LU103070B1 - Gezielte Feuchtigkeitseinstellung des Mahlgutes in einer Mahlvorrichtung - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Mahlvorrichtung, wobei die Mahlvorrichtung eine Materialzuführung und eine Produktabführung aufweist, wobei die Mahlvorrichtung eine Wasserzuführung 40 aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Mahlvorrichtung wenigstens eine erste Feuchtigkeitserfassungsvorrichtung 21 aufweist, wobei die erste Feuchtigkeitserfassungsvorrichtung 21 wenigstens einen Sensor zur Erfassung im Infrarot-Bereich aufweist, wobei der Feuchtigkeitsgehalt aus der erfassten spektralen Information ermittelt wird, wobei für die Ermittlung des Feuchtigkeitsgehalts ein spektraler Bereich von 1940 ± 40 nm verwendet wird, wobei als erster Referenzbereich von 1820 ± 40 nm verwendet wird.
Description
thyssenkrupp Industrial Solutions AG 221677P00LU thyssenkrupp AG 13.02.2023 LU103070 1/5
Gezielte Feuchtigkeitseinstellung des Mahlgutes in einer Mahlvorrichtung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Feuchte im Edukt und/oder
Produkt eines Mahlvorganges und die daraus resultierende Anpassung der
Betriebsparameter, insbesondere der Zuführung von Wasser im Mahlbereich.
Die Feuchte eines Mahlgutes hat Einfluss auf das Mahlergebnis sowie die
Energieaufnahme der Mühle. Gleichzeitig gibt es zu mahlende Materialien, welche nach der Mahlung nicht feucht sein sollten, beispielsweise Zement. Bliebe dieser nach der
Mahlung feucht, so würde dieser im Lager abbinden und damit wertlos werden. Es ist also wesentlich eine geringe Menge an Feuchtigkeit in der Vertikalrollenmühle zuzuführen, wobei jedoch der Feuchtigkeitsbedarf von der Partikelgrößenverteilung oder der mit dem Mahlgut bereits eingebrachten Feuchte abhängig ist.
Aus der DE 102019204 103 A1 ist ein Verfahren zur Grobklassifizierung der
PartikelgréRenverteilung eines Schüttguts bekannt.
Natürlich kann mit herkömmlichen Laborverfahren die Feuchte von Edukt und Produkt bestimmt werden. Durch den entstehenden Zeitversatz ist eine Prozesssteuerung damit
Jedoch nur sehr eingeschränkt möglich.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren bereitzustellen, welches die Feuchte beim
Mahlvorgang optimal einzustellen in der Lage ist.
Gelöst wird diese Aufgabe durch das Verfahren mit den in Anspruch 1 angegebenen
Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie der Zeichnung.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient zum Betreiben einer Mahlvorrichtung, insbesondere einer Mahlvorrichtung in der Zementindustrie. Die Mahlvorrichtung weist eine Materialzuführung und eine Produktabführung auf. Über die Materialzuführung wird das zu mahlende Edukt zugeführt, über die Produktabführung das gemahlene Produkt abgeführt. Die Mahlvorrichtung kann beispielsweise einen Sichter aufweisen, damit nur thyssenkrupp Industrial Solutions AG 221677P00LU thyssenkrupp AG 13.02.2023 LU103070 2/5 ausreichend fein gemahlenes Produkt über die Produktabführung entfernt wird. Die
Mahlvorrichtung weist eine Wasserzuführung auf. Beispielsweise bei einer Vertikal-
Rollenmühle ist die Wasserzuführung vorzugsweise direkt vor den Mahlrollen angeordnet.
Erfindungsgemäß weist die Mahlvorrichtung wenigstens eine erste
Feuchtigkeitserfassungsvorrichtung auf. Die erste Feuchtigkeitserfassungsvorrichtung weist wenigstens einen Sensor zur Erfassung im Infrarot-Bereich auf. Der
Feuchtigkeitsgehalt wird aus der erfassten spektralen Information ermittelt. Für die
Ermittlung des Feuchtigkeitsgehalts wird ein spektraler Bereich von 1940 + 40 nm verwendet und als erster Referenzbereich von 1820 + 40 nm verwendet. Im Bereich von 1940 nm ist die Absorption hauptsächlich durch die Absorption des Wassers geprägt, bei 1820 nm hingegen ist die Absorption von Wasser vernachlässigbar. Somit kann in vergleichsweise einfacher Form eine direkte Messung in der Vorrichtung erfolgen und so
Insbesondere die Wasserzufuhr oder entsprechend andere Parameter direkt und unverzüglich geregelt werden.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird als zweiter Referenzbereich von 2100 + 40 nm verwendet. Hier ist die Auswirkung von Wasser auf die Absorption der IR-
Strahlung gering, sodass die Genauigkeit verbessert werden kann, da mit einem kurzwelligeren und einem langwelligeren Referenzbereich auch zuverlässiger durch das
Mahlgut erzeugte Absorptionen im Bereich um 1940 nm abgeschätzt werden können.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die erste
Feuchtigkeitserfassungsvorrichtung in Bereich der Materialzuführung angeordnet und erfasst den Feuchtigkeitsgehalt des zugeführten Materials. Auf diese Weise kann, beispielsweise bei Tonen, der schwankende Feuchtigkeitsgehalt des Produktes selber berücksichtigt werden.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird die Wasserzuführung im
Abhängigkeit des erfassten Feuchtigkeitsgehalts des zugeführten Materials geregelt.
