DE4216505A1 - Verfahren für Transport, Lagerung und Dosierung von schüttfähigen Feststoffen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren für den Transport, die Lagerung und ggfs. die dosierte Entnahme eines schüttfähigen, in der Regel pulverigen Feststoffes, der aufgrund seiner physikalisch- chemischen Eigenschaften problematisch in der Handhabung ist, insbesondere Wasser und Dampf aus der Umgebung bindet und zu Staubexplosionen neigt.

Ein solcher Stoff ist beispielsweise die Gruppe der Polyelektrolyte, wie sie zum Ausfällen von Feststoffen aus Flüssigkeiten, insbesondere bei der Abwasserbehandlung, eingesetzt werden. Ein weiterer Einsatzfall ist z. B. die industrielle Verwendung bei der Papierherstellung.

Diese Stoffe werden in der Regel mit einem Korndurchmesser von 0,01 mm bis 1 mm benutzt, wobei der Anteil mit geringer Korngröße volumenmäßig zwar nur einen beschränkten Anteil besitzt, hinsichtlich der Oberfläche jedoch mehr als die Hälfte der Oberfläche des gesamten Stoffes bietet und daher für das Körnungsgemisch insgesamt Explosionsgefahr besteht.

Zusätzlich sind diese Polyelektrolyte stark hygroskopisch und dürfen während ihrer gesamten Handhabung bis zum Einsatzort nicht mit Wasserdampf oder wasserhaltigen Stoffen in Berührung kommen, da sie sonst ihre Einsatzfähigkeiten sehr schnell verlieren. Ebenso dürfen diese Polyelektrolyte keinen hohen Temperaturen von mehr als ca. 50°C ausgesetzt werden.

Das im folgenden beschriebene Verfahren zur Handhabung problematischer schüttfähiger Feststoffe soll am Beispiel dieser Polyelektrolyte abgehandelt werden, wobei dies keine Beschränkung der vorliegenden Patentanmeldung auf Polyelektrolyte darstellen soll.

Bisher wurden derartige Polyelektrolyte, die beispielsweise in großen Kläranlagen in vielen Tonnen pro Monat benutzt werden, in sogenannten Tay-Bags gehandhabt, wobei es sich um große Kunststoffsäcke von mehr als einem m³ Fassungsvermögen handelt, die in einem Stahlrohr-Gestell aufgehängt sind und an ihrem untersten Punkt eine Verschnürung aufweisen.

Diese Stahlgestelle dienten vor allem der problemlosen und verletzungssicheren Entleerung der Tay-Bags und wurden direkt über die Dosiereinrichtung, also beispielsweise einem Dosiersilo oder direkt in einem Trockenstoffdosierer zum Eindosieren dieser Feststoffe in eine Flüssigkeit, aufgesetzt. Anschließend wurde die Verschnürung am unteren Ende des Tay-Bags gelöst, wodurch sich die Sacköffnung in das Dosiersilo oder den Trockenstoffdosierer des Dispersers hinein verbreiterte.

Beim Verbrauch großer Mengen dieser Polyelektrolyte bereitet selbst die Handhabung dieser Großraumsäcke noch erheblichen Arbeitsaufwand. Zusätzlich ist weder eine langfristige Lagerung in diesen Tay-Bags aufgrund der Gasdurchlässigkeit der Kunststoffsäcke und damit der Wasseraufnahme des Polyelektrolytes möglich, noch kann beim Auslaufen des Tay-Bags in den Dosiersilo hinein der Zustrom feuchter Umgebungsluft unterbunden werden.

Besonders nachteilig wirkte sich Umgebungsfeuchtigkeit beim direkten Bespritzen der Tay-Bags durch Regen oder andere Umgebungsvorgänge aus.

Daneben existiert noch die klassische Handhabung der Polyelektrolyte mittels ca. 25 kg fassender Papiersäcke, die von Hand in einen Schütt-Trichter des Dispersers oder einer anderen Dosieranlage nach Aufschneiden der Säcke hineingeleert wurden. Dabei kann ebenfalls nicht der Zutritt feuchter Umgebungsluft oder direkter Wassereinwirkung unterbunden werden, und zusätzlich fällt eine sehr große Menge von Verpackungsmaterial an, da diese Einwegsäcke im Gegensatz zu den Tay-Bags nicht wiederverwendet werden können.

Es ist daher die Aufgabe gemäß der Erfindung, ein Verfahren zur Handhabung derartiger Stoffe sowie Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, bei dem einerseits der Aufwand an Verpackungsmaterial sowie der manuelle Aufwand für Transport und Lagerung möglichst gering ist und andererseits - insbesondere bei stark schwankendem Bedarf des Verbrauchers an diesem Stoff - relativ problemlos auch über längere Zeit eine Vorratshaltung mit diesen Stoffen möglich ist.

