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Patent Searching and Data


Title:
APPARATUS FOR MATERIAL-BED COMMINUTION
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/143990
Kind Code:
A1
Abstract:
An apparatus (10) for the material-bed comminution of wet conglomerates, in particular of wet coke, has a storage container for material which is comminuted and also a material-bed roller mill (20). For efficient grinding, the storage container is configured as a storage silo (12) with a two-dimensionally moving discharging screw (14), wherein the material which is to be comminuted is directed out of the storage silo (12), by the discharging screw (14), to a compacting screw (18), which is arranged immediately upstream of the material-bed roller mill (20) and has at least one non-continuous screw blade (30).

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Inventors:
ROSEN, Robert (Albert-Schweitzer-Strasse 10, Brackenheim, 74336, DE)
Application Number:
EP2009/003642
Publication Date:
December 03, 2009
Filing Date:
May 22, 2009
Export Citation:
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Assignee:
HOSOKAWA BEPEX GMBH (Daimlerstrasse 8, Leingarten, 74211, DE)
ROSEN, Robert (Albert-Schweitzer-Strasse 10, Brackenheim, 74336, DE)
International Classes:
B02C23/02; B02C4/28; B65G65/40
Attorney, Agent or Firm:
BEYER, Andreas (Wuesthoff & Wuesthoff, Schweigerstr. 2, München, 81541, DE)
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Claims:

Patentansprüche

5 1. Vorrichtung (10) zur Gutbettzerkleinerung feuchter Konglomerate, insbesondere von feuchtem Koks, mit:

- einem Vorratsbehälter für zu zerkleinerndes Gut, und

- einer Gutbett-Walzenmühle (20), dadurch gekennzeichnet, dass lo - der Vorratsbehälter ein Vorratssilo (12) mit einer zweidimensional bewegten Aus- tragsschnecke (14) ist, wobei

- die Austragssch necke (14) das zu zerkleinernde Gut aus dem Vorratssilo (12) über Zuführleitungen (16, 16') einer der Gutbett-Walzenmühle (20) unmittelbar vorgeschalteten Verdichterschnecke (18) zuleitet, und i5 - die Verdichterschnecke (18) wenigstens ein unterbrochenes Schneckenblatt (30) dergestalt aufweist, dass das unterbrochene Schneckenblatt (30) in Segmente (32) unterteilt ist, zwischen denen jeweils ein Freiraum (34) vorhanden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1,

20 dadurch gekennzeichnet, dass die Austragsschnecke (14) eine zweidimensional rotierende Austragsschnecke ist, die einerseits um ihre Längsachse rotiert und andererseits als Gesamtheit eine Rotation um eine zu ihrer Längsachse senkrechte Achse ausführt. 5 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Freiraum (34) zwischen benachbarten Segmenten (32) in Richtung des Schneckenblatts (30) gesehen nur etwa halb so groß wie jedes Segment (32) ist. 0 4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das oder jedes unterbrochene Schneckenblatt (30) nur im Bereich der einem freien Ende der Verdichterschnecke (18) benachbarten vorderen Hälfte angeordnet ist. 5 5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle Schneckenblätter (30) der Verdichterschnecke (18) unterbrochen ausgeführt sind.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorratssilo (12) ein Massenflusssilo ist.

5 7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gutbett-Walzenmühle (20) einen einzigen Walzenspalt (26) aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, lo dadurch gekennzeichnet, dass unter dem einzigen Walzenspalt (26) ein Förderband (28) angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gutbett-Walzenmühle (20) Mahlwalzen (22, 24) i5 aufweist, die mit einer Verschleißschutzschicht versehen sind.

Description:

Vorrichtung zur Gutbettzerkleinerung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur sogenannten Gutbettzerkleinerung feuchter Konglomerate, die einen Vorratsbehälter für zu zerkleinerndes Gut und eine Gutbett-Walzenmühle aufweist. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Gutbettzerkleinerung feuchten Kokses.

