WO2009135557A1 - Wälzmühle mit sperrgasbeaufschlagung - Google Patents

Wälzmühle mit sperrgasbeaufschlagung Download PDF

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WO2009135557A1
WO2009135557A1 PCT/EP2009/001720 EP2009001720W WO2009135557A1 WO 2009135557 A1 WO2009135557 A1 WO 2009135557A1 EP 2009001720 W EP2009001720 W EP 2009001720W WO 2009135557 A1 WO2009135557 A1 WO 2009135557A1
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WO
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sealing
gas
mill
chamber
seal
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PCT/EP2009/001720
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French (fr)
Inventor
Thomas Krause
Werner Bischoff
Tieu Le Van
Original Assignee
Hitachi Power Europe Gmbh
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Priority to US12/990,966 priority patent/US20110108643A1/en
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C15/00—Disintegrating by milling members in the form of rollers or balls co-operating with rings or discs
    • B02C15/04—Mills with pressed pendularly-mounted rollers, e.g. spring pressed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C15/00—Disintegrating by milling members in the form of rollers or balls co-operating with rings or discs
    • B02C2015/002—Disintegrating by milling members in the form of rollers or balls co-operating with rings or discs combined with a classifier

Definitions

  • the invention is directed to a roller mill, in particular a coal mill, comprising a mill housing with a rotating grinding table with grinding tools resting thereon, in particular grinding rollers, a Mahlgutzu entry, a sifter, a Mahlgutaustrag, at least one of the mill interior in the field of movable mill elements against the outer atmosphere sealing sealing gas seal and a Traggaszu entry, wherein the roller mill is operable in the overpressure mode. Furthermore, the invention is directed to a method for operating such a roller mill.
  • Roller mills are used, inter alia, in the field of coal power plants for the grinding of the coal to be burned in the combustion chamber of a steam generator.
  • the basic structure of Wälzmühlen or vertical mills consists of a mill housing with arranged therein rotating grinding table, are pressed against the resting grinding tools due to their own weight, but also by applying additional spring force or hydraulic force by means of hydraulic cylinders.
  • These grinding tools can be balls or even cylindrical, conical or spherical rollers.
  • the abandoned ground material is moved during operation of the mill by the acting fly forces to the edge of the plate. On the way there, the grinding stock is picked up by the grinding tools and rolled over one or more times. It is crushed. The result is a mixture of coarse and finely crushed material.
  • the mill or milling process is set that an optimized grinding bed, ie a layer of ground grinding material, forms on the grinding table.
  • a carrier gas usually air, is blown into the roller mill.
  • the air stream entering here is directed upwards and carries the lighter, ground millbase up to a sifter or separator arranged there within the mill housing and then carries the ground millbase out of the mill housing via a grinding stock discharge.
  • the separator or separator is used to separate coarse and fine material.
  • the fine material is discharged from the carrier gas through the classifier to the Mahlgutaustrag and then out of the roller mill, while the coarse material falls down again on the grinding table and is ground again.
  • Such roller mills on various moving or moving mill elements which must be sealed during operation of the roller mill in overpressure operation against leakage of the mill trumpet out of the mill housing out in the outside atmosphere.
  • these mill elements have corresponding seals, wherein this seal can also be done with so-called sealing gas or sealing air, the mill elements are then provided with sealing gas seals sealing against the outside atmosphere.
  • sealing Sperrgasabdichtungen can be arranged in the storage area of, for example, a central coal inlet pipe rotating as a central axis classifier, then blocking air or sealing gas introduced into the formed between the outside of the central coal inlet pipe and the inside of the rotating classifier gap and blown into the interior of the mill housing becomes.
  • Another sealing barrier gas seal may be formed in the region of the axle guide of the grinding tools. There is ensured by appropriate sealingsperrgasabdichtitch that no internal air or no carrier gas can escape from the mill housing to the outside. Sealing sealing gas seals can also be provided in the region of the tie rods and in the area of the base floor.
  • the sealing barrier air or sealing gas seals are not completely sealed, so that in such an approach with a assumed leakage rate of 5% of the barrier gas then about 26 t of CO 2 would escape daily to the mill environment. Since CO 2 has a higher density than air, it would accumulate in the vicinity of the ground standing mills, which is not permitted for reasons of operational safety. As a possible countermeasure, the mills could be housed and these rooms then provided with suction. However, this leads to a significantly increased design and manufacturing complexity with a corresponding increase in price of such Wälzmühlen.
  • the invention is therefore based on the object to provide a solution that allows use of recirculated flue gas as a sealing gas without significantly affecting the mill environment.
  • At least the at least one sealing gas seal comprises a first sealing chamber and a second sealing chamber, wherein the first sealing chamber with a sealing gas with respect to the prevailing mill inside the mill during mill operation increased sealing gas pressure and the second sealing chamber is acted upon by a sealing gas with respect to the sealing gas of the first sealing chamber lower sealing gas pressure and at the second sealing chamber a discharge line discharging the blocking gas from the second sealing chamber, in particular a line, is arranged.
  • Oxyfuel process oxygen is supplied instead of air for combustion, supplied as a sealing gas or barrier gas component and discharged from the second sealing chamber.
  • the invention makes it possible to pressurize the first sealing chamber with the CO 2 -containing flue gas.
  • the flue gas is expediently supplied with a pressure of the first sealing chamber, which is formed higher than the mill interior pressure.
  • the CO 2 -containing sealing gas introduced into the first sealing chamber enters from the first sealing chamber the corresponding ventilation ducts sealingly into the mill interior or the interior of the mill element to be sealed.
  • the C ⁇ 2 ⁇ containing barrier gas enters the flow paths leading out to the outside atmosphere from the sealing chamber.
  • the second sealing chamber With respect to the first sealing chamber then in the downstream position of these outwardly leading lines or flow paths then the second sealing chamber is arranged, in which the corresponding - it may also be only a flow path - flow paths open.
  • the second sealing chamber In the second sealing chamber there is a reduced relative to the first sealing chamber Pressure, in particular prevails in the second sealing chamber and a pressure of less than equal to the external atmospheric pressure is formed.
  • a type of suction chamber is formed in the second sealing chamber, which on the one hand sucks the CO 2 -containing sealing gas from the respective first sealing chamber.
  • a sealing gas is formed in the second sealing chamber with a reduced CO 2 concentration compared to the first sealing chamber.
  • a barrier gas or the sealing gas / air mixture laxative line or discharge is arranged or formed, through which the sealing gas or sealing gas / air mixture selectively removed from the second sealing chamber and optionally collected at the end targeted. This avoids that the sealing gas or the sealing gas / air mixture from the second sealing chamber escapes directly into the outside atmosphere in the mill environment.
  • the invention thus consists in its essential aspect in the form of a sealing sealing gas seal in that a first sealing chamber is present, in which CO 2 -containing sealing gas is introduced in overpressure.
  • the barrier gas which is forced outward through leakage openings or corresponding flow paths to the outside of the mill, is collected by means of the second sealing chamber.
  • a lower pressure prevails in the second sealing chamber compared to the first sealing chamber, so that the "leakage" blocking gas of the first sealing chamber is also drawn in by the second sealing chamber
  • the sealing gas or the sealing gas / air mixture is then selectively discharged via a line or discharge.
  • the formation of the sealing gas pressure of the second sealing chamber with a pressure less than or equal to the atmospheric pressure is advantageous in that it creates a sucking effect of the second sealing chamber with respect to the surrounding outside air and is sucked by any existing leakage openings or leakage flow paths air, creating a Exiting C ⁇ 2 ⁇ containing barrier gas is prevented by just these leakage openings or -Fromungswege outward.
  • a sealing gas seal according to the invention in a roller mill, in which the sealing gas of the first Dichthimmmer and / or the second sealing chamber recycled C ⁇ 2 -containing flue gas, in particular a coal power plant whose combustion chamber according to the oxyfuel process oxygen instead of air Combustion is supplied.
  • the sealing gas of the first and / or second sealing chamber may be a CÜ2-containing flue gas with mixed oxygen content, which the invention also provides.
  • the invention further provides that the first sealing chamber to the first mill inside the first sealing chamber and the second sealing chamber for from the first sealing chamber leaking sealing gas downstream and with respect to a flow connection to the mill interior is a remote from the mill interior and closest to the outside atmosphere second sealing chamber.
  • the roller mill may have one or more sealing gas seals in the region of the base bottom seal and / or in the region of the Buchstabenabdichtung and / or in the Mahlwalzenabdichtung to seal one or more mill elements, wherein according to an advantageous embodiment of the invention, each of these sealing gas seals fed Block gas recycled CO 2 -containing flue gas of a working after oxyfuel coal power plant.
  • a plurality of the sealing gas seals but in particular at least one sealing gas seal can be equipped with a first and second sealing chambers.
