing the particles through the rotating sieve, the particles are passed through a sieve not thinner than 2.5.

Korzystnie sito ma numer z przedziału od 2,5 do 60.Preferably, the screen has a number in the range of 2.5 to 60.

Korzystnie sito ma numer z przedziału od 4 do 10.Preferably, the screen has a number in the range of 4 to 10.

Korzystnie w ramach etapu przepuszczania cząstek przez pierścieniową szczelinę przepuszcza się cząstki przez pierścieniową szczelinę o szerokości od 12,7 mm do 152,4 mm (0,5 do 6 cali).Preferably, in the step of passing the particles through the annular gap, the particles are passed through an annular gap having a width of 12.7 mm to 152.4 mm (0.5 to 6 inches).

Korzystnie w ramach każdego stopnia przepuszcza się cząstki przez wirujący element półprzepuszczalny, a następnie przez pierścieniową szczelinę.Preferably in each stage the particles are passed through the rotating semi-permeable body and then through the annular gap.

Korzystnie ponadto zewnętrznie zawraca się cząstki do obiegu za pomocą wentylatora odśrodkowego znajdującego się za wirującym elementem półprzepuszczalnym i posiadającego kanał zawracania do obiegu, odbierający cząstki z wirującego wentylatora i mający wylot poniżej co najmniej jednego stopnia mielenia wirowego.It is preferred to further recycle the particles externally by a centrifugal fan downstream of the rotating semi-permeable member and having a recycle channel to receive the particles from the rotating fan and having an outlet below at least one vortex grinding stage.

Korzystnie ponadto usuwa się cząstki nad strefą mielenia.Preferably, the particles are also removed above the grinding zone.

Korzystnie w ramach etapu usuwania obraca się co najmniej jeden wentylator odśrodkowy za co najmniej jednym stopniem mielenia.Preferably, in the removal step, at least one centrifugal fan is rotated after at least one grinding stage.

Korzystnie ponadto wstępnie miele się grube cząstki na cząstki drobne przed skierowaniem cząstek drobnych do strefy mielenia wirowego.It is also preferred to pre-mill the coarse particles to a fine particle before the fine particles are directed into the vortex grinding zone.

Korzystnie ponadto wstępnie miele się cząstki grube i drobne doprowadzając cząstki stałe do komory, formując złoże fluidalne z cząstek stałych w komorze, kierując powietrze do góry w komorze i tworząc kontrolowane zawirowania w strefach mielenia w złożu fluidalnym z realizacją samoczynnego mielenia.It is also preferred to pre-mill the coarse and fine particles by feeding the solids into the chamber, forming a fluidized bed of solids in the chamber, directing air upwards in the chamber, and creating controlled vortices in the fluidized-bed grinding zones with self-grinding operation.

Korzystnie wewnętrznie zawraca się cząstki do obiegu wprowadzając wirujący element półprzepuszczalny w strefę wstępnego mielenia cząstek grubych, oraz obracając wirujący element półprzepuszczalny z prędkością wystarczającą do zapobiegania przepływowi przez niego części cząstek nadwymiarowych oraz zawracając cząstki do strefy wstępnego mielenia cząstek grubych.Preferably, the particles are internally recycled by introducing the swirling semipermeable element into the coarse pre-milling zone, and rotating the swirling semipermeable element at a speed sufficient to prevent portions of the oversized particles from passing therethrough and returning the particles to the coarse pre-milling zone.

Korzystnie ponadto zewnętrznie zawraca się cząstki do złoża fluidalnego.Preferably, moreover, the particles are recirculated externally to the fluidized bed.

Korzystnie stosuje się wiele stopni mielenia wirowego oraz ponadto etap zewnętrznego zawracania cząstek do obiegu do stopnia poprzedniego.Preferably, a plurality of vortex grinding stages are used and a further stage of external recycle of the particles to the previous stage is used.

Korzystnie w ramach etapu usuwania usuwa się cząstki w dwóch pionowo usytuowanych stopniach usuwania usuwających cząstki o coraz mniejszych wymiarach.Preferably, the removal step removes particles in two vertically arranged removal steps removing particles of increasingly smaller dimensions.

Korzystnie w ramach etapu wytwarzania kontrolowanego zawirowania stosuje się elementy do tworzenia kontrolowanego zawirowania w postaci wirników.Preferably, the controlled vortex generation step comprises means for creating a controlled vortex in the form of rotors.

Korzystnie obraca się wirujący element półprzepuszczalny i tarczę wirującą na wspólnym wale.Preferably, the rotating semipermeable element and the rotating disc on the common shaft rotate.

Korzystnie mielenie przeprowadza się w atmosferze nieaktywnej w obecności odczynnika chemicznego realizując kontrolowaną modyfikację powierzchni.Preferably, the milling is performed in an inactive atmosphere in the presence of a chemical reagent to effect controlled surface modification.

Urządzenie do mielenia substancji stałych na sucho zawierające element półprzepuszczalny oraz co najmniej jeden umieszczony kolejno w układzie pionowym stopień mielenia wirowego zawierający element stały i ruchomy ze szczeliną pomiędzy nimi, tworzące strefę mielenia wirowego, oraz zawierające elementy do kierowania cząstek stałych w przybliżeniu ku górze do strefy mielenia wirowego, charakteryzuje się według wynalazku tym, że co najmniej jeden stopień mielenia wirowego zawiera co najmniej jeden wirujący element półprze6Dry solids milling apparatus comprising a semipermeable element and at least one successively vertically oriented vortex grinding stage comprising a fixed and a movable element with a gap therebetween to form a vortex grinding zone and including means for directing the solids approximately upward into the zone spin-milling, characterized according to the invention in that at least one spin-milling step comprises at least one rotating semi-space element.

190 297 puszczalny i elementy tworzące pierścieniową szczelinę, zawierające płytę stacjonarną o płaskiej powierzchni, z okrągłym otworem i umieszczoną w otworze wirującą okrągłą tarczę pełną, przy czym wirujący element półprzepuszczalny i pierścieniowa szczelina są skonfigurowane tak, że przepuszczają przez siebie część skierowanych do góry cząstek, oraz w skład każdego stopnia mielenia wirowego wchodzi obrotowy wentylator odpędowy usytuowany za wirującym elementem półprzepuszczalnym wymiarowo odsiewający skierowane do góry cząstki.190 297 admission and annular gap elements comprising a flat surface stationary plate with a circular opening and a rotating solid circular disc disposed in the opening, the rotating semi-permeable member and the annular gap being configured to pass a portion of the upwardly directed particles therethrough. and each vortex grinding stage includes a rotary stripper located downstream of the spinning dimensionally semipermeable member to screen the upwardly directed particles.

Korzystnie w skład wirującego elementu półprzepuszczalnego wchodzi zespół zawierający wirujące sito.Preferably, the rotating semipermeable element comprises an assembly comprising the rotating screen.

Korzystnie wirujące sito zawiera sito nie rzadsze niż o numerze 2,5.Preferably, the rotating screen comprises a screen no less than 2.5 in size.

Korzystnie sito ma numer z przedziału od 2,5 do 60.Preferably, the screen has a number in the range of 2.5 to 60.

Korzystnie sito ma numer z przedziału od 4 do 10.Preferably, the screen has a number in the range of 4 to 10.

Korzystnie pierścieniowa szczelina ma szerokość od 12,7 do 152,4 mm.Preferably, the annular gap is 12.7 to 152.4 mm wide.

Korzystnie każdy stopień zawiera wirujący element półprzepuszczalny oraz elementy tworzące pierścieniową szczelinę i odśrodkowy wentylator eliminujący usytuowany za elementem półprzepuszczalnym.Preferably, each stage comprises a rotating semipermeable element and elements forming an annular gap and a centrifugal elimination fan positioned downstream of the semipermeable element.

Korzystnie urządzenie zawiera zespół do wewnętrznego zawracania do obiegu zawierający elementy do obracania elementu półprzepuszczalnego z prędkością wystarczającą do uniemożliwienia przepływu przez niego części cząstek.Preferably, the device comprises an internal recycle device comprising means for rotating the semipermeable element at a speed sufficient to prevent part of the particles from passing therethrough.

Korzystnie urządzenie zawiera ponadto zespół do zewnętrznego zawracania do obiegu, w którego skład wchodzi obrotowy odpędowy wentylator odśrodkowy znajdujący się za wirującym elementem półprzepuszczalnym i kanał zawracania do obiegu, który odbiera cząstki z wirującego wentylatora odpędowego i ma wylot poniżej co najmniej jednego stopnia mielenia wirowego.Preferably, the apparatus further comprises an external recycle unit that includes a rotating centrifugal stripper downstream of the rotating semi-permeable member and a recycle channel that receives particles from the rotating stripper and has an outlet below at least one spin mill stage.

Korzystnie urządzenie zawiera ponadto elementy do usuwania cząstek nad strefą mielenia wirowego.Preferably, the apparatus further comprises means for removing particles above the vortex grinding zone.

Korzystnie w skład elementów do usuwania wchodzą elementy do obracania co najmniej jednego odpędowego wentylatora odśrodkowego za co najmniej jednym stopniem mielenia wirowego.Preferably, the removal means include means for rotating the at least one stripping centrifugal fan by at least one spin grinding stage.

Korzystnie urządzenie ponadto zawiera zespół do wstępnego mielenia cząstek grubych na cząstki drobne przed skierowaniem cząstek drobnych do strefy mielenia wirowego.Preferably, the apparatus further comprises an assembly for pre-grinding the coarse particles to fine particles before directing the fines to the vortex grinding zone.

Korzystnie urządzenie zawiera zespół do wstępnego mielenia zawierający elementy do doprowadzania cząstek stałych do komory, elementy do formowania złoża fluidalnego z cząstek stałych w komorze, zawierające elementy do kierowania powietrza do góry w komorze i elementy do tworzenia kontrolowanego zawirowania w złożu fluidalnym dla realizacji samoczynnego mielenia.Preferably, the apparatus comprises a pre-milling unit including means for supplying solids to the chamber, means for forming a fluidized bed of solids in the chamber, means for directing air upwards in the chamber, and means for creating a controlled swirl in the fluidized bed for self-grinding.

Korzystnie urządzenie zawiera elementy do zewnętrznego zawracania cząstek do złoża fluidalnego.Preferably, the device comprises means for externally returning the particles to the fluidized bed.

Korzystnie urządzenie zawiera wiele stopni mielenia oraz elementy do zewnętrznego zawracania cząstek do stopnia poprzedniego.Preferably, the apparatus comprises a plurality of grinding stages and means for external recycling of the particles to the previous stage.

Korzystnie elementy do usuwania stanowią elementy do usuwania w dwóch pionowo usytuowanych stopniach usuwania usuwających cząstki o coraz mniejszych wymiarach.Preferably the removal means are removers in two vertically arranged removal stages removing particles of ever smaller dimensions.

Korzystnie elementy do wytwarzania kontrolowanego zawirowania zawierają wirniki.Preferably, the means for creating a controlled vortex include rotors.

Korzystnie urządzenie zawiera elementy do obracania wirującego elementu półprzepuszczalnego, tarczy wirującej i obrotowego wentylatora eliminującego na wspólnym wale.Preferably, the device comprises means for rotating the rotating semi-permeable member, the spinning disk and the rotating elimination fan on the common shaft.

Według wynalazku stosuje się sterowane zawirowywanie złoża fluidalnego w celu mielenia substancji stałych na cząstki grube i drobne przy niskich ciśnieniach statycznych, a następnie rozdrabnia się i ścina cząstki za pomocą gazu w pionowym lub poziomym wirze przy wysokich ciśnieniach strumienia, uzyskując drobne, bardzo drobne i superdrobne wyroby. Według wynalazku, sortowanie wymiarowe cząstek materiału doprowadzonego do strefy rozdrabniania na cząstki drobne, bardzo drobne i superdrobne przeprowadza się poddając mieszankę cząstek rozdzielaniu grawitacyjnemu za pomocą wentylatora odśrodkowego i pozwalając strumieniowi gazu zawierającemu posortowane cząstki na wlot do strefy mielenia z pionowym wirem.The invention uses controlled swirling of a fluidized bed to grind solids into coarse and fine particles at low static pressures, and then grind and shear the particles with gas in a vertical or horizontal vortex at high jet pressures to obtain fine, very fine and superfine products. According to the invention, the dimensional sorting of the particles of the material fed into the de-agglomeration zone into fine, very fine and superfine particles is performed by subjecting the particle mix to gravity separation by means of a centrifugal fan and allowing a gas stream containing the sorted particles to enter the vertical vortex grinding zone.

190 297190 297

W odróżnieniu od młynów znanych, w urządzeniu według wynalazku drobne cząstki są natychmiast usuwane przez silny strumień wznoszący powietrza, dzięki czemu mielenie na sucho jest bardziej sprawne. Według wynalazku, cząstki o za dużych wymiarach są wewnątrz urządzenia zawracane do etapu wstępnego mielenia cząstek grubych za pomocą wirującego zespołu półprzepuszczalnego.Unlike conventional mills, in the apparatus of the invention, fine particles are immediately removed by a powerful upward air stream, which makes dry grinding more efficient. According to the invention, the oversized particles are returned inside the apparatus to the coarse particle pre-grinding step by means of a semi-permeable rotating unit.

W odróżnieniu od młynów strumieniowych, w wynalazku nie stosuje się gazów pod ciśnieniem jako źródła energii do rozdrabniania, co znacznie zmniejsza nakłady inwestycyjne, zapotrzebowanie energii oraz intensywność konserwacji, a jednocześnie umożliwia zwiększenie wydajności.Unlike jet mills, the invention does not use pressurized gases as an energy source for grinding, which significantly reduces capital investment, energy requirements and maintenance, while increasing productivity.

W wynalazku stosuje się wirniki wytwarzające regulowane zawirowanie złoża fluidalnego, które miele głównie dzięki samoczynnemu uderzaniu i ścieraniu, oraz generatory wirów zawierające wirujące elementy półprzepuszczalne, które wytwarzają wir pionowy i mielą głównie dzięki erozji gazowej, oraz wirujące tarcze, wytwarzające wir poziomy i mielące głównie dzięki siłom ścinającym.The invention uses rotors that produce a controlled swirl of a fluidized bed that grinds mainly by self-hammering and abrasion, and vortex generators that include spinning semi-permeable elements that produce a vertical vortex and grind mainly by gas erosion, and spinning disks that produce a horizontal vortex and grind mainly by shear forces.

Wynalazek można zastosować do mikrorozdrabniania węgla lub kamienia wapiennego. Umożliwia on używanie tanich silnie rozdrobnionych materiałów w takich zastosowaniach jak surowce energetyczne, surowce petrochemiczne, nie zagrażające środowisku siłownie przemysłowe i elektrociepłownie, transport rurociągami silnie rozdrobnionych substancji stałych, wytwarzanie materiałów budowlanych, wytwarzanie nowych lub usprawnionych materiałów takich jak przenoszące obciążenia izolatory, wytwarzanie materiałów ceramicznych i półprzewodników, oraz produkcja metali i metalurgia związana z przygotowaniem rud, w tym metali szlachetnych.The invention can be used to micronize coal or limestone. It enables the use of cheap, finely divided materials in such applications as energy raw materials, petrochemical raw materials, environmentally safe industrial power plants and combined heat and power plants, transport of finely divided solids via pipelines, production of building materials, production of new or improved materials such as load-bearing insulators, production of ceramic materials and semiconductors, as well as metal production and metallurgy related to the preparation of ores, including precious metals.

W dalszej części opisu stosuje się sformułowania dotyczące wymiarów wyrobów, zdefiniowane w następujący sposób:In the following parts of the description, the wording concerning the dimensions of the products is used, defined as follows:

Wymiary wyrobuProduct dimensions

GrubyFat

DrobnySmall

SuperdrobnySuperfine

UltradrobnyUltrafine

Sito (sito Tylera) + 270 2770 &Sieve (Tyler sieve) + 270 2770 &

500 & -500 -500 do -4500 mikrometry >56 <=56 <= 32 <= 32 do <5500 & -500 -500 to -4500 microns> 56 <= 56 <= 32 <= 32 to <5

W odniesieniu do niniejszego zastosowania mówi się o „mikrocząsteczkowych” substancjach stałych np. mikrocząsteczkowym węglu i kamieniu wapiennym. Do tego celu termin „mikroczasteczkowy” definiuje się jako substancje stałe o wymiarach z przedziału 7>% klasy sitowej - 400 (7>% <40 mikrometrów).In relation to the present application, reference is made to "microparticulate" solids, eg, microparticulate carbon and limestone. For this purpose, the term "micromolecular" is defined as solids with dimensions ranging from 7>% of the sieve class - 400 (7>% <40 micrometers).

W wynalazku pominięto kosztowne problemy z bezpośrednim uderzaniem cząstek w ruchome części wewnętrzne maszyny mielącej jak w młynach udarowych, co wiąże się z wysokimi kosztami energii oraz nadmiernym zużyciem i intensywnymi zabiegami konserwacyjnymi dla tych urządzeń. W wynalazku wykorzystano zasadę szybko poruszających się poduszek powietrznych, na których cząstki są rozdrabniane dzięki samoczynnemu zderzaniu się i ścieraniu, erozji gazowej i ścinaniu. Mechanizm mielenia według wynalazku działa w taki sposób, że unika się zderzeń cząstek substancji stałej z wewnętrznymi mechanizmami młyna. W procesie wytwarzania sterowanego wiru w złożu fluidalnym, wirniki w urządzeniu według wynalazku działają w sposób podobny do wirujących wentylatorów, łopatki wirników uderzają w gaz, a z kolei gaz przenosi uzyskaną energię kinetyczną na cząstki wirujące w strefie wstępnego mielenia cząstek grubych. Dzięki temu, w celu zmniejszenia wymiarów elementów ściernych, w wynalazku można stosować części wewnętrzne z lanego poliuretanu lub wykładane albo powlekane poliuretanem, nadal wykazujące pomimo tego niskie wskaźniki zużycia. Tłumaczy to sprawność mielenia, niskie zapotrzebowanie energii, niskie zużycie i niskie koszty konserwacji urządzenia według wynalazku.The invention omits the costly problems of direct impact of particles on the moving internal parts of the grinding machine as in impact mills, which is associated with high energy costs and excessive wear and intensive maintenance for these devices. The invention uses the principle of fast-moving airbags where the particles are crushed by self-collision and abrasion, gas erosion and shear. The grinding mechanism according to the invention works in such a way that collisions between the solid particles and the internal mechanisms of the mill are avoided. In the process of producing a controlled vortex in a fluidized bed, the rotors in the apparatus of the invention operate in a manner similar to rotating fans, the rotor blades impinge the gas, and the gas in turn transfers the resulting kinetic energy to the rotating particles in the coarse pre-grinding zone. Thus, in order to reduce the dimensions of the abrasive elements, the invention may use cast polyurethane or polyurethane lined or coated internals while still exhibiting low wear rates. This explains the grinding efficiency, low energy requirement, low consumption and low maintenance costs of the device according to the invention.

Wynalazek dotyczy młyna działającego na zasadzie energii płynu, tj. gaz, taki jak powietrze, dwutlenek węgla, azot lub gaz szlachetny działa jako płyn roboczy i przenosi energię niezbędną do przyspieszania zawieszonych, poddawanych rozdrabnianiu cząstek. W typowych młynach wykorzystujących energię płynu, na przykład w młynach strumieniowych, nadawaną cząstkom wysokość prędkości wytwarza się za pomocą wysokich ciśnień zewnętrznych, które nadają doprowadzanym cząstkom prędkość początkową. Jednakże takaThe invention relates to a fluid energy mill, i.e. a gas such as air, carbon dioxide, nitrogen or a noble gas acts as a working fluid and transfers the energy necessary to accelerate the suspended particles to be ground. In typical fluid energy mills, such as jet mills, the velocity imparted to the particles is created by high external pressures which give the particles an initial velocity. However, such

190 297 wysokość prędkości spada na krótkiej drodze, co pociąga za sobą niesprawność i wysokie wskaźniki zawracania, jak również wysokie wskaźniki zużycia w młynach strumieniowych. W odróżnieniu, cząstki doprowadzane do urządzenia według wynalazku są ciągle przyspieszane przez siły odśrodkowe, a ich wysokość prędkości odnawia się dzięki poduszkom powietrznym zasilanym energią szybko wirujących zespołów wirnikowych młyna. Urządzenie według wynalazku działa przy niskich ciśnieniach statycznych do 3736 Pa (do 381 mm słupa wody), ale wytwarza bardzo wysokie ciśnienia prędkości dzięki zjawiskom zwężkowym rozprzestrzeniającym się w wewnętrznych zespołach urządzenia. Prędkości obrotowe wałów wynoszą od 3000 do 10 000 obrotów na minutę (RPM).190 297 speed drops in a short distance resulting in inefficiency and high turn rates as well as high wear rates in jet mills. In contrast, the particles supplied to the device according to the invention are continuously accelerated by the centrifugal forces and their velocity height is renewed by the air bags fed with the energy of the rapidly rotating mill rotor assemblies. The device according to the invention operates at low static pressures up to 3736 Pa (up to 381 mm of water column), but generates very high velocity pressures due to the constriction phenomena propagating in the internal units of the device. The rotational speeds of the shafts are between 3,000 and 10,000 revolutions per minute (RPM).

Wirniki w komorze mielenia według wynalazku są źródłem sił odśrodkowych. Mieszanie złoża fluidalnego cząstek odbywa się za pomocą turbulentnego ruchu powietrza wytwarzanego przez wirniki we współpracy z prętami intensyfikującymi przepływ osadzonymi pionowo na wewnętrznych ścianach młyna. Konstrukcję łopatek wirników dobiera się w taki sposób, żeby wytwarzały optymalne warunki przyspieszania i sterowaną turbulencję poduszek powietrznych. Ponadto konstrukcja tego typu zapewnia minimalne zużycie energii i eliminuje zderzenia łopatek wirnika z doprowadzanymi cząstkami. W przypadku cząstek drobnych, superdrobnych i ultradrobnych zderzenia nie występują dzięki wyporowi warstwy przyściennej.The rotors in the grinding chamber according to the invention are a source of centrifugal forces. The agitation of the fluidized bed of particles takes place by means of the turbulent air movement generated by the rotors in cooperation with the flow-intensifying rods placed vertically on the inner walls of the mill. The design of the rotor blades is selected to produce optimal acceleration conditions and controlled airbag turbulence. In addition, this type of design ensures minimum energy consumption and eliminates collisions between the rotor blades and the supplied particles. With fine, ultra-fine and ultra-fine particles, collisions do not occur due to the buoyancy of the boundary layer.

Odległość pomiędzy łopatkami wirnika a ścianką obudowy młyna określa szerokość strefy mielenia złoża fluidalnego. Skracając ramiona wirnika rozszerza się złoże fluidalne oraz intensyfikuje wydajność strefy wstępnego mielenia cząstek grubych.The distance between the impeller blades and the mill housing wall determines the width of the grinding zone of the fluidized bed. By shortening the rotor arms, the fluidized bed is widened and the efficiency of the coarse pre-grinding zone is enhanced.

Urządzenie według wynalazku działa na zasadzie mielenia wirowego za pomocą gazu pełniącego rolę płynu roboczego. Ze względu na wstępne zmniejszenie wymiarów, wykorzystuje się w nim sterowane zawirowanie złoża fluidalnego, gdzie siły odśrodkowe i mieszające działanie wiru wytwarza zespół wirnikowy. Złoże fluidalne jest wspomagane przez silny strumień wznoszący powietrza, który zapewnia również stałe usuwanie drobnych cząstek. Jedyny w swoim rodzaju wewnętrzny mechanizm zawracania cząstek do obiegu powoduje zawracanie, przy niskich kosztach energii, cząstek grubych lub nadwymiarowych, które zostały wydmuchane wraz z cząstkami drobnymi przez wznoszący strumień powietrza, do strefy wstępnego mielenia cząstek grubych w celu wymieszania ich z doprowadzanym strumieniem napływającym w wirze. W procesie rozdrabniania i superrozdrabniania, w wynalazku wykorzystuje się dwie nowatorskie metody rozdrabniania za pomocą wiru półprzepuszczalne elementy wirujące; oraz tarcze wirujące.The device according to the invention operates on the principle of vortex grinding with the aid of a gas acting as a working fluid. Due to the initial size reduction, it makes use of the controlled swirling of a fluidized bed where the centrifugal forces and the mixing action of the vortex are generated by the impeller assembly. The fluidized bed is assisted by a powerful upward air stream which also ensures the constant removal of fine particles. The unique internal recycle mechanism causes the coarse or oversized particles which have been blown with the fines by the ascending air stream to be recycled at low energy costs to the coarse pre-grinding zone for mixing with the incoming incoming air stream. vortex. In the grinding and super-grinding process, the invention employs two novel methods of grinding semi-permeable rotating elements by means of a vortex; and rotating discs.

W procesie mielenia głównego, według wynalazku stosuje się złoże fluidalne o niskim ciśnieniu statycznym, natomiast proces mielenia pomocniczego przebiega przy wysokich ciśnieniach strumienia. W tym drugim procesie cząstki drobne można przekształcić w cząstki superdrobne i ultradrobne, w ilości stanowiącej 1/4 do 1/2 wszystkich wytwarzanych cząstek. W ten sposób, stosunek wytwarzanych cząstek drobnych do superdrobnych wynosi 4 do 2 bez znaczącego wzrostu kosztów energii w porównaniu z kosztami energii procesu mielenia głównego. Zmieniając konstrukcję wyposażenia wewnętrznego można wyeliminować proces mielenia pomocniczego. Układ mielenia może pracować z odzyskiem płynu roboczego, dzięki czemu jest bezpieczny dla środowiska. Oprócz korzyści ekologicznych, układ mielenia według wynalazku działa bardzo cicho.In the main milling process, according to the invention, a fluidized bed with a low static pressure is used, while the auxiliary milling process takes place at high stream pressures. In this second process, the fine particles can be converted into superfine and ultrafine particles in an amount of 1/4 to 1/2 of all particles produced. Thus, the ratio of fine to superfine particles produced is 4 to 2 without significantly increasing the energy costs compared to the energy costs of the main grinding process. By changing the design of the internal equipment, the auxiliary grinding process can be eliminated. The grinding system can work with the recovery of the working fluid, which makes it safe for the environment. In addition to the ecological benefits, the grinding system according to the invention is very quiet.

Stosowane w wynalazku sterowane wytwarzanie wiru umożliwia odpowiednie rozpraszanie ciepła podczas mielenia zgrubnego w złożu fluidalnym oraz dokładne sterowanie procesem zmniejszania wymiarów w komorze mielenia wstępnego. Dzięki temu w wynalazku wyeliminowano wady znanych młynów, które pracują w warunkach nie sterowanego wytwarzania ruchu wirowego, co prowadzi do niekontrolowanego gromadzenia się w nich ciepła, niedokładnego sterowania procesem zmniejszania wymiarów oraz niepożądanym zmianom parametrów wyrobu.The controlled vortex generation used in the invention allows for adequate heat dissipation during the fluidized bed coarse milling and precise control of the reduction process in the pre-grinding chamber. As a result, the invention overcomes the drawbacks of known mills that operate under uncontrolled eddy conditions, which lead to uncontrolled accumulation of heat, inaccurate control of the size reduction process, and undesirable changes in product parameters.

