EP3535203B1 - Silo, verfahren zum begasen von schüttgut - Google Patents

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EP3535203B1
EP3535203B1 EP17818028.7A EP17818028A EP3535203B1 EP 3535203 B1 EP3535203 B1 EP 3535203B1 EP 17818028 A EP17818028 A EP 17818028A EP 3535203 B1 EP3535203 B1 EP 3535203B1
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EP
European Patent Office
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bulk material
container
silo
outlet
inlet
Prior art date
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EP17818028.7A
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EP3535203A1 (de
EP3535203B8 (de
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Walter Geroldinger
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Geroldinger Walter
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Geroldinger GmbH
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Publication date
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Priority to PL17818028T priority patent/PL3535203T3/pl
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D88/00—Large containers
    • B65D88/74—Large containers having means for heating, cooling, aerating or other conditioning of contents
    • B65D88/741—Large containers having means for heating, cooling, aerating or other conditioning of contents aerating by ambient air through openings in the wall
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D88/00—Large containers
    • B65D88/26—Hoppers, i.e. containers having funnel-shaped discharge sections
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D88/00—Large containers
    • B65D88/54—Large containers characterised by means facilitating filling or emptying
    • B65D88/64—Large containers characterised by means facilitating filling or emptying preventing bridge formation
    • B65D88/68—Large containers characterised by means facilitating filling or emptying preventing bridge formation using rotating devices

Definitions

  • the description relates to a silo and a method for carrying out processes with gases in bulk material.
  • bulk material is transported through or stored in silos.
  • the bulk goods stored in the silo can be stored there in a space-saving, dry and protected manner.
  • the bulk material can be removed from the silo in predefined quantities.
  • the bulk material can be dried in the silo.
  • the disadvantage of this procedure is that additional systems and devices have to be installed outside of the silo and the silo only serves as (temporary) storage for the bulk material. In known silos, treatment of the bulk material in the silo is not provided.
  • Treatment of the bulk material in the silo can be advantageous particularly in applications in which the bulk material is continuously filled into and removed from the silo.
  • the bulk material is treated as it "flows through" the silo.
  • moist bulk material can be dried directly in the silo.
  • An external device for drying the bulk material can thus be omitted.
  • the silo cannot be used for (temporary) storage during the treatment of the bulk material.
  • From the document DE 694 10 284 A1 is a device for flushing blocking solid material in a chamber.
  • the device comprises two rotating cylinders with protrusions located at the bottom of the chamber and a nitrogen source located at the top of the chamber providing nitrogen to purge the chamber.
  • the document DE 102 51 634 A1 discloses a method for gassing bulk material in a bulk material silo which, at its lower outlet area, comprises several gassing areas, through which different gas volume flows can be blown.
  • the document AU 20087 203 480 A1 discloses a method for gassing a silo, with gas between at the bottom Side of the silo arranged inlet openings and an outlet opening arranged on the upper side of the silo can flow through.
  • the document U.S. 5,176,295 A discloses a silo having a plurality of rotating rollers on its lower side.
  • the object on which the present invention is based is consequently to provide a silo and a method which enable the bulk material to be treated inside the silo.
  • it can also be important to allow the bulk material to be treated during the filling and / or the simultaneous removal of the bulk material from the silo.
  • the object is achieved by a silo according to claim 1 and a method according to claim 7.
  • a silo for gassing bulk material comprises a container for receiving bulk material with an inlet and an outlet and valve slide, which is arranged in the container between the inlet and the outlet and is designed to allow a predefined amount of bulk material per unit of time to flow in the direction of flow from the inlet to the outlet.
  • the silo also comprises a gas inlet opening which is arranged on the container between the valve slides and the outlet, and gas flows through the container and through the bulk material essentially against the direction of flow of the bulk material.
  • a method for gassing bulk material comprises the steps of: providing a silo which comprises a container for receiving bulk material with an inlet and an outlet, filling the container with bulk material via the inlet, actuating a valve slide which is arranged in the container between the inlet and the outlet, so that a predefined amount of bulk material per unit of time can flow to the outlet and gassing of the bulk material, with gas via a gas inlet opening on the container between the valve slide and the outlet is arranged, flows into the container against the direction of flow of the bulk material through the container and the bulk material and removing the bulk material from the container.
  • Figure 1 shows an exemplary silo in a sectional view with two valve slides.
  • Figure 2 shows two exemplary valve slides in a perspective view.
  • Figure 3 shows a sectional view of the silo according to Figure 1 with four valve spools.
  • a silo in particular a high silo or a silo tower, and an associated method are described in which bulk material can be subjected to a gas countercurrent.
  • the silo and the associated process can be used, for example, for gas cleaning of activated carbon filters, for drying wood chips, for cooling bulk material in the course of heat recovery and for composting in connection with humus production.
  • the silo can be used to store and carry a wide variety of bulk goods, such as coal.
