DE102010042167B4 - Method and device for separating a dust mixture into its dust components - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Trennen eines Staubgemisches aus einem ersten Staub einer ersten Dichte und einem zweiten Staub einer zweiten, gegenüber der ersten Dichte höheren Dichte in seinen ersten und zweiten Staubanteil, bei dem das Staubgemisch von einem Fluidisierungsgas durchströmt und partiell bezüglich des ersten Staubes fluidisiert wird, wobei eine Vertikalkomponente einer das Staubgemisch durchströmenden Fluidisierungsgasmenge derart eingestellt wird, dass diese die Fluidisierung des ersten Staubes bewirkt und niedriger ist als diejenige Vertikalkomponente der das Staubgemisch durchströmenden Fluidisierungsgasmenge, bei der das Fluidisieren des zweiten Staubes auftritt.

Figure DE102010042167B4_0000
A method for separating a dust mixture of a first dust of a first density and a second dust of a second density higher than the first density in its first and second dust portion, wherein the dust mixture flows through a fluidizing gas and is partially fluidized with respect to the first dust, wherein a vertical component of a fluidizing gas amount flowing through the dust mixture is adjusted so as to cause the fluidization of the first dust and lower than the vertical component of the mixture of fluidizing gas flowing through the dust mixture, at which fluidization of the second dust occurs.
Figure DE102010042167B4_0000

Description

Die vorliegende Erfindung befasst sich mit einem Verfahren und einer Vorrichtung zum Trennen eines Staubgemisches aus einem ersten Staub einer ersten Dichte und einem zweiten Staub einer zweiten, gegenüber der ersten Dichte höheren Dichte in seinen ersten und zweiten Staubanteil.The present invention is concerned with a method and apparatus for separating a dust mixture from a first dust of a first density and a second dust of a second density higher than the first density into its first and second dust contents.

In vielen industriellen Anwendungen ist es gewünscht, Staubgemische aus Stäuben unterschiedlicher Dichten voneinander zu trennen.In many industrial applications, it is desirable to separate dust mixtures from dusts of different densities.

So enthalten häufig organische Stäube, wie beispielsweise Getreidemehl, Pflanzenmehl, Holzstaub, Kunststoffpulver, Kohlenstaub und Klärschlammstaub unerwünschte Anteile anorganischer Stäube, zu denen beispielsweise Sand, Verbrennungsasche, Erde, Oxide und Metalle zählen.For example, organic dusts such as cereal flour, plant meal, wood dust, plastic powder, coal dust and sewage sludge dust often contain undesirable levels of inorganic dusts, which include, for example, sand, incineration ash, soil, oxides and metals.

Übliche Verfahren zum Trennen von Staubgemischen basieren auf einer Absiebung eines Staubanteils aus dem Staubgemisch. Dieser Ansatz scheitert jedoch bei Korngrößenüberlappungen der Stäube.Conventional methods for separating dust mixtures are based on a screening of a dust content from the dust mixture. However, this approach fails with particle size overlaps of the dusts.

Aus der DE 699 38 137 B2 ist es bekannt, Feinstpartikel aus einem Materialgemisch zu trennen, indem die Feinstpartikel aus dem Materialgemisch durch einen Luftstrom getrennt werden, der das Materialgemisch mit so hoher Geschwindigkeit durchläuft, dass die Feinstpartikel aus dem Materialgemisch entgegen der Schwerkraftwirkung herausgerissen werden. Ein solches Verfahren eignet sich nicht zum Trennen eines Staubgemisches aus Stäuben unterschiedlicher Dichten.From the DE 699 38 137 B2 It is known to separate Feinstpartikel from a mixture of materials by the ultrafine particles are separated from the material mixture by an air stream which passes through the material mixture at such a high speed that the ultrafine particles are torn out of the material mixture against the gravitational effect. Such a method is not suitable for separating a dust mixture from dusts of different densities.

Aus dem europäischen Patent EP 0 907 596 B1 des Anmelders ist es bekannt, einheitliche Stäube zum Zwecke der Verbesserung ihres Förderverhaltens zu Fluidisieren (vgl. EP 0 907 596 B, Spalte 1, Zeilen 1-11).From the European patent EP 0 907 596 B1 It is known to the Applicant to fluidize uniform dusts for the purpose of improving their conveying behavior (cf. EP 0 907 596 B, column 1, lines 1-11).

Aus der US 3102092 ist ein mit einem Fluidisierungsbett arbeitender Klassifizierer zum Klassifizieren von Partikeln unterschiedlicher Größen bekannt. Ein Partikelgemisch wird vollständig in einem zylindrischen Klassifizierer mit einem Fluidisierungsbett fluidisiert. Die leichten Partikel werden aus dem Fluidisierungsbett mit einem Fluidisierungsgas mitgerissen und aus dem Klassifizierer durch einen Zyklon entfernt. From the US 3102092 For example, a fluidizing bed classifier is known for classifying particles of different sizes. A particle mixture is completely fluidized in a cylindrical classifier with a fluidization bed. The light particles are entrained from the fluidization bed with a fluidizing gas and removed from the classifier by a cyclone.

