DD297438A5

DD297438A5 - Vorrichtung und verfahren zur herstellung von kohlemaische

Info

Publication number: DD297438A5
Application number: DD30660087A
Authority: DD
Inventors: Hanspeter Heegn; Hans-Georg Jaeckel; Ulrike Reuther; Karl Schaller; Arndt Kluthmann; Heiner Mueller
Original assignee: Akad Wissenschaften Ddr
Priority date: 1987-09-03
Filing date: 1987-09-03
Publication date: 1992-01-09

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von Kohlemaische, wobei die Maische als Einsatzstoff fuer die Gewinnung von fluessigen Brenn- und Kraftstoffen durch Hochdruckhydrierung oder fuer direkte energetische Nutzung geeignet ist. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dasz der Austragsvorrichtung einer beheizbaren Turmreibmuehle eine in das Mahlgefaesz integrierte Klassiereinheit nachgeordnet ist und die Mahlung und Mischung von Kohle, Anmaischoel und gegebenenfalls Katalysator in der erfindungsgemaeszen Vorrichtung bei einer Temperatur von groeszer gleich 150C so erfolgt, dasz die Entwaesserung auf kleiner 3% sowie eine abschlieszende Klassierung auf kleiner 500 m Produktfeinheit in einem Verfahrensschritt realisiert werden.{Kohlemaische; fluessiger Brenn- und Kraftstoff; Hochdruckhydrierung; Turmreibmuehle; Mahlgefaesz; integrierte Klassiereinheit; Mischung; Mahlung; Entwaesserung; Temperatur; Klassierung; Produktfeinheit}

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von Kohlemaische aus wasserhaltiger Kohle, Öl und gegebenenfalls Katalysator. Diese Mischung ist besonders als Einsatzstoff für die Gewinnung von flüssigen Bi enn- und Kraftstoffen durch Hochdruckhydrierung oder für eine direkte energetische Nutzung geeignet.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Aus der Fachliteratur, z. B. Liesner, A., und Thau, Α.: Die Chemie der Braunkohle, Bd. II, Halle 1953,5.264 ff., ist bekannt, daß eine intensive Dispergierung der Kohle in dem zur Anmaischung eingesetzten Öl für eine hohe Ausbeute an flüssigen Produkten bei der Hochdruckhydrierung von großer Bedeutung ist. Außerdem soll der Wassergehalt der Maischen möglichst niedrig sein und eine obere Korngrenze der Feststoffkomponenten in der Maische nicht überschritten werden. Es wird deshalb eine mehrstufige Vortrocknung in Kombination mit einer trockenen Zerkleinerung, die Anmaischung von trockener Kohle und gegebenenfalls Katalysator mit Öl in Mischern, Mühlen oder Rührbehältern zu einer pumpfähigen Maische und die Abtrennung von Grobgut und unzerkleinerten Fremdkörpern durch Siebung für erforderlich gehalten.

Für die Trocknung und trockene Zerkleinerung sind ein großer energetischer Aufwand und äußerst kostspielige Maßnahmen für die Sicherheitstechnik erforderlich. Außerdem ist durch die angewandte Trockentechnologie eine starke thermische Beanspruchung der Kohleinhaltsstoffe und deren teilweise oxydative Zersetzung festzustellen, was sich negativ auf die Hydrierausbeute auswirkt.

Eine schonende Trocknung der Maische kann nach den in der Erfindungsbeschreibung DE-312 060 2 sowie bei Garnish, I. F., u. a., Chemical Engineering Progress, New York 80/198411, S.42-47 beschriebenen Verfahren erreicht werden, indam die

wasserhaltige Kohle und das hochsiedende Öl mit einem niedrigsiedenden Lösungsmittel gegebenenfalls unter Druck erhitzt werden und das Wasser mit dem niedrigsiedenden Lösungsmittel als Schlepper entfernt wird. Bei diesem Verfahren sind mehrere Verfahrensschritte notwendig, die einen großen energetischen und apparativen Aufwand erfordern und Nachteile in der Betriebsführung aufweisen.

Diese Nachteile sollen durch die DD-Erfindungsbeschreibung beseitigt werden. Dort wird ein Verfahren zur Herstellung einer entwässerten Kohle-Öl-Mischung vorgeschlagen, bei dem wasserhaltige Kohle und heißes Anmaischöl so vie gegebenenfalls Katalysator in einer Rohrmühle intensiv vermischt und gleichzeitig gemahlen werden und die teilentwässerte Mischung in einem weiteren Verfahrensschritt unter Rühren und gegebenenfalls Wärmezufuhr nachbehandelt wird.