Znane jest stosowanie wirujących sit do rozdzielania wymiarowego substancji stałych. Na zasadzie tej działają przesiewacze odśrodkowe, które oddzielają wyrób zmielony o danych wymiarach umożliwiając przejście przez oczka w sicie cząstkom mniejszym i usuwając odśrodkowo pozostałe na nich odsiane cząstki grubsze. Przesiewacze te działają przy prędkościach obrotowych 30 do 120 obrotów na minutę (RPM). W przypadku zwiększenia prędkości obrotowej przesiewacza powyżej 1200 obrotów na minutę, jego wirujące sito zatyka się, coIt is known to use spinning sieves for dimensional separation of solids. Centrifugal screens operate on this principle, separating the milled product of given dimensions, allowing smaller particles to pass through the mesh and removing the coarse particles remaining on them centrifugally. These screens operate at speeds of 30 to 120 revolutions per minute (RPM). In the event of increasing the rotational speed of the screen above 1200 rpm, its rotating sieve becomes clogged, which

190 297 powoduje wstrzymanie rozdzielania wymiarowego wskutek zaślepienia jego oczek. W przypadku stosowania w układzie mielenia według wynalazku przesiewacza o numerze 100, przy prędkości obrotowej 1500 do 4500 obr/min sito natychmiast zatyka się drobnymi cząstkami i staje bezużyteczne. Wielkość sitowa cząstek stałych, pochodzących z mielenia w wirze w złożu fluidalnym w komorze mielenia wstępnego i transportowanych do góry we wznoszącym się strumieniu gazu, wynosi od 40 do 500.190 297 causes the dimensional separation to stop due to the blinding of its meshes. When using a screen number 100 in the grinding system according to the invention, at a rotation speed of 1500 to 4500 rpm, the screen immediately becomes clogged with fine particles and becomes unusable. The sieve size of the solids resulting from the vortex grinding in the fluidized bed in the pre-grinding chamber and transported upwards in the ascending gas stream is from 40 to 500.

Jednym z celów wynalazku jest użycie wirujących zespołów połprzepuszczalnych, w których skład wchodzi zespół z wirującym sitem o dużych oczkach, które nie zatykają się przy dużych prędkościach obrotowych. Jednym z zastosowań elementów połprzepuszczalnych jest zawracanie do obiegu cząstek grubszych lub nadwymiarowych zawieszonych w czynniku gazowym. Dzięki temu osiągnięto tanie zawracanie do obiegu cząstek nadwymiarowych z szybko poruszającego się strumienia gazu. Przegrody w szybko wirującym sicie o numerze 4 do 10 działają na cząstki poruszające się wolniej jak bariera statyczna. Wirujący element półprzepuszczalny nie jest w stanie rozróżnić wielkości cząstek tak jak przesiewacz odśrodkowy, w związku z czym wirujący przesiewacz z sitem o numerze 4 nie może zablokować cząstek o numerze sitowym 40. Wirujący zespól półprzepuszczalny jest w stanie rozróżniać wyłącznie prędkości cząstek. Cząstki unoszone do góry ze strefy mielenia ze złożem fluidalnym osiągają swoją prędkość w laminamym strumieniu gazu w zależności od ich oporu aerodynamicznego, wskutek którego większe cząstki uzyskują mniejszą prędkość niż cząstki mniejsze. Z kolei cząstki poruszające się wolniej, z mniejszym prawdopodobieństwem uderzają w przegrody szybko wirującego sita z dużymi oczkami, znajdującego się w wirującym zespole półprzepuszczalnym, i są odrzucane przez nie z powrotem w dół do wstępnej strefy mielenia zgrubnego. Stąd stosunek prędkości wirującego sita do prędkości cząstek wznoszących się w strumieniu gazu, wyznacza te cząstki, które są zatrzymywane przez przegrody szybko wirującego sita o szerokich oczkach. Zmieniając prędkość szybko wirującego sita można regulować wymiary przechodzących przez nie cząstek. Tłumaczy to brak związku wymiarów cząstek z wielkością oczek wirującego sita według wynalazku. Wirujące elementy półprzepuszczalne mogą blokować cząstki o numerach sitowych 60 do 150 w zależności od wspomnianego powyżej stosunku prędkości wirującego sita do prędkości ruchu cząstek w górę. Z kolei prędkość cząstki zależy od prędkości wznoszącego się strumienia gazu i wielkości cząstki, z której wynika opór aerodynamiczny.One object of the invention is to use swirling permeable assemblies that include a spinning screen assembly with large meshes that will not clog at high rotational speeds. One application of the permeable elements is to recycle coarse or oversized particles suspended in a gaseous medium. As a result, cheap recycle of oversized particles from the rapidly moving gas stream is achieved. The partitions in a fast rotating sieve number 4 to 10 act on slower moving particles like a static barrier. A rotating semipermeable element cannot distinguish particle size like a centrifugal screen, and therefore a rotating screen with screen number 4 cannot block particles with screen number 40. A rotating semi-permeable unit can only distinguish particle velocities. The particles lifted up from the fluidized bed grinding zone reach their velocity in the laminar gas stream as a function of their aerodynamic drag, whereby larger particles are slower than smaller particles. The slower moving particles, on the other hand, are less likely to strike the baffles of the high-speed spinning sieve in the spinning semi-permeable assembly and are thrown therethrough back down to the preliminary coarse grinding zone. Hence, the ratio of the speed of the rotating screen to the velocity of the particles rising in the gas stream defines those particles which are retained by the baffles of the fast rotating screen with wide meshes. By changing the speed of the rapidly rotating screen, the dimensions of the particles passing through it can be adjusted. This explains the lack of relationship between the particle size and the mesh size of the rotating screen according to the invention. The rotating semipermeable elements may block particles with sieve numbers 60 to 150 depending on the above-mentioned ratio of the speed of the rotating sieve to the speed of upward movement of the particles. In turn, the speed of the particle depends on the speed of the ascending gas stream and the size of the particle from which the aerodynamic drag results.

Powyższe zjawisko „statystycznego odrzucania” cząstek przez układ z szybko wirującym sitem o dużych oczkach, w wyniku zróżnicowania ich prędkości, które leży u podstaw wewnętrznego zawracania cząstek większych lub nadwymiarowych do strefy mielenia wstępnego według wynalazku, ogranicza się do układów zawierających cząstki stałe zawieszone w szybko poruszającym się strumieniu gazu. Zjawisko to nie występuje w czynnikach o większej gęstości, to jest w takich płynach jak woda. Półprzepuszczalne elementy według wynalazku działają skutecznie przy prędkościach obrotowych w zakresie od 1500 do 10 000 obr/min, a najlepiej w zakresie od 3000 do 4500 obr/min. Półprzepuszczalne elementy według wynalazku skutecznie eliminują trudności występujące w znanych dotychczas sitach, które podczas wirowania z dużymi prędkościami zatykają się i stają się bezużyteczne.The above phenomenon of "statistical rejection" of particles by the large-mesh high-speed spinning screen system due to the variation in velocity that underlies the internal recycle of larger or oversized particles to the pre-grinding zone according to the invention is limited to systems containing rapidly suspended solids. a moving stream of gas. This phenomenon does not occur in denser media, i.e. in fluids such as water. The semipermeable members of the invention are effective at rotation speeds in the range of 1500 to 10,000 rpm, and preferably in the range of 3000 to 4500 rpm. The semi-permeable elements according to the invention effectively overcome the difficulties of the prior art screens which clog up and become unusable during high-speed centrifugation.

Cząstki wylatujące z komory zgrubnego mielenia wstępnego mają wymiary w zakresie numerów sita od 150 do 500, albo mniejsze, w związku z czym przy tak małych wielkościach gwałtownie spadają siły oporu aerodynamicznego. Wskutek tego prędkościowe sortowanie za pomocą wirujących elementów połprzepuszczalnych staje się pomijalnie małe w przypadku mniejszych cząstek, jakie przeważają na zewnątrz komory wstępnego mielenia cząstek grubych.The particles discharged from the coarse pre-grinding chamber are sized in the sieve size range from 150 to 500 or smaller, so that with such small sizes the drag forces drop sharply. As a result, speed sorting by means of the rotating semi-permeable elements becomes negligible for smaller particles, which predominate outside the coarse pre-grinding chamber.

Celem dalszego używania elementów połprzepuszczalnych na zewnątrz komory wstępnego mielenia cząstek grubych jest mielenie drobnych cząstek poprzez wytwarzanie skierowanego pionowo wiru. Umożliwia to tanie mielenie cząstek do stanu superdrobnego i ultradrobnego. Gaz o dużej prędkości przepływający przez wirujący element półprzepuszczalny jest dzielony na strugi przez przegrody sita z szerokimi oczkami; strugi te są skręcane w wyniku działania momentu szybko wirującego sita, w wyniku czego powstaje pionowy wir spiralny. W tym pionowym wirze cząstki ulegają rozdrabnianiu wskutek działania erozji gazu. Skuteczność tego rozdrabniania zależy od prędkości gazu w strefie mieleniaThe purpose of the further use of the permeable elements outside the coarse pre-milling chamber is to grind the fine particles by creating a vertically directed vortex. This makes it possible to cheaply grind the particles to a superfine and ultrafine state. High velocity gas flowing through the rotating semi-permeable element is divided into streams by screens with wide meshes; these jets are twisted as a result of the fast-spinning moment of the screen, creating a vertical spiral vortex. In this vertical vortex, the particles are disintegrated by the action of gas erosion. The effectiveness of this comminution depends on the gas velocity in the milling zone

190 297 wirowego, która determinuje czas przebywania cząstki w wirze, oraz od prędkości wirowania elementu półprzepuszczalnego, która determinuje moment turbulencji działający na strugi gazu tworzące wir.190 297 vortex, which determines the residence time of the particle in the vortex, and the spin speed of the semipermeable element, which determines the moment of turbulence acting on the gas jets forming the vortex.

Na zewnątrz komory wstępnego mielenia cząstek grubych jedynym zadaniem wirującego elementu półprzepuszczalnego jest skuteczne wytwarzanie wiru. Jedynie w swoim rodzaju, według wynalazku, generatory wiru znajdują się w komorach sortujących, gdzie grawitacyjne oddzielanie cząstek grubszych we wznoszącym się strumieniu gazu odbywa się za pomocą wentylatorów odśrodkowych. Sortowane cząstki, pozostające we wznoszącym się ku górze strumieniu gazu, są rozdrabniane za pomocą wiru wytwarzanego przez elementy półprzepuszczalne. Powtarzając ten proces etapami, w każdym z których odbywa się oddzielanie grawitacyjne i mielenie wirowe, można zmniejszyć cząstki drobne do ultradrobnych. Mielenie cząstek drobnych do superdrobnych i ultradrobnych za pomocą wirów gazu wytwarzanych przez wirujące sito jest zjawiskiem niespodziewanym i pojawia się przy bardzo małym zużyciu energii. Zaleca się stosowanie sit stalowych o numerach oczek 2,5 do 60, a najlepiej w zakresie od 4 do 10. Optymalne wielkości oczek wirującego sita oraz prędkości obrotowe trzeba dobierać doświadczalnie. Wytwarzanie wiru przez wirujący element półprzepuszczalny może odbywać się tylko w czynniku gazowym. W czynnikach o większej gęstości, na przykład w takich płynach jak woda, wytwarzane przez wirujące sito wiry są lokalizowane i tłumione w wyniku działania tarcia.Outside the coarse particle pre-grinding chamber, the sole task of the rotating semipermeable element is to efficiently produce a vortex. Only of a kind according to the invention, the vortex generators are located in the sorting chambers, where the gravitational separation of the coarse particles in the ascending gas stream takes place by means of centrifugal fans. The sorted particles remaining in the upwardly flowing gas stream are crushed by the vortex produced by the semi-permeable elements. By repeating this process in steps, each of which includes gravity separation and vortex milling, fine to ultrafine particles can be reduced. The milling of fine to superfine and ultrafine particles with the gas vortices produced by a rotating sieve is unexpected and occurs with very little energy consumption. It is recommended to use steel sieves with mesh numbers 2.5 to 60, preferably in the range from 4 to 10. The optimal size of the mesh of the rotating sieve and the rotational speed must be selected experimentally. Generation of a vortex by a rotating semipermeable element can only take place in the gaseous medium. In denser media, such as fluids such as water, the vortices produced by the rotating sieves are localized and damped by the action of friction.

Innym zadaniem wirującego elementu półprzepuszczalnego jest skuteczne eliminowanie substancji stałych z płynącego z dużą prędkością strumienia gazu o wysokiej temperaturze i ciśnieniu, przy pomijalnie małych stratach ciśnienia i spadku temperatury. Półprzepuszczalny element do tego celu ma wirujące sito z oczkami o numerze od 2,5 do 60, a najlepiej w zakresie od 4 do 10, i jest wykonane z metalu lub stopu takiego jak wolfram lub stal, nadającego się do stosowania w temperaturach i przy prędkościach obrotowych, jakie na niego działają. Stosunek prędkości wirującego sita do prędkości strumienia gazu pod ciśnieniem należy określić w taki sposób, żeby uzyskać odpowiednie zróżnicowanie prędkości zawieszonych cząstek stałych, przy którym wirujący element półprzepuszczalny je blokuje. Dalsze oczyszczanie strumienia gazu poprzez rozdzielanie grawitacyjne za pomocą wentylatora odśrodkowego, odbywa się po przepłynięciu strumienia gazu przez wirujący element półprzepuszczalny.Another task of the rotating semi-permeable element is to effectively eliminate solids from a high-velocity gas stream of high temperature and pressure, with negligible pressure losses and temperature drops. A semi-permeable element for this purpose has a rotating screen with a mesh size ranging from 2.5 to 60, preferably in the range 4 to 10, and is made of a metal or alloy such as tungsten or steel suitable for use at temperatures and speeds. the rotary ones that act on it. The ratio of the velocity of the rotating screen to the velocity of the pressurized gas stream should be determined in such a way as to obtain a suitable variation in the velocity of the suspended solids at which the rotating semi-permeable element obstructs them. Further purification of the gas stream by gravity separation by means of a centrifugal fan takes place after the gas stream passes through the rotating semi-permeable element.

Zgodnie z wynalazkiem zastosowano pierścieniową szczelinę ograniczoną przez stacjonarny kołowy otwór i umieszczoną w nim kołową tarczę wirującą do mielenia drobnych cząstek w pierścieniowej szczelinie wskutek wytwarzania przez wirującą tarczę poziomo skierowanego wiru. Szerokość pierścieniowej szczeliny wynosi 12,7 do 152,4 mm, korzystnie około 76,2 mm, a wysokość 12,7 do 152,4 mm. Skuteczność rozdrabniania w pierścieniowej szczelinie zależy od czasu przebywania w niej drobnych cząstek i przeważających sił ścinających. Stąd skuteczność pierścieniowej szczeliny wynika z prędkości wznoszącego się strumienia gazu oraz prędkości wirującej tarczy. Zmniejszenie wymiarów w pierścieniowej szczelinie występuje przy bardzo małym zużyciu energii.According to the invention, an annular gap delimited by a stationary circular bore and a circular rotating disk disposed therein is provided for grinding fine particles in the annular gap due to the production of a horizontally directed vortex by the rotating disk. The width of the annular gap is 12.7 to 152.4 mm, preferably about 76.2 mm, and the height is 12.7 to 152.4 mm. The effectiveness of grinding in the annular gap depends on the residence time of the fine particles and the prevailing shear forces. Hence, the effectiveness of the annular gap results from the velocity of the ascending gas stream and the velocity of the rotating disk. The reduction in dimensions in the annular gap occurs with very little energy consumption.

W powszechnie znanych zastosowaniach wirujących tarcz do sterowania wymiarami cząstek wpływających do strefy rozdrabniania, szerokość pierścieniowej szczeliny (w zastosowaniu do wytwarzania cząstek drobnych i superdrobnych) powinna mieścić się w zakresie od 3,175 do 5,08 mm. W przypadku tak małej szerokości pierścieniowej szczeliny, wytwarzanie wiru staje się nie do wykorzystania do zmniejszania wymiarów cząstek poprzez ścinanie oraz zużycie energii mogłoby być za wysokie. Natomiast wyjątkowo, w sposobie według wynalazku generator wiru z pierścieniową szczeliną umieszcza się w komorze sortowania, gdzie cząstki o mniejszych wymiarach wypływające z poziomego wiru pierścieniowej szczeliny są rozdzielane wymiarowo w polu grawitacyjnym wytwarzanym przez wentylator odśrodkowy.In common spinning wheel applications to control the size of the particles entering the de-agglomeration zone, the annular gap width (when used for producing fine and superfine particles) should be in the range of 3.175 to 5.08 mm. With such a small annular gap width, the vortex generation becomes unusable for particle size reduction through shear and the energy consumption could be too high. However, exceptionally, in the method according to the invention, the vortex generator with the annular gap is placed in a sorting chamber, where the smaller-sized particles flowing out of the horizontal vortex of the annular gap are dimensionally separated in the gravitational field generated by the centrifugal fan.

Do wytwarzania superdrobnych i ultradrobnych cząstek według wynalazku wykorzystano generatory wirów, w których skład wchodzi wirujący element półprzepuszczalny oraz pierścieniowa szczelina znajdująca się wewnątrz komory sortowania, gdzie odbywa się wspomniane dodatkowe mielenie przy mniejszym zużyciu energii i niższych kosztach konserwacji.For the production of the superfine and ultrafine particles according to the invention, vortex generators are used, which include a rotating semi-permeable element and an annular gap inside the sorting chamber, where said additional grinding takes place with lower energy consumption and lower maintenance costs.

Dzięki temu w wynalazku wyeliminowano wady znanych dotychczas urządzeń, w których do wytwarzania cząstek superdrobnych i ultradrobnych stosuje się młyny abrazyjne,As a result, the invention eliminates the disadvantages of previously known devices in which abrasive mills are used to produce superfine and ultrafine particles,

190 297 a proces mielenia odbywa się w komorze mielenia wstępnego za pomocą niesterowanego wytwarzania wiru w wąskiej przestrzeni pomiędzy wirnikami a ścianką obudowy oraz za pomocą wytwarzania wirów miedzyłopatkowych i międzypłytowych (w pewnych przypadkach intensyfikowanych poprzez wytwarzanie fal ultradźwiękowych). Wszystkie takie, stosowane dotychczas sposoby wspomagania wirowego i akustycznego są procesami o niskiej sprawności w przypadku wytwarzania cząstek drobnych, zużywa się w nich dużo energii i wiążą się z nimi wysokie koszty konserwacji.190 297 and the milling process takes place in the pre-grinding chamber by uncontrolled vortex formation in the narrow space between the rotors and the housing wall, and by producing interscapular and inter-plate vortices (intensified in some cases by the generation of ultrasonic waves). All the hitherto used vortex and acoustic assist processes are processes of low efficiency in the production of fine particles, they consume a lot of energy and are associated with high maintenance costs.

Kolejnym zadaniem jest wykorzystanie samoistnego czynnika mielącego i/lub urządzeń powodujących ścinanie lub erozję gazową cząstek stałych zawieszonych w gazowym płynie roboczym do natychmiastowej modyfikacji aktywnych powierzchni wspomnianych świeżo zmielonych cząstek za pomocą odczynników organicznych lub nieorganicznych. Reaktywność powierzchni świeżo zmielonych cząstek oraz ich modyfikowanie za pomocą odczynników chemicznych jest dobrze znane, ale procesy modyfikowania w znanych dotychczas instalacjach do mielenia, na przykład w młynach udarowo ściernych lub młynach strumieniowych, przebiegały w sposób niekontrolowany. Stąd ekonomika procesu modyfikowania powierzchni nie jest korzystna ze względu na nadmierne zużycie odczynników oraz wynikające z tego ograniczenia w kontroli właściwości produktów końcowych. W instalacji do mielenia według wynalazku istnieje możliwość ścisłego kontrolowania wytwarzania świeżych powierzchni poprzez ścinanie w pierścieniowej szczelinie oraz modyfikowania pożądanych części powierzchni przy ekonomicznym zużyciu odczynników chemicznych w celu nadania zmodyfikowanemu produktowi pożądanych właściwości powierzchniowych.Another task is to use the inherent grinding medium and / or shear or gaseous erosion devices of the solid particles suspended in the gaseous working fluid to immediately modify the active surfaces of said freshly ground particles with organic or inorganic reagents. The surface reactivity of the freshly ground particles and their modification with chemicals are well known, but the modification processes in prior art grinding plants, for example in abrasive impact mills or jet mills, have been uncontrolled. Hence, the economics of the surface modification process is not favorable due to the excessive consumption of reagents and the resulting limitations in controlling the properties of the end products. In the grinding plant according to the invention, it is possible to closely control the production of fresh surfaces by shearing in the annular gap, and to modify the desired surface portions with economical use of chemicals in order to give the modified product the desired surface properties.

Jeszcze innym aspektem wynalazku jest zastosowanie generatorów wirów stanowiących kombinację wirującego elementu półprzepuszczalnego złożonego z zespołu zawierającego wirujące sito z pierścieniową szczeliną utworzoną przez wirującą tarczę w kołowym stacjonarnym otworze w celu mielenia substancji stałych na cząstki superdrobne i ultradrobne przy niskim zużyciu energii. Jedynie w swoim rodzaju, taką kombinację generatorów wirów stosuje się w urządzeniu według wynalazku wewnątrz komory sortowania, w której odbywa się grawitacyjne sortowanie za pomocą wentylatora odśrodkowego cząstek o danych wymiarach wypływających z poziomego wiru w pierścieniowej szczelinie, przed wpłynięciem oczyszczonego strumienia gazu ze zmniejszonymi cząstkami o pożądanych wymiarach do strefy pionowego wiru wytwarzanej za pomocą wirującego elementu półprzepuszczalnego. Skutkiem powtarzalnego użycia takich kombinacji w pionowym stosie komór sortowania jest wytwarzanie wyrobów ultradrobnych. Cząstki nadwymiarowe wyeliminowane w danej komorze sortowania są zawracane zewnętrznie do poprzedniej w pionowym stosie komory sortowania w celu dalszego zmniejszenia wymiarów w procesie mielenia wirowego.Yet another aspect of the invention is the use of vortex generators combining a spinning semi-permeable element composed of an assembly comprising a rotating screen with an annular gap formed by a rotating disk in a circular stationary bore for grinding solids into superfine and ultrafine particles with low energy consumption. Only of a kind, such a combination of vortex generators is used in the device according to the invention inside a sorting chamber in which the particles of given dimensions flowing out of the horizontal vortex in the annular gap are gravity-sorted by means of a centrifugal fan, before the purified gas stream with reduced particles flows in. desired dimensions to the vertical vortex zone produced by the spinning semi-permeable element. The repeated use of such combinations in a vertical stack of sorting chambers results in the production of ultrafine products. The oversized particles eliminated in a given sorting chamber are returned externally to the previous sorting chamber in the vertical stack to further reduce the size by vortex milling.

Według wynalazku stosuje się układ mielenia złożony z komory z wirnikami do wstępnego mielenia cząstek grubych i do mielenia drobnego substancji stałych w strefie mielenia złoża fluidalnego ze sterowanym wirem z dodatkową strefą mielenia, w której odbywa się mielenie wspomnianych substancji stałych na cząstki superdrobne i ultradrobne z generatorami wirów zawierającymi wirujące elementy półprzepuszczalne i pierścieniową szczelinę, gdzie zapewnia się dzielony napęd umożliwiający bardzo szybkie wirowanie sita i tarczy przy niskim zużyciu energii. Sito z napędem dzielonym może wirować z prędkością ponad 10 000 obr/min, natomiast zespół wirnika obraca się z prędkością poniżej 3200 obr/min, przy czym instalacja taka nadal zachowuje takie charakterystyczne cechy jak niskie zużycie energii i podzespołów. Dla uzyskania funkcji wewnętrznego zawracania do obiegu wewnątrz komory wstępnego mielenia cząstek grubych, zawierającej sortowanie cząstek poprzez zróżnicowanie ich indywidualnych prędkości we wznoszącym się strumieniu gazu, wirujący element półprzepuszczalny musi uzyskać prędkość poniżej 4500 obr/min.According to the invention, a grinding system consisting of a chamber with impellers for pre-grinding coarse particles and for grinding fine solids in a fluidized bed milling zone with a controlled vortex with an additional grinding zone in which the abovementioned solids are ground into superfine and ultrafine particles with generators eddies containing rotating semi-permeable elements and an annular gap, where a split drive is provided allowing the screen and disk to spin very quickly with low energy consumption. The split drive screen is capable of spinning at more than 10,000 rpm and the rotor assembly is rotating less than 3200 rpm, with the installation still maintaining the characteristics such as low energy and component consumption. In order to obtain an internal recycle function inside the coarse pre-grinding chamber including sorting the particles by varying their individual velocities in the ascending gas stream, the spinning semipermeable element must be at a speed of less than 4500 rpm.

Jeszcze inny aspekt stanowi system, w którym zespół wirnika jest pokryty kauczukiem, poliuretanem lub innymi materiałami z tworzyw sztucznych, albo też zespół wirnika jest wykonany techniką odlewania tych części z takich materiałów. Alternatywnie, zespół wirnika może być pokryty materiałami ceramicznymi (np. węglikiem chromu, węglikiem wolframu) albo tlenkiem glinu.Yet another aspect is a system where the rotor assembly is covered with rubber, polyurethane or other plastic materials, or the rotor assembly is made by casting these parts from such materials. Alternatively, the rotor assembly may be coated with ceramics (e.g., chromium carbide, tungsten carbide) or alumina.

190 297190 297

Kolejny aspekt stanowi system, którego ścianki oraz wirujące sito i tarcza są pokryte kauczukiem, poliuretanem, innymi materiałami z tworzyw sztucznych, materiałami ceramicznymi lub tlenkiem glinu.Another aspect is the system, the walls of which, as well as the rotating sieve and disc, are covered with rubber, polyurethane, other plastic materials, ceramics or aluminum oxide.

Te i inne zadania i zalety wynalazku uzyskuje się według wynalazku sposobem mielenia na sucho cząstek stałych, który polega na kierowaniu drobnych cząstek stałych w zasadzie do góry do wirowej strefy mielenia i mieleniu skierowanych ku górze drobnych cząstek stałych za pomocą generatorów wirów umieszczonych w strefie mielenia wirowego poprzez przepuszczanie części cząstek przez strefę mielenia wirowego, przy czym w skład strefy mielenia wirowego wchodzi co najmniej jeden, umieszczony kolejno w pionie stopień mielenia, w którym przepuszcza się cząstki do góry przez co najmniej jeden wirujący element półprzepuszczalny oraz pierścieniową szczelinę wyznaczoną przez stacjonarną płytę z okrągłym otworem w niej i wirującą okrągłą tarczę usytuowaną w okrągłym otworze.These and other tasks and advantages of the invention are achieved in accordance with the invention by a method of dry grinding solids, which consists in directing the fine solids essentially upwards into the vortex grinding zone and grinding the upwardly directed fine particles by vortex generators arranged in the vortex grinding zone. by passing a portion of the particles through a vortex milling zone, the vortex milling zone comprising at least one vertically sequential milling stage in which the particles are passed upward through at least one swirling semi-permeable element and an annular gap defined by a stationary plate with a round hole in it and a rotating circular disc situated in the round hole.

Etap przepuszczania cząstek ku górze przez wspomniany wirujący element półprzepuszczalny obejmuje przepuszczanie cząstek przez szybko wirujące sito. Sito nie jest rzadsze niż 2,5, a korzystnie jego numer wynosi od 2,5 do 60, a najbardziej korzystnie, ma oczka o numerze w zakresie od 4 do 10 i wiruje z prędkością w zakresie od 1500 do 10 000 obr/min, a najkorzystniej w zakresie od 3000 do 4500 obr/min.The step of passing the particles upward through said rotating semipermeable element comprises passing the particles through a rapidly rotating screen. The screen is not less than 2.5, and preferably its number is from 2.5 to 60, and most preferably it has a mesh size in the range of 4 to 10 and is spun at a speed in the range of 1500 to 10,000 rpm. and most preferably in the range from 3,000 to 4,500 rpm.

Etap przepuszczania cząstek przez pierścieniową szczelinę obejmuje przepuszczanie cząstek przez pierścieniową szczelinę o szerokości od 12,7 do 152,4 mm, korzystnie około 76,2 mm, i wysokości w zakresie od 12,7 do 152,4 mm.The step of passing the particles through the annular gap comprises passing the particles through an annular gap having a width of 12.7 to 152.4 mm, preferably about 76.2 mm, and a height ranging from 12.7 to 152.4 mm.