Aus der DD 244705 A1 ist ein Verfahren zum Trennen eines Partikelgemisches nach Partikeldichte und/oder Korngröße der Partikel mittels eines Wirbelschichtgefäßes bekannt, welches einen sich in Strömungsrichtung erweiternden Querschnitt hat. Der Querschnitt und die Strömungsgeschwindigkeit der Luft sind derart bemessen, dass sich innerhalb des Wirbelgefäßes die schwereren Partikel in dem Bereich des niedrigeren Querschnittes und die leichteren Partikel in den Bereich des größeren Querschnittes in einem aufgelockerten Zustand halten. Hierdurch bildet sich aus dem Gemisch eine Übereinanderschichtung von Teilwirbelschichten mit Fraktionen unterschiedlicher Partikel.From the DD 244705 A1 a method for separating a particle mixture by particle density and / or particle size of the particles by means of a fluidized bed vessel is known, which has a widening in the flow direction cross-section. The cross-section and the flow rate of the air are such that within the vortex vessel the heavier particles in the area of the lower cross-section and the lighter particles in the area of the larger cross-section keep in a relaxed state. As a result, the mixture forms a stacking of partial fluidized beds with fractions of different particles.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Trennen eines Staubgemisches aus Stäuben einer ersten und zweiten Dichte in seine Staubanteile anzugeben.The invention has for its object to provide a method and an apparatus for separating a dust mixture of dusts of a first and second density in its dust components.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 sowie durch eine Vorrichtung nach Anspruch 8 gelöst.This object is achieved by a method according to claim 1 and by a device according to claim 8.

Das erfindungsgemäße Verfahren sowie die erfindungsgemäße Vorrichtung beruhen auf der Erkenntnis, dass eine Auftrennung eines Staubgemisches aus einem ersten Staub einer ersten Dichte und einem zweiten Staub einer zweiten, gegenüber der ersten Dichte höheren Dichte in seinen ersten und zweiten Staubanteil dadurch herbeigeführt werden kann, dass das Staubgemisch von einem Fluidisierungsgas durchströmt und nur partiell bezüglich des ersten Staubes fluidisiert wird, wobei eine Vertikalkomponente einer das Staubgemisch durchströmenden Fluidisierungsgasmenge derart eingestellt wird, dass diese die Fluidisierung des ersten Staubes bewirkt, jedoch niedriger ist als diejenige Vertikalkomponente der das Staubgemisch durchströmenden Fluidisierungsgasmenge, bei der ein Fluidisieren des zweiten Staubes auftritt.The method according to the invention and the device according to the invention are based on the recognition that a separation of a dust mixture from a first dust of a first density and a second dust of a second, compared to the first density higher density in its first and second dust content can be brought about by the Dust mixture is flowed through by a fluidizing gas and fluidized only partially with respect to the first dust, wherein a vertical component of the dust mixture flowing fluidizing gas is adjusted so that it causes the fluidization of the first dust, but lower than that vertical component of the dust mixture flowing through Fluidisierungsgasmenge, in the a fluidizing of the second dust occurs.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Vorrichtung trennt sich das Staubgemisch aufgrund der partiellen Fluidisierung in einen unteren, nicht fluidisierten Bereich des zweiten Staubes und einen oberen, fluidisierten ersten Staubbereich. Der erste Staub innerhalb des oberen Bereiches verhält sich aufgrund seines fluidisierten Zustandes vergleichbar mit einer Flüssigkeit und lässt sich daher bei bevorzugten Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung wie eine Flüssigkeit aus dem ersten Bereich ableiten.In the method according to the invention and the device according to the invention, the dust mixture separates due to the partial fluidization in a lower, non-fluidized area of the second dust and an upper, fluidized first dust area. Due to its fluidized state, the first dust within the upper region behaves in a manner comparable to a liquid and can therefore be derived in the case of preferred embodiments of the method according to the invention and the device according to the invention like a liquid from the first region.

Gemäß einem bedeutsamen industriellen Aspekt ist der erste Staub ein organischer Staub mit Dichten im Ruhezustand zwischen 300 kgm-3 und 800 kgm-3, während der zweite Staub ein anorganischer Staub mit Dichten im Ruhezustand im Bereich zwischen 900 kgm-3 und 2000 kgm-3 ist.According to a significant industrial aspect, the first dust is an organic dust with dormant densities between 300 kgm -3 and 800 kgm -3 , while the second dust is an inorganic dust with dormant densities in the range between 900 kgm -3 and 2000 kgm -3 is.

Besondere praktische Bedeutung hat der Anwendungsfall, bei dem der erste Staub Kohlenstaub und der zweite Staub Sand ist. In diesem Fall ermöglichen das erfindungsgemäße Verfahren sowie die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Beseitigung der störenden Sandkomponente aus dem Kohlenstaub.Of particular practical importance is the application case in which the first dust is carbon dust and the second dust is sand. In this case, the inventive method and the Device according to the invention a removal of the interfering sand component from the coal dust.

Obgleich die Fluidisierung mit jeglichem Gas als Fluidisierungsgas herbeigeführt werden kann, ist es besonders wirtschaftlich, als Fluidisierungsgas Luft einzusetzen.Although the fluidization with any gas can be brought about as the fluidizing gas, it is particularly economical to use air as the fluidizing gas.

