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Die Erfindung betrifft eine Förderanlage zum pneumatischen Fördern von Schüttgut sowie einen Entlüftungskamin für eine derartige Förderanlage.
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Eine Fluidisierungsvorrichtung zur Förderung von Pulvermaterialien ist aus der
US 2012/0230778 A1 bekannt.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Förderanlage bereitzustellen, die eine verbesserte Entlüftung von Fördergas ermöglicht, wobei insbesondere ein Austrag an Feinanteilen in dem entweichenden Fördergas reduziert ist.
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Diese Aufgabe ist gelöst durch eine Förderanlage mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.
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Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass eine Abscheideeinheit in einem Entlüftungskamin angeordnet ist, über den Fördergas einer Förderanlage entweicht. Die Förderanlage ist insbesondere zur Versorgung von Elektrolysezellen einer Aluminiumhütte geeignet, bei der ein Entlüftungskamin oder mehrere Entlüftungskamine zum Entweichen von Fördergas installiert sind. Die Abscheideeinheit ist insbesondere in den Entlüftungskamin integriert und fester Bestandteil der Förderanlage. Die Abscheideeinheit dient zum Abscheiden von Feinanteilen aus dem entweichenden Fördergas. Feinanteile sind beispielsweise Schmutz- und Staubpartikel, die mit dem Schüttgut in die Förderanlage aufgegeben werden und/oder Partikel, die sich von dem Schüttgut während der Förderung, insbesondere durch Abrieb, lösen. Die Feinanteile sind staub- und/oder partikelförmig. Mittels der in dem Entlüftungskamin integrierten Abscheideeinheit können die Feinanteile effektiv abgeschieden werden. Die Menge von Feinanteilen in dem Fördergas ist reduziert. Der Entlüftungskamin ist insbesondere im Wesentlichen vertikal und insbesondere genau vertikal orientiert und an einer Förderleitung der Förderanlage angeschlossen. Die Förderleitung verbindet eine Aufgabestelle für Schüttgut mit einer Abgabestelle für das zu fördernde Schüttgut. Die Förderleitung ist im Wesentlichen horizontal orientiert. Um Höhenunterschiede zu überwinden, können ansteigende oder abfallende Förderleitungsabschnitte vorgesehen sein. Die Förderanlage kann auch mehrere Förderleitungen aufweisen. Als Variante weist die Förderanlage ein Förderleitungssystem mit mehreren Förderleitungen auf, die in an sich bekannter Weise über Weichenelemente und/oder Schaltelemente miteinander verbunden sind, um die Schüttgutförderung in dem Förderleitungssystem zu gewährleisten. Die Förderanlage weist mindestens eine und insbesondere mehrere Aufgabestellen auf, an welchen das Schüttgut in die Förderleitung und insbesondere in das Förderleitungssystem aufgegeben wird. Über das Förderleitungssystem mit der Förderleitung wird das Schüttgut pneumatisch zu mindestens einer und insbesondere zu mehreren Abgabestellen gefördert. An den Abgabestellen wird das Schüttgut jeweils zur weiteren Verwendung abgegeben.
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Mit einer Förderanlage, bei der die Abscheideeinheit einen Zyklon aufweist, ist das Abscheiden von Feinanteilen besonders effektiv möglich. Fördergas aus dem Förderprozess strömt tangential in den Zyklon ein. Staubpartikel werden effektiv abgeschieden und aus dem zu entweichenden Fördergas abgetrennt. Der Staubaustrag aus dem Entlüftungskamin ist reduziert.
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Eine Förderanlage, bei der die Abscheideeinheit ein rohrartiges Gehäuse aufweist, das parallel zur Längsachse des Entlüftungskamins angeordnet ist, ermöglicht verbesserte Strömungsbedingungen für das Fördergas im Entlüftungskamin einerseits und in der Abscheideeinheit andererseits. Die äußere Kontur des Gehäuses der Abscheideeinheit in einer Ebene senkrecht zur Längsachse kann kreisförmig sein. Das Gehäuse kann aber auch eine vieleckige Kontur aufweisen. Der Entlüftungskamin ist insbesondere zylinderförmig ausgeführt, weist also in einer Ebene senkrecht zur Längsachse eine kreisförmige Kontur auf. Der Entlüftungskamin kann auch eine eckige Kontur aufweisen.