Für schüttfähige, pulverförmige Feststoffe ist ganz allgemein die Lagerung in feststehenden oder transportablen Silos bekannt, die am unteren Ende konisch zulaufen und aus denen der Inhalt dort im wesentlichen durch Schwerkrafteinwirkung über ein zusätzliches Entnahmeorgan ausgebracht wird. Die Befüllung der Silos erfolgt mittels Silo-LKW oder durch Anliefern eines aufstellbaren, kompletten, gefüllten neuen Silos.

Bereits bei der Handhabung von schüttfähigen Stoffen ohne zusätzlich erschwerende Eigenschaften entstehen hierbei eine Reihe von Problemen:

Sowohl beim Entleeren des LKW-Silos, der zum Entleeren in eine annähernd senkrechte Lage hochgestellt wird, als auch beim Entleeren feststehender Silos soll das Schüttgut zum Auslaufpunkt an der tiefsten Stelle selbsttätig nachrutschen.

Dies kann durch möglichst steile Wände am unteren Ende erleichtert werden, jedoch bilden sich trotz dieser Maßnahmen häufig Brücken im Schüttgut aus, die ein Nachfließen durch den darauf lastenden Druck verhindern. Dann muß mit improvisierten Maßnahmen die Brückenbildung aufgebrochen werden, indem beispielsweise in die Auslauföffnung, die zu diesem Zweck von einer angekuppelten Schlauchleitung oder anderen Transportvorrichtungen getrennt werden muß, mit Hilfe von Stangen etc. hineingestochen wird, um die ausgebildeten Brücken nach Möglichkeit mechanisch zu zerstören.

Dem gleichen Zweck dienen außen an der Behälterwand angebrachte Vibratoren oder Klopfer, die jedoch häufig nur den Randbereich des Inhaltsstoffes ins Schwingen bringen, nicht jedoch die weiter im Innenraum gelegenen Bereiche mit den dort sich bildenden Brücken.

Auch das Einblasen von Luft in den Behälter durch fest von der Behälterwand nach innen gerichtet angeordnete Düsen zur Zerstörung der Brückenbildungen ist bekannt.

Vor allem die improvisierten mechanischen Maßnahmen behindern weitgehend eine vollautomatische Handhabung des Schüttgutes. Das Hindurchblasen von Druckluft zum Aufbrechen der Brückenbildungen ist bei stark hygroskopischen Schüttgütern nur bedingt möglich, da dann entsprechend trockene Luft in großen Mengen zur Verfügung stehen muß. Zusätzlich verfügen Silos in der Regel über ein hochgelegenes Entlüftungsventil, über welches Umgebungsluft in den beim Entleeren entstehenden Hohlraum nachfließen kann, um dort Unterdruckbildung und abbrechenden Entleerungsvorgang zu vermeiden.

Auch dies ist für hygroskopische Schüttgüter nicht akzeptabel, um an der Oberfläche des Siloinnenraumes eine Wasseraufnahme des Schüttgutes zu verhindern, da - beispielsweise bei Polyelektrolyten - bereits ein geringer Anteil verklumpter Polyelektrolyte aufgrund von Wasseraufnahme die gesamte Anlage zur Dosierung der Polyelektrolyte lahmlegen kann.

Die klassischen Verfahren zur Handhabung von Schüttgütern sind daher für Schüttgüter mit den beschriebenen erschwerenden Eigenschaften nur bedingt anwendbar.

Die gestellte Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 und 16 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

In der Regel hat ein Betreiber mehrere Dosierstellen mit dem Schüttgut zu versorgen.

Zu diesem Zweck wird die Lagerung des Feststoffes in einem großen Vorratssilo erfolgen und an den einzelnen zu versorgenden Dosierstellen ist jeweils ein kleiner Dosiersilo vorgesehen, der als Zwischenpuffer wirkt. Der Austrag aus diesem Dosiersilo in die zwar meist in der Nähe befindliche, jedoch örtlich nicht ganz identische Dosierstelle kann dann mittels einer geeigneten, mengensteuerbaren Transporteinrichtung mit geringer Leistungsfähigkeit gelöst werden.

Die einzelnen Dosiersilos werden automatisch durch Maximal- und Minimal-Füllstandssensoren gefüllt gehalten, die ein Transportsystem zwischen dem Vorratssilo und den einzelnen Dosiersilos steuern.

Als Transportsystem sowohl zwischen dem Vorratssilo und den Dosiersilos als auch zwischen Dosiersilo und zu versorgender Dosierstelle wird vorzugsweise ein jeweils im Kreis geführter Gasstrom verwendet, in dem die Feststoffpartikel mitgeführt werden.

Ein m³ dieses Transportgases kann dabei ca. 5 kg Feststoffpartikel transportieren, wobei am Anlieferungspunkt mittels eines Zyklones die Feststoffe aus dem im Kreis geführten Gasstrom wieder ausgeschieden werden, was mit einer Zuverlässigkeit von mehr als 99% der Fall ist.

