DE3111854A1

DE3111854A1 - Verfahren und vorrichtung zur granulatbildung von feststoffteilchen einer fluessigkeit

Info

Publication number: DE3111854A1
Application number: DE19813111854
Authority: DE
Inventors: Kazuo Osaka Harada; Etsuo Ogino; Nobuo Yoshii
Original assignee: Hitachi Shipbuilding and Engineering Co Ltd
Current assignee: Kanadevia Corp
Priority date: 1980-03-28
Filing date: 1981-03-26
Publication date: 1982-04-08
Also published as: GB2073649A; CA1162045A; DE3111854C2; US4401278A; GB2073649B

Description

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Dipl-IngV'Dfeter-Äifrdd Paul ^{3 1 1 1 8 5} ^k

Patentanwalt;

Zugelassener Vertreter\beim Europaischen Patentamt

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Patentanwalc OipHnQ. Peul. Erfcetr. QS. D-4O4D Neues 1 ErfCStr. S2

D-4O4O Neuss 1 Tel.: CO 21 OID 27 32 32 Telex: B5T74OB dap d Datum:

Mein Zeichen:

5 ap 81 637

Ihr Zeichen:

VNR Io6623

Hitachi Shipbuilding & Engineering Co., Ltd., 6-14,EdObOrJ- 1-chome, Nishi-ku, Osaka, Japan

Verfahren und Vorrichtung zur Granulatbildung von Feststoffteilchen in einer Flüssigkeit

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Granulatbildung von Feststoffteilchen, die mit einer Flüssigkeit eine Dispersion bilden, insbesondere von Kohleteil-•chen in -Wasser, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Es ist allgemein bekannt, Kohle für den Transport über große Entfernungen von den Abbaugebieten zu den Verladehäfen zu Teilchen bis etwa 5 mm Größe zu zerkleinern, diese Teilchen in Wasser zu dispergieren und den auf diese Weise erhaltenen Kohleschlamm über eine Pipeline zu transportieren. Liegt der Kohlegehalt in solchen für de Transport geeigneten Schlämmen beispielsweise bei 5o bis 60 Gew.%, so ist es empfehlenswert im Hinblick auf die'erforderliche Transportleistung und Kapazität, daß der-Schlamm Kohleteilchen mit einer relativ breiten Teilchengrößenverteilung enthält, die von feinsten 25

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Teilchen in der Größenordnung von Mikrometern bis Körnern von etwa 5 mm im Durchmesser reichen. Nach dem Transport muß der Schlamm für die Trennung der Kohleteilchen vom Wasser entwässert, getrocknet oder anderweitig behandelt werden.

Sofern der Kohleschlamm sehr feine Kohleteilchen enthält, neigen die Filter zum Entwässern des Schlammes zu Verstopfungen, wodurch entweder die Entwässerungsleistung stark vermindert wird oder die abgesonderten Teilchen eine längere Zeit für die Trocknung benötigen. Desweiteren treten Brückenbildungserscheinungen auf, wenn Kohle, die aus einer Mischung von Körnern und Siebfeines besteht, von einem Vorratsbehälter abgezogen wird. Dabei geht dann auch das Siebfeine als Staub verloren.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mit dem eine Filterverstopfung beim Trocknen der Feststoffteilchen sowie eine Brückenbildung und Verluste durch Staubentwicklung beim Abzug aus Vorratsbehältern vermieden wird. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens bereitzustellen.

Die erstgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in die Dispersion ein Bindemittel verrührt wird und die Feststoffteilchen durch Rühren mittels zumindest eines an einer angetriebenen Drehachse angebrachten, aus einem Metallgeflecht oder dergleichen bestehendes Rührelement zu einem Granulatblock geformt werden. Die Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens besteht erfindungsgemäß in einem Granulierapparat,

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der durch eine in einem Behälter oder einem Rohrabschnitt angeordnete Drehachse gekennzeichnet ist, an der zumindest ein Rührelement aus einem Drahtgeflecht oder dergleichen angebracht ist.
5

Mit diesem Verfahren und der dafür vorgesehenen Vorrichtung wird die Dispersion aus Peststoffteilchen und Flüssigkeit, beispielsweise von Kohle und Wasser, einer Vorbehandlung vor der Entwässerung unterzogen, bei der die Feststoffteilchen zu Körnern und Pellets grösseren Durchmessers mit einer sehr engen Teilchengrößenverteilung geformt werden. Auf diese Weise ist es möglich, den Schlamm bzw. die Dispersion für die Abtrennung der Kohleteilchen mit hohem Wirkungsgrad zu entwässern und zu trocknen, ohne daß die Gefahr der Filterverstopfung besteht. Auch die vorgenannten Nachteile beim Abzug aus Vorratstanks werden aufgrund, der Granulatbildung vermieden.