  • Various industrial processes can take place in the silo. For example, bulk material can be cooled, heated, dried, composted and torrefied in the silo. It is also possible for several processes to run in parallel.
  • any types of bulk material can be processed in the silo using the method described here.
  • a continuous removal of bulk material from the silo is not necessary for the intended function of the silo and the associated process.
  • FIG. 1 is shown a sectional view of an exemplary silo.
  • the silo comprises a container 10 which can have any geometry.
  • the container 10 can be round, rectangular, polygonal or oval, for example.
  • the container 10 can be made of any material, for example metal, plastic, ceramic or a composite material.
  • the container 10 is used to pick up bulk material 20, to store it and ultimately also to release it again.
  • the container 10 comprises at least one inlet 11, which in this example is arranged on an upper side of the container 10, and at least one outlet 12, which is arranged on a lower side of the container 10, the lower side being on the opposite side to the inlet 11 Side of the container 10 is located.
  • the force of gravity acts on the bulk material 20 approximately in the direction of the outlet 12.
  • the bulk material 20 flows along a flow direction v under the action of gravity from the inlet 11 to the outlet 12.
  • the direction of flow v is approximately vertical, i.e. equal to the effective direction of gravity.
  • the bulk material 20 can be continuously and uniformly removed from the container 10 via the outlet 12 and transported from there for further processing.
  • the bulk material 20 can also flow in a direction other than the vertical.
  • the bulk material 20 is conveyed in the silo via a fan, a pump or with a mechanical conveying device, for example a conveying screw.
  • valve slide 15 In the container 10 there can be at least one valve slide 15 which is arranged between the inlet 11 and the outlet 12 and is designed to allow a predefined amount of bulk material 20 per unit of time to flow in the flow direction v to the outlet 12.
  • the container 10 has two valve slides 15. If bulk material 20 is to be removed during operation via outlet 12, valve slides 15 can serve to remove bulk material 20 continuously and uniformly from container 10.
  • the valve slide 15 can for example consist at least partially of metal, plastic, ceramic or a composite material. The use of non-ferrous metals is also possible. Due to the increased wear and tear on the valve slides 15, the valve slides 15 can also be provided with build-up welds. To the left and right of the valve slide 15 there can be mechanical barriers 17 which prevent the bulk material from flowing through away from the valve slide 15.
  • the container 10 also has at least one gas inlet opening 13, which can be arranged in the vertical direction between the valve slides 15 and the outlet 12 and is intended to allow a (theoretically arbitrary) gas 30 to flow into the container 10.
  • the gas 30 flows from the gas inlet opening 13 between the mechanical barriers 17 and the valve slides 15.
  • By rotating through an adjustable angle in one direction and then back in the other direction of the valve slide 15 by one Axis transverse to the flow direction v of the bulk material 20 in the present example a horizontal axis
  • the bulk material 20 is loosened and metered locally and flows through in the opposite direction to the direction of the gas flow between the mechanical barriers 17 and the valve spool 15 (countercurrent).
  • the gas 30 serves to remove moisture from the wood chips that are still moist.
  • warm, dry air can be passed into the container 10 via the gas inlet opening 13.
  • the gas 30 flowing through the bulk material 20 absorbs moisture from the bulk material 20.
  • the moisture absorbed by the gas 30 is conveyed through the gas 30 and then out of the container 10. This process can also be carried out several times in a row. This enables a higher degree of drying to be achieved.
  • valve slides 15 can be tubular or solid profiles, each with a longitudinal axis 16.
  • the valve slide 15 can, for example, have a rectangular or oval cross-section, but not a circular cross-section.
  • the valve slides 15 are arranged in the container 10 such that the longitudinal axes 16 are approximately orthogonal to the flow direction v of the bulk material 20.
  • the bulk material 20 When the bulk material 20 is removed from the container 10, depending on the consistency and composition of the bulk material 20, the bulk material 20 may clump (clump) in the container 10. This forms 20 in the bulk material larger associations that can no longer flow through the valve slide 15 and then make a uniform and continuous removal of bulk material 20 via the outlet 12 of the container 10 almost impossible.
  • the valve slides 15 can therefore oscillate about their longitudinal axes 16 during operation.
  • the oscillating movement can be controlled by a suitable controller.
  • the angle of rotation and the speed of rotation can be influenced.
  • the valve slide 15 can also execute a non-oscillating movement with the aid of the control.
  • the oscillation movement ensures a uniform and continuous removal option via the outlet 12 on the container 10 and can, for example, be designed in such a way that a total angle of 120 ° is included around the longitudinal axis 16. This would correspond to a rotation from a rest position of +/- 60 °. Alternatively, larger and smaller overall angles can also be used.
  • valve slides 15 are rotated relative to one another and also held in such a way that a small gap is formed between the valve slides 15.
  • This gap can be set continuously and can be so small that bulk material 20 can no longer flow past the valve slide 15.
  • the valve slide 15 can consequently also shut off the flow of bulk material 20 to the outlet 12.
