DD273754A3 - Automatisches Feuchtemeßsystem, insbesondere für polymorphe heterogene Brikettiermischungen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein automatisches Feuchtemesssystem, insbesondere fuer polymorphe heterogene Brikettiermischungen, zur Regelung eines Trocknungsprozesses in Abhaengigkeit vom Feuchtegehalt solcher Mischungen. Das Feuchtemesssystem soll eine exakte Feuchtemessung von mehrkomponentigen Brikettiermischungen wechselnder Zusammensetzung, unterschiedlicher Koernung, mit Bindemittel, Materialinhomogenitaeten, unterschiedlichen Wasserbindungen im Material und hoher Leitfaehigkeit unter rauhen Betriebsbedingungen gestatten. Erreicht wird dies dadurch, dass eine indirekte, einen kontinuierlichen Messwert anzeigende Feuchtemesseinrichtung (15) mit einer diskontinuierlichen Feuchtemesseinrichtung gekoppelt wird, wobei die diskontinuierliche Feuchtemesseinrichtung im wesentlichen aus einer quer zum Materialstrom angeordneten, ueber ein spezielles, aus Hydraulikzylinder (11) und Schubstange (10) bestehendes Kraftuebertragungssystem, bewegbaren, als Waegeplattform ausgebildeten Entnahmesonde (8) sowie aus einer Trockenkammer (12) mit Heizwendel (13) und einer Waage (17) besteht.

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgeblot dar Erfindung

Die Erfindung betrifft ein automatisches Feuchtemeßsystem für polymorphe hetsrogene Brikettiermischungen zur Regelung eines Trocknungsprozesses in Abhängigkeit vom Feuchtegehalt solcher Mischungen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Zur automatischen Bestimmung des Feuchtegehaltes von Schüttgütern, unter anderem auch von Brikettiermischungen, sind bereits auf physikalischen Prinzipien beruhende Leitfähigkeitsmeßverfahren, Kapazitäts- oder dielektrische Meßverfahren, Neutronenmeßverfahren sowie elektrostatische oder Mikrowellenmeßverfahren einschließlich entsprechender Vorrichtungen dazu bekannt.

Diese bekannten Meßverfahren und Vorrichtungen sind grundsätzlich abhängig von den physikalischen und chemischen Eigenschaften dos Meß^utes.

Die Feuchte wird indirekt über feuchteproportionale Größen ermittelt, die nicht nur unmittelbar vom Wassergehalt des zu messenden Gutes abhängig sind. Deshalb bereiten solche Meßverfahren und Vorrichtungen bei mehrkomponentigen, in ihrer Zusammensetzung stark schwankenden Schüttgütern mit unterschiedlicher Körnung, hoher Leitfähigkeit und unterschiedlichen Wasserbindungcn große Schwierigkeiten, da durch die beschriebenen Materialeigenschaften so große Meßfehler auftreten, daß det Einsatz solcher Lösungen zur kontinuierlichen Betriebsmessung nicht geeignet ist. Bei aus Grundkomponenten Erz, Konzentrat, Flugstäuben, Pyrit, Koksgrus, feinkörnigen Sekundärmaterialien, Ind'jstrierückläufen und in Form eingedickter Laugen beigemischter Bindemittel bestehenden Brikettiermischungen, deren Mengenanteile sich nach den jeweiligen technologischen Bedingungen ändern, liegen in den einzelnen Bestandteilen unterschiedliche Wasserstoffbindungen vor, so daß Lösungen, die auf der Basis von Neutronenbremsung an Wasserstoffatomen arbeiten, keine exakicn Rückschlüsse auf den Fouchtegehalt der Brikettiermischung zulassen. Andere Lösungen, deren Bezugsgrößen Kapazität, Leitfähigkeit und Mikrowellenausbreitung sind, ergeben sich unterschiedliche Zusammensetzungen der Brikettiermischungen keine relevanten Meßergebnisse.