Das Innere des Vorratssilos und auch der Dosiersilos wird unter einem leichten Überdruck gehalten, um bei den nie ganz zu vermeidenden Undichtigkeiten ein Eindringen von feuchtigkeitsbeladener Außenluft zu vermeiden und statt dessen einen leichten Strom aus der Atmosphäre des Silos durch die Wand nach außen zu gewährleisten.

Bei dem Vorratssilo kann es sich um ein feststehendes Silo handeln, das aus Silo-LKW nachgefüllt wird, oder um transportable, im gefüllten Zustand angelieferte Vorratssilos.

Bei der Entleerung eines solchen Silo-LKW - und analog auch beim Entleeren eines großen, ortsfesten Silos - kann von der tief liegenden Entleerungsöffnung oder von Punkten in ihrer Nähe aus Gas mit Druck in das Silo eingeblasen werden, welches durch das Schüttgut hindurch aufsteigt und über einen in der Nähe des höchsten Punktes liegendes Entlüftungsventil in die Umgebung austritt.

Dies ist nur während der Entleerung des entsprechenden Silos notwendig, und verhindert bereits die Bildung von Brücken im Feststoff, so daß eine Unterbrechung bei der Entnahme nicht eintreten kann.

Je nach dem, wie stark explosionsgefährdet das Schüttgut ist, ist entweder ein Explosionsschutz mit herkömmlichen elektrischen und elektromechanischen Mitteln ausreichend, zu denen in erster Linie das Erden sämtlicher Aggregatteile gehört, die sich statisch durch das entlangschleifende Schüttgut aufladen können, oder ob statt dessen oder auch u. U. zusätzlich die Inertisierung sämtlicher Freiräume notwendig ist, die Verbindung mit dem explosionsfähigen Schüttgut haben können. Dies sind sämtliche angeschlossene Behälter, bei Belieferung durch LKW-Silos auch die Silos des LKW, sowie die Transportleitungen.

In diesem Fall wird als Inertgas Stickstoff verwendet, der jedoch nicht in fertiger Form angeliefert, sondern vor Ort nach dem sogenannten Membranverfahren durch Abscheidung aus Luft erzeugt wird.

Hierfür können jedoch vor Ort aus Kostengründen nur beschränkte Mengenleistungen für die Stickstoff-Erzeugung installiert werden, wie sie für das Inertisieren der unter leichtem Überdruck stehenden Silo-Innenräume sowie das Inertisieren der ringförmigen Förderleitungen zuzüglich eines Überschusses notwendig sind.

Dieser Überschuß wird so bemessen, daß bei Speicherung des Überschusses in einem Stickstoffspeicher (Gasflaschen) die Überschußproduktion ausreicht, um aus diesem Stickstoffspeicher vor allem den zusätzlichen Stickstoffbedarf zu decken, wie er bei periodischer Befüllung des Vorratssilos durch Silo-LKW notwendig wird.

Auch für die Versorgung der Ringleitung sowohl vom LKW zum Vorratssilo als auch vom Vorratssilo zu den Dosiersilos dient der Stickstoffspeicher als Mengenpuffer, da die Ringleitung vom LKW zum Vorratssilo nur in großen zeitlichen Abständen, also immer nur bei Entleerung eines LKW, in Betrieb gesetzt wird, und auch die Nachfüll-Leitung des Vorratssilos zu den Dosiersilos nicht ständig in Betrieb ist, sondern in der Regel nur im Abstand von einer bis mehreren Stunden.

Bei extrem knapper Bemessung der Stickstoff-Produktions- Kapazität muß diese also nur wenig mehr betragen, als es für das unter-Druck-halten des Vorratssilos und der Dosiersilos und der nicht im Betrieb befindlichen Ringleitungen notwendig ist, zuzüglich eines geringen Überschusses, aus dessen Mengenansammlung dann der periodische Zusatzbedarf abgedeckt werden können.

Bei einer Inertisierung des gesamten Systems werden redundant sowohl der Sauerstoffgehalt als auch der Gehalt an Inertgas wenigstens an dem Auslauf des LKW-Silo, dem Auslauf des Vorratssilo und in der Ringleitung zwischen dem Vorratssilo und den Dosiersilos gemessen.

Die Redundanz der beiden Meßwerte ist aus Sicherheitsgründen notwendig. Bei Schüttgütern, für welche einfacher Explosionsschutz ausreichend ist, kann sowohl als Transportgas in den Ringleitungen als auch als Spülgas in den Vorratssilos, vor allem bei deren Entleerung, getrocknete Luft verwendet werden, deren Taupunkt nicht über minus 30°C, vorzugsweise nicht über minus 40°C liegt, und deren Temperatur unter 50°C beträgt.

Der Austrag aus einem Silo erfolgt im wesentlichen durch Schwerkrafteinfluß. Im Auslauf des Silos ist ein Entnahmeorgan zum Öffnen und Schließen und ggfs. für eine grobe Mengensteuerung des Auslaufs angeordnet. Im einfachsten Fall handelt es sich dabei um einen Schieber. Falls der Auslauf besser dosiert werden soll, um eine Austragsschnecke oder vorzugsweise um eine Zellradschleuse.