Korzystnie, w ramach każdego etapu przepuszcza się cząstki przez wirujący element półprzepuszczalny a następnie przez pierścieniową szczelinę. W celu sortowania wymiarowego cząstek wypływających z pierścieniowej szczeliny, skierowany ku górze strumień gazu z zawieszoną w nim mieszanką poddaje się sortowaniu grawitacyjnemu za pomocą wentylatora odśrodkowego, a płynący ku górze strumień gazu, z posortowanymi wymiarowo cząstkami, wprowadza się do zawierającej pionowy wir strefy mielenia wirującego elementu półprzepuszczałnego.Preferably, in each step the particles are passed through the rotating semipermeable body and then through the annular gap. For the dimensional sorting of the particles flowing out of the annular gap, the upward gas stream with the mixture suspended therein is subjected to gravity sorting by means of a centrifugal fan, and the upward flow of gas, with the dimensionally sorted particles, is introduced into a spinning grinding zone containing a vertical vortex. semi-permeable element.

W komorze wstępnego mielenia cząstek grubych zgodnie ze sposobem według wynalazku wewnętrznie zawraca się cząstki do obiegu poprzez wirowanie wspomnianego elementu półprzepuszczalnego z prędkością wystarczającą do zapobieżenia przejściu przez niego części cząstek nadwymiarowych. Ponadto w ramach sposobu zewnętrznie zawraca się do obiegu cząstki za pomocą wentylatora odśrodkowego wirującego za wirującym elementem półprzepuszczalnym oraz zapewnia się kanał zawracania do obiegu odbierający cząstki z wirującego wentylatora i mający wylot poniżej co najmniej jednego wirowego stopnia mielenia.In a coarse pre-grinding chamber according to the method of the invention, the particles are internally recycled by spinning said semi-permeable body at a speed sufficient to prevent some of the oversized particles from passing therethrough. Further, the method recycle the particles externally by means of a centrifugal fan rotating downstream of the rotating semipermeable member and a recycle channel is provided to receive the particles from the rotating fan and having an outlet below at least one vortex grinding stage.

Ponadto w skład sposobu wchodzi etap usuwania cząstek nad strefą mielenia wirowego. W ramach etapu usuwania obraca się co najmniej jeden wentylator odśrodkowy znajdujący się za co najmniej jednym stopniem mielenia wirowego.In addition, the method includes a particle removal step above the vortex grinding zone. In the removal step, at least one centrifugal fan downstream of the at least one vortex grinding stage is rotated.

W jednym z przykładów realizacji, sposób obejmuje również etap wstępnego mielenia cząstek grubych na cząstki drobne przed skierowaniem cząstek drobnych do strefy mielenia zawierającej generatory wirów. W ramach etapu wstępnego mielenia doprowadza się substancję stałą do komory, formuje się złoże fluidalne z substancji stałej w komorze kierując powietrze ku górze w komorze i wytwarzając w sposób sterowany wir w złożu fluidalnym w celu realizacji mielenia samoczynnego. W ramach etapu zewnętrznego zawracania do obiegu zewnętrznie zawraca się cząstki do złoża fluidalnego.In one embodiment, the method also comprises the step of pre-grinding the coarse particles to fine particles prior to directing the fines to a grinding zone containing vortex generators. In the pre-milling step, a solid is fed into the chamber, a fluidized bed is formed from the solid in the chamber by directing air upwards in the chamber and creating a controlled vortex in the fluidized bed for self-grinding. The particles are recirculated externally to the fluidized bed as part of the external recycle step.

Sposób może obejmować wiele stopni mielenia z generatorami wirów i z zewnętrznym zawracaniem cząstek nadwymiarowych do poprzedniego stopnia. Korzystnie, w ramach etapu oddzielania i usuwania usuwa się cząstki w dwóch rozmieszczonych w pionie stopniach usuwania w celu oddzielenia i usunięcia cząstek o stopniowo coraz mniejszych wymiarach.The method may include multiple grinding stages with vortex generators and with external recycle of the oversized particles to the previous stage. Preferably, the separation and removal step removes the particles in two vertically arranged removal stages to separate and remove particles of progressively smaller dimensions.

W innym przykładzie wykonania, w ramach etapu wstępnego mielenia cząstek grubych wytwarza się sterowany wir za pomocą wirników.In another embodiment, a controlled vortex by means of impellers is created as part of the coarse pre-grinding step.

Generatory wiru zawierające wirujący element półprzepuszczalny i tarczę wirującą mogą obracać się na wspólnym wałku.Vortex generators comprising a rotating semipermeable element and a rotating disk can rotate on a common shaft.

Etap mielenia można zrealizować w nieaktywnej atmosferze gazowej w obecności odczynnika chemicznego w celu przeprowadzenia kontrolowanej modyfikacji powierzchni cząstek stałych.The milling step may be performed in an inactive gas atmosphere in the presence of a chemical reagent to effect controlled modification of the surface of the solids.

190 297190 297

Wynalazek dotyczy również urządzenia do mielenia na sucho substancji stałych, zawierającego elementy wytwarzające strefę mielenia wirowego z generatorami wirów, w tym co najmniej jeden usytuowany pionowo stopień mielenia wirowego przeznaczony do mielenia drobnych cząstek stałych oraz elementy do kierowania drobnych cząstek stałych w przybliżeniu do góry do strefy mielenia wirowego. W skład co najmniej jednego stopnia mielenia wirowego wchodzą generatory wirów zawierające co najmniej jeden wirujący element półprzepuszczalny oraz elementy tworzące pierścieniową szczelinę, zawierające stacjonarną płytę z okrągłym otworem oraz wirującą okrągłą tarczę umieszczoną w okrągłym otworze i gdzie wirujący element półprzepuszczalny i pierścieniowa szczelina są skonfigurowane tak, że przepuszczają przez siebie część skierowanych ku górze zmniejszonych cząstek i mają sortownik wymiarowy cząstek do produktów wypływających ze strefy wiru poziomego pierścieniowej szczeliny, przy czym cząstki nadwymiarowe są oddzielane grawitacyjnie za pomocą wentylatora odśrodkowego.The invention also relates to an apparatus for dry grinding solids comprising means for creating a vortex grinding zone with vortex generators, including at least one vertically arranged vortex grinding stage for grinding fine solids, and means for directing the fine solids approximately up into the zone. spin grinding. The at least one vortex grinding stage includes vortex generators comprising at least one rotating semi-permeable element and annular gap forming elements comprising a stationary circular bore plate and a rotating circular disc positioned in the circular bore, and wherein the rotating semi-permeable element and annular fracture are configured to that they pass a portion of the upwardly directed reduced particles through them and have a particle size sorter for products flowing out of the horizontal vortex zone of the annular gap, the oversized particles being separated by gravity by means of a centrifugal fan.

Korzystnie, w skład wirującego elementu półprzepuszczalnego wchodzi wirujące sito z oczkami o numerach nie większych niż 2,5, lepiej o numerach w zakresie od 2,5 do 60, a najlepiej o numerach w zakresie od 4 do 10. Szerokość pierścieniowej szczeliny wynosi od 12,7 do 152,4 mm, korzystnie około 76,2 mm, a wysokość od 12,7 do 152,4 mm. Obu tych generatorów wirów używa się do skutecznego mielenia drobnych cząstek w płynącym pionowo strumieniu gazów oraz do zmniejszania tych cząstek do produktów superdrobnych i ultradrobnych.Preferably, the rotating semipermeable element comprises a rotating screen with mesh numbers not greater than 2.5, preferably numbers in the range from 2.5 to 60, and preferably numbers in the range of 4 to 10. The width of the annular gap is from 12. 7 to 152.4 mm, preferably about 76.2 mm, and a height from 12.7 to 152.4 mm. Both of these vortex generators are used to effectively mill fine particles in a vertically flowing gas stream and to reduce these particles to superfine and ultrafine products.

W jednym z przykładów wykonania, każdy stopień zawiera wirujący element półprzepuszczalny oraz elementy tworzące pierścieniową szczelinę znajdującą się za wirującym elementem półprzepuszczalnym i mające sortownik grawitacyjny cząstek nadwymiarowych w płynącym pionowo strumieniu gazu zawierający wentylator odśrodkowy.In one embodiment, each stage includes a rotating semipermeable element and elements forming an annular gap downstream of the rotating semipermeable element and having a gravity sorter of oversized particles in the vertically flowing gas stream containing a centrifugal fan.

W innym przykładzie wykonania, w skład urządzenia wchodzi zespół do wewnętrznego zawracania do obiegu cząstek grubych w komorze mielenia wstępnego zawierający elementy do obracania wirującego elementu półprzepuszczalnego z prędkością wystarczającą do uniemożliwienia przejścia przez niego części cząstek, przy czym taka część zawiera cząstki o mniejszej prędkości znajdujące się w skierowanym do góry strumieniu gazu. W skład tego urządzenia wchodzi również zespół do zewnętrznego zawracania zawierający obrotowy wentylator odśrodkowy usytuowany za wirującym elementem półprzepuszcząlnym w komorze wstępnego mielenia cząstek grubych oraz kanał zawracający cząstki odebrane z wirującego wentylatora, mający wylot poniżej co najmniej jednego stopnia mielenia wirowego.In another embodiment, the apparatus comprises an internal recycle device for coarse particles in the pre-grinding chamber comprising means for rotating the rotating semi-permeable body at a speed sufficient to prevent part of the particles from passing therethrough, such part containing the slower velocity particles present in the pre-grinding chamber. in an upward flow of gas. The apparatus also includes an external recycle assembly including a rotary centrifugal fan positioned downstream of the spinning semi-permeable member in the coarse pre-grinding chamber, and a recycle channel for particles received from the spinning fan having an outlet below at least one vortex grinding stage.

W skład urządzenia wchodzą również elementy do usuwania cząstek usytuowane nad strefą wstępnego mielenia cząstek grubych. W jednym z przykładów wykonania w skład elementów do usuwania wchodzą elementy do obracania co najmniej jednego wentylatora odśrodkowego usytuowanego za co najmniej jednym stopniem mielenia.The device also includes particle removal means located above the coarse pre-grinding zone. In one embodiment, the removal means include means for rotating at least one centrifugal fan located downstream of the at least one grinding stage.

W następnym przykładzie wykonania w skład urządzenia wchodzi zespół do wstępnego mielenia cząstek grubych na cząstki drobne przed ich skierowaniem do strefy mielenia zawierającej generatory wirów. W skład zespołu do wstępnego mielenia wchodzą, korzystnie, elementy do doprowadzania substancji stałej do komory, elementy do formowania złoża fluidalnego z cząstek stałych w komorze zawierające elementy do kierowania powietrza ku górze w komorze oraz elementy do wytwarzania sterowanego zawirowania w złożu fluidalnym w celu realizacji samoczynnego mielenia. Elementy do zewnętrznego zawracania cząstek do obiegu stanowią elementy do zewnętrznego zawracania cząstek do złoża fluidalnego.In a further embodiment, the apparatus comprises a unit for pre-grinding the coarse particles to fine particles before they are directed to the grinding zone containing the vortex generators. The pre-grinding unit preferably comprises means for feeding solids into the chamber, means for forming a fluidized bed of solids in the chamber, including means for directing air upwards in the chamber, and means for creating a controlled swirl in the fluidized bed for automatic operation. grinding. The elements for external recycle of the particles are means for the external recycle of the particles to the fluidized bed.

W kolejnym przykładzie wykonania, w skład urządzenia wchodzi wiele stopni mielenia, każdy z tych stopni z generatorami wirów oraz elementami do grawitacyjnego oddzielania i zewnętrznego zawracania cząstek nadwymiarowych do stopnia poprzedniego.In a further embodiment, the apparatus comprises a plurality of grinding stages, each with vortex generators and means for gravity separation and external recycling of oversized particles to the previous stage.

Elementy do usuwania stanowią, korzystnie, elementy do usuwania w dwóch pionowo rozmieszczonych stopniach usuwania przeznaczone do oddzielania i usuwania cząstek o coraz mniejszych wymiarach. Elementy do wstępnego mielenia zawierają wirniki do wytwarzania sterowanego wiru.The removal means are preferably removers in two vertically arranged removal stages for separating and removing particles of ever smaller dimensions. The pre-grinding elements include rotors for producing a controlled vortex.

Generatory wirów zawierają wirujące elementy półprzepuszczalne i wirującą tarczę, wirujące korzystnie na wspólnym wałku.The vortex generators comprise rotating semipermeable elements and a rotating disc, preferably rotating on a common shaft.

190 297190 297

W jeszcze innym przykładzie realizacji wynalazku, w skład sposobu i urządzenia do mielenia na sucho cząstek stałych wchodzą elementy do doprowadzania cząstek stałych do komory, elementy formujące złoże fluidalne z cząstek stałych w komorze poprzez kierowanie powietrza ku górze w komorze oraz elementy wytwarzające sterowane wiry w złożu fluidalnym w celu realizacji samoczynnego mielenia. Korzystnie, urządzenie w tym przykładzie wykonania zawiera elementy do oddzielania i usuwania cząstek za złożem fluidalnym oraz, korzystnie, elementy do zawracania usuniętych cząstek do złoża fluidalnego.In yet another embodiment of the invention, the method and apparatus for dry grinding solids comprises means for feeding solids into the chamber, means for forming a fluidized bed of solids in the chamber by directing air upwards in the chamber, and means for creating controlled vortices in the bed. fluid bed for self-grinding. Preferably, the apparatus in this embodiment comprises means for separating and removing particles downstream of the fluidized bed and preferably means for returning the removed particles to the fluidized bed.

Podczas usuwania cząstek, korzystnie, obraca się co najmniej jeden wentylator odśrodkowy za złożem fluidalnym, natomiast podczas zawracania do obiegu, korzystnie, obraca się wentylator odśrodkowy za złożem fluidalnym i zapewnia się kanał zawracający odbierający cząstki od wirującego wentylatora i mający wylot do złoża fluidalnego. Cząstki można usuwać w dwóch pionowo usytuowanych stopniach usuwających do oddzielania i usuwania cząstek o stopniowo coraz niniejszych wymiarach.When removing particles, preferably at least one centrifugal fan is rotated downstream of the fluidized bed, while during recycling, preferably, a centrifugal fan is rotated downstream of the fluidized bed and a return passage is provided to receive particles from the rotating fan and having an outlet to the fluidized bed. The particles may be removed in two vertically arranged removal stages to separate and remove particles having progressively smaller dimensions.

Do wytwarzania sterowanego zawirowania stosuje się, korzystnie, obrotowe wirniki, natomiast mielenie może odbywać się w nieaktywnej atmosferze gazowej w obecności odczynnika chemicznego w celu przeprowadzenia kontrolowanej modyfikacji powierzchni cząstek stałych.Preferably, rotating rotors are used to produce a controlled swirl, while grinding may take place in an inactive gas atmosphere in the presence of a chemical reagent to effect controlled surface modification of the solids.

Kolejny przykład realizacji wynalazku dotyczy sposobu i urządzenia do odprowadzania cząstek stałych ze strumienia gazu, obejmującego obracanie co najmniej jednego wirującego elementu półprzepuszczalnego, kierowanie co najmniej jednego strumienia gazu z cząstkami stałymi przez co najmniej jeden wirujący element półprzepuszczalny oraz usuwanie cząstek nie przepływających przez ten co najmniej jeden wirujący element półprzepuszczalny oraz usuwanie cząstek przepływających przez wirujący wentylator, za wirującym elementem półprzepuszczalnym .Another embodiment of the invention relates to a method and apparatus for removing solid particles from a gas stream, comprising rotating at least one rotating semi-permeable member, directing at least one rotating semi-permeable member gas stream through the at least one rotating semi-permeable member, and removing non-flowing particles therethrough. one rotating semipermeable element and removing particles flowing through the rotating fan behind the rotating semipermeable element.

W skład co najmniej jednego wirującego elementu półprzepuszczalnego wchodzi, korzystnie, zespół z wirującym sitem, korzystnie z sitem z oczkami nie większymi niż o numerze 2,5, korzystniej z sitem z oczkami nie większymi niż o numerze w zakresie od 2,5 do 60, a najkorzystniej z sitem z oczkami nie większymi niż o numerze w zakresie od 4 do 10.The at least one rotating semi-permeable element preferably comprises a rotating screen unit, preferably a screen with no more than 2.5 meshes, more preferably a screen with no more than 2.5 to 60 meshes, and most preferably with a screen with meshes no larger than a number in the range of 4 to 10.

Przedmiot wynalazku jest objaśniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urządzenie do mielenia substancji stałych na sucho według wynalazku do realizacji sposobu mielenia substancji stałych na sucho według wynalazku, schematycznie, fig. 2 - urządzenie z fig. 1 wykorzystujące do mielenia energię płynu, w przekroju poprzecznym, schematycznie, fig. 3 - zmodyfikowane urządzenie według wynalazku wykorzystujące do mielenia energie płynu, w przekroju poprzecznym, schematycznie, fig. 4 - urządzenie według wynalazku do wytwarzania cząstek ultradrobnych za pomocą energii płynu, w przekroju poprzecznym, schematycznie, fig. 5A i 5B - odśrodkowy wentylator wznoszący z fig. 2, w rzucie z góry i w przekroju, fig. 6A i 6B - dwa różne współosiowe wirniki stosowane w urządzeniu według fig. 2, w rzucie z góry, fig. 7A i 7B - wirujący element półprzepuszczalny z fig. 2, w rzucie z góry i z boku, fig. 8A i 8B - tarczę wirująca z fig. 2, w rzucie z góry i z boku, fig. 9A i 9B - wirującą płytę z fig. 2; w rzucie z góry i z boku, fig. 10 - wewnętrzny zespól łożyskowania w urządzeniu z fig. 2, oraz fig. 11 - pręty intensyfikujące przepływ w urządzeniu z fig .2, w rzucie z góry.The subject matter of the invention is explained in the examples of the drawing in which Fig. 1 shows a dry grinding device according to the invention for carrying out the dry grinding method of the invention according to the invention, schematically, Fig. 2 - the apparatus of Fig. 1 using grinding fluid energy, cross-section, schematically, fig. 3 - modified device according to the invention using fluid energies for grinding, in cross-section, schematically, fig. 4 - device according to the invention for producing ultrafine particles with the help of fluid energy, in cross-section, schematically Figs. 5A and 5B are a top plan view and sectional view of the centrifugal ascending fan of Figs. 6A and 6B - two different coaxial impellers used in the apparatus of Fig. 2 in a top view of Figs. 7A and 7B. - the rotating semi-permeable element of Fig. 2, top and side view, Figs. 8A and 8B - the rotating disk of Fig. 2, top and side view, Figs. 9A and 9B - the rotating plate of Fig. 2; in top and side views, Fig. 10 shows the inner bearing assembly of the device of Fig. 2, and Fig. 11, the flow-enhancing rods of the device of Fig. 2, in a top view.

Jak widać na fig. 1, w skład zespołu mielącego 10 wchodzi dolna strefa mielenia zgrubnego i drobnego w postaci komory 11, do której doprowadza się materiał stały przez wlot zasilający 14, i do której gaz, na przykład powietrze, doprowadza się od dołu wlotem 15. Cząstki z dolnej strefy w postaci komory 11 doprowadza się za pomocą strumienia gazów do pośredniej strefy 12 mielenia wirowego w celu dalszego mielenia. W pośredniej strefie 12 znajdują się dwa kanały 18, 19 zawracające do obiegu przeznaczone do zawracania do obiegu cząstek nadwymiarowych do dolnej strefy w postaci komory 11. Cząstki zmielone w pośredniej strefie 12 doprowadza się za pomocą strumienia gazu do górnej strefy 13 oddzielania z elementem 13 do usuwania cząstek. Górna strefa oddzielania działa w taki sposób, że oddziela produkt końcowy (taki jak cząstki superdrobne), które wylatują przewodem 16 do cyklonu 30, gdzie oddziela się produkt superdrobny. Cząstki drobne doprowadza sięz górnej strefy z elementami 13 do usuwania cząstek przewodem wylotowym 17 do cyklonu 20 w celu odizolowania produktu drobnego.As can be seen in Fig. 1, the grinding unit 10 comprises a lower coarse and fine grinding zone in the form of a chamber 11, into which the solid material is fed through the feed inlet 14, and into which gas, e.g. air, is introduced from below through the inlet 15. The particles from the lower zone in the form of chamber 11 are led by a gas stream into the intermediate vortex grinding zone 12 for further milling. In the intermediate zone 12 there are two recycle channels 18, 19 intended to recycle the oversized particles to the lower zone in the form of a chamber 11. The particles ground in the intermediate zone 12 are fed by a gas stream to the upper separation zone 13 with the element 13 to particle removal. The upper separation zone functions to separate the end product (such as superfine particles) which exit via line 16 to cyclone 30 where the superfine product is separated. The fines are fed from the upper zone with the particle removal means 13 through the outlet line 17 to the cyclone 20 to isolate the fines.

190 297190 297

Cyklon 20 przepuszcza gaz do zawracania przewodem 23 na dno komory 11 i przenosi cząstki przewodem 24 do bębna 21 przeznaczonego na cząstki drobne. Cyklon 30 zawraca swój gaz do obiegu przewodem 22 na dno dolnej komory 11. Cząstki superdrobne płyną przewodem 33 do bębna 31 z produktem. Alternatywnie, cyklon 30 może przepuszczać część lub cały gaz nośny przewodem wylotowym 40 do zbiorczego filtra workowego.The cyclone 20 passes the recycle gas via line 23 to the bottom of chamber 11 and carries the particles via line 24 to the fine particle drum 21. The cyclone 30 recycles its gas through line 22 to the bottom of the lower chamber 11. The superfine particles flow through line 33 to the product drum 31. Alternatively, the cyclone 30 may pass some or all of the carrier gas through outlet conduit 40 to a collective bag filter.

Na figurze 2 pokazano szczegółowo zespół mielący 10 z fig. 1. Jak na nim widać, w zespole mielącym znajduje się wał wewnętrzny > 1 napędzany silnikiem >2 i osadzony w łożysku >3; wał ten napędza wszystkie wewnętrzne podzespoły >4-68 zespołu mielącego. Wał >1 z silnikiem >2 stanowią elementy do obracania co najmniej elementu półprzepuszczalnego 60, i stanowią także elementy do obracania jednego wentylatora odśrodkowego 68. W celu stabilizacji wirującego wału przed wibracjami, urządzenie jest wyposażone w jedno lub kilka łożysk wewnętrznych, jak pokazano na fig. 10, przy czym łożyska 7> są osadzone za pomocą stalowych ramion 76 w zewnętrznej ścianie młyna. Dla prędkości powyżej 4000 obr/min można zastosować wał drążony, w celu zapobieżenia jego biciu. Urządzenie może być wyposażone w wał dzielony, przy czym część wału znajdująca się w dolej komorze 11 zawierającej wirniki pracuje z mniejszą prędkością obrotową, natomiast pozostałe elementy wirujące są osadzone na wale o wyższej prędkości obrotowej.Figure 2 shows the grinding assembly 10 of fig. 1 in detail. As can be seen, the grinding assembly includes an internal shaft> 1 driven by a motor> 2 and embedded in a bearing> 3; this shaft drives all internal components> 4-68 of the grinding unit. A shaft> 1 with a motor> 2 is the means for rotating at least the semi-permeable member 60, and is also the means for rotating one centrifugal fan 68. In order to stabilize the rotating shaft against vibration, the device is provided with one or more internal bearings as shown in Fig. 10, the bearings 7> being mounted by steel arms 76 in the outer wall of the mill. For speeds above 4000 rpm, a hollow shaft can be used to prevent runout. The device can be equipped with a split shaft, the shaft part located in the lower chamber 11 containing the rotors, running at a slower rotational speed, while the remaining rotating elements are mounted on a shaft with a higher rotational speed.

W dolnej komorze 11 znajduje się wirująca płytka >4 usytuowana pod elementami do kierowania powietrza do góry w postaci wewnętrznego wentylatora wznoszącego >>. Płytka >4 chroni wentylator przed turbulencjami wywoływanymi przez strumienie odzyskiwanego gazu wpływające przewodami wlotowymi 22 i 23. Wentylator wznoszący >> pracuje w ten sposób, że zapewnia wznoszący przepływ powietrza przez zespół mielący.In the lower chamber 11 there is a rotating plate> 4 positioned below the upward air directing means in the form of an internal rising fan >>. The> 4 plate protects the fan from turbulence caused by the recovered gas streams flowing in through the inlet conduits 22 and 23. The riser fan >> works to provide an ascending air flow through the grinding assembly.

Wentylator wznoszący >> pokazano szczegółowo na fig. >A i >B. Jak na nich widać, w skład wentylatora wchodzi piasta >>A i wiele łopatek >>B, każda skręcona pod kątem około 1>°, zmieniającym się zarówno nad jak i pod piastą w celu wytwarzania wznoszenia podczas wirowania.The riser fan >> is shown in detail in Fig.> A and> B. As can be seen from these, the fan consists of a hub >> A and a plurality of blades >> B, each twisted at an angle of about 1> °, alternating both above and below the hub to produce a lift when spinning.

Nad wentylatorem >> znajdują się cztery rzędy elementów do tworzenia kontrolowanego zawirowania w postaci poprzecznie przestawionych współosiowych bliźniaczych wirników >6->9. Korzystnie, wirniki są z ramionami z płaskowników lub okrągłych prętów, osadzonych na wypuście na wałku i z osadzonymi na każdym końcu współosiowymi łopatkami. Łopatki wirników pokazano szczegółowo na fig. 6A i 6B.Above the fan >> there are four rows of elements for creating a controlled vortex in the form of transversely staggered coaxial twin impellers> 6-> 9. Preferably, the rotors have arms of flat bars or round bars mounted on a spline on a shaft and with coaxial blades mounted at each end. The rotor blades are shown in detail in Figures 6A and 6B.

Na figurze 6A pokazano wirnik z ramieniem z płaskownika mający płaską płytkę >61 z osadzonymi na jej końcach łopatkami >62 i >63 wirnika. Łopatki wirnika są umieszczone pod kątem skręcenia około 70° do płaszczyzny poziomej płytki >61. Na fig. 6B pokazano wirnik z ramionami okrągłymi, w których skład wchodzi okrągłe ramię >64 z osadzonymi na jego końcu łopatkami >6> i >66 wirnika ustawionymi pod kątem skręcenia około 70° do ramienia >64.Figure 6A shows a flat bar arm rotor having a flat plate> 61 with> 62 and> 63 rotor blades mounted at its ends. The rotor blades are positioned at a twist angle of approximately 70 ° to the horizontal plane of the plate> 61. Fig. 6B shows a round blade rotor which includes a> 64 round blade with> 6> and> 66 rotor blades at its end set at an angle of twist of about 70 ° to the> 64 blade.

Wentylator >> wytwarza obwodową kurtynę powietrzną wspomaganą przez fartuch (nie pokazany) przymocowany do dolnego końca prętów 77 ^intensyfikujących przepływ, które są przymocowane do ścianki 78, jak pokazano na fig. 11. Ścianka 78 może być pokryta kauczukiem lub poliuretanem i są w niej osadzone pręty 77 intensyfikujące przepływ, korzystnie w odstępach 76,2 mm do 177,8 mm wzdłuż ścianki. Łopatki wirnika mieszają złoże fluidalne wytwarzane przez wentylator >>. Łopatki wirnika mogą mieć różne kąty skręcenia lub zwichrowania w stosunku do płaszczyzny poziomej, różne kąty skoku, to jest mogą odchylać się od płaszczyzny pionowej, albo też mogą mieć kąty odchylenia względem ramion wirnika. Ponadto wirniki mogą być również zaopatrzone w deflektory (nie pokazane) do zwiększania turbulencji wiru lub powiększania stref mielenia przez odchylanie strug powietrza.The fan >> produces a circumferential air curtain assisted by an apron (not shown) attached to the lower end of the flow-intensifying rods 77 &apos; that are attached to wall 78 as shown in Figure 11. Wall 78 can be covered with rubber or polyurethane and are therein. embedded flow enhancement rods 77 preferably 76.2mm to 177.8mm spaced along the wall. The rotor blades mix the fluidized bed produced by the fan >>. The rotor blades may have different torsion or twisting angles with respect to the horizontal plane, different pitch angles, i.e. they may deviate from the vertical plane, or they may have yaw angles with respect to the rotor arms. Furthermore, the rotors may also be provided with deflectors (not shown) to increase the turbulence of the vortex or to enlarge the grinding zones by deflecting air flows.

