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Anlage und Verfahren zur pneumatischen Förderung
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und dosierten Zuführung von Schüttgut Die Erfindung betrifft e*ne
Anlage sowie ein Verfahren zur pneumatischen Förderung und dosierten Zuführung von
Schüttgut aus wenigstens einem pneumatischen Fördergefäß über eine pneumatische
Förderleitung zu wenigstens einem unter Druck stehenden Raum eines Verbrauchtzrs.
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In bestimmten Fällen muß staubförmiges Schüttgut einem unter Druck
stehenden Raum eines Verbrauchers zugeführt werden. Ein solcher Fall liegt beispielsweise
bei der pneumatischen Zuführung von Kohlenstaub zu Reaktoren, Kohlevergasern und
ähnlichen Einrichtungen vor. Bei den bekannten Anlagen und Verfahren wird die für
den Transport des Schüttgutes benötigte Gasmenge mit in den unter Druck stehenden
Raum des Verbrtluchers (im folgenden der Einfachheit halber "Aufgabebehälter" bezeichnet)
eingeführt. Selbst wenn man diese Gasmenge durch Verwendung einer pneumatischen
Dichtstrom-Förderung klein zu halten sicht, so kann sie sich doch vor allem dort
negativ auswirken, wo das Schüttgut bei nachgeschalteten Verfahren zur Reaktion
beitragen soll. Bei Zuführung es Schüttgutes in Aufgabebehälter, die unter hohen
Druck stehen, ist die Fördergsmenge - bezogen auf atmosphärische Verhältnisse -
besonders hoch, da sie durch die minimale Fördergeschwindigkeit bestimmt wird.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anlage (sowie
ein zum Betrieb dieser Anlage geeignetes Verfahren) zu schaffen, bei der nur eine
minimale Fördergasmenge in den mit Schüttgut versorgten Raum des Verbrauchers (d.h.
in den Aufgabebehälter) eingeführt wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß am verbraucherseitigen
Ende der pneumatischen Förderleitung ein zugleich als Gasabscheider ausgebildetes
pneumatisches Dosiergerät vorgesehen ist.
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Dieses Gerät ermöglicht es, einerseits mit einer beliebig großen Fördergasmenge
den Transport des Schüttgutes vom Fördergefäß bis zum Dosiergerät durchzuführen,
andererseits jedoch den restlichen Transport des Schüttgutes, insbesondere seine
dosierte Zuführung zum Aufgabebehälter, mit einer minimalen Gasmenge zu bewerkstelligen.
Indem auf diese Weise der weitaus größte Teil der Fördergasmenge in dem zugleich
als Gasabscheider ausgebildeten Dosiergerät vom Schüttgut getrennt wird, werden
die Nachteile vermieden, die bei den bekannten Anlagen mit der Einführung einer
großen Fördergasmenge in den Auf gabebehälter des Verbrauchers verbunden sind.
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Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung ist das Dosiergerät
in unmittelbarer räumlicher Nähe des Aufgabebehälters angeordnet und.mit diesem
über einen Krümmer von großem Radius verbunden. Dadurch läßt sich der restliche
Transport des Schüttgutes
vom Dosiergerät in den Aufgabebehälter
mit einer ganz geringen Gasmenge durchführen.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen sowie
aus der folgenden Beschreibung zweier in der Zeichnung veranschaulichter Ausführungsbeispiele
hervor. In der Zeichnung zeigen Fig.1 eine Schemadarstellung eines ersten Ausführungsbeispieles
der erfindungsgemäßen Anlage; Fig.2 eine Schemadarstellung eines zweiten Ausführungsbeispietes
der Erfindung.
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Die Anlage gemäß Fig.1 dient zur pneumatischen Förderung und dosierten
Zuführung von staubförmigem Schüttgut, insbesondere Kohlenstaub, zu einem unter
Druck stehenden Aufgabebehälter 1. Die Anlage enthält zwei pneumatische Fördergefäße
2, 3, die über evtl. Ventile 4, 5 und pneumatisch steuerbare Auslautdüsen 6, 7 an
eine pneumatische Förderleitung 8 angeschlossen sind, die zu einem pneumatischen
Dosiergerät 9 führt, das zugleich als Gasabscheider ausgebildet ist. Das Dosiergerät
9 ist in unmittelbarer räumlicher Nähe des Aufgabebehälters 1 angeordnet und über
eine kurze Förderleitung 10 (vorzugsweise über einen Krümmer von großem Radius)
mit dem Aufgabebehälter 1 verbunden. Zwischen dem Dosiergerät 9 und der Pörderleitung
10 ist ein Ventil 11 und eine fest eingestellte AuslaufdWse 12 vorgesehen.
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Die Versorgung der pneumatischen Fördergefäße 2 ünd 3 mit Schüttgut
(von einem nicht dargestellten Silo) erfolgt über Leitungen 13, 14. Über eine Leitung
15 wird den Fördergefäßen 2, 3 von einem Gasverteiler 16 Auflockerungsgas zugeführt.
