EP0064688A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Lagern von Braunkohlen- und Steinkohlenstaub und Mischungen derselben in einem Vorratsbehälter - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Lagern von Braunkohlen- und Steinkohlenstaub und Mischungen derselben in einem Vorratsbehälter Download PDF

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dust
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chamber
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23K—FEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
    • F23K3/00—Feeding or distributing of lump or pulverulent fuel to combustion apparatus
    • F23K3/02—Pneumatic feeding arrangements, i.e. by air blast

Definitions

  • the invention relates to a method for storing lignite and hard coal dust and mixtures thereof in a storage container before feeding the dust or the mixture from a fluidized column of dust to a dust burner by metered transfer of the dust or the mixture into a pneumatic flow
  • the invention further relates to an apparatus for performing the method.
  • Devices for supplying fossil fuel dusts to a dust burner (DE-OS 27 28 386), in which the fluidized dust is received in the through holes of a rotatable disk, the circulation of which brings the through holes of the disk into a coaxial position with a pneumatic flow and the dust-like content of the through holes is carried along by the flow and fed to the burner. Furthermore, it is known to arrange such a device for the metered transfer of dusts to a burner behind a storage container in which the dust is also fluidized and in this State of the device described above for the metered transfer of the bulk material is fed to the burner in the flow. Furthermore, vibrating devices are known as discharge devices at the lower end of storage containers.
  • the storage safety of the lignite and hard coal dust and mixtures thereof stored in the storage container is essentially adversely affected by the constant supply of a considerable amount of fresh air, in particular the fluidizing air in the storage container and the device for the metered transfer of the dust into the pneumatic flow.
  • the risk of spontaneous combustion is considerable.
  • the invention is therefore based on the object of increasing the storage safety of the coal dust and its mixture in the storage container in a simple manner, safely and with structurally simple means, without the feeder of the burner being adversely affected thereby, i.e. can be done both continuously and discontinuously. It should also be possible to dispense with the use of additional means such as inert air or a corresponding gas.
  • the invention provides the features of the characterizing part of the main claim.
  • the subordinate claims serve to further develop and improve the features of the main claim.
  • the device claims advantageously indicate training of the means for performing the method.
  • the invention is based on the consideration that the atmospheric outside air which has penetrated into it from above during the filling process of the storage container is inertized after a short time with the air column above the fuel column and that no additional amount of new atmospheric oxygen is therefore supplied to the fuel dust in the storage container. Even if the storage container is open at the filling opening or is provided with a valve which merely ensures that no negative pressure is created in the storage container when it is emptied.
  • the invention is also based on the idea that the constant supply of fresh fluidizing air is also provided is prevented from the device for the metered conveyance of bulk material into the pneumatic flow, for which purpose the air calming and discharge zone is provided between the storage container and the device mentioned.
  • a device for supplying vegetable fuels, in particular sawdust, to a burner is known, in which the sawdust is fed from a storage container through a screw to the burner.
  • the task here is neither to prevent the self-ignition of the moist sawdust, nor to prevent the entry of fluidizing air, which is under slight overpressure, to a coal pile.
  • a storage container 1 is provided for the coal dust, the one in the conveying direction of the dust and thus below its lower En which is followed by a device 2 for transferring the coal dust into a pneumatic delivery line.
  • This device 2 is referred to as a conveyor device.
  • the storage container 1 can be of a known type and can be designed in a funnel shape with its lower section 1a. Its upper end has the filling opening 3 through which the filling material is introduced into the storage container. This filling opening can be provided with a closure or can be left without such a closure. When a closure of the filling opening 3 is used, a valve 4 is provided next to this filling opening, which only allows as much air to get into the storage container as fuel dust is discharged from the latter into the conveying device 2 without a negative pressure being generated in the space 5 above the fuel dust column St becomes. In any case, the atmosphere in the room 5 above the fuel dust column is calmed and there is no flow between the outside air above the storage container 1 and the room 5 in this container. The air in room 5 can therefore be described as dormant.