  • valve slides 15 are arranged in such a way that the longitudinal axes 16 of the valve slides 15 lie next to one another and parallel to one another in an approximately horizontal plane.
  • An arrangement of several valve slides 15 can reduce the drive forces required for the individual valve slides 15.
  • the container 10 can have a capacity of 1-2000 m 3 .
  • the silo can accommodate bulk material 20 with a volume between 1 and 1000 m 3 per hour and / or convey it through the container 10.
  • a method used with the described silo comprises the provision of a silo described above, as well as the subsequent filling of the container 10 with bulk material 20 via the inlet 11 and the actuation of the at least one valve slide 15 so that a predefined quantity of bulk material 20 per unit of time flows to the outlet 12 can.
  • the bulk material 20 is gassed, gas 30 flowing through the gas inlet opening 13 into the container 10, against the direction of flow v of the bulk material 20 and towards the inlet 11 through the container 10 and consequently also through the bulk material 20.
  • the method also includes the removal of the bulk material 20 from the container 10. The removal of the bulk material 20 from the container 10 can take place uniformly and continuously.
  • the valve slide 15 can execute an oscillating movement about the longitudinal axis 16.
  • this can be conveyed through the container 10, for example, under pressure or under vacuum with the aid of a fan or a pump.
  • the gas 30 described in the examples can be any gas 30 and gas mixture.
  • the gas 30 can be ambient air, oxygen, an inert gas or water vapor.
  • bulk material 20 can be dried.
  • the bulk material 20 can in this case be wood chips, in particular wood chips.
  • the wood chips from the forest can be wood chips from freshly harvested spruce including green needles and bark and have a humidity of approx. 65%.
  • the wood chips can be fed into a biomass heating plant using the silo.
  • the silo can be a concrete silo, wherein the container 10 can have a diameter of approx. 6.5 m and a volume of approx. 650 m 3 .
  • the chips are discharged from the container 10 by a hydraulically driven oscillator.
  • dry, cold air can be sucked through the container 10 by means of a radial fan.
  • the container 10 of the silo is filled, for example, with miscanthus up to a height of approx. 12 m.
  • 90 m 3 of forest hoes with a moisture content of 65% water can be filled.
  • air can be sucked through the container 10 once or several times using the radial fan.
  • the air can be dry and cold air with low humidity.
  • the dry air removes moisture from the miscanthus and wood chips.
  • the operating time of the radial fan is approx. 70 hours and an amount of air of approx. 5000 m3 / h is sucked through the container 10.
  • the centrifugal fan can be operated continuously or in specified time windows. After the wood chips have been processed, the moisture content may have dropped to approx. 30%.
  • bulk material 20, in particular mineral bulk material 20 can also be cooled.
  • minerals with a temperature of approx. 800 ° C. in the container 10 can be cooled to approx. 200 ° C.
  • a container 10 with a volume of approximately 100 m 3 can be used for this purpose.
  • air at a temperature of approx. 100 ° C. is forced through the container 10 with the aid of the radial fan. The cooler air flows past the minerals and removes heat from them. As a result, the minerals cool down.
  • bulk material 20 in particular in the form of briquettes, can also be cooled.
  • the silo described and the associated method ensure that the bulk material 20 is processed in a manner that is gentle on the material.
  • the fragile briquettes with a grain size of approx. 20 mm are carefully treated and their original grain size can also be retained during processing.
  • the briquettes are cooled in the container 10 from 80 ° C to approx. 30 ° C.
  • a container with a volume of approx. 50 m 3 is used and approx. 10 m 3 / h briquettes are passed through the container 10. While the briquettes are being cooled, the container 10 is continuously emptied and at the same time continuously filled. As a result, the fill level in the container 10 can be kept constant by the briquettes.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Filling Or Emptying Of Bunkers, Hoppers, And Tanks (AREA)

Description

  • Die Beschreibung bezieht sich auf ein Silo und ein Verfahren zur Ausführung von Prozessen mit Gasen in Schüttgut.