  • the barrier gas seals are provided in the region of the base bottom seal and / or in the region of the Mahlwalzenabdichtung with a first and second sealing chamber, wherein such a sealing gas seal may well be formed in the Switzerlandstangenabdichtung.
  • the Traggaszu the mill in line connection with the flue gas line for recycled, preferably purified and dehumidified, CO 2 ⁇ containing flue gas of a coal power plant, the combustion chamber according to the oxyfuel process oxygen instead of air is supplied for combustion is ,
  • the mill is formed as a total of both on the carrier gas side and on the barrier gas side with CCh-containing recirculated flue gas operated roller mill.
  • the invention provides, these bushings with a housing formed in an enclosure chamber to cover.
  • the invention is therefore characterized in an embodiment further characterized in that in the upper housing cover a bushings in the mill interior, in particular bushings for waves, overlapping, an enclosure chamber is formed with connected discharge line housing forming.
  • the method is characterized by the fact that the carrier gas supply preferably purified and dehumidified CO 2 -containing flue gas is supplied as Mühlentraggas or Mühlentraggas istteil, the flue gas preferably comes from a coal power plant, the combustion chamber according to the oxyfuel process oxygen instead of air for combustion becomes.
  • Fig. 5 shows a schematic representation of a roller mill with static separator.
  • the roller mill denoted overall by 1 in FIG. 1, which is a coal mill, has a mill housing designated as a whole by 2, which comprises the actual mill housing 2a and a classifier housing 2b.
  • a rotating grinding table 4 is arranged on the bottom side on a grinding bowl carrier 3.
  • grinding rollers 5 are grinding tools.
  • the grinding rollers are pressed onto the grinding table 4 by means of a pressure frame 6 on which pull rods 7 engage.
  • the grinding bowl carrier 3 is arranged on a gear 34, which in turn rests on a foundation 35.
  • a separator 8 Centrally in the upper region of the separator housing 2b, a separator 8 is arranged, which is fixed to a central Mahlgutzu entry 9 in the form of a central Mahlguteinlaufrohres around rotating on the outside of the Mahlgutzu exit 9 by means of a hanging storage 10. From the classifier housing 2b lead two Mahlgutausträge 11 addition.
  • a carrier gas feed 12 is formed at the level of the grinding bowl carrier 3. In their operating condition the roller mill 1 is fed by the carrier gas feed 12 CO 2 - containing recirculated flue gas as a carrier gas such that the mill 1 is operated in overpressure.
  • Mahlgutzu operation 9 coal is applied centrally on the grinding table 4 between the grinding rollers 5 and moved by the rotating grinding table 4 to the outside towards the plate edge.
  • the material to be ground gets under the grinding rollers 5 and is crushed.
  • the carrier gas stream From the carrier gas stream, the comminuted material to be ground is entrained in the mill housing 2a and carried upwards to the sifter 8. Fine material flows through together with the carrier gas, the rotating classifier 8 and is discharged through the Mahlgutausträge 11 from the classifier housing 2b.
  • the roller mill 1 comprises a series of movable mill elements, such as e.g. the grinding table 4 with associated Mahlschüsselani 3 and base base 32, the classifier 8 with associated drive and associated storage, the grinding rollers 5 each with associated storage and associated drive and the tie rods 7 with mutually movable elements.
  • movable mill elements such as e.g. the grinding table 4 with associated Mahlschüsselani 3 and base base 32, the classifier 8 with associated drive and associated storage, the grinding rollers 5 each with associated storage and associated drive and the tie rods 7 with mutually movable elements.
  • All four seal gas seals 14, 16, 18 and 20 is via a conduit 21 CO 2 -containing, recirculated flue gas supplied as a barrier gas, wherein the sealing gas of the sealing gas seal 14 of the base bottom seal 13 via a branch line A, the third sealing gas seal 17 of the Mahlwalzenabdichtung 18 via a branch line B, the fourth sealing gas seal 19 of the Switzerlandstangenabdichtung 20 via a branch line C and the second seal gas seal 16 of the classifier drive seal 15 is supplied via a branch line D.
  • the sealing gas is supplied at a pressure which is higher than the internal mill pressure during the grinding operation, so that the supplied C ⁇ 2 ⁇ containing barrier gas via formed as leakage openings flow paths with low flow velocity enters the mill interior 31 and thus causing the exit of the overpressure in the mill inside , also containing CO 2 -containing carrying gas via these possible leakage flow paths prevented.
  • At least one sealing barrier gas seal in the present case the second sealing gas seal 16 in the region of the sifter drive seal 15 and the sealing gas seal 14 in the region of the base bottom seal 13, have two sealing chambers, namely a first sealing chamber 22a, 22b and a second sealing chamber 23a, 23b.
  • a discharge in the form of a discharging line 24a, 24b is furthermore arranged in each case.
  • Fig. 2 shows schematically a partial section of the hanging storage 10, by means of which a rotating around the milk supply 9 around area 26 of the classifier 8 is driven and stored.
  • a first sealing chamber 22b and a second sealing chamber 23b are formed and arranged in the course of the sealing surface 27.
  • the first sealing chamber 22b is recirculated CO ⁇ -containing flue gas via a line 28 during operation of the mill with respect to the pressure prevailing in the mill interior 31 overpressure higher pressure. From the first sealing chamber 22, the CO 2 - containing sealing gas enters in the region of the sealing surfaces 27 and flows through flow paths in the direction of arrow 29 into the interior of the mill housing 2.
  • the first sealing chamber 22 b is thus the closest to the mill interior 31 sealing chamber. From the first sealing chamber 22b, however, the sealing gas also enters the gap between the sealing surfaces 27 in the opposite direction.
  • a second sealing chamber 23b located downstream in relation to the first sealing chamber 22b due to the flow paths for the sealing gas is then arranged and formed so that the sealing gas enters the second sealing chamber 23b from the gap between the sealing surfaces 27b.
  • the second sealing chamber 23b constitutes a second sealing chamber 23b located further away from it due to the further flow paths emanating therefrom but to the outside atmosphere.
  • a sealing gas pressure is achieved the first sealing chamber 22b set lower blocking gas pressure.
  • the sealing gas contained therein is discharged via the discharge line 24b. Since in the second sealing chamber 23b preferably a sealing gas pressure is less than or equal to the outside atmospheric pressure, 30 air is sucked from the outside into the second sealing chamber 23b in the direction of arrow. As a result, it is now prevented that sealing gas can escape from the second sealing chamber 23b to the outside.
  • both the sealing gas supplied from the first sealing chamber 22b and the air sucked from the outside are discharged through the discharging line 24b.
  • the sealing gas seal 17 shown in Fig. 3 which seals the mill interior 31 in the region of the mill housing bottom 32, effective.
  • the local first sealing chamber 22a is supplied with increased pressure CO 2 -containing, recirculated flue gas, which then enters the gap formed between sealing surfaces 27 a and then enters in the direction of the arrow 29 a in the mill interior.
  • a second sealing chamber 23a is arranged in which there is a lower sealing gas pressure than in the first sealing chamber 22a and in particular also less than or equal to the atmospheric external pressure.
  • the first sealing chamber 22a is located closer to the mill interior 31 with respect to the flow direction of the CC> 2- containing barrier gas than the second sealing chamber 23a.
  • the second sealing chamber 23a for downstream of the first sealing chamber 22a sealing gas located downstream and with respect to a flow connection to the mill interior 31 away from the mill interior 31 away, but closer to the outside atmosphere located closer than the first sealing chamber 22a.
  • FIG. 4 shows a schematic partial representation of a fourth sealing gas seal 19 in the region of the Buchstangenabdichtung 20, which is in the region of a bellows 36 through which the pull rod 7 is movably guided formed.
  • the bellows 36 with sealing chamber regions 37a, 37b formed thereon forms the first sealing chamber 22c of the fourth sealing gas seal 19 of the drawbar seal 20, through which the drawbar 7 or parts of the pull rod 7 is movably guided / are.
  • the branch line C opens, through which the first sealing chamber 22c, the C ⁇ 2 ⁇ containing barrier gas is supplied.
  • the bellows 36 which seals the sealing of the first sealing chamber 22c and thus the sealing of leakage paths from the mill interior 31 to the outside, for example, over time can become porous and thus can not be described as permanently sealed, is starting from this region of the bellows 36th and the first sealing chamber 22c of the foundation 35 facing part of the pull rod 7 with the anchored on the foundation 35 clamping cylinder 37 by a cylinder-like housing 38 wrapped.
  • the interior of the housing 38 forms between the region of the first sealing chamber 22c and the foundation 35, a second sealing chamber 23c.
  • a laxative line 24c is arranged with connected suction device, so that from the first sealing chamber 22c into the second sealing chamber 23c leaking CC> 2- containing sealing gas is sucked off and removed.
