DE2042227B2 - Einrichtung für die automatische Proportionierung von Rohstoffkomponenten, insbesondere für die Zementproduktion - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur automatischen Proportionierung der Rohstoffkomponenten für die Verarbeitung von Mineralmischungen für industrielle Verfahrensprozesse und insbesondere für die Zementproduktion.

Die Automatisierung der Zementindustrie ist bereits fortgeschritten, weil hierdurch die Qualität des Zements verbessert wird und Produktionskosten gesenkt werden. Auch werden an die Qualität des Zements vom Verbraucher immer größere Anforderungen gestellt. Der damit verbundene größere Aufwand soll durch Automatisierung abgefangen werden, so daß die Kosten des Zementes auch bei steigender Qualität nicht wesentlich größer werden.

Die bekannten Einrichtungen leiden aber unter dem Nachteil, daß zwischen der Durchführung der chemischen Analyse bis zur Umsteuerung der Proportionierung der Rohstoffkomponenten zu große Zeitintervalle entstehen, die eine sofortige Korrektur der Proportionierung unmöglich machen. Beim Vermählen des Rohmaterials in Rohrmühlen vergehen 30 bis 40 Minuten, bis sich eine Veränderung bei den Rohstoffkomponenten im produzierten Rohmehl ausgewirkt hat. Dieser Zeitverlust hat zur Folge, daß inszwischen in den Silo einige 100 t geflossen sind, die nachträglich korrigiert werden müssen. Auf diese Weise hinkt die Proportionierung dem jeweiligen Betriebszustand nach.

Es wurde nun durch Versuche herausgefunden, daß bei einer Walzenmühle die Komponentenänderung bei einer Durchsatzleistung von 100 t/h bereits nach 2V2 Minuten im produzierten Rohmehl voll wirksam sein kann. Hierbei handelt es sich um Walzenmühlen, die als Luftstrommühlen betrieben werden. Es wurde ferner herausgefunden, daß in diesem Fall die Proben laufend unmittelbar hinter der als Luftstrommühle betriebenen Walzenmühle entnommen werden müssen, so daß das Analysenergebnis über den Prozeßrechner in wenigen Minuten zur Verfügung steht und unmittelbar die Neueinstellung für die Dosierbandwaagen vorgenommen werden kann.

Bei Rohrmühlen mit Kugelfüllung dauert es hingegen im gleichen Leistungsbereich mehr als 30 Minuten, bis sich eine Änderung in der Zusammensetzung der aufgegebenen Komponenten im produzierten Rohmehl völlig eingespielt hat.

Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, das Zeitintervall zwischen der Durchführung einer Analyse der gemahlenen Rohstoffmischung bis zur Umsteuerung der Proportionierung der Rohstoffkomponenten so erheblich zu verkürzen, daß durch automatische Änderung der Proportionierung der Rohstoffkomponenten quasi-kontinuierlich Schwankungen in deren chemischer Zusammensetzung ausgeglichen werden und eine nachträgliche Homogenisierung des Mahl-Produkts entbehrlich wird.

Die Einrichtung nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß in der Abgasrohrleitung hinter einer an sich bekannten Luftstromwalzenmühle ein Probenentnahmegerät angeordnet ist, daß der Abgasrohrleitung kontinuierlich Staubproben entnimmt, daß hinter dem Probenentnahmegerät eine Rohrleitung zu einem Abscheider führt, dem Probenanteile zugeführt werden, daß hinter dem Abscheider ein Analysengerät angeordnet ist, dem die Proben kontinuierlich zugeführt werden, und daß mittels einer elektrischen Schaltung das Aiialysengerät Bandwaagen steuert, die die Proportionierung der Rohstoffkomponenten durchführen.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung sind in der Abgasrohrleitung mehrere Sonden derart verteilt angeordnet, daß alle Sonden zusammen eine repräsentative Probenentnahme durchführen. Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß das Probenentnahmegerät von der Verstopfung frei bleibt und die Rohrquerschnitte überall die vorgesehene Querschnittsfläche

erhalten. Durch das Offenhalten der Rohrleitungen können nennenswerte Betriebsunterbrechungen nicht auftreten.

