DE19824062A1 - Mahlverfahren unter Verwendung einer Strahlmühle - Google Patents

Abstract

Mahlverfahren unter Verwendung einer Strahlmühle (1) in deren Mahlkammer (3) energiereiche Mahlstrahlen bzw. zumindest ein solcher Mahlstrahl aus Heißdampf mit hoher Strömungsenergie eingeführt werden bzw. wird, wobei die Mahlkammer außer der Einlaßeinrichtung (4) für den zumindest einen Mahlstrahl einen Einlaß (2) für das Mahlgut und einen Auslaß (5) für das Produkt aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Zusammentreffens von Mahlgut und zumindest einem Mahlstrahl aus Heißdampf Mahlstrahl und Mahlgut zumindest etwa die gleiche Temperatur haben.

Description

Es ist bekannt, zum Zerlegen der Partikel von körnigem Mahlgut in Partikel feinerer Körnung Strahlmühlen einzu­ setzen. Ein energiereicher Fluidstrahl oder mehrere sol­ cher Strahlen werden zum Einwirken auf die zu zerlegenden Partikel gebracht und unter dem Einfluß der Strahlenergie erfolgt die Zerlegung. Eine solche Strahlmühle ist bei­ spielsweise in EP-A 0601511 beschrieben.

Die Fluidstrahlen werden aus einer Flüssigkeit oder einem Gas oder auch aus Dampf gebildet.

Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit der Strahlmah­ lung unter Verwendung von aus Dampf, vorzugsweise Wasser­ dampf, gebildeten Strahlen, die in eine Mahlkammer einge­ bracht werden, deren Wandung außer dem Strahleinlaß auch einen Guteinlaß für das Mahlgut und einen Auslaß aufweist, durch den der Energieträger mit dem in ihm suspendierten gemahlenen Gut die Mühle verläßt.

Das dabei auftretende Problem, mit dem sich die vorliegende Erfindung vorzugsweise befaßt, läßt sich wie folgt definie­ ren.

Die Energie des in die Mahlkammer einzuführenden Mahl­ strahles liegt als thermische und als kinetische Energie vor, indem der Mahlstrahl von Heißdampf mit hoher kineti­ scher Energie gebildet wird. Es liegt nun regelmäßig in der Natur der Sache, daß die Temperatur des Mahlgutes, auf das der Mahlstrahl in der Mahlkammer trifft, geringer ist als die Temperatur des Mahlstrahles. Dem Mahlstrahl wird demzufolge beim Auftreffen auf das Mahlgut Wärme und damit Energie entzogen, die Intensität des Mahlvor­ ganges wird verringert und hierin liegt einer der Haupt­ nachteile der Strahlmahlung mit Hilfe von Dampf. Dieser Nachteil mag bekannt sein, zu Konsequenzen hat dies bisher nicht geführt, denn die vorliegende Erfindung geht von der Kenntnis aus, daß die bisher bekannten Strahlmühlen soweit sie mit Dampfstrahlen arbeiten, mit diesem Nachteil behaftet sind.

Demzufolge schlägt die Erfindung vor, diesen Wärmeverlust beim Zusammentreffen von Mahlstrahl und Strahlgut zumindest zu kompensieren, um den damit verbundenen Energieverlust zumindest zu kompensieren.

Gemäß der praktischen Umsetzung der Erfindung erfolgt diese Kompensation unter Einsatz einer zusätzlichen Wärme­ quelle, die intern, d. h. innerhalb der Mahlkammer, im Bereich des Zusammentreffens von Mahlgut und Mahlstrahl angeordnet sein kann, die aber auch extern, d. h. außerhalb der Mahlkammer, im Strömungsbereich des Mahlgutes angeord­ net sein kann, um das Mahlgut auf eine entsprechend hohe Temperatur zu bringen.

Die Weiterführung dieser Grundgedanken führt nun zum Strahlmahlen von Mahlgut, das gleichsam von Haus aus eine Temperatur hat, die zumindest der des Mahlstrahles entspricht. Während in solchen Fällen bisher beispiels­ weise beim Mahlen heißer Schlacke die Mahlguttemperatur keine sonderliche Beachtung findet oder sogar mit Rück­ sicht auf die Funktionstüchtigkeit von Mühlenarmaturen eine weitestgehende Abkühlung des Mahlgutes auf dem Weg vom Anfallort zur Mühle angestrebt wurde, liegt es im Rahmen der vorliegenden Erfindung, eine solche Abkühlung tunlichst zu vermeiden und eine relativ hohe Ausgangs­ temperatur des Mahlgutes bis zum Eintritt in die Mahl­ kammer bestmöglich zu erhalten. Der hierbei möglicher­ weise notwendige Bauaufwand, wie er auch bei Anwendung einer zusätzlichen in- oder externen Wärmequelle für das Mahlgut notwendig wird, sollte sich in Grenzen halten lassen, und er wird durch das Mahlen ohne Energieverlust infolge Wärmeverlust beim Mahlstrahl mit Sicherheit kom­ pensiert.