  • the second sealing chamber 23 c is provided with an intake feed with throttle option 39.
  • the first sealing chamber 22c again represents the sealing chamber closest to the inside of the mill and the second sealing chamber 23c downstream of the first sealing chamber 22c sealing gas located downstream and in relation to a flow connection to the mill interior 31 from the mill interior 31 and closest to the outside atmosphere second sealing chamber 23c
  • the housing 38 is provided in part with a removable wall element 38 a, which exposes an opening in the housing 38 after removal.
  • the roller mill 1 is one which is part of a based on the oxyfuel process with CO 2 - separation operated coal power plant, in particular a hard coal power plant, wherein it is in the supplied through the line 21 recirculated or recirculated carbon dioxide flue gas to the of such a power plant is the combustion chamber according to the oxyfuel process oxygen instead of air for combustion is supplied.
  • CO 2 -containing original flue gas an additional oxygen content is mixed before use as a barrier gas.
  • the purge gas mass flow supplied through the conduit 21 is preferably divided so that the second sealing gas seal 16 in the region of the reformerantriebsabdichtung 15 36-44%, the sealing gas seal 14 in the region of the base bottom seal 13 27-33%, the third sealing gas seal 17 in the Mahlwalzenabdichtung 18th 21.5-26.5% and the fourth sealing gas seal 19 in the region of the Buchstangenabdichtung 20 5.5-6.5% of the Wälzmühle 1 total supplied purge gas mass flow is supplied.
  • the combustion chamber according to the oxyfuel process oxygen is fed instead of air for combustion.
  • an additional oxygen content can be supplied to the flue gas forming the mill-carrying gas or a flue-gas constituent component before entering the roller mill.
  • the roller mill according to the invention and sealing gas seal also in conventional standard power plants or such with the power plant combustion chamber upstream coal gasification and there emerging C ⁇ 2 ⁇ containing flue gas apply.
  • the upper housing cover 41 a plurality of shafts 42 with passage through the housing cover 41 through into the mill interior 31 inside, which can also form leakage openings, above the upper housing cover 41 is a closed further housing 43 is formed, which forms a further housing chamber 44.
  • a discharge line 45 is arranged with attached suction, which also provides the Einhausungshunt 44 as the second sealing chamber 23c with a suction negative pressure, so that from passages for the waves 42 exiting CO 2 - containing leakage-carrying gas by means of the housing chamber 44th is collected and discharged via line 45.
  • separator flaps of the static separator 40 are arranged so that a plurality of shafts 42 may be provided, which are guided by the upper housing cover 41 to the outside.
  • a housing 43 adapted to the outer mill contour, that is to say extensions of the outer wall of the mill, comprising walls, has recesses for carrying out the grinding material feed 9 and the grinding stock discharges in its inner area 11 has.

Abstract

Bei einer Wälzmühle (1, 46) insbesondere Kohlemühle, umfassend ein Mühlengehäuse (2) mit einem rotierenden Mahlteller (4) mit darauf aufliegenden Mahlwerkzeugen, insbesondere Mahlwalzen (5), einer Mahlgutzuführung (9), einem Sichter (8), mindestens einem Mahlgutaustrag (11), mindestens einer den Mühleninnenraum (31) im Bereich beweglicher Mühlenelemente gegen die Außenatmosphäre abdichtenden Sperrgasabdichtung (14, 16, 17, 19) und einer Traggaszuführung (12), wobei die Wälzmühle (1, 46) im Überdruckbetrieb betreibbar ist, soll eine Lösung geschaffen werden, die eine Verwendung von rezirkuliertem Rauchgas als Sperrgas ohne signifikante Beeinträchtigung der Mühlenumgebung ermöglicht. Dies wird dadurch erreicht, dass zumindest die mindestens eine Sperrgasabdichtung (14, 16) eine erste Dichtkammer (22a, 22b, 22c) und eine zweite Dichtkammer (23a, 23b, 23c) umfasst, wobei die erste Dichtkammer (22a, 23a, 22b, 22c) mit einem Sperrgas mit gegenüber dem im Mühleninnenraum (31) während des Mühlenbetriebes herrschenden Mühlendruck erhöhtem Sperrgasdruck und die zweite Dichtkammer (23a, 23b, 23c) mit einem Sperrgas mit gegenüber dem Sperrgas der ersten Dichtkammer (22a, 22b, 22c) geringeren Sperrgasdruck beaufschlagt ist und an der zweiten Dichtkammer (23a, 23b, 23c) eine das Sperrgas aus der zweiten Dichtkammer (23a, 23b, 23c) abführende Ableitung, insbesondere eine Leitung (24a, 24b, 24c), angeordnet ist.

Description

Wälzmühle mit Sperrgasbeaufschlagung
Die Erfindung richtet sich auf eine Wälzmühle, insbesondere Kohlemühle, umfassend ein Mühlengehäuse mit einem rotierenden Mahlteller mit darauf aufliegenden Mahlwerkzeugen, insbesondere Mahlwalzen, einer Mahlgutzuführung, einem Sichter, einem Mahlgutaustrag, mindestens einer den Mühleninnenraum im Bereich beweglicher Mühlenelemente gegen die Außenatmosphäre abdichtenden Sperrgasabdichtung und einer Traggaszuführung, wobei die Wälzmühle im Überdruckbetrieb betreibbar ist. Weiterhin richtet sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Wälzmühle.
Wälzmühlen werden unter anderem im Bereich von Kohlekraftwerksanlagen für die Mahlung der in der Brennkammer eines Dampferzeugers zu verbrennenden Kohle verwendet. Der prinzipielle Aufbau von Wälzmühlen oder auch Vertikalmühlen besteht aus einem Mühlengehäuse mit darin angeordnetem rotierenden Mahlteller, auf den aufliegende Mahlwerkzeuge aufgrund ihres Eigengewichtes, aber auch durch Aufbringung zusätzlicher Federkraft oder hydraulischer Kraft mittels Hydraulikzylindern angepresst werden. Diese Mahlwerkzeuge können Kugeln oder auch zylindrische, kegelige oder ballige Walzen sein. Die Materialaufgabe für die im hier zu betrachtenden Fall zu vermählende Stein- oder Braunkohle, erfolgt mittels einer Schurre von oben oder schräg oben oder aber auch durch ein zentrales Kohleaufgaberohr als Mahlgutzuführung auf die Mitte des Mahltellers. Das aufgegebene Mahlgut wird beim Betrieb der Mühle durch die wirkenden Fliegkräfte zum Tellerrand bewegt. Auf dem Weg dorthin wird das Mahlgut von den Mahlwerkzeugen erfasst und ein- oder mehrfach überrollt. Dabei wird es zerkleinert. Es entsteht ein Gemisch aus grob und fein zerkleinertem Material. Der Mühlen- oder Mahlprozess wird so eingestellt, dass sich ein optimiertes Mahlbett, d.h. eine Schicht aus vermahlenem Mahlgut, auf dem Mahlteller ausbildet. Über eine Traggaszuführung, beispielsweise ein Düsenring am Rand des Mahltellers oder der Mahlschüssel, wird ein Traggas, in der Regel Luft, in die Wälzmühle eingeblasen. Der hier eintretende Luftstrom ist nach oben gerichtet und nimmt das leichtere, aufgemahlene Mahlgut nach oben zu einem dort innerhalb des Mühlengehäuses angeordneten Sichter oder Separator mit und trägt das gemahlene Mahlgut dann über einen Mahlgutaustrag aus dem Mühlengehäuse aus. Der Sichter oder Separator dient zur Trennung von Grob- und Feingut. Das Feingut wird von dem Traggas durch den Sichter hindurch zu dem Mahlgutaustrag und dann aus der Wälzmühle heraus ausgetragen, während das Grobgut wieder nach unten auf den Mahlteller fällt und erneut gemahlen wird.
Aufgrund von Umweltdiskussionen stehen derzeit sogenannte ,,CC>2-freie" Kohlekraftwerke in der Entwicklung. Diese werden mit Verfahren betrieben, bei denen am Ende der Rauchgasreinigung CO2 aus dem Rauchgas abgeschieden und beispielsweise verflüssigt und dann einer Lagerung zugeführt wird. In diesem Zusammenhang ist es bekannt, Kohlekraftwerke mit CC>2-Abtrennung auf Basis des sogenannten Oxyfuel- Prozesses zu betreiben. Bei diesem Verfahren wird der Luft vor der Brennkammer bzw. dem Kessel des Dampferzeugers mittels einer Luftzerlegungsanlage der Stickstoff entzogen, so dass der Verbrennung nahezu reiner Sauerstoff zugeführt wird. Um in der Brennkammer ein einer Verbrennung mit Luft ähnliches Temperaturniveau zu erhalten, müssen bei diesem Verfahren etwa zwei Drittel der Rauchgase nach ihrer Abkühlung zur Feuerung zurückgeführt werden. Hierbei kann behandeltes Rauchgas, aber auch unbehandeltes Rauchgas zurückgeführt werden. Bei ausreichend hoher Rauchgastemperatur kann das Rezirkulationsgas (Rauchgas) für die Mahltrocknung der Kohle genutzt werden. Das Rezirkulationsgas wird in diesem Falle als Traggas der Wälzmühle zugeführt.
