WO1999017882A1 - Verfahren zum vermahlen und aufschliessen von körnigem mahlgut sowie strahlmühle zur durchführung dieses verfahrens - Google Patents

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WO1999017882A1
WO1999017882A1 PCT/AT1998/000232 AT9800232W WO9917882A1 WO 1999017882 A1 WO1999017882 A1 WO 1999017882A1 AT 9800232 W AT9800232 W AT 9800232W WO 9917882 A1 WO9917882 A1 WO 9917882A1
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grinding chamber
chamber
grinding
combustion
jet
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PCT/AT1998/000232
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Inventor
Alfred Edlinger
Original Assignee
'holderbank' Financiere Glarus Ag
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C19/00—Other disintegrating devices or methods
    • B02C19/06—Jet mills

Definitions

  • the invention relates to a method for grinding and disintegrating granular regrind in a jet mill, in particular for grinding pozzolans, trass, hut sand, fly ash, pre-broken clinker, limestone and / or lime marl, with combustion exhaust gases from a combustion chamber and / or internal combustion engine in the grinding chamber be injected and onto a jet mill to carry out this process.
  • Jet mills are usually operated with compressed air, the ground material being discharged in such jet mills with the interposition of a classifier.
  • the material drawn off via the classifier can be drawn off with different degrees of fineness depending on the ground material and meal as well as on the type of nozzles or the air pressure used, coarse material being thrown back into the grinding chamber by the classifier.
  • the invention aims to provide a method of the type mentioned, with which also wet granulated slag with 10 to 20 wt.% Moisture, and clinker or limestone and lime ⁇ marl can be used as cement clinker raw material as a material to be ground and simultaneously higher Mahlendföen at shorter meals can be achieved.
  • a solid material that is insensitive to temperature and oxidation is used, with other input materials being, for example, quartz, bentonite, ollastonite or mica.
  • the invention aims hiebei while pointing down, if necessary, to undergo a derarti ⁇ ges ground material drying, and in the case of limestone or lime marl same calcination should be possible.
  • the method according to the invention essentially consists in introducing water and / or steam into the combustion chamber or internal combustion engine and / or the grinding chamber. _ Because the combustion exhaust gases of a combustion chamber are introduced together with water or steam, the enthalpy difference resulting from the water evaporation can be used for energy.
  • the internal combustion engine can simultaneously be used to generate energy and a clocked introduction of combustion exhaust gases can be carried out in accordance with the exhaust cycle, which means that resonance phenomena can be adjusted by phase shifts and the fineness of grinding can be increased further.
  • the combustion exhaust gases are formed in jet pipes opening into the grinding chamber, in particular pulse jet pipes, and are pulsed into the grinding chamber. With such pulse beam tubes, relatively high-frequency pulsation frequencies and thus particularly intensive and fine grinding can be guaranteed.
  • final fineness between 1500 and 6500 cm ⁇ / g (Blaine value) or average diameters from 8 to 35 can be ensured.
  • temperatures in the grinding chamber between 150 and 700 ° C. are achieved, with at least partial calcination being made possible in particular at temperatures around 700 ° C. when using limestone or lime marl.
  • the CO 2 formed during the calcination is of particular advantage in order to maintain the amount of gas required for the safe maintenance of a fluidized bed and the subsequent screening in any case.
  • the method according to the invention allows the production of fly ash mixing cements in a particularly simple manner.
  • the particular advantages are particularly evident in the degassing reaction grinding of fly ash, in which the grinding chamber also forms the reaction chamber.
  • Fly ash from conventional thermal power plants are "artificial puzzolanes" and can be used in accordance with puzzolan / trass mixing cements. _ Only a small part of the fly ash meets the requirements of the cement industry. Usually fly ash still contains very high proportions of up to 25% by weight of extremely disruptive unburned carbon. This refractory carbon is usually covered by the solidified mineral fly ash and is therefore generally not accessible to oxidation and / or gasification.
  • such a jet mill operated with combustion exhaust gases permits calcination at the same time as the fine grinding, so that the conventional tube mill and a precalciner can be dispensed with.
  • the possibility of introducing additives such as blastfurnace slag with residual moisture of 10 to 20% by weight is particularly advantageous in connection with the production of mixed cement, since on the one hand the required final fineness is achieved and on the other hand the introduction of water leads to the aforementioned Enthalpy differences in the evaporation of the water can be used energetically.
  • the process according to the invention is advantageously carried out in such a way that the combustion exhaust gases are fed to the nozzles at a pressure between 3 and 15 bar, the nozzle outlet speed between 200 and 5000 m / sec being selected in a particularly advantageous manner.
  • the gas throughput is set to 0.1 to 0.7 kg of regrind / kg of reed gas
  • both the The classifier and the stationary fluidized bed can be optimally controlled by means of the pressure difference between the nozzle inlet and classifier.