Insbesondere wird die zugeführte Wassermenge um die als Feuchtigkeit bereits enthaltene Wassermenge reduziert.
thyssenkrupp Industrial Solutions AG 221677P00LU thyssenkrupp AG 13.02.2023 LU103070 3/5
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die erste
Feuchtigkeitserfassungsvorrichtung in Bereich der Produktabführung angeordnet und erfasst den Feuchtigkeitsgehalt des abgeführten Produkts. Dieses ist besonders bevorzugt, wenn das Produkt beispielsweise Zement, gemahlener Hüttensand oder ein aktivierter Ton ist. Diese binden mit Wasser ab. Würden diese mit Wasser (zu viel
Restfeuchte) eingelagert werden, so würden diese abbinden und damit wertlos werden.
Zusätzlich wären diese dann nur schwer aus dem Lager, beispielsweise einem Silo, entfernbar. Für die Einstellung beziehungsweise die Reduzierung der Restfeuchte gibt es mehrere Möglichkeiten. Zum einen kann die Wasserzuführung im Abhängigkeit des erfassten Feuchtigkeitsgehalts des abgeführten Produkts geregelt werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Menge des zugeführten Materials im Abhängigkeit des erfassten
Feuchtigkeitsgehalts des abgeführten Produkts geregelt werden. Alternativ oder zusätzlich kann ein der Mahlvorrichtung zugeführter Warmluftstrom im Abhängigkeit des erfassten Feuchtigkeitsgehalts des abgeführten Produkts geregelt werden.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Mahlvorrichtung eine zweite
Feuchtigkeitserfassungsvorrichtung auf. Die zweite Feuchtigkeitserfassungsvorrichtung weist wenigstens einen Sensor zur Erfassung im Infrarot-Bereich auf. Der
Feuchtigkeitsgehalt wird aus der erfassten spektralen Information ermittelt. Für die
Ermittlung des Feuchtigkeitsgehalts wird ein spektraler Bereich von 1940 + 40 nm und als erster Referenzbereich von 1820 + 40 nm verwendet. Bevorzugt sind die erste
Feuchtigkeitserfassungsvorrichtung und die zweite Feuchtigkeitserfassungsvorrichtung baugleich, da hierdurch Wartung und Ersatzteilhaltung sowie softwaretechnische
Implementation vereinfacht wird. Weiter bevorzugt ist die erste
Feuchtigkeitserfassungsvorrichtung in Bereich der Materialzuführung angeordnet und erfasst den Feuchtigkeitsgehalt des zugeführten Materials. Die zweite
Feuchtigkeitserfassungsvorrichtung ist in Bereich der Produktabführung angeordnet und erfasst den Feuchtigkeitsgehalt des abgeführten Produkts. Hierdurch kann eine optimale
Prozessoptimierung vorgenommen werden welche bevorzugt die Wasserzuführung im
Abhängigkeit des erfassten Feuchtigkeitsgehalts des zugeführten Materials und des abgeführten Produkts geregelt werden. Weiter kann die Menge des zugeführten Materials im Abhängigkeit des erfassten Feuchtigkeitsgehalts des abgeführten Produkts geregelt thyssenkrupp Industrial Solutions AG 221677P00LU thyssenkrupp AG 13.02.2023 LU103070 4/5 werden. Weiter kann ein der Mahlvorrichtung zugeführter Warmluftstrom im Abhängigkeit des erfassten Feuchtigkeitsgehalts des abgeführten Produkts geregelt werden.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird das zugeführte Material ausgewählt aus der Liste umfassend Kalkstein, Klinker, Schlacke, Bauxit, Flugasche,
Tone, kalzinierte Tone, Puzzolan.
Nachfolgend ist das erfindungsgemäße Verfahren anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Fig. 1 schematische Darstellung
In Fig. 1 ist eine schematische Darstellung eine Mahlvorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt. Aus einem ersten Lager 31 wird über eine
Materialzuführung zu mahlendes Material in eine Mühle 10 gebracht. In der
Materialzuführung ist eine erste Feuchtigkeitserfassungsvorrichtung 21 angeordnet, welche im nahen Infrarot den Eduktstrom spektral erfasst. Diese Daten werden an die
Steuerungsvorrichtung übertragen, welche aus der Absorption bei 1940 nm abzüglich der
Absorption bei 1820 nm den Feuchtegehalt des Edukts ermittelt. In der Mühle 10, beispielsweise einer Vertikal-Rollenmühle, wird das Material gemahlen. Gleichzeitig wird über eine Warmluftzufuhr 12 warmes Gas der Mühle 10 zugeführt, welches das gemahlene Gut aufnimmt und in einen Sichter 14 trägt. Dort wird das Gas vom gemahlenen Produkt getrennt und das Produkt über eine Produktabführung in ein zweites
Lager 32 verbracht. Die Produktabführung weist eine zweite
Feuchtigkeitserfassungsvorrichtung 22 auf, welche im nahen Infrarot den Produktstrom spektral erfasst. Diese Daten werden an die Steuerungsvorrichtung übertragen, welche aus der Absorption bei 1940 nm abzüglich der Absorption bei 1820nm den
Feuchtegehalt des Produkts ermittelt. Anhand der erfassten Feuchtigkeit im Edukt und im Produkt regelt die Steuervorrichtung 50 die über die Wasserzuführung 40 zugeführte
Menge an Wasser sowie den über die Warmluftzufuhr 12 zugeführte Menge an warmen
Gas. Hierdurch gelangt das gemahlene Produkt trocken in das zweite Lager 32 und dennoch steht ausreichend Feuchtigkeit in der Mühle 10 zur Verfügung, um ein gutes
Mahlergebnis zu erzeugen.
