DE2705763A1

DE2705763A1 - Vorrichtung zum befuellen eines unter erhoehtem druck zu setzenden behaelters mit frei fliessenden feststoffen

Info

Publication number: DE2705763A1
Application number: DE19772705763
Authority: DE
Inventors: Wolfhard Ing Grad Ruddeck; Guenther Dipl Chem Dr Velling
Original assignee: Rheinische Braunkohlenwerke AG
Current assignee: Rheinbraun AG
Priority date: 1977-02-11
Filing date: 1977-02-11
Publication date: 1978-08-17
Also published as: AU513498B2; AU3285578A; US4163464A; GB1582672A

Description

Vorrichtung zum Befüllen eines unter erhöhten Druck zu setzenden Behälters mit frei fliessenden Feststoffen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Befüllen eines unter erhöhten Druck zu setzenden Behälters mit frei fliessenden Feststoffen, wobei die Befüllung und die Unterdrucksetzung periodisch erfolgen.

Bei der Entwicklung neuer Verfahren, z. B. der Druck-Kohlevergasung, ergibt sich die Notwendigkeit, Feststoffe kontinuierlich aus einem Vorratsbehälter in den unter erhöhtem Druck stehenden Reaktionsraum einzuführen. Dabei ist unbedingt zu beachten, dass keine Gase aus dem Reaktionsraum, z. B. einem Kohlevergaser, ins Freie gelangen. Die üblichen Absperrorgane für die Zuführung der Feststoffe können jedoch während des Betriebs nicht gasdicht verschlossen werden, da sich die Feststoffe zwischen die Dichtflächen der Absperrorgane setzen und so einen vollen Abschluss verhindern. Man hat daher vorgeschlagen, vor den Absperrorganen druckfeste Behälter anzubringen, die periodisch aus einem Vorratsbehälter mit dem Feststoff gefüllt und dann unter den Druck, wie er im Reaktor herrscht, gesetzt werden, worauf der Feststoff in den Reaktor eingeführt wird. Dies setzt voraus, dass zur Zeit

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der Befüllung des druckfesten Behälters das Absperrorgan zwischen diesem und dem Reaktor und zur Zeit der Entleerung das Absperrorgan zwischen dem druckfesten Behälter und dem Vorratsbehälter gasdicht verschlossen werden kann. d. h. sich kein Feststoff in den Absperrorganen befindet. Im erstgenannten Fall lässt sich dies z. B. durch völliges Entleeren des Behälters in den Reaktor erreichen. In dem Absperrorgan in der Zuführungsleitung für die Feststoffe zum Vorratsbehälter hin verbleibt nach dem Befüllvorgang jedoch noch Feststoff, der im allgemeinen ein gasdichtes Schliessen verhindert.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zu schaffen, die es gestattet, nach dem Befüllen des druckfÄen Behälters das Absperrorgan zwischen diesem und dem Vorratsbehälter gasdicht zu schliessen. Erfindungsgemäss ist die Vorrichtung zum Befüllen eines unter erhöhtem Druck zu setzenden Behälters mit frei fliessenden Feststoffen aus einem unter Normaldruck befindlichen Vorratsbehäters, gekennzeichnet durch eine Leitung von dem Vorratsbehälter zu dem druckfesten Behälter, in der sich übereinander angeordnet eine gegen den Arbeitsdruck dicht abschliessbare Einrichtung und eine zum Verschluss des Vorratsbehälters geeignete Einrichtung befinden, und durch eine im Anschluss an die Einmündung der Leitung in den Druckbehälter angeordnete Einrichtung aus einem Doppelrohr mit einer oder mehreren etwa gleichen öffnungen in den beiden Rohren, wobei eines der Rohre derart gegenüber dem anderen angeordnet ist, dass die Offnungen in beiden Rohren durch Drehen wenigstens eines der Rohre ganz oder teil-