Weiterhin weisen derartige Wälzmühlen verschiedene bewegte oder bewegliche Mühlenelemente auf, die während des Betriebs der Wälzmühle im Überdruckbetrieb gegen einen Austritt des Mühlentraggases aus dem Mühlengehäuse heraus in die Außenatmosphäre abgedichtet sein müssen. Hierzu weisen diese Mühlenelemente entsprechende Dichtungen auf, wobei diese Abdichtung auch mit sogenanntem Sperrgas oder Sperrluft erfolgen kann, wobei die Mühlenelemente dann mit gegen die Außenatmosphäre abdichtenden Sperrgasabdichtungen versehen sind. Solche abdichtenden Sperrgasabdichtungen können im Bereich der Lagerung des beispielsweise um ein zentrales Kohleeinlaufröhr als Mittelachse rotierenden dynamischen Sichters angeordnet sein, wobei dann Sperrluft oder Sperrgas in den zwischen der Außenseite des zentralen Kohleeinlaufrohres und der Innenseite des rotierenden Sichters ausgebildeten Spalt eingeleitet und ins Innere des Mühlengehäuses ausgeblasen wird. Eine andere abdichtende Sperrgasabdichtung kann im Bereich der Achsführung der Mahlwerkzeuge ausgebildet sein. Dort ist durch entsprechende abdichtende Sperrgasabdichtungen sichergestellt, dass keine Innenluft bzw. kein Traggas aus dem Mühlengehäuse nach außen austreten kann. Abdichtende Sperrgasabdichtungen können auch noch im Bereich der Zugstangen sowie im Bereich des Sockelbodens vorgesehen sein. Im Rahmen des Konzeptes von Steinkohlekraftwerken mit CÜ2-Abtrennung auf Basis eines Oxyfuel Prozesses ist nun auch schon im Aufsatz von A. Kather et al., Steinkohlenkraftwerk mit CO2-Abtrennung auf Basis des Oxyfuel-Prozesses, 38. Kraftwerktechnisches Kolloquium 2006, erörtert worden, die Luft des Sperrluftmassenstromes durch gereinigtes und entfeuchtetes Cθ2~Rezirkulat zu ersetzen. Allerdings sind die abdichtenden Sperrluft- bzw. Sperrgasabdichtungen nicht vollkommen dicht, so dass bei einer solchen Vorgehensweise bei einer anzunehmenden Leckagerate von 5% des Sperrgases dann ca. 26 t CO2 täglich an die Mühlenumgebung entweichen würden. Da CO2 eine höhere Dichte als Luft besitzt, würde es sich in der Umgebung der am Boden stehenden Mühlen anreichern, was aus Gründen der Betriebssicherheit nicht zulässig ist. Als mögliche Gegenmaßnahme könnten die Mühlen eingehaust und diese Räume dann mit Absaugungen versehen werden. Dies führt aber zu einem deutlich erhöhten konstruktiven und fertigungstechnischen Aufwand mit einer entsprechenden Verteuerung derartiger Wälzmühlen. Nimmt man hingegen den Eintrag von Luftstickstoff in den Prozess durch Verwendung von normaler Umgebungsluft als Sperrluft in Kauf, dann führt dies zu einer Absenkung der maximal erreichbaren CO2- Konzentration um 3 %-Punkte im trockenen Rauchgas hinter dem Dampferzeuger, wodurch die durch die Rezirkulation des CO2- Rauchgases vorgesehene positive Wirkung vermindert wird und ein entsprechend schlechterer Wirkungsgrad gegenüber Kraftwerken ohne Sperrlufteintrag entsteht.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Lösung zu schaffen, die eine Verwendung von rezirkuliertem Rauchgas als Sperrgas ohne signifikante Beeinträchtigung der Mühlenumgebung ermöglicht.
Bei einer Wälzmühle der eingangs bezeichneten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zumindest die mindestens eine Sperrgasabdichtung eine erste Dichtkammer und eine zweite Dichtkammer umfasst, wobei die erste Dichtkammer mit einem Sperrgas mit gegenüber dem im Mühleninnenraum während des Mühlenbetriebes herrschenden Mühlendruck erhöhtem Sperrgasdruck und die zweite Dichtkammer mit einem Sperrgas mit gegenüber dem Sperrgas der ersten Dichtkammer geringeren Sperrgasdruck beaufschlagt ist und an der zweiten Dichtkammer eine das Sperrgas aus der zweiten Dichtkammer abführende Ableitung, insbesondere eine Leitung, angeordnet ist.
Ebenso wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Betrieb einer Wälzmühle nach einem der Ansprüche 1-10, bei welchem der ersten Dichtkammer und/oder der zweiten
Dichtkammer rückgeführtes CO2-haltiges Rauchgas, insbesondere eines Kohlekraftwerkes, dessen Brennkammer entsprechend dem
Oxyfuel-Prozess Sauerstoff statt Luft zur Verbrennung zugeführt wird, als Sperrgas oder Sperrgasbestandteil zugeführt und aus der zweiten Dichtkammer abgeführt wird.
Aufgrund der Erfindung ist es möglich, eine abdichtende Sperrgasabdichtung auszubilden, die mit CO2-haltigem, rezirkuliertem Rauchgas als Sperrgas betrieben wird, bei welcher aber dennoch die Leckageraten so gering gehalten werden können, das eine Beeinträchtigung der Mühlenumgebung aufgrund austretenden CO2-haltigen Gases nicht eintritt. Die Erfindung ermöglicht es, die erste Dichtkammer mit dem CO2- haltigen Rauchgas zu beaufschlagen. Hierbei wird das Rauchgas zweckmäßigerweise mit einem Druck der ersten Dichtkammer zugeführt, der höher als der Mühleninnenraumdruck ausgebildet ist. Das in die erste Dichtkammer eingetragene CO2-haltige Sperrgas tritt aus der ersten Dichtkammer die entsprechenden Lüftungswege abdichtend in den Mühleninnenraum oder den Innenraum des abzudichtenden Mühlenelementes ein. Ebenso tritt das Cθ2~haltige Sperrgas in die nach außen zur Außenatmosphäre von der Dichtkammer aus führenden Strömungswege ein. In Bezug auf die erste Dichtkammer dann in stromabwärtiger Lage dieser nach außen führenden Leitungen oder Strömungswege ist dann die zweite Dichtkammer angeordnet, in welche die entsprechenden - wobei es sich gegebenenfalls auch um lediglich einen Strömungsweg handeln kann - Strömungswege einmünden. In der zweiten Dichtkammer herrscht ein gegenüber der ersten Dichtkammer verminderter Druck, insbesondere herrscht in der zweiten Dichtkammer auch ein Druck der kleiner gleich dem äußeren Atmosphärendruck ausgebildet ist. Hierdurch bildet sich in der zweiten Dichtkammer eine Art Saugkammer aus, die einerseits das CO2- haltige Sperrgas aus der jeweils ersten Dichtkammer ansaugt. Darüber hinaus wird in die zweite Dichtkammer aber auch über etwaige bestehende Leckageöffnungen oder Verbindungen oder Strömungswege von der Außenseite Luft in die zweite Dichtkammer angesaugt. Hierdurch bildet sich in der zweiten Dichtkammer ein Sperrgas mit einer gegenüber der ersten Dichtkammer verminderten Cθ2~Konzentration aus. Weiterhin ist an der zweiten Dichtkammer dann noch eine das Sperrgas oder das Sperrgas/Luftgemisch abführende Leitung oder Ableitung angeordnet oder ausgebildet, durch die hindurch das Sperrgas bzw. Sperrgas/Luftgemisch aus der zweiten Dichtkammer gezielt abgeführt und gegebenenfalls an deren Ende gezielt aufgefangen wird. Hierdurch ist vermieden, dass das Sperrgas oder das Sperrgas/Luftgemisch aus der zweiten Dichtkammer unmittelbar in die Außenatmosphäre in der Mühlenumgebung entweicht.