  • the air in the space 5 is rendered inert and the air that slowly flows in due to the removal of the dust from the storage container 1 via the opening 3 or the valve 4 is also rendered inert in a short time.
  • the lower end of the storage container 1 has a known rake telvorraum 6, which is provided with a corresponding motor 7 and the coal dust from the reservoir 1 can evenly get down into an air calming and discharge chamber 8 (Fig. 1 and 2).
  • This can be designed like a funnel, so that the fuel dust on the conical wall 9 of the air calming and discharge chamber can get down through a neck 10 into a screw conveyor 11.
  • the front end 12 of this screw conveyor projects into the section 13 of the device 2 into which a fluidizing line 14 opens, through which the material supplied from the air calming and discharge chamber 8 is fluidized.
  • a disk 16 rotates with through bores arranged in a circle and lying in the axial direction. When the disk 16 is rotated (cf.
  • the air calming and discharge chamber 8 is connected to a discharge line 24, which leads to a filter 25, the lower section of which opens directly or indirectly into the filling opening 3 of the container 1 via a line 26.
  • a weakly suction fan 27 can preferably be connected.
  • baffle-like internals 28 are provided, through which the fluidizing air which has emerged from the conveyor device 2 upwards , is calmed and avoided that the fluidizing air from the conveying device 2 via the vibrating device 6 into the dust column St of the storage container 1.
  • the upper section of the chamber 2 has a conical part 29 with an opening 30 directed downwards, while an upwardly directed installation cone 31 is provided above this downwardly conical part.
  • Fig. 3 it is shown that the storage container can be closed with the aid of a closure 35 and, if necessary, inert gas can be passed via a line 36 into the storage container 1 above the dust column St.
  • This can be a Bren cooled in a heat exchanger nergas or another waste gas.
  • the fluidizing air in the device 2 is under a slight overpressure to which the pressure from the delivery line 17 also partially increases when the disk 16 rotates in front of the lines 17, 17a.
  • This slight overpressure is reduced by line 24 and does not act in the coal dust pile in container 1; it can be regulated and reduced by using the blower 27 so that no fresh air can get to the coal dust from below.
  • the calming and evacuation chamber 40 is designed as a space which is enlarged in cross-section with respect to the lower opening 41 and the upper opening 42, whereby the calming of the air which has entered is further favored.
  • the discharge line is preferably replaced by an inclined discharge line 44 (cf. also FIG. 3), the angle of inclination of which is close to or above the bulk material and slip angle of coal dust.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Lagern von Braunkohlen- und Steinkohlenstaub und Mischungen derselben in einem Vorratsbehälter (1) vor dem Zuführen des Staubes oder der Mischung aus einerfluidisierten Staubgutsäule (15) zu einem Staubbrenner (21) durch dosierte Übergabe des Staubes oder der Mischung in einen pneumatischen Förderstrom. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, die Lagersicherheit des Kohlenstaubes und seiner Mischung in dem Vorratsbehälter in einfacher Weise sicher und mit konstruktiv einfachen Mitteln zu erhöhen, ohne daß hierdurch die Beschickung des Brenners nachteilig beeinflußt wird, wobei auf die Zuhilfenahme zusätzlicher Mittel wie inerter Luft oder eines entsprechenden Gases verzichtet werden kann. Hierzu ist vorgesehen, daß zum Verhindern des Eindringens von Fluidisierluft in den Vorratsbehälter (1) der Kohienstaub durch Schwerkraft oder mechanische Mittel (6) aus dem Vorratsbehälter (1) ausgetragen und vor dem Fluidisieren und dem Zuführen in den pneumatischen Förderstrom durch eine Luftberuhigungs- und Abführzone (8) geleitet wird.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Lagern von Braunkohlen- und Steinkohlenstaub und Mischungen derselben in einem Vorratsbehälter vor dem Zuführen des Staubes oder der Mischung aus einer fluidisierten Staubgutsäule zu einem Staubbrenner durch dosierte Übergabe des Staubes oder der Mischung in einen pneumatischen Förderstrom.- Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