Unterhalb oder knapp neben dem Austragsorgan verläuft die Ringleitung in der das Transportgas zirkuliert und die mit dem Austragsorgan in Verbindung steht. Die Druckverhältnisse in der Ringleitung sind dabei so beeinflußt, daß in der Zuführung vom Austragsorgan zur Ringleitung Unterdruck herrscht, das aus dem Austragsorgan freigegebene Schüttgut also in die Ringleitung angesaugt wird.

Dies wird vorzugsweise durch ein an dieser Stelle angeordnetes Venturi-Rohr in der Ringleitung erreicht. Vorzugsweise ist nach dem Venturi-Rohr ein Sperrventil in die Ringleitung eingebaut, durch dessen kurzfristiges Schließen und wieder Öffnen dieser Unterdruck schnell und kurzfristig in einen Überdruck umgewandelt und anschließend in einen kurzfristigen noch stärkeren Unterdruck verändert werden kann.

Dadurch können von der Ringleitung aus Druckstöße über das Austragsorgan in das Innere des Silos abgegeben werden, denen jeweils kurzfristig ein starker Unterdruck folgt, was ebenfalls einer sich beginnenden Brückenbildung im Austragsbereich des Silos vorbeugt.

Zusätzlich wird Spülgas, also in der Regel das gleiche Gas, welches auch als Transportgas dient, während der Entleerung von unten in das Silo eingebracht. Entweder von einem Punkt zwischen dem Austragsorgan und der Ringleitung aus, wobei ein Teil des Spülgases auch in die Ringleitung gesaugt wird, oder von den Behälterwänden oberhalb des Austragsorganes, und hier wiederum auch mittels Lanzen, die von der Behälterwand aus in das Innere des Schüttgutes hineinragen und dort fest angeordnet sind.

Sollte das Schüttgut sehr stark zu Brücken- und Klumpenbildung neigen, so können noch weitere mechanische Mittel für das leichtere Entleeren angeordnet sein.

Beispielsweise auf der Behälterinnenwand aufblasbare Luftpolster, mit denen eine auf der Innenseite anliegende Schicht des Schüttgutes abgedrückt werden kann. Bekannt sind weiterhin an den Behälterwänden, vor allem wiederum im Bereich der Schräge im unteren Bereich des Silos, angeordnete Vibratoren oder Klopfer.

Falls der Füllstoff - wie beispielsweise die Polyelektrolyte - an der Dosierstelle in eine Flüssigkeit fein verteilt in exakter Dosierung eingebracht werden muß, wird in den Transportkreis des Gases zwischen dem Dosiersilo und der zu versorgenden Dosierstelle anstelle eines Austragszyklons ein ganzer Disperser eingesetzt, so daß die aus dem Zyklon des Dispersers herabfallenden Feststoffe in bekannter Weise vor dem Eintrag in die Flüssigkeit bereits benetzt werden, um ein Verklumpen in der Flüssigkeit zu vermeiden.

Je nach Erfordernis wird der Eintrag zunächst in ein Zwischen­ reservoir an Flüssigkeit vorgenommen, um dort die notwendige Reifezeit des reaktiven Stoffes abzuwarten.

Eine Ausführungsform gemäß der Erfindung ist anhand der Figuren beispielhaft näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 eine Anlage mit transportablen Vorratsilos,

Fig. 2 eine Anlage mit festem Vorratssilo und

Fig. 3 Details im Kreislauf zwischen einem Siloauslauf und einem Feststoffabscheider.

In Fig. 1 ist ein Vorratsilo 1 dargestellt, der bei Bedarf gegen einen gefüllten anderen Vorratssilo 1 ausgetauscht werden kann, indem der gesamte, gefüllte Vorratssilo 1 mittels LKW 21 angeliefert wird.

Nach Anschluß des aufgestellten Vorratssilos 1 an eine Ringleitung 10 steht das Vorratsilo 1 mit einem oder mehreren Dosiersilos 2 in Verbindung, die als Zwischenpuffer für das Polyelektrolyt 6 dienen. In Fig. 1 ist nur ein solches Dosiersilo 2 mit seiner Verbindung zur Dosierstelle 23 dargestellt.

In der Ringleitung 10 wird mittels einer Pumpe 20 ein Gasstrom umgepumpt, in den der aus dem Auslauf 5 herauslaufende Feststoff 6 im Bereich eines Venturi-Rohres 15 hineingelangt.

Das Venturi-Rohr 15 dient dazu, an dieser Stelle einen Unterdruck in der Verbindungsleitung 24 zwischen Auslauf 5 und Ringleitung 10 zu erzeugen, um ein möglichst gleichmäßig verteiltes Mitreißen des Feststoffes 6 durch den Gasstrom zu gewährleisten.