  • In vielen industriellen und landwirtschaftlichen Bereichen wird Schüttgut durch Silos befördert oder in diesen gelagert. Das im Silo gelagerte Schüttgut kann dort platzsparend, trocken und geschützt gelagert werden. Zu einem späteren Zeitpunkt kann das Schüttgut aus dem Silo in vordefinierten Mengen entnommen werden. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, das Schüttgut im Silo zu behandeln. Beispielsweise kann das Schüttgut im Silo getrocknet werden. Gleiches gilt auch bei der Entnahme des Schüttgutes aus dem Silo. Nachteilig an dieser Vorgehensweise ist jedoch, dass hierfür zusätzliche Anlagen und Vorrichtungen außerhalb des Silos montiert werden müssen und das Silo nur als (Zwischen-) Lagerung des Schüttgutes dient. Bei bekannten Silos ist eine Behandlung des Schüttgutes im Silo nicht vorgesehen. Besonders bei Anwendungsfällen, bei denen das Schüttgut kontinuierlich in das Silo eingefüllt und aus diesem entnommen wird, kann eine Behandlung des Schüttgutes im Silo vorteilhaft sein. Dabei wird das Schüttgut beim "Durchfließen" des Silos behandelt. Beispielsweise kann feuchtes Schüttgut direkt im Silo getrocknet werden. Eine externe Vorrichtung zum Trocknen des Schüttgutes kann dadurch entfallen. Bei bekannten Silos kann das Silo während der Behandlung des Schüttgutes nicht zur (Zwischen-) Lagerung genutzt werden. Aus dem Dokument DE 694 10 284 A1 ist eine Vorrichtung zum Spülen vom blockierendem Feststoffmaterial in einer Kammer. Die Vorrichtung umfasst zwei rotierende Zylinder mit Vorsprüngen, die am Boden der Kammer angeordnet sind, sowie eine Stickstoffquelle, die an der oberen Seite der Kammer angeordnet ist und Stickstoff bereitstellt, um die Kammer zu spülen. Das Dokument DE 102 51 634 A1 offenbart ein Verfahren zum Begasen von Schüttgut in einem Schüttgut-Silo, der an seinem unteren Auslassbereich mehrere Begasungs-Bereiche umfasst, durch die unterschiedliche Gasvolumenströme eingeblasen werden können. Das Dokument AU 20087 203 480 A1 offenbart ein Verfahren zur Begasung eines Silos, wobei Gas zwischen an der unteren Seite des Silos angeordneten Einlassöffnungen und einer an der oberen Seite des Silos angeordneten Auslassöffnung durchströmen kann. Das Dokument US 5 176 295 A offenbart einen Silo, der an seiner unteren Seite eine Vielzahl von rotierenden Rollen aufweist.
  • Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht folglich darin, ein Silo und ein Verfahren bereitzustellen, die eine Behandlung des Schüttgutes im Inneren des Silos ermöglichen. Darüber hinaus kann es außerdem wichtig sein, eine Behandlung des Schüttgutes auch während des Befüllens und/oder der gleichzeitigen Entnahme von Schüttgut aus dem Silo zu ermöglichen.
  • Die Aufgabe wird durch ein Silo nach Anspruch 1 und ein Verfahren nach Anspruch 7 gelöst.
  • Es wird ein Silo zum Begasen von Schüttgut beschrieben. Das Silo umfasst einen Behälter zur Aufnahme von Schüttgut mit einem Einlass und einem Auslass und Ventilschieber, der im Behälter zwischen dem Einlass und dem Auslass angeordnet und dazu ausgebildet ist, eine vordefinierte Menge an Schüttgut pro Zeiteinheit in Fließrichtung vom Einlass zum Auslass fließen zu lassen. Das Silo umfasst außerdem eine Gaseintrittsöffnung, die am Behälter zwischen den Ventilschiebern und dem Auslass angeordnet ist, und Gas im Wesentlichen gegen die Fließrichtung des Schüttguts durch den Behälter und durch das Schüttgut strömt.
  • Außerdem wird ein Verfahren zum Begasen von Schüttgut beschrieben. Das Verfahren umfasst die Schritte: Bereitstellen eines Silos, der einen Behälter zur Aufnahme von Schüttgut mit einem Einlass und einem Auslass umfasst, Befüllen des Behälters mit Schüttgut über den Einlass, Betätigen eines Ventilschiebers, der im Behälter zwischen dem Einlass und dem Auslass angeordnet ist, damit eine vordefinierte Menge Schüttgut pro Zeiteinheit zum Auslass fließen kann und Begasen des Schüttgutes, wobei Gas über eine Gaseintrittsöffnung, die am Behälter zwischen dem Ventilschieber und dem Auslass angeordnet ist, in den Behälter gegen die Fließrichtung des Schüttguts durch den Behälter und das Schüttgut strömt sowie Entnehmen des Schüttgutes aus dem Behälter.
  • Die Vorrichtung und das Verfahren werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Die Figuren dienen zur Veranschaulichung grundlegender Aspekte, wobei nur solche Merkmale dargestellt sind, die hierfür notwendig sind. Die Figuren sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu, wobei aber gleiche Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Komponenten mit jeweils gleicher oder ähnlicher Ausgestaltung oder Funktionsweise bezeichnen.
  • Figur 1 zeigt ein beispielhaftes Silo in einer Schnittansicht mit zwei Ventilschiebern.
  • Figur 2 zeigt zwei beispielhafte Ventilschieber in einer perspektivischen Ansicht.
  • Figur 3 zeigt eine Schnittansicht des Silos nach Figur 1 mit vier Ventilschiebern.