In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand von Ausfüh-.rungsbeispielen näher veranschaulicht. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm zur Darstellung eines Verfahrens für die Granulierung von Kohleschlamm; 25

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht von Rührelementen auf einer Drechachse für einen Granulierapparat;

Fig. 3 einen Granulierapparat im Vertikalschnitt, versehen mit dem in Fig. 2 gezeigten Teil;

Fig. 4 eine Seitenansicht - teilweise im Schnitt -

eines Granulierapparates in einem Rohrab-35

schnitt;

Fig. 5 einen vergrößerten Querschnitt durch den Granulierapparat in der Ebene V-V gemäß Fig. 4;

Fig. 6 eine Seitenansicht - teilweise geschnitten eines anderen Granulierapparates;

Fig. 7 eine Draufsicht auf den Granulierapparat

gemäß Fig. 6;

Fig. 8 eine perspektivische Ansicht einer Drehachse mit mehreren Rührscheiben und zwei Rührplatten;

Fig. 9 einen Vertikalschnitt durch einen Granulierapparat mit dem in Fig. 8 gezeigten Teil;

Fig. Io eine perspektivische Ansicht einer Drehachse

mit Rührscheiben und Rührblättern;

Fig. 11 ein Vertikalschnitt durch einen Granulierapparat mit dem in Fig. Io gezeigten Teil; 25

Fig. 12 eine perspektivische Ansicht - teilweise geschnitten - eines weiteren Granulierapparates;

Fig. 13 ein vergrößerter Querschnitt des Granulierapparates in der Ebene XIII-XIII gemäß Fig. 12;

Fig. 14 ein perspektivischer Teilschnitt in vergrößertem Maßstab des Granulierapparates gemäß 35

Fig. 12;

Fig. 15 eine perspektivische Ansicht - teilweise geschnitten - eines weiteren Granulierapparates;

Fig. 16 ein Blockdiagramm zur Darstellung eines anderen Granulierverfahrens für Kohleschlamm;

Fig. 17 eine perspektivische Ansicht einer Drehachse

mit Rührscheiben;

Fig. 18 einen Vertikalschnitt durch einen Granulierapparat mit dem in Fig. 17 gezeigten Teil; 15

Fig. 19 eine perspektivische und vergrößerte Teilansicht einer anderen Rührscheibe;

Fig. 2o

und 21 Diagramme zur Darstellung der Teilchengrös-

senverteilung von Kohleteilchen und -körnern in einem Schlamm vor Granulierung und für ö!enthaltende Kohlekörner im Schlamm nach Granulierung.
25

Gemäß dem in Figur 1 gezeigten Blockdiagramm wird einem Kohleschlamm mit Kohleteilchen bis zu 5 mm Größe ein Binder zugesetzt. Die daraus erhaltene Mischung wird dann in einem Homogenisierungsmischer bei hohen Drehzahlen zwischen 2ooo bis 9ooo U/min gerührt, um den

Binder zu verteilen und an die Oberflächen der Kohleteilchen zur Erzielung einer ersten Granulation anzulagern. Beispiele für brauchbare Binder sind Öle, insbesondere Heizöl, Kerosin, Dieselkraftstoff, Rückstandsöl 35

oder Pflanzenöle. Der Kohleschlamm hat beispielsweise einen Kohlegehalt von 5 bis 3o Gew.%. Der Ölbinder wird dem Schlamm in einer Menge von 5 bis 25 Gew.%, bezogen auf den Kohlegehalt im Schlamm, zugesetzt. Da Kohle und Öl grundsätzlich Affinität zueinander haben, haftet der Ölbinder an den Oberflächen der Kohleteilchen, die im Wasser unter Bildung eines Schlamms dispergiert sind.

Nach der ersten Granulation wird der Kohleschlamm in einem Granulierapparat zur Erzielung einer zweiten Granulation vorsichtig gerührt, um einen Kohleschlamm zu erhalten, der Öl enthaltende Körner und Pellets enthält, die für die Gewinnung der Kohle in den nachfolgenden Verfahrensstufen, nämlich der Entwässerung und Trocknung, geeignet sind.

Figur 3 zeigt einen derartigen Granulierapparat. Er hat einen Rührbehälter 1, der einen Kohleschlamm, versetzt mit einem Binder, enthält, wie er in der zuvor beschriebenen ersten Granulationsstufe erhalten wird. Im Inneren des Rührbehälters 1 ist - wie in der perspektivischen Ansicht gemäß Figur 2 näher dargestellt - eine Drehachse 3 angeordnet, die mit drei kreisförmigen Rührscheiben 4 versehen ist, die aus einem Drahtgeflecht aus rostfreiem Stahl bestehen. Die Rührscheiben 4 sind in einer Ebene rechtwinkelig zur Drehachse 3 angeordnet. Die Rührscheiben 4 sind über Befestigungselemente 9 in bestimmten Abständen zueinander an der Drehachse 3 angebracht.