Das deutsche Patent 550 692 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung, bei dem grubenfeuchte Kohle in einen Strom heißer Brenngase dosiert wird. Der mit den feuchten Kohlepartikeln beladene Brenngasstrom wird einem schnelllaufenden Gebläse zugeleitet, in welchem die Kohlepartikel zerkleinert und zugleich getrocknet werden. Nach Durchlaufen des Gebläses wird der Brenngasstrom in einen Abscheider geführt, z.B. in einen Zyklon, um auf bekannte Art und Weise die zerkleinerten und getrockneten Kohlepartikel aus dem Brenngasstrom abzutrennen.

Aus der EP 0 159 710 A2 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Mahlung von unter anderem feuchter Kohle oder feuchten Kokses bekannt. Das in dieser Druck- schrift vorgeschlagene Mahlverfahren sieht zwei Mahlbahnen vor, zwischen denen Mahlkörper, insbesondere in Gestalt von Mahlrollen, angeordnet sind. Die beiden Mahlbahnen können eben oder auch gekrümmt sein, beispielsweise zylindrisch, und sie können horizontal, vertikal oder beliebig geneigt angeordnet sein.

Die deutsche Gebrauchsmusterschrift DE 94 17 092 Ul zeigt und beschreibt eine

Gutzuführung für eine Gutbett-Walzenmühle, die in einem geschlossenen Mahl-Sicht- Kreislauf betrieben wird. Aufgrund dieser Betriebsart umfasst das der Gutbett- Walzenmühle zugeführte Mahlgut einen hohen Anteil feiner Partikel, die leicht fluidi- sierbar sind, was die Ausbildung eines zur ordnungsgemäßen Funktion erforderlichen Gutbettes stört. Zur überwindung dieses Problems wird vorgeschlagen, als Siloaustragseinrichtung eine horizontalachsige, gegenläufig betriebene Doppelschnecke zu verwenden und diese Doppelschnecke gegen den Druck einer überlaufklappe mit Gutüberschuss in mindestens eine vertikalachsige Verdichterschnecke einspeisen zu lassen. Durch die von der überlaufklappe ausgeübte Gegenkraft werde eine Vorver- dichtung des geförderten Materials und damit eine vollständige Füllung der Schneckengänge der Doppelschnecke mit einem Gut hoher Schüttdichte erreicht. Eine vollständige Füllung der Schneckengänge der Verdichterschnecke werde durch die

gegenüber der Verdichterschnecke stets größere Förderleistung der Doppelschnecke sichergestellt.

Die deutsche Gebrauchsmusterschrift 72 37 934 Ul offenbart ein Silo für pulverför- 5 miges oder körniges Gut, das mit einer Austragseinrichtung in Gestalt einer Förderschnecke versehen ist, die sich einerseits um sich selbst dreht und andererseits zugleich eine translatorische Bewegung über den Boden des Silos vollführt. Als Nachteil einer solchen Ausgestaltung ist zum einen die Brückenbildungsneigung des im Silo befindlichen Gutes und zum anderen eine schlechte Zugänglichkeit der Aus- lo tragseinrichtung im Falle einer Beschädigung des Ausförderers und seines Antriebssystems genannt. Zur Lösung dieser Probleme wird vorgeschlagen, dass das Silo im unteren Endbereich von einem in zwei seitliche Siloöffnungen mündenden Hohlträger durchquert wird, der so bemessen und angeordnet ist, dass er mit seinem mittleren Bereich den Antriebsmechanismus des Ausförderers überdeckt und ihn zugänglich i5 hält sowie eine Bildung der natürlichen Böschung des Gutes in Richtung auf die mittig angeordnete Auslassöffnung verhindert.

Aus der deutschen Gebrauchsmusterschrift 94 10 287 Ul ist ein Schneckenverdichter mit einer Einzugshilfe bekannt. Der Schneckenverdichter soll dazu dienen, voluminö-

2o se Stoffe, z.B. gebrauchte Kartonverpackungen, durch eine Verdichtung im Volumen zu reduzieren. Zur Gewährleistung einer störungsfreien Zuführung des in den Schneckenverdichter eingefüllten Materials ist oberhalb der Verdichterschnecke im Einlauftrichter eine Welle mit wenigstens zwei Einzugselementen parallel zur Schneckenachse angeordnet, die mit zur Schneckenwelle entgegengesetztem Dreh-

25 sinn angetrieben wird. Auf diese Weise soll sich zwischen der Verdichterschnecke und der Welle eine einziehende Wirkung einstellen.