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weise zur Deckung miteinander gebracht werden können, so dass ein Durchgang für den im Innenrohr befindlichen Feststoff vorhanden ist. Dieser Durchgang kann während des normalen FüllVorganges geschlossen sein, wobei es lediglich notwendig ist, die beiden Rohre in die entsprechende Hinkelstellung zueinander zu bringen, so dass jeweils die öffnung im einen Rohr durch eine der Mantelflächen des anderen Rohres abgedeckt ist. Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist für frei fliessende Feststoffe aller Art, sei es in Pulverform oder in stückiger Form, geeignet, z.B. für Kohle oder für Kalk. Sowohl der Vorratsbehälter wie auch der druckfeste Behälter können in beliebiger Weise ausgeführt sein. Die Verbindungsleitung soll einen solchen Durchmesser besitzen, dass der Feststoff durch sie frei fHessen kann. Die zur Anwendung kommenden Drücke im druckfesten Behälter und im Reaktor können beliebig hoch sein, z. B. 300 bar oder mehr. Selbstverständlich müssen die beiden Apparate für den gewählten Druck ausgelegt sein. Als druckdicht abschliessende Einrichtung können die üblichen Absperrorgane, wie Kugelhähne, Schieber- oder Kegelverschlüsse gewählt werden, deren freier Querschnitt im offenen Zustand so gross sein soll, dass das freie Fliessen des Feststoffes nicht behindert wird. Als Einrichtung zum Verschluss des Vorratsbehälters kann man z. B. Dreh-, Membran- oder Plattenschieber üblicher Bauart wählen, wobei die Absperrorgane nicht für erhöhte Drücke ausgelegt werden müssen. Man wird im allgemeinen die beiden Absperrorgane nahe hintereinander setzen, um das Leitungsvolumen zwischen ihnen möglichst klein zu halten. Das Doppelrohr soll vorteilhaft etwa den gleichen Durchmesser wie die Zuführungsleitung besitzen, um den freien Fall des Fest-

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stoffes nicht zu behindern. Im allgemeinen wird man Durchmesser zwischen etwa 5 - 50 cm wählen.

Es richtet sich dies nach Form und Menge des einzuführenden Feststoffs. Hiernach sowie nach der Form des druckfesten Behälters richtet sich auch die Länge des Doppelrohres. Diese muss so gewählt werden, dass im druckfesten Behälter ausreichend freies Volumen oberhalb der Schuttfläche des Feststoffs vorhanden ist, um den nach dem Befüllen in der Zuführungsleitung verbleibenden Feststoff aufnehmen zu können. Im allgemeinen wird man das Doppelrohr nicht länger als 1 m machen. Der innere Spalt des Doppelrohres wird im allgemeinen eng gehalten werden, jedoch sollte er so gewählt werden, dass Feststoffanteile, die in ihn hineingetragen werden, nicht in ihm verbleiben, sondern wieder herabfallen. Dies kann gewünschtenfalls dadurch gefördert werden, dass man in den Spalt ein Spülgas einführt. Es kann auch das Aussenrohr nach unten weiter werdend etwas konisch ausgeführt sein, wobei geringe Neigungswinkel, z. B. von 1 - 5 , ausreichen. Selbstverständlich kann auch das Innenrohr nach unten verlaufend etwas eingezogen werden, um den Spalt sich nach unten erweiternd zu gestalten. Im allgemeinen wird man das Innenrohr feststehend und das Aussenrohr drehbar anordnen. Die Drehung des Rohres in die gewünschte Stellung kann in üblicher Weise erfolgen. Vorteilhaft wird man sie mittels magnetischer Kraftübertragung bewirken. Zur überprüfung der Stellung der öffnung kann man z. B. eine Einrichtung aus einem auf den Aussenrohr fest angebrachten Signalmagneten und einem ausserhalb der Einrichtung angeordneten Schalter oder Magnet benutzen. Befindet sich das Aussenrohr in

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der gewünschten Stellung, wird dies über den Schalter oder Magnet ausserhalb des Druckbehälters angezeigt. Die öffnungen in den Rohren können in Form, Grosse und Anzahl beliebig gewählt werden. Es muss nur gewährleistet sein, dass der freie Querschnitt ein freies Fliessen des Feststoffes zulässt und dass eine ausreichende Uberdeckung der öffnung im Innenrohr mit der Wandung des Aussenrohres möglich ist, um einen Verschluss der öffnung zu erreichen. Man wird im allgemeinen ein oder zwei rechteckige öffnungen wählen, etwa bis zu 30 cm hoch. Vorteilhaft macht man das Aussenrohr nur so lang, dass eine Uberdeckung der öffnungen gewährleistet ist, während das Innenrohr tiefer in den druckfesten Behälter reichen kann. Die Einrichtungen für die Entleerung des druckfesten Behälters sowie für die Zuführung der Druckgase und deren Entspannung können von üblicher Art sein. Um eine kontinuierliche Einführung des Feststoffs unter Druck in den Reaktionsraum, z. B. einen Kohlenvergaser, zu erhalten, kann z. B. zwischen dem druckfesten Behälter und dem Reaktionsraum ein weiterer unter Druck stehender Behälter angeordnet werden, der als zweiter Vorratsbehälter periodisch aufgefüllt und aus dem kontinuierlich in den Reaktionsraum eingeschleust wird.

