DE1294901B - Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von stark mit brennbaren Anteilen beladenen, in einer Fluessigkeit suspendierten Feinbergen, insbesondere Flotationsbergen zur Herstellung von keramischem Rohmaterial - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine folgend beschrieben ausgeführt. Die aus den Anlagen Vorrichtung zur Behandlung von stark mit brenn- zur Feinkohlenaufbereitung austretende Bergtrübe baren Teilen beladenen, in einer Flüssigkeit suspen- wird in zwei Teilmengen unterteilt, dierten Feinbergen, insbesondere Flotationsbergen aus Die erste kleinere Teilmenge erfährt keine

der Steinkohlenaufbereitung zum Zwecke seiner Um- 5 Behandlung. Sie wird so wie sie ist der zweiten Teilwandlung in mehr oder weniger plastische Breie, menge nach der Behandlung derselben zugesetzt, um welche den üblicherweise in der keramischen Indu- mit ihr den gewünschten Brei zu ergeben, zu welchem strie benutzten ähnlich sind. sie insbesondere das Knetwasser für den gewünschten

Es ist zwar die Verwendung von Brennbares ent- Zusammenhalt und gleichzeitig ein gewisses Heizverhaltenden Waschabgängen, beispielsweise als Beton- io mögen mitbringt.

Zuschlag, bekannt (niederländische Patentanmeldung Die zweite erheblich größere Teilmenge erfährt vor

182 769), wobei in den Waschabgängen die Teilchen- ihrer Wiedervereinigung mit der ersten folgende größe in einem bestimmten Mengenverhältnis unter Behandlungen:

3 mm, teilweise sogar unter 0,1 mm, liegt, Bei dieser Die Trübe, welche sich praktisch wie gewöhnliches

Verwendung geht man von den Waschabgängen aus, 15 Wasser verhält, wird als Kühlmittel einem Wärmedie in einzelne Fraktionen unterteil als trockene oder austauscher zugeführt, welcher die sehr heiße gefeuchte, aber im wesentlichen als als Feststoff anzu- röstete Asche durchwandert, welche von einem sprechende Substanzen vorliegen, aus denen nach be- späteren Behandlungsschritt herrührt, in welchem die stimmten Rezepturen unter Zugabe von Wasser ein als Brennstoff benutzten festen Teilchen geröstet als Betonzuschlag verwendbares Gemenge hergestellt ao wurden, wie dies weiter unten erläutert ist. Die wird. Bergetrübe erwärmt sich, kühlt die Asche auf die

Kohlenhaltige Feinberge, wie die Flotationsberge, gewünschte Temperatur ab und erwirbt dank dieser sind in der Regel im Aufbereitungswasser suspendiert. Erwärmung gewisse Eigenschaften, welche einen Nachstehend ist die Erfindung beispielsweise unter günstigen Einfluß auf die nachfolgenden Verarbei-Bezugnahme auf Flotationsberge aus Schieferton 25 tungsanlagen haben. So wird die Leistungsfähigkeit erläutert. der Zentrifugen, der Absetzeinrichtungen und der

Das zu behandelnde Schiefertonmaterial stammt Filter erheblich vergrößert, und außerdem wird die aus der Feinkornwäsche der Rohkohlen. Bekanntlich Wirkung des Systems zur Verdampfung des die erhält man mit den Waschabgängen ein mit sehr festen Teilchen mitführenden Wassers dank der fühlfeinen Bergeteilchen beladenes Wasser, welches einige 30 baren Wärme der ebenfalls von dem späteren Rösthundert Gramm Farbstoff je Liter enthält. Diese Vorgang herrührenden Rauchgase verbessert. Ferner Bergeteilchen enthalten noch einen gewissen Prozent- wird hierdurch die größtmögliche Rückgewinnung satz von brennbarer Kohlesubstanz, so daß sie noch der verfügbaren fühlbaren Wärme gewährleistet, woeinen an dem Trockenprodukt gemessenen unteren durch das Verfahren seine maximale Wirtschaftlich-Heizwert besitzen, welcher im Mittel zwischen 1000 35 keit erhält, und 2500 kcal liegt. Durch diese verschiedenen Vorbehandlungsschritte,