Bei bekannten Verfahren zur Zerkleinerung feuchter Kohle oder feuchten Kokses beispielsweise mit einer Walzenschüsselmühle ist in der Praxis nachteilig, dass ein 0 hoher apparativer Aufwand zur Trocknung der feuchten Kohle bzw. des feuchten Kokses und zur Vermeidung von Staubexplosionen getrieben werden muss. Auch kommt es bei höheren Presskräften, die zur guten Zerkleinerung an sich wünschenswert sind, in einer Walzenschüsselmühle zur sogenannten Schülpenbildung, d.h. es bilden sich fladenartige Agglomerate feiner Partikel, die eine Feingutabtrennung in

35 der Sichtzone der Walzenschüsselmühle sehr erschweren oder sogar unmöglich machen, weil der solchermaßen agglomerierte Feinanteil des zerkleinerten Gutes sich durch die in der Sichtzone wirkende Luftströmung nicht mehr abtrennen lässt. Zur

Vermeidung der Schülpenbildung wird deshalb in einer Walzenschüsselmühle eine niedrige spezifische Mahlkraft eingestellt, wodurch der Zerkleinerungsgrad sinkt. Die Schülpenbildung beeinträchtigt auch die Funktion einer Mühle mit konzentrischen zylindrischen Mahlbahnen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Vorrichtung zur Gutbettzerkleinerung feuchter Konglomerate anzugeben, die auf möglichst effiziente Art und Weise eine gute Endfeinheit des zu zerkleinernden Gutes erreicht und die keinen hohen apparativen Aufwand zur Erkennung und/oder Vermeidung von Staubexplosi- onen erfordert.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe durch eine Vorrichtung gelöst, die die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist. Demnach verwendet die erfindungsgemäße Vorrichtung als Vorratsbehälter ein Vorratssilo mit einer zweidimensional bewegten Austragssch necke, wobei die Austragssch necke das zu zerkleinernde Gut aus dem Vorratssilo über Zuführleitungen einer Verdichterschnecke zuleitet, die der Gutbett-Walzenmühle unmittelbar vorgeschaltet ist. Die Verdichterschnecke ist mit wenigstens einem unterbrochenen Schneckenblatt versehen, dergestalt, dass das unterbrochene Schneckenblatt in Segmente unterteilt ist, zwischen denen jeweils ein Freiraum vorhanden ist.

Feuchte Konglomerate, insbesondere feuchte Kohle oder feuchter Koks, haben schlechte Fließeigenschaften. Mittels der zweidimensional bewegten Austragssch necke, die sich nicht nur um ihre eigene Längsachse dreht, sondern darüber hinaus in ihrer Gesamtheit entlang einer vorgegebenen Bahn bewegt wird, ist eine kontinuierliche Materialzufuhr in Richtung der Gutbett-Walzenmühle sichergestellt. Insbesondere lässt sich mit einer solchen zweidimensional bewegten Austragssch necke in dem Vorratssilo ein Massenfluss erzwingen, d.h. das Vorratssilo ist vorzugsweise ein Mas- senflusssilo.

Gemäß einer Ausführungsform rotiert die Austragssch necke um ihre Längsachse und wird zudem im Austragsbereich des Vorratssilos auf und ab bewegt. Die Auf- und Abbewegung kann dabei in vertikaler Richtung oder in zur Vertikalen geneigter Richtung erfolgen, wobei es beispielsweise auch möglich ist, die rotierende Austrags- Schnecke abwechselnd in eine Richtung schräg nach oben und dann in eine andere Richtung schräg nach oben zu bewegen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform rotiert die Austragsschnecke zweidimensional, d.h. sie rotiert einerseits um ihre

Längsachse und wird andererseits im Austragsbereich des Vorratssilos in Umfangs- richtung bewegt, z.B. entlang einer Kreisbahn. Sitzt die Austragsschnecke dabei zentrisch in einem zylindrischen Vorratssilo, so erreicht sie durch ihre Bewegung in Umfangsrichtung nahezu jede Stelle des kreisförmigen Austragsbereiches des Vor- 5 ratssilos. Die Ebene, in der die Bewegung der Austragsschnecke in Umfangsrichtung stattfindet, kann horizontal oder auch zur Horizontalen geneigt sein. Auch kann die Austragsschnecke eine Bewegung in Umfangsrichtung ausführen, der eine wellenartige Auf- und Abbewegung überlagert ist.