  • Nozzles for injecting combustion exhaust gases can be conventional, subcritical as well as supercritical, as Laval nozzles.
  • the preferred use of the jet engine leads to particularly high exit velocities, the gas jets each sucking in particles from the fluidized bed and accelerating them to the grinding point.
  • particle vibrations can be set transversely to the gas jet, so that a grinding effect is already achieved by means of these particle vibrations.
  • Different particle velocities occur in the fluidized bed itself, the coarser particles tending to point downwards and the finer particles tending to point upwards in motion.
  • the shear forces in the fluidized bed formed in this way lead to a further pre-comminution, whereby all these phenomena become stronger the closer the gas jet velocity approaches the speed of sound.
  • the particles are mainly ground in a gas jet and no actual "grinding point" can be formed.
  • the speed of sound is far higher than in the atmosphere and, for example, at temperatures of approximately 1200 ° C. at approximately 770 m / s, the solids loading in the gas space also having to be taken into account in this consideration , which can result in sound speeds of up to 4000 m / s in the grinding chamber.
  • the grinding effect can also be increased disproportionately due to the high speed-related impulse and the cavitation effect in the range of the respective speed of sound.
  • the combustion chambers can be designed conventionally, as is customary in gas turbine construction.
  • a fuel injection is preferably carried out here, as is used, for example, in gas turbines and in diesel and heavy oil engines.
  • a diesel engine with which electricity generation can be coupled, is naturally also suitable.
  • the exhaust jet of the diesel engine is expanded via nozzle systems in the fluidized bed, whereby a very high overall efficiency can be achieved due to the combined power generation.
  • the pulse jet pipe used with preference has a pulsating outlet of the propellant gas masses. Exhaust frequencies between 50 Hertz and about 6000 Hertz can be easily generated with such pulse beam tubes. The impact cascades thus formed within the particle stream of the gas jet in front of the grinding point lead to a mutual destruction of the particles in the gas jet direction. All of this leads to a significant increase in shredding efficiency.
  • the exhaust frequency of the pulse jet pipe can be adapted to the respective requirements, with another possibility for optimization being to shift the exhaust frequency phases accordingly, so that vibration interference is formed, which leads to a leads to further improvement in smashing efficiency.
  • a combustible mixture or the combustion air is fed to the combustion chamber via a flap register in the manner of check valves, and a combustible mixture is then ignited via spark plugs or a pilot flame and burns explosively.
  • the flap register closes and the gas flows through the resonance tube into the grinding chamber at a speed that depends on the diameter and length of the resonance tube.
  • the escaping gas cylinder creates a negative pressure in the combustion chamber, which in turn opens the flap register, whereupon air and fuel are sucked in again.
  • a start compressor is required, which can be switched off after starting.
  • the combustion can also be maintained under pressure charging, the exhaust frequency can be controlled via the flap register.
  • the process according to the invention can preferably be carried out in such a way that the axes of the outlet nozzles are oriented coaxially or at a common point in the grinding chamber, with the advantage that a fluidized bed of regrind is maintained in the grinding chamber in such a way that the combustion gases are injected at phase-shifted frequencies takes place and particles emerging from the grinding chamber are drawn off via a classifier, coarse material being returned to the grinding chamber.
  • the classifier can be integrated into the fluidized bed.
  • Intermediate cooling can be carried out outside the jet mill.
  • the jet mill according to the invention for carrying out this method for the use of granular material, such as pozzolans, trass, blastfurnace slag, pre-broken clinker, fly ash, limestone and / or lime marl in which the ground material is introduced into a grinding chamber and subjected to gas jets and in which the Grinding chamber a combustion chamber or a combustion is connected upstream, is advantageously characterized in that water is introduced into the combustion chamber or internal combustion engine and / or the grinding chamber or nozzles for water and / or water vapor open, and that in the grinding chamber opening nozzles for the combustion gases on the circumference of the Grinding room are arranged.
  • the nozzles are advantageously formed by mouths of Lorin jet pipes, with the advantage that the fuel gases generated in a jet pipe are guided over a resonance pipe and are pulsed into the grinding chamber.
  • FIG. 1 shows a schematic illustration of a jet mill according to the invention and FIG. 2 shows a pulse jet tube, partly in section.
  • 1 denotes a jet mill, to which 2 combustion gases are supplied from a combustion chamber 3 via a ring line.
  • a jet pipe can be connected directly to the jet mill 1.
  • the material to be ground is introduced from a bunker 4 via a cellular wheel sluice 5 into the grinding chamber 6, in which a fluidized bed is formed.