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Eine Förderanlage, bei der die Abscheideeinheit eine Zuluftöffnung für das Fördergas aufweist, ermöglicht eine gezielte und insbesondere gerichtete Zuführung des staubhaltigen Fördergases. Insbesondere ist die Zuluftöffnung an einer Seitenwand des Gehäuses der Abscheideeinheit angeordnet. Das Fördergas kann tangential zu einer Gehäuselängsachse der Abscheideeinheit einströmen. Entlang der Gehäuselängsachse ist die Zuluftöffnung an dem Gehäuse der Förderleitung abgewandt angeordnet. Das bedeutet, dass die Zuluftöffnung an einem oberen Ende der Abscheideeinheit angeordnet ist.
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Eine Förderanlage, bei der die Abscheideeinheit eine Abgabeöffnung zum Abgeben von abgeschiedenen Feinteilen aufweist, wobei die Abgabeöffnung der Förderleitung zugewandt ist, ermöglicht eine unkomplizierte und unmittelbare Abgabe der abgeschiedenen Feinanteile zurück in den Förderstrom.
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Eine Förderanlage, bei der die Abgabeöffnung am Ende eines Abgaberohrs angeordnet ist, das derart lang ist, dass die Abgabeöffnung in ein während des Betriebes der Förderanlage sich ausbildendes Wirbelbett des Schüttguts eintaucht, gewährleistet, dass die abgeschiedenen Feinanteile dem Fördersystem rückgeführt werden. In Abhängigkeit vom Mengenstrom des Fördergases, vom Mengenstrom des Förderproduktes und des Drucks in der Förderleitung stellt sich im Entlüftungskamin ein Wirbelbett als Mischung aus dem Schüttgut und Luft in unterschiedlicher Höhe ein. Diese Höhe des Wirbelbetts definiert einen Pegel von aufgewirbeltem Schüttgut im Entlüftungskamin. Die Pegelhöhe in dem Entlüftungskamin ist im Wesentlichen vorher bestimmbar. Insofern ist es möglich, die Länge des Abgaberohrs bei vorher bekannten Verfahrensparametern für den Betrieb der Förderanlage derart zu wählen, dass die Abgabeöffnung in das Wirbelbett eintaucht.
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Eine Förderanlage mit einem an der Abgabeöffnung angeordneten Schutzelement zur Sicherstellung der Abgabe der Feinteile aus der Abscheideeinheit reduziert das Risiko eines unbeabsichtigten Eintreten von Luftblasen in das Abgaberohr unmittelbar aus dem Wirbelbett. Das Schutzelement ist beispielsweise als scheibenförmiges Tellerelement oder kegelförmiges Element ausgeführt und unterhalb des Abgaberohrs, insbesondere zwischen der Förderleitung und der Abgabeöffnung der Abscheideeinheit, angeordnet.
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Eine Förderanlage mit einem in radialer Richtung der Längsachse zwischen der Abscheideeinheit und dem Entlüftungskamin angeordneten Zwischenraum dient zum Aufströmen von ungereinigtem Fördergas in die Abscheideeinheit.
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Eine Förderanlage, bei der die Abscheideeinheit exzentrisch in dem Entlüftungskamin angeordnet ist, sind die Strömungsbedingungen, insbesondere hinsichtlich der tangentialen Zuströmung des ungereinigten Fördergases in die Abscheideeinheit verbessert. Insbesondere sind die Gehäuselängsachse der Abscheideeinheit und die Längsachse des Entlüftungskamins vorzugsweise parallel zueinander und beabstandet angeordnet, können jedoch auch aufeinander liegen.