lo Die erfindungsgemäß der Gutbett-Walzenmühle unmittelbar vorgeschaltete Verdichterschnecke drückt das von der Austragsschnecke zugeleitete, zu zerkleinernde Gut zuverlässig in den Walzenspalt der Gutbett-Walzenmühle. Die Verdichterschnecke ist zur Förderung feuchter Konglomerate, insbesondere feuchten Kokses, speziell ange- passt, indem sie unterbrochene Schneckenblätter aufweist. Vorzugsweise sind alle i5 Schneckenblätter der Verdichterschnecke unterbrochen ausgeführt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht es, stückiges feuchtes Aufgabegut, z.B. feuchten Koks mit einer Aufgabegutgröße von bis zu 10 mm und einer Feuchte von bis zu 20 Gew.-%, in einem einzigen Durchgang auf eine hohe Endfeinheit zu

2o zerkleinem. Beispielsweise ist es ohne Weiteres möglich, aus einem feuchten Aufgabegut mit einer Aufgabekörnung, bei der 97% der Masse kleiner als 8 mm sind, durch einen einzigen Walzenspaltdurchlauf eine Kornverteilung zu erzielen, bei der etwa 70 % der Masse kleiner als 200 μm sind. Die Feuchte bleibt dabei konstant und es wird kein Wasser ausgepresst. Ein Wassergehalt von bis zu etwa 20 Gew.-% kann

25 vielmehr vom Porenvolumen des Kokses noch aufgenommen werden.

Beim Durchgang durch den Walzenspalt entstehen teilweise gepresste Agglomerate, sogenannte Schülpen, die allerdings aufgrund der schon beim einmaligen Durchgang durch den Walzenspalt erreichten hohen Endfeinheit keiner Sichtung mehr bedürfen, o sondern unmittelbar einer weiteren Verwendung zugeführt werden können, beispielsweise mittels eines Förderbandes einem Ofen zugeleitet werden können, um diesen zu befeuern.

Damit die zwei Mahlwalzen, die mit hohem Druck gegeneinander gepresst werden, 35 eine lange Lebensdauer haben, ist die Walzenoberfläche jeder Mahlwalze vorzugsweise mit einer Verschleißschutzschicht versehen, die beispielsweise durch Auftrags- schweißung aufgebracht wird.

Da bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung das Mahlgut in einem einzigen Durchgang auf die erforderliche Endfeinheit zerkleinert wird, entfällt der bei anderen Verfahren notwendige mehrfache Durchgang. Auch ist kein geschlossener Mahl- Sichtkreislauf notwendig. Dadurch wird zur Herstellung des Endproduktes deutlich weniger Energie eingesetzt, ferner braucht die üblicherweise zur Trocknung verwandte Energie nicht aufgebracht zu werden, da das Mahlgut in feuchtem Zustand zugeführt und weiterverarbeitet wird. Die Gefahr einer Staubexplosion besteht daher nicht.

Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung anhand schematischer Figuren näher erläutert. Es zeigt:

Figur 1 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Gut- bettzerkleinerung feuchten Kokses, und

Figur 2 eine räumliche Ansicht einer in der Vorrichtung aus Figur 1 eingesetzten Verdichterschnecke in größerem Maßstab.

In Figur 1 ist schematisch eine insgesamt mit 10 bezeichnete Vorrichtung zur Gutbettzerkleinerung feuchten Kokses dargestellt. Die Vorrichtung 10 umfasst ein Vorratssilo 12 für den zu zerkleinernden feuchten Koks, in dem unten eine Austragsschnecke 14 angeordnet ist.

Um den nur schwer fließenden, stückigen feuchten Koks kontinuierlich aus dem Vorratssilo 12 austragen zu können, rotiert die Austragsschnecke 14 zweidimensional, d.h. sie wird nicht nur um ihre Mittellängsachse gedreht, sondern darüber hinaus in ihrer Gesamtheit längs einer vorgegebenen Bahn bewegt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird die gesamte, sich drehende Austragsschnecke 14 im unteren Bereich des Vorratssilos 12 mittels eines im Vorratssilo 12 zentrisch montierten Getriebemotors (nicht dargestellt) längs einer Kreisbahn bewegt. Der Bewegung entlang der Kreisbahn kann dabei eine wellenförmige Auf- und Abbewegung überlagert sein. Alternativ kann die sich drehende Austragsschnecke 14 im unteren Bereich des Vorratssilos 12 auch nur auf und ab bewegt werden.