  • the combustion chamber 3 is injected with fuel via lines 7 and preferably water via lines 8, the compressed combustion air being introduced via the intake manifold 9. There is an overpressure of about 3 - 15 bar in the combustion chamber. Alternatively or additionally, water or steam can also be injected directly into the jet mill 1 via lines 10.
  • the grinding effect described in detail above now arises within the fluidized bed 6, the ground material being discharged via a classifier 11 and a heat exchanger 12 via the line 13. Coarse material that is not conveyed into the line 13 by the classifier 11 is returned to the grinding chamber 6.
  • a pulse jet pipe which consists of a nozzle head 14, a combustion chamber 15, and a resonance pipe 16. is built.
  • a carburetor 17 with which an ignitable fuel-air mixture is generated.
  • the fuel-air mixture passes into the combustion chamber 15 via a check valve 19 consisting of a flap disc 18, the edge of the flap disc 18 being designed to be movable in the direction of the double arrow 20.
  • the ignitable mixture is ignited with an ignition device 21 and burns explosively, the pressure in the combustion chamber 15 rising suddenly and the check valve 19 being closed.
  • the combustion exhaust gases flow out through the resonance tube 16 and are accelerated by the action of the nozzle, which in turn causes a vacuum in the combustion chamber 15.
  • This negative pressure opens the check valve 19 and again draws the fuel-air mixture into the combustion chamber 15 via the nozzle head 14, whereupon the ignitable mixture is ignited. Part of the gas piston is drawn back into the combustion chamber 15 through the resonance tube 16 by the negative pressure, which leads to compression.
  • the contents of the combustion chamber then consist of intake air, gasified fuel and some exhaust gas, whereby this mixture can be detonated either by a spark plug or by compression.
  • a starter ignition device 22 in the nozzle head 14 serves to start the pulse jet tube.
  • a fuel-air mixture is blown into the nozzle head 14, whereupon this mixture is ignited with the starter ignition device 22.
  • the combustion exhaust gases subsequently flow out through the combustion chamber 15 and the resonance pipe 16, a negative pressure being generated in the combustion chamber 15 and thus in the nozzle head 14. Characterized an ignitable mixture is again sucked in, which passes into the combustion ⁇ space 15 where it is finally ignited by the igniter 21st Design example:
  • Clinker with an initial temperature of 20 ° C is ground with heavy heating oil. Air is used as the oxidant.
  • a temperature window in the fluidized bed between 250 and 400 ° C. is set by means of water sprayed into the fluidized bed. The specific grinding work was determined with 167 kWh / t clinker with a fineness of 3600 ⁇ / g (Blaine).
  • a specific driving volume of approx. 300 Nm 3 / t clinker is calculated from the above values.
  • the injection of water into the fluidized bed leads to an increase in the available enthalpy gradient between the nozzle and the grinding chamber, which increases the gas content to 0.1 to 0.6 kg clinker per kg grinding gas.
  • the fluidized bed temperature was determined to be 350 ° C., so that a correspondingly warm clinker dust is obtained. If the gas load is too high, cold air can also be blown into the fluidized bed. The clinker dust was then cooled to 50 ° C in a further fluidized bed, the enthalpy of the exhaust gas being used for energy.
  • a dry blast furnace slag mixing cement could be obtained as a ground material by using wet sand.

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Abstract

Bei einem Verfahren zum Vermahlen und Aufschliessen von körnigem Mahlgut in einer Strahlmühle, insbesondere zum Mahlen von Puzzolanen, Trass, Hüttensand, Flugasche, vorgebrochenem Klinker, Kalkstein und/oder Kalkmergel werden in die Mahlkammer Verbrennungsabgase einer Brennkammer und/oder Brennkraftmaschine eingedüst, wobei in die Brennkammer bzw. Brennkraftmaschine und/oder den Mahlraum Wasser und/oder Wasserdampf eingebracht wird.

Description

Verfahren zum Vermählen und Aufschließen von körnigem Mahlgut^ sowie Strahlmühle zur Durchführung dieses Verfahrens
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Vermählen und Aufschließen von körnigem Mahlgut in einer Strahlmühle, insbesondere zum Mahlen von Puzzolanen, Trass, Huttensand, Flugasche, vorgebrochenem Klinker, Kalkstein und/oder Kalkmergel, wobei in die Mahlkammer Verbrennungsabgase einer Brennkammer und/oder Brennkraftmaschine eingedüst werden sowie auf eine Strahlmühle zur Durchführung dieses Verfahrens .
Strahlmühlen werden üblicherweise mit Preßluft betrieben, wobei in derartigen Strahlmühlen das gemahlene Gut unter Zwischenschaltung eines Sichters ausgetragen wird. Das über den Sichter abgezogene Material kann je nach Mahlgut und Mahlzeit sowie nach Art der Düsen bzw. des angewendeten Luftdruckes unterschiedlich fein abgezogen werden, wobei Grobgut vom Sichter in den Mahlraum zurückgeschleudert wird.