So werden beispielsweise in der DE-OS 17 98362 ein Verfahren und eine Vorrichtung ζικ Messung des Feuchtigkeitsgehaltes von körnigen oder rieselfähigen Schüttgütern vorgeschlagen. Hier werden Leitwertmessungen und dielektrische Messungen gleichzeitig und im gleichen das Schüttgut durchdringenden Meßfeld durchgeführt und aus den erhaltenen Meßwerten in einem Mischteil ein zur Anzeige gelangender anteilmäßiger Verhältniswert gebildet. Benutzt werden dazu Meßelektroden wie Leitwert-Elektroden und dielektrische Elektroden, die zu einer geschlossenen Baueinheit zusammengefaßt sind. Da es sich um indirekte Meßverfahren handelt, bei denen die Meßgrößen zur Bestimmung der Feuchte von den gleichen Materialkomponenten mehr oder weniger abhängig sind, ist eine Kopplung derartiger Lösungen für polymorphe heterogene Mischungen nicht möglich bzw. nicht sinnvoi..

Eine weitere bekannte Feuchtemeßmethode beruht auf der Bestimmung der Feuchte mittels Taupunktfühlers (Taschenbuch Betriebsmeßtechnik, VEB Verlag Technik, Berlin 1974). Dabei bildet der Feuchtegehalt der Gasphase über der zu untersuchenden Mischung die Vergleichsgröße zum Feuchtegehalt innerhalb der Mischung. Bei gegebenen Bedingungen mit starker Verschmutzung durch Staubentwicklung sowie Vorhandensein aggressiver Bestandteile ist keine kontinuierliche Taupunktbestimmung möglich, da nach kurzer Zeit durch die Staubbelastung eine Verklebung des Fühlers auftritt. Das Dörr-Wäge-Verfahren ist eine von der Materialzusammensetzung, der Dichte und der Konsistenz unabhängige Methode zur Bestimmung der Feuchte, beispielsweise von Brikettiermischungen. Eine Variante stellt dabei die Entnahme einer konstanten

Mi.terialmenge aus dem Materialstrom dar, die vor und nach der Trocknung verwogen wird, wobei die Gewichtsdifferenz mit dem Feuchtegehalt korreliert.

Zur Automatisierung dieser Lösung wird in der DE-PS 2138518 ein System vorgeschlagen, bei dem die Probenahme kontinuierlich und massedosiert erfolgt, indem ein elektronischer Antriebsregler eine Entnahmeschnecke so regelt, daß hinter einem Durchlauftrockner ein konstanter Massestrom darrtrockenen Meßgutes auftritt. Das in dem konstant geregelten, über dem Meßgut abgezogenen Luftstrom vorhandene Wasser wird als absolute Luftfeuchte in Differenz zur Umgebungsluftfeuchte gemessen.

Dieses Dörr-Wäge-System ist für eine Feuchtebestimmung in grobkörnigen Brikettiermischungen mit hohem Feinanteil nicht geeignet, da sich die Förderschnecke versetzt und der Meßfühler zur Taupunktbostimmung verklebt. Darüber hinaus ist eine Konstanz der zu entnehmenden Probo nach Masse und Volumen erforderlich, da ihre Einhaltung entscheidend für die Meßgenauigkeit ist. Diese bedingte Konstanz ist aber bei vielkomponentigen, sich in mischungsverhältig ändernden Gemischen aus grobkörnigem Material mit hohem Feinanteil nicht gegeben.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist ein automatisches Feuchtemeßsystem, insbesondere für polymorphe heterogene Brikettiermischungen, welches einfach in der Handhabung ist und eine exakte Feuchtobestimmung bei rauhen Betriebsbedingungen zuläßt.

Darlegung des Wesens dar Erfindung

Die zu lösende technische Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein automatisches Feuchtemeßsystem zu entwickeln, welches eine Feuchtemessung von rnehrkomponentigen Brikettiermischungen wechselnder Zusammensetzung, unterschiedlicher Körnung, mit Bindemittel, Materialinhomogenitätan, chemischen Substanzen als Kornanhaftungen, unterschiedlichen Wasserstoffbindungen und hoher Leitfähigkeit gestattet.