Es wird im allgemeinen als unrentabel angesehen, welche von Fall zu Fall zu bestimmen sind, erhält durch eine weiter getriebene Aufbereitung diese man entweder eine stark eingedickte, aber noch pump-Brennstoffe oder die Bergeteilchen selbst als mögliche bare Trübe bzw. einen immer dickerflüssigen Brei. Brennstoffe zurückzugewinnen. Ferner ist die Klä- 40 Durch an sich bekannte Zufuhreinrichtungen, wie rung der Flotationstrübe teuer und mindestens sehr gewöhnliche Pumpen, Schlammpumpen, Bandfördeheikel. Die normalerweise benutzten Mittel bezwek- rer, Transportschnecken, Zuteiler usw. werden die ken die Eindickung der ursprünglichen Suspensionen, Produkte der einzelnen Verfahrensphasen zur nächum das wiederverwendete oder in den Vorfluter ge- sten Behandlungsstufe geführt. Im Verlauf dieser leitete Waschwasser zu klären. Diese Klärung erfolgt 45 Verfahrensfolge wird das etwaige Restwasser verüblicherweise durch natürliche Verdampfung bzw. dampft und der in den Feinbergen enthaltene Brenn-Absetzen in Klärteichen sowie Entwässerung der stoff ganz oder zu einem beliebig einstellbaren Pro-Schlämme in Filterpressen, Vakuumfiltern und Zen- zentsatz verbrannt. Dabei werden die Feinberge auf trifugen. eine Temperatur von über 600° C, vorzugsweise auf

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, 50 eine solche zwischen 800 und 850° C, gebracht. In aus den Abwässern der Wäsche, die in diesen sus- diesem Behandlungsstadium erhält man einerseits pendierten Feinberge, die zudem brennbare Anteile einen praktisch indifferenten, gerösteten Rückstand enthalten, zurückzugewinnen und einer nützlichen und andererseits mit Wasserdämpf beladene Rauch-Verwendung zuzuführen, wobei einmal die in den gase mit einer Temperatur, welche derjenigen des brennbaren Anteilen enthaltene Wärmeenergie ge- 55 Röstproduktes sehr naheliegt. Es ist dann möglich, nutzt und im übrigen ein Rohrstoff für die keramische durch geeignete Einrichtungen die in dem Rückstand, Industrie gewonnen werden soll. denRauchgasen und dem Wasserdampf vorhandene

Die Erfindung dient zur Herstellung von kera- fühlbare Wärme zurückzugewinnen und sie in der mischem Rohmaterial und besteht darin, daß eine oben erwähnten Weise oder im Fall eines ÜberTeilmenge eingedickt wird, die brennbaren Bestand- 60 Schusses für andere Zwecke zu verwenden, teile innerhalb einer Teilmenge teilweise ganz oder Der erhaltene pulverförmige Rückstand, welcher bei unter Zugabe weiterer brennbarer Bestandteile bei den obigen Betriebstemperaturen aus sehr feiner geTemperaturen über 600° C, insbesondere 800 bis rösteter Asche besteht, wird dann mit der ersten 850° C, verbrannt werden und die Rückstände in bisher unbehandelten Teilmenge gemischt und bildet einem bestimmten Mischungsverhältnis einer unbe- 65 mit dieser unter Berücksichtigung der nach Belieben handelten Teilmenge aufgegeben sowie beide Teil- einstellbaren gegenseitigen Prozentsätze einen heißen mengen zu einem Brei gemischt werden. mehr oder weniger weichen Brei der gewünschten

Das erfindungsgemäße Verfahren wird wie nach- Konsistenz.