Zu einer besonders einfachen Trennung kommt es bei dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Vorrichtung dann, wenn die Fluidisierungsluft im Wesentlichen vertikal von unten nach oben durch das Staubgemisch geführt wird. Unter dem Begriff „im Wesentlichen vertikal“ im Sinne der vorliegenden Anmeldung seien Winkel im Bereich von bis zu 20 Grad bezogen auf die Vertikale zu verstehen.For a particularly simple separation occurs in the inventive method and apparatus according to the invention, when the fluidizing air is guided substantially vertically from bottom to top through the dust mixture. The term "essentially vertical" in the sense of the present application means angles in the range of up to 20 degrees relative to the vertical.

Eine besonders stabile partielle Fluidisierung des organischen Staubes bei Nicht-Fluidisierung des anorganischen Staubes erreicht man erfindungsgemäß bei Fluidisierungsluftmengen pro Quadratmeter des horizontalen Querschnitts des Staubgemisches zwischen 60 m3 h-1 und 160 m3 ho-1, vorzugsweise bei Fluidisierungsluftmengen zwischen 90 m3 h-1 und 120 m3 h-1. Die Vorrichtung zum Trennen umfasst gemäß einem bevorzugten Aspekt einen Behälter zur Aufnahme des Staubgemisches, der einen Boden und Wände aufweist, wobei die Wände einen von der Entfernung zum Boden im Wesentlichen unveränderlichen Querschnitt des vom Fluidisierungsgas durchströmbaren Staubgemisches festlegen. Bei einer einfachen Ausführungsform kann der Behälter ein senkrechtstehender zylindrischer Behälter sein.A particularly stable partial fluidization of the organic dust with non-fluidization of the inorganic dust is achieved according to the invention at Fluidisierungsluftmengen per square meter of the horizontal cross section of the dust mixture between 60 m 3 h -1 and 160 m 3 ho -1 , preferably at Fluidisierungsluftmengen between 90 m 3 h -1 and 120 m 3 h -1 . According to a preferred aspect, the device for separating comprises a container for receiving the dust mixture, which has a bottom and walls, wherein the walls define a cross section of the dust mixture through which the fluidizing gas can flow, which distance is essentially invariable. In a simple embodiment, the container may be a vertical cylindrical container.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung besteht der Behälterboden aus einem von dem Fluidisierungsgas durchströmbaren Fließmaterial, welches nicht von dem ersten oder zweiten Staub durchdringbar ist. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Maschenweite des Fließmaterials kleiner als die kleinste Korngröße des ersten oder zweiten Staubes.According to a preferred refinement, the container bottom consists of a flow material which can be flowed through by the fluidizing gas and which can not be penetrated by the first or second dust. According to a preferred embodiment, the mesh size of the flow material is smaller than the smallest grain size of the first or second dust.

Ein besonders stabiler Zustand des partiell fluidisierten ersten Staubanteils ergibt sich während des Trennverfahrens dann, wenn der Strömungswiderstand des Fließbodens höher ist als derjenige des partiell fluidisierten Staubgemisches.A particularly stable state of the partially fluidized first dust fraction results during the separation process when the flow resistance of the flow tray is higher than that of the partially fluidized dust mixture.

Vorzugsweise wird der Strömungswiderstand des Fließbodens derart gewählt, dass bei einer Fluidisierungsluftmenge pro Quadratmeter des horizontalen Querschnitts des Staubgemisches zwischen 60 m3 h-1 und 160 m3 h-1, vorzugsweise von 100 m3 h-1 ein Druckabfall über den Fließboden von mindestens 1000 Nm-2, vorzugsweise von mehr als 1500 Nm-2 bewirkt wird.Preferably, the flow resistance of the flow tray is selected such that at a fluidizing air flow per square meter of the horizontal cross section of the dust mixture between 60 m 3 h -1 and 160 m 3 h -1 , preferably 100 m 3 h -1, a pressure drop across the flow tray of at least 1000 Nm -2 , preferably of more than 1500 Nm -2 is effected.

Eine besonders einfache Auftrennung des Staubgemisches in die Staubanteile wird dann erreicht, wenn der Behälter eine erste, im Vergleich zur Behälterhöhe nahe am Behälterboden angeordnete Entnahmeöffnung für den zweiten Staub und eine zweite Entnahmeöffnung für den ersten Staub aufweist, die oberhalb der ersten Entnahmeöffnung für den zweiten Staub angeordnet ist.A particularly simple separation of the dust mixture in the dust components is achieved when the container has a first, arranged in comparison to the container height close to the container bottom removal opening for the second dust and a second removal opening for the first dust above the first removal opening for the second Dust is arranged.

Vorzugsweise ist eine Niveausonde zum Erfassen der Höhe des partiell in dem Behälter fluidisierten Staubgemisches vorgesehen. Eine derartige Niveausonde ermöglicht über eine entsprechende Steuerung ein Nachführen des Staubgemisches in den Behälter der Trennvorrichtung, wenn das von der Niveausonde erfasste Niveau einen vorgegebenen Wert unterschreitet, so dass ein kontinuierlicher oder quasi-kontinuierlicher Trennbetrieb vorgenommen werden kann.Preferably, a level probe is provided for detecting the height of the dust mixture partially fluidized in the container. Such a level probe allows a corresponding control of a tracking of the dust mixture in the container of the separator when the level detected by the level probe below a predetermined value, so that a continuous or quasi-continuous separation operation can be made.

