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Verfahren und Einrichtung zum pneumatischen Transport von sich an
der atmosphärischen Luft hygroskopisch verhaltenden Stoffen Es sind Stoffe bekannt,
die für den pneumatischen Transport in geschlossenen Förderleitungen deswegen ungeeignet
sind, weil sie an der atmosphärischen Luft infolge des kleineren Wasserdampfdruckes
ihrer gesättigten Lösung gegenüber demjenigen der Luft feucht werden, d. h. sich
hygroskopisch verhalten, und zerfließen, während sie für den umgekehrten Fall, daß
der Wasserdampfdruck ihrer gesättigten Lösung gegenüber dem Dampfdruck ihrer Umgebungsluft
größer ist, Kristalle bilden und hierbei Wasser abscheiden. Sowohl die Wasseraufnahme
einerseits als auch die Abspaltung des Wassers andererseits geht bei derartigen
Stoffen nur so weit, bis sich ein bestimmter, von der jeweiligen Temperatur abhängiger
Wasserdampfdruck eingestellt hat. Da sich dieses sogenannte Dissoziationsgleichgewicht
in Abhängigkeit von der Temperatur ändert, ergeben die über der Temperatur aufgetragenen
Dampfdrücke sowie der Feuchtigkeitsgehalt der im Gleichgewichtszustand befindlichen
Stoffe eine bestimmte, aber für jeden Stoff verschiedene Kurve. In dem dieser Kurve
jeweilig entsprechenden Zustand verhalten sich derartige Stoffe neutral, während
sie unterhalb dieser Kurve stark hygroskopisch wirken und sich oberhalb dieser Kurve
unter Abgabe von Wasser zersetzen.
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Ein derartiges Verhalten zeigt unter anderem z. B. der Carnallit
(KCL MgCl.2 6 H2 0) bzw. camallitische Roh- oder Mischsalze, die bei der Förderung
von Abraumsalzen anfallen und nach dem zumeist in der Grube erfolgenden Vormahlen
in große Lagerräume transportiert werden müssen.
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Der Versuch, derartige Salze in geschlossenen Förderleitungenn mittels
Saug- oder Druckluft zu transportieren, scheiterte bisher daran, daß sie infolge
ihrer hygroskopischen Eigenschaften an der Innenwandung der Förderanlage, z. B.
in den Rohren, Gebläsen sowie im Abscheider, klebenbleiben bzw. anbacken und diese
unter gleichzeitiger Verengung des Strömungsquerschnittes für die Förderluft in
zunehmendem Maße verkrusten und schließlich verstopfen.
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Diese Wirkung tritt sowohl in dem hygroskopischen Bereich unterhalb
der neutralen Kurve als auch im Hinblick auf das bei der Zersetzung freiwerdende
Wasser in dem Zustandsbereich oberhalb der neutralen Kurve ein.
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Die Erfindung bezweckt, die sich aus dem Verhalten derartiger Stoffe
ergebenden Schwierigkeiten unter Zugrundelegung der vorstehend erläuterten Gesetzmäßigkeiten
zu vermeiden und für diese Stoffe eine pneumatische Förderung zu ermöglichen bzw.
diese wirtschaftlich zu gestalten.
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Bei pneumatischen Förderanlagen ist es zum
Zwecke der Feuchtigkeitsbeeinflussung
der Förderluft bereits bekannt, der geschlossenen Förderleitung über einen hinter
der Ansaugöffnung für das Fördergut in diese einmündenden Zuführkanal Zusatzluft
zuzuführen, deren Menge durch eine Regelvorrichtung veränderbar ist und die durch
einen vor dem Eintritt der Frischluft angeordneten Lufterhitzer vorgewärmt werden
kann. Bei diesem für pneumatische Förderanlagen für Mahlstühle bekannten Vorschlag
ergibt sich die Notwendigkeit der Zufuhr geregelter Mengen von Zusatzluft deswegen,
weil die für die Kühlung und Entwrasung des Mahlstuhls erforderliche Luftmenge,
die je nach der Außentemperatur und der Feuchtigkeit der Außenluft verschieden sein
muß, in vielen Fällen kleiner ist als die für den Transport benötigte Luftmenge.
Demgemäß ist es in Abhängigkeit von der für die Kühlung und Entwrasung des Mahlstuhls
erforderlichen Luftmenge notwendig, diese durch Zufuhr einer entsprechenden Menge
Zusatzluft auf die jeweils für den Transport benötigte Luftmenge zu ergänzen. Da
die Zusatzluft erst hinter dem Mahlstuhl in die Förderleitung eingeführt wird, ist
ihr Zustand für die Lösung des diesem bekannten Vorschlag zugrunde liegenden Problems
grundsätzlich ohne Belang. Wenn im Falle des bekannten Vorschlages trotzdem auch
eine Vorwärmung der Zusatzluft vorgesehen ist, so dient diese dem nebengeordneten
Zweck, durch das größere Feuchtigkeitsaufnahmevermögen vorgewärmter Luft dem Mahlgut
auf dem Transportweg Feuchtigkeit zu entziehen oder den Feuchtigkeitsgehalt zumindest
nicht anwachsen zu lassen.
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Abgesehen von der unterschiedlichen Problemstellung ist die der vorliegenden
Erfindung zugrunde liegende Aufgabe auch nicht mit den Mitteln dieses bekannten
Vorschlages zu lösen.
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Bei pneumatischen Transportanlagen ist es gemäß einem anderen bekannten
Vorschlag bereits bekannt, durch geeignete Temperaturführung der auch als Wärmeträger
dienenden Förderluft den Ablauf physikalischer Vorgänge am Fördergut zu steuern
bzw. seine Eigenschaften zu verändern. Die Erwärmung bzw. Abkühlung der Förderluft
erfolgt hierbei im Gegensatz zu dem zuvor behandelten bekannten Verfahren nicht
durch Einschleusung hinsichtlich Temperatur und/oder Menge geregelter Zusatzluft,
sondern von außen über die Förderleitung. Wenn dieses bekannte Verfahren es auch
ermöglicht, über die Temperatur der Förderluft auf die physikalischen Eigenschaften
des Fördergutes Einfluß zu nehmen, insbesondere auch soweit diese feuchtigkeitsabhängig
sind, so ist der bekannte Vorschlag doch grundsätzlich auf eine andere Zweckbestimmung
gerichtet, nämlich auf die zusätzliche Nutzung pneumatischer Förderanlagen als Kälteanlagen
oder auch als Wärmepumpen, und zwar dadurch, daß die zum Kühlen oder Erwärmen des
Fördergutes dienende vorgekühlte bzw. vorgewärmte Tragluft in einem Kreisprozeß,
ähnlich dem Kaltluftmaschinenprozeß, durch die als Kältemaschine oder als Wärmepumpe
arbeitende Förderanlage geführt wird. Mittel, die bei sich an der atmosphärischen
Luft hygroskopisch verhaltenden Stoffen eine selbsttätige Anpassung des Zustandes
der Förderluft an den neutralen Gleichgewichtszustand des Fördergutes bewirken und
damit die sich aus den besonderen Eigenschaften derartiger Stoffe ergebenden Schwierigkeiten
für den pneumatischen Transport vermeiden würden, sind bei diesem bekannten Vorschlag
ebenfalls nicht vorgesehen.
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Um dem Auftreten von Wasserniederschlägen in den Leitungen von Rohrpostanlagen
entgegenzuwirken, ist es schließlich bereits bekannt, die hierbei als Förderluft
dienende Druckluft vor ihrem Eintritt in die Förderleitung auf eine unterhalb der
Temperatur der Rohrwandungen liegende Temperatur zu kühlen.
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Auch diese bekannte Maßnahme zeigt weder die Lösung des der vorliegenden
Erfindung zugrunde liegenden Problems, noch legt sie diese nahe.
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Die Erfindung bezieht sich auf das vorstehend an erster Stelle genannte
Verfahren zum pneumatischen Transport von sich an der atmosphärischen Luft hygroskopisch
verhaltenden Stoffen, z. B. von Carnallit oder carnallithaltigen Mischsalzen, in
einer geschlossenen, insbesondere mit einer nachgeschalteten Abscheideanlage versehenen
Förderleitung, welcher zum Zwecke der Feuchtigkeitsbeeinflussung der Förderluft
über einen hinter der Ansaugöffnung für das Fördergut in die Förderleitung einmündenden
Zuführkanal hinsichtlich Temperatur und/oder Menge regelbare Zusatzluft zugeführt
wird. Die erfindungsgemäße Ausbildung ist darin zu sehen, daß die Temperatur undloder
die Menge der Zusatzluft durch ein auf deren Regelvorrichtungen einwirkendes, in
den Förderluftstrom eingeschaltetes Hygrometer in Abhängigkeit von der Feuchtigkeit
der mit der Zusatzluft vermischten Förderluft selbsttätig derart geregelt werden,
daß diese innerhalb des Leitungssystems einen dem Dissoziationsgleichgewicht zwischen
Wasserdampfdruck und Umgebungstemperatur des Fördergutes entsprechenden bzw. einen
das Dissoziations-
gleichgewicht desselben herbeiführenden Feuchtigkeitsgehalt aufweist.
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Hierdurch ist es möglich, den Feuchtigkeitsgehalt der Förderluft
durch Erwärmung bzw. Kühlung sowie durch Mengenregelung der Zusatzluft derart zu
steuern, daß für den Fall, daß das Fördergut sich im Dissoziationsgleichgewicht
befindet, die Förderluft eine dem kritischen Feuchtigkeitsgrad des Fördergutes entsprechende
Feuchtigkeit aufweist. Ferner kann für den Fall, daß das zu transportierende Fördergut,
z. B. carnallitisches Mischsalz, sich außerhalb seines Dissoziationsgleichgewichtes
befindet, der Feuchtigkeitsgehalt der Förderluft derart beeinflußt werden, daß das
Dissoziationsgleichgewicht des Fördergutes während des Transportes durch die geschlossene
Förderleitung selbsttätig in weitgehendem Maße herbeigeführt wird. Da sich der Zuführkanal
für die Zusatzluft in kurzem Abstand hinter der Ansaugöffnung für das Fördergut
befindet, ist ein Anhaften oder Anbacken des Fördergutes an den Innenwandungen der
Förderleitung praktisch an keiner Stelle möglich.
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Eine zweckmäßige Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens besteht
unter Verwendung solcher mit einem Gebläse versehenen und zu einer vorzugsweise
als Zentrifugalabscheider ausgebildeten Abscheideanlage für die das Fördergut führende
Saugförderleitung darin, daß an die Saugförderleitung hinter deren Ansaugöffnung
für das Fördergut -ein Zuführkanal für Zusatzluft angeschlossen ist, welchem die
Regelvorrichtungen zur Erwärmung bzw.
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Kühlung sowie zur Änderung der Zufuhrmenge der Zusatzluft zugeordnet
sind, wobei vor die Austrittsöffnung der Abluftleitung des Zentrifugalabscheiders
der Hygrometer geschaltet ist, mittels welchem über zwischengeschaltete elektrische
Übertragungsmittel, wie Relais od. dgl., die Vorrichtung zur Kühlung bzw.
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Erwärmung und/oder die Vorrichtung zur Änderung der Zufuhrmenge der
Zusatzluft in Abhängigkeit von der Feuchtigkeit der vom Fördergut gereinigten Abluft
zur Aufrechterhaltung bzw. Herbeiführung des Dissoziationsgleichgewichtes des Fördergutes
regelbar sind.
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Die Steuerung der in den Zuführkanal für die Zusatzluft geschalteten
Regelvorrichtungen durch das Hygrometer kann beispielsweise über elektromagnetische
Obertragungsmittel derart erfolgen, daß entweder die Temperatur oder die pro Zeiteinheit
zugeführte Menge der Zusatzluft konstant gehalten werden und dementsprechend entweder
nur eine Mengenregelung oder eine Temperaturregelung vorgenommen wird oder daß sowohl
Temperatur als auch die Zufuhrmenge der Zusatzluft gleichzeitig geändert werden.
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In der Zeichnung ist die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht.
Die Figur zeigt schematisch eine Absauganlage für aus Carnallit oder carnallitischen
Rohsalzen bestehendem Staub. Mit 1 ist die Ansaugöffnung der Saugförderleitung 2
für den carnallithaltigen Staub und die aus der Umgebungsluft des Carnallits bestehende
Saugluft bezeichnet, die entgegen der durch die in die Förderleitung eingezeichneten
Pfeile angedeuteten Saugrichtung haubenartig nach unten erweitert ist.
