WO2022028925A1 - Austragseinrichtung und verfahren zum austragen von material aus einem prozessraum - Google Patents

Austragseinrichtung und verfahren zum austragen von material aus einem prozessraum Download PDF

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WO2022028925A1
WO2022028925A1 PCT/EP2021/070699 EP2021070699W WO2022028925A1 WO 2022028925 A1 WO2022028925 A1 WO 2022028925A1 EP 2021070699 W EP2021070699 W EP 2021070699W WO 2022028925 A1 WO2022028925 A1 WO 2022028925A1
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WO
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solids
container
chamber
level
gas
Prior art date
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PCT/EP2021/070699
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English (en)
French (fr)
Inventor
Karl-andreas GROSS
Frank UNGETHÜM
Original Assignee
Thyssenkrupp Industrial Solutions Ag
Thyssenkrupp Ag
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Publication date
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Priority claimed from BE20205563A external-priority patent/BE1028536B1/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C5/00—Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed
    • B04C5/14—Construction of the underflow ducting; Apex constructions; Discharge arrangements ; discharge through sidewall provided with a few slits or perforations
    • B04C5/15—Construction of the underflow ducting; Apex constructions; Discharge arrangements ; discharge through sidewall provided with a few slits or perforations with swinging flaps or revolving sluices; Sluices; Check-valves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C23/00—Auxiliary methods or auxiliary devices or accessories specially adapted for crushing or disintegrating not provided for in preceding groups or not specially adapted to apparatus covered by a single preceding group
    • B02C23/08—Separating or sorting of material, associated with crushing or disintegrating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C23/00—Auxiliary methods or auxiliary devices or accessories specially adapted for crushing or disintegrating not provided for in preceding groups or not specially adapted to apparatus covered by a single preceding group
    • B02C23/18—Adding fluid, other than for crushing or disintegrating by fluid energy
    • B02C23/20—Adding fluid, other than for crushing or disintegrating by fluid energy after crushing or disintegrating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C11/00—Accessories, e.g. safety or control devices, not otherwise provided for, e.g. regulators, valves in inlet or overflow ducting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C5/00—Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed
    • B04C5/14—Construction of the underflow ducting; Apex constructions; Discharge arrangements ; discharge through sidewall provided with a few slits or perforations
    • B04C5/18—Construction of the underflow ducting; Apex constructions; Discharge arrangements ; discharge through sidewall provided with a few slits or perforations with auxiliary fluid assisting discharge

Definitions

  • the invention relates to a discharge device for discharging material, in particular powdered cement raw meal, from a process space.
  • the invention also relates to a method for discharging material from a process space.
  • Mechanical dosing devices such as cell wheel sluices, are usually used to discharge material, in particular in powder form, from a process space, such as a classifier or a filter.
  • a sifter with a rotary feeder connected to it is known, for example, from DE 10 2014 015 549 A1.
  • Process rooms such as classifiers or cyclone separators in a cement production plant, usually have a negative pressure, with the conveying devices for conveying the separated solids being operated at ambient pressure.
  • this object is achieved by a discharge device having the features of independent device claim 1 and by a method for discharging material having the features of independent method claim 11 .
  • a discharge device for discharging solids, in particular powder, preferably raw meal powder, from a process chamber comprises a container for receiving the solids, a container attached to the container adjoining solids chamber, a solids discharge valve adjoining the solids chamber, and optionally a conveying device for conveying the solids, adjoining the solids discharge valve.
  • the discharge device also has a fill level gauge mounted in the container for determining the solids fill level inside the container.
  • the discharge device includes a control/regulation device which is connected to the fill-level meter for transmitting the determined solids fill level and is designed in such a way that it controls/regulates the opening width of the solids discharge valve depending on the solids fill level.
  • a discharge device preferably serves to discharge solids from a process space into a conveyor device.
  • the process space is preferably a process space of a cement production plant, into which a gas-solids mixture is introduced and the solids are separated from the gas-solids mixture within the process space.
  • a separating cyclone, a classifier or a filter has such a process space.
  • the container is preferably designed to taper conically downwards, in particular in the shape of a funnel.
  • the container has, for example, a substantially horizontal container floor.
  • the container is preferably arranged such that the separated solids fall into and are received in the container.
  • the solids chamber is preferably connected to the container in the flow direction of the solids and is in particular completely filled with solids.
  • the solids chamber serves, for example, as a buffer between the container and the conveyor.
  • the solids chamber is arranged below the fill level of the solids within the container, so that the solids flow from the container into the solids chamber, at least partially due to the force of gravity.