Kurz zusammengefasst besteht die Erfindung also in ihrem wesentlichen Aspekt darin, eine abdichtende Sperrgasabdichtung dadurch auszubilden, dass eine erste Dichtkammer vorhanden ist, in die Cθ2~haltiges Sperrgas im Überdruck eingeleitet wird. Hierdurch werden die Zugänge und Strömungswege vom und zum Mühleninnenraum durch das Sperrgas abgedichtet. Das durch Leckageöffnungen oder entsprechende Strömungswege nach außen zur Außenseite der Mühle drängende Sperrgas wird mithilfe der zweiten Dichtkammer aufgefangen. Darüber hinaus herrscht in der zweiten Dichtkammer gegenüber der ersten Dichtkammer ein geringerer Druck, so dass das „Leckage"-Sperrgas der ersten Dichtkammer von der zweiten Dichtkammer auch angesaugt wird. Weiterhin wird durch die zweite Dichtkammer auch von außen Luft angesaugt, wodurch verhindert wird, dass CO2-haltiges Sperrgas nach außen dringen kann, da über diese Leckage-Strömungswege Außenluft in die zweiten Dichtkammer eingesaugt wird. Aus der zweiten Dichtkammer wird das Sperrgas bzw. das Sperrgas/Luftgemisch dann über eine Leitung oder Ableitung gezielt abgeführt.
Im einfachsten Fall ist also lediglich eine mit Cθ2~haltigem Sperrgas beaufschlagte erste Dichtkammer mit erhöhtem Sperrgasdruck und eine zweiten Dichtkammer mit dem gegenüber geringeren Sperrgasdruck und eine an der zweiten Dichtkammer angeordnete, das Sperrgas abführende Ableitung notwendig. Mithilfe dieser Konstruktion wird verhindert, dass CO2- haltiges Sperrgas im Bereich der Sperrgasabdichtung nach außen in die Atmosphäre austritt und die Umgebung der Mühle beeinträchtigt. Andererseits ist es damit aber möglich, CO2- haltiges Rauchgas sowohl in die Wälzmühle als Traggas zu rezirkulieren als auch als Sperrgas zu verwenden, so dass die damit mögliche positive Beeinflussung des Wirkungsgrades der Cθ2~Verdichtung des Kraftwerkes beim Betrieb nach dem Oxyfuel-Prozess genutzt werden kann.
Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen.
Hierbei ist die Ausbildung des Sperrgasdruckes der zweiten Dichtkammer mit einem Druck kleiner gleich dem Atmosphärendruck insofern von Vorteil, als dadurch ein ansaugender Effekt der zweiten Dichtkammer in Bezug auf die umgebende Außenluft erzeugt und durch etwaige vorhandene Leckageöffnungen oder Leckage-Strömungswege Luft angesaugt wird, wodurch ein Austritt von Cθ2~haltigem Sperrgas durch eben diese Leckageöffnungen oder -Strömungswege nach außen verhindert wird. Von ganz besonderem Vorteil ist die Anwendung einer solchen erfindungsgemäßen Sperrgasabdichtung bei einer Wälzmühle, bei der das Sperrgas der ersten Dichtkämmer und/oder der zweiten Dichtkammer rückgeführtes Cθ2-haltiges Rauchgas, insbesondere eines Kohlekraftwerkes, dessen Brennkammer entsprechend dem Oxyfuel-Prozess Sauerstoff statt Luft zur Verbrennung zugeführt wird, ist.
Hierbei kann das Sperrgas von erster und/oder zweiter Dichtkammer ein CÜ2-haltiges Rauchgas mit zugemischtem Sauerstoffanteil sein, was die Erfindung ebenfalls vorsieht.
Um die erste Dichtkammer als quasi Hauptdichtkammer zur Abdichtung des Mühleninnenraumes auszubilden und die zweite Dichtkammer quasi zur Abdichtung der ersten Dichtkammer zur Außenatmosphäre hin auszubilden, sieht die Erfindung weiterhin vor, dass die erste Dichtkammer eine zum Mühleninnenraum nächst gelegene erste Dichtkammer und die zweite Dichtkammer eine für aus der ersten Dichtkammer austretendes Sperrgas stromabwärts gelegene und in Bezug auf eine Strömungsverbindung zum Mühleninnenraum eine vom Mühleninnenraum entfernt gelegene und zur Außenatmosphäre nächst gelegene zweite Dichtkammer ist.
Die Wälzmühle kann zur Abdichtung eines oder mehrerer Mühlenelemente eine oder mehrere Sperrgasabdichtungen im Bereich der Sockelbodenabdichtung und/oder im Bereich der Sichterantriebsabdichtung und/oder im Bereich der Zugstangenabdichtung und/oder im Bereich der Mahlwalzenabdichtung aufweisen, wobei gemäß vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung jeder dieser Sperrgasabdichtungen zugeführtes Sperrgas rückgeführtes CO2-haltiges Rauchgas eines nach dem Oxyfuel arbeitenden Kohlekraftwerkes ist. Hierbei können mehrere der Sperrgasabdichtungen, insbesondere aber mindestens eine Sperrgasabdichtung mit einer ersten und zweiten Dichtkämmer ausgestattet sein. Insbesondere sind die Sperrgasabdichtungen im Bereich der Sockelbodenabdichtung und/oder im Bereich der Sichterantriebsabdichtung und/oder im Bereich der Mahlwalzenabdichtung mit einer ersten und zweiten Dichtkammer versehen, wobei eine solche Sperrgasabdichtung auch im Bereich der Zugstangenabdichtung durchaus ausgebildet sein kann.
Von besonderem Vorteil ist die erfindungsgemäße Ausgestaltung einer Wälzmühle dann, wenn die Wälzmühle Bestandteil einer auf Basis des Oxyfuel-Prozesses mit Cθ2~Abtrennung betriebenen Kohlekraftwerksanlage, insbesondere eines Steinkohlekraftwerkes ist, was die Erfindung ebenfalls vorsieht .
Hierbei ist es dann weiterhin möglich, dass auch die Traggaszuführung der Mühle in Leitungsverbindung mit der Rauchgasleitung für rückgeführtes, vorzugsweise gereinigtes und entfeuchtetes, Cθ2~haltiges Rauchgas eines Kohlekraftwerkes, dessen Brennkammer entsprechend dem Oxyfuel-Prozess Sauerstoff statt Luft zur Verbrennung zugeführt wird, steht. Damit wird dann die Mühle als insgesamt sowohl auf der Traggasseite als auch auf der Sperrgasseite mit CCh-haltigem rezirkuliertem Rauchgas betriebene Wälzmühle ausgebildet.
Um bei einer Wälzmühle mit statischem Sichter Leckageaustritte durch Durchführungen, durch welche Wellen zur Verstellung von im Mühleninnenraum angeordneten
Sichterklappen durch den oberen Gehäusedeckel in den
Mühleninnenraum geführt sind, zur Außenatmosphäre hin abzudichten, sieht die Erfindung vor, diese Durchführungen mit einer in einer Einhausung ausgebildeten Einhausungskammer zu überdecken. Die Erfindung zeichnet sich daher in Ausgestaltung weiterhin dadurch aus, dass in dem oberen Gehäusedeckel eine Durchführungen in den Mühleninnenraum, insbesondere Durchführungen für Wellen, überdeckende, eine Einhausungskammer mit angeschlossener Abführleitung ausbildende Einhausung ausgebildet ist.
In Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass einer Sperrgasabdichtung im Bereich der Sockelbodenabdichtung 27-33 %, einer zweiten Sperrgasabdichtung im Bereich der Sichterantriebsabdichtung 36-44 %, einer dritten Sperrgasabdichtung im Bereich der Mahlwalzenabdichtung 21,5-26,5 % und einer vierten Sperrgasabdichtung im Bereich der Zugstangenabdichtung 5,5- 6,5 % des der Wälzmühle insgesamt zugeführten Sperrgasmassenstromes zugeführt wird.
Weiterhin zeichnet sich das Verfahren noch dadurch aus, dass der Traggaszuführung vorzugsweise gereinigtes und entfeuchtetes CO2-haltiges Rauchgas als Mühlentraggas oder Mühlentraggasbestandteil zugeführt wird, wobei das Rauchgas vorzugsweise von einem Kohlekraftwerk stammt, dessen Brennkammer entsprechend dem Oxyfuel-Prozess Sauerstoff statt Luft zur Verbrennung zugeführt wird.
Schließlich ist gemäß Ausgestaltung der Erfindung noch vorgesehen, dass aus Durchführungen, insbesondere Durchführungen für Wellen, austretendes Leckagegas mittels einer auf dem oberen Gehäusedeckel angeordneten Einhausungskammer mit angeschlossener Abführleitung aufgefangen und abgeführt wird.
Die Erfindung ist nachstehend anhand einer Zeichnung beispielhaft näher erläutert. Diese zeigt in Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Wälzmühle mit dynamischem Sichter,
Fig. 2 eine Sperrgasabdichtung im Bereich der Sichterantriebsabdichtung,
Fig. 3 eine Sperrgasabdichtung im Bereich der Sockelbodenabdichtung,
Fig. 4 eine Sperrgasabdichtung im Bereich der Zugstangenabdichtung und in
Fig. 5 in schematischer Darstellung eine Wälzmühle mit statischem Sichter.