\ Die die Rührscheiben 4 bildenden Drahtgeflechte sind aus Drähten mit o,5 mm Durchmesser gebildet und haben offene Maschen von 5x5 mm. Die Rührscheiben 4 selbst haben einen Durchmesser von 4/5 des Innendurchmessers

des zylindrischen Rührbehälters 1. Der Abstand zwischen den Rührscheiben 4 beträgt etwa 1/5 ihres Durchmessers. Die Drehachse 3 wird von einem Motor Io mit relativ geringer Drehzahl, beispielsweise 15o bis 3oo U/min angetrieben. Der Rührbehälter 1 ist mittels eines Deckels 2 oben geschlossen.

Sobald der in der ersten Granulationsstufe erhaltene Kohleschlamm in dem Granulierapparat durch Drehen der Drehachse 3 behandelt wird, bewegen sich die Kohleteilchen in einer Rollbewegung entlang der Innenwandung des Rührbehälters 1 und der Rührscheiben 4 mit einer verringerten Bewegung des Wassers und ohne große Lufteinschlüsse. Auf diese Weise werden die Kohleteilchen wirksam behandelt. Durch Verbindung von Kohleteilchen, an deren Oberflächen der Binder angelagert ist, wird deren Granulation wirksam unterstützt. Desweiteren dringen Kohleteilchen durch die Maschen des Drahtgeflechtes der Rührscheiben 4 hindurch, wodurch die Kohle mit noch verbesserter Wirkung granuliert wird.

Die Figuren 4 bis 7 zeigen zwei andere Ausführungsformen von Granulierapparaten. Bei diesen Ausführungsformen sind in einem Rohrabschnitt 11a eines Kohleschlammtransportrohres auf einer Drehachse 3 angeordnete Rührscheiben 4 aus Drahtgeflecht eingesetzt.

Die Ausführungsform gemäß den Figuren 4 und 5 haben ei-Drehachse 3, die in einem kurzen, geraden Rohrabschnitt 11a eines Rohres 11 koaxial angeordnet ist. Sie ist an beiden Enden drehbar und flüssigkeitsdicht in den an dem geraden Rohrabschnitt 11a anschließenden Eckebereichen gelagert. Das aus dem Rohr 11 herausragende Ende der Drehachse 3 ist mit einem hier nicht darge-

stellten Motor verbunden.

Die Drehachse 3 trägt drei Rührscheiben 4 aus Metallgeflecht, wobei zwischen dem Außenrand der Rührscheiben und der Innenwandung des Rohres 11 ein Abstand 8 gebildet wird. Der einen Binder enthaltende Kohleschlamm fließt entsprechend den gezeigten Pfeilen in den Rohrabschnitt 11a und wird dort durch die Rührscheiben 4 verrührt. Die Bewegung der Kohlekörner und -teilchen innerhalb des Rohres 11 bzw. deren Rollbewegung an der Innenwandung des Rohres 11 bewirken fortschreitende Granulation. Die Kohlekörner, die in dem geraden Rohrabschnitt 11a geformt werden, fließen dann stromabwärts durch die Abstände 8. Früher geformte Kohlekörner fallen schnell zwischen die Rührscheiben 4 und erlauben so die Bildung weiterer Körner aus feinen Teilchen.

Gemäß der in den Figuren 6 und 7 gezeigten Ausführungsform weist ein Kohleschlammtransportrohr in drei Stu- . fen gebogene Rohrteile 12 auf. Die Rohrteile 12 enden jeweils in Endabschnitte 13 zur Zurückhaltung der Flüssigkeit, in denen jeweils eine Drehachse 3 mit drei Rührscheiben 4 aus Metallgeflecht angeordnet sind. Die Drehachsen 3 ragen aus den geschlossenen Enden der Endabschnitte 13 heraus und sind dort drehbar und flüssigkeitsdicht gelagert. Sie sind mit hier nicht dargestellten Motoren verbunden.

Der Kohleschlamm fließt bei dieser Ausführungsform durch die Endabschnitte 13 der Rohrteile 12 hindurch, wie dies durch die Pfeile angezeigt ist. Dabei wird der Kohleschlamm mit dem Ölbinder bei verbesserter Wirksamkeit vermischt, wodurch die Kohleteilchen mit einer breiten

Größenverteilung granuliert werden.

Auch wenn bei den vorbeschriebenen drei Ausführungsformen jeweils drei Rührscheiben 4 auf einer Drehachse 3 angeordnet sind, so besteht dort die Möglichkeit, daß nur eine Rührscheibe 4 für jede Drehachse vorgesehen wird. Die Rührscheiben 4 sind hier im rechten Winkel zu den Drehachsen 3 befestigt, können jedoch auch schräg angebracht sein. Größe, Formgebung und Maschenweite der Rührscheiben 4 können entsprechend der Größe der Kohleteilchen und -körner verschieden gewählt werden.