Eine Leitung 17 dient zur Erzeugung des Oberdruckes in den Fördergefäßen 2,3. Eine
Leitung 18 führt schließlich n die Förderleitung 8 das Fördergas ein. Eine Enlftungsleitung
19 führt von den Fördergefäßen 2, 3 zur Entstaubung.
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Die Anlage eathält weiterhin eine Einrichtung W zur Messung und Überwachung
des Füllstandes der Fördergefäße 2 und 3, eine Einrichtung W2 zur Messung und überwachung
des Füllstandes im Dosiergerät 9, weiterhin Regler R1 und R2 zur Regelung des Oberdruckes
in den Fördergefäßen 2, 3 bzw. im Dosiergerät 9, ferner einen Regler F.
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Das Dosiergerät 9 erhält Auflockerungsluft über eine Leitung 20 sowie
eine Drossel 21.
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Die übrigen Leitungsverbindungen sowie die Funktion der einzelnen
Regelkreise ergeben sich aus der folgenden Funktion der Anlage: Die beiden Fördergefäße
2, 3 werden alternierend auf Füllen und auf Fördern geschaltet, so daß jeweils ein
Fördergefäß an die Förderleitung 8 angeschlossen ist. Die Umschaltung der Fördergefäße
erfolgt stufenlos, so daß keine merkliche Unterbrechung des Fördergutstromes in
der Förderlei-
tung 8 auftritt.
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Die Regelung der Dosierleistung M1 (Fördermenge pro Zeiteinheit in
der Förderleitung 8) erfolgt über den Regler R1, der einO bestimmten Qberdruck Pl
in den Fördergefäßen 2, 3 aufrechterhält. Die Düsen 6 und 7 werden dabei so eingestellt,
daß die Förderleistung innerhalb eines bestimmten Bereiches variiert werden kann.
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Die Uberwachung der Förderleistung erfolgt über die Einrichtung W1
zur Messung und Uberwachung des Füllstandes (beispielsweise eine Waage), die über
den Regler F die Förderleistung durch eine zlsätzliche Korrektur des Oberdruckes
in den FördergefäBen 2, 3 konstant hält. Diese. Nachregelung hat sich als wünschenswert
erwiesen, um Schwankungen der Förderleistung durch Änderungen in der Fließfähigkeit
des Schüttgutes zu vermeiden.
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Die zur einwandfreien Förderung des Schüttgutes benötigte Fördergasmenge
Q1 wird über die Leitung 18 kontinuierlich aufgegeben. In dem zugleich als Gasabscheider
ausgebildeten Dosiergerät 9 wird die für die pneumatische Förderung des Cutes durch
die Förderleitung 8 benötigte, für den restlichen Transport des Schüttgutes in den
Aufgabebehälter 1 dagegen unerwünschte Gasmenge über den Regler R2 in die Atmosphäre
oder in das Gaskreislaufnetz kontrolliert abgeführt. Hierbei regelt der Regler R2
den Oberdruck p3 des Dosiergerätes 9 auf einen
vom Regler F vorgegebenen,
theoretisch ermittelgen Sollwert. Dieser vom Regler F unter Berücksichtigung der
Eigenschaften der Anlage errechnete theoretische Sollwert des Oberdruckes p3 wird
in Abhängigkeit von der tatsächlichen Dosierleistung M2 (Gutmenge pro Zeiteinheit
in der Förderleitung 10) korrigiert. Hierfür wird als zusätzliche Regelgröße der
Druck p4 in der vom Dosiergerät 9 zum Aufgabebehälter 1 führenden Förderleitung
10 verwendet, ferner die Druckdifferenz zwischen p3 und P4 Weiterhin wird der Füllstand
desDosiergerätes 9 über die Einrichtung W2 zur Messung und Überwachung des Füllstandes
sowie den Regler F konstant gehalten, ebenso wie die Förderleistung M1 der Fördergefäße
2 bzw. 3.
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Die dem Dosiergerät 9 zur Auflockerung des Schüttgutes zugeführte
Gasmenge richtet sich nach der Fließfähigkeit des Schüttgutes und wird während der
Inbetriebnahme auf einen Optimalwert eingestellt.
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Diese Gasmenge ist sehr klein und in den meisten Fällen nicht größer
als die Gasmenge, die von losem Schüttgut ohnehin bei einem Materialfluß mitgetragen
wird. Der Druck im Dosiergerät 9 kann 0,3 bis 2,5 bar über dem Druck p4 liegen.
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Weicht im Betrieb die Dosierleistung M2 vom Sollwert ab, so hat dies
eine Änderung des Füllstandes des Dosiergerätes 9 zur Folge. Die Korrektur
geschieht
wie folgt: Ist die Förderleistung M1 korrekt, so wird durch den Regler F der Sollwert
des Oberdruckes p3 geändert und hierdurch der Soll-Füllstand des Dosiergerätes 9
und damit die Soll-Dosierleistung M2 wiederhergestellt. Ist dagegen die Änderung
des Füllstandes des Dosiergerätes 9 auch auf eine Sollwert-Abweichung der Förderleistung
M1 zurückzuführen, so wird über den Regler F der Oberdruck Pl der Fördergefäße 2,
3 entsprechend geändert und damit die Förderleistung M1 korrigiert.