Das erfindungsgemäße Feuchtemeßsystem besteht aus einer diskontinuierlichen Feuchtemeßeinrichtung, die mit einer bekannten kontinuierlichen indirekten Feuchtemeßeinrichtung gekoppelt wird. Die diskontinuierliche Feuchtemeßeinrichtung des FeuchtemeßsystemsisV auf einer Halteplatte, welche in einem Winkel von 90° zu einer Grundplatte mit schlitzartiger öffnung befestigt ist, vorgesehen. Oberhalb der schlitzartigen Öffnung der Grundplatte sind ein zwecks variabler Probemengenentnahme und Anpassung an entsprechende Korngrößen ein in der Höhe verstellbarer Abstreifer sowie unterhalb der schlitzartigen Öffnung eine zur speziollen Führung einer Entnahmesonde dienende schräge Stütze angebracht. Der Transport der gleichzeitig als Wägeplattform ausgebildeten Entnahmesonde erfolgt mittels auf der Halteplatte durch U-Profil abgestützten Hydraulikzylinders über eine Schubstange, welche mit der Entnahmesonde über ein spezielles Drehgelenk gekoppelt ist. Über dem Drehgelenk ist ein mechanischer Schutz an der Grundplatte so angebracht, daß dieses gegen mechanische Beschädigungen durch den Materialstrom geschützt ist. Zur Wägung der mittels der Entnahmesonde aus dom Materialstrom entnommenen Probemenge ist auf der Halteplatte eine Waage vorgesehen, die mit einem Mikrorechner verbunden ist, dem eine Anzeig' 'orrichtung für die ermittelte Feuchte nac'igeordnet ist und eine Verbindung zur kontinuierlichen Meßeinrichtung aufwei it. \n der Grundplatte ist fernerhin eine oberhalb des zu trocknenden Gutes eine Heizwendel aufweisende und ein schnei e.· Ausdampfen durch Unterdruck bewirkende Trockenkammer angeordnet. Mit der gewählten Anordnung der Entnf.nrrK'.'jonde quer zum Materialstrom wird eine weitgehend repräsentative Probemenge aus dem Materialstrom entnommen und die Entnahmesonde über ein aus Hydraulikzylinder und Schubstange bestehendes Kraftüboi tragungssystem der Waage, kr jftnebenschlußfrei zugeführt. Durch die Kopplung der Schubstange mit der Entnahmesonde über das Drehgelenk wird eine q jerkraftfreie Wägung möglich. Die Hubkurve der Entnahmesonde gewährleistet eine optimale Füllung bzw. Reinigung derselben in Abhängigkeit von der jeweiligen Stellung der Schubstange. Die durch den Abstreifer auf der Entnahmesonde begrenzte Materialmenge wird der Waage zugeführt, dort verwogen und im Anschluß an diesen Wägevorgang die im Material in Form von Wasser enthaltene Feuchte mittels der durch die Heizwendel zugeführten Wärme verdampft, wobei die notwendige Trockenzeit mikrorechnergesteuert bestimmt wird. Zur Vermeidung der Verdampfung leichtflüchtiger Bestandteile mit einer Verdampfungstemperatur oberhalb des Wassers wird die Heizleistung mittels einer Temperaturerfassungseinrichtung über dem Probematerial so geregelt, daß weitestgehend nur eine Verdampfung des Wassers erfolgt.

Nach der Feuchtebestimmung des entnommenen Probematerials wird diese dem Prozeß durch das Kraftübertragungssystem wieder zugeführt, so daß erneut eine Probenahme erfolgen kann.