Die Figuren 8 und 9 stellen eine weitere Ausführungsform eines Granulierapparates dar. Der Granulierapparat hat wieder einen Rührbehälter 1, in dem Kohleschlamm mit einem Binder enthalten ist, der in der ersten Granulationsstufe gebildet wurde. In dem Rührbehälter 1 ist eine Drehachse 3 mit vier Rührscheiben 4 aus rostfreiem Drahtgeflecht angeordnet. Oberhalb und unterhalb der Rührscheiben 4 befinden sich Rührplatten 5 aus Kunststoffharz. Rührscheiben 4 und Rührplatten 5 sind in einem bestimmten Abstand zueinander über Befestigungselemente 9 an der Drehachse 5 im rechten Winkel zu ihr befestigt. Die Rührscheiben und Rührplatten 5 haben einen Durchmesser von 4/5 des Innendurchmessers des Rührbehälters 1. Der Abstand zwischen den Rührscheiben 4 und den Rührplatten 5 beträgt etwa 1/5 von deren Durchmesser. 3o

Wenn ein Kohleschlamm nach der ersten Granulationsstufe langsam in dem gezeigten Granulierapparat gerührt wird, so rollen die Kohleteilchen sehr langsam entlang den Rührplatten 5 und den Rührscheiben 4 und 35

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desweiteren entlang der Innenwandung des Rührbehälters 1, wobei die Bewegung des Wassers reduziert ist und der Schlamm keine großen Lufteinflüsse enthält. Auf diese Weise werden die Kohleteilchen wirksam zur Unterstützung der Granulationsbildung behandelt.

Zumindest eine Rührscheibe 4 und zumindest eine Rührplatte 5 können an der Drehachse 3 befestigt werden. Der Ort der Anbringung der Rührplatten 5 oberhalb und unterhalb der Gruppe der Rührscheiben 4 ist nicht begrenzt. Es kann auch eine weitere Rührplatte 5 zwischen Rührscheiben 4 vorgesehen werden. Auch können die Rührplatten 5, die im gezeigten Ausführungsbeispiel denselben Durchmesser haben wie die Rührscheiben 4, einen geringfügig kleineren Durchmesser als die Rührscheiben 4 haben. Formgebung und Größe der Rührscheiben 4 und Rührplatten 5 und die Maschenweite bei den Rührscheiben 4 sind entsprechend der Größe der Kohleteilchen variabel. Die Drehachse 3 kann auch entgegen dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel horizontal angeordnet werden.

Der in den Figuren 10 und 11 dargestellte Granulierapparat hat einen Rührbehälter 1, der einen Kohleschlamm mit einem Binder enthält, der von einer ersten Granulationsstufe stammt. In dem Rührbehälter 1 ist eine Drehachse 3 mit drei kreisförmigen Rührscheiben 4 aus Drahtgeflecht angeordnet. Die Rührscheiben 4 bilden mit der Drehachse 3 einen rechten Winkel und haben einen bestimmten Abstand zueinander.

Zwischen jeweils zwei benachbarten Rührscheiben 4 sind jeweils drei radial sich erstreckende Rührblätter 6 im Winkel von 120° zueinander an der Drehachse 3 befestigt.

Zwischen der Drehachse 3 und den Innenkanten der Rührblätter 6 ist ein kleiner Abstand vorgesehen. Die Aussenkanten der Rührblätter 6 sind mit den Außenrändern der Rührscheiben 4 bündig. Sowohl die Rührscheiben 4 als auch die Rührblätter 6 bestehen aus einem rostfreien Stahlgeflecht aus Drähten mit 32ο μτα Durchmesser und einer Mas ehe nöffnungs weite von 59ο μτα. Jede gewünschte Anzahl von Rührscheiben 4 und Rührblättern 6 und entsprechende Abstände zwischen diesen Teilen können vorgesehen werden. Es ist auch möglich, die Rührscheiben 4 und die Rührblatter 6 aus verschiedenen Materialien herzustellen.

Wenn ein Kohleschlamm aus der ersten Granulationsstufe langsam in dem gezeigten Granulationsapparat behandelt wird, so rollen die Kohleteilchen entlang den Rührscheiben 4 und den Rührblättern 6 und passieren dabei deren Maschen, wobei die Teilchen sehr wirkungsvoll behandelt werden. Die Kohleteilchen verbinden sich aufgrund des auf ihnen haftenden Ölbinders, wodurch die Granulation

2ο gefördert wird.

