DE3620440A1 - Zweistufiges unter druck betriebenes gegenstrahl-zerkleinerungsverfahren zur vergroesserung der oberflaeche feinkoerniger bis koerniger schuettgueter - Google Patents

Description

Zweistufiges unter Druck betriebenes Gegenstrahl-Zerkleinerungsverfahren zur Vergrößerung der Oberfläche feinkörniger bis körniger Schüttgüter.

Gegenstrahlmühlen, bei denen das zu zerkleinernde Schüttgut mit zwei Gasstrahlen, meist Druckluft oder Dampf, gegeneinander geblasen werden, sind bekannt und in der Literatur auch öfter beschrieben worden. Die verschiedenen Systeme arbeiten alle nach dem gleichen Grundprinzip, wie z. B. in Verfahrenstechnik 5 (1971), H. 6, Seite 225-230 (Muschelknautz und Rink, Neuere Untersuchungen an Strahlmühlen) beschrieben. Das Mahlprodukt wird dabei von der Aufgabedosierung über Injektordüsen in einen Zerkleinerungsraum eingesaugt, den es über einen Sichter oder Staubabscheider verläßt.

Die Einschleusung mit Injektordüsen hat jedoch mehrere Nachteile. Die maximale Gegendrucküberwindung beim Injektorprinzip liegt erheblich unter 1 bar Überdruck, die Staubbeladung des Förder- und Treibgases ist dann relativ niedrig und liegt nur wenig über 1 kg Staub pro kg Gas und der Energiebedarf entsprechend hoch, weil die niedrige Staubdichte durch sehr hohe Gasgeschwindigkeit kompensiert werden muß. Es werden daher Energiebedarfszahlen von über 20 kWh/t, in der Regel zwischen 50 und 100 kWh/t angegeben.

Aus den Erfahrungen mit Staubschneckenpumpen als Einschleusaggregate in Druckluftförderleitungen ist bekannt, daß man je nach Abdichtfähigkeit der Pumpe Staubbeladungen von über 10 kg/kg bis zu 60 kg/kg erreichen kann, wenn im Förderleitungssystem ein Druck von über 1 bar bis ca. 3 bar herrscht. Mit dieser mehrfach größeren Staubdichte würde auch die Häufigkeit der Staubteilchenberührung im Gegenstrahl sehr stark ansteigen und damit auch die Zerkleinerungswirkung verbessert werden. Die Überwindung hoher Gegendrücke bei der Schüttguteinschleusung gestattet weiterhin die Überwindung erheblich höherer Widerstände im Strahlsystem, was die Hintereinanderschaltung mehrerer Strahlstufen, mindest jedoch zwei, gestattet. Der Energiebedarf eines solchen Systems liegt dann bei etwa 1/10 des Energiebedarfs von bisher üblichen Strahlmühlen mit Injektorbeschleunigung zur Schüttguteinschleusung.

Ein solches Zerkleinerungsverfahren, mit dem bei niedrigem Energiebedarf eine wesentliche Erhöhung der spezifischen Oberfläche von feinkörnigen Schüttgütern erreichbar ist, realisiert die vorliegende Erfindung.

Das Verfahren besteht aus der Schneckenpumpe A, mit beispielsweise einer besonders günstigen Vertikalschnecke einseitig bei (1) gelagert und mit dem Motor (2) angetrieben, der ersten Strahlstufe B und der zweiten Strahlstufe C.

Das zu zerkleinernde Schüttgut gelangt über einen Staubaufgabebehälter (3) seitlich in die rotierende Schnecke (4) in der es gegen die gewichtsbelastete Rückschlagklappe (5) gepreßt wird, die unter dem Rückdruck im Auslauf- oder Mischgehäuse (6) steht. Diese bekannte Einschleusmethode durch Staubverdichtung gestattet die Staubeinschleusung gegen Drücke bis 3 bar oder auch mehr. Erfindungsgemäß gelangt dann das Schüttgut in das Druckausblasgehäuse, aus dem das Material in entgegengesetzter Richtung mit Hife der beiden Gasdrüsen (8) in die angeschlossene Förderleitungen (7) geblasen wird. Der Überdruck in diesem Ausblasgehäuse beträgt mindestens 1 bar.