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Eine Förderanlage, bei der sich das Gehäuse der Abscheideeinheit in Richtung der Förderleitung verjüngt, insbesondere konisch verjüngt, ermöglicht eine verbesserte Abscheideleistung. Dadurch ist gewährleistet, dass sich die tangentiale Luftströmung in einem oberen, dem Förderrohr abgewandten Bereich des Gehäuses der Abscheideeinheit, ausbildet. Die tangentiale Strömung in der Abscheideeinheit ist insbesondere oberhalb der konischen Verjüngung des Gehäuses ausgebildet. Die konische Verjüngung des Gehäuses verstärkt innerhalb der Abscheideeinheit den Zykloneffekt und bewirkt eine bessere Umlenkung der Spiralströmung in Richtung des Luftauslasses, wodurch eine bessere Abscheidung der Feinanteile erzielt wird.
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Eine Förderanlage mit einem Entlüftungs-Abweiserelement verhindert unerwünschten und unbeabsichtigten Austritt von Schüttgut und/oder Feinanteilen aus dem Entlüftungskamin. Das Entlüftungs-Abweiserelement ist insbesondere kegelförmig ausgeführt. Das Entlüftungs-Abweiserelement ist insbesondere zentrisch in der Abscheideeinheit fixiert. Das Entlüftungs-Abweiserelement kann auch zentrisch in einem Abluftrohr, das insbesondere als Tauchrohr ausgeführt sein kann, gehalten sein. Das Entlüftungs-Abweiserelement ist insbesondere ein Abweisekegel, der verhindert, dass Produktfontänen aus dem turbulenten Wirbelbett direkt austreten. Die Abscheideeinheit kann mit einer Beruhigungskammer ausgestattet sein. Diese dient der verbesserten Umlenkung der Luftströmung Richtung Luftauslass und verhindert, dass abgeschiedene Feinanteile durch die Lufttrombe wieder nach oben ausgetragen werden.
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Eine Förderanlage mit einem mit der Abscheideeinheit verbundenen Tauchrohr zum Abführen des gereinigten Fördergases aus dem Entlüftungskamin ermöglicht ein gezieltes und effektives Abführen des Fördergases. Die Strömungsbedingungen für das abzugebende, gereinigte Fördergas sind verbessert. Das Tauchrohr ist derart ausgeführt, dass es an einem oberen Ende, insbesondere an einer Stirnfläche des Entlüftungskamins, entlang der Längsachse des Entlüftungskamins übersteht. Das Tauchrohr ragt mit seinem gegenüberliegenden Ende in die Abscheideeinheit hinein. Das in die Abscheideeinheit hineinragende Ende des Tauchrohrs begünstigt die tangentiale Strömung des Fördergases im oberen Bereich der Abscheideeinheit. Das Tauchrohr ist also insbesondere abschnittsweise innerhalb der Abscheideeinheit angeordnet. Zudem bewirkt das Tauchrohr, dass tangential in die Abscheideeinheit einströmende Luft zunächst entlang der Längsachse nach unten geführt wird. Das Ausbilden einer angestrebten Wirbeltrombe wird dadurch gefördert. Insbesondere ist das Risiko, dass es zu einer Kurzschlussströmung direkt in den Abluftkanal kommt, reduziert und insbesondere ausgeschlossen. Das Tauchrohr erstreckt sich entlang der Längsachse des Entlüftungskamins insbesondere entlang der Höhe der Zuluftöffnung an der Abscheideeinheit.
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Eine Förderanlage mit mindestens einem in der Förderleitung angeordneten Fluidisierelement ermöglicht eine zuverlässige und effektive Fluidisierung des Schüttguts. Ein Fluidisierelement ist beispielsweise ein Fluidisierrohr. Eine zuverlässige Förderleistung des Schüttguts entlang der Förderleitung ist gewährleistet. Insbesondere sind abhängig von der Förderleitungsgröße mehrere Fluidisierrohre in der Förderleitung vorgesehen
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Eine Förderanlage, bei der die Querschnittsfläche des Entlüftungskamins abhängig ist von der abzuführenden Fördergasmenge. Im Wesentlichen beträgt der Durchmesser des Entlüftungskamins 50 % bis 200 % der senkrecht projizierten Breite des Förderrohres. Insbesondere ist der Durchmesser des Entlüftungskamins gleich der projizierten Breite des Förderrohres. Bei nicht kreisförmigem Querschnitt des Entlüftungskamins entspricht die Querschnittsfläche der eines flächenäquivalenten Kreises.