Bei einer weiteren Ausführungsform weist jede Sonde ein Meßrohr mit einer Meßblende und einem Einstellhahn auf. Dadurch ist jede Sonde für sich so einstellbar, daß die Entnahme der Proben isokinetisch erfolgen kann.

Bei einer weiteren Ausführungsform ist jede Sonde mit einer Vorrichtung zum stoßartigen Einblasen von Preßluft versehen. Diese Einrichtung bietet die Möglichkeit, die Sondenrohrleitungen von Zeit zu Zeit von Ablagerungen freizublasen. Eine Veränderung der Querschnittsflächen kann also nicht stattfinden. Bei einem kurz bemessenen Preßluftstoß entsteht der Vorteil, daß die Unterbrechung im kontinuierlichen Staubfluß zum nachgeschalteten Abscheider, insbesondere Zyklon, sich gar nicht oder nur geringfügig auswirkt.

Zur Weiterbildung der Erfindung ist fer.ier vorgesehen, daß die einzelnen SondenrohrJeitungen sich nach dem Einstellhahn zu einer einzigen Rohrleitung vereinigen, die das repräsentative Staub-Luftgemisch zu einem Zyklon leitet. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird ferner der aus dem Zyklon fallende Staub durch einen Probenteiler eingeengt, so daß ein kontinuierlicher Strom einer repräsentativen Staubmenge dem nachgeschalteten Meßgerät zuführbar ist. Die aus dem Zyklon austretende Reinluft ist durch ein Gebläse absaugbar und wieder in die Staubluftleitung einführbar.

Ferner kann kurz vor der Einmündung in die Gesamtrohrleitung zum Abscheider ein Dreiwegventil vorgesehen sein, das in Abständen derart umschaltbar ist, daß Preßluft über die Rohrleitung durch die J5 Meßleitungen bis zu den Sonden einblasbar ist. Mittels eines von einem Schaltwerk gesteuerten Magnetwandventils kann also Frischluft durch diese Rohrleitung über den Zyklon, das Gebläse usw. eingezogen werden.

Schließlich kann bei einer anderen Ausführungsform der Entnahmevorrichtung die Einrichtung so ausgebildet sein, daß die einzelnen Sondenrohre jeweils in einem separaten Abscheider enden. Hierbei gelangt die Abluft aus den einzelnen Abscheidern über ein oder mehrere Gebläse wieder in die Hauptrohrleitung. Mittels der Einrichtung nach der Erfindung gelingt es, kontinuierlich Staubproben zu entnehmen und über die erwähnten Geräte innerhalb eines sehr kurzen Zeitintervalls laufend eine automatische Proportionierung der Rohstoffkomponenten durchzuführen. Dadurch wird aus der Mühle ständig ein in seiner Zusammensetzung gleichmäßiges und homogenes Rohmehl ausgetragen, wodurch sich die Güte des Zementes verbessert, obwohl die Produktionskosten im wesentlichen die gleichen bleiben, wenn sie nicht sogar durch Fortfall einer Homogenisierungseinrichtung sich verringern. Natürlich unter Außerachtlassung anderer hiervon nicht beeinflußter Faktoren. Der technische Fortschritt der Erfindung beruht auf der Anwendung einer Luftstromwalzenmühle in Verbindung mit einem Probenentneh- t>o mer, der so ausgebildet und ausgerüstet ist, daß er wegen des Fortfalls von Verschmutzungen völlig gleichmäßig arbeitet, was eine unbedingte Voraussetzung für eine gleichmäßige automatische Proportionierung der Rohstoffkomponenten darstellt. h->

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, die nachstehend erläutert werden.

Fig. 1 zeigt die schematische Darstellung einer Einrichtung zur automatischen Proportionierung;

Fig. 2 zeigt die Anordnung und Ausbildung eines Probenentnehmers;

Fig.3 ist eine Schnittansicht gemäß Schnitt Hl-Il! in Fig. 2:

F i g. 4 zeigt schematisch die zweite Ausführung eines Probenentnehmers.