Der Feststoff 6 wird oberhalb des Dosiersilos 2 mittels eines Zyklons 4, der im Gasstrom der Ringleitung 10 angeordnet ist, wieder aus dem Gasstrom ausgeschieden, was mit einer Vollständigkeit von mehr als 99 % geschieht, so daß nur äußerst wenig Feststoff 6 im Kreis geführt wird.

Die Ringleitung 10 ist in der Regel so transportfähig ausgelegt, daß sie nicht ständig in Betrieb ist, sondern hierüber ein Dosiersilo 2 nur dann nachgefüllt wird, wenn die dort angebrachten automatischen Füllstandsanzeiger einen minimalen Befüllungszustand anzeigen.

Je nach Entfernung und Anzahl der Dosiersilos 2 können mehrere Dosiersilos 2 mit einer Ringleitung 10 versorgt werden, indem die auf jedem Dosiersilo 2 angeordneten Zyklone 4 wahlweise mittels eines angeordneten - nicht dargestellten - By-Passes und entsprechender Umlenkklappen oder anderer Ventile aus dem Gasstrom der Ringleitung 10 kurzfristig ausgekoppelt werden, so daß nur am gewünschten Dosiersilo 2 mittels dessen Zyklon 4 Feststoff 6 eingelagert wird.

Sowohl das Innere des Vorratssilos 1 als auch des Dosiersilos 2 sind über Versorgungsleitungen mit einem Stickstoff-Erzeuger 22 verbunden, der die Freiräume oberhalb des Feststoffes 6 in den Silos mit Stickstoff unter leichtem Überdruck beaufschlagt. Dadurch kann auch bei geringfügigen Undichtigkeiten des Silos keine feuchte Außenluft eindringen.

Dem Stickstoff-Erzeuger 22 ist auch ein Stickstoffspeicher 12 zugeordnet, in den momentan nicht benötigter, erzeugter Stickstoff eingelagert wird, um für momentanen Spitzenbedarf verfügbar zu sein. Der Stickstoff-Erzeuger 22 muß damit in seiner Leistung nicht gemäß der eventuell auftretenden Spitzenbelastung ausgelegt werden.

Über weitere Versorgungsleitungen 26 kann Stickstoff wahlweise auch in den unteren Bereich in der Nähe des Auslaufs 5 bzw. 13 des Vorratssilos und/oder des Dosiersilos 2 eingebracht werden. Dort erfolgt ein Einblasen von Stickstoff jedoch in der Regel nur in kurzen Zeiträumen und relativ großen Mengen, um beim Austrag aus einem Silo Brückenbildung und Verstopfung im Feststoff 6 zu vermeiden. Der auf diese Art in den unteren Bereich eines Silos eingebrachte Stickstoff kann über die Versorgungsleitung 25, die im oberen Bereich des Silos mündet, bei entsprechender Ventilschaltung wieder entnommen und beispielsweise dem Stick­ stoffspeicher 12 zugeführt werden.

Alternativ hierzu kann das Silo am höchsten Punkt auch ein Entlüftungsventil 9 aufweisen, um gezielt ständig in gedrosselter Form den im Überdruck zugeführten Stickstoff, egal ob über die hoch liegende Versorgungsleitung 25 oder die tief liegende Versorgungsleitung 26 zugeführt, an die Umgebung abzugeben, was jedoch bei größerer dauernder Stickstoffzufuhr unwirtschaftlich ist.

Das Dosiersilo 2 ist in der Nähe der zu versorgenden Dosierstelle 23 angeordnet. Der Auslauf 13 des Dosiersilos 2 ist mit der Dosierstelle 23 wiederum mit einer Ringleitung 27 verbunden, in der analog zur Ringleitung 10 der Feststoff mittels eines umgepumpten Gasstromes zur Dosierstelle 23 transportiert wird.

Auch diese Ringleitung 27 enthält eine Pumpe 20 und ein Venturi- Rohr 15 zur Aufnahme des Feststoffes 6 und zum Austrag der Feststoffpartikel einen Zyklon 28. Da das Polyelektrolyt in der Regel in eine Flüssigkeit 29 fein verteilt eingebracht werden soll, ist dieser Zyklon 28 in der Regel Teil eines Dispersers 30, mit dessen Hilfe das fein verteilte Polyelektrolyt zunächst mit Flüssigkeit benetzt wird, bevor es in das Flüssigkeitsbad 29 eingebracht wird, um Klumpenbildung zu vermeiden.

Da sowohl die Ringleitung 10 als auch die Ringleitung 27 mit Stickstoff als Transportgas betrieben werden, stehen diese Ringleitungen ebenfalls über Versorgungsleitungen 31, 32 mit dem Stickstoff-Erzeuger 22 bzw. dem Stickstoff-Speicher 12 zum Ausgleich von Stickstoffverlusten in Verbindung.

Fig. 2 zeigt ein der Fig. 1 ähnliches System, in dem jedoch der Vorratssilo 1 fest installiert ist und über Silo-LKW 7 in Abständen nachgefüllt wird.