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Ein Entlüftungskamin mit einer darin angeordneten Abscheideeinheit ermöglicht einen vorteilhaften Betrieb, insbesondere eine verbessert Entlüftung mit reduziertem Feinanteil.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen, zusätzliche Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung einer Förderanlage gemäß der Erfindung,
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2 einen Längsschnitt durch eine Förderleitung mit daran angeschlossenem Entlüftungskamin gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,
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3 eine Darstellung gemäß Schnittlinie III-III in 2,
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4 eine Ansicht gemäß Pfeil IV in 3,
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5 eine 2 entsprechende Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines Entlüftungskamins,
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6 eine Darstellung gemäß Schnittlinie VI-VI in 5,
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7 eine Ansicht gemäß Pfeil VII in 6,
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8 eine 2 entsprechende Darstellung eines Entlüftungskamins gemäß einer weiteren Ausführungsform,
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9 eine Darstellung gemäß Schnittlinie IX-IX in 8,
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10 eine Ansicht gemäß Pfeil X in 9,
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11 eine 2 entsprechende Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines Entlüftungskamins mit einem Entlüftungs-Abweiserelement,
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12 eine 11 entsprechende Darstellung eines Entlüftungskamins gemäß einer weiteren Ausführungsform mit einer Beruhigungskammer und
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13 eine vergrößerte Detaildarstellung einer als Zyklon ausgeführten Abscheideeinheit mit Beruhigungskammer gemäß 12.
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Eine in 1 als Ganzes mit 1 bezeichnete Förderanlage zum pneumatischen Fördern von Schüttgut dient der Versorgung von Elektrolysezellen einer Aluminiumhütte. Die Förderanlage 1 kann mehrere Aufgabestellen 2 aufweisen. Die Aufgabestellen 2 sind beispielsweise als Speicherbehälter, insbesondere für Silos, für das pulverförmige und/oder partikelförmige Schüttgut ausgebildet. Beispielsweise kann in den Aufgabestellen 2 Aluminiumoxid (Al2O3) bevorratet sein. Das Schüttgut kann von den Aufgabestellen 2 in eine Förderleitung 3 abgegeben werden. Zur pneumatischen Förderung wird die Förderleitung 3 mit Fördergas beaufschlagt. In Abhängigkeit des zu fördernden Schüttguts kann eine Einschleusevorrichtung, insbesondere ein Zellenrad, zum Einschleusen des Schüttguts von der Aufgabestelle 2 in die Förderleitung 3 vorgesehen sein. Um den Verschleiß beweglicher Teile zu reduzieren kann auf die Einschleusevorrichtung und/oder ein Zuteilorgan in Form einer Zellenradschleuse auch verzichtet werden. Bei der Förderanlage 1 gemäß 1 ist die Förderleitung 3 ausgehend von den zentral angeordneten Aufgabestellen 2 nach links und nach rechts beidseitig angeordnet. Die Fluidisierung des Schüttguts wird durch ein eingestelltes Druckgefälle entlang der Förderleitung beeinflusst. Das Schüttgut, das oberhalb der Förderleitung angeordnet ist, dient als Druckabschluss. Für eine Verteilung des Schüttguts können seitliche und/oder nach unten offene Stellen entlang der Förderleitung 3 dienen. Die offenen Stellen dienen zur Verbindung mit einem weiteren Zweig der Förderleitung 3 sodass eine Verteilung auf verschiedene Abgabestellen 5 möglich ist.
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Die Förderanlage 1 kann mehrere Förderleitungen 3 aufweisen, die in einem beispielsweise verzweigten Förderleitungssystem miteinander verbunden sind. Für die Einschleusung von Schüttgut aus einer oder mehreren Aufgabestellen 2 können diese mittels einer Absperreinheit, insbesondere einem Absperrventil oder einer Absperrklappe, an die Förderleitung 3 angeschlossen sein.