In der beigefügten Figur ist eine der Möglichkeiten für den Aufbau der Vorrichtung im Prinzip wiedergegeben.

Der druckfeste Behälter 1 ist durch die Zuführungsleitung 3 mit dem Vorratsbehälter 2 verbunden. In der Zuführungsleitung sind die druckfeste Einrichtung 4 zum gasdichten Abschluss und die

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Einrichtung 5 zur Absperrung des Vorratsbehälters angeordnet. In Fortsetzung der Zuführungsleitung 3 ragt in den druckfesten Behälter 1 das Doppelrohr 6a/6b mit jeweils der öffnung 7. Das drehbare Aussenrohr 6b ist mit mehreren Magneten 8 versehen, die durch einen antimagnetischen druckfesten Topf 9 von den auf einem aussen befindlichen Ring 10 angeordneten Magneten 11 getrennt sind. Mittels des Antriebs 12 kann unter Kraftübertragung von den äusseren auf die inneren Magnete die Drehung des Aussenrohres 6b erfolgen. Der äussere Ring 10 und Aussenrohr 6b sind mit Hilfe der Kugellager 13 drehbar angeordnet. Die Erreichung einer bestimmten Stellung des Aussenrohres 6b wird mittels des Signalmagneten 14, der auf einen aussen angebrachten Schalter (nicht gezeigt) einwirken kann, überprüft. Es besteht die Möglichkeit, über Leitung 15 Spülgas zum Freihalten des Doppelrohr-Spaltes und der Lager einzuführen.

An dem druckfesten Behälter 1 befinden sich die Leitung 16, durch die das als Druckgas gewählte Gas eingeführt wird, sowie die Leitung 17, die zum Entspannen des Behälters dient, mit ihren (nicht gezeigten) entsprechenden Armaturen. Der druckfeste Behälter 1 ist mit einer (nicht gezeigt) druckfesten Absperreinrichtung mit ausreichend freiem Querschnitt zur Entnahme des Produktes versehen. Bei stark staubenden Produkten können im Druckbehälter 1 Bleche 18 angebracht werden, um den Raum um das Doppelrohr möglichst staubfrei zu halten. Nach Entspannung des Behälters 1 werden bei verschlossenen öffnungen 7 die Absperrungen 4 und 5 geöffnet, so dass der Feststoff durch das Innenrohr 6a und dessen

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untere öffnung 19 in den Behälter 1 fHessen kann. Nach Erreichen des Füllstandes hört der Feststofffluß automatisch auf. Jetzt wird die Absperrarmatur 5 geschlossen und das Rohr 6b soweit gedreht, dass die oberhalb der normalen Austrittsöffnung befindlichen öffnungen in den Rohren 6a und 6b zumindest teilweise übereinanderstehen. Damit wird dem im Rohr 6a befindlichen Feststoff die Möglichkeit des Austrittes durch die öffnungen 7 in den Behälter 1 gegeben. Die Absperrarmatur 4 kann jetzt geschlossen werden.

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Claims

Patentansprüche

Γΐ.) Vorrichtung zum Befüllen eines unter erhöhten Druck zu setzenden Behälters mit frei fliessenden Feststoffen aus einem unter Normaldruck befind]ichen Vorratsbehälter, gekennzeichnet durch eine Leitung (3) von dem Vorratsbehälter zu dem druckfesten Behälter, in der sich übereinander angeordnet eine gegen den Arbeitsdruck dicht abschliessbare Einrichtung (4) und eine zum Verschluss des Vorratsbehälters geeignete Einrichtung (5) befinden, und durch eine im Anschluss an die Einmündung der Leitung (3) in den Druckbehälter (1) angeordnete Einrichtung aus einem Doppelrohr (6a - 6b) mit einer oder mehreren etwa gleichen Öffnungen (7) in den beiden Rohren, wobei eines der Rohre derart gegenüber dem anderen angeordnet ist, dass die Öffnung in den beiden Rohren durch Drehen eines Rohres offen oder verschlossen gehalten werden kann.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (8 - 12) zum Drehen des Rohres mittels magnetischer Kraftübertragung.

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ORIGINAL INSPECTED