  • Anhand der Figuren werden ein Silo, insbesondere ein Hochsilo oder ein Siloturm, und ein dazugehöriges Verfahren beschrieben, bei dem Schüttgut mit einem Gasgegenstrom beaufschlagt werden kann. Das Silo und das dazugehörige Verfahren können beispielsweise zur Gasreinigung von Aktivkohlefiltern, zur Trocknung von Hackschnitzeln, zur Kühlung von Schüttgut im Zuge der Wärmerückgewinnung und zur Kompostierung im Zusammenhang mit der Humuserzeugung eingesetzt werden. Außerdem kann das Silo zur Lagerung und Durchführung von verschiedensten Schüttgütern, beispielsweise Kohle, verwendet werden. Dabei können im Silo verschiedene industrielle Prozesse ablaufen. Im Silo kann beispielsweise Schüttgut gekühlt, erwärmt, getrocknet, kompostiert und torrefiziert werden. Es ist außerdem möglich, dass mehrere Prozesse parallel zueinander ablaufen. Darüber hinaus können beliebige Arten von Schüttgut, und auch Gemische aus diesen, im Silo mit dem hier beschriebenen Verfahren verarbeitet werden. In der nachfolgenden Beschreibung wird angenommen, dass kontinuierlich Schüttgut aus dem Silo entnommen und gegebenenfalls gleichzeitig auch wieder Schüttgut in das Silo nachgefüllt wird. Eine kontinuierliche Entnahme von Schüttgut aus dem Silo ist für die bestimmungsgemäße Funktion des Silos und des dazugehörigen Verfahrens nicht notwendig.
  • In Figur 1 ist eine Schnittansicht eines beispielhaften Silos dargestellt. Das Silo umfasst einen Behälter 10, der eine beliebige Geometrie aufweisen kann. Der Behälter 10 kann beispielsweise rund, rechteckig, vieleckig oder oval sein. Der Behälter 10 kann aus einem beliebigen Material, beispielsweise aus Metall, Kunststoff, Keramik oder einem Verbundwerkstoff, hergestellt sein. Der Behälter 10 dient dazu, Schüttgut 20 aufzunehmen, zu lagern und letztendlich auch wieder abzugeben. In diesem Beispiel umfasst der Behälter 10 zumindest einen Einlass 11, der in diesem Beispiel an einer Oberseite des Behälters 10 angeordnet ist und zumindest einen Auslass 12, der an einer Unterseite des Behälters 10 angeordnet ist, wobei sich die Unterseite an der dem Einlass 11 entgegengesetzten Seite des Behälters 10 befindet. Im dargestellten Beispiel wirkt die Schwerkraft auf das Schüttgut 20 annähernd in Richtung des Auslasses 12. Das führt dazu, dass das Schüttgut 20 entlang einer Fließrichtung v unter Einwirkung der Schwerkraft vom Einlass 11 zum Auslass 12 fließt. Die Fließrichtung v ist im vorliegenden Beispiel annähernd vertikal, also gleich der Wirkrichtung der Schwerkraft. Über den Auslass 12 kann das Schüttgut 20 kontinuierlich und gleichmäßig aus dem Behälter 10 entnommen werden und von dort zur weiteren Verarbeitung befördert werden. Gemäß einem weiteren Beispiel des Silos kann das Schüttgut 20 auch in einer anderen Richtung als der Vertikalen fließen. In diesem Fall wird das Schüttgut 20 über ein Gebläse, eine Pumpe oder mit einer mechanischen Fördereinrichtung, beispielsweise einer Förderschnecke im Silo gefördert.
  • Im Behälter 10 kann sich zumindest ein Ventilschieber 15 befinden, der zwischen dem Einlass 11 und dem Auslass 12 angeordnet ist und dazu ausgebildet ist, eine vordefinierte Menge an Schüttgut 20 pro Zeiteinheit in Fließrichtung v zum Auslass 12 fließen zu lassen. In Figur 1 weist der Behälter 10 zwei Ventilschieber 15 auf. Soll im Betrieb über den Auslass 12 Schüttgut 20 entnommen werden, so können die Ventilschieber 15 dazu dienen, das Schüttgut 20 kontinuierlich und gleichmäßig aus dem Behälter 10 zu entnehmen. Die Ventilschieber 15 können beispielsweise zumindest teilweise aus Metall, Kunststoff, Keramik oder einem Verbundwerkstoff bestehen. Auch die Verwendung von Nichteisenmetallen ist möglich. Aufgrund des erhöhten Verschleißes an den Ventilschiebern 15 können die Ventilschieber 15 zusätzlich mit Auftragsschweißungen versehen werden. Links und rechts von den Ventilschiebern 15 können sich mechanische Barrieren 17 befinden, die ein Durchfließen des Schüttguts abseits der Ventilschieber 15 verhindern.