  • Zum Zuführen von fossilen Brennstoffstäuben zu einem Staubbrenner sind Vorrichtungen bekannt (DE-OS 27 28 386), bei denen der Fluidisierte Staub in den Durchgangslöchern einer drehbaren Scheibe aufgenommen wird, bei deren Umlauf die Durchgangslöcher der Scheibe in eine koaxiale Stellung mit einem pneumatischen Förderstrom gebracht werden und hierbei der staubförmige Inhalt der Durchgangslöcher von dem Förderstrom mitgenommen und dem Brenner zugeführt wird.- Ferner ist es bekannt, eine derartige Vorrichtung zur dosierten Übergabe von Stäuben zu einem Brenner hinter einem Vorratsbehälter anzuordnen, in welchem der Staub ebenfalls fluidisiert wird und in diesem Zustand der vorstehend beschriebenen Vorrichtung zur dosierten Übergabe des Schüttgutes in den Förderstrom zu dem Brenner zugeführt wird.- Ferner sind Rüttelvorrichtungen als Austragsvorrichtungen am unteren Ende von Vorratsbehältern bekannt.
  • Die Lagersicherheit des in dem Vorratsbehälter gespeicherten Braunkohlen- und Steinkohlenstaub und Mischungen derselben wird im wesentlichen durch die stetige Zuführung einer beachtlichen Menge an Frischluft nachteilig beeinflußt, insbesondere der Fluidisierluft in dem Vorratsbehälter und der Vorrichtung zur dosierten Übergabe des Staubes in den pneumatischen Förderstrom. Die Gefahr der Selbstentzündung ist erheblich.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Lagersicherheit des Kohlenstaubes und seiner Mischung in dem Vorratsbehälter in einfacher Weise sicher und mit konstruktiv einfachen Mitteln zu erhöhen, ohne daß hierdurch die Beschickung des Brenners nachteilig beeinflußt wird, d.h. sowohl kontinuierlich wie diskontinuierlich erfolgen kann. Es soll ferner auf die Zuhilfenahme zusätzlicher Mittel wie inerter Luft oder eines entsprechenden Gases verzichtet werden können.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Hauptanspruches vor. Die Verfahrensunteransprüche dienen der Weiterentwicklung und Verbesserung der Merkmale des Hauptanspruches. Die Vorrichtungsansprüche geben vorteilhaft Ausbildungen der Mittel zur Durchführung des Verfahrens an.
  • Zwar ist es bekannt, die Selbstentzündung vieler Materialien dadurch zu hemmen, daß man dem Vorratsbehälter oder aber den Transportleitungen der Materialien ein inertes Gas zuführt. Diese Verfahren bedingen nicht nur die ständige Bereitstellung des inerten Gases selbst, sondern auch Zuleitungen dieses Gases, insbesondere aber erhöhte Dichtmittel, um den Zutritt von Fremdgasen zu dem inerten Gas weitgehend zu unterbinden.
  • Die.Erfindung geht von der Überlegung aus, daß die während des Füllvorganges des Vorratsbehälters von oben in diesen eingedrungene atmosphärische Außenluft bei stehender Luftsäule oberhalb der Brennstoffsäule nach kurzer Zeit inertisiert ist und dem Brennstoffstaub in dem Vorratsbehälter keine zusätzliche Menge neuen Luftsauerstoffes von daher zugeführt wird, selbst wenn der Vorratsbehälter an der Einfüllöffnung offen oder mit einem Ventil versehen ist, das lediglich dafür sorgt, daß während des Leerens des Vorratsbehälters kein Unterdruck in diesem entsteht.- Die Erfindung geht ferner von dem Gedanken aus, daß auch die stetige Zuführung von frischer Fluidisierluft aus der Vorrichtung zur dosierten Förderung von Schüttgut in den pneumatischen Förderstrom unterbunden wird, wozu zwischen dem Vorratsbehälter und der genannten Vorrichtung die Luftberuhigungs- und abführzone vorgesehen ist. Durch diese wird verhindert, daß in den jeweils der Fördervorrichtung benachbarten Abschnitt des Vorratsbehälters Luftsauerstoff aus der genannten Vorrichtung eindringt und hierdurch wiederum Luftsauerstoff an die Brennstoffsäule in dem Vorratsbehälter gelangt, durch den die Schwel-und Brandgefahr erhöht wird. Der geringe Überdruck in der Fördervorrichtung wird über die Abführleitung abgeleitet; durch die vorzugsweise schräg ansteigende Abführleitung wird der eventuell noch mitgeführte Staub nach Art einer Luftaufbereitung ausgeschieden.