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Die Anlage gemäß Fig.2 enthält lediglich ein pneumatisches Fördergefäß
22, das alternierend auf Füllen und Fördern geschaltet wird. Die einander entsprechenden
Teile sind mit denselben Bezugszeichen wie in Fig.1 gekennzeichnet.
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Die Funktion ist wie folgt: Ebenso wie bei dem Ausführungsbeispiel
gemäß Fig.1 wird die Förderleistung M1 des Förderers 22 in Abhängigkeit der Differenz
zwischen dem Fördergefäß-Oberdruck Pl und dem Druck p2 in der Förderleitung 8 geregelt,
wobei die Förderleistung über eine Fördergefäß-Füllstandsmessung (Einrichtung W1)
überwacht und durch Korrektur des Fördergefäß-Oberdruckes Pl konstant gehalten wird.
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Die Förderluft wird auch in der Zeit, in der das Fördergefäß 22 auf
Füllen geschaltet ist, zwecks Aufrechterhaltung des Oberdruckes p3 im Dosierge-
rät
9 beibehalten. Die Dosierleistung M2 des Dosiergerätes 9 wird dabei wie folgt geregelt;
- In der Zeit, in der das Fördergefäß 22 auf Fördern geschaltet ist, erfolgt die
Regelung der Dosierleistung M2 in Abhängigkeit der Differenz zwischen der Förderleistung
M1 und der pro Zeiteinheit auftretenden Füllstandsänderung des Dosiergerätes 9 (ermittelt
durch die Einrichtung W2); - in der Zeit, in der das Fördergefäß 22 auf Füllen geschaltet
ist, wird die Dosierleistung M2 des Dosiergerätes in Abhängigkeit der pro Zeiteinheit
auftretenden Füllstandsänderung des Dosiergerätes 9 geregelt.
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Die Anlage gemäß Fig.2 kann in Fällen zur Anwendung kommen, in denen
eine kurzzeitige Unterbrechung in der genauen-Messung und Regelung vertretbar ist.
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Das Dosiergerät 9 wird hierbei mit einer Kapazität ausgelegt, bei
der sich die auftretenden Schwankungen des Füllstandes nicht nachträglich auf die
Dosis genauigkeit auswirken.
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Die Leistung des Fördergefäßes 22 ist hierbei selbstverständlich größer
als die des Dosiergerätes 9, um die während des Füllens des Fördergefäßes 22 bedingten
Totzeiten in der Förderung auszugleichen. Da während der Umschaltung des Fördergefäßes
22 von Fördern auf Füllen und umgekehrt kurzzeitige Schwankungen in den Meßwerten
auftreten, wird der Regler R2 zweckmäßig in diesem Intervall gesperrt, um eine
Fehlkorrektur
der Dosierleistung M2 zu verhindern.
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Bei der erfindungsgemäßen Anlage wird zur Regelung zweckmäßig ein
frei programmierbares Regelgerät eingesetzt, das alle Meßgrößen erfaßt und zur Regelung
ausnutzt.
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Für die Förderung und Auflockerung wird man in vielen Fällen zweckmäßig
inertes Gas benutzen (insbesondere zur Kohlenstaubförderung). Selbstverständlich
können hierbei auch Fördergefäße Verwendung finden, die mit mehreren Ausläufen versehen
sind und gleiclizeitig Schüttgut mehreren Verbrauchs stellen zuführen. Dabei ist
jeder Verbrauchsstelle ein zugleich als Gasabscheider ausgebildetes Dosiergerät
der beschriebenen Art zugeordnet, das zweckmäßig mit eingebauten Staubfiltern versehen
ist. Bei Verwendung eines Fördergefäßes mit mehreren Ausläufen wird die Gesamtfördermenge
über eine am Fördergefäß angebrachte Waage geregelt, während die Verteilung auf
die einzelnen Verbrauchsstellen mit den an den einzelnen Ausläufen des Fördergefäßes
angebrachten pneumatisch steuerbaren Düsen in Abhängigkeit vom Füllstand des zugeordneten
Dosiergerätes geregelt.
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wird.
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In den Gutaustragsleitungen der pneumatischen Fördergefäße können
gegebenenfalls zur Erzielung eines besonders großen Regelbereiches Auslaufdüsen
mit pneumatisch verstellbarer Einschnürung Verwendung finden. In der Gutaustragsleitung
des Dosiergerätes
ist dagegen eine fest eingestellte Auslaufdüse
zweckmäßiger, um das in den Aufgabebehälter gelangende Gasvolumen möglichst klein
zu halten.