Die Erfindung zielt darauf ab, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, mit welchem auch nasse Hüttensande mit 10 bis 20 Gew.% Feuchte, sowie Klinker bzw. Kalkstein und Kalk¬ mergel als Zementklinkerrohmaterial als Mahlgut eingesetzt werden können und gleichzeitig höhere Mahlendfeinheiten bei kür- zeren Mahlzeiten erzielt -werden. Voraussetzung ist lediglich, daß ein festes te peratur- sowie oxidationsunempfindliches Gut eingesetzt wird, wobei weitere Einsatzgüter beispielsweise Quarz, Bentonit, ollastonit oder Glimmer darstellen.
Die Erfindung zielt hiebei gleichzeitig darauf ab, ein derarti¬ ges Mahlgut erforderlichenfalls einer Trocknung zu unterziehen, wobei im Falle von Kalkstein oder Kalkmergel gleichzeitig eine Kalzination möglich sein soll. Zur Lösung dieser Aufgabe besteht das erfindungsgemäße Verfahren im wesentlichen darin, daß in die Brennkammer bzw. Brennkraftmaschine und/oder den Mahlraum Wasser und/oder Wasserdampf eingebracht wird. _ Dadurch, daß die Verbrennungsabgase einer Brennkammer gemeinsam mit Wasser oder Wasserdampf eingebracht werden, kann die durch die Wasserverdampfung entstehende Enthalpiedifferenz energetisch genutzt werden. Im Falle der Verwendung einer Brennkraf maschine kann gleichzeitig die Brennkraftmaschine zur Energiegewinnung herangezogen werden und ein getaktetes Einbringen von Verbrennungsabgasen entsprechend dem Auspufftakt vorgenommen werden, wodurch sich Resonanzerscheinungen durch Phasenverschiebungen einstellen lassen und die Mahlfeinheit weiter erhöht werden kann. Dies gilt insbesondere, wenn, wie es einer bevorzugten Ausbildung entspricht, die Verbrennungsabgase in in den Mahlraum mündenden Strahlrohren, insbesondere Puls-Strahlrohren, gebildet werden und pulsierend in den Mahlraum eingedüst werden. Mit derartigen Puls-Strahlrohren lassen sich relativ hochfrequente Pulsationsfrequenzen und damit eine besonders intensive und feine Vermahlung gewährleisten. Bei dem gewählten Ausgangsprodukt gelingt es Mahlendfeinheit zwischen 1500 und 6500 cm^/g (Blainewert) bzw. mittlere Durchmesser von 8 bis 35 um sicherzustellen. Mit dem Einbringen von heißen Verbrennungsabgasen in den Mahlraum werden Temperaturen im Mahlraum zwischen 150 und 700° C erzielt, wobei insbesondere bei Temperaturen um 700° C bei Einsatz von Kalkstein oder Kalkmergel eine zumindest teilweise Kalzination ermöglicht wird. Das bei der Kalzination gebildete Cθ2 ist hiebei von besonderem Vorteil, um die für die sichere Aufrechterhaltung einer Wirbelschicht und das nachfolgende Sichten erforderliche Gasmenge in jedem Falle aufrechtzuerhalten.
In besonders einfacher Weise erlaubt das erfindungsgemäße Ver- fahren dabei die Herstellung von Flugasche-Mischzementen. Die besonderen Vorteile kommen dabei vor allem bei der entgasenden Reaktionsmahlung von Flugaschen zum Tragen, bei welcher der Mahlraum gleichzeitig den Reaktionsraum bildet. Flugasche aus konventionellen thermischen Kraftwerken sind "künstliche Puzzo- lane" und können entsprechend Puzzolan/Trass-Mischzementen eingesetzt werden. _ Nur ein kleiner Teil der Flugaschen entspricht den Anforderungen der Zementindustrie. Meist enthalten Flugaschen noch sehr hohe Anteile von bis zu 25 Gew.% an extrem störenden unverbranntem Kohlenstoff. Dieser refraktäre Kohlenstoff ist meist ummantelt durch die erstarrte mineralische Flugasche und somit einer Oxi- dation und/oder Vergasung in der Regel nicht zugänglich. Mit Hilfe der heißen Verbrennungsabgase ist es nun möglich, diese Flugasche-Partikel mechanisch aufzuschließen und den doch noch sehr hohen Kohlenstoffgehalt beispielsweise durch Vergasung in der Wirbelschicht, insbesondere durch eine unterstöchio etrische Verbrennung bzw. Vergasung mittels Wasserdampf zur Bildung von Wassergas, energetisch zum Beispiel durch Einblasen in den Verbrennungsraum des thermischen Kraftwerkes, nutzbar zu machen. Da der Kohlenstoffgehalt der Flugaschen die Hydratation des Misch- zementes außerordentlich stört, ist diese Aufschlußvergasung bzw. Oxidation unter gleichzeitiger Partikelverkleinerung von ausschlaggebender Bedeutung.