Der in den Figuren 12 bis 14 dargestellt Granulierapparat hat einen horizontalen Rührbehälter 14 mit geschlossenen Enden, in dem eine Drehachse 3 koaxial angeordnet ist, die kreisförmige Rührscheiben 4 aus Drahtgeflecht in einem relativ großen Abstand zueinander trägt. Auf jeder Seite der Rührscheiben 4 sind radial verlaufende Rührblätter 6 vorgesehen. Zwischen den Außenrändern der Rührscheiben 4 und der Innenwandung des Rührbehälters 14 ist ein Abstand 8 vorgesehen.

Der Rührbehälter 14 hat an einem Ende einen Einlaß 15 für das Einbringen des einen Binder enthaltenden Kohleschlammes sowie einen Auslaß 16 am anderen Ende für das 35

Herausführen des Schlammes nach der Granulation. Ein we sentlich verbesserter Granulierungseffekt kann durch eine Vielzahl derartiger Granulierapparate erzielt werden, wobei der Auslaß des einen Granulierapparates mit dem Einlaß des folgenden Apparates verbunden wird.

Die Ausführungsform nach Figur 15 ähnelt der gemäß Figur 4. Auch hier ist eine Drehachse horizontal in einem graden Rohrabschnitt 11a eines Kohleschlammtransportirohres 11 angeordnet und trägt kreisförmige Rührscheiben 4 in derselben Weise wie bei der Ausführungsform gemäß Figur 12.

Jh Figur 16 ist in einem Block diagramm ein weiteres Verfah ren zur Herstellung von Körnern aus einem Kohleschlamm dargestellt, wobei dieses Verfahren die erste Granulationsstufe gemäß Figur 1 nicht einschließt, bei der ein Homogenisierungsmischer eingesetzt wird. Nach dem hier gezeigten Verfahren wird ein Kohleschlamm mit einem Kohlegehalt von 3o bis 5o Gew.% und mit Kohleteilchen und -körnern bis zu 5 mm Größe zusammen mit einem Ölbinder verwendet, der beispielsweise Heizöl, Kerosin, Dieselkraftstoff, Rückstandsöl, Pflanzenöl oder ähnliches sein kann. Der Binder ist dem Schlamm beispielsweise in einer Menge von 5 bis 25 Gew.%, bezogen auf den Kohlegehalt in dem SChIaIHm₇ zugegeben worden. Die Mischung des Kohleschiammes mit dem Binder wird dann in einem Granulierapparat behandelt.

Der in den Figuren 17 und 18 dargestellte Granulierapparat kann ähnlich vorteilhaft wie die vorhergehend beschriebenen Granulierapparate eingesetzt werden. Er hat diesselbe Ausbildung wie der in Figur 2 und 3 dargestellte Granulierapparat, wobei hier jedoch zusätz-

lieh eine große Anzahl von Rührstiften 7 an den Außenrändern der drei Rührscheiben 4 aus Metallgeflecht angeordnet sind. Die Rührstifte 7 sind aus rostfreiem Stahl und im rechten Winkel zur Ebene der Rührscheiben 4 gebogen. Sie haben kreisförmigen Querschnitt und dabei einen Durchmesser von etwa der Hälfte der Maschenweite der Rührscheiben 4 und eine Länge von etwa vierbis achtmal der Maschenweite, wobei Ihre Abstände zueinander etwa gleich Ihirer Länge sind.

Die Rührscheiben 4 sind an der Drehachse 3 im rechten Winkel über Befestigungselemente 9 angebracht, und zwar in einem bestimmten Abstand zueinander. Die Drehachse 3 wird von einem Motor Io mit relativ geringer Drehzahl angetrieben, so daß die Umfangsgeschwindigkeit am Außenrand der Rührscheiben 4 etwa 6 bis Io m/s beträgt.

Wenn eine Mischung von Kohleschlamm und Binder durch den Granulierapparat behandelt wird, so rollen die Kohleteilchen entlang der Innenwandung des Rührbehälters 1 und der Rührscheiben 4 und werden dabei ferner aufgrund des Vorbeiströmens an den Rührstiften 7 behandelt, so daß sich die Kohleteilchen zu Körnern verbin-5 den. Dabei ist diese Art der Granulierung besonders wirksam.

Während die Rührstifte 7 bei der Ausführungsform nach den Figuren 17 und 18 lediglich an den Außenrändern der Rührscheiben 4 angeordnet sind, sind sie bei der Ausfühnungsform nach Figur 19 auch im Innenbereich der Rührscheiben 4 angeordnet. Die Rührstifte 7 haben dabei kreisförmigen Querschnitt, können jedoch auch elliptischen, quadratischen oder einen anders gestalteten

Querschnitt haben. Auch die Verwendung eines anderen Materials ist insoweit möglich,als dieses Material hinreichende Festigkeit und Beständigkeit gegen Korrosion und Verschleiß hat. Weiterhin können die Rührstifte nicht nur im rechten Winkel zu den Rührscheiben 4, sondern auch schräg, beispielsweise in einem Winkel von bis zu ungefähr 45 ausgerichtet werden.