Die in Figur 1 insgesamt mit 1 bezeichnete Wälzmühle, bei der es sich um eine Kohlemühle handelt, weist ein insgesamt mit 2 bezeichnetes Mühlengehäuse auf, das das eigentliche Mühlengehäuse 2a und ein Sichtergehäuse 2b umfasst. In dem Mühlengehäuse 2a ist bodenseitig auf einem Mahlschüsselträger 3 ein rotierender Mahlteller 4 angeordnet. Auf dem rotierenden Mahlteller 4 liegen Mahlwalzen 5 als Mahlwerkzeuge auf. Die Mahlwalzen werden mithilfe eines Druckrahmens 6, an dem Zugstangen 7 angreifen, auf den Mahlteller 4 gedrückt. Der Mahlschüsselträger 3 ist auf einem Getriebe 34 angeordnet, welcher seinerseits auf einem Fundament 35 aufsteht. Zentral im oberen Bereich des Sichtergehäuses 2b ist ein Sichter 8 angeordnet, der um eine zentrale Mahlgutzuführung 9 in Form eines zentralen Mahlguteinlaufrohres herum rotierend an der Außenseite der Mahlgutzuführung 9 mittels einer hängenden Lagerung 10 befestigt ist. Aus dem Sichtergehäuse 2b führen zwei Mahlgutausträge 11 hinaus. Im unteren Bereich des Mühlengehäuses 2a ist in Höhe des Mahlschüsselträgers 3 eine Traggaszuführung 12 ausgebildet. In ihrem Betriebszustand wird der Wälzmühle 1 durch die Traggaszuführung 12 CO2- haltiges rezirkuliertes Rauchgas als Traggas derart zugeführt, dass die Mühle 1 im Überdruck betrieben wird. Durch die Mahlgutzuführung 9 wird Kohle zentral auf den Mahlteller 4 zwischen den Mahlwalzen 5 aufgebracht und durch den rotierenden Mahlteller 4 nach außen zum Tellerrand hin bewegt. Dabei gerät das Mahlgut unter die Mahlwalzen 5 und wird zerkleinert. Von dem Traggasstrom wird das zerkleinerte Mahlgut in dem Mühlengehäuse 2a mitgerissen und nach oben zum Sichter 8 getragen. Feingut durchströmt zusammen mit dem Traggas den rotierenden Sichter 8 und wird durch die Mahlgutausträge 11 aus dem Sichtergehäuse 2b ausgetragen.
Die Wälzmühle 1 weist eine Reihe von beweglichen Mühlenelementen auf, wie z.B. den Mahlteller 4 mit zugeordnetem Mahlschüsselträger 3 und Sockelboden 32, den Sichter 8 mit zugeordnetem Antrieb und zugeordneter Lagerung, die Mahlwalzen 5 mit jeweils zugeordneter Lagerung und zugeordnetem Antrieb sowie die Zugstangen 7 mit gegeneinander beweglichen Elementen.
Damit während des Überdruckbetriebes kein Cθ2~haltiges Traggas aus dem Mühleninnenraum 31 nach außen treten kann, sind im Bereich der Sockelbodenabdichtung 13, in welcher das Mühlengehäuse 2a nach unten mit einer Bodenfläche 32, dem Sockelboden, zwischen Mahlschüsselträger 3 und Mühlengehäusewand 33 abgedichtet ist, mit einer abdichtenden Sperrgasabdichtung 14 versehen. Ebenso ist die Wälzmühle im Bereich der Sichterantriebsabdichtung 15 mit einer zweiten Sperrgasabdichtung 16 versehen. Eine dritte Sperrgasabdichtung 17 ist im Bereich der Mahlwalzenabdichtung 18 an jeder der Mahlwalzen 5 ausgebildet und angeordnet. Schließlich ist eine vierte Sperrgasabdichtung 19 im Bereich der Zugstangenabdichtung 20 ausgebildet. Allen vier Sperrgasabdichtungen 14, 16, 18 und 20 wird über eine Leitung 21 CO2-haltiges, rezirkuliertes Rauchgas als Sperrgas zugeführt, wobei das Sperrgas der Sperrgasabdichtung 14 der Sockelbodenabdichtung 13 über eine Abzweigleitung A, der dritten Sperrgasabdichtung 17 der Mahlwalzenabdichtung 18 über eine Abzweigleitung B, der vierten Sperrgasabdichtung 19 der Zugstangenabdichtung 20 über eine Abzweigleitung C und der zweiten Sperrgasabdichtung 16 der Sichterantriebsabdichtung 15 über eine Abzweigleitung D zugeführt wird. Hierbei wird das Sperrgas mit einem Druck zugeführt, der höher als der Mühleninnendruck während des Mahlbetriebes ist, so dass das zugeführte Cθ2~haltige Sperrgas über als Leckageöffnungen ausgebildete Strömungswege mit geringer Strömungsgeschwindigkeit in den Mühleninnenraum 31 eintritt und somit den Austritt des den Überdruck im Mühleninneren bewirkenden, ebenfalls CO2-haltigen Traggases über diese möglichen Leckage-Strömungswege verhindert.
Mindestens eine abdichtende Sperrgasabdichtung, im vorliegenden Falle die zweiten Sperrgasabdichtung 16 im Bereich der Sichterantriebsabdichtung 15 und die Sperrgasabdichtung 14 im Bereich der Sockelbodenabdichtung 13, weisen dabei zwei Dichtkammern, nämlich jeweils eine erste Dichtkammer 22a, 22b und eine zweite Dichtkammer 23a, 23b auf. An der jeweiligen zweiten Dichtkammer 23a, 23b ist weiterhin jeweils eine Ableitung in Form einer abführenden Leitung 24a, 24b angeordnet.
Die Fig. 2 zeigt schematisch einen Teilausschnitt aus der hängenden Lagerung 10, mittels welcher ein um dieMahlgutzuführung 9 herum rotierender Bereich 26 des Sichters 8 angetrieben wird und gelagert ist. Zur Abdichtung eines feststehenden Teiles 25 gegen das rotierende und antreibende Teil 26 ist im Verlauf der Dichtfläche 27 sowohl eine erste Dichtkammer 22b als auch eine zweiten Dichtkammer 23b ausgebildet und angeordnet. Der ersten Dichtkammer 22b wird rezirkuliertes CO∑-haltiges Rauchgas über eine Leitung 28 während des Betriebes der Mühle mit gegenüber dem im Mühleninnenraum 31 herrschenden Überdruck höherem Druck zugeführt. Aus der ersten Dichtkammer 22 tritt das CO2- haltige Sperrgas im Bereich der Dichtflächen 27 ein und strömt über Strömungswege in Pfeilrichtung 29 in das Innere des Mühlengehäuses 2. Bei der ersten Dichtkammer 22b handelt es sich somit um die zum Mühleninnenraum 31 nächst gelegene Dichtkammer. Aus der ersten Dichtkammer 22b tritt das Sperrgas aber auch in die entgegen gesetzte Richtung in den Spalt zwischen den Dichtflächen 27 ein. Hier ist dann in einer aufgrund der Strömungswege für das Sperrgas in Bezug auf die erste Dichtkammer 22b stromabwärts gelegene zweite Dichtkammer 23b angeordnet und ausgebildet, so dass das Sperrgas aus dem Spalt zwischen den Dichtflächen 27 in die zweite Dichtkammer 23b eintritt.