  • Im dargestellten Beispiel in Figur 1 weist der Behälter 10 außerdem zumindest eine Gaseintrittsöffnung 13 auf, die in vertikaler Richtung zwischen den Ventilschiebern 15 und dem Auslass 12 angeordnet sein kann und ein Einströmen eines (theoretisch beliebigen) Gases 30 in den Behälter 10 ermöglichen soll. Von der Gaseintrittsöffnung 13 strömt das Gas 30 zwischen den mechanischen Barrieren 17 und den Ventilschiebern 15 hindurch. Durch eine Rotationbewegung um einen einstellbaren Winkel in eine Richtung und dann zurück in die andere Richtung der Ventilschieber 15 um eine Achse quer zur Fließrichtung v des Schüttgutes 20 (im vorliegenden Beispiel eine horizontale Achse) wird das Schüttgut 20 lokal aufgelockert und dosiert und fließt entgegengesetzt zu der Richtung der Gasströmung zwischen den mechanischen Barrieren 17 und den Ventilschiebern 15 hindurch (Gegenstrom). Während das Gas von unten nach oben gegen die Fließrichtung v des Schüttgutes 20 durch den Behälter 10 strömt, kann es zu Wechselwirkungen zwischen dem Gas 30 und dem Schüttgut 20 kommen. Sowohl das Gas 30 als auch das Schüttgut 20 können dadurch chemisch und/oder physikalisch verändert werden. Das Gas 30 entweicht anschließend über den Einlass 11 und/oder über eine oder mehrere separate Gasaustrittsöffnungen 14 aus dem Behälter 10. Das Gas 30 kann anschließend aufgefangen und regeneriert werden oder gegebenenfalls entsorgt werden.
  • Im Falle einer Trocknung von Hackschnitzeln dient das Gas 30 dazu, den noch feuchten Hackschnitzeln Feuchtigkeit zu entziehen. Zu diesem Zweck kann warme, trockene Luft über die Gaseintrittsöffnung 13 in den Behälter 10 geleitet werden. Dabei nimmt das das Schüttgut 20 durchströmende Gas 30 vom Schüttgut 20 Feuchtigkeit auf. Die vom Gas 30 aufgenommene Feuchtigkeit wird mit dem Gas 30 durch und anschließend aus dem Behälter 10 befördert. Dieser Prozess kann auch mehrfach hintereinander durchgeführt werden. Dadurch kann ein höherer Trocknungsgrad erreicht werden.
  • Figur 2 zeigt zwei verschiedene Beispiele von Ventilschiebern 15 in perspektivischer Ansicht. Die Ventilschieber 15 können in den beschriebenen Beispielen Rohr- oder Vollprofile mit jeweils einer Längsachse 16 sein. Die Ventilschieber 15 können beispielsweise einen rechteckigen oder einen ovalen Querschnitt aufweisen, aber keinen kreisrunden Querschnitt. Im dargestellten Beispiel sind die Ventilschieber 15 derart im Behälter 10 angeordnet, dass die Längsachsen 16 annähernd orthogonal zur Fließrichtung v des Schüttgutes 20 liegt.
  • Bei der Entnahme von Schüttgut 20 aus dem Behälter 10 kann es je nach Konsistenz und Zusammensetzung des Schüttgutes 20 zu einem Verklumpen (Klumpenbildung) des Schüttgutes 20 im Behälter 10 kommen. Dabei bilden sich im Schüttgut 20 größere Verbände, die nicht mehr durch die Ventilschieber 15 hindurch fließen können und daraufhin eine gleichmäßige und kontinuierliche Entnahme von Schüttgut 20 über den Auslass 12 des Behälters 10 nahezu unmöglich machen. Im dargestellten Beispiel können die Ventilschieber 15 deshalb im Betrieb um deren Längsachsen 16 oszillieren. Die Oszillationsbewegung kann durch eine geeignete Steuerung gesteuert werden. Es kann beispielsweise auf den Drehwinkel und die Drehgeschwindigkeit Einfluss genommen werden. Die Ventilschieber 15 können mithilfe der Steuerung darüber hinaus auch eine nichtoszillierende Bewegung ausführen. Dies hat den Effekt, dass ein Verklumpen des Schüttgutes 20 im Behälter 10 vermieden wird und/oder durch die Oszillationsbewegung bereits bestehende Verklumpungen wieder gelöst werden können. Für besonders starke Verklumpungen kann die Oszillationsbewegung auch zusätzlich verstärkt werden. Die Oszillationsbewegung stellt eine gleichmäßige und kontinuierliche Entnahmemöglichkeit über den Auslass 12 am Behälter 10 sicher und kann beispielsweise derart ausgestaltet sein, dass um die Längsachse 16, ein Gesamtwinkel von 120° eingeschlossen wird. Dies würde einer Drehung aus einer Ruhelage von +/- 60° entsprechen. Alternativ dazu können auch größere und kleinere Gesamtwinkel eingesetzt werden.
  • Darüber hinaus ist es außerdem möglich, dass die Ventilschieber 15 derart zueinander verdreht und auch gehalten werden, dass sich zwischen den Ventilschiebern 15 jeweils ein kleiner Spalt bildet. Dieser Spalt kann stufenlos eingestellt werden und so klein sein, dass kein Schüttgut 20 mehr an den Ventilschiebern 15 vorbeifließen kann. Die Ventilschieber 15 können folglich auch den Durchfluss von Schüttgut 20 zum Auslass 12 absperren.
