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Verfahren und Vorrichtung zur Abtrennung der gröberen Bestandteile
von den mittelfeinen und staubförmigen Teilen aus Kohlen o. dgl. durch einen in
einem Rohre aufsteigenden Gasstrom Die Erfindung will Schüttgut ungleicher Korngröße,
welches sich ,also beispielsweise aus körnigen und pulverförmigen Teilen zusammensetzt,
und zwar insbesondere Kohle o. dgl., nach der Korngröße trennen. Im allgemeinen
sollen erfindungsgemäß drei Korngrößen voneinander getrennt werden, nämlich Grobes,
Mittleres und Feines oder Gröberes, Mittelfeines und Staub. Die Trennung soll mittels
eines aufsteigenden Luft- oder Gasstromes, dessen Verwendung für diesen Zweck bekannt
ist, in -einer neuartigen Weise erfolgen.
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Für die Trennung oder Scheidung von Schüttgut mittels eines Gasstromes
nach dem spezifischen Gewicht oder der Korngröße sind schon überaus zahlreiche Vorschläge
gemacht worden. Sie erfüllen aber sämtlich ihren Zweck insbesondere auf dem wichtigsten
Anwendungsgebiet, nämlich für Kohle, nicht befriedigend.
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Eine ganze Reihe der älteren Vorschläge kommt für den Erfixidungszweck
deshalb nicht in Betracht, weil bei ihnen das Gut an einem tief-, d. h. nahe dem
unteren Austrag liegenden Punkte in den aufsteigenden Gasstrom eingeführt wird.
Das Gut fällt dabei entweder überhaupt nicht oder aber nur auf einer unbrauchbar
kurzen Strecke dem Gasstrom entgegen. Dasjenige Mittelfeine und der Staub, die sich
nicht ,äußerst leicht vom Gröberen: lösen, ;erhalten dabei keine Gelegenheit sich
abzutrennen, um weitergetragen werden zu können. Sie fallen mit dem Gröberen zusammen
aus, so daß die Korngröße, die meistens am wertvollsten ist, nicht in praktisch
brauchbarer Reinheit gewonnen werden kann.
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Derselbe Nachteil besteht bei einem Gasstrom, der schon ,an und für
sich zu kurz ist, und zwar namentlich wenn in demselben Gitter o. dgl. zur Vermeidung
von Wirbeln usw. eingeschaltet sind. Das Mittelfeine wird entweder mit dem Staub
mitgerissen, oder es geht mit dem Gröberen zu Boden. Keine der gewünschten Korngrößen
wird genügend rein gewonnen.
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Man hat auch bereits einen senkrecht bis zu -erheblicher Höhe aufsteigenden
Luftstrom für die Scheidung in mehr als zwei Sorten nach dem spezifischen Gewicht
vorgeschlagen, aber den Erfolg ebenfalls dadurch vereitelt, daß man das Gut an tiefliegender
Stelle
einführte. Der Gasstrom verbreitert sich dabei von Abschnitt
zu Abschnitt plötzlich, und das Mittlere soll in Seitentaschen hineinfallen, die
an den Erweiterungsabsätzen angeordnet sind. Dabei rechnet man darauf, daß der herabfallende
Teil des Gutes vom aufsteigenden Gasstrom an die Wandung des Trennschachtes gedrückt
wird. Diese Erwartung :erfüllt sich aber bei einem senkrecht aufsteigenden Luftstrome
keineswegs in der gedachten Weise. Auch auf diesem Wege ist die Trennung in Klassen
der gewünschten Korngröße nicht möglich.
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Infolgedessen haben spätere Vorschläge für die Trennung nach dem spezifischen
Gewicht den Gasstrom scharf im rechten Winkel ablenken wollen und zugleich einen
regelbaren Zusatzluftstrom in den Hauptstrom eintreten lassen. Damit wird zunächst
;ein ganz anderer Weg beschritten. Wenn das Gut senkrecht auf die Wandung des Trennrohres
trifft, wird die in den Gutteilen aufgespeicherte Bewegungsenergie vernichtet, womit
eine Wertminderung des Gutes durch teilweise Kornzertrümmerung verbunden äst. Es
wird Staub erzeugt, der vorher nicht vorhanden war. Aber auch die Trennwirkung leidet
-empfindlich, denn gerade in der Zone, in der die Energievernichtung erfolgt, entstehen
durch die scharfe Ablenkung des Gasstromes starke Wirbel, also die schädlichste
Nebienwirkung, die es bei dieser Trennungsart gibt. Eine Gewinnung von Klassen der
gewünschten Korngröße ist ausgeschlossen.
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Vorliegende Erfindung geht nun so vor, daß sie zunächst das zu scheidende
Gut durch eine Aufgabestelle in das senkrecht aufsteigende Trennrohr einführt, die
weit oberhalb des unteren Austrages, durch den sich das Gröbere entleert, liegt.
Das Gut wird so hoch über dem Austrag eingetragen, daß es genügend Zeit hat, den
Staub nahezu restlos an den Gasstrom abzugeben, und daß dieser etwa das zunächst
fallende Mittelfeine auffangen und mitnehmen kann.