Die zweite Dichtkammer 23b stellt in Bezug auf eine StrömungsVerbindung zum Mühleninnenraum 31 gegenüber der ersten Dichtkammer 22b eine entfernt gelegene, dafür aufgrund der von ihr ausgehenden weiteren Strömungswege aber zur Außenatmosphäre nächst gelegene zweite Dichtkammer 23b dar. In der zweiten Dichtkammer 23b wird ein gegenüber dem Sperrgasdruck der ersten Dichtkammer 22b geringerer Sperrgasdruck eingestellt. Aus der zweiten Dichtkammer 23b wird das darin befindliche Sperrgas über die abführende Leitung 24b abgeführt. Da in der zweiten Dichtkammer 23b vorzugsweise ein Sperrgasdruck kleiner gleich dem außenseitigen Atmosphärendruck herrscht, wird in Richtung des Pfeiles 30 Luft von außen in die zweite Dichtkammer 23b eingesaugt. Hierdurch wird nun verhindert, dass aus der zweiten Dichtkammer 23b Sperrgas nach außen austreten kann. Statt dessen wird sowohl das aus der ersten Dichtkammer 22b zugeführte Sperrgas als auch die von außen eingesaugte Luft durch die abführende Leitung 24b abgeführt. Auf die gleiche Art und Weise wird die in Fig. 3 dargestellte Sperrgasabdichtung 17, die den Mühleninnenraum 31 im Bereich des Mühlengehäusebodens 32 abdichtet, wirksam. Der dortigen ersten Dichtkammer 22a wird mit erhöhtem Druck CO2-haltiges, rezirkuliertes Rauchgas zugeführt, das dann in den zwischen Dichtflächen 27a ausgebildeten Spalt eintritt und dann in Richtung des Pfeiles 29a in den Mühleninnenraum eintritt. Stromabwärts der ersten Dichtkammer 22a ist wiederum eine zweite Dichtkammer 23a angeordnet, in der ein geringerer Sperrgasdruck als in der ersten Dichtkammer 22a und insbesondere auch kleiner gleich dem Atmosphärenaußendruck herrscht. Hier wird dann ebenfalls bei vorhandenen Leckageöffnungen Außenluft in die zweite Dichtkammer 23a eingesogen und im Gemisch mit dem aus der ersten Dichtkammer 22a eingetretenen Sperrgas durch die abführende Leitung 24a abgeführt. Auch hier befindet sich die erste Dichtkammer 22a in Bezug auf die Strömungsrichtung des CC>2-haltigen Sperrgases näher zum Mühleninnenraum 31 gelegen als die zweite Dichtkammer 23a. Ebenso ist die zweite Dichtkammer 23a für aus der ersten Dichtkammer 22a austretendes Sperrgas stromabwärts gelegen und in Bezug auf eine Strömungsverbindung zum Mühleninnenraum 31 vom Mühleninnenraum 31 entfernt gelegener, dafür aber zur Außenatmosphäre näher gelegener angeordnet als die erste Dichtkammer 22a.
Die Figur 4 zeigt in schematischer Teildarstellung eine vierte Sperrgasabdichtung 19 im Bereich der Zugstangenabdichtung 20, welche im Bereich eines Faltenbalges 36, durch den die Zugstange 7 beweglich geführt ist, ausgebildet ist. Der Faltenbalg 36 mit daran ausgebildeten Dichtkammerbereichen 37a, 37b bildet die erste Dichtkammer 22c der vierten Sperrgasabdichtung 19 der Zugstangenabdichtung 20 aus, durch welche die Zugstange 7 oder Teile der Zugstange 7 beweglich geführt ist/sind. In die erste Dichtkammer 22c mündet die Abzweigleitung C ein, durch welche hindurch der ersten Dichtkammer 22c das Cθ2~haltige Sperrgas zugeführt wird. Da der Faltenbalg 36, der die Abdichtung der ersten Dichtkammer 22c und damit die Abdichtung von Leckagewegen vom Mühleninnenraum 31 nach außen abdichtet, beispielsweise mit der Zeit porös werden kann und somit nicht als dauerhaft dicht bezeichnet werden kann, ist ausgehend von diesem Bereich des Faltenbalges 36 und der ersten Dichtkammer 22c der dem Fundament 35 zugewandte Teil der Zugstange 7 mit dem auf dem Fundament 35 verankerten Spannzylinder 37 von einer zylinderartigen Einhausung 38 umhüllt. Der Innenraum der Einhausung 38 bildet zwischen dem Bereich der ersten Dichtkammer 22c und dem Fundament 35 eine zweite Dichtkammer 23c aus. Am fundamentseitigen Ende der zweiten Dichtkammer 23c ist eine abführende Leitung 24c mit angeschlossener Absaugvorrichtung angeordnet, so dass aus der ersten Dichtkammer 22c in die zweite Dichtkammer 23c austretendes CC>2-haltiges Sperrgas abgesaugt und abgeführt wird. Um von der Außenseite gegebenenfalls gezielt Luft zuführen zu können, ist die zweite Dichtkammer 23c mit einer Ansaugzuführung mit Drosselmöglichkeit 39 versehen. Die erste Dichtkammer 22c stellt wiederum die zum Mühleninnenraum nächst gelegene Dichtkammer und die zweite Dichtkammer 23c die für aus der ersten Dichtkammer 22c austretendes Sperrgas stromabwärtsgelegene und in Bezug auf eine Strömungsverbindung zum Mühleninnenraum 31 vom Mühleninnenraum 31 entfernt gelegene und zur Außenatmosphäre nächst gelegene zweite Dichtkammer 23c dar. Um im Störungsfalle einen Zugang zum Innenraum der zweiten Dichtkammer 23c zu ermöglichen, ist die Einhausung 38 zum Teil mit einem demontierbaren Wandelement 38a versehen, das nach Entnahme eine Öffnung in der Einhausung 38 freilegt. Bei der Wälzmühle 1 handelt es sich um eine solche, die Bestandteil einer auf Basis des Oxyfuel-Prozesses mit CO2- Abtrennung betriebenen Kohlenkraftwerksanlage, insbesondere eines Steinkohlekraftwerkes ist, wobei es sich bei dem durch die Leitung 21 zugeführten rückgeführten oder rezirkulierten kohlendioxidhaltigen Rauchgas um das eines solchen Kraftwerkes handelt, dessen Brennkammer entsprechend dem Oxyfuel-Prozess Sauerstoff statt Luft zur Verbrennung zugeführt wird. Hierbei ist es aber durchaus möglich, dass dem CO2-haltigen ursprünglichen Rauchgas ein zusätzlicher Sauerstoffanteil vor der Verwendung als Sperrgas zugemischt wird. Hierbei wird der durch die Leitung 21 zugeführte Sperrgasmassenstrom vorzugsweise so aufgeteilt, dass der zweiten Sperrgasabdichtung 16 im Bereich der Sichterantriebsabdichtung 15 36-44 %, der Sperrgasabdichtung 14 im Bereich der Sockelbodenabdichtung 13 27-33 %, der dritten Sperrgasabdichtung 17 im Bereich der Mahlwalzenabdichtung 18 21,5-26,5 % und der vierten Sperrgasabdichtung 19 im Bereich der Zugstangenabdichtung 20 5,5-6,5 % des der Wälzmühle 1 insgesamt zugeführten Sperrgasmassenstromes zugeführt wird.
Bei dem der Traggasführung 12 zugeführten rückgeführten, vorzugsweise gereinigten und entfeuchteten Cθ2-haltigen Rauchgas des Kohlekraftwerkes handelt es sich ebenfalls um solches, das bei einem Kohlekraftwerk anfällt, dessen Brennkammer entsprechend dem Oxyfuel-Prozess Sauerstoff statt Luft zur Verbrennung zugeführt wird. Auch hier kann dem das Mühlentraggas oder einen Mühlentraggasbestandteil bildenden Rauchgas ein zusätzlicher Sauerstoffanteil vor Eintritt in die Wälzmühle zugeführt werden. Es ist aber auch möglich, die erfindungsgemäße Wälzmühle und Sperrgasabdichtung auch bei üblichen Standardkraftwerksanlagen oder solchen mit der Kraftwerksbrennkammer vorgeschalteter Kohlevergasung einzusetzen und dort entstehendem Cθ2~haltigen Rauchgas zu beaufschlagen. Es ist aber auch möglich, aus anderen, sonstigen Prozessen stammendes CO2-haltiges Gas oder Rauchgas als Sperrgas beim Erfindungsgegenstand einzusetzen.
Während die Erfindung vorstehend an dem Beispiel einer Wälzmühle 1 mit dynamischem Sichter 8 erläutert worden ist, ist es natürlich auch möglich, die Erfindung auch bei einer Wälzmühle 46 mit statischem Sichter 40 auszubilden. Eine solche Mühle ist in der Figur 5 dargestellt. Auch wenn dies nicht näher ausgeführt ist, weist diese sämtliche vorstehend aufgeführten Merkmale bezüglich der vorgesehenen Sperrgasabdichtungen sowie technischen Ausstattungsmerkmale auf, mit dem einen wesentlichen Unterschied, dass eine zweite Sperrgasabdichtung 16 im Bereich einer Sichterantriebsabdichtung 15 nicht vorhanden ist, da bei dem statischen Sichter ein Sichterantrieb entfällt. Im Übrigen sind die zur Wälzmühle 1 gleichen' Elemente und Gegenstände in der Figur 5 mit den gleichen Bezugszeichen wie in den Figuren 1-4 bezeichnet.