  • the solids discharge valve is, for example, a rotary slide that is moved by a drive device so that the opening width of the Solids discharge valve is continuously adjustable.
  • the opening width is the diameter, in particular the free cross section of the valve, through which the solids can flow. This can be adjusted via the valve slide.
  • the solids discharge valve is preferably arranged in the flow direction of the solids to be discharged behind the container and the solids chamber and in front of the conveying device.
  • the conveyor device is, for example, a mechanical conveyor device such as a screw conveyor, a conveyor belt or a conveyor floor (walking floor). It is also conceivable that the conveying device is a pneumatic conveying device. The conveying device can also be merely an at least partially vertically arranged tube, so that the material is conveyed by gravity.
  • Controlling/regulating the opening width of the solids discharge valve as a function of the level of solids in the container offers the advantage that the level of solids in the container ensures that the air flow flowing through the solids into the container is limited.
  • the air entering the container due to the pressure difference between the container and the environment is at least partially or completely absorbed by the solids, so that the entry of false air into the container, in particular into the process space, is minimized or completely prevented.
  • the discharge device has an aeration device for generating an air flow, which is connected to the container, the solids chamber, the solids discharge valve and/or the conveyor device for supplying the air flow and is designed in such a way that the air flow generated at least partially removes the solids/gas mixture fluidized.
  • This increases the flowability of the solids, so that material discharge in the direction of the conveyor through the solids discharge valve is simplified.
  • the ventilation enables a lower overall height, since material can be removed at the height of the container.
  • the ventilation device is, for example, a fan.
  • the ventilation device is preferably arranged below the container, the solids chamber, the solids discharge valve and/or the conveying device.
  • control-Z regulating device is designed in such a way that it controls/regulates the flow rate of the air flow generated by means of the ventilation device, in particular of the solid-Zgas mixture, and/or the conveying speed of the conveying device depending on the solids filling level.
  • the aeration device is connected to the container, the solids chamber, the solids discharge valve and the conveying device via a respective line, with a valve for adjusting the air supply being arranged in each line.
  • the control-Z regulating device is preferably connected to at least one or each valve and is designed in such a way that it controls/regulates the opening width of the valves as a function of the solids filling level.
  • control-Z regulating device is designed in such a way that it compares the filling level determined in the container with a predetermined target value or target range and, if the filling level determined deviates from the target value or target range, the flow rate of the air flow generated by the ventilation device, increases or decreases the opening width of the solids valve and/or the conveying speed of the conveying device.
  • the setpoint range is preferably a range between a maximum and a minimum fill level.
  • the control-Z regulating device is preferably designed in such a way that it increases the flow rate of the air flow generated by the ventilation device, in particular the solid-Zgas mixture, the opening width of the solid-material valve and/or the conveying speed of the conveying device if the filling level determined exceeds the setpoint or the setpoint range .
  • the control/regulating device is preferably designed in such a way that it reduces the flow rate of the air flow generated by the ventilation device, the opening width of the solids valve and/or the conveying speed of the conveying device if the filling level determined falls below the setpoint or the setpoint range.
  • the control/regulation device is designed in such a way that it determines the desired value or the desired range as a function of the pressure difference between the container and the conveying device.
  • a pressure measuring device is preferably arranged inside the container, which is connected to the control/regulating device in order to transmit the pressure formed in the container.
  • the conveying device has, for example, a further pressure measuring device which is connected to the control/regulating device in order to transmit the pressure developed in the conveying device.
  • the control/regulation device is preferably designed in such a way that it determines the differential pressure between the container and the conveyor device and uses this to determine the desired value or the desired value range of the fill level. This ensures that the filling level is at a level that prevents ambient air from penetrating from the conveyor device into the container.
  • the container has a container floor for receiving the solids, the solids chamber and/or the solids valve being/are fitted at the same level or above the container floor.
  • the container has a container base for receiving the solids, the container base being connected to the aeration device for aerating the solids.
  • the bottom of the container has a plurality of ventilation openings, which are in particular spaced evenly apart from one another, so that air can flow through the solid lying on the bottom of the container in a substantially uniform manner.
  • the container bottom is preferably connected via a line to the ventilation device, wherein the Line opens into the container bottom and preferably has a valve for adjusting the flow rate of the air flow generated by the ventilation device.
  • the solids chamber has a chamber floor which is connected to the aeration device for aerating the solids within the solids chamber.
  • the chamber floor is preferably connected to the ventilation device via a line, the line opening into the chamber floor and preferably having a valve for adjusting the flow rate of the air flow generated by the ventilation device.