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An die Förderleitung 3 sind Entlüftungskamine 4 angeschlossen. Die Entlüftungskamine 4 dienen zum Entweichen des Fördergases. Es ist möglich, dass nur ein Entlüftungskamin 4 oder mehr als zwei Entlüftungskamine 4 vorgesehen sind. Das Fließen des Schüttguts entlang der Förderleitung 3 wird ähnlich wie bei einem Wasserverteilsystem mit offenen und geschlossenen Rinnen beispielsweise über Wehre und/oder Staustufen ermöglicht. Eine Regelung der pneumatischen Förderung des Schüttguts kann beispielsweise durch Zuführen von Fluidisierluft als Fördergas in die Förderleitung, insbesondere in die Fließrinne, ausgeführt sein.
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Die Förderleitung 3 führt zu einer oder mehreren Abgabestellen 5. An den Abgabestellen 5 kann das geförderte Schüttgut zur weiteren Verwendung aus der Förderanlage 1 abgegeben werden. Die Abgabestellen 5 können Sammelbehälter umfassen, um eine Zwischenspeicherung des Förderguts an der Abgabestelle 5 zu ermöglichen. Unterhalb der Abgabestellen 5 kann jeweils eine Aluminiumelektrolysezelle 35 angeordnet sein. Durch den Sammelbehälter an der Abgabestelle 5 ist eine Versorgung der Elektrolysezelle mit Aluminiumoxid gewährleistet. Insbesondere ist es möglich, Aluminiumoxid in den Sammelbehälter zwischenzuspeichern und eine regelmäßige Zuführung von Aluminiumoxid in die Elektrolysezelle 35 zu ermöglichen.
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Um den Schüttgutstrom von der Förderleitung 3 auf eine oder mehrere Abgabestellen 5 zu verteilen, können entlang der Förderleitung 3 entsprechende Weichen- und/oder Leitelemente vorgesehen sein.
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Nachfolgend wird anhand von 2 bis 4 der Entlüftungskamin 4 gemäß einer ersten Ausführungsform näher erläutert. Gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Förderleitung 3 als geschlossenes Rohr mit kreisförmiger Querschnittsfläche ausgeführt. Es sind auch andere Querschnittsformen möglich, beispielsweise eine Rechteckform gemäß einer Fließrinne. Für die Fluidisierung des Schüttguts 6 sind gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel drei Fluidisierungselemente in Form von Fluidisierungsrohren 7 vorgesehen. Die Fluidisierungsrohre 7 sind in die Förderleitung 3 integriert. Die Fluidisierungsrohre 7 liegen an einem unteren Bodenabschnitt 8 der Förderleitung 3 auf. Die Befestigung der Fluidisierungsrohre 7 in der Förderleitung 3 ist dadurch vereinfacht. Der Durchmesser der Fluidisierungsrohre 7 ist kleiner als der Durchmesser der Förderleitung 3. Wesentlich ist, dass der Durchmesser des Fluidisierungsrohres 7 klein genug ist, um den Transport, also die pneumatische Förderung des Schüttguts, durch eine verbleibende Restquerschnittsfläche entlang der Förderleitung 3, nicht zu beeinträchtigen. Gleichzeitig muss der Durchmesser des Fluidisierungsrohres 7 groß genug sein, um ausreichende Fluidisierungsleistung zu gewährleisten, die notwendig ist für die Förderung des Schüttguts 6.
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Es ist auch möglich, die Förderleitung 3 als klassische Fließrinne oder die Fluidisierelemente in der Förderleitung als offene Fließrinne auszuführen. In diesem Fall ist es nicht erforderlich, Fluidisierrohre in die Förderleitung 3 zu integrieren.
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An einem dem unteren Bodenabschnitt 8 gegenüberliegenden oberen Deckenabschnitt 9 ist die Förderleitung 3 mit dem Entlüftungskamin 4 verbunden. Der Entlüftungskamin 4 dient zum Entweichen des Fördergases. Entweichende Luft aus dem Entlüftungskamin 4 ist durch den Pfeil 10 symbolisiert. Der Entlüftungskamin 4 ist als Zylinderrohr ausgeführt, das einen Durchmesser aufweist, der im Wesentlichen dem der Förderleitung 3 entspricht. Die Querschnittsfläche des Entlüftungskamins 4 ist abhängig von der Auslegung der Förderanlage 1 und insbesondere von der Anzahl der Entlüftungskamine 4. Je nach Mengenstrom des Fördergases, Mengenstrom des Schüttguts und des Drucks in der Förderleitung 3 bildet sich im Entlüftungskamin 4 ein Wirbelbett 11 aus. In dem Wirbelbett 11 liegt Schüttgut 6 und Fördergas in verwirbelter Form vor. In Abhängigkeit des Mengenstroms des Fördergases, des Mengenstroms des Schüttguts und des Drucks in der Förderleitung 3 stellt sich das Wirbelbett 11 in einer bestimmten Höhe H im Entlüftungskamin 4 ein. Die Höhe H stellt einen Pegelstand des Wirbelbetts 11 dar.
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Der Entlüftungskamin 4 weist eine Längsachse 13 auf. Bei der zylinderrohrförmigen Ausgestaltung des Entlüftungskamins 4 entspricht die Längsachse 13 der Rotationsachse des Zylinders.
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Zur Reinigung des Fördergases 10, das aus dem Entlüftungskamin 4 austritt, ist eine Abscheideeinheit in Form eines Zyklons 12 vorgesehen. Die Abscheideeinheit ist im Entlüftungskamin 4 angeordnet. Der Zyklon 12 weist ein rohrartiges Gehäuse 14 mit einer Gehäuselängsachse 15 auf. Der Zyklon 12 ist vorzugsweise exzentrisch, also außermittig, in dem Entlüftungskamin 4 angeordnet. Die Längsachse 13 und die Gehäuselängsachse 15 sind vorzugsweise zueinander parallel und beabstandet angeordnet, können jedoch auch aufeinander liegen. An einem oberen, der Förderleitung 3 abgewandten Ende 16 des Gehäuses 14 ist eine Zuluftöffnung 17 vorgesehen. Über die Zuluftöffnung 17 kann Fördergas, die entlang des Entlüftungskamins 4 außerhalb des Zyklons 12 nach oben steigt, in den Zyklon 12 in tangentialer Richtung bezogen auf die Gehäuselängsachse 15 eintreten. Dadurch bildet sich die für den Zyklon 12 typische Wirbelströmung um die Gehäuse-Längsachse 15 aus. Durch diese Strömung wird das Fördergas beschleunigt. Es wirken Fliehkräfte auf das Fördergas und darin enthaltene Staubpartikel. In Folge der Fliehkraft werden die Staubpartikel radial nach außen geschleudert und an einer Innenwand des Zyklons 12 abgeschieden. Zudem wirken starke Fliehkräfte auf die Staubpartikel beim Umlenken der Lufttrombe in Richtung Tauchrohr 21, wodurch ebenfalls Staubpartikel abgeschieden werden.
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Die abgeschiedenen Feinanteile aus dem Fördergas werden über eine unten angeordnete Abgabeöffnung 18 abgegeben. Die Abgabeöffnung 18 ist der Förderleitung 3 zugewandt. Insbesondere ist die Abgabeöffnung 18 benachbart zu der Förderleitung angeordnet. Insbesondere ist die Abgabeöffnung 18 an einem unteren Ende eines Abgaberohrs 19 angeordnet. Das Abgaberohr 19 ist integraler Bestandteil des Gehäuses 14 des Zyklons 12. Das Abgaberohr 19 taucht in das Wirbelbett 11 ein, so dass die Abgabeöffnung 18 in dem Wirbelbett 11 angeordnet ist. Insbesondere ist die Pegelhöhe H größer als ein Abstand der Abgabeöffnung 18 von der Förderleitung 3 entlang der Längsachse 13.
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Unterhalb des Abgaberohrs 19 an der Abgabeöffnung 18 entlang der Längsachse 13 ist ein kegelförmiges Schutzelement 20 angeordnet. Das Schutzelement 20 schützt die Abscheideeinheit vor unbeabsichtigtem Eintritt von größeren Luftblasen, sodass der Produktaustrag des im Zyklon 12 abgeschiedenen Produktes in die Förderleitung 3 gewährleistet ist.