Gemäß einem bevorzugten Aspekt ist eine Rührvorrichtung zum Rühren des Staubgemisches im Bereich des partiell fluidisierten ersten Staubes und/oder im Bereich des zweiten Staubes vorgesehen. Durch das Rühren wird einerseits eine Stabilisierung der partiellen Fluidisierung des ersten Staubes erreicht. Andererseits wird eine Abförderung des ersten Staubes und/oder des zweiten Staubes erleichtert.According to a preferred aspect, a stirring device is provided for stirring the dust mixture in the region of the partially fluidized first dust and / or in the region of the second dust. On the one hand, the stabilization of the partial fluidization of the first dust is achieved by the stirring. On the other hand, a discharge of the first dust and / or the second dust is facilitated.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung sind zwei Temperaturensensoren am Behälter der Trennvorrichtung vorgesehen, wobei eine der Temperatursensoren bezogen auf die Behälterhöhe nahe dem Behälterboden zum Erfassen der Temperatur des zweiten Staubes und die andere oberhalb der einen Temperatursonde zum Erfassen der Temperatur des partiell fluidisierten ersten Staubes angeordnet ist. Im Beispielsfall der Trennung von organischen und anorganischen Stäuben voneinander zeigt der untere Temperatursensor dann einen niedrigeren Wert als der obere Temperatursensor an, wenn sich anorganischer Staub, wie beispielsweise Sand, im Bereich des unteren Temperatursensors angesammelt hat. Dies kann eine Bedienungsperson oder eine Steuerung veranlassen, bei Auftreten der genannten Temperaturdifferenz den zweiten Staub bzw. anorganischen Staub durch die nahe dem Behälterboden angeordnete Entnahmeöffnung aus dem Behälter zu entfernen.According to a preferred development, two temperature sensors are provided on the container of the separation device, wherein one of the temperature sensors is arranged relative to the container height near the container bottom for detecting the temperature of the second dust and the other above a temperature probe for detecting the temperature of the partially fluidized first dust. In the example of the separation of organic and inorganic dusts from each other, the lower temperature sensor then indicates a lower value than the upper temperature sensor when inorganic dust, such as sand, has accumulated in the region of the lower temperature sensor. This may cause an operator or a controller, upon occurrence of said temperature difference, to remove the second dust or inorganic dust from the container through the discharge opening located near the container bottom.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Trennen eines Staubgemisches werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

  • 1 eine Schnittdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels der Trennvorrichtung;
  • 2 ein Detail der in 1 gezeigten Trennvorrichtung bezüglich der Entnahme des zweiten Staubes;
  • 3 eine Schnittdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der Trennvorrichtung; und
  • 4 eine Schnittdarstellung eines dritten Ausführungsbeispiels der Trennvorrichtung.
Preferred embodiments of the device according to the invention for separating a dust mixture will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. Show it:
  • 1 a sectional view of a first embodiment of the separation device;
  • 2 a detail of in 1 shown separating device with respect to the removal of the second dust;
  • 3 a sectional view of a second embodiment of the separation device; and
  • 4 a sectional view of a third embodiment of the separation device.

In den beigefügten Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Teile, so dass auf eine wiederholte Beschreibung gleicher Teile verzichtet werden kann.In the accompanying drawings, like reference characters designate like or similar parts, so that a repeated description of like parts may be omitted.

In 1 ist die Trennvorrichtung in ihrer Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet. Diese umfasst einen zylindrischen, senkrecht stehenden Behälter 2 mit einer zylindrischen Wand 3. Der Aufnahmebereich des Behälters für ein Staubgemisch ist durch die Wand 3 und den Fließboden 4 begrenzt. Der Fließboden 4 ist luftdurchlässig, jedoch von so geringer Maschenweite, dass er nicht von den Stäuben des Staubgemisches durchdrungen werden kann. Ein unterer Behälterbereich 6 dient zur Zufuhr von Fluidisierungsluft durch eine Fluidisierungsluftzuleitung 7, welche den Fließboden 4 im Wesentlichen vertikal von unten nach oben und sodann das Staubgemisch 5 oberhalb des Fließbodens 4 durchläuft, bevor die Fluidisierungsluft den Behälter 2 durch eine Fluidisierungsluftableitung 8 verlässt. Das Staubgemisch 5 wird der Trennvorrichtung 1 über ein Zellenrad 9 zugeführt.In 1 is the separator in its entirety by the reference numeral 1 designated. This includes a cylindrical, vertical container 2 with a cylindrical wall 3 , The receiving area of the container for a dust mixture is through the wall 3 and the flowerbase 4 limited. The flowerbase 4 is permeable to air, but of so small mesh size that it can not be penetrated by the dusts of the dust mixture. A lower tank area 6 serves to supply fluidizing air through a Fluidisierungsluftzuleitung 7 , which the flow soil 4 essentially vertically from bottom to top and then the dust mixture 5 above the river bottom 4 passes through before the fluidizing air the container 2 by a Fluidisierungsluftableitung 8th leaves. The dust mixture 5 becomes the separator 1 over a cellular wheel 9 fed.

Bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel hat der Behälter 2 die Gestalt eines senkrecht stehenden Zylinders. Andere Behälterformen, die im Wesentlichen gleichbleibende horizontale Querschnitte des Staubgemisches oberhalb des Fließbodens festlegen, kommen gleichfalls in Betracht.At the in 1 the embodiment shown has the container 2 the shape of a vertical cylinder. Other container shapes that define substantially consistent horizontal cross sections of the dust mixture above the flow tray are also contemplated.