Nad wirnikiem >9, na początku pośredniej strefy 12, mielenia wirowego znajduje się wirujący element półprzepuszczalny 60, który ułatwia wewnętrzne zawracanie do obiegu cząstek grubych lub nadwymiarowych do komory 11 mielenia wstępnego, a także wspomaga mielenie na cząstki drobne i superdrobne dzięki wytwarzaniu pionowego wiru działającego na cząstki w kierunku ku górze wewnątrz pośredniej strefy 12. Budowę wirującego elementu półprzepuszczalnego 60 pokazano na fig. 7A i 7B.Above the impeller> 9, at the start of the intermediate vortex zone 12, there is a swirling semi-permeable element 60 which facilitates the internal recycle of coarse or oversized particles into the pre-grinding chamber 11 and also supports fine and super fine grinding by creating a vertical vortex acting on the particles in an upward direction inside the intermediate zone 12. The structure of the rotating semipermeable element 60 is shown in Figures 7A and 7B.

Jak widać na tych figurach, wirujący element półprzepuszczalny 60 ma ramę 60A zawierającą piastę 60B osadzoną na wypuście na wale >1. Na dolnej części płyty nośnejAs can be seen from these figures, the rotating semi-permeable member 60 has a frame 60A including a hub 60B mounted on a spline on a shaft> 1. On the bottom of the support plate

190 297 ramy 60A znajduje się sito 60C. Sito to może mieć oczka o numerach w zakresie od 2,5 do 60, korzystnie od 4 do 10. Korzystnie, sito jest wykonane ze stali. Pod sitem znajduje się deflektor 60D, który zapobiega przepływowi cząstek przez środek wirującego sita 60C. Średnica tarczy deflektora może zmieniać się w zakresie od 101,6 mm do 254 mm w zależności od pożądanej ilości i stopnia rozdrobnienia przechodzących przez nią cząstek.190 297 of the 60A frame there is a 60C screen. The screen may have mesh numbers ranging from 2.5 to 60, preferably from 4 to 10. Preferably, the screen is made of steel. There is a deflector 60D below the screen to prevent particles from passing through the center of the rotating screen 60C. The diameter of the deflector disk may vary from 101.6 mm to 254 mm depending on the desired amount and degree of fineness of the particles passing through it.

Cząstki przepływające przez wirujący element półprzepuszczalny 60 muszą następnie przepłynąć przez pierścieniową szczelinę 70B pomiędzy stacjonarną płytą 70 a wirującą tarczą 61 umieszczoną w otworze 70A stacjonarnej płyty 70. Na fig. 8A i 8B pokazano bardziej szczegółowo położenie wirującej tarczy w centralnym otworze stacjonarnej płytki, pomiędzy którymi powstaje pierścieniowa szczelina 70B. Szerokość pierścieniowej szczeliny 70B wynosi 12,7 mm do 152,4 mm, korzystnie około 6,2 mm, a wysokość 12,7 mm do 152,4 mm. Odległość pomiędzy elementem półprzepuszczalnym 60 a płytką 70 jest, korzystnie, większa niż 50,8 mm. Korzystnie, wirująca tarcza 61 i stacjonarna płyta 70 znajdują się w tej samej płaszczyźnie, ale dopuszcza się, żeby płaszczyzna tarczy 61 leżała do około 25,4 mm ponad lub poniżej płaszczyzny płyty 70. Korzystnie, wirująca tarcza i stacjonarna płytka są wykonane ze stali.The particles flowing through the rotating semipermeable element 60 must then pass through the annular gap 70B between the stationary plate 70 and the rotating disk 61 located in the opening 70A of the stationary plate 70. Figures 8A and 8B show in more detail the position of the rotating disk in the central opening of the stationary plate between which an annular gap 70B is formed. The width of the annular gap 70B is 12.7 mm to 152.4 mm, preferably about 6.2 mm, and the height is 12.7 mm to 152.4 mm. The distance between the semipermeable element 60 and the plate 70 is preferably greater than 50.8 mm. Preferably, the rotating disc 61 and the stationary plate 70 are in the same plane, but the plane of the disc 61 is allowed to lie up to about 25.4 mm above or below the plane of the plate 70. Preferably, the rotating disc and the stationary plate are made of steel.

W pośredniej strefie 12 znajduje się wentylator odśrodkowy 62, który wytłacza cząstki grube lub nad wymiarowe przechodzące przez wirujący element półprzepuszczalny 60 i pierścieniową szczelinę 70B pomiędzy wirującą tarczą 61 a stacjonarną płytą 70. Te grube lub nadwymiarowe cząstki są zawracane do obiegu kanałami 18 i 19 do komory 11 mielenia wstępnego.In the intermediate zone 12 is a centrifugal fan 62 which extracts coarse or oversize particles passing through the rotating semi-permeable element 60 and the annular gap 70B between the rotating disk 61 and the stationary plate 70. These coarse or oversized particles are recycled through channels 18 and 19 to pre-grinding chambers 11.

Nad wentylatorem 62 znajduje się wirujący element półprzepuszczalny 63, który ma taką samą budowę jak wirujący element półprzepuszczalny 60. Wirujący element półprzepuszczalny 63, który służy wyłącznie do wytwarzania wiru, nie usuwa już i nie zawraca do obiegu cząstek, które uzyskały małe wymiary. Nad elementem 63 znajduje się stacjonarna płyta 71 z wirującą tarczą 64 umieszczoną w otworze 71A i tworzącą pierścieniową szczelinę 7IB. Elementy te mają taką samą budowę jak stacjonarna płyta 70 i wirująca tarcza 61.Above the fan 62 is a rotating semi-permeable member 63 which has the same structure as the rotating semi-permeable member 60. The rotating semi-permeable member 63, which only serves to create a vortex, no longer removes or recycle particles which have become small. Above the element 63 is a stationary plate 71 with a rotating disc 64 positioned in the opening 71A and forming the annular gap 7IB. These elements have the same structure as the stationary plate 70 and the rotating disc 61.

Nad wirującą tarczą 64 znajduje się wentylator odśrodkowy 65 wyrzucający drobne cząstki przez przewód wylotowy 17. Nad wentylatorem odśrodkowym 65 znajduje się wirująca płytka 66, która ma taką samą budowę jak wirująca płytka 54, i którą pokazano szczegółowo na fig. 9A i 9B. Jak widać na tych figurach, wirująca płytka 66 ma piastę 661, która jest osadzona na wypuście na wale 51 tak, że się razem z nim obraca. Zadaniem płytki 66 jest zmniejszanie turbulencji skierowanej ku górze wewnątrz strefy z elementami 13 do usuwania cząstek oraz pomaganie w oddzielaniu wymiarowym dokonywanym przez wentylatory 65 i 68 przez odbiorcze przewody wylotowe 17 i 16. W przypadku, kiedy potrzebne jest dokładniejsze sortowanie wymiarowe cząstek drobnych i superdrobnych, przewody wylotowe 17 i 16 można doprowadzić do klasyfikatora pyłów.Above the rotating disc 64 is a centrifugal fan 65 which ejects fine particles through the exhaust conduit 17. Above the centrifugal fan 65 is a spinning plate 66 which has the same structure as the spinning plate 54 and is shown in detail in Figures 9A and 9B. As can be seen from these figures, the rotating plate 66 has a hub 661 which is seated on a spline on shaft 51 so as to rotate with it. The task of the plate 66 is to reduce the upward turbulence inside the zone with the particle removal members 13 and to assist in the dimensional separation by the fans 65 and 68 through the receiving exhaust lines 17 and 16. In case a more accurate dimensional sorting of fine and superfine particles is desired, the exhaust lines 17 and 16 can be connected to a dust classifier.

Nad wirującą płytką 66 znajduje się stacjonarna płyta 72 z wirującą tarczą 67 obracającą się w centralnym otworze 72A i tworząca pierścieniową szczelinę 72B. Jej budowa jest taka sama jak wspomnianych wcześniej płyt stacjonarnych z wirującą tarczą.Above the rotating plate 66 is a stationary plate 72 with the rotating disk 67 rotating in a central hole 72A and forming an annular gap 72B. Its structure is the same as the aforementioned stationary plates with a rotating disc.

Nad wirującą tarczą 67 znajduje się wentylator odśrodkowy 68, który wytłacza cząstki superdrobne przewodem wylotowym 16.Above the rotating disc 67 is a centrifugal fan 68 which ejects the superfine particles through the exhaust conduit 16.

Dolna komora 11 może pracować jako układ o zamkniętej atmosferze; w takim przypadku wlot 15 i przewód wylotowy 40 są zamknięte. W przypadku zamiaru doprowadzania substancji wilgotnej, do wlotu 15 podłącza się suszarkę pneumatyczną, która suszy doprowadzaną substancję do wilgotności poniżej 4%, z równoczesnym mieleniem. Aby usunąć parę wodną powstającą podczas takiego suszenia trzeba zastosować odpowiednie środki, tworząc wyloty na wyjściu z cyklonów, przy czym wyloty te należy usytuować przy wlotach przewodów 22 i 23. Pokazane na fig. 1 przewody 22 i 23 służą do transportu gazu odzyskanego z cyklonów.The lower chamber 11 may operate as a closed atmosphere system; in this case, inlet 15 and outlet conduit 40 are closed. If a wet substance is to be supplied, an air dryer is connected to the inlet 15, which dries the feed substance to a moisture content of less than 4% while grinding. In order to remove the water vapor generated during such drying, appropriate measures must be taken to form outlets at the outlet of the cyclones, these outlets being located at the inlets of lines 22 and 23. The lines 22 and 23 shown in Fig. 1 serve to transport the gas recovered from the cyclones.

Doprowadzane do wlotu 14 cząstki wpływające są wytłaczane w kierunku obwodu w wyniku działania poduszek powietrznych wytwarzanych przez wirniki 56-59 i tam tworzą złoże fluidalne w formie cząstek zawieszonych przez ciągle działające siły wznoszące strumienia gazu wytwarzanego przez wentylator 55.The influencing particles supplied to the inlet 14 are forced into the periphery by the action of the air bags generated by the rotors 56-59 and there they form a fluidized bed in the form of particles suspended by the continuously acting upward forces of the gas stream generated by the fan 55.

190 297190 297

Wysokość prędkości zderzających się ze sobą cząstek w okrągłym złożu fluidalnym jest wytwarzana przez siły odśrodkowe wirników 56-59 i przenoszona przez gazowy płyn roboczy. Taka wysokość prędkości odnawia się przy każdym obrocie wirników, które są przymocowane do wirującego wału 51. Mieszanie i sterowanie złożem fluidalnym jest realizowane przez wirujące łopatki wirnika i dzięki doborowi ich kątów skręcenia i skoku. Wymieszane złoże fluidalne jest modulowane przez pręty intensyfikujące przepływ osadzone pionowo w wewnętrznej ściance zespołu mielącego, które zmuszają cząstki do wpływania w „zamknięte kieszenie” i wywierają na nie „pompowanie zwężkowe” dzięki wahaniom ciśnień strumienia.The height of the velocity of the particles colliding with each other in the circular fluidized bed is produced by the centrifugal forces of the rotors 56-59 and transmitted by the gaseous working fluid. This speed height is renewed with each revolution of the rotors which are attached to the rotating shaft 51. The mixing and control of the fluidized bed is accomplished by the rotating blades of the rotor and by selecting their twist and pitch angles. The mixed fluidized bed is modulated by flow-enhancing rods mounted vertically in the inner wall of the grinding assembly, which force the particles to flow into "closed pockets" and exert "venturi pumping" on them due to pressure fluctuations in the stream.

Cząstki są wyrzucane z okrągłego złoża fluidalnego przez stałą, skierowaną ku górze kurtynę powietrzną wytwarzaną przez wentylator 55 i wspomaganą przez spiralne wznoszenie się gazowego płynu roboczego wytwarzanego dzięki krzyżowemu przestawieniu par wirników 56-59.The particles are ejected from the circular fluidized bed through a fixed upward air curtain created by the fan 55 and assisted by the spiral ascension of gaseous working fluid produced by the cross shifting of the rotor pairs 56-59.

W kategoriach sił wywieranych na cząstki w dolnej strefie, siły odśrodkowe wytwarzane przez wirujące wirniki działają bardziej intensywnie na cząstki większe i wytłaczają je na obwód zewnętrzny, natomiast siły oporu aerodynamicznego utrzymują te cząstki w stanie zawieszonym w strefie wiru, pod warunkiem, że utrzymuje się stałą prędkość prądów wznoszących. Po zmniejszeniu wymiarów cząstek w wyniku samoczynnego zderzania, tarcia, ścinania lub erozji, osiągają one mniejszy zakres wymiarów, co powoduje spadek intensywności działania sił odśrodkowych. W ten sposób przemieszczają się one ku wewnętrznemu obwodowi wiru. Po zmniejszeniu wymiarów cząstek zmniejsza się opór aerodynamiczny do punktu, w którym dynamika przepływu strumienia wznoszącego porywają i przenoszą takie mniejsze cząstki ku wirującemu elementowi półprzepuszczalnemu 60.In terms of the forces exerted on the particles in the lower zone, the centrifugal forces generated by the spinning rotors act more intensively on the larger particles and force them out to the outer periphery, while the aerodynamic drag forces keep the particles suspended in the vortex zone, provided it is kept constant. the speed of the rising currents. After the particles are reduced in size as a result of spontaneous collision, friction, shear or erosion, they reach a smaller size range, which results in a decrease in the intensity of the centrifugal forces. In this way they move towards the inner circumference of the vortex. After the particle size is reduced, the aerodynamic drag is reduced to the point where the flow dynamics of the ascending jet entrain and transport such smaller particles towards the rotating semipermeable body 60.

Wirujący element półprzepuszczalny działa w ten sposób, że intensyfikuje bardziej skuteczne wewnętrzne zawracanie do obiegu cząstek nadwymiarowych poprzez „usuwanie statystyczne”. Ponadto zakłóca on przepływający strumień gazów dzieląc go na strugi i skręcając je, w wyniku czego powstają skierowane pionowo siły wiru, które tworzą dodatkowe drobne cząstki, głównie dzięki erozji gazowej i ścinaniu. Przy większych prędkościach obrotowych wału znacznie rośnie skuteczność wirującego elementu półprzepuszczalnego pod względem mielenia substancji na cząstki drobne.The rotating semipermeable element functions to enhance the more efficient internal recycle of oversized particles by "statistical removal". In addition, it disturbs the flowing gas stream by splitting it into streams and twisting them, resulting in vertically directed vortex forces which create additional fine particles, mainly due to gas erosion and shear. At higher shaft speeds, the efficiency of the rotating semi-permeable element in grinding the substance into fine particles increases significantly.

Wirujące tarcze 61, 64 i 67 umieszczone w centralnych otworach 70A, 71A i 72A stacjonarnych płyt 70, 71, 72 wywołują zjawiska zwężkowe i wysokie ciśnienia przepływu. Zatem mielenie substancji na cząstki superdrobne zachodzi głównie dzięki intensyfikacji kołowych sił ścinających wiru działającego na cząstki drobne.The rotating discs 61, 64 and 67 disposed in the central openings 70A, 71A and 72A of the stationary plates 70, 71, 72 cause throat phenomena and high flow pressures. Thus, the grinding of substances into superfine particles is mainly due to the intensification of the circular shear forces of the vortex acting on the fine particles.

Dla danej wydajności doprowadzania i prędkości wirnika, istnieje dla wirowego złoża fluidalnego maksymalna gęstość znajdujących się w nim cząstek, przy której skutki energii wiru wykorzystywanej do rozdrabniania takich zawieszonych cząstek są maksymalne. W wynalazku można uzyskać taką maksymalną wartość gęstości oraz zachować optymalny sterowany efekt wirowania poprzez regulację gęstości wewnętrznej i zmienne procesu technologicznego. W rezultacie, dzięki kontrolowanemu zawirowywaniu złoża fluidalnego, wynalazek zapewnia najbardziej skuteczne przenoszenie energii wejściowej za pośrednictwem gazowego płynu roboczego do rzeczywistego rozdrabniania doprowadzanych cząstek.For a given feed capacity and rotor speed, there exists, for a swirling fluidized bed, a maximum density of particles therein at which the effects of the vortex energy used to comminute such suspended particles are maximum. With the invention, it is possible to achieve this maximum density value and to maintain an optimal controlled spin effect by adjusting the internal density and process variables. As a result, thanks to the controlled swirling of the fluidized bed, the invention provides the most efficient transfer of the input energy via the gaseous working fluid to the actual grinding of the incoming particles.

W celu poprawy parametrów technicznych istniejących instalacji mielących, w których stosuje się młyny kulowe, młyny pierścieniowo-sprężynowe, młyny walcowe lub inne urządzenia udarowe, oraz umożliwienia, przy niskich kosztach, intensyfikacji mielenia na cząstki drobne i superdrobne, można zastosować urządzenie zasilane energią płynu pokazane na fig. 3. Na figurze tej podobne elementy są oznaczone takimi samymi liczbami. Urządzenie to różni się od urządzenia z fig. 2 tym, że dolna strefa jest używana głównie do sporządzania wsadu i znajdują się w niej tylko dwa wirniki, natomiast zewnętrzne zawracanie regeneracyjne produktu następuje od pośredniej strefy mielenia kanałami 18' i 19' z powrotem do złoża fluidalnego w celu uzyskania produktu końcowego w postaci żądanych cząstek drobnych i superdrobnych. W tym urządzeniu zasilanym energią płynu zastosowano wirujący element półprzepuszczalny 73 z fig. 3 jako generator wiru zamiast płytki 66 z fig. 2. Podobnie jak w przykładzie wykonania z fig. 2, w urządzeniu tym wirujący element półprzepuszczalny 60 jest używany do najbardziej skutecznego wewnętrznego zawracania do obiegu produktów nadwymia18In order to improve the technical performance of existing grinding plants using ball mills, spring ring mills, roller mills or other percussion devices, and to enable, at low cost, an intensification of grinding into fine and superfine particles, a fluid powered device can be used as shown in Fig. 3. In this figure, like elements are denoted with the same numerals. This device differs from the device of Fig. 2 in that the lower zone is mainly used for batch preparation and has only two rotors, while the external regenerative product recycling takes place from the intermediate grinding zone through channels 18 'and 19' back to the bed. fluidized bed to obtain the final product in the form of the desired fine and superfine particles. In this fluid energy device, the rotating semipermeable member 73 of Fig. 3 is used as a vortex generator instead of the plate 66 of Fig. 2. As with the embodiment of Fig. 2, this device uses the rotating semipermeable member 60 for the most efficient internal recycle. for circulation of overweight products18

190 297 rowych w komorze wstępnego mielenia cząstek grubych a wirujące elementy półprzepuszczalne 63 i 73 i wirujące tarcze 61, 64 i 67 jako generatory wirów do intensyfikowania mielenia substancji na cząstki drobne i superdrobne. Mielenie na cząstki superdrobne w urządzeniu zasilanym energią płynu można stłumić albo zintensyfikować poprzez wybór wkładek i wewnętrzne regulacje młyna.190 297 grooves in the coarse particle pre-grinding chamber and the rotating semipermeable elements 63 and 73 and the spinning discs 61, 64 and 67 as vortex generators for intensifying the grinding of substances into fine and superfine particles. Grinding to superfine particles in a fluid energy device can be suppressed or enhanced by selecting inserts and internal mill adjustments.

W ramach modernizacji, urządzenie zasilane energią płynu mogłoby odbierać produkty końcowe z istniejących instalacji mielących i wykorzystywać je jako materiał do dalszego przetworzenia.As part of the modernization, a fluid energy device could receive end products from existing grinding plants and use them as material for further processing.

Pokazane na fig. 4 urządzenie do wytwarzania cząstek ultradrobnych ma być tanim i skutecznym młynem do cząstek ultradrobnych, w którym wykorzystuje się możliwości mielące generatorów wirów z wirującymi elementami półprzepuszczalnymi (80, 82, 86, 89, 91 i 95) oraz wirującymi tarczami (84, 87, 90, 93, 96 i 99) do intensywniejszego wytwarzania cząstek drobnych, superdrobnych i ultradrobnych. Skuteczność takiego rozwiązania wynika ze stosowania stopni, w których kolejne zawracanie do obiegu produktów nadwymiarowych w każdym stopniu odbywa się w wyniku grawitacyjnego rozdzielania za pomocą wentylatorów odśrodkowych (81, 85, 88, 91 i 94) i transportu wyrzuconych produktów nadwymiarowych do następnego dolnego stopnia kanałami (110A-114A i 110B-114B) zawracania do obiegu, co potęguje działanie generatorów wirów wznoszących z wirującymi elementami półprzepuszczalnymi i wirującymi tarczami rozmieszczonymi w formie pionowego stosu. Na zewnątrz komory 11 wstępnego mielenia cząstek grubych wymiary cząstek substancji stałych w płynącym do góry strumieniu gazu wystarczająco zmniejszają się i wszelkie wewnętrzne zawracanie do obiegu za pomocą wirujących elementów połprzepuszczalnych staje się pomijalnie małe. Wskutek tego, we wznoszących się stopniach urządzenia do ultrarozdrabniania, wirujące elementy półprzepuszczalne działają wyłącznie jako generatory wirów.The device for the production of ultrafine particles shown in Fig. 4 is intended to be a cheap and effective ultrafine particle mill, which uses the grinding capabilities of vortex generators with spinning semi-permeable elements (80, 82, 86, 89, 91 and 95) and spinning discs (84). , 87, 90, 93, 96 and 99) for more intensive production of fine, superfine and ultrafine particles. The effectiveness of such a solution results from the use of stages in which the subsequent recycling of oversized products in each stage is carried out by gravity separation by means of centrifugal fans (81, 85, 88, 91 and 94) and transport of the ejected oversized products to the next lower stage through the channels (110A-114A and 110B-114B) of recycling, which enhances the operation of the ascending vortex generators with spinning semi-permeable elements and spinning discs arranged in a vertical stack. Outside the coarse particle pre-milling chamber 11, the size of the solid particles in the upward flowing gas stream is sufficiently reduced and any internal recycle by the rotating semi-permeable elements becomes negligible. Consequently, in the ascending steps of the ultra-comminution device, the rotating semi-permeable elements function solely as vortex generators.

Intensyfikacja zmniejszania wielkości cząstek do superdrobnych dzięki zastosowaniu stopni i następującego kolejno zawracania do obiegu przy małym zużyciu energii jest efektem niespodziewanym.An unexpected effect is to intensify the reduction of the particle size to superfine by the use of steps and subsequent recycle with low energy consumption.

Urządzenie z fig. 4 do wytwarzania cząstek ultradrobnych jest niskociśnieniowym urządzeniem do zmniejszania wymiarów cząstek, które działa przy dużych prędkościach wału i małym zużyciu energii. Urządzenie do ultrarozdrabniania wytwarza wysokie ciśnienia przepływu przy niskich ciśnieniach statycznych, w wyniku czego skutecznie zmniejsza materiał doprowadzany o numerze sitowym 270 (56 mikrometrów) do żądanego produktu końcowego 0 numerze sitowym 4500 (5 mikrometrów) lub jeszcze drobniejszego.The apparatus of Fig. 4 for producing ultrafine particles is a low pressure particle size reduction apparatus that operates at high shaft speeds and low energy consumption. The ultra-grinding device produces high flow pressures at low static pressures, thereby effectively reducing the 270 mesh (56 micron) feed material to the desired end product 4500 mesh (5 micron) or even finer.

Na figurze 4 te same liczby odnoszą się do takich samych elementów. Nad wirnikami 58 i 59 znajduje się wirujący element półprzepuszczalny 80, a za nim stacjonarna płyta 101. Za tymi zespołami znajduje się szereg pięciu stopni z wentylatorami odśrodkowymi 81, 85, 88, 91 i 94, wirującymi elementami półprzepuszczalnymi 82, 86, 89, 92 i 95, stacjonarnymi płytami 102-106 1 wirującymi tarczami 84, 87, 90, 93 i 96 tworzącymi pierścieniowe szczeliny 102B-106B. W skład tych stopni wchodzą kanały 110A-114A i 110B-114B zawracania do obiegu. Na szczycie znajdują się separatory cząstek superdrobnych i ultradrobnych zawierające wentylatory 91 i 100, wirującą płytkę 98, wirującą tarczę 99 i stacjonarną płytę 107 tworzącą pierścieniową szczelinę 107B. Wentylatory 97 i 100 wytłaczają cząstki do przewodów wylotowych 17 i 16. ...In Figure 4, like numbers refer to like elements. Above the rotors 58 and 59 is a rotating semi-permeable member 80, followed by a stationary plate 101. Behind these assemblies is a series of five stages with centrifugal fans 81, 85, 88, 91 and 94, rotating semi-permeable members 82, 86, 89, 92 and 95, the stationary plates 102-106 and the rotating discs 84, 87, 90, 93 and 96 forming annular gaps 102B-106B. These stages include recycle channels 110A-114A and 110B-114B. At the top are superfine and ultrafine particle separators including fans 91 and 100, a spinning plate 98, a spinning disk 99, and a stationary plate 107 forming the annular gap 107B. Fans 97 and 100 pump the particles into exhaust ducts 17 and 16. ...

Strefa dolna służy jako wlot, w którym wpływający przez wlot 14 materiał zasilający jest zawieszany za pomocą sił wznoszących wytwarzanych przez wentylator odśrodkowy 55' i wiry wytwarzane przez przestawione w układzie krzyżowym wirniki 58-59. W rezultacie na cząstki działa wir wytwarzany przez wirujący element półprzepuszczalny 80, który tłoczy je do szeregu stopni. Oprócz wlotu gazu w dnie zasilającej komory wlotowej istnieją również przewody wlotowe 22-23, które zawracają gaz z cyklonów (po przejściu, w razie potrzeby, przez skrzynię wspomagającą, nie pokazaną, przeznaczoną do pasteryzacji).The lower zone serves as an inlet in which the feed material flowing through the inlet 14 is suspended by the uplift forces generated by the centrifugal fan 55 'and the vortices generated by the cross-arranged rotors 58-59. As a result, the particles are acted upon by a vortex generated by the rotating semipermeable element 80 forcing them to a series of degrees. In addition to the gas inlet at the bottom of the feed inlet chamber, there are also inlet conduits 22-23 that recycle gas from the cyclones (after passing, if necessary, through a booster box, not shown, to be pasteurized).

Strefa pośrednia do mielenia superdrobnego i ultradrobnego jest podzielona na pięć stopni. W każdym z tych stopni na napływające cząstki działają kolejno generatory wirów zawierające wirujące elementy półprzepuszczalne oraz wirujące tarcze rozmieszczone w układzie wznoszącym. W skład każdego stopnia wchodzi związany z nim wentylator odśrodkowy służący do usuwania produktu nadwymiarowego po jego wylocie z wiru poziomegoThe intermediate zone for ultra-fine and ultra-fine grinding is divided into five steps. In each of these stages, the incoming particles are successively acted upon by vortex generators comprising rotating semi-permeable elements and rotating discs arranged in an ascending arrangement. Each stage includes an associated centrifugal fan to remove the oversized product after it exits the horizontal vortex

190 297 pierścieniowej szczeliny przez zawracające do obiegu kanały wylotowe do następnego dolnego stopnia. Dzięki takiemu rozwiązaniu następuje grawitacyjne sortowanie frakcji stałych i limitowanie wymiarów cząstek, które wpływają do następnej strefy mielenia wirowego z generatorem wiru pionowego zawierającym wirujący element półprzepuszczalny.190 297 of the annular gap through the recycle exhaust channels to the next lower stage. Thanks to this solution, gravity sorting of the solid fractions takes place and the limitation of the size of the particles that flow into the next vortex grinding zone with a vertical vortex generator containing a rotating semi-permeable element.