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An der Behandlung der zweiten Teilmenge können heiße, durch den Trockner 10 fließende Flüssigkeit verschiedene Abänderungen vorgenommen werden: verliert in diesem ihr ganzes Wasser. Die mit Wasser-So kann z. B. die Kühlung der pulverförmigen Teil- dampf beladenen Rauchgase treten durch einen Auschen durch den Wärmeaustauscher fortfallen, und laß 22 ins Freie oder können einen Dampfkondendiese pulverförmigen Teilchen können durch plötz- 5 sator durchströmen. Die trockenen heißen Feinberge liches Eintauchen in die Flüssigkeit der ersten Teil- werden am Ausgang 11 des Trockners ebenfalls dem menge unmittelbar mit dieser gemischt werden, was eine Mischer 12 zugeführt. Der Trockner 10 wird mit heftige Verdampfung des Wassers zur Folge hat, wo- Rauchgasen mit sehr hoher Temperatur gespeist, für jedoch die erste Teilmenge relativ größer sein muß. welche mit Wasserdampf beladen sind und von einem Man kann auch die Trennung der beiden Teil- io Wirbelschichtofen kommen, wie dies weiter unten mengen erst nach der Vorwärmung bzw. Vorent- erläutert ist, wobei ihm gegebenenfalls eine Zusatzwässerung vornehmen, wärme durch eine äußere Wärmequelle 25 geliefert

Man kann auch in der Phase der Entwässerung werden kann.

und Trocknung durch Verdampfung mit Gewinnung Der Mischer 12 ergibt dann einen rohen homogenen

von trockenen pulverförmigen nicht entkohlten festen 15 heißen Brei mit der gewählten Konsistenz, welcher

Teilchen diese ultrafeinen brennbaren festen Teilchen durch ein Transportorgan 13 dem Wirbelschichtofen

mit einem Zusatzbrennstoff mischen und so insgesamt 14 zugeführt wird. In diesem erfolgen die endgültige

einen ballastreichen Brennstoff erhalten, welcher z. B. Verdampfung, die Verbrennung der entzündlichen

in elektrischen Kraftwerken nutzbar ist. Durch brennbaren Stoffe und die Röstung der indifferenten

Mischung dieses Trockenprodukts mit der Flüssigkeit ao Feinberge unter der Wirkung des durch einen Einlaß

kann man diese auch in Schlamm oder Brei um- 23 ankommenden Sauerstoffträgers. Die sehr heißen,

wandeln, um sie dem Röstvorgang zuzuführen. mit Wasserdampf beladenen Rauchgase treten durch

Für das obenerwähnte Stadium der Trockung den Ausgang 20 aus und werden dem Trockner durch nach vorheriger Entwässerung, teilweises oder voll- eine Leitung 21 zugeführt, während die geröstete ständiges Ausziehen der in den festen Teilchen ent- as Asche durch einen Auslaß 15 und einen Förderer haltenen Brennstoffe und Rösten dieser festen Teil- 16 dem Kühler 5 zugeführt wird. Die entwickelten chen, wird zweckmäßig ein mit Suspension oder Wir- Gase sowie die Asche befinden sich praktisch auf der belschichtung, gegebenenfalls mit einem festen Hilfs- gleichen Temperatur, bei welcher die Wärmebehandstoff arbeitendes Reaktionsgefäß benutzt, welches mit lung in dem Wirbelschichtofen 14 erfolgt. Gegebeheißer oder kalter, gegebenenfalls mit Sauerstoff an- 30 nenfalls kann dem Wirbelschichtofen Zusatzwärme gereicherter Luft beschickt oder mit mehr oder weni- durch eine äußere Wärmequelle 24 geliefert werden, ger heißen oxydierenden Rauchgasen beblasen wird. Die am Auslaß 17 des Kühlers 16 auf die ge-In diesem Reaktionsgefäß wird das restliche Wasser wünschte Temperatur abgekühlte Asche wird einem verdampft, die festen Teilchen werden geröstet, und letzten Mischer 18 zugeführt, wo sie nach Mischung der Brennstoff wird verbrannt, so daß er die für die 35 mit der ursprünglichen durch das Transportorgan 3 Trocknung und die Röstung erforderliche Wärme zugeführten unbehandelten Bergetrübe mit dieser teilweise oder vollständig liefert, während der Rest einen endgültigen Brei ergibt, welcher an dem Ausder Wärme, wenn sich ein Zusatz als erforderlich laß 19 des Mischers 18 austritt und so heiß ist, wie erweist, von einem beliebigen zusätzlichen Brenn- dies mit den späteren der Technik der keramischen stoff nach an sich bekannten Verfahren geliefert wird. 40 Industrie eigentümlichen Behandlungen verträglich ist.

Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme Selbstverständlich kann die obige Anordnung be-

auf die Zeichnung beispielshalber erläutert. darfsgemäß durch Gefäße, Vorratsbehälter, Silos,

F i g. 1 zeigt ein Schema einer industriellen Aus- Bunker usw. ergänzt werden, welche ihrerseits durch führung für den Fall, daß die festen suspendierten Zufuhreinrichtungen, Dosiervorrichtungen, Förderer, Teilchen nur durch Verdampfung entwässert und ge- 45 Hebevorrichtungen gespeist werden, welche den alltrocknet werden können, wobei am Ende der Be- gemeinen Betrieb bewirken. Eine Regel- und Konhandlung durch Zumischung zur ersten Trübe-Teil- trollapparatur kann einen vollständig automatischen menge ein Brei gewonnen wird, welcher zur Her- Betrieb ermöglichen, indem sie in jedem Stadium alle stellung von keramischen Produkten bestimmt ist und gewünschten Regelungen mit der erforderlichen Gedaher genau bestimmte Eigenschaften besitzen muß; 50 nauigkeit vornimmt. Ebenso werden alle anderen

F i g. 2 zeigt eine einfachere Ausführungsabwand- Aufgaben der Belüftung, Isolierung, Zusatzheizung

lung einer derartigen Anlage. od. dgl. durch die hierzu gewöhnlich verwendeten

Die ursprüngliche aus einer Waschvorrichtung 1 Vorrichtungen wahrgenommen,

kommende Flüssigkeit wird an der Stelle einer Teil- Dieses Schema kann bedarfsgemäß abgeändert

verzweigung 2 in entsprechenden Transportorganen 55 werden, und zwar entweder durch Vereinfachung

in zwei Teilmengen unterteilt. der Strömungskreise oder durch Veränderung der-

Eine erste Teilmenge wird durch einen Zweig 3 selben, wobei insbesondere die charakteristischen

unmittelbar einem letzten Mischer 8 zugeführt. Eigenschaften der suspendierten Bergeteilchen und

Die zweite Teilmenge wird durch einen Zweig 4 die Verwendung des breiartigen Endprodukts berückfolgenden Behandlungsstufen zugeführt: Sie gelangt 60 sieht werden.

zunächst in einen Wärmeaustauscher 5 zur Kühlung So entspricht z. B. F i g. 2 einem erheblich ein-

der Asche, aus welcher sie möglichst gut erwärmt fächeren Fall, in welchem die Feinbergetrübe zen-

durch ein Transportorgan 6 abgeführt wird, nachdem trifugiert und sedimentiert werden kann, wobei das

sie die Asche gekühlt hat. Hierauf wird sie einem breiartige Endprodukt einfach am Auslaß abgeführt

Verteiler 7 zugeführt, welcher eine gewisse Menge 65 wird. Die Behandlung ist dann folgende:

auf einem Transportorgan 8 einem Trockner 8 zu- Die aus der Aufbereitung 1 austretende Bergetrübe

führt, während der Rest durch ein Transportorgan 9 wird durch einen Verteiler 2 in zwei Teilmengen

unmittelbar einem Mischer 12 zugeführt wird. Die unterteilt. Eine erste Teilmenge wird durch ein

Transportorgan 3 unmittelbar einem letzten Mischer 14 α zugeführt, während die zweite von einem Transportorgan 4 mitgeführte Teilmenge folgende Behandlungen erfährt:

Sie gelangt zunächst in eine Zentrifuge 5 a, welche einen Teil derselben zu einem kalten weichen an dem Ausgang 6 α aufgefangenen Brei eindickt, während sie den Überlauf durch einen Auslaß 7 α in ein Absetzbecken 8 α auswirft. Nach dem Absetzen wird das klare Wasser an einem Ausgang 17 α und ein weicher kalter Brei bei 9 α abgezogen, welcher dem in dem Wärmeaustauscher gemäß F i g. 1 vorentwässerten Bergeschlamm entspricht. Diese Breie enthalten noch zu viel Wasser, um unmittelbar ihrer Bestimmung zugeführt werden zu können.

Die beiden an den Auslässen 6 α und 9 a aufgefangenen Breie werden einem Mischer 10 α zugeführt und durch einen Auslaß 11 α desselben zu einem Wirbelschichtofen 12 α geschickt. In dem Wirbelschichtofen 12 α erfolgen wie oben die endgültige ao Verdampfung des Wassers, die Verbrennung der Kohlenanteile und die Röstung der Bergesubstanz zu Asche. Die Asche wird vom Auslaß 13 α einem Mischer 14 α zugeführt, in welchem sie mit der ersten Teilmenge vereinigt wird. Durch plötzliches Eintauchen der heißen Asche in die unbehandelte Bergetrübe entsteht eine kräftige Verdampfung des Wassers. Der entstehende Brei wird dabei so hoch wie möglich erhitzt und auf die gewünschte Konsistenz gebracht. Der Dampf wird durch einen Auslaß 18 α abgeblasen oder einer Rückgewinnung zugeführt, während der Brei 15 α austritt.

Die Verwertung der am Ausgang 16 a des Wirbelschichtofens 12 α austretenden mit Wasserdampf sehr hoher Temperatur beladenen Rauchgase des Wirbelschichtofens kann in an sich bekannter Weise erfolgen.

Übrigens ist zu bemerken, daß in dem Fall der F i g. 1 die Temperatur der Wärmebehandlung in dem Wirbelschichtofen zweckmäßig auf etwa 1000° C gebracht wird und selbst auf einen höheren Wert, wenn dies gewünscht wird.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Behandlung von stark mit brennbaren Anteilen beladenen, in einer Flüssigkeit suspendierten Feinbergen, insbesondere Flotationsbergen zur Herstellung von keramischem Rohmaterial, dadurch gekennzeichnet, daß eine Teilmenge eingedickt wird, die brennbaren Bestandteile innerhalb dieser Teilmenge teilweise ganz oder unter Zugabe weiterer brennbarer Bestandteile bei Temperaturen über 600° C, insbesondere 800 bis 850° C, verbrannt werden und die Rückstände in einem bestimmten Mischungsverhältnis einer unbehandelten Teilmenge aufgegeben sowie beide Teilmengen zu einem Brei gemischt werden. __

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die behandelte Teilmenge nochmals aufgeteilt und ein Teil einer Trocknung durch die bei der Verbrennung entstandenen Rauchgase unterworfen wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wärmeaustausch zwischen der neu zugeführten unbehandelten Teilmenge und den Verbrennungsrückständen durchgeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vorbereitung der zu behandelnden Teilmenge eine Konzentration der festen Teilchen durchgeführt wird, wobei die resultierende Flüssigkeit einem Absetzvorgang unterworfen wird und darauf der abgesetzte Teil und das Konzentrat vor der Verbrennung gemischt werden.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Asche aus dem Verbrennungsvorgang direkt der unbehandelten Teilmenge unter Abführung des sich dabei bildenden Wasserdampfes beigegeben wird.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß für die Verbrennung der behandelten Teilmenge ein Wirbelschichtofen vorgesehen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Wirbelschichtofen mit einem zu einem Kondensator oder Wärmetauscher führenden Abzug für die Rauchgase und Dämpfe versehen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen