FI65924C - Foerfarande och anordning foer torravskiljning av pyrit fraon stenkol - Google Patents

Description

1 65924

Menetelmä ja laitteisto pyriitin kuivaerottamiseksi kivihiilestä Tämä keksintö koskee tyypillisesti ensiksikin 5 menetelmää pyriitin kuivaerottamiseksi kivihiilestä, - jolloin kivihiili jauhatusportaassa saatetaan jauhatuskui-vatuksen vaikutuksen alaiseksi jauhatuskaasuvirtauksessa ja 10 hienonnettu jauhatustavara jauhatuskaasuvirtauk sella viedään sihtiportaaseen sekä sihtiportaassa erotetaan toiselta puolen käyttökelpoinen, esim. palava hienotavara ja toiselta puolen mursketavara, jolloin edelleen mursketavara murskeen paluuvirtauk-15 sena kierto virtauksessa jälleen voidaan johtaa jauhatus-portaaseen ja jolloin lopuksi pyriitti poistetaan hienonnetusta jauhatustavarasta. Keksintö koskee edelleen laitteistoa mainitunlaisen menetelmän toteuttamiseksi, johon laitteistoon kuuluu 20 jauhatuslaite, tämän perään kytketty sihti ja laitteisto mursketavaran palauttamista varten, jolloin jauhatuslaitteeseen on vietävissä jauhatuskaasua ja hienonnettu jauhastustavara on jauhatuskaasuvirtauksella 25 vietävissä sihtiin, missä tapahtuu toiselta puolen käyttökelpoisen hienotavaran ja toiselta puolen mursketavaran erottaminen toisistaan. Pyriitillä tarkoitetaan ns. rauta-kiisua (rautadisulfidia). Tunnetusti on osa hiilessä olevasta rikistä pyriitin muodossa, joka koostuu yli 50 %:sta 30 rikkiä. Ruhrin hiilessä esimerkiksi on 40-60 % rikkipitoisuudesta pyriitissä. Pyriittikiteet esiintyvät hiilessä puhtaine, ne ovat kerrostuneet hiileen tai palamattomiin kiviaineksiin taikka ovat sekoittuneina hiileen tai kiviainekseen. Pyriitin poistamisella kivihiilestä on huomat-35 tava osuus rikin poistamisessa kivihiilestä ja siten niistä 2 65924 savukaasuista, joita muodostuu kivihiiltä poltettaessa.

Käytännössä tunnettujen tyypillisten toimenpiteiden puitteissa on yritetty käyttää hyväksi pyriitin magneettisia ominaisuuksia ja erottaa pyriitti ja hiili 5 toisistaan magneettikentillä. Tähän tarvitaan huomattava määrä laitteita ja kustannuksia. Tunnetut toimenpiteet ovat lisäksi vielä koevaiheessa. Ei ole nähtävissä, voidaanko niitä toteuttaa suuressa teknillisessä mittakaavassa jatkuvassa prosessissa. Tämän lisäksi häiritsee nii-10 den käyttöä se, että tosin voidaan erottaa pyriitti, mutta ei hienonnettuun jauhatustavaraan jäänyttä kiviainesta.

Suurmittakaavaiset teknisesti käytännössä toteuttavat toimenpiteet kivihiilen rikastamiseksi keskittyvät menetelmiin, joita käytetään useimmiten välittömästi hii-15 Ien nostopaikalla. Kysymykseen tulevat olennaisesti hydro-syklonit, törypöydät ja vaahdotusmenetelmät, so. märkä-menetelmät. Tällä tavoin luokitellaan ja lajitellaan erilaisia kauppahiiliä käyttötarkoituksesta riippuen. Näitä luokittelu- ja lajittelumenetelmiä on tosin viime vuosina 20 voitu huomattavasti parantaa, mutta siitä huolimatta ovat niiden käyttömahdollisuudet rajoitettuja. Tähän asti ei ole onnistunut, suurkaavaisesti käytännössä toteutettavilla toimenpiteillä kivihiilen rikastamiseksi, pyriitin poistaminen riittävässä määrin.