Die Darstellung in Fig. 1 zeigt eine Luftstromwalzenmühle 1, die als Traggas Abgase aus einem Wärmetauscherofen 3 vom Ofenabgasgebläse 2 zugeführt bekommt. An die Abgasrohrleitung 15 der Walzenmühle 1, ist ein Probenentnahmegerät 19 angeschlossen. Der Weg der Proben ist mit Ziffer 16 bezeichnet. Die Rohstoffe werden den Bunkern 6 und 7 zugeteilt, unter denen sich Bandwaagen 17 befinden, mit denen die Rohstoffkomponenten der Walzenmühle zugeführt werden. Die Abgasrohrleitung 15 führt weiter als Rohrleitung 18 über das Elektrofilter 4 zum Mühlengebläse 5.

Die Proben aus dem Entnahmegerät 19 gelangen über den Weg 16 zum Röntgenfluoreszenzanalysator 8. Die hier ermittelten Analysen werden dem Prozeßrechner 11 eingegeben, der entsprechende Werte zur Komponentensteuerung 13 übermittelt. Diese Komponentensteuerung steuert nun zweckentsprechend die Bandwaagen 17, so daß die Rohmehlanalyse ständig dem vorgeschriebenen Wert entspricht.

Das im Elektrofilter anfallende homogene Zementrohmehl gelangt über die Waagen 9 in die Rohmehlvorratssilos 10. Eine zusätzliche Eingabe der jeweiligen Ist-Menge an Zementrohmehl von der Waage 9 zum Prozeßrechner 11 und eine an den Prozeßrechner angeschlossene Registriereinrichtung 12 vervollständigt das gesamte Schema.

In Fig. 2 ist im wesentlichen der kontinuierlich arbeitende Probennehmer dargestellt. In der Abgasrohrleitung 15 nach der Walzenmühle 1 (siehe Fig. 1) befinden sich die Sonden 20, deren Anordnung innerhalb des Rohrquerschnittes wie in Fig. 3 angegeben vorgenommen werden kann. F i g. 3 ist eine Schnittdarstellung, entsprechend der Schnittlinie 111-111 in F i g. 2. Die Anordnung der Sonden in der Rohrleitung 15 reichtet sich nach den Strömungsverhältnissen in dieser Rohrleitung. Jede Sonde geht außerhalb der Rohrleitung 15 in die Meßleitung 21 über, von denen jede eine Meßblende 29 und einen Einstellhahn 30 enthalten. Nur eine der Meßblenden 29 ist dargestellt. Die Entnahme von Staubluft erfolgt gleichzeitig durch alle Sonden. Sämtliche Meßleitungen vereinigen sich in der Rohrleitung 16, die das Staub-Luft-Gemisch zum Zyklon 22 führt. Der vom Zyklon 22 entnommene Staub gelangt zu einem Probenteiler 23, der nun eine eingeengte repräsentative Rohmehlmenge zum Röntgenfluoreszenzapparat 8 gibt (siehe Fig. 1). Die aus dem Zyklon austretende Reinluft wird über ein Gebläse 25 über die Leitung 24 wieder der Mühlenabluftleitung 15 zugeführt. Die vom Probenteiler 23 nicht dem Röntgenfluoreszenzapparat 8 zugeteilte Staubmenge gelangt über die Leitung 26 in die Leitung 24, damit dieser Staub der Mühlenabluftleitung 15 mitgegeben werden kann. Um eine repräsentative Staubprobe aus der Rohrleitung 15 ziehen zu können, ist es erforderlich, daß die Sonden die Staubentnahme isokinetisch vornehmen.

Hierzu wird für jede Sonde die Strömungsgeschwindigkeit innerhalb der Rohrleitung 15 gemessen, durch Schließen des Hahnes 30 und Schaltung der Schalter 31, 32, 33 in die Schaustellung Γ. Am Anzeigeinstrument A

ist dann der dynamische Druck an der jeweiligen Einsatzstelle der Staubsonde, die in diesem Fall als Meßsonde fungiert, abzulesen. Nach öffnen des Hahnes 30, kann durch Messen des Blendendifferenzdruckes an der Blende 29 auf dem Anzeigeinstrument B der Blendendifferenzdruck für die jeweilige Meßblende abgelesen werden und durch Einstellung der Durchlaßöffnung des Hahnes 30 Geschwindigkeitsgleichheit hergestellt werden. Der Schalter ist während des Betriebes in der Schaltstellung 2'. Da in der Mühlenabluftleitung 15 Unterdruck herrscht, bleibt so die Meßleitung vom Schalter31 z'<r Rohrleitung 15 sauber. Während des Betriebes werden die Umschalter 32, 33 zum Beispiel Elektromagnetventile, von einem Schaltwerk gesteuert, von Zeit zu Zeit gleichzeitig in die Schaltstellung 2 gebracht. Über die Preßluftleitung 27 drängt nun Preßluft in die Meßleitungen zur Meßblende 29 und reinigt diese und durch den Luftstoß die Sonden 20 und die Meßleitungen 21.