  • the chamber floor preferably has a plurality of ventilation openings, which are in particular spaced evenly apart from one another, so that air can flow through the solids lying on the chamber floor in a substantially uniform manner.
  • the invention also includes a unit of a cement production plant with a process room.
  • the unit can be, for example, a cyclone separator, a classifier or a filter for separating solids from a gas-solids mixture.
  • the unit comprises a material inlet for letting in a gas-solids mixture, a gas outlet for letting out a gas flow from the process space, and a discharge device, as described above, adjoining the process space.
  • the control/regulation device is designed in such a way that it controls/regulates the flow rate of the gas-solid mixture that flows through the material inlet into the process space, depending on the solids filling level in the container. This allows the solids level to be adjusted via the material inlet.
  • the control/regulating device is designed in such a way that it compares the fill level determined in the container with a predetermined target value or target range and, if the fill level determined deviates from the target value or target range, the flow rate of the gas-solid mixture passing through the Material inlet flows into the process space, increased or decreased.
  • the flow rate of the gas-solid mixture that flows through the material inlet into the process space Decreases when level is above setpoint or target range and increases when level is below setpoint or target range.
  • the invention also relates to a method for removing solids from a process space, in particular a cyclone separator or a filter, for separating solids from a gas-solids mixture, having the steps:
  • the opening width of the solids discharge valve is controlled/regulated depending on the level determined.
  • the container, the solids chamber, the solids discharge valve and/or the conveying device are aerated by means of an air flow, so that the solids within the container, the solids chamber, the solids discharge valve and/or the conveying device are at least partially fluidized.
  • the level determined is compared to a target value or a target value range and the opening width of the solids discharge valve, the conveying speed and/or the flow rate of the air flow is increased or reduced if the level deviates from the target value or the target value range.
  • a gas-solids mixture is introduced into the process space and the solids are separated from the gas-solids mixture within the process space and received in the container, with the amount of gas-solids mixture introduced into the process space being controlled/regulated as a function of the level determined will.
  • the fill level determined is compared to a target value or a target value range and the quantity of gas-solids mixture introduced into the process chamber is increased or reduced if the fill level deviates from the target value or the target value range.
  • the process space has a negative pressure and the conveying device has ambient pressure.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a cyclone separator with a discharge device in a side view according to an embodiment.
  • FIG. 2 shows a schematic detailed representation of a discharge device according to the embodiment of FIG. 1.
  • the cyclone separator 10 for separating a solid from a gas phase.
  • the cyclone separator 10 has an upper, cylindrical area 12, which is adjoined by a conical area 14 at the lower end.
  • the cylindrical area 12 and the conical area 14 form the process space in which solids are separated from a gas-solids mixture.
  • a discharge device 16 for discharging bulk material, such as raw meal powder, from the cyclone separator 10 follows the conical region 14 at the bottom.
  • the cyclone separator 10 has a material inlet 18 for admitting a gas-solid mixture into the cyclone separator.
  • the material inlet 18 preferably comprises a line with a round or angular cross section, the line extending radially, in particular tangentially, to the upper, cylindrical region 12 .
  • the material inlet 18 opens into the upper cylindrical area 12 of the Cyclone separator 12, such that the material, in particular the gas-solid mixture, is introduced into the cyclone separator 10 tangentially to the cylindrical region 12.
  • the cyclone separator 10 also has a gas outlet 20 which, for example, has a line, in particular a dip tube 22 which is arranged coaxially to the cylindrical region 12 .
  • the dip tube 22 preferably extends outwards in the axial direction from within the cylindrical region 12 so that it protrudes from the upper end of the cylindrical region 12 , for example.
  • the solids outlet for discharging solids from the cyclone separator 10 is preferably formed by the discharge device 16 and is described in more detail with reference to FIG. 2 .
  • the discharge device 16 is preferably designed conically and has, for example, a cone angle that differs from the cone angle of the conical area 14 arranged above it. In particular, the cone angle of the discharge device 16 is smaller than the cone angle of the conical area 14 of the cyclone separator 10 arranged above the discharge device 16. It is also conceivable that the conical area 14 and the discharge device 16 have the same cone angle.
  • a mixture of gas and solids is introduced tangentially through the material inlet 18 into the cylindrical region 12 of the cyclone separator 10 such that the gas-solid mixture flows in a circular trajectory within the cylindrical region. Due to the conical narrowing of the adjoining conical area 14, the speed of the gas-solid mixture increases, so that the solid particles are thrown against the inner wall of the conical area 14 and slowed down by centrifugal force, so that they are released from the flow and gravity-driven downwards into the discharge device 16 fall. The gas phase of the gas-solids mixture flows out of the cyclone separator 10 through the dip tube 22 .