Insbesondere in der Zementindustrie erlaubt eine derartige mit Verbrennungsabgasen betriebene Strahlmühle gleichzeitig mit der Feinmahlung ein Kalzinieren, sodaß die herkömmliche Rohrmühle und ein Vorkalzinator entfallen kann. Insbesondere die Möglichkeit Zu ischstoffe, wie beispielsweise Hüttensande mit Rest¬ feuchten von 10 bis 20 Gew.% einzubringen, ist im Zusammenhang mit der Mischzementherstellung besonders vorteilhaft, da zum einen die erforderliche Endfeinheit erzielt wird und zum anderen durch das Einbringen von Wasser die eingangs genannten Enthalpiedifferenzen bei der Verdampfung des Wassers energetisch genutzt werden können.
Mit Vorteil wird das erfindungsgemäße Verfahren so durchgeführt, daß die Verbrennungsabgase mit einem Druck zwischen 3 und 15 bar den Düsen zugeführt werden, wobei in besonders vorteilhafter Weise die Düsenaustrittsgeschwindigkeit zwischen 200 und 5000 m/sec gewählt wird. Mit diesen Verfahrensparametern und mit der bevorzugten Maßnahme, daß der Gasdurchsatz auf 0,l_bis 0,7 kg Mahlgut/kg Mahlgas eingestellt wird, kann sowohl der Sichter als auch die stationäre Wirbelschicht mittels der Druckdifferenz zwischen Düseneintritt und Sichter optimal kontrolliert werden. Düsen für das Einstoßen von Verbrennungsabgasen können konventionell und zwar unterkritisch ebenso wie überkri- tisch als Lavaldüse ausgebildet sein. Die bevorzugte Verwendung des in der Literatur auch als "Lorin" -Strahlrohr oder Ram-Jet bezeichneten Strahltriebwerkes führt zu besonders hohen Austrittsgeschwindigkeiten, wobei die Gasstrahlen aus der Wirbelschicht jeweils Partikel ansaugen und diese zum Mahlpunkt beschleunigen. Bei Verwendung eines Puls-Strahlrohres können quer zum Gasstrahl Teilchenschwingungen eingestellt werden, sodaß bereits durch diese Teilchenschwingungen ein Mahleffekt erzielt wird. In der Wirbelschicht selbst treten unterschiedliche Partikelgeschwindigkeiten auf, wobei die eher gröberen Partikel tendentiell abwärts gerichtet und die feineren Partikel tendentiell aufwärts gerichtet in Bewegung sind. Die auf diese Weise ausgebildeten Scherkräfte in der Wirbelschicht führen zu einer weiteren Vorzerkleinerung, wobei alle diese Phänomene umso stärker werden, je näher sich die Gasstrahlgeschwindigkeit der Schallgeschwindigkeit nähert. Bei Überschallgeschwindigkeit findet die Vermahlung der Partikel hauptsächlich im Gasstrahl statt und es kann sich kein eigentlicher "Mahlpunkt" mehr ausbilden. Die Schallgeschwindigkeit liegt aber mit Rücksicht auf die hohen Drucke und die hohe Temperatur weit höher als in der Atmosphäre und beispielsweise bei Temperaturen von etwa 1200°C bei etwa 770 m/s, wobei bei dieser Betrachtung auch die Fest- stoffbeladung im Gasraum berücksichtigt werden muß, wodurch sich in der Mahlkammer Schallgeschwindigkeiten von bis zu 4000 m/s ergeben können. Der Mahleffekt kann zusätzlich durch den hohen geschwindigkeitsbedingten Impuls noch durch den Kavitationseffekt im Bereich der jeweiligen Schallgeschwindigkeit überproportional gesteigert werden. Eine induzierte Schwingung des Fließbettes führt zu einer überproportionalen Zunahme des Mahlwirkungsgrades, wobei die optimale Gasstrahlgeschwindigkeit knapp bei der Schallgeschwindigkeit liegen dürfte. Die Brennkammern können konventionell ausgeführt werden, wie dies im Gasturbinenbau üblich ist. Bevorzugt wird hiebei eine Brennstoffeinspritzung vorgenommen, wie sie beispielsweise bei Gasturbinen und bei Diesel- und Schwerölmotoren Verwendung findet.
Beim Feinmahlen und Kalzinieren für die Zwecke der Zementindustrie können vorteilhaft auch Altbrennstoffe eingesetzt und entsorgt werden, wie sie bereits bisher bei der Klinkerherstellung als Alternativbrennstoffe eingesetzt werden. Hiezu zählen Altöle, Lösungsmittel aber auch Pyrolysegase, Erdgas, Kohlestaub und Schweröle, wodurch die Wirtschaftlichkeit verbessert werden kann.