Auch die Rührscheiben 4 müssen nicht im rechten Winkel zu der Drehachse 3 angeordnet sein, sondern können auch schräg zu ihr verlaufen. Die Drehachse 3, die hier vertikal ausgerichtet ist, kann ebenso horizontal gelagert sein. Die Formgebung, Größe und Maschenweite des Drahtgeflechtes der Rührscheiben 4 kann entsprechend der Größe der Kohleteilchen variiert werden.

An Hand von Versuchsbeispielen kann die Erfindung noch weiter erläutert werden.

2ο Versuchsbeispiel 1

Körner und Pellets wurden aus einem Kohleschlamm mittels eines Verfahrens, das in Figur 1 dargestellt ist, geformt .

1. Präparierunq des Kohleschlammes Es wurde Kohle in Teilchengrößen bis zu 3 mm pulverisiert und anschließend in Leitungswasser mittels eines Mixers dispergiert, um einen Kohleschlamm mit einem Kohleanteil von 7,5 Gew.% zu erhalten. Die Teilchengrößenverteilung des Kohlematerials wurden dann ermittelt. Sie ist in Figur 2o durch die Kurve X dargestellt. Es ist zu erkennen, daß das Kohlematerial grobe Kohleteilchen bis zu 3 mm sowie feine Kohleteilchen zusammen

vermischt enthält, wobei die Teilchen eine breite Grössenverteilung haben. Das Material ist deshalb für den Transport in einer Pipeline in Form eines Kohleschlammes geeignet.
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2. Erste Granulation

Als Binder wurde dem Kohleschlamm Heizungsöl zugemischt, und die Mischung dann in einem Homogenisierungsmischer bei 2ooo U/min für zehn Minuten gerührt, um das Heizungs öl für die erste Granulation in dem Schlamm zu verteilen Das Heizungsöl wurde in einer Menge von 15,7 Gew.%, bezogen auf den Kohleanteil, zugegeben.

3. Zweite Granulation

Der Kohleschlamm aus der ersten Granulationsstufe wurde dann in einem Granulationsapparat, wie er in den Figuren 2 und 3 dargestellt ist, bei 25o U/min für zwei Stunden gerührt.

4. Körner und Pellets im Schlamm

•Das aufgrund der zweiten Granulationsstufe erhaltene Produkt wurde im Wasser mit einem Sieb klassiert, das 5oo pm große Öffnungen hatte, und anschließend in einem Behälter bei konstanter Temperatur von 5o C getrocknet. Der Wirkungsgrad, mit der die ö!enthaltenden Körner und Pellets wiedergewonnen wurden, wurde durch folgende Gleichung dargestellt:

,,. . . . , -, Menge der Körner und Pellets

Wiedergewxnnungswxrkungsgrad = ^_{e der} j^ _{md des ölbinders}

(Gew.%) ^

Die ölenthaltenden Körner und Pellets wurden mit einem Wirkungsgrad von 9 5,4 Gew.% wiedergewonnen. Die Größenverteilung der Körner und Pellets ist in Figur 2o durch 35

die Kurve A dargestellt, aus der sich ersehen läßt, daß der Granulierapparat nach der Erfindung große Körner und Pellets mit einer engen Größenverteilung produziert. Mit dem erfindungsgemäßen Granulierapparat werden somit ausgezeichnete Granuliereffekte bei Kohleschlämmen erzielt.

Versuchsbeispiel 2

Die Kohlepräparation (1.) und die erste Granulationsstufe (2.) wurden in der gleichen Art wie bei dem Versuchsbeispiel 1 durchgeführt, ausgenommen, daß das Heizöl in einer Menge von 15,64 Gew.%, bezogen auf die Kohlemenge, verwendet wurde.

3. Zweite Granulation

Der Kohleschlamm aus der ersten Granulationsstufe wurde in einem Granulierapparat, wie er in den Figuren 8 und 9 dargestellt ist, bei 175 U/min für zwei Stunden be-2ο handelt.

4. Körner und Pellets im Schlamm

Das aufgrund der zweiten Granulationsstufe erhaltene Produkt wurde im Wasser mit einem Sieb klassiert, das 149 jum große Öffnungen hat, und anschließend in einem Behälter bei konstanter Temperatur von 5o C getrocknet. Ölenthaltende Körner und Pellets wurden mit einem Wirkungsgrad von 95,1 Gew.% wiedergewonnen, wobei die Berechnung aufgrund der zum Versuchsbeispiel 1 definierten Formel durchgeführt wurde. Die Größenverteilung des Produktes ergibt sich aus der Kurve B in Figur 2o, wobei sich auch hier zeigt, daß der Granulierapparat grosse Körner und Pellets mit enger Größenverteilung produziert.