Durch die besondere Anordnung der Entnahmesonde im Materialstrom erfolgt eino Salbstreinigung von während des Trocknungsprozesses gebildeten Ansätzen. Geringe Ansätze, welche gegebenenfalls auf der als Wägeplattform ausgebildeten Entnahmesonde verbleiben und keine Feuchtigkeit mehr enthalten, haben meßtechnisch keinen relevanten Einfluß. Das Wäge- und Trocknungssystem der diskontinuierlichen Feuchtemeßeinrichtung ist im technologischen Prozeß so angeordnet, daß aufgrund der von der als Abzugssystem arbeitenden Trockenkammer hervorgerufenen Unterdruckverhältnisse eine schnelle Trocknung des Probematerials und eine weitgehende Staubfreihaltung der diskontinuierlichen Feuchtemeßeinrichtung bewirkt werden.

Der mit der diskontinuierlichen Feuchtemeßeinrichtung ermittelte Meßwert wird in einem Mikrorechner erfaßt und mit dem durch die bekannte kontinuierliche indirekte Feuchtemeßeinrichtung gewonnenen Meßsignal verglichen und entsprechend dem erforderlichen Feuchtewert eine Korrektur der kontinuierlich arbeitenden indirekten Feuchtemeßeinrichtung vorgenommen.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll an einom Beispiel der quasikontinuierlichen automatischen Messung des Feuchtegehaltes einer Brikettiermischung mit folgender polymorpher heterogener Zusammensetzung erläutert werden:

Körnung	Anteile
0-0,1 mm	etwa 4%
0,1-0,5mm	etwa 6%
0,5-1,0mm	etwa 6%
1,0-4,0 mm	etwa 26%
4,0-8,0 mm	etwa 28%
8,0-16,0 mm	etwa 30%
Bindemittelanteile:	0-12 % Sulfitablauge, bezogen auf das Trockengut
Materialarten:	- Kupferschiefer-dominierender Bestandteil
	- Kupferkonzentrate
	- Schachtofenflugstäube
	- Flotationspyrite
	- Koksgrus
	- Messingkrätzsande
	- Oxide Sekundärkupferproduktion
	- feinkörnige Industrierückstände
	- Plastehäcksel.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung des Feuchtemeßsystems.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, besteht das Feuchtemeßsystem aus der Kombination einer bekannten kontinuierlich arbeitenden indirekten Feuchtemeßeinrichtung 15 sowie einer aus einem Kraftübertragungssystem mit Hydraulikzylinder 11 und Schubstange 10, einer mit einem Drehgelenk 9 versehenen Entnahmesonde 8, einer Waage 17 sowie einer Trockenkammer 12 mit Heizwendel 13 bestehenden diskontinuierlichen Feuchtemeßeinrichtung mit zwischen beiden Einrichtungen angeordnetem Mikrorechner 14 mit nachfolgender Anzeigevorrichtung 16. An dem Schacht 1 für die Transportbandabwurfstelle ist eine mit einer schlitzartigen Öffnung 3 ausgeführte Grundplatte 2 befestigt, die oberhalb dieser Öffnung 3 innerhalb des Schachtes 1 einen in der Höhe verstellbaren Abstreifer 5 aufweist. Durch diesen Abstreifer 5 sind eine veränderliche Probenmengeentnahme und eino Anpassung an unterschiedliche Korngrößen möglich. Die Entnahme des Probematerials aus dem Materialstrom erfolgt über die mit dem Drehgelenk 9 versehene, gleichzeitig als Wägeplattform ausgebildete Entnahmesonde 8, welche über die Schubstange 10 mit dem Hydraulikzylinder 11 verbunden ist, mittels welchem die Entnahmesonde 8 auf eine Waage 17 bewegt wird, wobei durch die spezielle Kopplung der Schubstange 10 mit dem Drehgelenk 9 eine querkraftfreie Auflage der Entnahmesonde 8 gewährleistet und damit eine exakte Gewichtsarfassung garantiert wird. Um einen optimalen Reinigungsund Wärmeübertragungseffekt bei hoher mechanischer Stabilität zu erreichen, ist die Entnahmesonde 8 aus poliertem Edelstahl ausgeführt. Zur Führung und Selbstreinigung der Entnahmesonde 8 dient eine unterhalb der schlitzartigen Öffnung 3 an der Grundplatte 2 befestigte, in den Schacht 1 hinein abgeschrägte Stütze 6 in einem Winkel von 30°, die die erforderliche Hubkurve der Entnahmesonde 8 zur Gewährleistung der optimalen Füllung und Reinigung bestimmt. Der im Probematerial enthaltene Wasseranteil wird durch eine oberhalb dieses zu trocknenden Materials in einer an der Grundplatte 2 befestigten Trockenkammer 12 angeordneten Heizwendel 13 nach voraus erfolgter Wägung auf der Waage 17 verdampft. Die notwendige Trockenzeit wird durch einen zwischen der bekannten kontinuierlichen Feuchtemeßeinrichtung 15 und der diskontinuierlichen Feuchtemeßeinrichtung vorgesehenen Mikrorechner 14 durch einen festgelegten Grenzwert bzw. durch die Ermittlung der Gewichtsabnahme pro Zeiteinheit bestimmt.