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Der Gasstrom breitet sich in _dem nach oben allmählich weiter werdenden
Trennrohr aus und wird dann durch !eine mäßige Biegung abgelenkt. Auf der Innenseite
der Biegung tritt nun eine Abnahme der Luftgeschwindigkeit ein, weil der Strom sich
an der Außenseite der Biegung entlang zu bewegen sucht. Die schwache Ablenkung des
Gasstromes bewirkt infolgedessen das Ausfallen des Mittelfeinen nach der inneren
oder unteren Seite der Biegung, von wo es abgezogen. wird, während der Staub bis
ixi einen Abscheider hineingetragen wird.
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Um der Vereinigung dieser beiden Merkmale ,eine gleichbleibende und
erreichbar höchste Leistung zu ermöglichen, regelt schließlich die Erfindung in
an sich bekannter Weise den Druck und die Geschwindigkeit des Gasstromes nach Maßgabe
der Menge und der Korngröße des Scheidegutes selbsttätig.
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Eine weitere Vervollkommnung der Trennwirkung führt die Erfindung
dadurch herbei, daß sie in das an der Biegung des Hauptgasstromes ausfallende Mittelfeine
noch Ergänzungsgas leitet, welches den am mittelfeinen Gut haftenden Staub entfernt.
Das Ergänzungsgas wird also nicht wie bei ,älteren Arbeitsweisen unmittelbar in
den Hauptstrom geführt, sondern bildet vorher einen Zweigstrom, dem nur das Mittelfeine
entgegenfällt. Zu diesem Zweck mündet eine besondere Zweigleitung für die Zufuhr
von Ergänzungsgas in das Fallrohr für das mittelfeine Gut.
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Die Aufgabe des Gutes bei der Trennung mittels aufsteigender Luftströme
weit oberhalb des unteren Austrages-ebenso wie die Anordnung einer schwachen Biegung
im oberen Teil des aufsteigenden Rohres sind an sich bekannt und werden nicht als
neu beansprucht. Die Erfindung besteht vielmehr in der Zusammenwirkung der verschiedenen
oben beschriebenen Merkmale, wodurch eine neue bisher nicht erreichte Wirkung erzielt
wird. -Mit dem neuen. Verfahren in großem Maßstabe vorgenommene Versuche haben ergeben,
daß bei grubenfeuchter Kohle (South-Wales-Anthrazit, Durham-Kohle, Yorkshire-Kohle,
schlesische Kohle) mit 2,5 bis 4,5 % freier Feuchtigkeit, den größten Gehalt
hatte die schlesische Kohle, ohne vorherige Trocknung etwa 95 % des Gesamtkohlenstaubes
von deiner Größe unterhalb o,25 mm abgetrennt werden konnten. Selbst Versuche ohne
Vortrocknung, die mit Kohle von 7 % freiem Feuchtigkeitsgehalt und mehr vorgenommen
wurden, sind noch sehr befriedigend ausgefallen. Jedenfalls übersteigt die Trennleistung
des Erfindungsgegenstandes die mit bekannten Verfahren erzielten Ergebnisse sehr
bedeutend. Das neue Verfahren liefert am unteren Austrag eine grobe Kohle, die bei
dem auf die Trennung folgenden Waschen keine störenden Begleiterscheinungen, wie
Verstopfungen oder Festsetzen, verursacht und den Wirkungsgrad der Trennung von
Beinkohle und Bergen nicht ungünstig beeinflußt.
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Ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Ausübung des neuen Verfahrens
ist auf der Zeichnung veranschaulicht.
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Im Beispiel sind zwei Vorrichtungseinheiten, ein Hauptscheider (links),
der das Grobe liefert, und ein Hilfsscheider (rechts) zur Behandlung des von dem
Hauptscheider
gelieferten mittelfeinen Gutes, dargestellt. Die Zahl
der Einheiten oder Stufen kann nach Wunsch und Bedarf gewählt werden.
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Das eigentliche Trennrohr i des Hauptscheiders ist zweckmäßig auf
der Strecke A-B zylindrisch, auf der Strecke A-C leicht kugelig und unterhalb C
von quadratischem Querschnitt. Auf der Strecke B-D ist das Trennrohr nur wenig oder
nicht kegelig und geht in der Ebene D in einen rechteckigen Querschnitt über. In
dieser Ebene setzt die Biegung an, die sich über F bis E erstreckt und einen rechteckigen
Querschnitt besitzt. Auf die Biegung 2 folgt der Zyklan 3, und an ihn schließt sich
die Rückleitung 4 für den Gasstrom. Es folgen das (Luft-) Gebläse 5 und dessen einen
quadratischen Querschnitt besitzendes Druckrohr 6, welches den Hauptgasstrom von
unten her in das Trennrohr i einführt.
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Ein Elevator 9 bringt die Kohle in den Trichter oder Bunker io, von
wo sie durch eine Förderschnecke i i und :ein Zulaufrohr 12 unter Regelurig .ihrer
Menge durch einen Schieber 13 und mittels einer Stauklappe 14 o. dgl. in das Trennrohr
gelangt. - Sie fällt dem aufwärts gerichteten Luftstrome jentgegen, dessen Geschwindigkeit
entsprechend der Größe der Vorrichtung, der Beschaffenheit des Gutes und den Anforderungen
hinsichtlich der Scheidung bestimmt wird.
