DE4010045C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Kühlung einer pulverförmigen Substanz - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Kühlung einer pulverförmigen SubstanzInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kühlung ei
ner pulverförmigen Substanz, die pneumatisch durch
eine Förderleitung in ein Silo eingespeist und zur Küh
lung mit einer Kühlflüssigkeit in Wärmekontakt ge
bracht wird, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung
des Verfahrens.
Beim Befüllen eines Behälters mit einer pulverförmi
gen Substanz ist es mitunter erforderlich, diese beim
Einfüllvorgang zu kühlen. Stellvertretend für eine sol
che pulverförmige Substanz ist Zement zu nennen, der,
mit Wasser vermischt, exotherm reagiert, eine erhöhte
Temperatur des Reaktionsproduktes aber unerwünscht
bzw. unvorteilhaft ist. Das führt im Beton vor allem bei
größeren Bauwerken während der Abkühlphase zu ei
nem erheblichen Temperaturgradienten, woraus am
Bauwerk Zugspannungen entstehen (Betonwerk + Fer
tigteil-Technik, Heft 8/81, Seite 507), die durch die oben
erwähnte Kühlung vermindert werden können.
Aus der DE-PS 36 23 724 ist ein Verfahren und eine
Vorrichtung zum Herstellen von Frischbeton unter Ver
wendung von Zement, der durch flüssigen Stickstoff
vorgekühlt wird, bekannt. Die Zementkühlung erfolgt
bei der Einspeisung des Zementes in ein Vorratssilo.
Hierzu wird der flüssige Stickstoff zugleich mit dem
Zement in das Zementsilo eingeblasen. Die Anschlüsse
für Zement und Stickstoff sind benachbart im oberen
Silobereich angeordnet.
Ferner ist aus der US-PS 44 79 362 ein Verfahren zur
Kühlung von Zement bekannt, bei dem Zement pneu
matisch durch eine Förderleitung in ein Silo eingespeist
und flüssiger Stickstoff über einen Stutzen eingeleitet
wird.
Das erstgenannte Verfahren bringt den Nachteil mit
sich, daß eine ausreichende Kühlung damit nicht erzielt
werden kann: Denn der Zement tritt wasserstrahlförmig
aus dem Einfüllstutzen aus. Das wasserähnliche Verhal
ten des Zements bewirkt, daß bei direktem Besprühen
des Zementstrahls beim Eintritt in das Silo nur ein unzu
reichender Wärmekontakt hergestellt werden kann.
Das hat zur Folge, daß die Kühlung sehr inhomogen
erfolgt und die Enthalpie des Stickstoffs nicht optimal
genutzt werden kann. Kaltes N2-Abgas bewirkt außer
dem ein Zusetzen des Entstaubungsfilters am Kopf des
Zementsilos. Diese Nachteile treten auch beim zweiten
genannten Verfahren auf, wenn auch in reduzierter
Form. Denn auch durch das Einleiten von flüssigem
Stickstoff über eine oder mehrere Einleitungsstutzen
erzielt man nicht den gewünschten homogenen Wärme
austausch zwischen Zement und Stickstoff, die Enthal
pie des Stickstoffes wird dabei nicht optimal ausgenutzt
und kaltes N2-Abgas führt zu einem Zusetzen des Ent
staubungsfilters.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ver
fahren zur Kühlung einer pulverförmigen Substanz, die
pneumatisch durch eine Förderleitung in ein Silo einge
speist und zur Kühlung mit einer Kühlflüssigkeit in di
rekten Wärmekontakt gebracht wird, aufzuzeigen, wel
ches die oben beschriebenen Nachteile nicht aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
daß die Kühlflüssigkeit durch das Mischrohr einer in die
Förderleitung eingebauten Venturidüse eingedüst wird.
Das wesentliche Merkmal der Erfindung liegt darin,
daß die Eindüsung der Kühlflüssigkeit über das Misch
rohr der Venturidüse erfolgt. Die pulverförmige Sub
stanz strömt mit hoher Geschwindigkeit durch die Ven
turidüse. Gleichzeitig gelangt die Kühlflüssigkeit seitlich
durch das Mischrohr der Venturidüse in die Strömung
der pulverförmigen Substanz. Dabei bilden sich durch
die spezielle Düsenströmung Wirbel, die einen direkten
Kontakt zwischen Kühlmittel und den einzelnen Parti
keln der pulverförmigen Substanz ermöglichen, so daß
eine homogene Kühlung der pulverförmigen Substanz
erreicht wird. Eventuell vorhandene Agglomerate aus
Partikeln der pulverförmigen Substanz werden in der
Düse auseinandergerissen.