Durch die wie beschrieben zweidimensional rotierende Austragsschnecke 14 wird im Vorratssilo 12 ein Massenfluss erzwungen und aufrechterhalten, der kontinuierlich in

Zuführleitungen 16 und 16' fließt. Die Zuführleitungen 16, 16' münden in einer Verdichterschnecke 18, die das stückige feuchte Koksmaterial einer Gutbett- Walzenmühle 20 zuführt, die zwei gegenläufig rotierende Mahlwalzen 22, 24 aufweist, zwischen denen ein Walzenspalt 26 gebildet ist.

Die Verdichterschnecke 18 ist der Walzenmühle 20 unmittelbar vorgeschaltet und drückt den feuchten Koks in die Walzenmühle 20, genauer in den Walzenspalt 26. Die beiden Mahlwalzen 22, 24 werden mit hohem Druck gegeneinander gepresst, so dass das den Walzenspalt 26 passierende feuchte Koksmaterial stark zerkleinert wird.

Beim Durchlauf durch den Walzenspalt 26 bilden sich aus dem stückigen feuchten Koksmaterial, das mittels der Verdichterschnecke 18 in den Walzenspalt 26 gedrückt wird, zum Teil gepresste Agglomerate aus kleinen Koksteilchen, die als Schülpen bezeichnet werden. Diese Schülpen und das übrige im Walzenspalt 26 zerkleinerte Koksmaterial fällt unten aus dem Walzenspalt 26 heraus und auf ein Förderband 28, welches den zerkleinerten feuchten Koks einer gewünschten weiteren Verwendung zuführt. Beispielsweise kann der zerkleinerte feuchte Koks auf diese Weise einer Feuerungsanlage zugeführt werden.

In Figur 2 ist die Verdichterschnecke 18 genauer dargestellt. Wie gut zu erkennen, weist die Verdichterschnecke 18 im Unterschied zu herkömmlichen Verdichterschnecken keine durchgehenden Schneckenblätter auf, sondern das hier einzige Schneckenblatt 30 ist unterbrochen ausgeführt und in Segmente 32 unterteilt, zwischen denen jeweils ein Freiraum 34 vorhanden ist. Die das unterbrochene Schneckenblatt 30 bildenden Segmente 32 sind auf einem zylindrischen Kern 36 angeordnet und es ist zu erkennen, dass sich das Seh necken blatt 30 nicht über die gesamte Länge des zylindrischen Kerns 36 erstreckt, sondern sich nur im Bereich der dem freien Ende der Verdichterschnecke 18 benachbarten vorderen Hälfte befindet. Die Freiräume 34 zwischen benachbarten Segmenten 32 sind in Richtung des Schneckenblatts 30 ge- sehen nur etwa halb so groß wie jedes Segment 32.

Mit einer wie vorstehend ausgebildeten Vorrichtung 10 wurden Versuche zur Gutbettzerkleinerung von feuchten Koks durchgeführt, wobei die Aufgabekörnung des zugeführten Koksmaterials 97 Massen-% < 8 mm und die Feuchte 15 bis 20 Gew.-% betrug. Nach einmaligem Durchlauf durch den Walzenspalt 26 wurde eine Kornverteilung von ca. 75 Massen-% < 200 μm erreicht. Die Feuchte blieb dabei konstant und

es wurde kein Wasser ausgepresst. Die Temperatur entsprach der Umgebungstemperatur, eine messbare Temperaturerhöhung beim Mahlen trat nicht auf.

Die für die Versuche benutzte Walzenmühle 20 hatte Mahlwalzen 22, 24 mit einem Durchmesser von 520 mm und einer Arbeitsbreite von 180 mm. Die Verdichterschnecke 18 wies einen Durchmesser von 170 mm auf. Der mit einer solchen Vorrichtung erzielbare Durchsatz betrug ca. 8 t/h.