Strefa górna służy do klasyfikowania i znajdują się w niej wentylatory odśrodkowe 97 i 100, które wyrzucają produkty końcowe poprzez przewody wylotowe 17 i 16 do odpowiednich cyklonów. W razie konieczności dokładniejszego rozdzielania wymiarowego cząstek produkty z przewodów wylotowych 17 i 16 można doprowadzić do klasyfikatora pyłów.The upper zone is for classification and includes centrifugal fans 97 and 100 which eject the end products through the exhaust conduits 17 and 16 to the respective cyclones. If a finer particle size separation is required, the products from the exhaust conduits 17 and 16 can be led to a dust classifier.

Urządzenie do ultrarozdrabniania może mieć 61 cm średnicy i 213,5 cm wysokości, napęd o zmiennej mocy, umożliwiający uzyskanie prędkości obrotowych od 3000 do 500 obr/min. Wkładki do tego urządzenia można osadzić na wypustach wewnątrz wydrążonego wału 51. Ścianki urządzenia można wyłożyć kauczukiem i rozmieścić na obwodzie co 76,2 mm do 177,8 mm pręty intensyfikujące przepływ.The ultra-shredding device can be 61 cm in diameter and 213.5 cm high, with a variable power drive, allowing for rotational speeds from 3000 to 500 rpm. The inserts for this device can be seated on the splines inside the hollow shaft 51. The walls of the device can be rubber lined and circumferentially spaced 76.2 mm to 177.8 mm with flow-intensifying rods.

Pokazane na fig. 2 urządzenie do mielenia z wykorzystaniem energii płynu ma naturalną uniwersalność działania w przypadku konieczności zastosowania go do rozdzielania elementów cząstkowych materiału zasilającego w formie gruboziarnistych koncentratów. W takim przypadku trzeba ograniczyć jego aktywność pod względem wytwarzania wiru i zawracania do obiegu. W tym celu, wirującą płytkę 66 (fig. 9A) umieszcza się bezpośrednio nad wirującym elementem półprzepuszczalnym 60 (fig. 2), co ogranicza jej aktywność do wewnętrznego zawracania do obiegu do dolnej strefy wstępnego mielenia cząstek grubych, natomiast usunięcie wirujących tarcz 61 i 64, wraz z wirującym elementem półprzepuszczalnym 63 i wentylatorem odśrodkowym 62 ogranicza wydajność albo zamyka kanały 18 i 19 do zawracania do obiegu oraz zwiększa dopływ gazu do młyna przez wlot 15. Koncentraty zgrubne wylatują przewodem wylotowym 17, natomiast frakcje drobne są wyrzucane przewodem wylotowym 16.The fluid energy grinding device shown in Fig. 2 has inherent versatility in operation when it is required to separate particles of a feed material in the form of coarse concentrates. In that case, its activity in terms of vortex production and recycling must be limited. To this end, the rotating plate 66 (Fig. 9A) is positioned directly over the rotating semi-permeable member 60 (Fig. 2), limiting its activity to internal recycling to the lower coarse pre-grinding zone, while removing the spinning disks 61 and 64. , together with the rotating semi-permeable element 63 and centrifugal fan 62 limit the capacity or close the recycle channels 18 and 19 and increase the gas supply to the mill through the inlet 15. Coarse concentrates exit through the exhaust duct 17, while the fines are ejected through the exhaust duct 16.

W urządzeniu do uzyskiwania cząstek ultradrobnych najmniejsze cząstki płyną w strumieniu do góry przy stosunkowo niskich ciśnieniach statycznych do 3736 Pa (do 381 mm słupa wody) i działają na nie bardzo szybkie, skierowane pionowo spiralne cyklony wytwarzane przez wirujący element półprzepuszczalny i płynące poprzecznie przez górne kołowe strefy ścinania wytwarzane w pierścieniowych szczelinach. Zmniejszanie wymiarów cząstek odbywa się dzięki ścinaniu i erozji gazowej. Wentylator odśrodkowy, jaki znajduje się w każdym stopniu, zapewnia grawitacyjne rozdzielanie i pomaga w zawracaniu cząstek nadwymiarowych do następnego dolnego stopnia w celu dalszego zmniejszenia ich wymiarów. W rezultacie w każdym następnym stopniu cząstki o mniejszych wymiarach są oddzielane, co ułatwiają strefy mielenia wirowego wytwarzane przez wirujące elementy półprzepuszczalne i wirujące tarcze, i znajdujące się wyżej w pionie w urządzeniu do ultrarozdrabniania.In the ultrafine particle obtaining device, the smallest particles flow upwards in a stream at relatively low static pressures up to 3736 Pa (up to 381 mm of water column) and are acted upon by very fast, vertically directed spiral cyclones produced by a spinning semi-permeable element and flowing transversely through the upper circular shear zones produced in annular gaps. Particle size reduction is accomplished by shear and gas erosion. The centrifugal fan found in each stage provides gravity separation and helps to recycle the oversized particles to the next lower stage to further reduce their size. As a result, in each subsequent step, the smaller sized particles are separated, facilitated by the vortex grinding zones produced by the spinning semi-permeable elements and the spinning discs and located higher up in the ultra-refining device.

Istnieje możliwość powiększenia urządzenia do ultrarozdrabniania poprzez zwiększenie średnic poszczególnych stopni. Wydajność urządzenia można również zwiększyć poprzez zwiększenie liczby jego stopni wznoszących.It is possible to enlarge the ultra-grinding device by increasing the diameters of individual stages. The efficiency of the device can also be increased by increasing the number of its ascents.

Dzięki drobniejszemu materiałowi zasilającemu i zastosowaniu wirników głównie do mieszania materiału zasilającego, urządzenie do ultrarozdrabniania z fig. 4 może pracować przy znacznie wyższych prędkościach obrotowych wałów niż urządzenie zasilane energią płynu z fig. 2, co zwiększa jego wydajność, z jednoczesnym zachowaniem małego zużycia energii.Due to the finer feed material and the use of impellers mainly for mixing the feed material, the ultra-comminution device of Fig. 4 can operate at much higher shaft speeds than the fluid energy device of Fig. 2, which increases its efficiency while maintaining low energy consumption.

Zazwyczaj materiałem zasilającym w procesie mielenia drobnego jest materiał w postaci cząstek o wymiarach 12,7 mm do 3,175 mm, który uzyskuje się przy mniejszych kosztach za pomocą różnorodnych kruszarek. Młynami do wytwarzania cząstek drobnych są na ogół młyny powietrzne wyposażone w instalacje sortujące, które zawracają frakcje cząstek nadwymiarowych do obiegu mielenia w celu dalszego przetwarzania na cząstki drobniejsze. Zadanie to wypełniają różnorodne młyny udarowe - młyn kulowy, młyn kulkowy, młyn młotkowy, młyn pierścieniowo-sprężynowy, młyn walcowy i inne pulweryzatory udarowe. Główny proces mielenia we wszystkich typach tych urządzeń odbywa się na zasadzie fizycznego uderzania elementów uderzających w doprowadzane cząstki.Typically, the feed material for the fine milling process is 12.7mm to 3.175mm particulate material, which is obtained at lower cost with a variety of crushers. Fine particle mills are generally air mills equipped with sorting plants that return oversized particle fractions to the milling circuit for further processing into finer particles. This task is fulfilled by a variety of impact mills - a ball mill, a ball mill, a hammer mill, a ring-spring mill, a roller mill and other impact pulverizers. The main grinding process in all types of these devices is based on the physical impact of the impactors on the supplied particles.

Użyteczność i zalety młynów udarowych są powszechnie znane; są to urządzenia o wysokiej wydajności i skuteczności zmniejszania wymiarów cząstek. Znane są również dobrze ich wady - intensywne zużywanie się, wysokie koszty energii i mała wydajność w przypadku mielenia drobnego. Dobrze udokumentowane są próby rozszerzenia użytecznego zakresuThe utility and advantages of impact mills are well known; these are devices with high efficiency and effectiveness in reducing particle size. Their disadvantages are also well known - high wear, high energy costs and low efficiency in the case of fine grinding. Attempts to extend the useful scope are well documented

190 297 młynów udarowych poprzez wytwarzanie w nich wirów. W młynach wirowo-udarowych lub młynach udarowo-ściemych stosuje się wirujące bijaki z promieniowymi płytkami bijącymi i tarczami kryjącymi. Mielenie zachodzi dzięki bezpośredniemu uderzaniu mechanicznemu cząstek w płytki bijące i ścieraniu cząstek w wyniku zderzeń z powierzchniami urządzenia. Dobrze znana jest wartość wtórnych efektów wirowania - ścieranie wskutek zderzania się cząstek ze sobą, erozji i ścinania przez gazy płynące w wirze z bardzo dużą prędkością. Niekontrolowane strefy wiru wytwarzane w młynach udarowo-ściemych znajdują się w wąskich odstępach pomiędzy wirnikiem a ścianką obudowy, w obszarach pomiędzy łopatkami lub pomiędzy płytkami wewnątrz zespołu wirnika. Wytwarzanie wiru można zintensyfikować fałdując ściankę obudowy i wspomagając wibracjami ultradźwiękowymi wytwarzanymi za pomocą przymocowanych wibrujących łopatek lub wibrujących tarcz. Wadami młynów wirowo-udarowych są wysokie zużycie energii, nadmierne zużycie elementów, intensywne wydzielanie ciepła, mała wydajność i stosunkowo mała skuteczność wytwarzania drobnych cząstek. W rezultacie trudno jest je powiększać do dużych zespołów roboczych.190,297 impact mills by creating vortices in them. Rotating hammers with radial beating plates and covering discs are used in spin-percussion mills or percussion mills. Grinding takes place due to the direct mechanical impact of the particles on the beating plates and the abrasion of the particles as a result of collisions with the surfaces of the device. The value of secondary spinning effects is well known - abrasion due to collision of particles with each other, erosion and shear by gases flowing in the vortex at very high velocity. The uncontrolled vortex zones produced in impact mills are located in narrow spaces between the impeller and the housing wall, in the areas between the blades, or between the plates within the impeller assembly. Vortex generation can be intensified by creasing the wall of the housing and assisted by ultrasonic vibrations produced by attached vibrating blades or vibrating discs. The disadvantages of vortex percussion mills are high energy consumption, excessive wear of components, intense heat generation, low efficiency and relatively low efficiency of fine particle production. As a result, they are difficult to expand into large workgroups.

Pokazana na fig. 2 konstrukcja urządzenia według wynalazku nie ma tych wad dzięki zastosowaniu do głównego zmniejszania wymiarów kontrolowanego zawirowania złoża fluidalnego usytuowanego na obwodzie młyna, w którym to wirze cząstki uderzają o siebie, są wytłaczane przez siły odśrodkowe wytwarzane przez wirniki i skutecznie przenoszone przez gazowy płyn roboczy. Szerokość złoża fluidalnego można zwiększyć chowając łopatki wirnika (skracając ramiona wirnika) oraz odpowiednio zwiększając prędkość wirowania i prędkość strumienia wznoszącego. Ścieranie występuje dzięki samoistnym zderzeniom cząstek pod odpowiednimi kątami w celu minimalizacji efektu ścierania przy dużych intensywnościach ścinania. Skuteczność mielenia zgrubnego i drobnego wynika z bardzo wysokiej skuteczności wewnętrznego zawracania do obiegu cząstek nadwymiarowych do komory 11 mielenia wstępnego (fig. 1) dzięki wykorzystaniu efektu prędkościowego sortowania wirującego elementu półprzepuszczalnego, w wyniku którego usuwane są cząstki poruszające się wolniej, w większości o większych wymiarach, unoszone do góry w strumieniu gazu. W odróżnieniu od znanych dotychczas urządzeń, większość mielenia na cząstki drobne i superdrobne nie odbywa się w strefie mielenia głównego. W wynalazku, większość mielenia na cząstki drobne i superdrobne zachodzi w strefach mielenia wirowego, gdzie wirujące elementy półprzepuszczalne i wirujące tarcze działają jako generatory wirów i intensyfikują proces mielenia substancji na cząstki drobne, superdrobne i ultradrobne w wyniku erozji gazowej i ścinania przy wysokich ciśnieniach przepływu. Dzięki temu wynalazek cechuje się niskim zużyciem energii, minimalnym zużyciem mechanicznym i minimalną kumulacją ciepła, oraz odznacza się bardzo skutecznym wytwarzaniem cząstek drobnych i superdrobnych.The structure of the apparatus according to the invention shown in Fig. 2 does not suffer from these drawbacks due to the use of a controlled swirl of a fluidized bed for the main reduction in size, situated on the periphery of the mill, in which the vortex of particles impinging against each other, being forced out by the centrifugal forces generated by the rotors and effectively carried by the gas working fluid. The width of the fluidized bed can be increased by retracting the rotor blades (shortening the rotor arms) and increasing the spin speed and the speed of the ascending jet accordingly. Abrasion occurs due to spontaneous collisions of particles at appropriate angles to minimize the effect of abrasion at high shear rates. The efficiency of coarse and fine grinding is due to the very high efficiency of internal recycling of oversized particles to the pre-grinding chamber 11 (Fig. 1) thanks to the use of the speed-sorting effect of the rotating semi-permeable element, as a result of which particles moving more slowly, mostly of larger dimensions, are removed floating upwards in the gas stream. Contrary to prior art devices, most of the fine and superfine grinding does not take place in the main grinding zone. In the present invention, most of the milling into fine and superfine particles takes place in the vortex grinding zones where the rotating semi-permeable elements and the spinning discs act as vortex generators and intensify the milling of substances into fine particles, superfine and ultrafine particles by gas erosion and shear at high flow pressures. As a result, the invention is characterized by low energy consumption, minimal mechanical wear and minimal heat accumulation, and is characterized by a very efficient production of fine and superfine particles.

Pokazane na fig. 4 urządzenie do wytwarzania cząstek ultradrobnych zapewnia tanie mielenie na cząstki ultradrobne dzięki konstrukcji, w której zastosowano wytwarzanie pionowych cyklonów spiralnych do gazowego erodowania cząstek w połączeniu z poziomymi, kołowymi strefami ścinania, w których następuje ścinanie cząstek przy wysokich ciśnieniach przepływu i niskich ciśnieniach statycznych. W tym układzie wytwarzania wirów stosuje się wirujące elementy półprzepuszczalne do wytwarzania strefy pionowego wiru spiralnego i tarcze wirujące do wytwarzania strefy wiru poziomego, przy czym oba te generatory wiru działają jako skuteczne urządzenia do zmniejszania wymiarów cząstek służące do pionowego przemieszczania drobnych cząstek w strumieniu gazu i ich rozdrabniania przy niskim zużyciu energii. W każdym stopniu, po przepłynięciu cząstek przez strefę wiru poziomego, cząstki nadwymiarowe są oddzielane w wyniku separacji grawitacyjnej za pomocą wentylatora odśrodkowego. Wyeliminowane cząstki nadwymiarowe są zawracane wewnętrznie do obiegu do następnej dolnej strefy mielenia wirowego w celu dalszego zmniejszenia ich wymiarów. Drobne cząstki, które pozostały, w wyniku sortowania grawitacyjnego, w płynącym pionowo strumieniu gazu, przepływają do następnej strefy mielenia wirowego do dalszego zmniejszenia wymiarów, i w ten sposób efekt mielenia jest potęgowany w kolejnych stopniach wznoszących urządzenia dzięki platformowaniu. Urządzenie do ultrarozdrabniania zapewnia mielenie ultrarozdrabniające przy małym zużyciu mechanicznym, niskim zużyciu energii i małych nakładach kapitałowych.The ultrafine particle maker shown in Fig. 4 provides low-cost ultrafine milling due to its design that uses vertical helical cyclones to erode the particles in a gaseous manner in combination with horizontal circular shear zones where the particles are sheared at high flow pressures and low. static pressures. This vortex generation system uses swirling semipermeable elements to create a vertical helical vortex zone and swirling disks to create a horizontal vortex zone, both of these vortex generators acting as effective particle size reduction devices for vertically displacing fine particles in the gas stream and therein. shredding with low energy consumption. In each stage, after the particles have flowed through the horizontal vortex zone, the oversized particles are separated by gravity separation by means of a centrifugal fan. The eliminated oversized particles are recirculated internally to the next lower vortex grinding zone to further reduce their size. The fine particles which remain by gravity sorting in the vertically flowing gas stream flow to the next vortex grinding zone to further reduce the size, and thus the grinding effect is magnified in the successive steps of ascending the devices by platforming. The ultra-grinding device provides ultra-grinding with low mechanical wear, low energy consumption and low capital expenditure.

190 297190 297

Gruboziarnisty kamień wapienny jest od dawna głównym produktem przemysłowym używanym w budownictwie, wytwarzaniu cementu i w rolnictwie, zaś drobno mielony kamień wapienny stosuje -się w paszach dla zwierząt i w instalacjach do uzdatniania wody. Kamień wapienny ultrarozdrobniony jest drogim produktem stosowanym jako środek do zaklejania papieru, pigment, przemysłowy składnik domieszkowy i w oczyszczaniu środowiska naturalnego.Coarse limestone has long been the main industrial product used in construction, cement making and agriculture, and finely ground limestone has been used in animal feed and water treatment plants. Ultrafine limestone is an expensive product used as a paper sizing agent, pigment, industrial admixture component, and in environmental purification.

Tani kamień superrozdrobniony i ultrarozdrobniony byłby bardzo wartościowym materiałem w procesach odsiarczania gazów wylotowych i ułatwiałby używanie taniego węgla 0 dużej zawartości siarki o wysokich wartościach kalorycznych. Mikrocząsteczkowy kamień wapienny jest wartościowym materiałem domieszkowym do paliw węglowych. Superrozdrobnione dolomity i magnezyty są wartościowymi materiałami dodatkowymi do odsiarczania do różnych olejów opałowych, ciężkich frakcji ropy naftowej lub koksów naftowych.Inexpensive super-fine and ultra-fine matte would be a very valuable material in flue gas desulphurization processes and would facilitate the use of cheap high-sulfur coal with high caloric values. Microparticulate limestone is a valuable dopant material for coal fuels. Super-fragmented dolomites and magnesites are valuable desulphurization additives for various fuel oils, heavy crude oil or petroleum coke.

Wynalazek, w zastosowaniu do wytwarzania mikrocząsteczkowego węgla lub kamienia wapiennego umożliwia usuwanie SO2 i tlenków azotu przy niskich kosztach.The invention, when used in the production of microparticulate carbon or limestone, enables the removal of SO2 and nitrogen oxides at low cost.

W niniejszym układzie mikrocząsteczkowy węgiel i kamień wapienny można wprowadzać razem przez dysze palnika do komory spalania. W przypadku cząstek o takich wymiarach spalanie jest natychmiastowe, przebiega z podobną prędkościąjak w przypadku doprowadzania do palników oleju i gazu ziemnego. Warunkiem umożliwienia zakończenia reakcji SO2 z kamieniem wapiennym może być recyrkulacja gazów wylotowych wokół rur kotła. Skutkiem zupełnego spalania węgla oraz bardzo drobnych wymiarów cząstek popiołu jest eliminacja skupiania się 1 przylegania tych cząstek oraz minimalizacja zanieczyszczeń, erozji i korozji powierzchni przewodzących i konwekcyjnych. Zupełne spalanie węgla obniża straty cieplne wskutek emisji z komina i zwiększa wydajność termiczną kotła. Ponadto uzyskuje się w ten sposób niską zawartość lotnego popiołu w węglu (poniżej 0,5%), co jest korzystne z punktu widzenia zyskownego zastępowania cementu i dodatków przy wytwarzaniu betonu.In the present arrangement, microparticulate carbon and limestone can be introduced together through the burner nozzles into the combustion chamber. In the case of particles of this size, combustion is instantaneous, proceeding at a similar rate as in the case of supplying oil and natural gas to the burners. A prerequisite for allowing SO2 to complete the reaction with limestone may be the recirculation of the exhaust gases around the boiler tubes. The result of complete combustion of coal and very fine ash particles is the elimination of clumping and adhesion of these particles and the minimization of contamination, erosion and corrosion of conductive and convective surfaces. Complete combustion of coal lowers heat losses due to the emission from the chimney and increases the thermal efficiency of the boiler. Moreover, a low carbon fly ash content (less than 0.5%) is thus obtained, which is advantageous in terms of profitably replacing cement and additives in the production of concrete.

W przypadku stosowania węgla o niskiej zawartości siarki, np. węgla z zagłębia Wyoming Powder River, entalpia węgla jest mniejsza w porównaniu z węglem o wysokiej zawartości siarki z zagłębi wschodnich i środkowo zachodnich. Wskutek tego, stosując taką samą ilość rozdrobnionego węgla o niskiej zawartości siarki (wielkość 75 mikrometrów, numer sitowy 200), zmniejsza się obciążenie znamionowe instalacji kotłowej dzięki obniżeniu wydajności termicznej spalanego paliwa. Stosując silnie rozdrobniony węgiel o małej zawartości siarki (o wymiarach cząstek 40 mikrometrów, numer sitowy 400) znacznie przyspiesza się spalanie i poprawia parametry kotła, dzięki jego zwiększonej zdolności do spalania większych ilości paliwa na godzinę.When using low sulfur coal, such as Wyoming Powder River coal, the enthalpy of the coal is lower compared to high sulfur coal from the Eastern and Midwest Basins. Consequently, by using the same amount of low sulfur ground coal (size 75 micrometers, sieve number 200), the rated load of the boiler system is reduced due to the reduction of the thermal efficiency of the combusted fuel. Using finely divided coal with a low sulfur content (particle size 40 micrometers, sieve number 400) significantly accelerates combustion and improves the performance of the boiler, thanks to its increased ability to burn larger amounts of fuel per hour.

Mikrocząsteczkowy lotny popiół powinien zmniejszyć intensywność zużywania wirujących i stacjonarnych łopatek turbin gazowych. Opcjonalnie, gorące gazy spalinowe można oczyszczać z cząstek lotnych bez znaczniejszego obniżania ciśnienia lub temperatury, stosując wirujące elementy półprzepuszczalne.Microparticulate fly ash should reduce the wear intensity of rotating and stationary gas turbine blades. Optionally, the hot exhaust gas can be cleaned of volatile particles without significantly reducing the pressure or temperature by using swirling semi-permeable elements.

Podobnie, do gorących gazów spalinowych można dodawać sorbenty siarki, sorbenty substancji alkalicznych oraz modyfikatory popiołu i oczyszczać je w podobny sposób za pomocą wirujących elementów półprzepuszczalnych. Oczyszczanie można zintensyfikować wprowadzając wentylator odśrodkowy za miejscem wylotu gazów spalinowych przez wirujące elementy półprzepuszczalne.Likewise, sulfur sorbents, alkali sorbents, and ash modifiers may be added to the hot flue gas and treated in a similar manner with the help of rotating semi-permeable elements. The cleaning can be enhanced by introducing a centrifugal fan downstream of the exhaust gas outlet through the rotating semi-permeable elements.

W przypadku konieczności stosowania w komorze spalania paliw złożonych (mieszanki węgla z gazem ziemnym, olejem opałowym, ciężkimi frakcjami ropy naftowej lub wodą), powinno wystarczać wstępne mieszanie paliwa z mikrocząsteczkowym kamieniem wapiennym, pod warunkiem stabilizacji mieszanki, w taki sposób, że w miejscu spalania dostępny jest środek do usuwania SO2. Stosowanie mikrocząsteczkowego węgla w paliwach złożonych (oleju opałowym, ciężkich frakcjach ropy naftowej, alkoholu) z zamiarem wykorzystania takiego paliwa w kotłach opalanych gazem i olejem, bez znaczniejszego pogorszenia wydajności takiego kotła, jest ułatwione przez zwiększone pole powierzchni mikrocząsteczkowego węgla, jego zwiększoną lotność i łatwość spalania, co przyczynia się do wzrostu wysokiej objętościowej wydajności cieplnej. Takie paliwa złożone można spalać za pomocą palników dostosowanych do małych nadmiarów powietrza, co eliminuje lub minimalizuje powstawanie tlenków azotu.If it is necessary to use complex fuels in the combustion chamber (mixtures of coal with natural gas, fuel oil, heavy oil fractions or water), it should be sufficient to premix the fuel with microparticulate limestone, provided that the mixture is stabilized in such a way that SO2 remover is available. The use of microparticulate coal in composite fuels (fuel oil, heavy fractions of crude oil, alcohol) with the intention of using such fuel in gas and oil fired boilers, without significantly compromising the efficiency of such a boiler, is facilitated by the increased surface area of microparticulate coal, its increased volatility and ease combustion, which contributes to an increase in high volumetric thermal efficiency. Such composite fuels can be burned with burners adapted to a small excess of air, which eliminates or minimizes the formation of nitrogen oxides.

190 297190 297

Najbardziej ekonomicznym środkiem niskociśnieniowego usuwania SO2 jest wtryskiwanie mikrocząsteczkowego kamienia wapiennego do strefy spalania albo do wylatujących gorących gazów spalinowych. Wynalazek umożliwia spalanie tańszych paliw o wysokiej zawartości siarki - węgla i lignitu, węgla petrochemicznego, oleju asfaltowego, ciężkich frakcji ropy naftowej i asfaltenów - dzięki możliwości taniego usuwania SO2 za pomocą mikrocząsteczkowego kamienia wapiennego/dolomitu. Do kamienia wapiennego/dolomitu można dodawać mikrocząsteczkowy tlenek żelaza jako środek upłynniający w celu przyspieszenia przebiegu reakcji.The most economical means of low pressure SO 2 removal is the injection of microparticulate limestone into the combustion zone or into the hot flue gas exiting. The invention allows for the combustion of cheaper high sulfur fuels - coal and lignite, petrochemical coal, asphalt oil, heavy crude oil and asphaltenes - by being able to remove SO2 cheaply with microparticulate limestone / dolomite. Micronized iron oxide may be added to the limestone / dolomite as a liquefying agent to accelerate the reaction.

Mikrocząsteczkowy węgiel o wysokiej zawartości siarki, sporządzony sposobem według wynalazku, można dodawać do olejów asfaltowych i ciężkich frakcji ropy naftowej przed przetworzeniem takich mieszanek techniką wysokociśnieniowej hydrogenizacji (Węgiel H, Ropa H, procesy Flexicoke) w celu przeróbki na wysokowartościowe ciecze petrochemiczne (paliwa transportowe, ciężka benzyna, olej napędowy) usuwając równocześnie i odzyskując zanieczyszczenia siarkowe w postaci siarki pierwiastkowej.High-sulfur microparticulate carbon prepared by the process of the invention can be added to asphalt oils and heavy crude oil fractions prior to processing such blends by high-pressure hydrogenation (Coal H, Crude Oil H, Flexicoke processes) for processing into high-value petrochemical liquids (transport fuels, naphtha, diesel) while removing and recovering sulfur impurities in the form of elemental sulfur.

Mikrocząsteczkowy węgiel do tych celów jest w postaci cząstek, z których 80% ma wymiar mniejszy niż 30 mikrometrów (numer sitowy 525) a 20% ma wymiar mniejszy niż 20 mikrometrów (numer sitowy 875). Takie mieszanki oleju z mikrocząsteczkowym węglem zawierają w układzie do 50% mikrocząsteczkowego węgla. Skutkiem obecności takiego węgla w mieszance jest, w procesie hydrogenizacji, wyższa wydajność cieczy petrochemicznych oraz poprawa ekonomiczności procesu.Microparticulate carbon for these purposes is in the form of particles, 80% of which are less than 30 microns (sieve number 525) and 20% are less than 20 microns (sieve number 875). Such blends of oil with microparticulate carbon contain up to 50% microparticulate carbon in the system. The result of the presence of such carbon in the mixture is, in the hydrogenation process, a higher yield of petrochemical liquids and an improvement in the economy of the process.

