DE3620440A1

DE3620440A1 - Two-stage opposing jet comminution method operated under pressure for enlarging the surface area of fine grained to granular bulk materials

Info

Publication number: DE3620440A1
Application number: DE19863620440
Authority: DE
Inventors: Hans-Werner Dipl Ing Huenlich
Original assignee: INDUTEC INDUSTRIETECHNIK GmbH
Current assignee: INDUTEC INDUSTRIETECHNIK GmbH
Priority date: 1986-06-18
Filing date: 1986-06-18
Publication date: 1987-12-23

Abstract

In this comminution method, two gas jets, which are under pressure, are blown towards each other with a high bulk material load and at a high relative speed in a jet chamber. In the dense dust clouds impacting against one another, a percussion and impact loading of the grains and particles takes place and leads to surface attrition or even to splitting of the particles. The result is an increase in the bulk material surface area or an increase in the surface reactivity of chemically active dusts. This treatment takes place in two or more successive stages. The first stage is a spherical jet chamber, the second or subsequent step a triangular jet chamber. A gas pressure of more than 1 bar must be overcome in order to introduce the bulk material into the jet chambers. For this purpose, a novel vertical screw pump with a non-return flap is used.

Description

Zweistufiges unter Druck betriebenes Gegenstrahl-Zerkleinerungsverfahren zur Vergrößerung der Oberfläche feinkörniger bis körniger Schüttgüter.Two-stage counter-jet grinding process operated under pressure to enlarge the surface fine-grained to granular bulk goods.

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.Counter jet mills in which the bulk material to be shredded with two gas jets, mostly compressed air or steam, against each other are blown, are known and in the literature have also been described more often. The different Systems all work on the same basic principle as e.g. B. in process engineering 5 (1971), H. 6, page 225-230 (Muschelknautz and Rink, recent investigations on jet mills) described. The ground product is from Feed dosing into a shredding room via injector nozzles sucked it in through a classifier or dust collector leaves.

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.However, the injection with injector nozzles has several disadvantages. The maximum back pressure overcoming with the injector principle is significantly below 1 bar overpressure, the dust load of the conveying and propellant gas is then relatively low and is only a little over 1 kg of dust per kg of gas and The energy requirement is correspondingly high because of the low dust density can be compensated by very high gas velocity got to. There are therefore energy demand figures of over 20 kWh / t, usually between 50 and 100 kWh / t.

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.From experience with dust screw pumps as infeed units in compressed air delivery lines it is known that one depending on the sealing ability of the pump, dust loads of over 10 kg / kg can reach up to 60 kg / kg if in the delivery line system a pressure of over 1 bar to approx. 3 bar prevails. With this multiple times greater dust density also the frequency of dust particle contact in the counter jet increase very strongly and with it the crushing effect be improved. Overcoming high Backpressures during bulk material injection continue to be permitted overcoming significantly higher resistances in the blasting system, what the series connection of several beam stages, at least two, however. The energy requirement Such a system is then about 1/10 of the energy requirement of jet mills with injector acceleration that were common until now for infiltration of bulk goods.

Ein solches Zerkleinerungsverfahren, mit dem bei niedrigem Energiebedarf eine wesentliche Erhöhung der spezifischen Oberfläche von feinkörnigen Schüttgütern erreichbar ist, realisiert die vorliegende Erfindung.Such a crushing process, with which at low Energy needs a significant increase in specific Surface of fine-grained bulk goods is accessible, realizes the present invention.

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.The method consists of the screw pump A , with, for example, a particularly favorable vertical screw mounted on one side at ( 1 ) and driven by the motor ( 2 ), the first jet stage B and the second jet stage 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.The bulk material to be shredded passes laterally through a dust container ( 3 ) into the rotating screw ( 4 ) in which it is pressed against the weight-loaded non-return valve ( 5 ), which is under the back pressure in the outlet or mixing housing ( 6 ). This known infeed method by means of dust compression allows the infeed of dust against pressures of up to 3 bar or more. According to the invention, the bulk material then enters the pressure blow-out housing, from which the material is blown in the opposite direction using the two gas glands ( 8 ) into the connected delivery lines ( 7 ). The overpressure in this blow-out housing is at least 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. Via the two pipelines ( 9 ), the two partial gas and partial dust flows enter the spherical space ( 11 ) via the two injection nozzles ( 10 ). These injection nozzles are narrowed to increase the injection speed or can be equipped with additional propellant gas nozzles ( 12 ). The shredding is done by blowing a dense cloud of dust against each other at a high relative speed.

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).The gas-dust mixture in turn leaves this shot-peening space diagonally downward via two outlet lines ( 13 ). The second beam stage C is connected to these lines at a short distance with a line length of less than 4 m. It consists of a triangular jet chamber ( 17 ) with a width that is only slightly larger than the diameter of the outlet line ( 16 ), in turn has two injection nozzles ( 14 ) and, if necessary for the desired comminution effect, the gas acceleration nozzles ( 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.The further transport with the line ( 16 ) can also take longer conveying paths to a collecting container with a filter or directly into a connected reaction system if the freshly created dust surfaces are to be used for chemical or physical reactions. Such an application is e.g. B. wastewater-free flue gas cleaning, in which lime hydrate is mostly used as a sorbent. In the filter dust of such flue gas cleaning systems there is then a considerable proportion of unneutralized hydrate lime, which was integrated by the formation of new salt during the harmful gas absorption (SO₂, HF, HCl, etc.). Such a beam treatment would then expose these reactive particle cores. Since these then exposed and lying on very small dust particles reactive surfaces also against other gas molecules, e.g. B. CO₂, are very reactive, recommended immediate return to the reaction rooms, so that a high level of harmful gas formation is achieved.

Claims

1. Two-stage pressurized counter-jet crushing process to enlarge the surface of fine-grained to granular bulk goods, characterized in that the bulk goods are continuously introduced with a dust screw pump with a non-return valve into the pressure blow-out housing with two-sided blow-out and from there with the conveying gas blown in the counter-jet into a spherical space is, which it in turn leaves through two delivery lines in order to be blown back in the counter jet into a triangular space as a second stage, from which it emerges with only one delivery line together with the now largely relaxed delivery gas.

2. The method according to claim 1, characterized in that for Increase the crushing effect of the two injection nozzles on the shot peening chamber of the first stage and the triangular peening chamber the second stage with additional gas jet nozzles are equipped.

3. The method according to claim 1, characterized in that as Infeed unit a worm pump with a vertically mounted Snail is used.

4. The method according to claim 1, characterized in that the two-stage counter-jet shredding process for regeneration of filter dust from flue gas cleaning systems serves, the dust with the conveying gas after discharge from the 2nd stage directly with a short delivery line into the reaction rooms of the flue gas cleaning system is blown in.