  • In Figur 3 ist ein weiteres Beispiel des Silos dargestellt. In diesem Beispiel weist das Silo vier Ventilschieber 15 auf. Je nach Anwendung kann die Zahl der Ventilschieber 15 variieren. Im dargestellten Beispiel sind die Ventilschieber 15 derart angeordnet, das die Längsachsen 16 der Ventilschieber 15 nebeneinander und parallel zueinander in einer annähernd horizontalen Ebene liegen. Eine Anordnung von mehreren Ventilschiebern 15 kann notwendige Antriebskräfte für die einzelnen Ventilschieber 15 verringern. Alternativ dazu ist es auch möglich, dass die Längsachsen 16 der Ventilschieber 15 nicht ausschließlich in einer Ebene liegen.
  • Der Behälter 10 kann in den genannten Beispielen ein Fassungsvermögen von 1-2000 m3 aufweisen. Darüber hinaus kann das Silo Schüttgut 20 von einem Volumen zwischen 1 und 1000 m3 pro Stunde aufnehmen und/oder durch den Behälter 10 fördern.
  • Ein mit dem beschriebenen Silo verwendetes Verfahren umfasst das Bereitstellen eines oben beschriebenen Silos, sowie das anschließende Befüllen des Behälters 10 mit Schüttgut 20 über den Einlass 11 und das Betätigen des zumindest einen Ventilschiebers 15, damit eine vordefinierte Menge Schüttgut 20 pro Zeiteinheit zum Auslass 12 fließen kann. Währenddessen erfolgt das Begasen des Schüttgutes 20, wobei Gas 30 über die Gaseintrittsöffnung 13 in den Behälter 10, gegen die Fließrichtung v des Schüttgutes 20 und hin zum Einlass 11 durch den Behälter 10 und folglich auch durch das Schüttgut 20 strömt. Außerdem umfasst das Verfahren das Entnehmen des Schüttgutes 20 aus dem Behälter 10. Die Entnahme des Schüttgutes 20 aus dem Behälter 10 kann gleichmäßig und kontinuierlich erfolgen. In einem Beispiel des Verfahrens kann der Ventilschieber 15 eine oszillierende Bewegung um die Längsachse 16 ausführen. Für die Zuführung des Gases 30 zum Behälter 10 kann dieses beispielsweise unter Druck oder unter Vakuum mit Hilfe eines Gebläses oder einer Pumpe durch den Behälter 10 gefördert werden.
  • Das in den Beispielen beschriebene Gas 30 kann jedes beliebige Gas 30 und Gasgemisch sein. Beispielsweise kann das Gas 30 Umgebungsluft, Sauerstoff, ein Inertgas oder Wasserdampf sein.
  • Im Folgenden werden verschiedene Anwendungsmöglichkeiten des beschriebenen Silos und des dazugehörigen Verfahrens beispielhaft erklärt.
  • In einem Beispiel kann beispielsweise eine Trocknung von Schüttgut 20 durchgeführt werden. Das Schüttgut 20 kann in diesem Fall Hackgut, insbesondere Waldhackgut sein. Das Waldhackgut kann Hackgut von erntefrischen Fichten inklusive grüner Nadeln und Rinde sein und eine Feuchtigkeit von ca. 65% aufweisen.
  • Das Hackgut kann unter Einsatz des Silos in ein Biomasse-Heizwerk geleitet werden. Dazu kann das Silo ein Betonsilo sein, wobei der Behälter 10 einen Durchmesser von ca. 6,5 m und ein Inhaltsvolumen von ca. 650 m3 aufweisen kann. Bei diesem Beispiel erfolgt der Austrag des Hackgutes aus dem Behälter 10 durch einen hydraulisch angetriebenen Oszillomaten. Dabei kann gleichzeitig trockene kalte Luft mittels eines Radialventilators durch den Behälter 10 gesaugt werden.
  • Zur Verarbeitung des beschriebenen Hackgutes wird der Behälter 10 des Silos beispielsweise mit Miscanthus bis zu einer Höhe von ca. 12 m gefüllt. Zusätzlich können 90 m3 Waldhack mit einem Feuchtegehalt von 65% Wasser eingefüllt werden. Anschließend kann ein- oder mehrmals Luft unter Einsatz des Radialventilators durch den Behälter 10 gesaugt werden. Die Luft kann trockene und kalte Luft mit geringer Feuchtigkeit sein. Die trockene Luft entzieht dem Miscanthus und dem Waldhackgut Feuchtigkeit. In einem Beispiel zur Verarbeitung des Hackgutes beträgt die Betriebszeit des Radialventilators ca. 70 Stunden und es wird eine Luftmenge von ca. 5000 m3/h durch den Behälter 10 gesaugt. Der Radialventilator kann dabei kontinuierlich oder in vorgegebenen Zeitfenstern betrieben werden. Nach der Verarbeitung des Hackgutes kann der Feuchtegehalt auf ca. 30 % gesunken sein.