Um eine pulsierende Eindüsung der Verbrennungsabgase zu erzielen, eignet sich naturgemäß bevorzugt auch ein Dieselmotor, mit welchem eine Stromerzeugung gekoppelt sein kann. Der Auspuff- strahl des Dieselmotors wird über Düsensysteme in der Wirbelschicht entspannt, wobei aufgrund der kombinierten Stromerzeu- gung ein sehr hoher Gesamtwirkungsgrad erzielt werden kann.
Das bevorzugt eingesetzte Puls-Strahlrohr weist neben einer besonders hohen Düsenaustrittsgeschwindigkeit einen pulsierenden Austritt der Treibgasmassen auf. Auspuffrequenzen zwischen 50 Hertz und etwa 6000 Hertz lassen sich mit derartigen Puls- Strahlrohren ohne weiteres erzeugen. Die dadurch gebildeten Stoßkaskaden innerhalb des Partikelstromes des Gasstrahles vor dem Mahlpunkt führen hiebei zu einer gegenseitigen Zertrümmerung der Partikel in Gasstrahlrichtung. All dies führt zu einer signifikanten Erhöhung der Zerkleinerungswirkungsgrades. In Abhängigkeit von den Materialeigenschaften des Mahlgutes, vor allem aber der Härte und der Rohkornverteilung kann die Auspufffrequenz des Puls-Strahlrohres den jeweiligen Bedürfnissen angepaßt werden, wobei eine weitere Optimierungsmöglichkeit darin besteht, die Auspuffrequenzphasen entsprechend zu verschieben, sodaß Schwingungsinterferenzen ausgebildet werden, welche zu einer weiteren Verbesserung des Zertrümmerwirkungsgrades führt. Bei derartigen Puls-Strahlrohren wird ein brennbares Gemisch oder die Verbrennungslu t über ein Klappenregister nach Art von Rückschlagventilen dem Verbrennungsraum zugeführt und in der Folge über Zündkerzen oder eine Pilotflamme ein brennbares Gemisch gezündet, welches explosionsartig verbrennt. Das Klappenregister schließt hiebei und das Gas strömt über das Resonanzrohr in den Mahlraum mit einer Geschwindigkeit, die abhängig ist vom Resonanzrohrdurchmesser und dessen Länge. Der ausströmende Gaszylinder verursacht im Verbrennungsraum einen Unterdruck, welcher wiederum das Klappenregister öffnet, worauf neuerlich Luft und Brennstoff angesaugt wird. Zum Starten eines derartigen Puls-Strahlrohres ist ein Startkompressor erforderlich, welcher nach dem Starten abgeschaltet werden kann. Die Verbrennung kann aber auch unter Druckaufladung weiter aufrechterhalten werden, wobei die Auspuffrequenz über das Klappenregister kontrolliert werden kann.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann bevorzugt so durchgeführt werden, daß die Achsen der Austrittsdüsen koaxial oder auf einen gemeinsamen Punkt im Mahlraum orientiert werden, wobei mit Vorteil so vorgegangen wird, daß im Mahlraum eine Wirbelschicht aus Mahlgut aufrechterhalten wird, daß die Eindüsung der Verbrennungsabgase mit phasenverschobenen Frequenzen erfolgt und aus dem Mahlraum austretende Partikel über einen Sichter abgezogen werden, wobei Grobgut in den Mahlraum rückgeführt wird. Im Niedertemperaturbetrieb bis etwa 350° C kann der Sichter in die Wirbelschicht integriert werden, wobei im Falle höherer Wirbelschichttemperaturen vor einem ggf . außerhalb der Strahlmühle an- geordneten Sichter eine Zwischenkühlung vorgenommen werden kann.