Der Fließboden 4 besteht bei dem gezeigten bevorzugten Ausführungsbeispiel aus einem Polyestergewebe, dessen Strömungswiderstand für die Fluidisierungsluft höher ist als der Strömungswiderstand des partiell fluidisierten Staubgemisches 5 oberhalb des Fließbodens. Vorzugsweise ist der Strömungswiderstand des Fließbodens derart gewählt, dass bei einer Fluidisierungsluftmenge pro Quadratmeter des horizontalen Querschnitts des Staubgemisches zwischen 60 m3 h-1 und 160 m3 h-1, vorzugsweise von 100 m3 h-1 ein Druckabfall über den Fließboden von mindestens 1000 Nm-2, vorzugsweise von mehr als 1500 Nm-2 auftritt. Bei den genannten Fluidisierungsluftmengen und dem genannten Strömungswiderstand des Fließbodens 4 ergibt sich eine stabile partielle Fluidisierung des leichteren der beiden Staubanteile, wenn dessen Dichte im Ruhezustand im Bereich typischer Dichten organischer Stäube liegt, die zwischen 300 kgm-3 und 800 kgm-3 variieren. Sehr gute Fluidisierungsergebnisse wurden bei einem Fließboden mit einem Strömungswiderstand erzielt, der bei einer Fluidisierungsluftmenge pro Quadratmeter von 100 m3 h-1 zu einem Druckabfall über den Fließboden von 2000 Nm-2 führt.The flowerbase 4 In the preferred embodiment shown, there is a polyester fabric whose flow resistance for the fluidizing air is higher than the flow resistance of the partially fluidized dust mixture 5 above the river bottom. Preferably, the flow resistance of the flow tray is selected so that at a fluidizing air flow per square meter of the horizontal cross section of the dust mixture between 60 m 3 h -1 and 160 m 3 h -1 , preferably from 100 m 3 h -1, a pressure drop across the flow tray of at least 1000 Nm -2 , preferably of more than 1500 Nm -2 occurs. In the mentioned Fluidisierungsluftmengen and said flow resistance of the flow tray 4 There is a stable partial fluidization of the lighter of the two dust components, when its density at rest in the range of typical densities of organic dusts that vary between 300 kgm -3 and 800 kgm -3 . Very good fluidization results were obtained for a flow-through tray with a flow resistance which, with a fluidizing air flow rate per square meter of 100 m 3 h -1, results in a pressure drop across the flow tray of 2000 Nm -2 .

Der Behälter 3 hat nahe dem Fließboden 4 bezogen auf die Behälterhöhe eine erste Entnahmeöffuung 10 zur Entnahme des Staubanteils mit der höheren Dichte und, oberhalb der Entnahmeöffnung 10, eine zweite Entnahmeöffnung 11 zur Entnahme des Staubanteils mit der geringeren Dichte.The container 3 has near the flow soil 4 based on the container height, a first Entnahmeöffuung 10 for removing the dust portion with the higher density and, above the removal opening 10 , a second removal opening 11 to remove the dust content with the lower density.

Eine erhöhte Trennwirkung wird erreicht, wenn die Entnahmeöffnungen 10, 11 in horizontaler Richtung möglichst weit beabstandet sind von demjenigen Bereich, in den das Staubgemisch 5 durch das Zellenrad 9 eingebracht wird.An increased separation effect is achieved when the removal openings 10 . 11 are spaced as far as possible from the area in which the dust mixture in the horizontal direction 5 through the cellular wheel 9 is introduced.

Verwendet man die in 1 gezeigte Ausführungsform der Trennvorrichtung 1 zum Trennen von Braunkohlestaub oder Klärschlammstaub einerseits von Sand andererseits, so führt die partielle Fluidisierung des Braunkohlestaubes oder Klärschlammstaubes zu einer fluidisierten Braunkohlestaubschicht oder Klärschlammstaubschicht von weitgehend konstanter Dichte, welche im Fall von Braunkohlestaub bei 310 kgm-3 und im Falle von Klärschlammstaub bei 350 kgm-3 liegt. Innerhalb des partiell fluidisierten Staubgemisches kommt es zu einem gleichmäßigen Aufschwimmen der organischen Stäube auf den sich absetzenden anorganischen Stäuben. Der Bereich 12 oberhalb des partiell fluidisierten Kohlenstaubes innerhalb des Behälters 3 ist optisch staubfrei. In diesem Bereich verbliebene Staubmengen sind für technische Anwendungszwecke vernachlässigbar.If you use the in 1 shown embodiment of the separation device 1 for the separation of lignite dust or sewage sludge on the one hand from sand on the other hand, the partial fluidization of brown coal dust or sewage sludge dust leads to a fluidized lignite dust layer or sewage sludge dust layer of substantially constant density, which in the case of lignite dust at 310 kgm -3 and in the case of sewage sludge dust at 350 kgm - 3 is located. Within the partially fluidized dust mixture there is a uniform floating of the organic dusts on the settling inorganic dusts. The area 12 above the partially fluidized pulverized coal within the container 3 is optically dust-free. Dust levels remaining in this area are negligible for technical applications.