25 Esillä olevan keksinnön perustana on tehtävä to teuttaa kysymyksessä oleva menetelmä siten, että yksinkertaisella tavalla ja ilman suuria kustannuksia pyriitti sekä myös murskattu kiviaines voidaan riittävästi erottaa. Edelleen on keksinnön perustana tehtävä siten edelleen-30 muodostaa mainittua laitteistoa, että keksinnön mukainen menetelmä voidaan sen avulla yksinkertaisella tavalla toteuttaa .

Tämän tehtävän ratkaisemiseksi menetellään keksinnön mukaisesti siten, että murskeen paluuvirtaua kokonaan 35 tai osittain (pyriittipitoisuudesta riippuen) otetaan pois 65924 kierrosta ja johdetaan tiheyserotusportaaseen, joka erottaa toisistaan toiselta puolen seoksen, jossa on pääasiallisesti raskasta pyriittiä ja läsnäolevaa murskattua kiviainesta ja toiselta puolen vielä mukanakulkevan 5 murskatun hiilen ja että pyriitin ja murskatun kiviaineksen seos vedetään pois sekä murskattu hiili johdetaan edelleen käytettäväksi, esim. johdetaan jälleen jauhatusportaa- seen. Keksinnössä käytetään hyväksi sitä tosiseikkaa, että 3 pyriitin tiheys on noin 5 g/cm ja kiviaineksen noin 3 10 2-2,5 g/cm ja hiilen tiheys koostumuksesta riippuen on 1,2-1,7 g/cm . Pyriittikiteet ovat kovia ja ne ovat vain vaikeasti jauhettavissa. Tämä yhdessä edellä mainittujen tiheyserojen kanssa tekee mahdolliseksi kuvatulla tavalla pyriitin pitkälle menevän erottamisen. Johtuen mukana-15 olevien aineiden erilaisesta jauhettavuudesta tapahtuu murskeen palauuvirtauksessa pakollisesti huomoimmin jauhettavien aineiden rikastumista sen jälkeen kun jauhatuspor-taassa on tapahtunut pyriittikiteiden erottuminen niiden kanssa sekoittuneesta hiilestä. Rikastuminen koskee ensi 20 sijassa pyriittiä, mutta myös kvartsipitoista kovaa kiviainesta. Mursketavaran kiertoa toteutetaan niin kauan kunnes mursketavarassa on pyriittiosuus, joka kuvatulla tavalla voidaan tiheyserotusportaassa taloudellisesti erottaa. Kun pyriittiosuus on suuri, voidaan kierto kokonaan 25 katkaista.

Yksityiskohdissa on olemassa eri mahdollisuuksia keksinnön mukaisen menetelmän edelleen kehittämiseksi. Niinpä on yleensä tarkoituksenmukaista, että kierrosta otettu murskepaluuvirtaus ennen sen viemistä tiheyserotus-30 portaaseen saatetaan seulonnan alaiseksi ja siten siitä erotetaan vain karkeasti murskattu hiili. Myös tiheysero-tusportaasta erotettu pyriitin ja murskatun kiviaineksen sekoitus voidaan saattaa lisäseulonnan alaiseksi, kun esimerkiksi pyriitin tai sen sisältämän rikin edelleen käytön 4 ¢5924 takia on erotettava toisistaan pyriitti ja seoksessa mukana oleva kiviaines. Tällaisen peräänkytketyn seulomisen tarkoituksena voi kuitenkin olla myös mahdollisesti muka-nakulkevan hiilen erottaminen, joka on suhteellisen karkea-5 jyväistä pyriittiin tai murskattuun kiviainekseen verrattuna .