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Die Saugförderleitung 2 ist hinter der Ansaugöffnung 1 an einen Zuführkanal
3 für Zusatzluft angeschlossen, an den eine Regelvorrichtung 4, z. B. ein Heizaggregat
geschaltet ist, welche durch eine Dampfleitung
5 mit Heizdampf
versorgt wird. In die Dampfleitung 5 ist ein Drosselventil 6 geschaltet, das durch
ein elektrisches Obertragungsmittel 7, z. B. eine elektrische Schaltanlage, selbsttätig
gesteuert werden kann. In den Zuführkanal 3 ist in Strömungsrichtung x der Zusatzluft
hinter dem Heizaggregat eine Regelvorrichtung 8 zur Regelung der angesaugten Zusatzluftmenge,
z. B. ein Luftschieber od. dgl. vorgesehen, die ebenfalls durch die elektrische
Schaltanlage gesteuert wird.
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In die Saugförderleitung 2 ist ein Gebläse 9 geschaltet, das über
ein Getriebe 10 durch einen Motor 11 angetrieben wird. Die Förderleitung mündet
in die Abscheidekammer 12 eines Zentrifugalabscheiders 13. In der Abscheidekammer
12 und im anschließenden Zentrifugalabscheider 13 wird der Staub durch die Zentrifugalkraft
von der Luft getrennt. Die Luft strömt aus dem Zentrifugalabscheider 13 im gereinigten
Zustand in eine nach oben gerichtete Abluftleitung 14 und tritt bei der Austrittsöffnung
15 ins Freie aus. In der Abluftleitung 14 ist ein Hygrometer 16 vorgesehen, das
zur Messung der Luftfeuchtigkeit der abströmenden Förderluft dient und die Schaltanlage,
z. B. das Übertragungsmittel 7, steuert. Unterhalb der Abscheidekammer 12 ist der
Zentrifugalabscheider 13 nach unten trichterförmig verjüngt und am untersten Ende
mit einer Austrittsöffnung 17 für das Fördergut versehen, das in Richtung des Pfeiles
y unter dem Einfluß der Schwerkraft herausfällt.
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Die Wirkungsweise der Einrichtung ist wie folgt: Vor Inbetriebnahme
der Förderanlage wird das Hygrometer 16 derart eingestellt, daß es sich beispielsweise
für den Temperaturbereich von 0 bis 350 C derart verhält, daß jede Abweichung des
Feuchtigkeitsgehaltes der Förderluft in der Abluftleitung 14 von den der jeweiligen
Umgebungstemperatur zugeordneten und für das Dissoziationsgleichgewicht des hygroskopischen
Salzes maßgebenden Feuchtigkeitswerten zu einer Auslösung von elektrischen Impulsen
in der Schaltanlage führt, in dem Sinne, daß im Heizaggregat durch Regelung des
Drosselventils 6 die Temperatur und bzw. oder in der Regelvorrichtung 8 die Menge
der Zusatzluft so gesteuert werden, daß der Feuchtigkeitsgehalt der Förderluft genau
dem für das Dissoziationsgleichgewicht des hygroskopischen Salzes maßgebenden Feuchtigkeitsgehalt
entspricht oder aber einen den Gleichgewichtszustand des carnallithaltigen Staubes
möglichst schnell herbeiführenden Feuchtigkeitsgehalt aufweist.
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Setzt man z. B. den Fall, daß Staub von carnallitischen Mischsalzen
abgesaugt werden soll, welcher etwa 40 bis 600/0 reinen Camallit enthält, so stellt
sich bei einer Umgebungstemperatur von 200 C für den Staub dieser Zusammensetzung
ein Gleichgewichtszustand bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von etwa 330/0 ein.
Da die relative Luftfeuchtigkeit bei 200 C im allgemeinen zwischen etwa 50 und 60°/o
beträgt, ist es zur Herabsetzung des Feuchtigkeitsgehaltes der Luft demnach erforderlich,
die Förderluft auf etwa 270 C zu erhitzen, um den aus carnallithaltigem Mischsalz
bestehenden Staub in im wesentlichen trockenem Zustand in der Förderanlage transportieren
zu können, wie sich besonders leicht aus dem i-x-Diagramm von Mollie r entnehmen
läßt.
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Für den Fall, daß der Feuchtigkeitsgehalt des Carnallits oder des
carnallithaltigen Mischsalzes größer sein sollte als derjenige der Luft, kann gegebenenfalls
eine Kühleinrichtung in den Zuführkanal für die Zusatzluft geschaltet werden, mittels
welcher die Förderluft gekühlt wird, um den gleichen Feuchtigkeitsgrad zu erzielen,
der für den Gleichgewichtszustand des hygroskopischen Fördergutes maßgebend ist.