Durch die starke Verwirbelung in der Venturidüse,
wie sie durch einen einfachen Stutzen keinesfalls er
reicht werden kann, ergibt sich also eine feinverteilte
Partikelströmung der pulverförmigen Substanz und ein
darin feinverteilter Flüssigkeitsnebel der Kühlflüssig
keit, die zu der homogenen Kühlung führen. Diese ho
mogene Kühlung setzt sich über den restlichen Strö
mungsverlauf hin in der Förderleitung bis in das Silo
fort. Dadurch wird auch eine optimale Ausnutzung der
Enthalpie der Kühlflüssigkeit ermöglicht. Der bessere
Wärmekontakt hat zur Folge, daß das N2-Abgas, das
durch das Entstaubungsfilter entweicht, eine geringere
Restkälte aufweist. Damit wird ein Zusetzen des Ent
staubungsfilters am Silokopf durch kaltes N2-Abgas
vermieden. Durch die bessere Ausnutzung der Enthal
pie der Kühlflüssigkeit kann mit dem erfindungsgemä
ßen Verfahren die geforderte Kühlung der pulverförmi
gen Substanz mit einem geringeren Durchsatz an Kühl
flüssigkeit erreicht werden. Damit reduziert sich der
Verbrauch an Kühlflüssigkeit bzw. die Menge des dar
aus entstehenden Abgases, was wiederum die Gefahr
des Zusetzen des Entstaubungsfilters vermindert.
Die Erfindung kann mit besonderem Vorteil ange
wendet werden, wenn die Venturidüse an einer Stelle in
der Förderleitung eingebaut ist, die sich beim Anschluß
der Förderleitung an die Zuleitung vom Lieferfahrzeug
der pulverförmigen Substanz befindet. So wird ein
längstmöglicher Weg und eine maximale Kontaktzeit
für den Wärmekontakt zwischen Kühlflüssigkeit und
pulverförmiger Substanz erzielt und damit die Enthalpie
der Kühlflüssigkeit optimal ausgenutzt.
Die Erfindung läßt sich auf die verschiedensten pul
verförmigen Substanzen anwenden. Ein Beispiel ist der
schon oben erwähnte Zement im Zuge der Herstellung
von Beton, der wegen seines weitverbreiteten Einsatzes
im Hoch- und Tiefbau eine besondere Bedeutung be
sitzt. Speziell im Zusammenhang mit der Kühlung von
Zement empfiehlt sich die Verwendung von flüssigem
Stickstoff als Kühlmittel, da Stickstoff keine Rückstände
hinterläßt, sondern 100%ig verdampft und ausgast. Die
Erfindung läßt sich jedoch mit gleichem Erfolg auch
beispielsweise bei der Behandlung von Milchpulver und
Kunststoffgranulaten einsetzen.
Besonders vorteilhaft wirkt sich aus, daß die Erfin
dung bei Vorrichtungen nach dem Stand der Technik
leicht zur Anwendung gebracht werden kann, indem
man den einfachen Einleitungsstutzen durch eine Ven
turidüse ersetzt.
Die Erfindung sei im folgenden anhand eines Ausfüh
rungsbeispieles näher erläutert.
Dabei zeigen:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung und
Fig. 2 in einer Ausschnittsvergrößerung aus Fig. 1 die
Venturidüse.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Fig. 1
wird Zement aus einem Lieferfahrzeug (1) pneumatisch
in ein Silo (10) eingespeist. Am Silokopf ist ein Entstau
bungsfilter (11) eingebaut. Die Einspeisung erfolgt vom
Lieferfahrzeug (1) über eine Zuleitung (2), die über ei
nen Anschluß mit der Förderleitung (9) zum Silo (10)
verbunden ist. Flüssiger Stickstoff wird über Leitung (3)
durch einen Durchflußmesser (4) zu einem Steuerventil
(6) geleitet, das durch die Steuereinheit (5) geregelt wird.
Eine genau dosierte Menge flüssigen Stickstoffs gelangt
vom Steuerventil (6) über Leitung (7) zur Förderleitung
(9). Das Eindüsen des flüssigen Stickstoffs in die Förder
leitung (9) erfolgt durch eine Venturidüse (8). Diese ist in
die Förderleitung in der Nähe des Anschlusses zur Zu
leitung eingebaut.
Sie ist in der Ausschnittsvergrößerung in Fig. 2 ge
nauer dargestellt. Der flüssige Stickstoff wird, aus Lei
tung (7) kommend, durch das Mischrohr (8a) der Ventu
ridüse (8) in die Zementströmung, die von der Zuleitung
(2) über Förderleitung (9) zum Silo (10) führt, in der
Förderleitung (9) eingedüst.
Claims (4)
1. Verfahren zur Kühlung einer pulverförmigen
Substanz, die pneumatisch durch eine Förderlei
tung in ein Silo eingespeist und zur Kühlung mit
einer Kühlflüssigkeit in direkten Wärmekontakt
gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die
Kühlflüssigkeit durch das Mischrohr einer in die
Förderleitung eingebauten Venturidüse eingedüst
wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß als Kühlflüssigkeit flüssiger Stickstoff
eingesetzt wird.
3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
nach Anspruch 1 mit einer Förderleitung, die von
einem Anschluß an eine Zuleitung von einem Lie
ferfahrzeug der pulverförmigen Substanz bis in das
Silo führt, dadurch gekennzeichnet, daß in diese
Förderleitung eine Venturidüse mit einem Misch
rohr zum Eindüsen der Kühlflüssigkeit eingebaut
ist.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Venturidüse in der Nähe des Anschlusses an die
Zuleitung vom Lieferfahrzeug eingebaut ist.
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DE19904010045 DE4010045C2 (de) | 1990-03-29 | 1990-03-29 | Verfahren und Vorrichtung zur Kühlung einer pulverförmigen Substanz |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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- 1990-03-29 DE DE19904010045 patent/DE4010045C2/de not_active Expired - Fee Related
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DE4010045A1 (de) | 1991-10-02 |
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