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Entlang der Längsachse 13 ist der Zyklon 12 an einem oberen Ende des Entlüftungskamins 4 angeordnet. Das gereinigte Fördergas entweicht über ein in den Zyklon 12 abschnittsweise hineinragendes Tauchrohr 21 aus dem Entlüftungskamin 4. Zentral in dem Tauchrohr 21 kann ein kegelförmig ausgeführtes Entlüftungs-Abweiserelement 22 gehalten sein. Das Entlüftungs-Abweiserelement 22 dient zum Verhindern von Austritt von Schüttgut und/oder Feinanteilen aus dem Entlüftungskamin 4, insbesondere durch das Tauchrohr 21, beispielsweise in Folge von Produktfontänen.
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Der Zyklon 12 weist entlang der Gehäuselängsachse 15 eine Länge auf, die im Wesentlichen der Länge des Entlüftungskamins 4 entspricht. Insbesondere ist die Länge des Zyklons 12 mindestens 50 % der Länge des Entlüftungskamins 4, insbesondere mindestens 90 % und insbesondere mindestens 98 % der Länge des Entlüftungskamins 4. Insbesondere ist das untere Ende des Zyklons 12, also die Abgabeöffnung 18, im Bereich der Trennstelle zwischen Entlüftungskamin 4 und Förderleitung 3 angeordnet. Es ist auch denkbar, dass der Zyklon 12 in die Förderleitung 3 hineinragt und insbesondere die Abgabeöffnung 18 benachbart zu den Fluidisierelementen 7 angeordnet ist. Alternativ ist es denkbar, mittels eines Schlauchanschlussstück das Abgaberohr 19 des Zyklons 12 derart zu verlängern, dass ein freies Ende des Schlauchanschlussstücks in die Förderleitung 3 hineinragt. In diesem Fall kann der abgeschiedene Staubanteil effektiv in das Wirbelbett 11 rückgeführt und insbesondere dem Förderprozess untergemischt werden.
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Über das Tauchrohr 21 kann das gereinigte Fördergas ungedrosselt entweichen. Eine Drosselung am Luftauslass des Tauchrohrs 21 ist entbehrlich. Dadurch werden zu hohe Luftgeschwindigkeiten an der Drosselstellevermieden. Insbesondere bei der pneumatischen Förderung von Aluminiumoxid aus Gasreinigungsanlagen einer Aluminiumhütte führen zu hohe Luftgeschwindigkeiten zu harten Anbackungen. Die Luftgeschwindigkeit am Eintritt in den Zyklon 12 sowie die Umfangsgeschwindigkeiten im Zyklon 12, liegen typischerweise zwischen 2 m/s und 10 m/s und insbesondere unterhalb von 7 m/s.
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Nachfolgend wird ein Entlüftungskamin gemäß einer weiteren Ausführungsform näher erläutert. Komponenten, die denjenigen entsprechen, die anhand der vorstehenden Ausführungsform bereits erläutert wurden, tragen dieselben Bezugsziffern und werden nicht nochmals im Einzelnen diskutiert.
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Der wesentliche Unterschied gegenüber der vorherigen Ausführungsform besteht darin, dass das Gehäuse 24 des Zyklons 23 einen kegelstumpfförmigen Verlauf aufweist. Entlang der Gehäuselängsachse 15 ist das Gehäuse 24 in Richtung der Förderleitung 3 konisch verjüngend ausgeführt. Das Abgaberohr 25 weist einen reduzierten Durchmesser auf gegenüber einer oben angeordneten Strömungskammer 26 des Zyklons 23. In dem sich zu der Förderleitung 3 konisch verjüngenden Bereich ist ein Öffnungswinkel a ausgebildet, der größer ist als 0° und kleiner ist als 90°. Vorzugsweise ist der Öffnungswinkel in einem Bereich von 15° bis 45° und insbesondere zwischen 20° und 25° gewählt. Die konische Verjüngung des Zyklons 23 bewirkt auch, dass der Anteil der außerhalb des Zyklons 23 und des Abgaberohres 25 aufströmenden Luft größer wird, sodass der Zykloneffekt durch die höhere Luftmenge verstärkt wird. Durch das günstigere Flächenverhältnis von Kaminquerschnittsfläche zu Abgaberohrquerschnittsfläche strömt weniger Luft innerhalb des Zyklons nach oben.