Keksinnöllä saavutetaan huomattavia etuja. Ne perustuvat pääasiallisesti siihen, että tavallisen jauhatus-kuivatuksen puitteissa tähän liitettyine seulomisineen 10 ilman erityisiä kustannuksia voidaan suorittaa myös pyrii-tin kuivaerottaminen, jolloin itse jauhatusportaan omalaatuisuudet auttavat pyriitin erottamisessa. Tulokseksi saavutetaan siten se, että muutoinkin tarpeellisen koivu-hiilen jauhatus- ja kuivatustoiminnan yhteydessä vähäisillä lä lisäkustannuksilla saadaan vähennetyksi muutoin palamisessa tapahtuvaa rikkidioksidiemissiota. Samanaikaisesti saavutetaan kuitenkin myös jauhatustyökalujen kulumisen väheneminen siinä määrin kuin pyriittiä poistetaan kierrosta. Keksinnön mukaiset toimenpiteet sopivat ilman 20 muuta lisättäviksi kivihiilivoimalaitokseen. Pyriitin poistaminen kivihiilestä tarjoaa tällöin mahdollisuuden käyttää rikkirikaste hiiltä myös siellä, missä palamisprosessiin liittyvä rikin poisto poistokaasuista ei ole kannattavaa taikka mahdollista. Edelleen voidaan tulevaisuu-25 dessa louhia myös jopa pyriittirikkaita hiilikerroksia, joiden hiiltä tähän asti korkean rikkipitoisuuden vuoksi ei ole voitu viedä taloudellisesti mielekkääseen käyttöön. Erityisen edullinen on se tosiseikka, että keksinnön mukainen menetelmä voidaan toteuttaa laiteteknisesti yksinker-30 täisellä tavalla. Lähtien jo kuvatusta tyypillisestä laitteistosta on keksinnön mukaiselle laitteistolle tunnusomaista, että mursketavaran palautukseen (sihdissä tai sihdin perään) on liitetty tiheyserotuslaite, joka jakaa mursketavaran toiselta puolen pääasiallisesti raskaan pyrii-35 tin ja läsnäolevan murskatun kiviaineksen sekoitukseen ja 5 65924 toiselta puolen hiileen. Tällöin voidaan toimia mitä erilaisimmilla tiheyserotuslaitteilla. Keksinnön edulliselle suoritusmuodolle, jolle on ominaista yksinkertaisuus ja toimintavarmuus ja jossa voidaan käyttää 5 luotettavaa laitteistoa, on tunnusomaista, että tiheys-erotuslaitteessa on ainakin yksi vino heilahteluränni, joka siirtää ylöspäin tiheämmän tavaran (so. seoksen pääasiallisesti raskaasta pyriitistä ja läsnäolevasta murskatusta kiviaineksesta) ja että vino heilahteluränni 1Q lisäksi on muodostettu leijuttamislaitteeksi, joka antaa vähemmän tiheän tavaran (so. mukanakulkeneen jauhennetun hiilen) virrata alaspäin. Sellaisia heilahdusrännejä nimitetään myös ilmaistetuiksi heilahdusränneiksi, jolloin heilahdusrännin pohjan aukkojen kautta johdetaan kaasua 15 leijuttamista varten. Yleensä suoritetaan leijuttaminen ilmalla. Voidaan kuitenkin käyttää myös savukaasua. Heilahdusrännin pohjan aukkojen kautta tuleva kaasu annostellaan joka tapauksessa siten, että syötetty tavara tulee vain osittain leijutetuksi. Ominaistiheydeltään raskaammat osat, 20 siis pyriitti ja mukanakulkeva kiviaines, siirretään rännin heilahdusliikkeellä painovoiman vaikutusta vastaan ylempänä olevaan poistokohtaan. Kevyemmät hiiliosat tulevat leijutetuiksi siten, että ne samalla virtaavat alaspäin. Ne voidaan uudelleen viedä jauhatusprosessiin. Ylhäällä olevasta 25 poistokohdasta poistettu tavara koostuu olennaisesti kiviaineksesta ja pyriitistä ja vie enää mukanaan vain vähäisen jäännöksen hiiltä. Pyriitin sisältämä rikki voidaan edelleen-käsitellä esimerkiksi rikkihapoksi. Tällöin voidaan tunnettuun tapaan toimia pyörrekerrospoltolla, joko lisäämällä 30 rikkioksidia absoroboivia aineita tai lisäämättä näitä aineita. Tosiasiassa on keksinnön puitteissa poistettu, pyriitistä ja kiviaineksesta koostuva tavara erityisen sopivaa sellaista edelleenkäsittelyä varten.

Seuraavassa selitetään keksintöä yksityiskohtai-35 semmin vain suoritusesimerkkinä esitettyyn piirustukseen liittyen.