Der Auslauf 8 des Silo-LKW 7 steht wiederum über eine Ringleitung 11 mit dem Vorratssilo 1 in Verbindung in dem der Feststoff 6 mittels Gasstrom transportiert wird, analog zur Ringleitung 10. Der Gasstrom hat dabei eine Kapazität von etwa 5 kg Feststoff pro m³ des Transportgases. Bei einem Durchsatz von 1000 m³ Transportgas pro Stunde durch die Ringleitung benötigt die Entleerung eines handelsüblichen Silo-LKW 7 in den Vorratssilo 1 etwa vier Stunden.

Der Auslauf 8 des Silo-LKW 7 ist weiterhin über eine Spülleitung 33 mit dem Stickstoff-Erzeuger 22 bzw. dem Stickstoff-Speicher 12 verbunden. Über diese Spülleitung 33 wird in den Auslauf und damit in den Silo-LKW 7 von unten nach oben im Gegenstrom zum Auslauf des Feststoffes 6 Stickstoff als Spülgas hindurchgeführt, um ein Verklumpen und Brückenbildung im Silo-LKW 7 zu vermeiden.

Der Stickstoff kann - auch abhängig von der Ausstattung des Silo- LKW 7 - über eine Rückführleitung 34 dem Stickstoff-System wieder zugeführt oder über ein Entlüftungsventil 9 mit entsprechendem Staubfilter der Umgebung zugeführt werden.

Die weitere Handhabung des Feststoffes 6 der Anlage entspricht der Vorgehensweise, wie sie anhand Fig. 1 dargelegt wurde.

Zur Kontrolle des funktionierenden Explosionsschutzes wird redundant sowohl die Sauerstoffkonzentration in der den Feststoff 6 umgebenden Atmosphäre als auch die Konzentration des Inertgases, in diesem Falle Stickstoff, permanent oder wenigstens in sehr kurzen Zeitabständen, gemessen.

Zu diesem Zweck sind Sensoren 35 wenigstens im Auslauf 8 des Silo-LKWs 7, im Auslauf 5 des Vorratssilos 1 und in der Ringleitung 10 zwischen dem Vorratssilo 1 und dem Dosiersilo 2 angeordnet und über in den Figuren nicht dargestellte Datenleitungen mit einer entsprechenden Steuereinheit verbunden, von der aus auch die gesamte Anlage gefahren wird.

Fig. 3 zeigt Details aus der Ringleitung 10 zwischen dem Auslauf 5 des Vorratssilos 1 und dem Zyklon 4, der über dem Dosiersilo 2 zum Ausscheiden des Feststoffes 6 angeordnet ist.

Die im folgenden beschriebenen Merkmale können bei Bedarf auch in einer der anderen Ringleitungen verwendet werden.

Der Austrag aus dem Vorratssilo 1 erfolgt im wesentlichen durch Schwerkraft. Als Austragsorgan ist am tiefsten Punkt eine Zellradschleuse 17 angeordnet, die im wesentlichen der gleichmäßigen und portionierten Ausbringung des nachrutschenden Feststoffes 6 dient. Verstopfungen durch Brückenbildungen bilden sich in der Regel im Bereich der Schräge 14 der Silowand.

Um dies zu verhindern, wird über Versorgungsleitungen 26 Stickstoff vom tiefsten Punkt des Vorratssilos 1 aus entgegen der Entnahmerichtung des Feststoffes durch diesen hindurchgeführt. Hierfür stehen Einspeisestellen 36 direkt im Auslauf 5 zur Verfügung, in dem aufgrund des Venturi-Rohres 15 an dieser Stelle der Ringleitung 10 ein Unterdruck herrscht.

Das an der Einspeisestelle 36 zugegebene Gas strömt daher zum Teil in die Ringleitung 10, jedoch zum größeren Teil nach oben in das Vorratssilo 1, wenn das Einbringen mit ausreichendem Druck und ausreichender Menge geschieht. Im Auslauf 5 ist ferner der Sensor 35 für die Überwachung der Stickstoff- und Sauerstoff­ konzentration angeordnet.

Weitere Einspeisestellen 37 für den Stickstoff stehen in der Schräge 14 knapp oberhalb der Zellradschleuse 17 zur Verfügung, sowie in Form von Lanzen 16, die ebenfalls im Bereich der Schräge 14 fest im Vorratssilo 1 angeordnet sind und sich mit ihrem freien Ende in das Innere des Vorratssilos 1, also direkt in den Feststoff 6 hinein, erstrecken, um dort den vollen Druck des eingebrachten Stickstoffes wirken zu lassen.

Außen an der Schräge 14 ist ein Vibrator oder Klopfer 39 zu erkennen, der zusätzlich zum mechanischen Lösen von bereits gebildeten Brücken im Feststoff 6 dient. Das gleiche Ziel wird mit aufblasbaren Gummipolstern 40 angestrebt, die auf der Innenseite der Schräge 14 des Vorratssilos 1 angeordnet sind.