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Nachfolgend wird anhand von 8 bis 10 ein Entlüftungskamin mit integriertem Abscheideelement gemäß einer weiteren Ausführungsform erläutert. Komponenten, die denjenigen entsprechen, die anhand vorstehender Ausführungsformen bereits erläutert wurden, tragen dieselben Bezugsziffern und werden nicht nochmals im Einzelnen diskutiert.
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Der Zyklon 28 entspricht im Wesentlichen dem gemäß der vorherigen Ausführungsform, wobei die konische Verjüngung des Gehäuses 29 asymmetrisch zur Längsachse 13 erfolgt. Dies ergibt sich insbesondere aus der Seitenansicht gemäß 8, in der das Abgaberohr 25 rechts angeordnet ist und in der Draufsicht gemäß 10, in der das Abgaberohr 25 oben angeordnet ist. Der Vorteil dieser Ausführungsvariante liegt in der einfacheren Befestigungsmöglichkeit des Abgaberohres an der Kaminwand.
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Ein weiterer Unterschied gegenüber den vorangegangenen Ausführungsformen besteht darin, dass das Schutzelement 27 flächig oder tellerförmig ausgeführt ist. Die Funktion des Schutzelements 27 unterhalb der Abgabeöffnung ist unverändert.
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Nachfolgend wird anhand von 11 eine weitere Ausführungsform eines Entlüftungskamins mit integrierter Abscheideeinheit näher erläutert. Komponenten, die anhand der vorherigen Ausführungsbeispiele bereits erläutert wurden, erhalten dieselben Bezugsziffern und werden nicht nochmals im Einzelnen diskutiert.
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Der wesentliche Unterschied des Zyklons 30 besteht darin, dass das Entlüftungs-Abweiserelement 22 in einem unteren Bereich des sich konisch verjüngenden Abschnitts angeordnet ist. Damit wird ein unbeabsichtigtes Austragen von Produktfontänen aus dem turbulenten Wirbelbett verhindert. Zusätzlich dient das Entlüftungs-Abweiserelement 22 einer definierten Umlenkung der Spiralströmung in Richtung des Luftauslasses.
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Nachfolgend wird anhand von 12 und 13 eine weitere Ausführungsform eines Entlüftungskamins mit integrierter Abscheideeinheit näher erläutert. Komponenten, die denjenigen entsprechen, die unter Bezugnahme auf vorstehende Ausführungsformen bereits erläutert wurden, tragen dieselben Bezugsziffern und werden nicht nochmals im Einzelnen diskutiert.
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Der wesentliche Unterschied gegenüber vorstehenden Ausführungsbeispielen besteht darin, dass unterhalb der Strömungskammer 26, an die sich der konisch verjüngende Abschnitt anschließt, kein Entlüftungs-Abweiserelement vorgesehen ist. An einer Unterseite des Zyklons 31, die dem Abgaberohr 25 zugewandt ist, ist eine Beruhigungskammer 32 angeschlossen. Zwischen Konusende des Zyklons 31 und der Beruhigungskammer 32 kann ein nicht dargestelltes Auslaufrohr mit einer Länge von etwa 100 % bis 200 % des Durchmessers des Konusauslaufs installiert sein. Es ist auch denkbar, dass die Beruhigungskammer 32 direkt an das Gehäuse des Zyklons 31 angeschlossen ist.
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Der Zyklon 31 mit daran angeschlossener Beruhigungskammer 32 ist in 13 näher dargestellt. Am unteren Ende des Zyklons 31 schließt sich die Beruhigungskammer 32 an. Die Beruhigungskammer 32 kann an einem unteren Ende mit dem Abgaberohr 25 verbunden werden. In der Beruhigungskammer 32 kann ein Entlüftungs-Abweiserelement 22 integriert sein, das über eine Randhalterung 34 am Gehäuse der Beruhigungskammer 32 gehalten ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2012/0230778 A1 [0002]