Versuchsbeispiel 3

Die Vorbereitung des Kohleschlammes (1.) und die erste Granulationsstufe (2.) wurde in der gleichen Weise wie beim Versuchsbeispiel 1 durchgeführt, nur daß 15 Gew.% Heizungsöl, bezogen auf die Kohlemenge, verwendet wurde.

3. Zweite Granulation

Der aus der ersten Granulationsstufe erhaltene Kohleschlamm wurde in einem Granulationsapparat, wie er in den Figuren Io und 11 dargestellt ist, bei 3oo U/min für zwei Stunden behandelt.

4. Körner und Pellets im Schlamm

Das aufgrund der zweiten Granulationsstufe erhaltene Produkt wurde im Wasser mit einem Sieb klassiert, das 149 /am große Öffnungen hat, und anschließend in einem Behälter bei konstanter Temperatur von 5o°C getrocknet. Ölenthalteride Körner und Pellets wurden mit einem Wir-. k-ungsgrad von 91,2 Gew.% wiedergewonnen, wobei die Berechnung entsprechend der zum Versuchsbeispiel 1 definierten Formel erfolgte. Die Größenverteilung ergibt sich aus der Kurve C in Figur 2o, wobei auch hier wie-5 der große ölenthaltende Körner und Pellets mit einer sehr engen Größenverteilung erhalten werden.

Versuchsbeispiel 4

Körner und Pellets wurden aufgrund des in Figur 16 dargestellten Verfahrens aus einem Kohleschlamm geformt.

1. Präparation des Kohleschlammes

Es wurde Kohle in Teilchen bis zu 3 mm Größe pulverisiert 35

und anschließend in Leitungswasser mit einem Mixer dispergiert, um einen Kohleschlamm mit einem Kohlegehalt von 13 Gew.% zu erhalten. Die Teilchengrößenverteilung des Kohlematerials wurde entsprechend der Kurve Y in Figur 21 bestimmt. Es ist zu sehen, daß das Kohlematerial grobe Teilchen bis zu 3 mm Größe- und feine Teilchen gleichmäßig miteinander vermischt enthält und eine breite Teilchehgrößenverteilung hat. Das Material ist deshalb für- den Transport in einer Pipe-line in Form von Kohleschlamm geeignet.

2. Granulation

Es wurde Heizöl als Binder dem Kohleschlamm in einer Menge von lo,2 Gew.%, bezogen auf die Kohlemenge, zugemischt. Für die Granulation wurde die Mischung aus Kohleschlamm und Binder in einem Granulierapparat, wie er in den Figuren 17 und 18 gezeigt ist, behandelt. Dessen Rührscheiben 4 mit den Rührstiften 7 wurden mit einer Drehzahl von 19oo U/min für zehn-Minuten angetrieben, d.h. mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 7- m/s am Außenrand.

3. Körner und Pellets im Schlamm

Das aufgrund der vorstehend beschriebenen Granulation erhaltene Produkt wurde im Wasser mit einem Sieb klassiert, das 5oo /jm große Öffnungen hatte, und anschliessend in einem Behälter bei konstanter Temperatur von 5o C getrocknet. Ölenthaltene Körner und Pellets wurden mit einem Wirkungsgrad von 9 7,3 Gew.% wiedergewonnen. Die Kurve D in Figur 21 zeigt die Größenverteilung des Produktes. \

Zum Vergleich wurde der vorbeschriebene Versuch in der gleichen Weise wiederholt, nur daß die, drei Rührschei-35

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ben 4 keine Rührstifte 7 aufwiesen. Das daraus resultierende Produkt ist hinsichtlich seiner Größenverteilung in Kurve E in Figur 21 dargestellt.

Der Vergleich zwischen den Kurven D und E in Figur 21 zeigt, daß der Granulierapparat mit Rührscheiben 4, die Rührstifte 7 aufweisen, größere Körner und Pellets mit einer engeren Größenverteilung produziert.

Obwohl die vorbeschriebenen Ausführungsformen nur für Kohleschlamm verwendet wurden, sind sie in gleicher Weise auch für Koksschlämme brauchbar.

Die vorliegende Erfindung kann selbstverständlich auch abweichend gestaltet werden, ohne daß von dem Grundgedanken der Erfindung abgewichen wird.

Entsprechend sind die in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen nur zur näheren Erläuterung bestimmt und sollen in keiner Weise einschränkend wirken. Der Gegenstand der Erfindung wird deshalb in erster Linie durchrdie Ansprüche und nicht so sehr durch die Beschreibung bestimmt, so daß verschiedene Ausführungsformen und Modifikationen innerhalb des Schutzbereiches der Ansprüche fallen.