In Durchflußrichtung der Ringleitung 10 ist hinter dem Venturi-Rohr 15, in dessen Bereich der Feststoff 6 aus dem Auslauf 5 in die Ringleitung 10 eingebracht wird, ein Absperrventil 19 in Form einer Drehklappe oder ähnlichem angeordnet, um im Bereich des Venturi- Rohres 15 auch kurzfristig Staudruck und nach schnellem Öffnen des Absperrventils 19 stärkeren Unterdruck zu erzeugen.

Durch diese Maßnahmen werden Druckstöße und anschließender stärkerer Unterdruck auf den Auslauf 5 des Vorratssilos 1 ausgeübt, um einen problemloseren Abfluß des Feststoffes 6 zu ermöglichen.

Ob ein gleichmäßiger Austrag im Auslauf 5 gegeben ist, wird durch einen Drucksensor 38 gemessen, der den Druck im Bereich des Venturi-Rohrs 15 mißt und eine direkte Regelgröße für den in das Venturi-Rohr 15 der Ringleitung 10 eingebrachten Austrag an Feststoff 6 ist. Abhängig von dieser Regelgröße können alle den Austrag aus dem Vorratssilo 1 beeinflussenden Elemente, also Absperrventil 19, Zufuhr von Stickstoff über die Einspeisestellen 36 bzw. 37 oder die Lanzen 16, Betätigung der Vibratoren 39 und Gummipolster 40, erfolgen.

Der Austrag des Feststoffes aus dem Transportgas der Ringleitung 10, welche über eine Versorgungsleitung 31 mit Stickstoff aufgefüllt wird, erfolgt über einen Zyklon 4. In an sich bekannter Weise wird dort der feststoffbeladene Gasstrom tangential eingebracht, wobei die Feststoffe sich aufgrund der Fliehkräfte an den Außenwänden sammeln und langsam in Richtung der unten liegenden Abflußöffnung rutschen. Das leichtere Transportgas entweicht durch das zentrale, nach oben abgeführte Saugrohr 42.

Um die starke Rotation des gereinigten Transportgases im Saugrohr 42 zu verringern, mündet dessen oberes freies Ende in einem sogenannten Radialdiffusor 43, der im wesentliche aus einem waagerecht liegenden Ringraum besteht, dessen Außendurchmesser wesentlich größer als der Außendurchmesser des Saugrohres 42 ist. Durch das Auseinanderlaufen des Gasstromes auf diesen großen Außendurchmesser verlangsamt sich die Zirkulation, so daß von diesem Außendurchmesser des Radialdiffusors 43 die problemlose Ableitung des gereinigten Transportgases in den Rückführteil der Ringführleitung 10 möglich ist. Durch Anordnung des Radialdiffusors wird zusätzlich eine noch höhere Effizienz des Zyklons erreicht.

Claims (27)

1. Verfahren für Transport, Lagerung und Dosierung von schüttfähigen, hygroskopischen, explosionsfähigen Feststoffen mit folgenden Verfahrensschritten:

• - Lagerung des Feststoffes (6) in wenigstens einem großen Vorratssilo (1) unter leichtem Überdruck und
• - Transport des Feststoffes (6) mittels Gasstrom, der im Kreis zwischen dem Auslauf (5) des Vorratssilos (1) und einem Zyklon (3) an der Versorgungsstelle (2) geführt wird, wobei im Zyklon (3) die Abscheidung des Feststoffes (6) aus dem Gasstrom vorgenommen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zyklon (3) auf einem kleineren Dosiersilo (2) angeordnet ist, aus dem die Versorgungsstelle gespeist wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorratssilo (1) transportabel ist und gefüllt angeliefert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Vorratssilo ortsfest ist und aus Silo-LKW nachgefüllt wird, und die Silo-LKW im wesentlichen durch Schwerkrafteinwirkung mittels Hochstellen entleert werden, dadurch gekennzeichnet, daß

• - in den tief liegenden Auslauf (8) des Silo-LKW (7) während des Entleerens Gas im Gegenstrom zum austretenden Feststoff (6) eingeblasen wird und das Gas den Silo-LKW (7) über ein relativ hoch liegendes Entlüftungsventil (9) mit Staubfilter (8) die Umgebung verläßt und
• - der Transport des Feststoffes (6) vom Silo-LKW (7) zum Vorratssilo (1) mittels Gasstrom geschieht, der im Kreis zwischen dem Auslauf des Silo-LKW (7) und einem Zyklon (3) am Einlauf des Vorratssilos (1) geführt wird, wobei im Zyklon (3) die Abscheidung des Feststoffes (6) aus dem Gasstrom vorgenommen wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Transportgas in den Ringleitungen (10, 11), als Atmosphärengas in Vorratssilo (1) und Dosiersilo (2) und/oder als Spülgas im Silo-LKW (7) getrocknete Luft verwendet wird und alle Aggregate elektrisch und/oder mechanisch explosionsgeschützt sind.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die trockene Luft einen Taupunkt von minus 30°C oder darunter, vorzugsweise von minus 40°C oder darunter, besitzt und nicht über 50°C warm ist.

7. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Transportgas in den Ringleitungen (10, 11), als Atmosphärengas im Vorratssilo (1) und im Dosiersilo (2) und/oder als Spülgas im Silo-LKW (7) ein inertes Gas verwendet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als inertes Gas Stickstoff verwendet wird.

9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Stickstoff nach dem Membranverfahren aus Luft vor Ort gewonnen wird.

10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Stickstoff-Erzeuger eine Leistung besitzt, die etwas größer ist als die anfallenden Stickstoff-Verluste in dem Vorratssilo (1), dem Dosiersilo (2) und der Ringleitung (10, 11) und der erzeugte überschüssige Stickstoff in einem Stickstoffspeicher (12) gepuffert wird, aus dem bei Entladen eines Silo-LKW (7) Stickstoff für die Spülung des Silo-LKW (7) während dessen Entladung und ggfs. für die Ringleitung (11) entnommen wird.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration an Sauerstoff und Inertgas permanent oder in kurzen zeitlichen Abständen wenigstens am Auslauf (8) des Silo- LKWs (7), am Auslauf (5) des Vorratssilos (1) und in der Ringleitung (10) vom Vorratssilo (1) zum Dosiersilo (2) gemessen wird.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Gasstrom der Ringleitungen zusammen mit jedem Kubikmeter Transportgas etwa 5 kg Feststoff (6) transportiert werden und in der Ringleitung (11) zwischen dem Silo-LKW (7) und dem Vorratssilo (1) etwa 1000 m³ Transportgas pro Stunde hindurchgeführt werden.

13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beim Austrag des Feststoffes (6) aus einem der Silos durch die Ringleitung (10) bzw. (11) am Auslauf (5 bzw. 8) ein Unterdruck mittels eines Venturi-Rohrs (15) erzeugt wird, der den Feststoff (6) aus dem Entnahmeorgan im Auslauf (5) bzw. (8) in den Gasstrom der Ringleitung (10) bzw. (11) saugt.

14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Stelle des Eintrages des Feststoffes (6) in die Ringleitung (10) eine Druckmessung stattfindet, wobei dieser Druck als Regelgröße für die momentan ausgetragene Menge an Feststoff (6) dient und zur Regelung der den Austrag des Feststoffes (6) aus dem Silo (1) beeinflussenden Maßnahmen dient.

15. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der im Auslauf durch die Ringleitung (10, bzw. 11) erzeugte Unterdruck in sehr kurzen Zeiträumen und in definierter Größe beeinflußbar ist.

16. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß während des Entleerungsvorganges zwischen Austragsorgan und Ringleitung (10 bzw. 11) Spülgas eingeblasen wird.

17. Verfahren nach Anspruch 11, 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß beim Entleeren in die Schräge (14) des Silos knapp oberhalb des Austragsorganes Spülgas eingeblasen wird.

18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Spülgas in den Silo während der Entleerung mittels Lanzen (16) eingeblasen wird, die von der Außenwand des Silos in dessen Inneres hineinragen.

19. Silo zum Lagern von Schüttgut, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Behälterinnenwand, insbesondere im Bereich der Schräge (14), elastisch verformbar ist.

20. Silo nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Innenwand des Behälters aufblasbare Gaspolster (40) mit Gummi- oder Kunststoff-Ummantelung angeordnet sind.

21. Silo nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß an den Wänden des Silos Vibratoren bzw. Klopfer (39) angeordnet sind.

22. Silo nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Austragsorgan eine Zellradschleuse (17) angeordnet ist.

23. Silo nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Austragsorgan eine Schnecke angeordnet ist.

24. Silo nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Austragsorgan ein Schieber angeordnet ist.

25. Silo nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Ringleitung (10, 11) am Auslauf (5) bzw. (8) des Silos ein Venturi-Rohr (15) angeordnet ist.

26. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß dem Venturi-Rohr (15) ein Absperrventil (19) nachgeordnet ist.

27. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem Feststoff (6) aus dem Dosiersilo (2) in eine Flüssigkeit fein verteilt eindosiert werden soll, dadurch gekennzeichnet, daß

• - der Austrag aus dem Dosiersilo mittels eines Gasstromes geschieht, der vom Auslauf (13) des Dosiersilos (2) zu einem Zyklon an der Dosierstelle geführt wird, wobei im Zyklon die Abscheidung des Feststoffes (6) aus dem Gasstrom mittels Wasserbenetzung vorgenommen wird und
• - der Zyklon Bestandteil einer nach dem sogenannten Jet-Wet- Verfahren gemäß DE-OS 26 27 367 ist und der durch die Ringleitung an die Dosierstelle transportierte Feststoff nach den Dosiererfordernissen gesteuert wird.