Die erfindungsgemäße Strahlmühle zur Durchführung dieses Verfahrens für den Einsatz von körnigem Material, wie z.B. Puzzolanen, Trass, Hüttensand, vorgebrochenem Klinker, Flugasche, Kalkstein und/oder Kalkmergel, bei welcher das Mahlgut in einen Mahlraum eingebracht und mit Gasstrahlen beaufschlagt wird und bei welcher dem Mahlraum eine Brennkammer oder eine Verbren- nungskraftmaschine vorgeschaltet ist, ist mit Vorteil dadurch gekennzeichnet, daß in die Brennkammer bzw. Verbrennungskraft- maschine und/oder den Mahlraum Wasser eingebracht wird oder Düsen für Wasser und/oder Wasserdampf münden, und daß in den Mahlraum mündende Düsen für die Verbrennungsabgase am Umfang des Mahlraumes angeordnet sind. In vorteilhafter Weise sind die Düsen von Mündungen von Lorin-Strahlrohren gebildet, wobei mit Vorteil, die in einem Strahlrohr erzeugten Brenngase über ein Resonanzrohr geführt sind und pulsierend in die Mahlkammer geleitet sind.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer schematischen Zeichnung und eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. In der Zeichnung zeigen Fig.l eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Strahlmühle und Fig.2 ein Puls-Strahlrohr teilweise im Schnitt. In Fig. 1 ist mit 1 eine Strahlmühle bezeichnet, welcher über eine Ringleitung 2 Verbrennungsabgase aus einer Brennkammer 3 zugeführt werden. Alternativ zu dieser Brennkammer kann unmittelbar ein Strahlrohr an die Strahlmühle 1 angeschlossen werden. Das zu mahlende Gut wird aus einem Bunker 4 über eine Zellradschleuse 5 in den Mahlraum 6 eingebracht, in welchem sich eine Wirbelschicht ausbildet.
Der Brennkammer 3 wird über Leitungen 7 Brennstoff und über Lei- tungen 8 bevorzugt Wasser eingedüst, wobei die verdichtete Verbrennungsluft über den Ansaugkrümmer 9 eingebracht wird. In der Brennkammer herrscht ein Überdruck von etwa 3 - 15 bar. Alternativ oder zusätzlich .kann über Leitungen 10 Wasser oder Wasserdampf auch unmittelbar in die Strahlmühle 1 eingedüst werden. Innerhalb der Wirbelschicht 6 entsteht nun der oben ausführlich beschriebene Mahleffekt, wobei das Mahlgut über einen Sichter 11 und einen Wärmetauscher 12 über die Leitung 13 ausgetragen wird. Grobgut, welches vom Sichter 11 nicht in die Leitung 13 befördert wird, gelangt zurück in den Mahlraum 6.
Fig.2 zeigt ein Puls-Strahlrohr, welches aus einem Düsenkopf 14, einem Verbrennungsraum 15, sowie aus einem Resonanzrohr 16 auf- gebaut ist. Im Düsenkopf 14 befindet sich ein Vergaser 17, mit welchem ein zündfähiges Brennstoff-Luft-Gemisch erzeugt wird. Das Brennstoff-Luft-Gemisch gelangt über ein aus einer Flatterscheibe 18 bestehendes Rückschlagventil 19 in den Verbrennungs- räum 15, wobei der Rand der Flatterscheibe 18 in Richtung des Doppelpfeiles 20 beweglich ausgebildet ist. Im Verbrennungsraum 15 wird das zündfähige Gemisch mit einer Zündvorrichtung 21 gezündet und verbrennt explosionsartig, wobei der Druck im Verbrennungsraum 15 sprunghaft ansteigt und das Rückschlagventil 19 geschlossen wird. In der Folge strömen die Verbrennungsabgase durch das Resonanzrohr 16 aus und werden durch die Düsenwirkung beschleunigt, was wiederum im Verbrennungsraum 15 einen Unterdruck bewirkt. Durch diesen Unterdruck wird das Rückschlagventil 19 geöffnet und neuerlich Brennstoff-Luft-Gemisch über den Düsenkopf 14 in den Verbrennungsraum 15 angesaugt, worauf das zündfähige Gemisch gezündet wird. Ein Teil des Gaskolbens wird durch den Unterdruck wieder über das Resonanzrohr 16 in den Verbrennungsraum 15 zurückgezogen, was zu einer Verdichtung führt. Der Brennrauminhalt besteht dann aus angesaugter Luft, vergastem Brennstoff und etwas Auspuffgas, wobei dieses Gemisch entweder durch eine Zündkerze oder durch die Verdichtung zur Explosion gebracht werden kann.
Zum Anlassen des Puls-Strahlrohres dient eine Anlaßzündvorrich- tung 22 im Düsenkopf 14. Ein Brennstoff-Luft-Gemisch wird dabei in den Düsenkopf 14 geblasen, worauf dieses Gemisch mit der Anlaßzündvorrichtung 22 gezündet wird. Die Verbrennungsabgase strömen in der Folge über den Verbrennungsraum 15 und das Resonanzrohr 16 aus, wobei im Verbrennungsraum 15 und somit im Düsenkopf 14 ein Unterdruck erzeugt wird. Dadurch wird wiederum ein zündfähiges Gemisch angesaugt, welches in den Verbrennungs¬ raum 15 gelangt, wo es schließlich mit der Zündvorrichtung 21 gezündet wird. Ausführungsbeispiel :
Klinker mit einer Ausgangstemperatur von 20° C wird mit schwerem Heizöl vermählen. Als Oxidationsmittel wird Luft eingesetzt. Mittels in die Wirbelschicht eingesprühtem Wasser wird ein Temperaturfenster in der Wirbelschicht zwischen 250 und 400° C eingestellt. Die spezifische Mahlarbeit wurde mit 167 kWh/t Klinker bei einer Feinheit von 3600 ^/g (Blaine) ermittelt.