Das Vorhandensein einer anorganischen Schicht im Bereich des Fließbodens 4 kann unter Verwendung von Temperatursensoren 13, 14 an der Außenseite des Behälters festgestellt werden. Sobald sich im Bereich des Fließbodens 4 eine Schicht aus anorganischem Staub aufgebaut hat, fällt die von dem unteren Temperatursensor 14 erfasste Temperatur deutlich gegenüber der von dem oberen Temperatursensor 13 erfassten Temperatur ab. Diese Temperaturdifferenzerfassung kann verwendet werden, um die Entnahme des anorganischen Staubanteils durch die erste Entnabmeöffnung 10 zu veranlassen.The presence of an inorganic layer in the area of the flow soil 4 can be done using temperature sensors 13 . 14 be detected on the outside of the container. Once in the area of the floor 4 has built up a layer of inorganic dust that falls from the lower temperature sensor 14 detected temperature clearly opposite to that of the upper temperature sensor 13 detected temperature. This temperature difference detection can be used to determine the removal of the inorganic dust content by the first removal opening 10 to induce.

2 zeigt eine bauliche Variante der Anordnung der Entnahmeöffnung 10' für die Entnahme des schwereren oder dichteren Staubanteils. Die Entnahmeöffnung 10' ist in diesem Fall mit einem Auslauftrichter 15 verbunden, der in den Fließboden 4 eingelassen ist. 2 shows a structural variant of the arrangement of the removal opening 10 ' for removing the heavier or denser dust content. The removal opening 10 ' is in this case with a discharge funnel 15 connected to the flow soil 4 is admitted.

Wie in 3 verdeutlicht ist, kann der Fließboden 5 auch konisch in der Weise ausgestaltet sein, dass ein Auslauftrichter 15' im unteren Bereich des Konus mit der ersten Entnahmeöffnung 10" verbunden ist. Die konische Ausgestaltung des Fließbodens 5 erleichtert den Abzug etwaiger gröberer Verunreinigungen.As in 3 is clarified, the flow can 5 Also conical be designed in such a way that a discharge funnel 15 ' in the lower part of the cone with the first removal opening 10 " connected is. The conical design of the floating floor 5 facilitates the withdrawal of any coarser impurities.

Wie in 4 gezeigt ist, kann der Behälter 3 in einem Bereich oberhalb der zweiten Entnahmeöffnung 11 mit einer unteren Niveausonde 16 und einer oberen Niveausonde 17 versehen sein, welche ausgebildet sind, um den Stand des fluidisierten Staubanteils der niedrigeren Dichte zu erfassen. Aufgrund der Messsignale der Niveausonden 16, 17 kann die Zufuhr des Staubgemisches mittels des Zellenrads 9 derart gesteuert werden, dass sich das Niveau des fluidisierten Staubanteils von niedrigerer Dichte zwischen den beiden Niveausonden 16, 17 einstellt.As in 4 shown, the container can 3 in an area above the second removal opening 11 with a lower level probe 16 and an upper level probe 17 be provided, which are adapted to detect the state of the fluidized dust content of the lower density. Due to the measuring signals of the level probes 16 . 17 can the supply of the dust mixture by means of the feeder 9 be controlled so that the level of the fluidized dust fraction of lower density between the two level probes 16 . 17 established.

Bei manchen Stäuben erweist sich die Wahl der erforderlichen Fluidisierungsluftmenge innerhalb der oben angegebenen Fluidisierungsluftmengenbereiche pro Quadratmeter des horizontalen Querschnitts des Staubgemisches als problematisch, um einerseits eine Fluidisierung des leichteren Staubanteils zu erreichen und um andererseits Luftdurchbrüche zu verhindern. Eine Stabilisierung des partiellen Fluidisierens und damit eine Verbesserung des Trennverhaltens erreicht man bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 4 durch Verwendung eines Rührers 18 mit einer rotierenden Welle 19, an der Rührarme 20 im Bereich kurz oberhalb der Schicht des Staubes mit der höheren Dichte angebracht sind. Vorzugsweise sind daher die Rührarme 12 vertikal geringfügig oberhalb der ersten Entnahmeöffnung 10 im Falle der seitlichen Entnahme des genannten Staubanteils angeordnet.In some dusts, the choice of the required fluidizing air quantity proves to be problematic within the fluidizing air flow rate ranges per square meter of the horizontal cross section of the dust mixture, on the one hand to achieve fluidization of the lighter dust content and, on the other hand, to prevent air leaks. A stabilization of the partial fluidization and thus an improvement of the separation behavior can be achieved in the embodiment according to 4 by using a stirrer 18 with a rotating shaft 19 , on the mixer arms 20 are located in the area just above the layer of dust with the higher density. Preferably, therefore, the stirring arms 12 vertically slightly above the first removal opening 10 arranged in the case of the lateral removal of said dust content.

Eine weitere Stabilisierung kann durch Verwendung mehrerer Rührarme (nicht dargestellt) erreicht werden, von denen wenigstens einer unterhalb der Oberfläche des fluidisierten Staubes niedriger Dichte angeordnet ist.Further stabilization can be achieved by using a plurality of stirring arms (not shown), at least one of which is disposed below the surface of the low density fluidized dust.