Da bei einer Wälzmühle 46 mit statischem Sichter 40 zwar der
Antrieb zwischen der feststehenden Mahlgutzuführung 9
(Kohlefallrohr) und einem drehbaren Sichter 8 entfällt, dafür aber andererseits der obere Gehäusedeckel 41 eine Mehrzahl von Wellen 42 mit Durchtritt durch den Gehäusedeckel 41 hindurch in den Mühleninnenraum 31 hinein aufweist, die ebenfalls Leckageöffnungen ausbilden können, ist oberhalb des oberen Gehäusedeckels 41 eine geschlossene weitere Einhausung 43 ausgebildet, die eine weitere Einhausungskammer 44 ausbildet. An dieser Einhausungskammer 44 ist eine Abführleitung 45 mit angeschlossener Absaugung angeordnet, die auch die Einhausungskammer 44 wie die zweite Dichtkammer 23c mit einem absaugenden Unterdruck versieht, so dass aus Durchtrittsöffnungen für die Wellen 42 austretendes CO2- haltiges Leckage-Traggas mittels der Einhausungskammer 44 aufgefangen und über die Leitung 45 abgeführt wird. An den Wellen 42 sind jeweils im Mühleninnenraum 31 angeordnete Sichterklappen des statischen Sichters 40 angeordnet, so dass eine Vielzahl von Wellen 42 vorgesehen sein können, die durch den oberen Gehäusedeckel 41 nach außen geführt sind. Um diesen oberen Deckelbereich komplett abzudecken, ist es daher zweckmäßig, wenn eine an die äußere Mühlenkontur angepasste, d.h. quasi Verlängerungen der äußeren Mühlenwand darstellende Wandbereiche aufweisende, Einhausung 43 vorgesehen ist, die in ihrem inneren Bereich Aussparungen für die Durchführung der Mahlgutzuführung 9 und der Mahlgutausträge 11 aufweist.

Claims

Patentansprüche
1. Wälzmühle (1, 46), insbesondere Kohlemühle, umfassend ein Mühlengehäuse (2) mit einem rotierenden Mahlteller (4) mit darauf aufliegenden Mahlwerkzeugen, insbesondere Mahlwalzen (5), einer Mahlgutzuführung (9), einem Sichter (8, 40), mindestens einem Mahlgutaustrag (11), mindestens einer den Mühleninnenraum (31) im Bereich beweglicher Mühlenelemente gegen die Außenatmosphäre abdichtenden Sperrgasabdichtung (14, 16, 17, 19) und einer Traggaszuführung (12), wobei die Wälzmühle (1, 46) im Überdruckbetrieb betreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die mindestens eine Sperrgasabdichtung (14, 16, 19) eine erste Dichtkammer (22a, 22b, 22c) und eine zweite Dichtkammer (23a, 23b, 23c) umfasst, wobei die erste Dichtkammer (22a, 22b, 22c) mit einem Sperrgas mit gegenüber dem im Mühleninnenraum (31) während des Mühlenbetriebes herrschenden Mühlendruck erhöhtem Sperrgasdruck und die zweite Dichtkammer (23a, 23b, 23c) mit einem Sperrgas mit gegenüber dem Sperrgas der ersten Dichtkammer (22a, 22b, 22c) geringeren Sperrgasdruck beaufschlagt ist und an der zweiten Dichtkammer (23a, 23b, 23c) eine das Sperrgas aus der zweiten Dichtkammer (23a, 23b, 23c) abführende Ableitung, insbesondere eine Leitung (24a, 24b, 24c) , angeordnet ist.
2. Wälzmühle (1, 46) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sperrgasdruck der zweiten
Dichtkammer (23a, 23b, 23c) kleiner gleich dem Atmosphärendruck ist.
3. Wälzmühle (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrgas der ersten Dichtkammer (22a, 22b, 22c) und/oder der zweiten Dichtkammer (23a, 23b, 23c) rückgeführtes kohlendioxidhaltiges (CO2- haltiges) Rauchgas, insbesondere eines Kohlekraftwerkes, dessen Brennkammer entsprechend dem Oxyfuel-Prozess Sauerstoff statt Luft zur Verbrennung zugeführt wird, ist .
4. Wälzmühle (1, 46) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrgas von erster und/oder zweiter Dichtkammer (22a, 22b, 22c; 23a, 23b, 23c) CC>2-haltiges Rauchgas mit zugemischtem Sauerstoffanteil (02~Anteil) ist.
5. Wälzmühle (1, 46) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste
Dichtkammer eine zum Mühleninnenraum (31) nächstgelegene erste Dichtkammer (22a, 22b, 22c) und die zweite Dichtkammer eine für aus der ersten Dichtkammer (22a, 22b, 22c) austretendes Sperrgas stromabwärts gelegene und in Bezug auf eine Strömungsverbindung zum Mühleninnenraum (31) eine vom Mühleninnenraum (31) entfernt gelegene und zur Außenatmosphäre nächstgelegene zweite Dichtkammer (23a, 23b, 23c) ist.
6. Wälzmühle (1, 46) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzmühle
(1, 46) im Bereich einer Sockelbodenabdichtung (13) und/oder im Bereich einer Sichterantriebsabdichtung (15) und/oder im Bereich einer Zugstangenabdichtung (20) und/oder im Bereich einer Mahlwalzenabdichtung (18) jeweils eine Sperrgasabdichtung aufweist oder die Sockelbodenabdichtung (13) und/oder die Sichterantriebsabdichtung (15) und/oder die Zugstangenabdichtung (20) und/oder die Mahlwalzenabdichtung (18) jeweils als Sperrgasabdichtung ausgebildet ist.
7. Wälzmühle (1, 46) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das jeder Sperrgasabdichtung (14,
16, 17, 19) zugeführte Sperrgas rückgeführtes CO2- haltiges Rauchgas, insbesondere eines Kohlekraftwerkes, dessen Brennkammer entsprechend dem Oxyfuel-Prozess Sauerstoff statt Luft zur Verbrennung zugeführt wird, umfasst oder ist.
8. Wälzmühle (1, 46) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine die erste und die zweite Dichtkammer (22a, 23a; 22b, 23b; 22c, 23c) umfassende Sperrgasabdichtung (14, 16) im Bereich der Sockelbodenabdichtung (13) und/oder im Bereich der Sichterantriebsabdichtung (15) und/oder im Bereich der Zugstangenabdichtung (20) und/oder im Bereich der Mahlwalzenabdichtung (18) ausgebildet ist.
9. Wälzmühle (1, 46) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzmühle
(1, 46) Bestandteil einer auf Basis des Oxyfuel-
Prozesses mit CO2-Abtrennung betriebenen Kohlekraftwerksanlage, insbesondere eines
Steinkohlekraftwerkes, ist.
10. Wälzmühle (1, 46) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Traggaszuführung (12) in Leitungsverbindung mit einer Rauchgasleitung für rückgeführtes, vorzugsweise gereinigtes und entfeuchtetes, Cθ2-haltiges Rauchgas eines Kohlekraftwerkes, dessen Brennkammer entsprechend dem Oxyfuel-Prozess Sauerstoff statt Luft zur Verbrennung zugeführt wird, steht.
11. Wälzmühle (1, 46) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem oberen Gehäusedeckel (41) eine Durchführungen in den Mühleninnenraum (31), insbesondere Durchführungen für Wellen (42), überdeckende, eine Einhausungskammer (44) mit angeschlossener Abführleitung (45) ausbildende Einhausung (43) ausgebildet ist.
12. Verfahren zum Betrieb einer Wälzmühle (1, 46) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der ersten Dichtkammer (22a, 22b, 22c) und/oder der zweiten Dichtkammer (23a, 23b, 23c) rückgeführtes CO2- haltiges Rauchgas, insbesondere eines Kohlekraftwerkes, dessen Brennkammer entsprechend dem Oxyfuel-Prozess Sauerstoff statt Luft zur Verbrennung zugeführt wird, als Sperrgas oder Sperrgasbestandteil zugeführt und aus der zweiten Dichtkammer (23a, 23b, 23c) abgeführt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass einer im Bereich einer oder als Sockelbodenabdichtung (13) ausgebildeten Sperrgasabdichtung (14) 27 - 33 %, einer im Bereich einer oder als Sichterantriebsabdichtung (15) ausgebildeten zweiten Sperrgasabdichtung (16) 36 - 44 %, einer im Bereich einer oder als Mahlwalzenabdichtung
(18) ausgebildeten dritten Sperrgasabdichtung (17) 21,5
26,5 % und einer im Bereich einer oder als
Zugstangenabdichtung (20) ausgebildeten vierten Sperrgasabdichtung (19) 5,5 - 6,5 % des der Wälzmühle (1) insgesamt zugeführten Sperrgasmassenstromes zugeführt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Traggaszuführung (12) rückgeführtes, vorzugsweise gereinigtes und entfeuchtetes, CO2-haltiges Rauchgas eines Kohlekraftwerkes, dessen Brennkammer entsprechend dem Oxyfuel-Prozess Sauerstoff statt Luft zur Verbrennung zugeführt wird, als Mühlentraggas oder Mühlentraggasbestandteil zugeführt wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass aus Durchführungen, insbesondere Durchführungen für Wellen (42), austretendes Leckagegas mittels einer auf dem oberen
Gehäusedeckel (41) angeordneten Einhausungskammer (44) mit angeschlossener Abführleitung (45) aufgefangen und abgeführt wird.
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