Über die zwei Rohrleitungen (9) gelangen die beiden Teilgas- und Teilstaubströme über die beiden Einblasdüsen (10) in den Kugelraum (11). Diese Einblasdüsen sind zur Erhöhung der Einblasgeschwindigkeit verengt oder können mit zusätzlichen Treibgasdüsen (12) ausgerüstet werden. Die Zerkleinerung erfolgt durch das Gegeneinanderblasen einer dichten Staubwolke mit hoher Relativgeschwindigkeit.

Das Gas-Staubgemisch verläßt diesen Kugelstrahlraum wiederum über zwei Abgangsleitungen (13) schräg nach unten. An diese Leitungen ist in kurzer Entfernung mit weniger als 4 m Leitungslänge die zweite Strahlstufe C angeschlossen. Sie besteht aus einem dreiecksförmigen Strahlraum (17) mit einer Breite, die nur wenig größer ist als der Durchmesser der Austrittsleitung (16), besitzt wiederum zwei Einblasdüsen (14) und wenn für die gewünschte Zerkleinerungswirkung notwendig die Gasbeschleunigungsdüsen (15).

Der Weitertransport mit der Leitung (16) kann über auch längere Förderwege zu einem Auffangbehälter mit Filter erfolgen oder direkt in ein angeschlossenes Reaktionssystem, wenn die eben geschaffenen frischen Stauboberflächen für chemische oder physikalische Reaktionen ausgenutzt werden sollen. Ein solcher Anwendungszweck ist z. B. die abwasserlose Rauchgasreinigung, bei der meist Kalkhydrat als Sorptionsmittel verwendet wird. Im Filterstaub solcher Rauchgasreinigungssysteme befindet sich dann ein erheblicher Anteil von nicht neutralisiertem Hydratkalk, der von der Salzneubildung bei der Schadgassorption (SO₂, HF, HCl u. a.) eingebunden wurde. Eine solche Strahlbehandlung würde dann diese reaktionsfähigen Teilchenkerne freilegen. Da diese dann freigelegten und an sehr kleinen Staubpartikeln liegenden reaktionsfähigen Oberflächen auch gegenüber anderen Gasmolekülen, z. B. CO₂, sehr reaktionsfähig sind, empfielt sich die sofortige Rückführung in die Reaktionsräume, damit eine hohe Schadgasbildung erreicht wird.

Claims (4)

1. Zweistufiges unter Druck betriebenes Gegenstrahl-Zerkleinerungsverfahren zur Vergrößerung der Oberfläche feinkörniger bis körniger Schüttgüter, dadurch gekennzeichnet, daß das Schüttgut kontinuierlich mit einer Staubschneckenpumpe mit Rückschlagklappe in das Druckausblasgehäuse mit zweiseitiger Ausblasung eingeführt und von da mit dem Fördergas zweiseitig im Gegenstrahl in einen Kugelraum eingeblasen wird, den es wiederum durch zwei Förderleitungen verläßt, um wieder im Gegenstrahl in einen Dreiecksraum als zweite Stufe eingeblasen zu werden, aus dem es mit nur noch einer Förderleitung zusammen mit dem jetzt weitgehend entspannten Fördergas austritt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhöhung der Zerkleinerungswirkung die beiden Einblasdüsen an dem Kugelstrahlraum der ersten Stufe und dem Dreiecksstrahlraum der zweiten Stufe mit zusätzlichen Gasstrahldüsen ausgerüstet sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Einschleusaggregat eine Schneckenpumpe mit vertikal gelagerter Schnecke benutzt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweistufige Gegenstrahl-Zerkleinerungsverfahren zur Regenerierung von Filterstaub aus Rauchgasreinigungsanlagen dient, wobei der Staub mit dem Fördergas nach Austritt aus der 2. Stufe unmittelbar mit einer kurzen Förderleitung in die Reaktionsräume des Rauchgasreinigungssystems eingeblasen wird.