Insoweit wird also eine optimale Lösung gemäß der Erfin­ dung in der Anwendung bei warmem Mahlgut zu sehen sein, wenn Sorge dafür getragen wird, daß das Mahlgut mit mög­ lichst geringen Wärmeverlusten in die Mahlkammer gelangt.

In besonderem Maße wird die Erfindung dann mit Vorteil einsetzbar sein, wenn der Einsatz im Rahmen eines ge­ schlossenen Kreislaufes erfolgt, wie er nachfolgend zwar als besonders vorteil- trotzdem aber beispielhaft beschrie­ ben wird und sich aus der Zusammenfassung von Einzelan­ sprüchen ergibt. Die nachfolgende Beschreibung der besonders vorteilhaften Ausbildung der vorliegenden Erfindung erfolgt anhand der einzigen Figur.

Kern der Anlage im Hinblick auf die vorliegende Erfindung ist die an sich bekannte Strahlmühle mit ihrem zylindri­ schen Gehäuse 1, vorzugsweise einer Mahlgutaufgabe 2 etwa in der halben Höhe der vom Gehäuse 1 umschlossenen Mahlkammer 3, zumindest einem Mahlstrahleinlaß 4 im unte­ ren Bereich der Mahlkammer 3 und einem Produktauslaß 5 im oberen Bereich der Mahlkammer 3. Dort ist drehbar ein Sichtrad 6 angeordnet, mit dem das Mahlgut klassiert wird, um nur Mahlgut unterhalb einer bestimmten Korngröße durch den Produktauslaß 5 aus der Mahlkammer 3 abzuführen und Mahlgut mit einer Korngröße über dem ausgewählten Wert einem weiteren Mahlvorgang zuzuführen. Das Sichtrad ist vorzugsweise ein bei Windsichtern an sich übliches Sichtrad, dessen Schaufeln radial verlaufende Schaufelkanäle begrenzen, an deren äußeren Enden die Sichtluft eintritt und Partikel kleinerer Korngröße bzw. Masse zum zentralen Auslaß und zum Produktauslaß 5 mitschleppt, während größere Partikel bzw. Partikel größerer Masse unter dem Einfluß der Flieh­ kraft abgewiesen werden.

Bezüglich des Mahlstrahleinlasses 4 ist zu erwähnen, daß es ausreichend sein kann, eine einzige, radial gerich­ tete Einlaßöffnung vorzusehen, um den einzigen Mahlstrahl auf die Partikel des Mahlgutes, die von der Mahlgutaufgabe 2 aus in den Bereich des Mahlstrahles gelangen, mit hoher Energie auftreffen zu lassen und in kleinere Teilpartikel zerlegen zu lassen, die vom Sichtrad angesaugt und, soweit sie eine entsprechend geringe Größe bzw. Masse haben, durch den Produktauslaß 5 nach außen gefördert werden. Eine bessere Wirkung wird jedoch mit paarweise diametral einander gegenüberliegenden Einlässen erzielt, die zwei aufeinanderprallende Mahlstrahlen bilden, die intensiver die Partikelzerlegung bewirken als dies mit einem Strahl möglich ist, insbesondere wenn mehrere Strahlpaare erzeugt werden.

Erfindungsgemäß findet nun eine Erwärmung des Mahlgutes statt. Dies kann mit einer internen Heizquelle 7 zwischen Mahlgutaufgabe 2 und Bereich der Mahlstrahlen geschehen, durch eine entsprechende Heizquelle 7a im Bereich außer­ halb der Mahlgutaufgabe oder indem die Erfindung zur Prallzerkleinerung von Partikeln dient, die Teile eines von Haus aus warmen Mahlgutes sind, das unter Vermeidung von Wärmeverlusten in die Mahlgutaufgabe 2 gelangt. Ein Zuführungsrohr 8 ist hierzu von einem temperaturisolie­ renden Mantel 9a umgeben. Die Heizquelle 7 bzw. 7a, wenn sie eingesetzt wird, kann dem Grunde nach beliebig sein, so sie zweckgerichtet einsatzfähig und vorzugsweise am Markt verfügbar ist. Auf sie muß deswegen im einzelnen nicht eingegangen werden.

Was die Temperatur anlangt, so hat Ausgangspunkt für ihre Bestimmung die Temperatur des bzw. der Mahlstrahlen zu sein, der die Temperatur des Mahlgutes zumindest entsprechen sollte.

Zur Bildung der durch Mahlstrahleinlässe 4 in die Mahl­ kammer 3 eingebrachten Mahlstrahlen soll nun erfindungs­ gemäß Heißdampf verwendet werden. Dabei ist davon auszu­ gehen, daß der Wärmeinhalt des Wasserdampfes nach der Düse des jeweiligen Mahlstrahleinlasses 4 nicht wesentlich geringer ist als vor dieser Düse; weil die für die Prallzerkleinerung notwendige Energie primär als Strömungsenergie zur Verfügung stehen soll, wird demgegenüber der Druckabfall zwischen dem Einlaß der Düse und deren Auslaß erheblich sein (die Druckenergie wird weitestgehend in Strömungsenergie umgesetzt sein) und auch der Temperaturabfall wird nicht unerheblich sein und insbesondere dieser Temperaturabfall soll durch die Erwärmung des Mahlgutes so weit kompensiert sein, daß Mahlgut und Mahlstrahl im Bereich des Zentrums 8 der Mahlkammer bei zumindest zwei aufeinandertreffenden Mahlstrahlen oder einem ganzen Vielfachen von zwei Mahl­ strahlen die gleiche Temperatur haben.