Waage 17 und Hydraulikzylinder 11 werden durch eine im Winkel von 90° an der Grundplatte 2 befestigte Halteplatte4 abgestützt. Über dem Drehgelenk ) ist an der Grundplatte 2 ein mechanischer Schutz 7 so angebracht, daß dieses gegen mechanische Beschädigungen durch den Materialstrom im Schacht 1 geschützt bleibt.

Nach Beendigung des Meßvorgangs wird durch den Hydraulikzylinder 11 mittels der Schubstange 10 das beweitete Probematerial auf der Entnahmesonde 8 dem Materialstrom wieder zugeführt. Durch die vorgeschlagene Anordnung der Stütze 6 erfolgt eine Selbstreinigung der Entnahmesonde 8 durch den Materialstrom.

Das entwickelte Feuchtemeißsystem zeichnet sich dadurch aus, daß es innerhalb metallurgischer Prozosse mit rauhen Betriebsbedingungen einsetzbar ist, eine materialunabhängige Feuchtemessung zuläßt, eine hohe Genauigkeit der Bestimmung der Materialfeuchte, gekoppelt mit den Vorteilen einsr kontinuierlichen indirekten Meßmethode, garantiert. Datnit ist das entwickelte Feuchtemeßsystem generell einsetzbar zur Regelung von Dosier-, Trocknungs- und Befauchtungsprozessen.

Claims (2)

1. Automatisches Feuchtemeßsystem, insbesondere für polymorphe heterogene Brikettiermischungen mit einer bekannten kontinuierlich arbeitenden indirekten, einen kontinuierlichen Meßwert anzeigenden Feuchtemeßeinrichtung, gekoppelt mit einer diskontinuierlichen Feuchtemeßeii!richtung, wobei der kontinuierlich ermittelte Meßwert durch eine diskontinuierliche Feuchtemessung korrigiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die diskontinuierliche Feuchtemeßeinrichtung aus einer mit einer schlitzartigen Öffnung (3) versehenen Grundplatta (2), welche unterhalb der Öffnung (3) eine zur Führung und Selbstreinigung einer Entnahmesonde (8) dienenden, in einen Materialförderstrom schräg auslaufenden Stütze (6) aufweist, wobei die Entnahmesonde (8) mit einer Schubstange (10) über ein spezielles Drehgelenk (9) mit einem Hydraulikzylinder (11) zur querkraftfreien Wägung mittels einer auf einer Halteplatte (4) angeordneten Waage (17) gekoppelt ist und zur Trocknung des entnommenen Probematerials eine an der Grundplatte (2) befestigte, mit einer Heizwendel (13) versehene Trockenkammer (12) aufweist.

2. Automatisches Feuchtemeßsystem gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der schlitzartigen Öffnung (3) an der Grundplatte (2) ein zur Begrenzung des Probematerials auf der Entnahmesonde (8) dienender Abstreifer (5) sowie ein das Drehgelonk (9) gegen mechanische Beschädigungen durch den Materialstrom schützender mechanischer Schutz (7) befestigt sind.