  • Durch die FR-PS 965.098 ist zwar eine Vorrichtung zum Zuführen von pflanzlichen Brennstoffen, insbesondere Sägemehl, zu einem Brenner bekannt, bei der das Sägemehl aus einem Vorratsbehälter durch eine Schnecke dem Brenner zugeführt wird. Hier liegt weder die Aufgabe zu Grunde, die Selbstentzündung des feuchten Sägemehls zu unterbinden, noch den Zutritt von Fluidisierluft, die unter geringem Überdruck steht, zu einem Kohlehaufen zu unterbinden.
  • Auf der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens dargestellt und zwar zeigen
    • Fig. 1 schematisch die Vorrichtung in einer Ausführungsform vor einem mit einem Staubbrenner betriebenen Heizkessel für eine Warmwasseranlage,
    • Fig. 2 Ausführungsformen und Anordnungen der Luftberuhigungsbis 4 und abführkammer unterhalb des Vorratsbehälters und der Luftabführleitung.
  • Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 der Vorrichtung ist ein Vorratsbehälter 1 für den Kohlenstaub vorgesehen, dem in Förderrichtung des Staubes und damit unterhalb seines unteren Endes eine Vorrichtung 2 zur Übergabe des Kohlenstaubes in eine pneumatische Förderleitung nachgeschaltet ist. Diese Vorrichtung 2 wird als Fördervorrichtung bezeichnet.
  • Der Vorratsbehälter 1 kann bekannter Bauart sein und mit seinem unteren Abschnitt 1a trichterförmig gestaltet sein. Sein oberes Ende weist die Einfüllöffnung 3 auf, durch die das Füllgut in den Vorratsbehälter eingegeben wird. Diese Einfüllöffnung kann mit einem Verschluß versehen sein oder aber ohne einen solchen Verschluß belassen werden. Bei Anwendung eines Verschlußes der Einfüllöffnung 3 ist neben dieser Einfüllöffnung ein Ventil 4 vorgesehen, das nur soviel Luft in den Vorratsbehälter hineingelangen läßt, wie Brennstoffstaub aus diesem in die Fördervorrichtung 2 abgegeben wird, ohne daß ein Unterdruck in dem Raum 5 oberhalb der Brennstoffstaubsäule St erzeugt wird. Auf jeden Fall ist die Atmosphäre in dem Raum 5 oberhalb der Brennstoffstaubsäule beruhigt und es entsteht keine Strömung zwischen der Außenluft oberhalb des Vorratsbehälters 1 und dem Raum 5 in diesem Behälter. Die Luft in dem Raum 5 kann daher als ruhend bezeichnet werden.
  • Nach einiger Zeit nach dem Einfüllen des Kohlenstaubes in den Behälter 1 ist die Luft in dem Raum 5 inertisiert und auch die aufgrund des Abziehens des Staubes aus dem Vorratsbehälter 1 über die Öffnung 3 oder das Ventil 4 langsam nachströmende Luft wird in kurzer Zeit gleichfalls inertisiert.