Als Nachteil dieser Lösung ist die anschließende Siebung der Maische in einem weiteren Verfahrensschritt anzusehen.

Bekannt ist weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines flüssigen Verbrennungsmaterials nach DE-OS 3021071.

In einer vertikalen Abriebmühle mit Drehschnecke, gefüllt mit einem flüssigen Brennstoff, werden grobe, vorgetrocknete Brennstoffpartikel von Mahlkörpern zerrieben, wobei sich die Komponenten zu einer Mischung vereinigen, die aus der Mühle

abgenommen wird. Noch enthaltene gröbere Brennstoffpartikel müssen extern aufwendig abgetrennt und erneut dem

Mahlprozeß zugeführt werden. Für wasserhaltige Brennstoffe, z. B. Kohle, ist dan Verfahren nicht ausgelegt, so daß die bereits genannten Nachteile einer Vortroc!;nung zur Wirkung kommen. Die vertikalen Abriebmühlen bestehen dabei aus einfachen ungegliederten Mahlgefäßen, wobei je nach Betriebsart

geschlossene (Überlaufmühle) bzw. perforierte Mahlgefäßböden (Durchlaufmühle) eingesetzt werden. Sowohl der Austrag im

Überlauf als auch im Durchlauf sind bei der Maischeherstellung durch die hohe Viskosität von Mahlgut und Mahlmedium

problematisch und erfordern eine Vielzahl externer Zusatzeinrichtungen, die durch die Notwendigkeit einer genauen

Abstimmung die Handhabung das Gesamtprozessos zumindest erschweren. Die verwendeten doppelgängigen Schneckenrührer werden grundsätzlich als Aufwärtsfördurer betrieben, woraus eine spezifische Mahlkörperbewegung

resultiert. Bekannt sind weiterhin Lösungen, bei denen der Rührer mit dem Mahlgefäßboden einen Ringspalt bildet, durchwolchen der Produktaustrag realisiert wird. Dieser direkte Ringspaltaustrag stellt jedoch eine enorme Störungsquelle für den

Betrieb der Mühle dar. Die Schwierigkeiten der Kugelaufnahme durch den Rührer sowie bei der Einhaltung einer gleichmäßigen Ringspaltweite sind

enorm. Problematisch sind weiterhin bis auf Spaltweite abgenu tzte Mahlkörper, die beträchtliche Schäden hervorrufen können.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zur kostengünstigen Herstellung einer Kohle-Öl-Mischung für die Gewinnung von flüssigen Brenn- und Kraftstoffen durch Hochdruckhydrierung bzw. für eine direkte energetische Nutzung.

Darlegung des Wesens der Erfindung Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von Kohlemaische zu entwickeln,

die eine Mahlung und Mischung von wasserhaltiger Kohle und Anmaischöl sowie eine gleichzeitige Entwässerung und

Klassierung des Gemische ermöglichen. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Austragsvorrichtung einer beheizbaren Turmreibmühle eine in

das Mahlgefäß (1) integrierte Klassiereinheit (5) nachgeordnet ist, die aus einem Topf mit Austragsvorrichtung besteht, in demmindestens ein Siebeinsatz (6) angeordnet ist, in welchem ein mit dem Schneckenrührer (2) direkt verbundenes Rührorgan (4)rotiert, das mit dem Siebeinsatz (6) einen Ringspalt bildet. Erfindungswesentlich ist, daß der Topf beheizbar ausgeführt ist.

Weiterhin ist kennzeichnend, daß die Siebeinsätze auswechselbar sind, konisch bzw. zylindrisch ausgebildet sind und einen Abzug für Grobgut bzw. unzerkleinerbare Fremdkörper enthalten. Des weiteren ist erfindungswesentlich, daß das Rührorgan (4)

eine dem Schneckenrührer (2) der Mühle entgegengesetzte Förderrichtung aufweist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe weiterhin dadurch gelöst, daß die Mahlung und Mischung in der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei einer Temperatur von > 15O⁰C so erfolgt, daß die Entwässerung auf < 3% sowie eine abschließende Klassierung

auf < 500 μm Produktfeinheit in einem Verfahrensschritt realisiert werden. Bei einer Mahlungstemperatur oberhalb 1SO⁰C ist die

Kinetik der Wasserverdampfung beschleunigt, so daß die Entwässerung der Kohlemaische begünstigt wird. Weiterhin ist kennzeichnend, daß die Nachklassierung in der Klassiereinheit (5) durch Anlegen eines Unterdruckes gefördert Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß die zur Herstellung der Kohlemaische notwendige Mahlung, Entwässerung und Klassierung in einem Verfahrensschritt realisiert werden. Im Vergleich zum Stand der Technik können die zur Erreichung

vergleichbarer Ergebnisse beim Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des Verfahrens notwendigen Zeitenwesentlich verkürzt werden.