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Der Hauptluftstrom wird teilweise durch das Rohr 6 und einen Rost
15 sowie teilweise durch den Nebenkanal 7 in das Trennrohr i eingeblasen. Drosselklappen
18, 19 dienen zu seiner Regelung. Das Grobe fällt dem Luftstrom .entgegen ,auf den
Rost 15 und durch die Röhre 16 in den geschlossenen Bunker 17. Auf diesem Wege wird
das Gut praktisch vollkommen von dem ihm anhaftenden Staube befreit.
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Das Mittelfeine und der Staub werden durch den Gasstrom über die Ebene
A hinweg nach oben getragen und gelangen oberhalb der Ebene D in; die Biegung 2
(D-E-F), deren Querschnitt in der Ebene F vergrößert ist, um die Abscheidung des
Mittelfeinen zu erleichtern. Von F bis L' wird der Querschnitt dann wieder etwas
kleiner. In der Biegung 2 drängt sich der Gasstrom an die obere oder äußere Wandung,
und die Luftgeschwindigkeit wird in der Nähe der inneren oder unteren Wandung geringer,
wodurch das Ausfallen des Mittelfeinen innerhalb der Biegung 2 begünstigt wird.
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Das mittelfeine Gut fließt durch das bei F angesetzte Fa11rohr 2o
in einen geschlossenen Bunker 21. Um dieses Zwischenerzeugnis nochmals zu entstauben,
wird durch das Rohr 8 .ein durch die Drossel 22 regelbarer Ergänzungsstrom in das
Fallrohr 20 eingeführt. Schließlich gelangt der den Staub enthaltende ' Gasstrom
in den Zyklon 3, aus welchem der abgeschiedene Staub durch ein Rohr 23 in den geschlossenen
Bunker 24 fällt, während die Luft durch das Rohr 4 zum Gebläse 5 zurückkehrt.
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Eine durch den Gasstrom im Rohre q. beeinflußte Vorrichtung 27 irgendeiner
bekannten geeigneten Bauform regelt die Stellung der Drosselklappe i9 , im Rohr
6 und damit die durch dieses Rohr fließende -Luftmenge. Diese Einstellung erfolgt
selbsttätig derart, daß die gewünschte Gas- oder Luftgeschwindigkeit auf praktisch
gleichbleibender Höhe gehalten wird.
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,Das im Bunker aufgefangene Mittelfeine kann mittels :eines zweiten
Scheiders gleicher Art oder in einer anderen Weise behandelt werden. Beim gezeichneten
Beispiel schließen sich an den Bunker 2 i dieselben Hilfsmittel (13, 11, 12; 14)
wie beire Bunker i o an, um das Mittelfeine in ein irn allgemeinen etwas kleineres
Trennrohr i zu überführen. Der untere Teil 25 desselben entspricht im wesentlichen
dem unteren Teile des Trennrohres des Hauptscheiders, während :oben statt der Biegung
2 sieh unter Fortführung des zylindrischen Querschnittes ein Verdrängerrohr 26 anschließt,
welches zum Abstoßen des Zwischenerzeugnisses dient. Der Verdränger 28 wird beispielsweise
von Armkreuzen 29 gehalten. Das 1VIittelfeine aus dem Hilfsscheiden sammelt sich
in einem Raume 3o und fällt von dort durch ein Rohr 31 in einen geschlossenen Bunker
32, während ihm durch eine Zweigleitung 8 Ergänzungsgas zwecks Vervollkommnung der
Entstaubung entgegenströmt. Die staubhaltige Luft strömt in den Zyklon 3, und der
darin abgeschiedene Staub fällt durch das R_ ohr 23 in den geschlossenen Bunker
24.
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Die Ausläufe der Bunker 17, 24 und 32 besitzen Absperryorrichtungen
33, 34 und 35 zur Entnahme der Kohle nach Erfordernis und ohne daß Luft entweicht.
Schauöffnungen 36 an der Biegung 2, ferner 37 am Verdrängerrohr 26 sowie 38 und
39 am Gebläsedruckrohr 6 können vorgesehen werden, um ,den Gang der Trennung überwachen.
'zu können.
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Es besteht auch die Möglichkeit, gegebenenfalls an der Abstoßvorrichtung
für das Mittelfeine, also der Biegung 2, mehrere Fallrohre anzubring n, um zwei
oder mehr Zwischenerzeugnisse verschiedener Korngröße zu entnehmen. Wenn man diese
Einrichtung trifft, kann in vielen Fällen die Weiterbehandlung des gesamten Mittelfeinen
durch einen Hilfsscheiden unterbleiben.
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Will man die Höchstleistungen erzielen, so soll die Kohle zweckmäßig
keinen größeren
freien Feuchtigkeitsgehalt als etwa 5 besitzen,
was im allgemeinen ihrer natürlichen Grubenfeuchtigkeit entspricht.