W pewnych zastosowaniach węgla w paliwach złożonych do silników spalania wewnętrznego (silniki do pojazdów pasażerskich, ciężarówek lub silniki wysokoprężne do lokomotyw) potrzebny jest węgiel o bardzo dużej czystości. Do tego typu celów, cząstki węgla należy zmniejszyć do wielkości o numerze sitowym 400 (poniżej 40 mikrometrów), a następnie poddać flotacji pianowej w celu usunięcia z nich popiołu. Ulepszony w ten sposób węgiel można osuszyć i poddać procesowi zmniejszania cząstek w urządzeniu ultrarozdrabniającym do wielkości poniżej 1 mikrometra. Tani czysty węgiel ultrarozdrobniony stanowi sam w sobie lub w postaci mieszanek z benzyną, ropą naftową, alkoholem metylowym, MTBE (eterem metylowo-t-butylowym) albo w postaci paliwa w formie zawiesiny węgla z wodą ważny substytut paliw dla przemysłu motoryzacyjnego.Certain applications of coal in composite fuels for internal combustion engines (passenger car, truck or diesel locomotive) require very high purity coal. For this type of purpose, the coal particles should be reduced to a mesh size of 400 (less than 40 microns) and then froth flotated to remove ash from them. The thus improved carbon can be dried and subjected to a particle reduction process in an ultra-refining device to a size below 1 micrometer. Low-cost pure ultra-fine coal is an important substitute for fuels in the automotive industry by itself or in the form of mixtures with gasoline, petroleum, methyl alcohol, MTBE (Methyl T-Butyl Ether) or as a fuel in the form of a carbon-water slurry.

Modyfikacja powierzchni cząstek stałych o zmniejszonych wymiarach jest szczególnie ważna dla ich transportu rurociągami lub dla ich stosowania jako wypełniaczy, pigmentów, absorbentów, środków ściernych, cementów, węglowych paliw zawiesinowych do silników z wtryskiem wysokociśnieniowym, albo jako surowców pośrednich do dalszej obróbki.Surface modification of the reduced sized solids is of particular importance for their transport via pipelines or for their use as fillers, pigments, absorbents, abrasives, cements, carbonaceous suspension fuels for high pressure injection engines, or as intermediates for further processing.

Powierzchnie świeżo uformowane w procesie samoistnego mielenia podczas ścinania i erozji gazowej stosowanych do zmniejszania wielkości cząstek sposobem według wynalazku, mają strony aktywne w formie rodników mechanicznych (to jest strony aktywne powstające w wyniku pękania wiązań chemicznych w obszarach cząsteczek na powierzchni doprowadzanych materiałów) albo w postaci szczątkowych wartościowości (to jest strony aktywne powstające w wyniku pękania struktury sieci krystalicznej na powierzchni takich doprowadzanych materiałów). Takie strony aktywne mają zazwyczaj krótką żywotność i podczas normalnego przebiegu procesu są nasycane znajdującymi się w powietrzu tlenem lub dwutlenkiem węgla, albo cząstkami wody z wilgoci znajdującej się w otoczeniu.The surfaces freshly formed in the process of spontaneous shear grinding and gas erosion used for particle size reduction according to the present invention have active sides in the form of mechanical radicals (i.e. active sides resulting from the breakage of chemical bonds in the particle regions on the surface of the feed materials) or in the form of residual valences (i.e., active sides resulting from fracture of the lattice structure on the surface of such feeds). Such active sides tend to have a short lifetime and are saturated with oxygen or carbon dioxide in the air or with water particles from ambient moisture during the normal course of the process.

Wynalazek, z atmosferą obojętną (np. w przypadku zastosowania w młynie płynu roboczego złożonego z azotu lub gazów szlachetnych, i działający w układzie pełnego zawracania do obiegu płynu roboczego), umożliwia, in situ, modyfikowanie świeżo odsłoniętych i aktywnych powierzchni za pomocą odczynników chemicznych, zarówno organicznych jak i nieorganicznych, w wyniku czego uzyskuje się wartościowe nowe materiały dla celów handlowych i przemysłowych.The invention, with an inert atmosphere (e.g. when a working fluid consisting of nitrogen or noble gases is used in the mill and operating in a system for full recycle of the working fluid), allows, in situ, the modification of freshly exposed and active surfaces with chemical reagents, both organic and inorganic, yielding valuable new materials for commercial and industrial purposes.

W celu modyfikacji powierzchni w sposobie według wynalazku, umożliwia się odczynnikom chemicznym odparowanie, o ile są lotne, w ramach procesu regeneracji płynu roboczego układu, albo też rozprasza się je w formie aerozoli, jeżeli parują w wyższej temperaturze lub są stałe, po czym rozpuszcza się je w gazie obojętnym będącym płynem roboczym układu. W celu nasycenia rodników mechanicznych, jako środki chemiczne stosuje się alkohole (np. alkohol metylowy aż do alkoholu stearylowego), kwasy tłuszczowe (np. kwas mrówkowy doIn order to modify the surface in the process of the invention, the chemicals are allowed to evaporate, if volatile, as part of the system's working fluid regeneration process, or they are dispersed as aerosols if they evaporate at a higher temperature or are solid, and then dissolve. them in an inert gas which is the working fluid of the system. In order to saturate mechanical radicals, alcohols (e.g. methyl alcohol up to stearyl alcohol), fatty acids (e.g. formic acid up to

190 297 kwasu stearynowego) albo związki winylowe (np. alkohol winylowy, kwas akrylowy, akrylonitryl, chlorek winylu, styren, butadien), aminy, sole amonowe, żywice karboksyaminowe, mocznikowe i epoksydowe (np. tlenek etylenu, tlenek propylenu, epichlorohydryna). Do nasycania wartościowości szczątkowych stosuje się takie środki chemiczne jak sole (na przykład halogenki albo stearyniany litowców, wapniowców lub metali zasadowych, albo sole amonowe).190 297 of stearic acid) or vinyl compounds (e.g. vinyl alcohol, acrylic acid, acrylonitrile, vinyl chloride, styrene, butadiene), amines, ammonium salts, carboxyamine, urea and epoxy resins (e.g. ethylene oxide, propylene oxide, epichlorohydrin). Chemicals such as salts (for example alkali, alkaline or basic metal halides or stearates, or ammonium salts) are used to saturate the residual valences.

Cząstki stałe o zmniejszonych wymiarach ze zmodyfikowanymi chemicznie in situ powierzchniami stanowią nowe składniki materii wykazujące cenne własności - inną zwilżalność powierzchni i napięcie powierzchniowe, mniejszą spójność pomiędzy cząstkami, płynność podobną do suchych proszków, mniejszą lepkość dynamiczną w stanie zawieszonym w węglowodorach lub substancjach wodnych.Particulates with reduced dimensions with chemically modified in situ surfaces are new components of matter with valuable properties - different surface wettability and surface tension, lower cohesiveness between particles, fluidity similar to dry powders, lower dynamic viscosity in a suspended state in hydrocarbons or aqueous substances.

W wyniku przebiegającej in situ chemicznej modyfikacji powierzchni zgodnie z wynalazkiem powstają nowe substancje zawierające mikrocząsteczkowy węgiel, które nadają się do wytwarzania paliw złożonych (to jest zawiesin węgla w alkoholu, w olejach paliwowych, ciężkich frakcjach ropy naftowej) albo nadające się do stosowania jako aktywne substancje pośrednie. Zmodyfikowane produkty węglowe wykazują lepszą dyspersję, mniejszą lepkość przy dużych zawartościach węgla w zawiesinach (na przykład paliwa w formie zawiesiny węgla w wodzie lub paliwa złożone), lepszą stabilność podczas przechowywania oraz własności mniejszej erozyjności i ścinania.The in-situ chemical surface modification according to the invention produces new microparticulate carbon substances which are suitable for the production of composite fuels (i.e. carbon suspensions in alcohol, in fuel oils, heavy crude oil) or for use as active substances. indirect. Modified carbon products show better dispersion, lower viscosity at high carbon contents in the slurries (e.g. fuels in the form of a slurry of carbon in water or composite fuels), better storage stability, and less erosive and shear properties.

Modyfikacja tego typu jest ważna dla sporządzania mikrocząsteczkowych materiałów zasilających do transportu substancji stałych rurociągami, które to substancje mają zadowalające własności reologiczne przy dużych zawartościach składników stałych, a tym samym przyczyniają się do zmniejszenia kosztów transportu na tonę materiałów stałych.A modification of this type is important for the preparation of microparticulate solids transporting feed materials via pipelines, which substances have satisfactory rheological properties at high solids contents and thus contribute to reducing transport costs per ton of solids.

Mikrocząsteczkowy kamień wapienny z modyfikowaną chemicznie in situ powierzchnią nadaje się do sporządzania paliw o wysokiej zawartości siarki (ciężkich frakcji ropy naftowej, olejów asfaltowych, paliw bunkrowych, asfaltenów, węgli o wysokiej zawartości siarki oraz węgli petrochemicznych) spełniających wymogi ochrony środowiska po ich spaleniu.Micromolecular limestone with chemically modified in situ surface is suitable for the preparation of fuels with high sulfur content (heavy crude oil, asphalt oils, bunker fuels, asphaltenes, high sulfur coals and petrochemical coals) meeting the environmental protection requirements after combustion.

Do innych produktów mikrocząsteczkowych z modyfikowaną powierzchnią należą rudy metali i inne minerały, które stanowią produkty „wstępnie przereagowane” w celu ich późniejszego wykorzystania w różnych sposobach rozdzielania na sucho (na przykład grawitacyjnego, magnetycznego lub elektrostatycznego) oraz na mokro (grawitacyjnego, flotacji pianowej lub aglomeracji olejowej).Other surface-modified microparticle products include metal ores and other minerals, which are "pre-reacted" products for later use in various dry separation methods (e.g. gravity, magnetic or electrostatic separation) and wet separation (gravity, froth flotation or oil agglomeration).

Modyfikowanie powierzchni zgodnie z wynalazkiem można stosować przy mieleniu wypełniaczy i pigmentów. W przypadku wypełniaczy (na przykład sadzy, krzemionek, iłów, węglanów wapnia), substancje zmodyfikowane mają lepsze własności z punktu widzenia ich rozpraszania i wzmacniania materiałów polimerowych. W przypadku pigmentów, substancje zmodyfikowane wykazują lepsze własności z punktu widzenia rozpraszania i nasycenia koloru (na przykład siły barwienia).The surface modification according to the invention can be used in the grinding of fillers and pigments. In the case of fillers (e.g. carbon black, silicas, clay, calcium carbonates), the modified substances have better properties in terms of their dispersion and reinforcement of polymeric materials. In the case of pigments, the modified substances show better properties in terms of dispersion and color saturation (e.g., tinting strength).

W celu przygotowania materiałów zasilających z modyfikowaną powierzchnią do wysokotemperaturowych heterogenicznych reakcji chemicznych, modyfikacja powierzchni przyczynia się do wyższych wydajności reakcji i lepszych wydajności produktów końcowych, co zmniejsza koszty procesu przetwarzania.To prepare surface modified feed materials for high temperature heterogeneous chemical reactions, surface modification contributes to higher reaction yields and better end product yields, which reduces processing costs.

W przypadku cementu i kamienia, efektem procesu modyfikacji in situ produktów mikrocząsteczkowych jest poprawa właściwości z punktu widzenia składowania, szybsze wiązanie i lepsze właściwości z punktu widzenia starzenia.For cement and stone, the in situ modification process of microparticle products results in improved storage properties, faster setting and improved aging properties.

Urządzenie według wynalazku jest zwarte i lekkie i możliwe do transportu na miejsca produkcji w celu szybkiego wytwarzania świeżych proszków mikrocząsteczkowych. W ten sposób istnieje możliwość wytwarzania cementu w proszku z rozdrobnionego klinkieru lub miniklinkieru. W używanych obecnie preparatach klinkierowych stosuje się substancje wolno utwardzające, które zapobiegają twardnięciu zmielonego cementu podczas składowania. Sposób według wynalazku pozwala zapobiec twardnięciu zmielonego cementu dzięki wytwarzaniu świeżego cementu na miejscach budowy. Podobnie, w sposobie według wynalazku można stosować substancje szybkowiążące do klinkierów cementowych w celu uzyskania świeżego cementu umożliwiającego przyspieszone budowanie. Efektem możliwości wytwarzania świeżego cementu w miejscach budowy mogą być znaczne oszczędności na kosztach mielenia, pakowania, magazynowania i transportu.The device according to the invention is compact and lightweight and transportable to production sites for the rapid production of fresh microparticulate powders. In this way, it is possible to produce cement powder from crushed clinker or mini-clinker. The currently used clinker preparations use slow-hardening substances that prevent the ground cement from hardening during storage. The method according to the invention makes it possible to prevent hardening of the ground cement by producing fresh cement at construction sites. Likewise, in the method of the invention, quick setting agents for cement clinkers can be used in order to obtain a fresh cement that allows accelerated building. The possibility of producing fresh cement at construction sites can result in significant savings in grinding, packing, storage and transport costs.

190 297190 297

Efektem samoistnego mielenia zgodnie ze sposobem według wynalazku jest bardziej ekonomiczne wydzielanie pożądanych składników agregatów rud niż można to osiągnąć za pomocą młynów udarowych. Wynika to z samoistnych zjawisk mielenia uwalniających takie składniki przy większych wymiarach cząstek niż odbywa się to podczas mielenia udarowego. W przypadku mielenia udarowego część pożądanych składników traci się w instalacjach wylotowych oraz marnuje się energię mielenia ze względu na nadmierne mielenie konieczne dla wydzielenia pożądanego składnika. Z tych powodów wynalazek można ekonomicznie zastosować w takich technologiach jak sporządzanie surowców węglowych, wymagające taniego wydzielenia pirytów i towarzyszących im nieorganicznych związków siarki.The effect of self-grinding according to the process of the invention is more economical separation of the desired components of the ore aggregates than can be achieved with impact mills. This is due to the intrinsic grinding phenomena releasing such ingredients at larger particle sizes than is the case during impact milling. With impact milling, some of the desired ingredients are lost in the exhaust facilities and milling energy is wasted due to the excessive grinding necessary to isolate the desired ingredient. For these reasons, the invention can be economically used in technologies such as the preparation of carbonaceous raw materials, requiring cheap separation of pyrites and the accompanying inorganic sulfur compounds.

Dzięki kontroli zawirowania, ścinania i sił erozyjnych systemu, wynalazek umożliwia również zróżnicowane mielenie w celu oddzielenia składników agregatów mineralnych, pod warunkiem, że podatności na mielenie poszczególnych składników są wystarczająco różne. Przykładowo, istnieje możliwość koncentrowania rud metali szlachetnych poprzez różnicowe mielenie na sucho osadów aluwialnych zawierających wysokie stężenia iłu. Podobnie, istnieje możliwość koncentrowania rud złota poprzez różnicowe mielenie na sucho złotonośnych piasków czarnych. Różnicowe mielenie na sucho sposobem według wynalazku można stosować do wzbogacania i oddzielania „węgla płuczkowego” o wysokiej zawartości iłu po suszeniu takich materiałów zasilających przed ich doprowadzeniem do młyna.By controlling the swirl, shear and erosive forces of the system, the invention also allows differential grinding to separate the components of mineral aggregates, provided that the grindability of the individual components is sufficiently different. For example, it is possible to concentrate precious metal ores by differential dry grinding of alluvial sediments containing high clay concentrations. Likewise, it is possible to concentrate gold ores by differential dry grinding of gold-bearing black sands. Differential dry milling according to the invention may be used to upgrade and separate high clay "wash coal" after drying such feeds prior to feeding them to the mill.

Rozdrabnianie odczynników stałych na proszki zawierające 80% cząstek mniejszych niż 30 mikrometrów (numer sitowy >2>) oraz 20-60% cząstek mniejszych niż > mikrometrów (numer sitowy 4>00) umożliwia tanie wytwarzanie wielu mikrocząsteczkowych środków chemicznych, w tym węglików metali ziem alkalicznych, krzemu i metali ciężkich metali (na przykład, MgC 2, CaC?, SiC, Cr3 C2, Fe3 C, W2 C, NiC2).The reduction of solid reagents to powders containing 80% of particles smaller than 30 micrometers (sieve number>2>) and 20-60% particles smaller than> micrometers (sieve number 4> 00) allows the cheap production of many microparticulate chemicals, including earth metal carbides alkali, silicon, and metals of heavy metals (e.g., MgCl 2, CaCl ?, SiC, Cr3 C2, Fe3 C, W 2 C, NiC 2).

Proces ten jest na tyle tani, że nie tylko powinien zmniejszyć obecne koszty wytwarzania takich węglików, ale również umożliwić ich nowe zastosowania.This process is so cheap that it should not only reduce the current production costs of such carbides, but also enable their new applications.

Powyższy opis dotyczy w zasadzie pewnych dziedzin zastosowań wynalazku. Poniżej przedstawiono kilka szczegółowych przykładów jego specyficznych zastosowań.The above description relates in principle to certain fields of application of the invention. Some detailed examples of its specific applications are presented below.

PrzykładyExamples

1. Mikroczasteczkowy węgiel dla energetyki. Miele się węgiel sposobem według wynalazku z przeznaczeniem do bezpośredniego spalania w komorze spalania kotła, gdzie 80% cząstek zmielonego węgla jest mniejszych niż 32 mikrometry (numer sitowy >00). Węgiel spala się krótkim jaskrawym płomieniem podobnie jak olej opałowy Nr 2 lub gaz ziemny. Spalanie węgla jest znacznie szybsze i wynosi powyżej 99%, za straty suchych gazów wylotowych wynoszą poniżej 6% w porównaniu z 96% spalaniem i 9% stratami suchych gazów wylotowych, w przypadku rozdrobnionego węgla z cząstkami o wielkości 7> mikrometrów (numer sitowy 200) spalanego w instalacji z płytkim złożem fluidalnym.1. Micromolecular carbon for power industry. The coal is ground by the method of the invention for direct combustion in the combustion chamber of the boiler, where 80% of the ground coal particles are smaller than 32 micrometers (sieve number> 00). Coal burns with a short, bright flame, similar to fuel oil No. 2 or natural gas. The combustion of coal is much faster and is above 99%, the dry exhaust gas losses are less than 6% compared to 96% combustion and 9% dry exhaust gas losses for crushed coal with particles size 7> micrometer (sieve number 200) incinerated in a shallow fluidized bed installation.

2. Czyste paliwo węglowe do zastosowań kotłowych.. Miele się sposobem według wynalazku mikrocząsteczkowe paliwo węglowe i mikrocząsteczkowy kamień wapienny pełniący rolę środka absorpcyjnego (na przykład kamień wapienny lub mieszankę kamienia wapiennego i tlenku zasadowego) z przeznaczeniem do bezpośredniego spalania w komorze spalania kotła, gdzie węgiel miele się do uzyskania 90% cząstek o wymiarach poniżej 32 mikrometry (numer sitowy >00), a kamień wapienny miele się do uzyskania 90% o wymiarach poniżej 30 mikrometrów (numer sitowy >2>) a 1>% poniżej > mikrometrów (numer sitowy 4>00). Węgiel spala się w podobny sposób jak olej paliwowy Nr 2, przy czym spalanie węgla jest 99%, straty na suche gazy spalinowe wynoszą poniżej 6%, a kamień wapienny wypłukuje powyżej 9>% SO2 i NOx.2. Clean coal fuel for boiler applications. Micronized coal fuel and microparticulate limestone acting as an absorption agent (for example limestone or a mixture of limestone and alkaline oxide) are milled by the method according to the invention for direct combustion in the combustion chamber of the boiler, where the coal is ground to 90% of the particles below 32 microns (sieve number> 00) and the limestone is ground to 90% less than 30 microns (sieve number>2>) and 1>% below> microns (mesh number sieve 4> 00). Coal burns in a similar way to fuel oil No. 2, with coal combustion being 99%, losses to dry flue gas are less than 6%, and limescale is washed out above 9>% SO 2 and NOx.

3. Czyste paliwo węglowe do zasilania turbin gazowych. Miele się oddzielnie zgodnie ze sposobem według wynalazku mikrocząsteczkowe paliwo węglowe i mikrocząsteczkowy kamień wapienny pełniący rolę środka absorpcyjnego, z przeznaczeniem do bezpośredniego spalania w turbinie gazowej, gdzie węgiel i kamień wapienny miele się do stanu, w którym 90% cząstek jest mniejszych niż 30 mikrometrów (numer sitowy >2>), 3>% cząstek jest mniejszych niż 10 mikrometrów (numer sitowy 2000) i 1>% cząstek jest mniejszych niż > mikrometrów (numer sitowy 4>00). Węgiel spala się w podobny sposób jak olej paliwowy Nr 2, przy czym kamień wapienny wypłukuje powyżej 9>% SO2 i NOx, a mikrocząstki stałe pocho190 297 dzące z procesu spalania nie erodują ani nie zanieczyszczają łopatek kierowniczych ani wirnikowych turbiny gazowej.3. Clean coal fuel to power gas turbines. Microparticulate coal fuel and microparticulate limestone acting as an absorbing agent are separately ground according to the process of the invention for direct combustion in a gas turbine, where the coal and limestone are ground to a state where 90% of the particles are less than 30 microns ( sieve number>2>),3>% of the particles are smaller than 10 microns (sieve number 2000) and 1>% of the particles are smaller than> microns (sieve number 4> 00). Coal burns in a similar manner to No. 2 fuel oil, limescale washing away more than 9>% of SO 2 and NOx, and microparticles derived from the combustion process do not erode or contaminate gas turbine steer blades or impellers.

4. Czyste paliwo węglowe dla gazyfikacji. Miele się oddzielnie sposobem według wynalazku mikrocząsteczkowe paliwo węglowe i mikrocząsteczkowy kamień wapienny pełniący role środka absorpcyjnego, z przeznaczeniem do spalania z tlenem w wysokociśnieniowej komorze do gazyfikacji węgla w celu wytworzenia gazu o średniej kaloryczności, gdzie węgiel i kamień wapienny miele się do stanu, w którym 80% cząstek jest mniejszych niż 32 mikrometry (numer sitowy 525) a 25% cząstek jest mniejszych niż 20 mikrometrów (numer sitowy 875). Powstający gaz o średniej kaloryczności można użyć jako paliwo do turbiny gazowej, może on służyć jako paliwo wlotowe do ogniw paliwowych, albo też można go zastosować jako substancję pośrednią do produkcji paliw płynnych (np. alkoholu metylowego, benzyny, oleju napędowego) lub surowców chemicznych. W porównaniu z gruboziarnistymi gatunkami węgla, mikrocząsteczkowy węgiel szybciej się spala i daje wyższe wydajności gazyfikacji.4. Clean coal fuel for gasification. Micronized coal fuel and microparticulate limestone acting as an absorbing agent are separately ground by the process of the invention to be combusted with oxygen in a high pressure coal gasification chamber to produce a medium calorific gas, where the coal and limestone are ground to a state where 80% of the particles are smaller than 32 microns (sieve number 525) and 25% of the particles are smaller than 20 microns (sieve number 875). The resulting medium calorific gas can be used as a fuel for a gas turbine, it can serve as a feed to fuel cells, or it can be used as an intermediate for the production of liquid fuels (e.g. methyl alcohol, gasoline, diesel) or chemical raw materials. Compared to coarse coal grades, microparticulate coal burns faster and gives higher gasification efficiencies.

5. Czyste paliwo złocone: Węgiel/gaz. W skład mieszanki paliwowej wchodzi gaz ziemny, mikrocząsteczkowy węgiel i mikrocząsteczkowy kamień wapienny, przy czym jej składniki stałe zmielono oddzielnie sposobem według wynalazku do stanu, w którym 90% cząstek jest mniejszych niż 32 mikrometry (numer sitowy 500) a 15% mniejszych niż 5 mikrometrów (numer sitowy 4500). W porównaniu z czystym gazem ziemnym, mieszanka paliwowa tego typu zmniejsza koszty współwytwarzania i kombinowanego wytwarzania energii.5. Pure gold-plated fuel: Coal / gas. The fuel mixture consists of natural gas, microparticulate carbon and microparticulate limestone, and its solid components are separately ground according to the invention to a state where 90% of the particles are smaller than 32 micrometers (sieve number 500) and 15% smaller than 5 micrometers. (sieve number 4500). Compared to pure natural gas, this type of fuel blend reduces the costs of co-generation and combined energy generation.

6. Czyste paliwo złożone: Węgiel/ ropa naftowa. W skład mieszanki paliwowej zawierającej siarkę wchodzi płynne paliwo zawierające siarkę, mikrocząsteczkowy węgiel oraz mikrocząsteczkowy kamień wapienny pełniący rolę środka absorpcyjnego, przy czym jej składniki stałe zmielono oddzielnie sposobem według wynalazku do stanu, w którym 90% cząstek było mniejszych niż 32 mikrometry (numer sitowy 500) a 15% mniejszych niż 5 mikrometrów (numer sitowy 4500) oraz oba stałe składniki mieszanki zmodyfikowano chemicznie in situ podczas mielenia. Modyfikacja powierzchni umożliwia uzyskanie większych koncentracji substancji stałych (do 70%) w płynnej mieszance paliwowej (z akceptowalnymi właściwościami Teologicznymi) niż byłoby to możliwe w innej sytuacji.6. Clean composite fuel: Coal / Oil. The sulfur-containing fuel mixture consists of a liquid sulfur-containing fuel, microparticulate carbon and microparticulate limestone acting as an absorption agent, the solids thereof being separately ground according to the invention to a state where 90% of the particles are smaller than 32 micrometers (sieve number 500 ) and 15% less than 5 microns (sieve number 4500) and both solids in the blend were chemically modified in situ during grinding. Surface modification makes it possible to obtain higher solids concentrations (up to 70%) in the liquid fuel mixture (with acceptable rheological properties) than would otherwise be possible.

7. Czyste paliwo płynne: olej ciężki. W skład zawierającego siarkę płynnego paliwa wchodzi mikrocząsteczkowy kamień wapienny pełniący rolę środka absorpcyjnego zmielony sposobem według wynalazku do stanu, w którym 90% cząstek jest mniejszych niż 30 mikrometrów (numer sitowy 525) a 20% jest mniejszych niż 5 mikrometrów (numer sitowy 4500), przy czym jego powierzchnia została zmodyfikowana chemicznie in situ podczas mielenia. Mieszanka ta umożliwia stosowanie tanich olejów paliwowych zawierających siarkę, paliw bunkrowych, olejów asfaltowych i ciężkich frakcji ropy naftowej, co umożliwia tanie wytwarzanie ciepła i/lub elektryczności z kotłów z opalaniem bezpośrednim lub generatorów energii o kombinowanym cyklu roboczym, umożliwiając równocześnie absorpcję in situ 90% SO2 i ΝΟχ.7. Clean liquid fuel: heavy oil. The sulfur-containing liquid fuel consists of microparticulate limestone acting as an absorption agent, ground by the method of the invention to a state where 90% of the particles are smaller than 30 micrometers (sieve number 525) and 20% are less than 5 micrometers (sieve number 4500), wherein its surface has been chemically modified in situ during grinding. This blend allows the use of low-cost sulfur-containing fuel oils, bunker fuels, asphalt oils and heavy crude oil, allowing cheap heat and / or electricity generation from direct fired boilers or combined cycle power generators while allowing in situ absorption of 90% SO2 and ΝΟχ.