thyssenkrupp Industrial Solutions AG 221677P00LU thyssenkrupp AG 13.02.2023 LU103070 5/5
Bezugszeichen 10 Mühle 12 Warmluftzufuhr 14 Sichter 21 erste Feuchtigkeitserfassungsvorrichtung 22 zweite Feuchtigkeitserfassungsvorrichtung 31 erstes Lager 32 zweites Lager
Wasserzuführung
Steuerungsvorrichtung
Claims (11)
1. Verfahren zum Betreiben einer Mahlvorrichtung, wobei die Mahlvorrichtung eine Materialzuführung und eine Produktabführung aufweist, wobei die Mahlvorrichtung eine Wasserzuführung (40) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Mahlvorrichtung wenigstens eine erste Feuchtigkeitserfassungsvorrichtung (21) aufweist, wobei die erste Feuchtigkeitserfassungsvorrichtung (21) wenigstens einen Sensor zur Erfassung im Infrarot-Bereich aufweist, wobei der Feuchtigkeitsgehalt aus der erfassten spektralen Information ermittelt wird, wobei für die Ermittlung des Feuchtigkeitsgehalts ein spektraler Bereich von 1940 + 40 nm verwendet wird, wobei als erster Referenzbereich von 1820 + 40 nm verwendet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als zweiter Referenzbereich von 2100 + 40 nm verwendet wird.
3. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Feuchtigkeitserfassungsvorrichtung (21) in Bereich der Materialzuführung angeordnet ist und den Feuchtigkeitsgehalt des zugeführten Materials erfasst.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasserzuführung (40) im Abhängigkeit des erfassten Feuchtigkeitsgehalts des zugeführten Materials geregelt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Feuchtigkeitserfassungsvorrichtung (21) in Bereich der Produktabführung angeordnet ist und den Feuchtigkeitsgehalt des abgeführten Produkts erfasst.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasserzuführung (40) im Abhängigkeit des erfassten Feuchtigkeitsgehalts des abgeführten Produkts geregelt wird.
thyssenkrupp Industrial Solutions AG 221677P00LU thyssenkrupp AG 13.02.2023 LU103070 2/2
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge des zugeführten Materials im Abhängigkeit des erfassten Feuchtigkeitsgehalts des abgefuhrten Produkts geregelt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein der Mahlvorrichtung zugeführter Warmluftstrom im Abhängigkeit des erfassten Feuchtigkeitsgehalts des abgefuhrten Produkts geregelt wird.
9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mahlvorrichtung eine zweite Feuchtigkeitserfassungsvorrichtung (22) aufweist, wobei die zweite Feuchtigkeitserfassungsvorrichtung (22) wenigstens einen Sensor zur Erfassung im Infrarot-Bereich aufweist, wobei der Feuchtigkeitsgehalt aus der erfassten spektralen Information ermittelt wird, wobei fur die Ermittlung des Feuchtigkeitsgehalts ein spektraler Bereich von 1940 +40 nm verwendet wird, wobei als erster Referenzbereich von 1820 + 40 nm verwendet wird.
10.Verfahren Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Feuchtigkeitserfassungsvorrichtung (21) in Bereich der Materialzuführung angeordnet ist und den Feuchtigkeitsgehalt des zugeführten Materials erfasst und dass die zweite Feuchtigkeitserfassungsvorrichtung (22) in Bereich der Produktabführung angeordnet ist und den Feuchtigkeitsgehalt des abgeführten Produkts erfasst.
11. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zugeführte Material ausgewählt wird aus der Liste umfassend Kalkstein, Klinker, Schlacke, Bauxit, Puzzolan, Flugasche, Tone, kalzinierter Tone.
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| US20200191694A1 (en) * | 2018-04-13 | 2020-06-18 | Joshua Tracy | System for near infrared analysis of particle characteristics in particle grinding operations |
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- 2023-02-14 LU LU103070A patent/LU103070B1/de active IP Right Grant
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| DE102020206767A1 (de) * | 2020-05-29 | 2021-12-02 | Thyssenkrupp Ag | Mahlvorrichtung zur Erreichung eines optimalen Entwässerungsgrades und Verfahren zu deren Betrieb |
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Effective date: 20240814 |