Der Aufbereitung des Mahlstrahles dient nun die in der Zeichnung dargestellte Anlage mit der üblichen Zuführung des beim Mahlen erhaltenen Produktes zum anschließenden Filter 9, an dessen Auslaß 10 die Entnahme des ausge­ filterten Mahlgutes erfolgt, während das auf diese Weise gereinigte Strömungsmittel in der Form von Abdampf einem Wärmetauscher 11 zugeführt wird, in dem die im Abdampf verbliebene Wärme an von einer Pumpe 12 gefördertes Druck­ wasser abgegeben wird, das seinerseits als demzufolge erhitztes Druckwasser in dem Dampfkessel 13 gefördert wird, in dem mittels Wärmezufuhr mittels Brenners 14 der für die Strahlmahlung geforderte Heißdampf erzeugt wird. Die Wasserzuführung zur Pumpe 12 erfolgt dadurch, daß der im Wärmetauscher 11 abgekühlte Abdampf in einem Kondensator 15 niedergeschlagen wird und nach Filtration des Dampfniederschlags von der Pumpe 12 angesaugt wird.

Durch dieses geschlossene System ist eine Mahlung von beispielsweise heißer Schlacke als Mahlgut mit optimalem Wirkungsgrad möglich.

Claims (10)

1. Mahlverfahren unter Verwendung einer Strahlmühle (1) in deren Mahlkammer (3) energiereiche Mahlstrahlen bzw. zumindest ein solcher Mahlstrahl aus Heißdampf mit hoher Strömungsenergie eingeführt werden bzw. wird, wobei die Mahlkammer außer der Einlaßeinrich­ tung (4) für den zumindest einen Mahlstrahl einen Einlaß (2) für das Mahlgut und einen Auslaß (5) für das Produkt aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Zusammentreffens von Mahlgut und zu­ mindest einem Mahlstrahl aus Heißdampf Mahlstrahl und Mahlgut zumindest etwa die gleiche Temperatur haben.

2. Mahlverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des Mahlgutes dadurch der Temperatur des Mahlstrahles zumindest angenähert wird, daß im Bereich zwischen Mahlguteinlaß und Ort des Zusammentreffens von Mahlgut und zumindest einem Mahlstrahl ein der Mahlkammer intern zugeordneter Wärmeerzeuger (7) vorgesehen ist.

3. Mahlverfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des Mahlgutes dadurch der Temperatur (Enthalpie) des Mahlstrahles zumindest angenähert wird, daß vor dem Mahlguteinlaß (2) ein ein Wärmeerzeuger (7a) zum Aufheizen des Mahlgutes angeordnet ist, mit dem das Mahlgut so weit erwärmt wird, daß es beim Zusammentreffen mit dem Mahlstrahl bzw. den Mahlstrahlen zumindest etwa die Mahlstrahl­ temperatur hat.

4. Mahlverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 für ein Mahlgut, dessen Temperatur beim Eintritt in den Bereich um die Mahlkammer eine über der Umgebungstem­ peratur liegende Ausgangstemperatur hat, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Mahlgut bis zum Erreichen der Mahlgutaufgabe (3) durch eine Mahlgutführung (8) ge­ fördert wird, die gegen Wärmeabgabe an die Umgebung isoliert ist.

5. Mahlverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuordnung des Mahlgutes zu mehreren Mahlstrahlen in einem Bereich erfolgt, der durch das Aufeinandertreffen mehrerer gegeneinander gerichteter Heißdampfstrahlen aus Mahlstrahlauslässen gekennzeichnet ist, von denen je zwei Auslässe ein Auslaßpaar mit gemeinsamer Mahlstrahllängsachse bilden.

6. Mahlverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das aus dem Produktauslaß (5) der Mahlkammer (3) austretende Produkt einer Trennein­ richtung (9) zum Trennen von gemahlenem Gut und Abdampf voneinander zugeführt wird.

7. Mahlverfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der vom gemahlenen Gut abgetrennte Abdampf einem Wärmetauscher (11) zugeführt wird.

8. Mahlverfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Wärmetauscher (11) ein Wärmetausch zwischen Abdampf und von einer Pumpe (12) gefördertem Druckwasser erfolgt.

9. Mahlverfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß des Wärmetauschers (11) für erwärmtes Druckwasser mit einem Dampfkessel (13) verbunden ist, der Auslaß des Wärmetauschers für den Abdampf mit einer Filtrier- bzw. Kondensat bildenden Einrichtung (15) zugeführt wird.

10. Mahlverfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß im Dampfkessel (13) aus im Wärmetauscher (11) vorgewärmtem Druckwasser und von außen zugeführter Wärme Heißdampf gebildet wird, der der Mahlkammer zur Bildung der Mahlstrahlen zugeführt wird.