8. Czyste paliwo zawiesinowe zawierające węgiel i wodę. W skład czystego paliwa w formie zawiesiny węgla w wodzie wchodzi węgiel i kamień wapienny pełniący rolę środka absorpcyjnego zmielone oddzielnie sposobem według wynalazku do stanu, w którym 90% cząstek jest mniejszych niż 32 mikrometry (numer sitowy 500) a 15% jest mniejszych niż 5 mikrometrów (numer sitowy 4500), przy czym jego powierzchnia została zmodyfikowana chemicznie in situ podczas mielenia. To węglowo-wodne paliwo zawiesinowe cechuje się stabilnym płomieniem i dużymi prędkościami spalania, jest stabilne podczas składowania i toleruje stężenia węgla do 80%. SO2 i ΝΟχ są pochłaniane in situ przez mikrocząsteczkowy kamień wapienny podczas procesu spalania. Dzięki swojej wysokiej zawartości węgla i łatwości użytkowania, takie węglowo-wodne paliwa zawiesinowe można stosować jako użyteczne środki do transportu węgla rurociągami, barkami śródlądowymi lub tankowcami morskimi. Na tego typu płynnych paliwach węglowych w postaci zawiesin węglowo-wodnych uzyskuje się oszczędności podczas mielenia, manipulowania i transportu w porównaniu z typowym węglem grubym. Ponadto paliwa tego typu można łatwo składować w zbiornikach magazynowych. Tego typu węglowo-wodne paliwo zawiesinowe można używać jako paliwo do ko268. Clean slurry fuel containing carbon and water. Pure fuel in the form of a slurry of coal in water consists of coal and limestone acting as an absorbing agent, separately ground according to the invention to a state where 90% of the particles are smaller than 32 micrometers (sieve number 500) and 15% are smaller than 5 micrometers. (sieve number 4500), its surface having been chemically modified in situ during grinding. This carbon-water suspension fuel has a stable flame and high combustion rates, is stable during storage and tolerates carbon concentrations up to 80%. SO2 and ΝΟχ are absorbed in situ by microparticulate limestone during the combustion process. Due to their high carbon content and ease of use, such carbon-water suspension fuels can be used as useful means of transporting coal through pipelines, inland barges or sea tankers. Savings in grinding, handling and transport are achieved with this type of liquid carbonaceous fuels in the form of carbon-water slurries compared to conventional coarse coal. Moreover, fuels of this type can be easily stored in storage tanks. This type of carbon-water suspension fuel can be used as CO26 fuel

190 297 tłów uniwersalnych lub jako materiał doprowadzany do wysokociśnieniowych urządzeń do gazyfikacji węgla.190,297 universal tanks or as feedstock to high-pressure coal gasification plants.

9. Regulacja zawartości SCf/NCf: Współspalanie z wytwarzaniem węglika wapnia. Miele się zgodnie z wynalazkiem węgiel i kamień wapienny z przeznaczeniem do bezpośredniego spalania w komorze spalania kotła, przy czym węgiel i kamień wapienny miele się oddzielnie do stanu, w którym 70-90% cząstek jest mniejszych niż 30 mikrometrów (numer sitowy 525) i 20-70% jest mniejszych niż 5 mikrometrów (numer sitowy 4500), starannie je miesza do stosunku molowego węgla do kamienia wapiennego = 4:1, po czym wtryskuje do spalania w komorze kotła. Węglik wapnia powstaje w temperaturze spalania w komorze (1604,4°C do 1843,3°C), w której łączy się z tlenkami siarki i tlenkami azotu. Węglik wapnia redukuje SO2 do siarczku wapnia (CaS), a NOx do azotu (N2) ze sprawnością absorpcji 90%-99%. Powstające cząstki, które można zbierać dalej w filtrze workowym, znacznie zmniejszają (lub eliminują) konieczność dalszego płukania na mokro wylotowych gazów spalinowych.9. Control of SCf / NCf content: Co-combustion with production of calcium carbide. According to the invention, coal and limestone are ground to be burned directly in the combustion chamber of the boiler, the coal and limestone being ground separately until 70-90% of the particles are smaller than 30 micrometers (sieve number 525) and 20 -70% is smaller than 5 microns (sieve number 4500), carefully mixed to the molar ratio of carbon to limestone = 4: 1, and then injected for combustion in the boiler chamber. Calcium carbide is formed at the combustion temperature in a chamber (1604.4 ° C to 1843.3 ° C), where it combines with sulfur oxides and nitrogen oxides. Calcium carbide reduces SO 2 to calcium sulphide (CaS) and NOx to nitrogen (N2) with an absorption efficiency of 90% -99%. The resulting particles, which can be collected further in the bag filter, greatly reduce (or eliminate) the need for a further wet scrubbing of the exhaust flue gas.

10. Regulacja zawartości SOU/NCf: Współspalanie i recyrkulacja.. Eliminowanie SO2 i NOx powstających podczas spalania paliw zawierających siarkę poprzez współspalanie paliwa zawierającego mikrocząsteczkowy kamień wapienny pełniący rolę środka absorpcyjnego, zmielony zgodnie ze sposobem według wynalazku do stanu, w którym 80% cząstek jest mniejszych niż 20 mikrometrów (numer sitowy 875) i 20% cząstek jest mniejszych niż 10 mikrometrów (numer sitowy 2000) i umożliwianie gazom paliwowym krążenie w temperaturze 871,1°C w celu dokończenia płukania przed odprowadzeniem do worka gromadzącego pyły. Przy podanych powyżej wielkościach cząstek stopień pochłaniania SO2 i NOx wynosi powyżej 99%.10. Regulation of SOU / NCf content: Co-combustion and recirculation. Elimination of SO2 and NOx generated during combustion of sulfur-containing fuels by co-combustion of fuel containing microparticulate limestone acting as an absorption agent, ground according to the method of the invention to a state where 80% of the particles are less than 20 microns (sieve number 875) and 20% of the particles are less than 10 microns (sieve number 2000) and allowing the fuel gases to circulate at 871.1 ° C to complete a rinse before being discharged into the dust collection bag. With the above particle sizes, the absorption of SO2 and NOx is over 99%.

11. Regulacja zawartości SC2/NOx: Współspalanie i hydratacja. Eliminowanie SO2 i NOx powstających podczas spalania paliw zawierających siarkę poprzez współspalanie paliwa zawierającego mikrocząsteczkowy kamień wapienny pełniący rolę środka absorpcyjnego, zmielony sposobem według wynalazku do stanu, w którym 80% cząstek jest mniejszych niż 20 mikrometrów (numer sitowy 875) i 20% cząstek jest mniejszych niż mikrometrów (numer sitowy 4500) oraz obrabianie powstających gazów spalinowych za pomocą drobnokropelkowej mgły wodnej w celu dalszego uaktywnienia środków absorpcyjnych i obniżenia temperatury gazów wylotowych do poziomu 760°C-982,2°C przed odprowadzeniem do worka gromadzącego pyły. Stosując silnie rozdrobnioną mgłę wodną ze sprężonym powietrzem przetwarza się wapno palone (tlenek wapnia, CaO) obecny w gazach spalinowych na wapno gaszone [wodorotlenek wapnia, Ca(OH)a], które pochłania wszelkie resztkowe ilości SO2 i NOx. Powyższy sposób umożliwia uzyskanie stopnia pochłonięcia SO2 i NOx wynoszącego powyżej 99%.11. Regulation of SC2 / NOx content: Co-combustion and hydration. Elimination of SO2 and NOx generated during combustion of sulfur-containing fuels by co-combustion of fuel containing microparticulate limestone acting as an absorption agent, ground according to the invention to a state where 80% of the particles are smaller than 20 micrometers (sieve number 875) and 20% of the particles are smaller than micrometers (sieve number 4500) and treatment of the resulting flue gas with fine droplet water mist to further activate the absorption means and reduce the temperature of the flue gas to a level of 760 ° C-982.2 ° C before discharge into the dust collection bag. Using a finely divided water mist with compressed air, the quicklime (calcium oxide, CaO) present in the flue gas is converted into slaked lime [calcium hydroxide, Ca (OH) a] which absorbs any residual SO2 and NOx. The above method enables the SO2 and NOx absorption degree to be over 99%.

12. Regulacja zawartości SCf/NCfi: Wtryskiwanie sorbentu. Alternatywnie w stosunku do współspalania mikrocząsteczkowego węgla z mikrocząsteczkowym kamieniem wapiennym pełniącym rolę środka absorpcyjnego, mikrocząsteczkowy kamień wapienny można stosować do wtryskiwania sorbentu do gorących gazów wirujących nad obszarem spalania. W celu wtryskiwania sorbentu mikrocząsteczkowy kamień wapienny pełniący rolę środka absorpcyjnego miele się sposobem według wynalazku do stanu, w którym 80% cząstek jest mniejszych niż 20 mikrometrów (numer sitowy 875) i 20% cząstek jest mniejszych niż 10 mikrometrów (numer sitowy 2000). W celu polepszenia działania sorbcyjnego, mikrocząsteczkowy kamień wapienny można dalej uaktywniać dodając mikrocząsteczkowy żelazian cynkowy lub mikrocząsteczkowy tlenek żelaza. Powyższy sposób umożliwia pochłonięcie powyżej 96% SO2 i NOx13. Regulacja zawartości NOx' Dopalanie. Alternatywnie w stosunku do regulacji zawartości NOx, miele się mikrocząsteczkowy węgiel sposobem według wynalazku do stanu, w którym 80% cząstek jest mniejszych niż 32 mikrometry (numer sitowy 500), a następnie wtryskuje bezpośrednio nad strefę spalania w celu „dopalenia”, w wyniku czego tworzy się strefa niedoboru tlenu, co eliminuje możliwość emisji resztkowych ilości NOx.12. SCf / NCfi content control: Sorbent injection. As an alternative to co-firing microparticulate coal with microparticulate limestone acting as an absorbing agent, microparticulate limestone can be used to inject sorbent into hot gases swirling over the combustion area. For injection of the sorbent, microparticulate limestone acting as an absorbent is ground by the process of the invention to a state where 80% of the particles are smaller than 20 microns (sieve number 875) and 20% of the particles are less than 10 microns (sieve number 2000). In order to improve the sorption effect, the microparticulate limestone can be further activated by adding microparticulate zinc ferrite or microparticulate iron oxide. The above method enables the absorption of more than 96% of SO2 and NOx13. Regulation of the NOx content 'Afterburning. As an alternative to NOx control, the microparticulate carbon is ground by the process of the invention to a state where 80% of the particles are smaller than 32 micrometers (sieve number 500), and then injected directly over the combustion zone to "burn" it. an oxygen deficiency zone is created, which eliminates the possibility of emitting residual amounts of NOx.

14. Ulepszony klinkier cementowy.. Wytwarza się klinkier cementowy, mieląc sposobem według wynalazku margiel cementowy (np. kamienia wapiennego, gliny, kamieni/ silikatów, ruda żelaza i innych składników) do stanu, w którym 90% cząstek jest mniejszych niż 32 mikrometry (numer sitowy 500) i 15% cząstek jest mniejszych niż 5 mikrometrów (numer sitowy 4500); takie margle cementowe miesza się i spala w piecu na gotowy klinkier cementowy.14. Improved cement clinker. Cement clinker is produced by grinding the cement marl (e.g. limestone, clay, stones / silicates, iron ore and other components) to a state where 90% of the particles are smaller than 32 microns ( sieve number 500) and 15% of the particles are less than 5 microns (sieve number 4500); such cement marls are mixed and burned in a kiln for the finished cement clinker.

190 297190 297

Klinkier wykonany z margla cementowego zawierającego opisane powyżej cząstki superrozdrobnione i ultrarozdrobnione ma lepszą i bardziej stałą jakość niż klinkier wykonany bez takiego przygotowania swoich składników aktywnych.Clinker made of cement marl containing the above-described super-comminuted and ultra-comminuted particles has a better and more constant quality than clinker made without such preparation of its active ingredients.

15. Ulepszone cementy. Cząsteczki cementu mają powierzchnie zmodyfikowane chemicznie in situ podczas mielenia sposobem według wynalazku. Modyfikacja powierzchni mikrocząsteczkowego cementu poprawia wytrzymałość i przyczynia się do szybszego rozwoju końcowych właściwości fizycznych w mieszankach cementowych.15. Improved cements. The cement particles have surfaces chemically modified in situ during grinding according to the invention. Surface modification of microparticulate cement improves strength and contributes to faster development of final physical properties in cement mixtures.

16. Ulepszone sporządzanie cementu. Zmniejszanie wielkości klinkieru cementowego, gdzie produkt cementowy miele się sposobem według wynalazku do stanu, w którym 90% cząstek jest mniejszych niż 30 mikrometrów (numer sitowy 525) i 20% mniejszych niż 5 mikrometrów (numer sitowy 4500), przy czym 10% jest mniejszych niż 2 mikrometry. Cement zawierający wyspecyfikowane powyżej cząstki superdrobne i ultradrobne ma większą wytrzymałość, lepsze właściwości z punktu widzenia starzenia oraz szybciej wiąże w mieszankach cementowych.16. Improved preparation of cement. Reducing the size of the cement clinker where the cement product is ground by the process of the invention to a state where 90% of the particles are less than 30 microns (sieve number 525) and 20% less than 5 microns (sieve number 4500), 10% being less than 2 micrometers. Cement containing the above-specified superfine and ultrafine particles has higher strength, better aging properties and binds faster in cement mixtures.

17. Nowe receptury cementu. Szkliwo wulkaniczne (np. pucolana wulkaniczna, popiół, tuf wulkaniczny lub riolit) można przetworzyć na szkliwa mikrocząsteczkowe (na przykład miele się riolit sposobem według wynalazku do stanu, w którym 80% cząstek jest mniejszych niż 32 mikrometry (numer sitowy 500) i 20% cząstek jest mniejszych niż 10 mikrometrów (numer sitowy 2000). Mieszanki cementowe zawierające mikrocząsteczkowe szkliwa wulkaniczne dają beton o wysokiej wytrzymałości początkowej i szybkim wiązaniu, odporny na siły ściskające 276 x 105Pa lub większe. Istnieje możliwość zmielenia sposobem według wynalazku popiołów lotnych, będących produktem ubocznym zakładów energetycznych, i wykorzystania ich w mieszankach betonowych o wysokiej wytrzymałości do mieszania z cementem portlandzkim, wydzielinami z krzemionki i odpowiednimi agregatami, w wyniku czego uzyskuje się cement o wytrzymałości na ściskanie 1173 x 105Pa do 1380 x 105Pa. Poprawa jakości popiołów lotnych do stanu produktu mikrocząsteczkowego powinna dać w wyniku obniżenie kosztów produkcji energii elektrycznej.17. New cement recipes. Volcanic glaze (e.g. volcanic pozzolana, ash, volcanic tuff or rhiolite) can be processed into microparticulate glazes (e.g. the rhiolite is ground by the process of the invention to a point where 80% of the particles are smaller than 32 micrometers (sieve number 500) and 20% particles are smaller than 10 micrometers (sieve number 2000) Cement mixes containing microparticulate volcanic glazes give concrete with high initial strength and fast setting, resistant to compressive forces of 276 x 10 5 Pa or more. a by-product of power plants, and used in high-strength concrete mixes for mixing with Portland cement, silica exudates and appropriate aggregates, resulting in a cement with a compressive strength of 1173 x 105Pa to 1380 x 105Pa. the state of the microparticulate product should give the result reduction of electricity production costs.

18. Regeneracja cementu.. Zużyty cement przetwarza się na mieszankę mikrocząsteczkowego cementu regenerowanego sposobem według wynalazku, mieląc go na sucho na cząstki o wymiarach nadających się do ich użycia w nowych mieszankach betonowych w połączeniu z cementem świeżym, stanowiącym dodatkowe spoiwo. Efektem możliwości regeneracji na miejscu budowy zużytego betonu są znaczne oszczędności na kosztach materiałowych, transportowych, usuwania odpadów i robocizny.18. Regeneration of cement. The spent cement is processed into a mixture of microparticulate regenerated cement according to the method of the invention, by dry grinding it into particles of dimensions suitable for their use in new concrete mixes in combination with fresh cement, constituting an additional binder. The effect of the possibility of on-site regeneration of used concrete is significant savings in material, transport, waste disposal and labor costs.

19. Nowe materiały budowlane. Zmniejszanie wymiarów granitu, kwarcu, wolastonitu lub innych twardych krzemianów i skał magmowych, gdzie rozdrobnione materiały miele się sposobem według wynalazku do stanu, w którym 90% cząstek jest mniejszych niż 32 mikrometry (numer sitowy 500) i 20% cząstek jest mniejszych niż 5 mikrometrów (numer sitowy 4500), po czym doprowadza się do reakcji tych produktów ze spoiwem uzyskując nowe materiały budowlane. Produkty sporządzone z mikrocząsteczkowych twardych skał cechują się znakomitą wytrzymałością mechaniczną i innymi właściwościami fizycznymi w porównaniu z produktami typowo stosowanymi w budownictwie, takimi jak zaprawy, cegła, bloki, płytki i płyty. Mieszanki betonowe o wysokiej wytrzymałości na ściskanie, sporządzone z dodatkiem takich składników jak opary krzemionki i popiół lotny, cechują się wysoką wytrzymałością na ściskanie, ale słabą ciągliwością, stają się kruche i wykazują mniejszą wytrzymałość na ścinanie. Zastąpienie zwykłych agregatów stosowanych w mieszankach tego typu mikrocząsteczkowymi twardymi skałami sporządzonymi sposobem według wynalazku eliminuje tę wadę i umożliwia uzyskanie betonu o wysokiej wytrzymałości mechanicznej, o dużej wytrzymałości na ściskanie i wysokiej wytrzymałości na ścinanie.19. New building materials. Reducing the dimensions of granite, quartz, wollastonite or other hard silicates and igneous rocks where the comminuted materials are ground by the method of the invention to a state where 90% of the particles are smaller than 32 microns (500 mesh number) and 20% of the particles are less than 5 microns (sieve number 4500), and then these products are reacted with the binder to obtain new building materials. Products made of microparticulate hard rocks have excellent mechanical strength and different physical properties compared to products typically used in construction, such as mortars, bricks, blocks, tiles and slabs. Concrete mixes with high compressive strength, prepared with the addition of ingredients such as silica fumes and fly ash, exhibit high compressive strength but poor ductility, become brittle and show lower shear strength. The replacement of conventional aggregates used in mixtures of this type with microparticulate hard rocks prepared by the method according to the invention eliminates this disadvantage and makes it possible to obtain concrete with high mechanical strength, high compressive strength and high shear strength.

20. Nowe materiały izolacyjne. Komórkowe pianki cementowe z mikrocząsteczkowym riolitem lub innymi lotnymi szkliwami mają budowę zamknięto komórkową, co jest charakterystyczne dla tych minerałów ze względu na uwięzione w nich pęcherzyki gazów wulkanicznych. Pianki takie cechują się silnymi właściwościami izolacyjnymi i dodatkową wytrzymałością strukturalną (wartości współczynnika k rzędu 30 do 40 i wytrzymałości na ściskanie do 138 x 105Pa). Oprócz całkowitej odporności na ogień, zawierające riolit komórkowy mikro2820. New insulation materials. Cellular cement foams with microparticulate rhyolite or other volatile glazes have a closed cell structure, which is characteristic of these minerals due to the bubbles of volcanic gases trapped in them. Such foams are characterized by a strong insulating properties and additional structural strength (k values of 30 to 40 and compressive strengths up to 138 x 10 5 Pa). In addition to complete fire resistance, it contains micro28 cellular rhiolite

190 297 cząsteczkowe piankowe mieszanki betonowe są znakomitymi izolatorami termicznymi i akustycznymi, a także dobrymi amortyzatorami udarów. Takie tanie pianki mogą zastąpić drogie izolacje z piankowego poliuretanu, które pod wpływem ognia wydzielają trujące gazy (np. cyjanowodór). Pianki tego typu mogą również zmniejszać wymóg wzmacniania stałą struktur silnie gąbczastych, można je stosować do wznoszenia tanich izolowanych magazynów oraz mogą służyć jako fundamenty dla koryt dróg, zmniejszając w ten sposób koszty utrzymania związane z niszczeniem dróg w wyniku wahań temperatury.190 297 particulate foam concrete mixes are excellent thermal and acoustic insulators, as well as good shock absorbers. Such cheap foams can replace expensive polyurethane foam insulations, which emit poisonous gases (e.g. hydrogen cyanide) when exposed to fire. These types of foams can also reduce the requirement for solid reinforcement of highly spongy structures, they can be used to erect low-cost insulated warehouses, and can serve as foundations for road beds, thus reducing the maintenance costs associated with road damage due to temperature fluctuations.

21. Produkcja wąglika żelaza i żelaza gąbczastego. W celu przetworzenia rudy żelaza w proszkowy węglik żelaza, miele się sposobem według wynalazku suchą rudę żelaza do stanu, w którym 90% cząstek jest mniejszych niż 32 mikrometry (numer sitowy 500) i 15% jest mniejszych niż 5 mikrometrów (numer sitowy 4500). Mikrocząsteczkową rudę żelaza miesza się z mikrocząsteczkowym węglem, w którym 90% cząstek jest mniejszych niż 30 mikrometrów (numer sitowy 525) i 15% jest mniejszych niż 5 mikrometrów (numer sitowy 4500), po czym uzyskaną w ten sposób mieszaninę przetwarza się w piecu redukującym na węglik żelaza. Efektem przetworzenia rudy żelaza na węglik żelaza w miejscu jej wydobycia jest produkt o znacznie większej zawartości żelaza (Fe3 C z 93,22% Fe w porównaniu z Fe2C>3 z 69,94% Fe), co zmniejsza koszty transportu na rynek. Węglik żelaza można zastosować bezpośrednio w technologii przetwarzania stali w piecach elektrycznych stosując go zamiast złomu żelaza w ministalowniach, co umożliwia ominięcie kosztownego etapu redukowania grudkowanej rudy żelaza w wielkich piecach.21. Production of iron anthrax and spongy iron. In order to convert the iron ore into powdered iron carbide, the method of the present invention grinds the dry iron ore to a state where 90% of the particles are less than 32 microns (sieve number 500) and 15% are less than 5 microns (sieve number 4500). Microparticulate iron ore is mixed with microparticulate carbon where 90% of the particles are less than 30 micrometers (sieve number 525) and 15% are less than 5 microns (sieve number 4500), and the resulting mixture is processed in a reducing furnace on iron carbide. The effect of processing iron ore into iron carbide at the site of its extraction is a product with a much higher iron content (Fe3 C with 93.22% Fe compared with Fe2C> 3 with 69.94% Fe), which reduces transport costs to the market. Iron carbide can be used directly in the technology of steel processing in electric furnaces using it instead of scrap iron in mini-mills, thus avoiding the costly step of reducing iron ore pellet in blast furnaces.

W celu przetworzenia rudy żelaza na żelazo gąbczaste, miele się sposobem według wynalazku suchą rudę żelaza na produkt mikrocząsteczkowy, w którym 60% cząstek jest mniejszych niż 32 mikrometry (numer sitowy 500). Mikrocząsteczkową rudę żelaza przetwarza się w piecu redukującym razem z gazyfikowanym węglem uzyskanym z węgla mikrocząsteczkowego i tlenu. Powstałe w ten sposób żelazo gąbczaste jest syntetycznym złomem żeliwnym, który może zastąpić złom żeliwny używany do produkcji stali w piecach elektrycznych w minutach.In order to convert the iron ore into sponge iron, the method of the present invention grinds dry iron ore into a microparticulate product in which 60% of the particles are smaller than 32 micrometers (sieve number 500). Micronized iron ore is processed in a reducing furnace together with gasified coal derived from microparticulate coal and oxygen. The resulting sponge iron is a synthetic cast iron scrap that can replace the cast iron scrap used to make steel in electric furnaces in minutes.

22. Mikrocząsteczkowy węgiel do wielkich pieców. Węgiel mikrocząsteczkowy, zmielony sposobem według wynalazku do stanu, w którym 80% cząstek jest mniejszych niż 32 mikrometry (numer sitowy 500), można zastosować bezpośrednio w konwencjonalnych wielkich piecach do redukowania rudy żelaza poprzez wprowadzanie takiego węgla mikroczasteczkowego do dysz powietrznych wspomnianych pieców. Takim tanim mikrocząsteczkowym węglem zawierającym dużo siarki można zastąpić do 40% węgla i cały gaz ziemny stosowany jako pomocnicze paliwo w takich procesach, przy czym siarkę, pochodzącą z takiego węgla, wchłania żużel wielkopiecowy. Wprowadzając do procesów wielkopiecowych mikrocząsteczkowy węgiel i tlen, można do 90% węgla zastąpić mikrocząsteczkowym węglem uzyskanym sposobem według wynalazku, co obniża koszty produkcji stali.22. Micronized coal for blast furnaces. Micronized carbon, ground by the process of the invention to a state where 80% of the particles are less than 32 microns (sieve number 500), can be used directly in conventional iron ore reduction blast furnaces by introducing such micronized carbon into the air nozzles of said furnaces. Up to 40% of coal can be replaced with such low-cost microparticulate coal containing a lot of sulfur, and all natural gas used as auxiliary fuel in such processes, with the sulfur derived from such coal absorbing the blast furnace slag. By introducing microparticulate carbon and oxygen into the blast furnace processes, up to 90% of the carbon can be replaced with microparticulate carbon obtained by the process according to the invention, which reduces the costs of steel production.

23. Odzyskiwanie metali strategicznych. Dzięki dostępności tanich mikrocząsteczkowych rud uzyskanych sposobem według wynalazku oraz taniego wodoru z gazyfikacji mikrocząsteczkowych węgli o wysokiej zawartości siarki, możliwe jest odzyskiwanie metali strategicznych (manganu, niklu, kobaltu, cyny, tytanu, chromu, molibdenu, wolframu i wanadu) z ich ubogich rud. Ubogie rudy metali strategicznych miele się sposobem według wynalazku do stanu, w którym 90% cząstek jest mniejszych niż 30 mikrometrów (numer sitowy 525). Te proszki mikrocząsteczkowe obrabia się za pomocą wodoru w piecu redukującym, w wyniku czego uwalnia się cząstki metalu strategicznego, które można następnie oddzielić grawitacyjnie od niepożądanej skały płonnej.23. Recovery of strategic metals. Due to the availability of cheap microparticulate ores obtained by the method of the invention and cheap hydrogen from gasification of microparticulate coals with high sulfur content, it is possible to recover strategic metals (manganese, nickel, cobalt, tin, titanium, chromium, molybdenum, tungsten and vanadium) from their poor ores. The lean ores of strategic metals are ground by the process of the invention to a state where 90% of the particles are smaller than 30 microns (sieve number 525). These microparticulate powders are treated with hydrogen in a reducing furnace, thereby releasing strategic metal particles which can then be separated by gravity from the undesirable gangue.

24. Suche oddzielanie metali szlachetnych. Zmniejszanie wymiarów sposobem według wynalazku można zastosować do oddzielania metali szlachetnych od złóż aluwialnych o wysokiej zawartości iłów, czarnych piasków lub ich koncentratów oraz do odzyskiwania tych metali od ich ognioodpornych rud. Dzięki temu, że jest to technologia sucha, oszczędza się wodę oraz na uzdatnianiu wody, co obniża koszty przetwórstwa podczas odzyskiwania metali szlachetnych, zwłaszcza w przypadku złóż znajdujących się w obszarach o suchym klimacie.24. Dry separation of precious metals. The reduction of dimensions according to the invention can be used to separate precious metals from alluvial deposits with high clay content, black sands or their concentrates and to recover these metals from their refractory ores. Due to the fact that it is a dry technology, it saves water and water treatment, which reduces processing costs when recovering precious metals, especially in the case of deposits located in areas with a dry climate.

25. Uwalnianie złota i platyny z rud. Zmniejszanie wymiarów sposobem według wynalazku można wykorzystać do uwalniania złota pierwiastkowego z rud zawierających twardy25. Releasing gold and platinum from ores. The downsizing process according to the invention can be used to release elemental gold from hard-containing ores

190 297 kwarc lub krzemiany oraz do uwalniania pierwiastkowej platyny zamkniętej w bułach magnetytowych. Uwolnione złoto można odzyskać na stołach koncentracyjnych lub techniką ługowania chemicznego, a platynę można wzbogacić techniką magnetycznego oddzielania na mokro.190 297 quartz or silicates and to release elemental platinum encased in magnetite rolls. The released gold can be recovered on concentration tables or by chemical leaching, and platinum can be enriched by wet magnetic separation.