In Fig.4 ist eine andere Möglichkeit der Reinigung des Probennehmers dargestellt. Hierbei passiert da! Staub-Luftgemisch aus jeder Sonde die Meßleitung 21 mit der Meßblende 29 und dem Einstellhahn 30. Voi Eintritt in die gemeinsame Leitung 16 passiert da; Staub-Luft-Gemisch das Dreiwegeventil 34. Im Normal betrieb ist das Elektromagnetventil 23 geschlossen. Vor Zeit zu Zeit schaltet ein Schaltwerk die Schalter 32 unc 33 in die Schaltstellung 2'. Gleichzeitig gibt da: Dreiwegeventil 34 den Weg der Preßluft über die Leitung 27 zur Meßleitung 21 frei, damit diese und die Sonden ausgeblasen werden können. Gleichzeitig öffnei das Magnetventil 23, damit das Gebläse 25 weiterhir Luft durch das System, beginnend mit der Rohrleitung 16, ziehen kann. Das Ventil 36 wird so eingestellt, daC die Strömungsgeschwindigkeit in der Rohrleitung 16 be umgeschaltetem Dreiwegeventil genau so groß ist, wie in der Normalstellung des Dreiwegeventils 34.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Einrichtung für die automatische Proportionierung von Rohstoffkomponenten, insbesondere für die Zementproduktion, dadurch gekennzeichnet, daß in der Abgasrohrleitung hinter einer an sich bekannten Luftstromwalzenmühle (1) ein Probenentnahmegerät (19) angeordnet ist, daß der Abgasrohrleitung (15) kontinuierlich Staubproben entnimmt, daß hinter dem Probenentnahmegerät (19) eine Rohrleitung (16) zu einem Abscheider (22) führt, dem Probenanteile zugeführt werden, daß hinter dem Abscheider (22) ein Analysengerät (8) angeordnet ist, dem die Proben kontinuierlich zugeführt werden, und daß mittels einer elektrischen Schaltung das Analysengerät Bandwaagen (17) steuert, die die Proportionierung der Rohstoffkomponenten durchführen

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Abgasrohrleitung (15) mehrere Sonden (20) derart verteilt angeordnet sind, daß alle Sonden zusammen eine repräsentative Probenentnahme durchführen.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Sonde (20) mit einem Meßrohr (Meßleitung) (21), einer Meßblende (29) und einem Einstellhahn (30) versehen ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Sonde (20) mit einer Vorrichtung zum stoßartigen Einblasen von Preßluft versehen ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Sondenrohrleitungen sich nach dem Einstellhahn (30) zu einer J5 einzigen Rohrleitung (16) vereinigen, die das repräsentative Staub-Luftgemisch zu einem Zyklon (22) leitet.

6. Einrichtung nach Anspruch 1, 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der aus dem Zyklon (22) fallende Staub durch einen Probenteiler (23) eingeengt wird, so daß ein kontinuierlicher Strom einer repräsentativen Staubmenge dem nachgeschalteten Meßgerät zuführbar ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem Zyklon (22) austretende Reinluft durch ein Gebläse (25) absaugbar und wieder in die Staubluftleitung einführbar ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß kurz vor der Einmündung in die Gesamtrohrleitung zum Abscheider (22) ein Dreiwegeventil (34) vorgesehen ist, das in Abständen derart umschaltbar ist, daß Preßluft über die Rohrleitung (27) durch die Meßleitungen (21) bis zu den Sonden (20) einblasbar ist.

9. Einrichtung nach Anspruch 2, 3, 4, 5 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß einzelne Sondenrohre jeweils in einem separaten Abscheider enden.