DE19512311A1

DE19512311A1 - Kontinuierliche Feststofförderung zwischen Behältern unterschiedlichen Druckes

Info

Publication number: DE19512311A1
Application number: DE1995112311
Authority: DE
Inventors: Frank Dr Goedicke
Original assignee: Buehler AG
Current assignee: Buehler AG
Priority date: 1995-04-01
Filing date: 1995-04-01
Publication date: 1996-10-02

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen Fördern von Feststoff aus einem Raum niedrigeren Druckes p₁ in einen Raum höheren Druckes p₂.

Bekannt sind Verfahren, bei denen Feststoff von einem Raum höheren Druckes in einen Raum niederen Druckes gefördert wird. Bei einer derartigen bekannten Anlage (US-45 16 989) erfolgt das Ausschleusen mittels eines Schleusensystems. Drei hintereinander geschaltete Bunker sind an den Feststoffaus trag eines Zyklons angeschlossen. Der mittlere Bunker ist über durch Ventile abgesicherte Rohrleitungen wechselweise unter Systemdruck und Atmosphärendruck zu setzen. Ein solches Verfahren arbeitet diskontinuierlich und erfordert einen hohen Aufwand.

Um Feststoff aus einem unter erhöhtem Druck stehenden Raum unter Verzicht auf ein Schleusensystem auszuschleusen, ist es weiterhin bekannt (DE-39 30 769 A), an den Raum erhöhten Druckes einen Stauraum anzuschließen. Bei der Strömung des Gases durch die Feststoffsäule, die sich in dem Stauraum aus bildet, wird der Gasdruck entspannt. Der entspannte Feststoff wird im Anschluß an den Stauraum durch bei Atmosphärendruck oder reduziertem Druckniveau arbeitende mechanische und pneu matische Förderer abgezogen. Nachteilig an diesem Verfahren ist die Tatsache, daß bei ungünstigen Bedingungen der Stau raum durch Verstopfungsneigung soweit verengt werden kann, daß ein ungehindertes Ausfließen des Feststoffes aus dem Stauraum nicht mehr möglich ist. Bei sehr feinkörnigem Schüttgut tritt dahingegen keine Pfropfenbildung auf, son dern es schießt aus der Vorrichtung heraus.

Ein anderes derartiges Verfahren ist in der EP 0582049 A1 be schrieben. Die zu fördernden Stoffe werden in einem Zustand des Massenflußes gehalten, indem diese Feststoffe mit Hilfe des unter Systemdruck stehenden Lücken- und Obergases gegen einen Drosselquerschnitt gedrückt werden. In dem Drosselquer schnitt wird das Lückengas zwischen den Feststoffpartikeln auf einen niedrigeren Druck entspannt, wobei die Feststoffe fluidisieren und in das entspannte Lückengas hinein disper gieren. Die so fluidisierten Feststoffe werden stetig über eine Förderstrecke in den Raum geringeren Druckes gefördert. Um diese Ziel zu erreichen ist in dem bekannten Verfahren ein Drosselorgan mit veränderlichem Querschnitt vorgesehen.

Eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Fördern eines feinkör nigen bis staubförmigen Brennstoffes in einen unter erhöhtem Druck stehenden Vergasungsreaktor ist in der Anmeldung EP 0497088 A1 offenbart. Hierbei erfolgt die Brennstoffversor gung über mindestens zwei Schleusenbehälter, die wechselsei tig drucklos mit Brennstoff befüllt und anschließend mit einem geeigneten Gas unter Druck gesetzt und danach in den Zuteilbehälter entleert werden.

Eine weitere Einschleusevorrichtung zum Einschleusen riesel fähiger Feststoffe in einen unter Druck stehenden Behälter zeigt die Patentschrift EP 0168724 B1, mittels einer mit einem geeigneten Druckmediuminhalt ausgebildeten Rollmembran.

In der WO93/18344 ist ein weiteres Verfahren und eine Vor richtung zum Fördern von Feststoff aus einem Raum niedrigeren Druckes in einen Raum höheren Druckes beschrieben. Die maxi mal mögliche Druckdifferenz ist hierbei begrenzt durch den Druck, der durch die Schwerkraft des Feststoffes pro Quer schnitt des vertikal angeordneten Austragrohres entsteht.

Der Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, ein Verfah ren vorzuschlagen, Feststoffe mit geringstem apparativen Auf wand kontinuierlich und dosierbar von einem Raum mit niedri gem Druck p₁ in einen Raum mit erhöhtem Druck p₂ zu fördern.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Förderstrecke (3) zwischen dem Raum (1) niedrigeren Druckes p₁ und dem Raum (2) mit höherem Druck p₂ entgegengesetzt zur Förderrichtung c mit einem Fluid (10) derartig beaufschlagt wird, daß zu Beginn der Förderstrecke (3) ein für das Ein bringen des Feststoffes geeigneter Druck p₀ einstellbar ist.

Hierbei wird erfindungsgemäß das Prinzip der Schüttgutförde rung umgekehrt, wobei eine Beaufschlagung des Fördergutes mittels eines Fluidums in Richtung der Fördergeschwindigkeit c erfolgt. Durch diese Umkehrung hat sich überraschenderweise eine optimale Feststofförderung ergeben, die eine neue Mög lichkeit liefert, den Feststofftransport in einen Behälter erhöhten Druckes kontinuierlich ablaufen zu lassen.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird zwi schen dem Raum mit niedrigem Druck und der Förderstrecke ein Fördermittel angeordnet.

Das Fördermittel ist unterhalb des Austrages des Raumes mit niedrigem Druck angeordnet. Als Fördermittel sind beispiels weise Schnecken, Extruder, Kolben oder ähnliche an sich be kannte Vorrichtungen denkbar.

Vorteilhafterweise kann zwischen dem Fördermittel und der Förderstrecke mindestens eine Verschlußeinrichtung vorgese hen sein. Zur Unterbrechung des Förderstromes kann als Ver schlußeinrichtung ein Schieber vor der eigentlichen Förder strecke vorgesehen sein. Dies wird insbesondere dann der Fall sein, wenn als Fördermittel ein Kolben eingesetzt wird. Wei terhin können die Verschlußeinrichtungen zum Zwecke der Sicherheit (beispielsweise bei unvorhergesehener Unterbre chung des Feststoffstromes, Verstopfungen etc.) die Förder strecke gasdicht unterbrechen.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist zu Be ginn der Förderstrecke ein halbdurchlässiger Bereich angeord net. Dieser Bereich ist für das Fluid durchlässig und für den Feststoff undurchlässig. Beispielsweise kann dieser halb durchlässige Bereich als Filter, etwa als metallischer, kera mischer, Gewebefilter o. ä. ausgebildet sein. Ebenso kann ein separater Filter anschließend angeordnet sein.

Je nach Art des zu fördernden Schüttgutes wird beispielsweise zur Vermeidung von Brückenbildung und dadurch Verstopfung der Förderung die Förderleitung konisch ausgebildet.

Weiterhin kann die Förderstrecke kühl- oder heizbar sein.

Enthält der einzubringende Feststoff einen hohen Feuchtig keitsanteil, so daß es zur Bildung von Agglomeraten kommt, kann im Druckraum eine nachträgliche Desagglomeration erfol gen.

Die Regelung des Druckabbaus in der Förderstrecke kann durch Erfassung der Teilchengröße und/oder durch Regelung der Ge schwindigkeit des Fördermittels erfolgen.

In vorteilhafter Weise kann als Fluid in der Förderstrecke zum Druckabbau ein Quenchfluid verwendet werden. Wenn das Gas im Raum höheren Druckes diesen Raum nicht verlassen darf, beispielsweise aus Gründen der Wirtschaftlichkeit, der Toxizität oder aus anderen Gründen, kann die Förderstrecke durch ein anderes unter hohem Druck stehendes Quenchgas ersetzt werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfah rens sind in den Fig. 1 und 2 dargestellt.

Die Fig. 1 zeigt die erfindungsgemäße Förderstrecke 3 zwi schen den nicht dargestellten Räumen niedrigen (p₁) Druckes 1 und höheren (p₂) Druckes 2. Unter dem Austrag von 1 ist als Fördermittel 4 eine Stopfschnecke mit progressiver Steigung der Schneckengänge dargestellt, die den zu fördernden Fest stoff 7 mit einer Geschwindigkeit c in den Raum 2 transpor tiert. Bevor der Feststoff 7 in den Raum 2 gelangt, wird die Förderstrecke 3 mit einem von Raum 2 stammenden Fluid 10, vorzugsweise gasförmig, entgegengesetzt zur Förderrichtung c beaufschlagt. Es stellt sich somit von alleine ein Druckabbau in Abhängigkeit von der Druckdifferenz bzw. der Länge der Förderstrecke ein. Zur Ableitung von überschüssigem Fluid und/oder zur Einstellung eines optimalen Druckes p₀ ist zu Beginn der Förderstrecke 3 ein halbdurchlässiger Bereich 11 dargestellt. Dieser halbdurchlässige Bereich 11 ist durchläs sig für das Fluid 10 und undurchlässig für den Feststoff 7. Ebenso kann dieser halbdurchlässige Bereich als Filter wir ken. Denkbar ist es auch, hinter den halbdurchlässigen Be reich einen Filter anzuordnen. Mit dem Bezugszeichen 13 ist die Möglichkeit der separaten Beaufschlagung der Förder strecke 3 mittels eines unter hohem Druck stehenden Quench gases bezeichnet.

Eine weitere Möglichkeit der Erfindung zeigt die Fig. 2. An stelle einer Stopfschnecke, wie in Fig. 1, ist in Fig. 2 als Fördermittel 4 ein Kolben mit einem Schieber 5 darge stellt. Vorteilhaft ist die Transportstrecke 3 (übertrieben gezeigt) konisch ausgebildet, wobei der Querschnitt 8 in Transportrichtung c zunimmt. Ferner ist es je nach dem zu fördernden Produkt möglich, die Förderstrecke mit einer Küh lung oder Heizung 12 zu versehen. Der Schieber 5 oder ähnli che Verschlußeinrichtungen können in der Förderstrecke als Sicherheitsmittel vorgesehen sein. Ist beispielsweise das System verstopft oder kein Feststoff vorhanden, kann die Strecke gegebenenfalls abschnittweise oder ganz geschlossen werden. Entsprechende Auslaßventile für überschüssiges Fluid sind vorgesehen. Diese Sicherheitsvorrichtungen sind nicht in der Zeichnung dargestellt.

Mit dieser Erfindung wird ein neues Verfahren zur kontinuier lichen Förderung von Feststoffin einen Raum erhöhten Druckes vorgeschlagen. Das Verfahren zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß zu seiner Verwirklichung nur ein im Ver gleich zum Stand der Technik geringer Aufwand, beispielsweise durch geringe Bauhöhe notwendig ist. Weiterhin entfallen die aufwendigen Schleusenbunker.

Bezugszeichenliste

1 Raum mit niedrigem Druck p₁
2 Raum mit höherem Druck p₂
3 Förderstrecke
4 Fördermittel
5 Verschlußeinrichtung
7 Feststoff
8 Querschnitt
10 Fluid
11 halbdurchlässiger Bereich
12 Kühlung, Heizung
13 Quenchgas
p₀ Druck zu Beginn der Förderstrecke 3
p₁ Druck im Raum 1
p₂ Druck im Raum 2 (p₂ < p₁)
c Feststoffgeschwindigkeit

Claims

1. Verfahren zum kontinuierlichen Fördern von Feststoff (7) aus einem Raum (1) niedrigeren Druckes p₁ in einen Raum (2) höheren Druckes p₂, dadurch gekennzeichnet, daß die Förder strecke (3) zwischen dem Raum (1) niedrigeren Druckes p₁ und dem Raum (2) mit höherem Druck p₂ entgegengesetzt zur Förder richtung c mit einem Fluid (10) derartig beaufschlagt wird, daß zu Beginn der Förderstrecke (3) ein für das Einbringen des Feststoffes geeigneter Druck p₀ einstellbar ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Raum (1) niedrigeren Druckes und der Förder strecke (3) ein Fördermittel (4) angeordnet wird.

3. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zu Beginn der Förderstrecke (3) ein halbdurchlässiger Bereich (11) vorgesehen ist, der für das Fluid (10) durchlässig und für den Feststoff (7) undurchlässig ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeich net, daß zwischen dem Fördermittel (4) und der Förderstrecke (3) mindestens eine Verschlußeinrichtung (5) vorgesehen ist.

5. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderstrecke (3) als Leitung mit konischem Querschnitt (8) ausgebildet ist, wobei der Querschnitt (8) in Förderrichtung c des Feststoffes (7) zunimmt.

6. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderstrecke (3) kühl- oder heizbar ist.

7. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß im Druckraum (2) eine nach trägliche Desagglomeration erfolgt.

8. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß eine Regelung des Druck abbaus in Abhängigkeit der Teilchengröße und/oder der Ge schwindigkeit des Fördermittels (4) erfolgt.

9. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Fluid in der Förderstrecke zum Druckabbau ein Quenchfluid verwendet wird.