26. Wytwarzanie wodoru. Miele się oddzielnie sposobem według wynalazku węgiel i kamień wapienny, po czym spala w tlenie w obecności wody w wysokociśnieniowej instalacji gazyfikującej, uzyskując w ten sposób mieszankę tlenku węgla (CO) z wodorem (H2), przy czym węgiel jest zmielony do stanu, w którym 80% jego cząstek jest mniejszych niż 32 mikrometry (numer sitowy 500), a kamień wapienny jest zmielony do stanu, w którym 80% jego cząstek jest mniejszych niż 30 mikrometrów (numer sitowy 525), a 25% mniejszych niż 5 mikrometrów. Dzięki mikrocząsteczkowemu węglowi zmniejsza się czas przebiegu i poprawia kontrolę reakcji, co zmniejsza koszty wytwarzania wodoru poniżej tych, jakie są w przypadku stosowania węgla mniej rozdrobnionego. Jest to jedna z najtańszych metod produkcji wodoru.26. Production of hydrogen. Coal and limestone are ground separately in the process according to the invention, and then burned in oxygen in the presence of water in a high-pressure gasification plant, thus obtaining a mixture of carbon monoxide (CO) and hydrogen (H 2 ), the coal being ground to the state of in which 80% of its particles are smaller than 32 microns (sieve number 500) and the limestone is ground to a state where 80% of its particles are smaller than 30 microns (sieve number 525) and 25% smaller than 5 microns. Due to the microparticulate carbon, runtime is reduced and reaction control is improved, which reduces the cost of hydrogen production below those of using less comminuted coal. It is one of the cheapest methods of producing hydrogen.

27. Oczyszczanie gazu spalinowego do turbin z bezpośrednim opalaniem węglem. Gazy spalinowe z turbin z bezpośrednim opalaniem węglem, w którym spala się węgiel rozdrobniony na cząstki o wielkości 75 mikrometrów (numer sitowy 200), przepuszcza się poziomo przez wirujące elementy półprzepuszczalne urządzenia według wynalazku. Wirującym elementem półprzepuszczalnym jest zespół złożony z wirującego sita umieszczonego pomiędzy komorą spalania a turbiną gazową przy czym poniżej wirującego sita znajduje się pułapka. Większość gorących stopionych cząstek popiołu powstałych z węgla jest usuwana ze strumienia gazu przy pomijalnie małych stratach ciśnienia i spadkach temperatury, natomiast wymiary cząstek popiołu pozostałego w strumieniu gazu są tak zmniejszone, że nie niszczą łopatek kierowniczych ani wirujących turbiny. Podobnie, wirujące elementy półprzepuszczalne można zastosować do oczyszczania gorących gazów w przypadku wtryskiwania do strumienia gazów sorbentów siarki, materiałów alkalicznych lub modyfikatorów popiołu, w celu eliminacji erozji i korozji turbiny gazowej oraz spełnienia norm emisji szkodliwych substancji do środowiska naturalnego. Skuteczność takiego oczyszczania można zwiększyć stosując, dodatkowo wentylator odśrodkowy po przejściu gorących gazów przez wirujące elementy półprzepuszczalne.27. Flue gas treatment for turbines with direct coal firing. Exhaust gas from coal direct firing turbines, which burns the coal into 75 micron particles (sieve number 200), is passed horizontally through the rotating semi-permeable elements of the apparatus of the invention. The rotating semi-permeable element is a unit consisting of a rotating sieve between the combustion chamber and the gas turbine, with a trap below the rotating sieve. Most of the hot molten ash particles formed from the coal are removed from the gas stream with negligible pressure losses and temperature drops, while the size of the ash particles remaining in the gas stream is reduced so as not to damage the guide vanes or spinning turbines. Likewise, swirling semi-permeable elements can be used to clean hot gases when sulfur sorbents, alkali materials or ash modifiers are injected into the gas stream to eliminate erosion and corrosion of the gas turbine and meet environmental emission standards. The effectiveness of such cleaning can be increased by using, additionally, a centrifugal fan after the hot gases pass through the rotating semi-permeable elements.

28. Oczyszczanie gazów spalinowych z przeznaczeniem do PFBC. Gazy spalinowe wylatujące z komory spalania ze złożem fluidalnym zawierające cząstki popiołu i substancji alkalicznych, oczyszcza się przepuszczając gorące gazy przez urządzenie według wynalazku zawierające wirujące elementy półprzepuszczalne, a dopiero potem doprowadza na wlot turbiny gazowej, co eliminuje konieczność stosowania drogich i kruchych krzyżowych filtrów ceramicznych. Skuteczność takiego oczyszczania można zwiększyć stosując wentylator odśrodkowy umieszczony za wirującym elementem półprzepuszczalnym, co eliminuje resztkowe ilości cząstek stałych znajdujących się w strumieniu gorących gazów.28. Treatment of exhaust gases for PFBC. The exhaust gases discharged from the fluidized bed combustion chamber containing ash and alkali particles are cleaned by passing the hot gases through a device according to the invention containing rotating semi-permeable elements, and only then fed to the gas turbine inlet, which eliminates the need for expensive and brittle cross-flow ceramic filters. The efficiency of such cleaning can be increased by using a centrifugal fan located behind the rotating semi-permeable element, which eliminates the residual amounts of solid particles in the hot gas stream.

29. Oczyszczanie gazów spalinowych do kotłów opalanych węglem. Wykonany z wolframu wirujący element półprzepuszczalny urządzenia według wynalazku umieszcza się poziomo w komorze spalania w strefie rur kotłowych kotła opalanego węglem w postaci cząstek o wymiarach 75 mikrometrów (numer sitowy 200). Cząstki o większych wymiarach usuwa się za pomocą wirującego elementu półprzepuszczalnego i utrzymuje w komorze spalania tak długo, żeby do rur kotłowych doprowadzić dodatkowe ciepło, w wyniku czego wskaźnik spalania węgla rośnie do 99%, a sucha strata gazów spalinowych spada poniżej 8%.29. Treatment of flue gases for coal-fired boilers. The tungsten rotating semi-permeable element of the device according to the invention is placed horizontally in the combustion chamber in the zone of the boiler tubes of the coal-fired boiler in the form of particles with a size of 75 microns (mesh number 200). Larger particles are removed by the rotating semi-permeable element and kept in the combustion chamber long enough to supply additional heat to the boiler tubes, as a result of which the coal combustion rate rises to 99% and the dry flue gas loss drops below 8%.

30. Wytwarzanie węglika wapnia. Miele się sposobem według wynalazku oddzielnie kamień wapienny i węgiel do stanu, w którym 80% cząstek jest mniejszych niż 30 mikrometrów (numer sitowy 525) i 20-60% jest mniejszych niż 5 mikrometrów (numer sitowy 4500). Następnie inicjuje się spalanie mikrocząsteczkowego węgla w cyklonowej komorze spalania i utrzymuje w temperaturze w zakresie 1604,4°C-1843,3°C. Mikrocząsteczkowy kamień wapienny i mikrocząsteczkowy węgiel miesza się starannie do stosunku molowego kamienia wapiennego do węgła = 1:4, po czym uzyskaną mieszaninę wdmuchuje się do strefy spalania, w której powstaje węglik wapnia. Powstały w ten sposób węglik wapnia usuwa się za pomocą strumienia powietrza przez zespół rur, gdzie produkty reakcji chłodzi się do temperatury 149°C, po czym oddziela się proszkowy węglik wapnia od unoszącego go strumienia powietrza w cyklonie.30. Preparation of calcium carbide. By the process of the invention, limestone and coal are ground separately until 80% of the particles are less than 30 microns (sieve number 525) and 20-60% are less than 5 microns (sieve number 4500). The combustion of the microparticulate carbon in the cyclone combustion chamber is then initiated and maintained at a temperature in the range of 1604.4 ° C-1843.3 ° C. Microparticulate limestone and microparticulate carbon are carefully mixed to the molar ratio of limestone to carbon = 1: 4, after which the resulting mixture is blown into the combustion zone where calcium carbide is formed. The thus formed calcium carbide is removed by means of an air stream through a conduit where the reaction products are cooled to 149 ° C, whereafter powdered calcium carbide is separated from the entraining air stream in the cyclone.

190 297190 297

W powyższym opisie przedstawiono, dla celów ilustracyjnych, a nie z intencją ograniczania zastosowań, zalecane przykłady realizacji wynalazku. Profesjonaliści z tej dziedziny znajdą bez trudności odmiany zastosowań równoważne opisanym. Wszelkie tego typu odmiany, modyfikacje i rozwiązania równoważne mieszczą się w zakresie wynalazku.In the foregoing description, the preferred embodiments of the invention have been presented for purposes of illustration and not intended to limit applications. Professionals in the field will readily find application variants equivalent to those described. All such variations, modifications and equivalents are within the scope of the invention.

Claims (37)

Sposób i urządzenie do mielenia substancji stałych na suchoMethod and device for dry grinding of solids Zastrzeżenia patentowePatent claims 1 Sposób mielenia substancji stałych na sucho, w którym kieruje się cząstki stałe w przybliżeniu ku górze do strefy mielenia wirowego oraz miele się skierowane ku górze cząstki stałe w strefie mielenia wirowego przepuszczając część cząstek przez strefę mielenia wirowego, w której znajduje się co najmniej jeden usytuowany kolejno w układzie pionowym stopień mielenia wirowego, przy czym przepuszcza się cząstki do góry przez element półprzepuszczalny i szczelinę, znamienny tym, że przepuszcza się cząstki do góry przez co najmniej jeden wirujący element półprzepuszczalny (60) i pierścieniową szczelinę (70B), wyznaczoną przez mającą płaską powierzchnię, stacjonarną płytę (70) z okrągłym otworem (70A) i usytuowaną w okrągłym otworze wirującą okrągłą tarczę pełną (61).1 A dry solids milling process in which the solids are directed approximately upwards into a vortex grinding zone and the upwardly directed solids are milled in a vortex grinding zone by passing a portion of the particles through a vortex grinding zone containing at least one successively in a vertical orientation, a vortex grinding step, wherein the particles are passed upward through a semipermeable element and a slit characterized in that the particles are passed upward through at least one rotating semipermeable element (60) and an annular gap (70B) defined by having a flat surface, a stationary plate (70) with a circular hole (70A) and a rotating solid circular disk (61) disposed in the circular hole. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w ramach etapu przepuszczania cząstek ku górze przez wirujący element półprzepuszczalny (60) przepuszcza się cząstki przez zespół zawierający wirujące sito (60C).2. The method according to p. The process of claim 1, wherein in the step of passing the particles upward through the rotating semipermeable member (60), the particles are passed through an assembly comprising the rotating screen (60C). 3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że w ramach etapu przepuszczania cząstek przez wirujące sito (60) przepuszcza się cząstki przez sito nie rzadsze niż o numerze 2,5.3. The method according to p. Process according to claim 2, characterized in that in the step of passing the particles through the rotating sieve (60), the particles are passed through a sieve not thinner than 2.5. 4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że sito ma numer z przedziału od 2,5 do 60.4. The method according to p. The process of claim 3, wherein the screen has a number ranging from 2.5 to 60. 5. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że sito ma numer z przedziału od 4 do 10.5. The method according to p. The method of claim 3, wherein the screen has a number ranging from 4 to 10. 6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w ramach etapu przepuszczania cząstek przez pierścieniową szczelinę (70B) przepuszcza się cząstki przez pierścieniową szczelinę (70B) o szerokości od 12,7 mm do 152,4 mm (0,5 do 6 cali).6. The method according to p. The process of claim 1, wherein the step of passing the particles through the annular gap (70B) passes the particles through an annular gap (70B) that is 12.7 mm to 152.4 mm (0.5 to 6 inches) wide. 7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w ramach każdego stopnia przepuszcza się cząstki przez wirujący element półprzepuszczalny (60, 63, 73), a następnie przez pierścieniową szczelinę (70b, 71B, 72B).7. The method according to p. The process of claim 1, characterized in that in each stage the particles are passed through a rotating semi-permeable element (60, 63, 73) and then through an annular gap (70b, 71B, 72B). 8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że ponadto zewnętrznie zawraca się cząstki do obiegu za pomocą wentylatora odśrodkowego (62) znajdującego się za wirującym elementem półprzepuszczalnym (60) i posiadającego kanał (18) zawracania do obiegu, odbierający cząstki z wirującego wentylatora (62) i mający wylot poniżej co najmniej jednego stopnia (61, 70, 70A, 70B) mielenia wirowego.8. The method according to p. The process of claim 1, further comprising recycle the particles externally by a centrifugal fan (62) downstream of the rotating semipermeable member (60) and having a recycle channel (18) to receive particles from the rotating fan (62) and having an outlet. below at least one degree (61, 70, 70A, 70B) of vortex grinding. 9. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że ponadto usuwa się cząstki nad strefą (12) mielenia.9. The method according to p. The process of claim 1, further comprising removing particles above the grinding zone (12). 10. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że w ramach etapu usuwania obraca się co najmniej jeden wentylator odśrodkowy (68) za co najmniej jednym stopniem (62, 72, 72A, 72B) mielenia.10. The method according to p. The process of claim 9, wherein the removing step rotates at least one centrifugal fan (68) after at least one grinding stage (62, 72, 72A, 72B). 11. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że ponadto wstępnie miele się grube cząstki na cząstki drobne przed skierowaniem cząstek drobnych do strefy (12) mielenia wirowego.11. The method according to p. The process of claim 1, further comprising pre-milling the coarse particles to fines before directing the fines to the vortex grinding zone (12). 12. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że ponadto wstępnie miele się cząstki grube i drobne doprowadzając cząstki stałe do komory (11), formując złoże fluidalne z cząstek stałych w komorze (11), kierując powietrze do góry w komorze (11) i tworząc kontrolowane zawirowania w strefach mielenia w złożu fluidalnym z realizacją samoczynnego mielenia.12. The method according to p. A process as claimed in claim 1, characterized in that the coarse and fine particles are further pre-milled by introducing solids into the chamber (11), forming a fluidized bed of solid particles in the chamber (11), directing air upwards in the chamber (11) and creating controlled vortices in the zones. milling in a fluidized bed with the implementation of automatic grinding. 13. Sposób według zastrz. 12, znamienny tym, że wewnętrznie zawraca się cząstki do obiegu wprowadzając wirujący element półprzepuszczalny (60) w strefę wstępnego mielenia cząstek grubych, oraz obracając wirujący element półprzepuszczalny (60) z prędkością wystarczającą do zapobiegania przepływowi przez niego części cząstek nadwymiarowych oraz zawracając cząstki do strefy wstępnego mielenia cząstek grubych.13. The method according to p. The process of claim 12, wherein the particles are internally recycled by introducing the swirling semipermeable element (60) into the coarse pre-grinding zone, and by rotating the swirling semipermeable element (60) at a speed sufficient to prevent portions of the oversized particles from passing therethrough and returning the particles to the zone. pre-grinding coarse particles. 14. Sposób według zastrz. 12, znamienny tym, że ponadto zewnętrznie zawraca się cząstki do złoża fluidalnego. ...14. The method according to p. A process as claimed in claim 12, further comprising externally returning the particles to the fluidized bed. ... 15. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się wiele stopni mielenia wirowego oraz ponadto etap zewnętrznego zawracania cząstek do obiegu do stopnia poprzedniego.15. The method according to p. The process of claim 1, wherein the plurality of vortex grinding stages are used, and further a stage of external recycle of the particles to the previous stage. 190 297190 297 16. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że w ramach etapu usuwania usuwa się cząstki w dwóch pionowo usytuowanych stopniach usuwania usuwających cząstki o coraz mniejszych wymiarach.16. The method according to p. The process of claim 9, characterized in that the removal step removes particles in two vertically arranged removal steps removing particles of increasingly smaller dimensions. 17. Sposób według zastrz. 12, znamienny tym, że w ramach etapu wytwarzania kontrolowanego zawirowania stosuje się elementy do tworzenia kontrolowanego zawirowania w postaci wirników (56, 57, 58, 59).17. The method according to p. The process of claim 12, wherein the controlled vortex generation step consists of rotors (56, 57, 58, 59). 18. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że obraca się wirujący element półprzepuszczalny (60, 63, 73) i tarczę wirującą (61, 64, 67) na wspólnym wale (51).18. The method according to p. The process of claim 7, characterized in that the rotating semipermeable element (60, 63, 73) and the rotating disk (61, 64, 67) rotate on the common shaft (51). 19. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że mielenie przeprowadza się w atmosferze nieaktywnej w obecności odczynnika chemicznego realizując kontrolowaną modyfikację powierzchni.19. The method according to p. The process of claim 1, wherein the grinding is performed in an inactive atmosphere in the presence of a chemical reagent to effect controlled surface modification. 20. Urządzenie do mielenia substancji stałych na sucho zawierające element półprzepuszczalny oraz co najmniej jeden umieszczony kolejno w układzie pionowym stopień mielenia wirowego zawierający element stały i ruchomy ze szczeliną pomiędzy nimi, tworzące strefę mielenia wirowego, oraz zawierające elementy do kierowania cząstek stałych w przybliżeniu ku górze do strefy mielenia wirowego, znamienne tym, że co najmniej jeden stopień mielenia wirowego zawiera co najmniej jeden wirujący element półprzepuszczalny (60) i elementy tworzące pierścieniową szczelinę (70B), zawierające płytę stacjonarną (70) o płaskiej powierzchni, z okrągłym otworem (70A) i umieszczoną w otworze (70A) wirującą okrągłą tarczę pełną (61), przy czym wirujący element półprzepuszczalny (60) i pierścieniowa szczelina (70B) są skonfigurowane tak, że przepuszczają przez siebie część skierowanych do góry cząstek, oraz w skład każdego stopnia mielenia wirowego wchodzi obrotowy wentylator odpędowy (62) usytuowany za wirującym elementem półprzepuszczalnym (60) wymiarowo odsiewający skierowane do góry cząstki.20. Dry solids milling apparatus comprising a semi-permeable element and at least one successively vertically oriented vortex grinding stage comprising a fixed and a movable element with a gap therebetween forming a vortex grinding zone, and comprising means for directing the solids approximately upwards to a vortex grinding zone, characterized in that the at least one vortex grinding stage comprises at least one rotating semi-permeable element (60) and annular gap forming elements (70B) comprising a flat surface stationary plate (70) with a circular opening (70A) and a rotating solid circular disk (61) disposed in the opening (70A), the spinning semi-permeable member (60) and the annular gap (70B) being configured to pass a portion of upward facing particles therethrough and the composition of each vortex grinding stage enters a rotary stripper (62) located behind the swirling The semipermeable element (60) dimensionally screens the upwardly directed particles. 21. Urządzenie według zastrz. 20, znamienne tym, że w skład wirującego elementu półprzepuszczalnego (60) wchodzi zespół zawierający wirujące sito (60C).21. The device according to claim 1 20, characterized in that the rotating semipermeable element (60) comprises an assembly comprising a rotating screen (60C). 22. Urządzenie według zastrz. 21, znamienne tym, że wirujące sito zawiera sito (60) nie rzadsze niż o numerze 2,5.22. The device according to claim 22 A screen according to claim 21, characterized in that the rotating screen comprises a screen (60) not thinner than 2.5. 23. Urządzenie według zastrz. 22, znamienne tym, że sito ma numer z przedziału od 2,5 do 60.23. The device according to claim 1 The method of claim 22, wherein the screen has a number ranging from 2.5 to 60. 24. Urządzenie według zastrz. 22, znamienne tym, że sito ma numer z przedziału od 4 do 10.24. The device according to claim 24 The method of claim 22, wherein the screen has a number between 4 and 10. 25. Urządzenie według zastrz. 20, znamienne tym, że pierścieniowa szczelina (70B) ma szerokość od 12,7 do 152,4 mm.25. The device of claim 1 20, characterized in that the annular gap (70B) has a width of 12.7 to 152.4 mm. 26. Urządzenie według zastrz. 20, znamienne tym, że każdy stopień zawiera wirujący element półprzepuszczalny (60, 63, 73) oraz elementy (61, 70, 70A; 67, 71, 71A; 67, 72, 72A) tworzące pierścieniową szczelinę (70B, 71B, 72B) i odśrodkowy wentylator eliminujący (62, 65, 68) usytuowany za elementem półprzepuszczalnym (62, 63, 73).The device of claim 26 20, characterized in that each stage comprises a rotating semipermeable element (60, 63, 73) and elements (61, 70, 70A; 67, 71, 71A; 67, 72, 72A) forming an annular gap (70B, 71B, 72B) and a centrifugal elimination fan (62, 65, 68) positioned downstream of the semipermeable member (62, 63, 73). 27. Urządzenie według zastrz. 20, znamienne tym, że zawiera zespół do wewnętrznego zawracania do obiegu zawierający elementy (51, 52) do obracania elementu półprzepuszczalnego (60) z prędkością wystarczającą do uniemożliwienia przepływu przez niego części cząstek.The device of claim 27 20, characterized in that it comprises an internal recycle device comprising means (51, 52) for rotating the semipermeable element (60) at a speed sufficient to prevent part of the particles from passing therethrough. 28. Urządzenie według zastrz. 27, znamienne tym, że zawiera ponadto zespół do zewnętrznego zawracania do obiegu, w którego skład wchodzi obrotowy odpędowy wentylator odśrodkowy (62) znajdujący się za wirującym elementem półprzepuszczalnym (60) i kanał (18) zawracania do obiegu, który odbiera cząstki z wirującego wentylatora odpędowego (62) i ma wylot poniżej co najmniej jednego stopnia mielenia wirowego.The device of claim 28 27, further comprising an external recycle unit comprising a rotary stripping centrifugal fan (62) downstream of the rotating semi-permeable member (60) and a recycle channel (18) that receives particles from the rotating fan. stripper (62) and has an outlet below at least one vortex grinding stage. 29. Urządzenie według zastrz. 20, znamienne tym, że zawiera ponadto elementy (13) do usuwania cząstek nad strefą (12) mielenia wirowego.The device of claim 29 20. The apparatus of claim 20, further comprising means (13) for removing particles above the vortex grinding zone (12). 30. Urządzenie według zastrz. 29, znamienne tym, że w skład elementów (13) do usuwania wchodzą elementy (51, 52) do obracania co najmniej jednego odpędowego wentylatora odśrodkowego (68) za co najmniej jednym stopniem mielenia wirowego.30. The device of claim 1 29, characterized in that the removal means (13) include means (51, 52) for rotating at least one stripping centrifugal fan (68) after at least one spin grinding stage. 31. Urządzenie według zastrz. 20, znamienne tym, że ponadto zawiera zespół do wstępnego mielenia cząstek grubych na cząstki drobne przed skierowaniem cząstek drobnych do strefy (12) mielenia wirowego.31. The device of claim 1 20. The process of claim 20, further comprising means for pre-grinding the coarse particles to fine particles prior to directing the fines into the vortex grinding zone (12). 190 297190 297 32. Urządzenie według zastrz. 30, znamienne tym, że zawiera zespół do wstępnego mielenia zawierający elementy do doprowadzania cząstek stałych do komory (11), elementy (15, 55) do formowania złoża fluidalnego z cząstek stałych w komorze (11), zawierające elementy (55) do kierowania powietrza do góry w komorze i elementy (56, 57, 58, 59) do tworzenia kontrolowanego zawirowania w złożu fluidalnym dla realizacji samoczynnego mielenia.The device of claim 32 30, characterized in that it comprises a pre-milling unit comprising means for feeding solids into the chamber (11), means (15, 55) for forming a fluidized bed of solids in the chamber (11), comprising means (55) for directing air upwards in the chamber and means (56, 57, 58, 59) for creating a controlled swirl in the fluidized bed to perform self-grinding. 33. Urządzenie według zastrz. 32, znamienne tym, że zawiera elementy (18, 19) do zewnętrznego zawracania cząstek do złoża fluidalnego.The device of claim 33. 32, characterized in that it comprises means (18, 19) for externally returning the particles to the fluidized bed. 34. Urządzenie według zastrz. 20, znamienne tym, że zawiera wiele stopni mielenia oraz elementy (18, 19) do zewnętrznego zawracania cząstek do stopnia poprzedniego.34. The device of claim 34 20, characterized in that it comprises a plurality of grinding stages and means (18, 19) for external recycling of the particles to the previous stage. 35. Urządzenie według zastrz. 29, znamienne tym, że elementy do usuwania stanowią elementy do usuwania w dwóch pionowo usytuowanych stopniach (16, 17) usuwania usuwających cząstki o coraz mniejszych wymiarach.The device of claim 35 29, characterized in that the removal means are removal means in two vertically arranged removal stages (16, 17) removing particles of increasingly smaller dimensions. 36. Urządzenie według zastrz. 32, znamienne tym, że elementy do wytwarzania kontrolowanego zawirowania zawierają wirniki (56, 57, 58, 59).36. The device of claim 36 The method of claim 32, characterized in that the means for producing a controlled vortex comprises rotors (56, 57, 58, 59). 37. Urządzenie według zastrz. 26, znamienne tym, że zawiera elementy (52) do obracania wirującego elementu półprzepuszczalnego (60, 62, 73), tarczy wirującej (61, 64, 67) i obrotowego wentylatora eliminującego (62, 65, 68) na wspólnym wale (51).The device of claim 37. 26, characterized in that it comprises means (52) for rotating the rotating semipermeable element (60, 62, 73), the rotating disk (61, 64, 67) and the rotating elimination fan (62, 65, 68) on the common shaft (51) .
PL97321945A 1997-09-05 1997-09-05 Method of and apparatus for dry-grinding solid substances, method of treating flue gas as well as method of and apparatus for removing solid particles from flue gas stream PL190297B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL97321945A PL190297B1 (en) 1997-09-05 1997-09-05 Method of and apparatus for dry-grinding solid substances, method of treating flue gas as well as method of and apparatus for removing solid particles from flue gas stream

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL97321945A PL190297B1 (en) 1997-09-05 1997-09-05 Method of and apparatus for dry-grinding solid substances, method of treating flue gas as well as method of and apparatus for removing solid particles from flue gas stream

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL321945A1 PL321945A1 (en) 1999-03-15
PL190297B1 true PL190297B1 (en) 2005-11-30

Family

ID=20070574

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL97321945A PL190297B1 (en) 1997-09-05 1997-09-05 Method of and apparatus for dry-grinding solid substances, method of treating flue gas as well as method of and apparatus for removing solid particles from flue gas stream

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL190297B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
PL321945A1 (en) 1999-03-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2140823C1 (en) Method and apparatus for dry milling of solid substances (versions)
JP4599540B2 (en) Coal ash treatment equipment
JP4883623B2 (en) Modified fly ash and manufacturing method thereof
US8051985B2 (en) Method of removing unburned carbon from coal ash
AU2002231533B2 (en) Enhancement of cement clinker yield
US6038987A (en) Method and apparatus for reducing the carbon content of combustion ash and related products
US6708909B2 (en) Separation device for unburned carbon in fly ash and separation method
JP2007054773A (en) Unburned carbon removal method in coal ash
JP2009504387A (en) Method for increasing the grinding efficiency of ores, minerals and concentrates
CN109569902A (en) Whirlpool machine
Hixon et al. Sizing materials by crushing and grinding
PL190297B1 (en) Method of and apparatus for dry-grinding solid substances, method of treating flue gas as well as method of and apparatus for removing solid particles from flue gas stream
KR100500480B1 (en) Dry grinding method and apparatus of solid
CN112143528A (en) Drilling oil-based rock debris treatment system and treatment method
CN111203330A (en) Scroll machine
UA44760C2 (en) Method and installation for dry pulverizing of solid bodies (versions)
SK101497A3 (en) Method and apparatus for the dry grinding of solids
MXPA97005983A (en) Method and apparatus for the dry milling of soli
AU2006281962B2 (en) Method for increasing efficiency of grinding of ores, minerals and concentrates
WO2023159318A1 (en) Processing of mining feedstocks using kinetic pulverization and separation
PL172524B1 (en) Coal cleaning method
Fine The Beneficiation of Iron Ores
SE503345C2 (en) Ways to reduce sulfur emissions from a furnace plant

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Decisions on the lapse of the protection rights

Effective date: 20080905