  • Das untere Ende des Vorratsbehälters 1 weist eine bekannte Rüttelvorrichtung 6 auf, die mit einem entsprechenden Motor 7 versehen ist und den Kohlenstaub aus dem Vorratsbehälter 1 gleichmäßig nach unten in eine Luftberuhigungs- und abführkammer 8 gelangen läßt (Fig. 1 und 2). Diese kann trichterartig ausgeführt sein, so daß der Brennstoffstaub an der konischen Wand 9 der Luftberuhigungs- und abführkammer nach unten über einen Hals 10 in eine Förderschnecke 11 gelangen kann. Das vordere Ende 12 dieser Förderschnecke ragt in den Abschnitt 13 der Vorrichtung 2 in die eine Fluidisierleitung 14 mündet, durch die das aus der Luftberuhigungs- und abführkammer 8 zugeführte Gut fluidisiert wird. In der in der Vorrichtung 2 gebildeten fluidisierten Staubsäule 15 dreht sich eine Scheibe 16 mit kreisförmig angeordneten, in axialer Richtung gelegenen Durchgangsbohrungen. Diese gelangen bei Drehen der Scheibe 16 (vgl. auch DE-OS 27 28 386) jeweils in eine koaxiale Stellung mit Förderstromleitungen 17, 17a, deren pneumatischer Förderstrom ein Herausblasen des Staubes aus der jeweiligen Bohrung der Scheibe 16 bewirkt. Sowohl die Fluidisierleitung 14 wie auch die Förderstromleitung 17 sind an eine gemeinsame Luftleitung 18, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines Zwischengebläses 19, geschaltet.- Die Förderstromleitung 17a mündet mit einer Luftleitung 20 in den Brenner 21 eines Heizkessels 22 einer Warmwasserheizung 23.
  • Die Luftberuhigungs- und abführkammer 8 ist mit einer Ableitung 24 verbunden, die zu einem Filter.25 führt, deren unterer Abschnitt über eine Leitung 26 mittel- oder unmittelbar in die Einfüllöffnung 3 des Behälters 1 mündet.- Vor dem Filter 25 kann vorzugsweise ein schwach saugendes Gebläse 27 geschaltet sein.
  • Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 sind statt der Förderschnecke 11 in und unterhalb der Beruhigungs- und -abführkammer 8, in die wiederum die Leitung 24 mündet, schikanenartige Einbauten 28 vorgesehen, durch die die Fluidisierluft, die aus der Fördervorrichtung 2 nach oben ausgetreten ist, beruhigt wird und vermieden wird, daß die Fluidisierluft aus der Fördervorrichtung 2 über die Rüttelvorrichtung 6 in die Staubsäule St des Vorratsbehälters 1 gelangt. In dargestelltem Beispiel weist der obere Abschnitt der Kammer 2 einen konischen Teil 29 mit nach unten gerichteter Öffnung 30 auf, während oberhalb dieses nach unten konischen Teils ein nach oben gerichteter Einbaukonus 31 vorgesehen ist. Die ausströmende Fluidisierluft prallt gegen die Innenseite 32 des Konus in Richtung der Pfeile 33, wird in Richtung der Pfeile 34 wieder nach unten abgelenkt und nimmt hierbei den auf dem konischen Teil 29 abwärts gleitenden Staub mit, ohne in größerer Menge in die Kammer 8 einzudringen.
  • In Fig. 3 ist dargestellt, daß der Vorratsbehälter mit Hilfe eines Verschlusses 35 verschlossen werden und gegebenenfalls über eine Leitung 36 inertes Gas in den Vorratsbehälter 1 oberhalb der Staubgutsäule St geleitet werden kann. Hierbei kann es sich um ein in einem Wärmetauscher abgekühltes Brennergas oder ein anderes Abfallgas handeln.
  • Die Fluidisierluft in der Vorrichtung 2 steht unter leichtem Überdruck zu dem noch der Druck aus der Förderleitung 17 teilweise hinzutritt, wenn die Scheibe 16 sich vor den Leitungen 17, 17a dreht. Dieser geringe Überdruck wird durch die Leitung 24 abgebaut und wirkt nicht in den Kohlenstaubhaufen in den Behälter 1 hinein; er kann durch Zuhilfenahme des Gebläses 27 geregelt und abgebaut werden, so daß keine Frischluft von unten an den Kohlenstaub herangelangen kann.
  • Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 ist die Beruhigungs- und -Abführkammer 40 als im Querschnitt gegenüber der unteren Öffnung 41 und der oberen Öffnung 42 erweiterter Raum ausgebildet, wodurch die Beruhigung der eingedrungenen Luft noch begünstigt wird.
  • Um die Vollsetzung mit Kohlenstaub zu vermeiden, ist die Abzugsleitung vorzugsweise durch eine schräge Abführleitung 44 (vgl. auch Fig. 3) ersetzt, deren Neigungswinkel nahe oder über dem Schüttgut- und Rutschwinkel von Kohlenstaub liegt.

Claims (9)

1) Verfahren zum Lagern von Braunkohlen- und Steinkohlenstaub und Mischungen derselben in einem Vorratsbehälter vor dem Zuführen des Staubes oder der Mischung, aus einer fluidisierten Staubgutsäule zu einem Staubbrenner durch dosierte Übergabe des Staubes oder der Mischung in einen pneumatischen Förderstrom, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verhindern des Eindringens von Fluidisierluft in den Vorratsbehälter der Kohlenstaub durch Schwerkraft oder mechanische Mittel aus dem Vorratsbehälter ausgetragen und vor dem Fluidisieren und dem Zuführen in den pneumatischen Förderstrom durch eine Luftberuhigungs- und abführzone geleitet wird.
2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft in dem Behälterraum oberhalb der Staubsäule in dem Vorratsbehälter stehend gehalten wird und dem Behälterraum eine geringe Menge Außenluft zugeführt wird.
3) Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftberuhigungs- und abführzone unter Wirkung eines zusätzlichen schwachen Saugzuges in einer angeschlossenen Leitung gesetzt wird.
4) Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen senkrechten oder geneigten Vorratsbehälter (1) oberhalb einer Fluidisierkammer (2) oder einer davor angeordneten Zuführeinrichtung (Schnecke 11) für die Übergabe des Staubes in den pneumatischen Förderstrom, mit einer Einschüttöffnung (3) für den Brennstoffstaub, einer unteren Austragsöffnung mit einer Rüttel-Austragsvorrichtung (6) und einer darunter gebildeten Luftberuhigungs- und abführkammer (8), in die eine Luftableitung (24) mündet.
5) Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftberuhigungs- und abführkammer (8) unterhalb der Rüttel- austragsvorrichtung (6) durch den trichterförmigen Sammelkasten der Austragsvorrichtung gebildet ist.
6) Vorrichtung nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß Luftabweiseinbauten oberhalb der Fluidisierkammer (2) aus schikanenartigen Einbauten (28) in oder unterhalb der Luftberuhigungs- und abzugskammer (2) gebildet sind.
7) Vorrichtung nach Anspruch 4 und einem oder beiden der Ansprüche 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftberuhigungs- und abführkammer (40) mit einem gegenüber dem Querschnitt der Übergangsöffnung (41) zu der Fluidisierkammer (2) oder der Zuführeinrichtung (11) zu dieser Kammer erweiterten.Querschnitt versehen ist.
8) Vorrichtung nach Anspruch 4 und einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftberuhigungs- und abführkammer (40) mit einem gegenüber dem Querschnitt der Übergangsöffnung (42) zu der Rüttelaustragsvorrichtung (6) aus dem Behälter (1) erweiterten Querschnitt versehen ist.
9) Vorrichtung nach Anspruch 4 und einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftableitung (44) aus der Luftberuhigungs- und abführkammer (8, 40) schräg aufwärts gerichtet ist.
EP82103695A 1981-05-05 1982-04-30 Verfahren und Vorrichtung zum Lagern von Braunkohlen- und Steinkohlenstaub und Mischungen derselben in einem Vorratsbehälter Expired EP0064688B1 (de)

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