Es wurden somit 25 kg Heizöl pro Tonne Klinker bei einem theoretischen Bedarf von 15 kg Heizöl pro Tonne Klinker eingesetzt. Das MJ/Nm3 C02-Verhältnis wurde mit 27,2 bei ca. 15,5 VOL % C02 im .Abgas und ca. 2 % Sauerstoff ermittelt. Der spezifische Luft- bedarf betrug somit 11 Nm3 /kg Heizöl und somit 275 m3 / t Klinker.
Aus den vorangehenden Werten errechnet sich ein spezifisches Treibvolumen von ca. 300 Nm3/t Klinker.
Bei einer Treibgastemperatur von ca. 1200° C führt das Einspritzen von Wasser in die Wirbelschicht zu einer Erhöhung des verfügbaren Enthalpiegefälles zwischen Düse und Mahlraum, wodurch sich der Gasanteil auf 0,1 bis 0,6 kg Klinker pro kg Mahlgas erhöht. Die Wirbelschichttemperatur wurde mit 350° C festgestellt, sodaß ein entsprechend warmer Klinkerstaub anfällt. Wenn die Gasbeladung zu hoch ist, kann in die Wirbelschicht noch zusätzlich Kaltluft eingeblasen werden. Der Klinkerstaub wurde anschließend in einer weiteren Wirbelschicht auf 50° C gekühlt, wobei die Enthalpie des Abgases energetisch genutzt wurde.
Anstelle der Einsprühung von Wasser konnte durch Verwendung von nassem Sand ein trockener Hochofenschlackenmischzement als gemahlenes Gut erhalten werden.

Claims

Patentansprüche :
1. Verfahren zum Vermählen und Aufschließen von körnigem Mahlgut in einer Strahlmühle, insbesondere zum Mahlen von Puzzolanen, Trass, Hüttensand, Flugasche, vorgebrochenem Klinker, Kalkstein und/oder Kalkmergel, wobei in die Mahlkammer Verbrennungsabgase einer Brennkammer und/oder Brennkraftmaschine eingedüst werden, dadurch gekennzeichnet, daß in die Brennkammer (3) bzw. Brennkraftmaschine und/oder den Mahlraum (6) Wasser und/oder Wasser- dampf eingebracht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennungsabgase mit einem Druck zwischen 3 und 15 bar den Düsen zugeführt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenaustrittsgeschwindigkeit zwischen 200 und 5000 m/sec gewählt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasdurchsatz auf 0,1 bis 0 , 7 kg Mahlgut/kg Mahlgas eingestellt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn- zeichnet, daß die Verbrennungsabgase in in den Mahlraum (6) mündenden Strahlrohren, insbesondere Puls-Strahlrohren, gebildet werden und pulsierend in den Mahlraum (6) eingedüst werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn- zeichnet, daß die Achsen der Austrittsdüsen koaxial oder auf einen gemeinsamen Punkt im Mahlraum (6) orientiert werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Mahlraum (6) eine Wirbelschicht aus Mahlgut aufrechterhalten wird, daß die Eindüsung der Verbrennungsabgase mit phasenverschobenen Frequenzen erfolgt und aus dem Mahlraum
(6) austretende Partikel über einen Sichter (11) abgezogen werden, wobei Grobgut in den Mahlraum (6) rückgeführt wird.
8. Strahlmühle zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 für den Einsatz von körnigem Material, wie z.B. Puzzolanen, Trass, Hüttensand, vorgebrochenem Klinker, Flugasche, Kalkstein und/oder Kalkmergel, bei welcher das Mahlgut in einen Mahlraum (6) eingebracht und mit Gasstrahlen beaufschlagt wird und dem Mahlraum (6) eine Brennkammer (3) oder eine Verbrennungskraftmaschine vorgeschaltet ist, dadurch gekenn- zeichnet, daß in die Brennkammer (3) bzw. Verbrennungskraftmaschine und/oder den Mahlraum (6) Wasser eingebracht wird oder Düsen für Wasser und/oder Wasserdampf münden und daß in den Mahlraum (6) mündende Düsen für die Verbrennungsabgase am Umfang des Mahlraumes (6) angeordnet sind.
9. Strahlmühle nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen von Mündungen von Lorin-Strahlrohren gebildet sind.
10. Strahlmühle nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die in einem Strahlrohr erzeugten Brenngase über ein Resonanzrohr (16) geführt sind und pulsierend in die Mahlkammer geleitet sind.
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