Leerseite

Claims

Ansprüche:

1. Verfahren zur Granulatbildung von Feststoffteilchen, - ■ die .mit einer Flüssigkeit eine Dispersion bilden, insbesondere von Kohleteilchen in Wasser, dadurch gekennzeichnet, daß in die Dispersion ein Bindemittel verrührt wird und die Feststoffteilchen durch Rührung mittels zumindest eines an einer Drehachse (3) angebrachten, aus einem Metallgeflecht oder dergleichen bestehenden Rührelementes (4, 6) zu einem Granulat geformt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Binder in einer Menge von 5 bis 25 Gew.%, bezogen auf die Feststoffteilchen, zugegeben wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet

25

daß die Dispersion Feststoffteilchen in einer Men ge von 5 big 3o Gewiss mit Teilchengrpßen bis etwa mm

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch

gekennzeichnet, daß der Binder Heizöl, Kerosin, Die-. - · selkr.afts.toff, Rij<3k§ta.n^.s§_;l_r, Pflanzenöl oder eine Mischung davon ist.

5, Granulierapparat zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis; 4, gekennzeichnet durch eine in einem Behälter (1) oder einem Rohrabschnitt (lla) angeordnete Drehachse (3), an der zumindest ein Rührelement (4, 6) aus einem Drahtgeflecht oder dergleichen angebracht ist.

6. Granulierapparat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Rührelement als eine Rührscheibe (4) ausgebildet ist.

7. Granulierapparat nach Anspruch 6, dadurch gekenn-. zeichnet, daß die Rührscheibe(n)- (4) senkrecht zur Längsachse der Drehachse (3) angeordnet ist bzw. sind.

8. Granulierapparat nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Rührscheibe (n) (4) etwa 4/5 so groß wie der der Innenwandung des

Behälters (1) bzw. des Rohrabschnittes (Ha) ist. 3o

9. Granulierapparat nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen 2wei benachbarten Rührscheiben (4) etwa 1/5 von deren Durchmesser ist.

10. Granulierapparat nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß senkrecht zur Ebene der Rührscheibe (n) (4) radial verlaufende Rührblätter (6) angeordnet sind.

11. Granulierapparat nach Anspruch lo, dadurch gekennzeichnet, daß die Rührblätter (6) jeweils zu beiden Seiten der Rührscheibe(n) (4) angeordnet sind.

12. Granulierapparat nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Rührblätter (6) zwischen zwei benachbarten Rührscheiben (4) erstrecken.

13. Granulierapparat nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Rührscheibe(n) (4) eine Vielzahl von aus ihrer Fläche herausragenden Rührstiften (7) aufweist bzw. aufweisen.

14. Granulierapparat nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Rührstifte (7) am' Außenrand der Rührscheibe(n) (4) angeordnet sind.

15. Granulierapparat nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Rührstifte -(7) über die Fläehe der Rührscheibe (n) (4) verteilt sind.

16. Granulierapparat nach einem der Ansprüche 13 bis

15, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Rührstifte (7) etwa halb so groß wie die Maschenweite der Rührscheibe(n) (4) ist. ;

17. Granulierapparat nach einem der Ansprüche 13 bis

16, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Rührstifte (7) zwischen vier und achtmal so groß ist

wie die Maschenweite der Rührscheibe (n) (4).

18. Granulierapparat nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Rührstifte (7) etwa so groß wie ihre Länge ist.

19. Granulierapparat nach einem der Ansprüche 5 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß an einem oder beiden Enden der Drehachse (3) jeweils eine geschlossene . Rührplatte (5) angeordnet ist.

20. Granulierapparat nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Rührplatte(n) (4) aus Kunstharz besteht bzw. bestehen.

21. Granulierapparat nach einem der Ansprüche 5 bis 2o, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse (3) mit dem bzw. den Rührelement(en) (4) in einem Endabschnitt (13) eines Rohre (11) angeordnet ist, vor dem eine Rohrabzweigung (12) abgeht.

22. Granulierapparat nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß sich an die Rohrabzweigung (12) mindestens ein weiterer Endabschnitt (13) mit vorheriger weiterer Rohrabzweigung (12) anschließt, in den eine Drehachse (3) mit einem oder mehreren Rührelementen (4) angeordnet ist.

3. Granulierapparat nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Endabschnitte (13) schräg nach oben hochgebogen sind.

24. Granulierapparat nach einem der Ansprüche 5 bis 23,

dadurch gekennzeichnet, daß das Drahtgeflecht des 35

bzw. der Rührelement(e) (4, 6) aus korrosionsbeständigem Material , insbesondere rostfreiem Stahl, besteht.