Piirustus esittää keksinnön mukaisen menetelmän 6 ¢5924 toteuttamiseen tarkoitetun laitteiston kaaviota -integroituna kattilan lämmitykseen.

Kaaviossa nähdään ensinnäkin jauhatuslaite 1. Kuivatettava ja jauhettava kivihiili viedään siihen 5 raakahiilibunkkerista 2 syöttimen 3 kautta. Savukaasun paluuimupuhallin 4 ottaa höyrynkehittäjän 5 poistokaasu-virtauksesta savukaasua G, joka toimii jauhatuskaasuna kivihiilen kuivattamiseksi. Tämän jauhatuskaasun lämpötilaa voidaan poistokohdasta säädellä läppien 7 avulla jauhatus-10 prosessin tarpeiden mukaan.

Murskattu jauhatustavara saapuu yhdessä jauhatus-kaasun G kanssa sihtiin 8. Täällä erotetaan hienotavara, so. hienoksijauhettu hiilipöly K hienoista pyriittikiteistä P ja vähän karkeammista kiviaineksista sekä vielä karkeam-15 mistä hiiliosasista. Karkea hiili K ja kiviaines putoavat johdon 9 kautta takaisin jauhatuslaitteeseen 1. Murske-tavara hienoista pyriittikiteistä P, hieman karkeammista kiviosasista ja mahdollisesti vielä joistakin hiiliosasista K voitaisiin johdon 9 kautta johtaa kiertoon. Keksinnön 20 mukaisesti on laitteisto kuitenkin tehty sellaiseksi, että mursketavaran palauujohtoon, suoritusesimerkissä jo sihtiin 8, on liitetty tiheyserotuslaite 10, joka jakaa mursketavaran toiselta puolen sekoitukseen, joka sisältää pääasiallisesti raskaan pyriitin P ja läsnäolevan murskatun 25 kiviaineisen ja toiselta puolen mukaanolevaan hienonnettuun hiileen ja siten erottaa sekoituksesta hiilen K. Tämä tapahtuu takaisinimemällä johdon 11 kautta. Tiheyserotuslaite on esitetyssä suoritusesimerkissä ja edullisessa suoritusmuodossa heilahdusränni 10. Heilahdusränni 10 on 30 muodostettu leijuttamislaitteeksi ja sitä syötetään vastaavalla kaasulla G. Kaasuna on suoritusesimerkissä takaisin-imetty, lisäsuodattimella 12 puhdistettu savukaasu G. Heilahdusränniä 10 liikutetaan heilahtelun kehittäjällä 13 siten, että seulapohjalla 14 sijaitseva raskas tavara tulee 35 siirretyksi ylöspäin painovoiman vaikutusta vastaan. Leiju- 7 65924 tettu keveämpi tavara tulee yhdessä leijutukseen tarpeellisen kaasun G kanssa tämän kaasun käyttämällä suutin-kuljettimella 15 kuljetetuksi takaisin jauhatuskiertoon. Heilahdusrännin 10 yläpäästä poistuva tavara viedään 5 joko varastoon taikka jatkokäyttöön.

Kostea höyry ja hienoksi jauhettu hiilipöly K johdetaan erottamista varten erottimeen 16. Hiilipöly K saapuu sulun 17 kautta pölybunkkeriin 18. Kostea höyry menee höyrypuhaltimen 19 ja höyrysuodattimen 20 kautta 10 savuhormiin. Höyrysuodattimeen 20 laskeutuva hienopöly johdetaan jakajan 21 kautta samoin pölybunkkeriin 18. Pöly-bunkkerista 18 viedään polttopöly jakajien 22 kautta polttimiin 23 ja sekoitetaan vetoilmaan sekä puhalletaan höyrynkehittimenä toimivaan kattilaan. Kaaviossa on esi-15 tetty vain yksi poltin 23. Kattilan 5 palamisilma siirretään raitisilmatuulettimesta 24. Se esilämmitetään savukaasulla ilmanesilmmittimessä 25 ja johdetaan kattilan 5 sekundääri-ilmansuuttimiin 26 taikka osittain käytetään polttopölyn siirtoilmaksi.