Nachfolgend wird die Erfindv. . anhand von zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert. Ausführungsbeispiel Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung von Kohlemaische. Die Vorrichtung besteht gemäß Figur 1 aus einer Turmreibmühle mit Mahlgefäß 1 und Austragsvorrichtung 3, der eine in das Mahlgefäß integrierte Klassiereinheit 5 mit Siebeinsatz 6 und Austragsöffnung 8 nachgeordnet ist. Das innerhalb des Siebeinsatzes 6 rotierende Rührorgan 4 ist durch die Austragsvorrichtung 3 hindurch fest mit dem Schneckenrührer 2 der Turmreibmühle verbunden, weist aber eine dem Schneckenrührer 2 entgegengesetzte Förderrichtung auf. Rührorgan 4 und Siebeinsatz 6 bilden einen sich nach 7 stetig verjüngenden Ringspalt. Das Aufgabematerial, Kohle mit 5-20% Fauchtegehalt und Anmaischöl (T 2150⁰C), wird im Mahlgefäß 1 mit Hilfe der über den Schneckenrührer 2 bewegten Mahlkörper füllung gemischt und auf annähernde Produktqualität (R₂Oo ^ 10%, Wassergehalt <

5%) gebracht.

Durch die Austragsvorrichtung 3 gelangt die Maische ohne die zurückbleibenden Mahlkörper in die integrierte Klassiereinheit 5

und wird von den flexiblen Kanten des Rührorgans 4 durch die Öffnungen des Siebeinsatzes 6 gedrückt. Der Siebvorgang kanndurch das Anlegen eines Unterdruckes auf die Klassiereinheit 5 unterstützt werden. Schwer zerkleinerbares Überkorn gelangtüber die Neigung des Siebeinsatzas 6 zur engsten Stelle des sich zwischen dem Austrag des Siebeinsatzes 7 und des

Rührorgans 4 ausbildenden Ringspalts, worauf es nach Verlassen der Beanspruchungszone, zusammen mit dem Durchgang des Siebeinsatzes 6 die Austragsöffnung 8 passiert. Figur 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der 6rfindungsgemäßen Vorrichtung, bei welcher der Siebeinsatz 6 in eil em

zylindrischen Sumpf 9 endet, so daß Siebdurchgang und Siebrückstand getrennt abgezogen werden kann.

Claims

1. Vorrichtung zur Herstellung von Kohlemaische in Turmreibmühlen, bestehend aus einem vertikalen mit Mahlkörpern gefüllten Mahlrohr mit Schneckenrührer sowie einer Aufgabe und Austragsvorrichtung, gekennzeichnet dadurch, daß der Austragsvorrichtung der beheizbaren Mühle eine in das Mahlgefäß (1) integrierte Klassiereinheit (5) nachgeordnet ist, die aus einem Topf m!t Austragsvorrichtung (3) besteht, in dem mindestens ein Siebeinsatz (6) angeordnet ist, in welchem ein mit dem Schneckenrührer (2) direkt verbundenes Rührorgan (4) rotiert, das mit dem Siebeinsatz (6) einen Ringspalt bildet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Topf beheizbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Siebeinsätze auswechselbar sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Siebeinsätze zylindrisch bzw. konisch ausgeführt sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Siebeinsätze einen Abzug für Grobgut bzw. unzerkleinerbare Fremdkörper besitzen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Rührorgan (4) eine dem Schneckenrührer (2) der Mühle entgegengesetzte Förderrichtung aufweist.

7. Verfahren zur Herstellung von Kohlemaische, welches durch intensive Vermischung und gleichzeitige Vermahlung von Kohle mit einem Wassergehalt von ca. 5 bin 20% und Anmaischöl sowie gegebenenfalls Katalysatoren erzeugt wird, gekennzeichnet dadurch, daß die Mahlung und Mischung in der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei einer Temperatur größer gleich 15O⁰C so erfolgt, daß die Entwässerung auf kleiner 3% sowie eine abschließende Klassierung auf kleiner 500 pm Produktfeinheit in einem Verfahrensschritt realisiert werden.

8. Verfahren nach Anspruch 7, gekennzeichnet dadurch, daß in der Klassiereinheit (5) ein Unterdruck angelegt wird.