  • In einem weiteren Anwendungsbeispiel kann auch Schüttgut 20, insbesondere mineralisches Schüttgut 20 gekühlt werden. Insbesondere können Mineralien mit einer Temperatur von ca. 800 °C im Behälter 10 auf ca. 200 °C gekühlt werden. Zu diesem Zweck kann ein Behälter 10 mit einem Volumen von ca. 100 m3 eingesetzt werden. Anschließend wird mithilfe des Radialventilators Luft mit einer Temperatur von ca. 100 °C durch den Behälter 10 gedrückt. Die kühlere Luft strömt an den Mineralien vorbei und entzieht diesen Wärme. In der Folge kommt es zu einer Abkühlung der Mineralien.
  • In einem anderen Anwendungsbeispiel kann auch Schüttgut 20, insbesondere in Form von Briketts gekühlt werden. Das beschriebene Silo und das zugehörige Verfahren gewährleisten eine materialschonende Verarbeitung des Schüttgutes 20. Im beschriebenen Beispiel werden die bruchempfindlichen Briketts mit einer Körnung von ca. 20 mm schonend behandelt und ihre ursprüngliche Körnung kann auch während der Verarbeitung erhalten werden. Die Briketts werden im Behälter 10 von 80 °C auf ca. 30 °C herunter gekühlt. Zu diesem Zweck wird ein Behälter mit einem Volumen von ca. 50 m3 eingesetzt und es werden ca. 10 m3/h Briketts durch den Behälter 10 geleitet. Während der Kühlung der Briketts wird der Behälter 10 kontinuierlich entleert und gleichzeitig kontinuierlich befüllt. Dadurch kann der Füllstand durch die Briketts im Behälter 10 konstant gehalten werden.

Claims (9)

  1. Silo zum Begasen von Schüttgut, umfassend:
    einen Behälter (10) zur Aufnahme von Schüttgut (20) mit einem Einlass (11) und einem Auslass (12);
    einen Ventilschieber (15), der im Behälter (10) zwischen dem Einlass (11) und dem Auslass (12) angeordnet ist und dazu ausgebildet ist, eine vordefinierte Menge an Schüttgut (20) pro Zeiteinheit in Fließrichtung (v) vom Einlass (11) zum Auslass (12) fließen zu lassen;
    dadurch gekennzeichnet, dass das Silo eine Gaseintrittsöffnung (13) umfasst, die am Behälter (10) zwischen dem Ventilschieber (15) und dem Auslass (12) angeordnet ist, und
    wobei Gas im Wesentlichen gegen die Fließrichtung (v) des Schüttguts durch den Behälter (10) und das Schüttgut (20) strömt.
  2. Silo nach Anspruch 1, bei dem der Ventilschieber (15) aus einem langgestreckten Rohrprofil mit rechteckigem oder ovalem Querschnitt besteht, welches eine Längsachse (16) aufweist.
  3. Silo nach Anspruch 1, bei dem die Längsachse (16) des Ventilschiebers (15) orthogonal zu der Fließrichtung (v) des Schüttgutes (20) angeordnet ist.
  4. Silo nach Anspruch 3, bei dem der Ventilschieber (15) um die Längsachse (16) oszilliert.
  5. Silo nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das Schüttgut (20) durch die Wirkung der Gewichtskraft in Fließrichtung (v) fließt.
  6. Silo nach einem der vorangehenden Ansprüche, welches mehrere Ventilschieber (15) aufweist, deren Längsachsen (16) parallel zueinander verlaufen und im Wesentlichen in einer Ebene liegen.
  7. Verfahren zum Begasen von Schüttgut, umfassend:
    Bereitstellen eines Silos, wobei das Silo einen Behälter (10) zur Aufnahme von Schüttgut (20) mit einem Einlass (11) und einem Auslass (12) umfasst;
    Befüllen des Behälters (10) mit Schüttgut (20) über den Einlass (11);
    Betätigen eines Ventilschiebers (15), der im Behälter (10) zwischen dem Einlass (11) und dem Auslass (12) angeordnet ist, damit eine vordefinierte Menge Schüttgut (20) pro Zeiteinheit zum Auslass (12) fließen kann; gekennzeichnet durch
    Begasen des Schüttgutes (20), wobei Gas (30) über eine Gaseintrittsöffnung (13), die am Behälter zwischen dem Ventilschieber und dem Auslass (12) angeordnet ist, in den Behälter (10) gegen eine Fließrichtung (v) des Schüttguts (20) durch den Behälter (10) und das Schüttgut (20) strömt; und
    Entnehmen des Schüttgutes (20) aus dem Behälter (10).
  8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem der Ventilschieber (15) eine oszillierende Bewegung um die Längsachse (16) ausführt.
  9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, bei dem das Begasen des Schüttgutes (20) unter Druck mithilfe eines Gebläses, eines Radialventilators oder einer Pumpe erfolgt.
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