DE4216505A1 - Verfahren für Transport, Lagerung und Dosierung von schüttfähigen Feststoffen - Google Patents
Verfahren für Transport, Lagerung und Dosierung von schüttfähigen FeststoffenInfo
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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.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19924216505 DE4216505A1 (de) | 1992-05-19 | 1992-05-19 | Verfahren für Transport, Lagerung und Dosierung von schüttfähigen Feststoffen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19924216505 DE4216505A1 (de) | 1992-05-19 | 1992-05-19 | Verfahren für Transport, Lagerung und Dosierung von schüttfähigen Feststoffen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE4216505A1 true DE4216505A1 (de) | 1993-11-25 |
Family
ID=6459226
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19924216505 Withdrawn DE4216505A1 (de) | 1992-05-19 | 1992-05-19 | Verfahren für Transport, Lagerung und Dosierung von schüttfähigen Feststoffen |
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Country | Link |
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DE (1) | DE4216505A1 (de) |
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