20 Syntyvät savukaasut poistuvat kattilasta 5 ilman- esilämmittimen 25 ja savukaasusuodattimen 27 kautta ja vetoimurilla 28 annetaan hormin kautta ulkoilmaan.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle ja keksinnön mukaiselle laitteistolle on erityisen merkityksellinen suo-25 ritusmuoto, jossa toimitaan vinon heilahdusrännin 10 avulla, joka siirtää tiheämmän tavaran (so. sekoituksen, joka koostuu pääasiallisesti pyriitistä P ja läsnäolevasta murskatusta kiviaineksesta) ylöspäin ja joka lisäksi lei-jutuslaitteena on siten muodostettu, että vähemmän tiheä 30 tavara (so. vielä mukanakuljetettu murskattu hiili K) voi virrata alaspäin. Muutoin on keksinnölle erityisen merkityksellistä kuvattujen toimenpiteiden integrointi kattilanlämmityksen kanssa, kuten piirustuksessa on esitetty .

Claims (5)

1. 8 65924 1. menetelmä pyriitin kuivaerottamiseksi kivihiilestä, jossa menetelmässä 5 kivihiili (K) jauhatusportaassa saatetaan jauhatus- kaasuvirtauksessa jauhatuskuivatuksen alaiseksi ja murskattu jauhatustavara jauhatuskaasuvirtauksella viedään sihtiportaaseen (8) sekä sihtiportaassa (8) erotetaan toisistaan toiselta puolen käyttökelpoinen, esim. palava hie- 10 no tavara ja toiselta puolen murskatavara ja edelleen murs-katavara jälleen murskatavarapaluuvirtauksena voidaan johtaa kiertovirtauksena jauhatusportaaseen (1) ja lopuksi py-riitti (P) erotetaan hienonnetusta jauhatustavarasta, tunnettu siitä, että murskavirtaus kokonaan tai 15 osittain otetaan kierrosta ja viedään tiheyserotusportaaseen, joka erottaa toisistaan toiselta puolen sekoituksen, jossa on pääasiallisesti raskasta pyriittiä (P) ja läsnäolevaa murskattua kiviainesta ja toiselta puolen vielä mukana viedyn hienonnetun hiilen (K), 20 ja että pyriitin ja hienonnetun kiviaineksen sekoitus vedetään pois ja hienonnettu hiili johdetaan muuhun käyttöön, esimerkiksi jälleen jauhatusportaaseen.
2. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kierrosta otettu murskan paluuvir- 25 taus ennen sen viemistä tiheyserotusportaaseen (10) saatetaan seulonnan alaiseksi ja siten vapautetaan vain karkeaksi murskatusta hiilestä (K).
3. 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tiheyserotusportaasta pois 30 vedetty pyriitin (P) ja murskatun kiviaineksen sekoitus saatetaan toisen seulonnan alaiseksi.
4. 4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukaisen menetelmän toteuttamislaitteisto, jossa on jauhatuslaite (1) 35 tämän perään kytketty sihti (8) ja laitteisto murskatavaran palauttamiseksi, jolloin jauhatuslaitteeseen (1) on vietävissä jauhatuskaasua (G) ja murskattu jauhatustavara on jauhatuskaasuvirtauksella 65924 vietävissä sihtiin (8), jossa tapahtuu käyttökelpoisen hienotavaran ja murskatavaran erottaminen toisistaan, tunnettu siitä, että murskatavaran palautukseen on liitetty tiheyserotuslaite (10), joka jakaa murska-5 tavaran toiselta puolen sekoitukseen, jossa on pääasiallisesti raskasta pyriittiä (P) ja läsnäolevaa murskattua kiviainesta ja toiselta puolen hiileen (K).
5. 5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että tiheyserotuslaitteessa on 10 ainakin yksi vino heilahdusränni (10), joka siirtää ylöspäin tiheämmän aineen (so. sekoituksen pääasiallisesti raskaasta pyriitistä (P) ja läsnäolevasta murskatusta kiviaineksesta) ja että vino heilahdusränni (10) lisäksi on muodostettu leijutuslaitteeksi, joka päästää vähemmän 15 tiheän tavaran (so. vielä mukana kuljetetun hienonnetun hiilen (K)) virtaamaan alaspäin. 65924