Claims (21)

Verfahren zum Trennen eines Staubgemisches aus einem ersten Staub einer ersten Dichte und einem zweiten Staub einer zweiten, gegenüber der ersten Dichte höheren Dichte in seinen ersten und zweiten Staubanteil, bei dem das Staubgemisch von einem Fluidisierungsgas durchströmt und partiell bezüglich des ersten Staubes fluidisiert wird, wobei eine Vertikalkomponente einer das Staubgemisch durchströmenden Fluidisierungsgasmenge derart eingestellt wird, dass diese die Fluidisierung des ersten Staubes bewirkt und niedriger ist als diejenige Vertikalkomponente der das Staubgemisch durchströmenden Fluidisierungsgasmenge, bei der das Fluidisieren des zweiten Staubes auftritt.A method for separating a dust mixture of a first dust of a first density and a second dust of a second density higher than the first density in its first and second dust portion, wherein the dust mixture flows through a fluidizing gas and is partially fluidized with respect to the first dust, wherein a vertical component of a fluidizing gas amount flowing through the dust mixture is adjusted so as to cause the fluidization of the first dust and lower than the vertical component of the mixture of fluidizing gas flowing through the dust mixture, at which fluidization of the second dust occurs. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der erste Staub ein organischer Staub mit einer Dichte im Ruhezustand von 300 kgm-3 bis 800 kgm-3 und bei der der zweite Staub ein anorganischer Staub mit einer Dichte im Ruhezustand von 900 kgm-3 bis 2000 kgm-3 ist.Method according to Claim 1 in which the first dust is an organic dust having a dormant density of 300 kgm -3 to 800 kgm -3 and wherein the second dust is an inorganic dust having a dormant density of 900 kgm -3 to 2000 kgm -3 . Verfahren nach Anspruch 2, bei dem der erste Staub Kohlenstaub und der zweite Staub Sand ist.Method according to Claim 2 in which the first dust is carbon dust and the second dust is sand. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, bei dem das Fluidisierungsgas Luft ist.Method according to Claim 2 or 3 in which the fluidizing gas is air. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem die Luft im Wesentlichen vertikal von unten nach oben durch das Staubgemisch geführt wird.Method according to Claim 4 in which the air is guided substantially vertically from bottom to top through the dust mixture. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem die Fluidisierungsluftmenge pro Quadratmeter des horizontalen Querschnitts des Staubgemisches zwischen 60 m3 h-1 und 160 m3 h-1 beträgt.Method according to Claim 5 in which the amount of fluidizing air per square meter of the horizontal cross section of the dust mixture is between 60 m 3 h -1 and 160 m 3 h -1 . Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die Fluidisierungsluftmenge pro Quadratmeter des horizontalen Querschnitts des Staubgemisches zwischen 90 m3 h-1 und 120 m3 h-1 beträgt.Method according to Claim 6 in which the amount of fluidizing air per square meter of the horizontal cross section of the dust mixture is between 90 m 3 h -1 and 120 m 3 h -1 . Vorrichtung zum Trennen eines Staubgemisches aus einem ersten Staub einer ersten Dichte und einem zweiten Staub einer zweiten, gegenüber der ersten Dichte höheren Dichte, in den ersten und zweiten Staubanteil, mit einer Fluidisierungsvorrichtung zum partiellen Fluidisieren des Staubgemisches (5) bezüglich des ers- ten Staubes, welche das Staubgemisch (5) mit einem Fluidisierungsgas durchströmt, wobei die Fluidisierungsvorrichtung einen Behälter (2) zur Aufnahme des Staubgemisches (5) hat, welcher einen Boden (4) und Wände (3) aufweist, wobei die Wände (3) einen von der Entfernung zum Boden (4) im Wesentlichen unveränderlichen Querschnitt des vom Fluidisierungsgas durchströmbaren Staubgemisches (5) festlegen, wobei der Boden (4) aus einem von dem Fluidisierungsgas durchströmbaren Fließmaterials besteht, welches nicht von dem ersten oder zweiten Staub durchdringbar ist, und wobei die Fluidisierungsvorrichtung ferner eine Vorrichtung (7) zum Zuführen des Fluidisierungsgases zu einem Behälterbereich (6) unterhalb des Bodens (4) hat, wobei eine Vertikalkomponente einer das Staubgemisch durchströmenden Fluidisierungsgasmenge derart eingestellt ist, dass diese die Fluidisierung des ersten Staubes bewirkt und niedriger ist als diejenige Vertikalkomponente der das Staubgemisch durchströmenden Fluidisierungsgasmenge, bei der das Fluidisieren des zweiten Staubes auftritt.An apparatus for separating a dust mixture of a first dust of a first density and a second dust of a second density higher than the first density into the first and second dust portions, comprising a fluidizing device for partially fluidizing the dust mixture (5) with respect to the first dust , which flows through the dust mixture (5) with a fluidizing gas, wherein the fluidization device has a container (2) for receiving the dust mixture (5) having a bottom (4) and walls (3), wherein the walls (3) one of the distance to the bottom (4) define a substantially invariable cross-section of the dust mixture (5) permeable by the fluidizing gas, the base (4) consisting of a flow material through which the fluidizing gas is permeable, which is not penetrable by the first or second dust, and wherein the Fluidizing device further comprises a device (7) for supplying the fluidizing gas a container portion (6) below the bottom (4), wherein a vertical component of the dust mixture flowing through Fluidisierungsgasmenge is set such that this causes the fluidization of the first dust and is lower than the vertical component of the dust mixture flowing fluidizing gas, in which the fluidizing the second dust occurs. Vorrichtung nach Anspruch 8, bei der der erste Staub ein organischer Staub mit einer Dichte im Ruhezustand von 300 kgm-3 bis 800 kgm-3 und der zweite Staub ein anorganischer Staub mit einer Dichte im Ruhezustand von 900 kgm-3 bis 2000 kgm-3 ist.Device after Claim 8 in which the first dust is an organic dust with a density at rest of 300 kgm -3 to 800 kgm -3 and the second dust is an inorganic dust having a dormant density of from 900 kgm -3 to 2000 kgm -3 . Vorrichtung nach Anspruch 8, bei der der erste Staub Kohlenstaub und der zweite Staub Sand ist.Device after Claim 8 in which the first dust is carbon dust and the second dust is sand. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, bei der das Fluidisierungsgas Luft ist.Device after Claim 9 or 10 in which the fluidizing gas is air. Vorrichtung nach Anspruch 11, bei der die Luft im Wesentlichen vertikal von unten nach oben durch das Staubgemisch geführt wird.Device after Claim 11 in which the air is guided substantially vertically from bottom to top through the dust mixture. Vorrichtung nach Anspruch 12, bei der die Fluidisierungsluftmenge pro Quadratmeter des horizontalen Querschnitts des Staubgemisches zwischen 60 m3 h-1 und 160 m3 h-1 beträgt.Device after Claim 12 in which the amount of fluidizing air per square meter of the horizontal cross section of the dust mixture is between 60 m 3 h -1 and 160 m 3 h -1 . Vorrichtung nach Anspruch 13, bei der die Fluidisierungsluftmenge pro Quadratmeter des horizontalen Querschnitts des Staubgemisches zwischen 90 m3 h-1 und 120 m3 h-1 beträgt.Device after Claim 13 in which the amount of fluidizing air per square meter of the horizontal cross section of the dust mixture is between 90 m 3 h -1 and 120 m 3 h -1 . Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 14, bei der der Strömungswiderstand des Fließbodens (4) höher ist als derjenige des partiell fluidisierten Staubgemisches.Device according to one of Claims 8 to 14 in which the flow resistance of the flow tray (4) is higher than that of the partially fluidized dust mixture. Vorrichtung nach Anspruch 15, bei der der Strömungswiderstand des Fließbodens (4) derart gewählt ist, dass dieser bei einer Fluidisierungsluftmenge pro Quadratmeter des horizontalen Querschnitts des Staubgemisches zwischen 60 m3 h-1 und 160 m3 h-1, vorzugsweise von 100 m3 h-1 einen Druckabfall über den Fließboden von mindestens 1000 Nm-2, vorzugsweise von mehr als 1500 Nm-2 bewirkt.Device after Claim 15 in which the flow resistance of the flow tray (4) is selected such that it is between 60 m 3 h -1 and 160 m 3 h -1 , preferably 100 m 3 h -1, for a fluidizing air quantity per square meter of the horizontal cross section of the dust mixture Pressure drop across the flow tray of at least 1000 Nm -2 , preferably more than 1500 Nm -2 causes. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 14, bei der der Behälter (2) eine im Vergleich zur Behälterhöhe nahe am Behälterboden (4) angeordnete Entnahmeöffnung (10, 10', 10") für den zweiten Staub und eine oberhalb der Entnahmeöffnung (10, 10', 10") für den zweiten Staub angeordnete Entnahmeöffnung (11) für den ersten Staub aufweist.Device according to one of Claims 8 to 14 in which the container (2) has a removal opening (10, 10 ', 10 ") for the second dust and one above the removal opening (10, 10', 10") for the second dust, which is arranged close to the container bottom (4) in comparison to the container height second dust disposed removal opening (11) for the first dust. Vorrichtung nach Anspruch 17, mit einer Niveausonde (16, 17) zum Erfassen der Höhe des partiell in dem Behälter fluidisierten Staubgemisches.Device after Claim 17 with a level probe (16, 17) for detecting the height of the dust mixture partially fluidized in the container. Vorrichtung nach Anspruch 18, mit einer an die Niveausonde (16, 17) angeschlossenen Steuerung, welche ausgebildet ist, um Staubgemisch (5) zu dem Behälter (2) zuzuführen, wenn das von der Niveausonde (16, 17) erfasste Niveau einen vorgegebenen Wert unterschreitet.Device after Claim 18 with a controller connected to the level probe (16, 17), which is designed to supply dust mixture (5) to the container (2) when the level detected by the level probe (16, 17) falls below a predetermined value. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 19, mit einer Rührvorrichtung (18, 19, 20) zum Rühren des Staubgemisches im Bereich des partiell fluidisierten ersten Staubes und/oder im Bereich des zweiten Staubes.Device according to one of Claims 8 to 19 , with a stirring device (18, 19, 20) for stirring the dust mixture in the region of the partially fluidized first dust and / or in the region of the second dust. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 20, mit zwei Temperatursonden (13, 14), von denen eine bezogen auf die Behälterhöhe nahe am Behälterboden zum Erfassen der Temperatur des zweiten Staubes und die andere oberhalb der einen Temperatursonde zum Erfassen der Temperatur des partiell fluidisierten ersten Staubes angeordnet ist.Device according to one of Claims 8 to 20 , with two temperature probes (13, 14), one of which is located close to the container bottom for detecting the temperature of the second dust and the other above the one temperature probe for detecting the temperature of the partially fluidized first dust with respect to the container height.
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