  • FIG. 2 shows a discharge device 16 according to FIG. 1 in a detailed representation.
  • the discharge device 16 comprises a conical, in particular funnel-shaped, container 24 for receiving a solid.
  • the solid is for example, a solid separated by means of a separating cyclone 10 or a solid filtered out by means of a filter.
  • the solid is, for example, raw cement powder with a particle size of 0 to 0.2 mm.
  • the container 24 has, for example, a container floor 26 on which the solid rests at least partially.
  • a solids chamber 28 is attached to the side of the container 24 in such a way that the solids flow out of the container 24 into the solids chamber 28 .
  • the solids chamber 28 is arranged, for example, at the same level as the container floor 26 . It is also conceivable that the solids chamber 28 is arranged above or below the container floor 26 .
  • the solids chamber 28 has a chamber floor 30 for receiving the solids.
  • the chamber floor 30 is preferably arranged inclined so that the solid flows on the chamber floor 30 in the conveying direction F, for example due to the force of gravity.
  • the chamber floor 30 has, for example, an angle of inclination of 0° to 15°.
  • the solids chamber 28 is followed by a solids discharge valve 32, such as a rotary valve.
  • a conveying device 34 follows the valve 32 .
  • the solids discharge valve 32 is preferably designed in such a way that it allows a flow of solids from the solids chamber 28 to the conveying device 34 when it is at least partially or fully open and prevents it when it is closed.
  • the conveyor device 34 is, for example, a belt conveyor system, a screw conveyor, a material chute or similar conveyor devices.
  • the process chamber and the container 24 of the discharge device 16 have a lower pressure than the ambient pressure, with the conveying device 34 preferably having ambient pressure.
  • the discharge device 16 also has a ventilation device 36, such as a fan.
  • the aeration device 36 is connected to the container 24, in particular the container bottom 26, via lines 38, for example. such that air flows through the tank bottom 26 into the tank 24 .
  • the container base 26 preferably has a plurality of ventilation openings which are, in particular, evenly spaced from one another, so that air can flow through the solid lying on the container base 26 in a substantially uniform manner.
  • a valve 40 is arranged in the line 38 for conducting the air from the ventilation device 36 to the container 24, via which the flow rate of air to the container 24 can be adjusted.
  • the ventilation device 36 is optionally connected to the solids chamber 28 and/or the solids discharge valve 32 via lines 38 so that air flows from the ventilation device 36 to the solids chamber 28 and/or the solids discharge valve 32 .
  • the ventilation device 36 is preferably connected to the chamber floor 30 of the solids chamber 28 via the line 38 so that air can flow through the chamber floor 30 into the solids chamber 28 .
  • the chamber floor 30 preferably has a plurality of ventilation openings, which in particular are spaced evenly from one another, so that the solid lying on the chamber floor 30 can be flowed through essentially uniformly by air.
  • a valve 42 is arranged in the line 38 for conducting the air from the ventilation device 36 to the solids chamber 28, via which the flow rate of air to the container 24 can be adjusted.
  • Another valve 44 is preferably located in the line 38 between the aerator 36 and the solids drain valve 32 so that the flow rate from the aerator 36 to the solids drain valve 32 is adjustable.
  • the ventilation device 36 is preferably connected to the conveyor device 34, in particular to the region of the conveyor device 34 which is directly connected to the solids discharge valve 32, so that air can flow from the ventilation device 36 via the line 38 into the conveyor device 34.
  • a valve 46 is arranged between the delivery device 34 and the ventilation device 36 so that the flow rate from the ventilation device 36 to the delivery device 34 can be adjusted.
  • the discharge device 16 also has a filling level meter 48 for determining the solids filling level inside the container 24 .
  • the level gauge 48 is preferably fitted inside the container 24, in particular on the inner wall of the container, and comprises, for example, an optical measuring device using a laser, radar, microwaves or ultrasound.
  • the discharge device 16 has a control/regulating device 50 which is connected to the filling level meter 48 for transmitting the determined filling level.
  • control/regulation device 50 is connected to the ventilation device 36 in such a way that it controls/regulates the flow rate of the air flow generated by the ventilation device.
  • control/regulation device 50 is designed in such a way that it controls/regulates the flow rate of the air flow generated by the ventilation device 36 as a function of the filling level determined.
  • control/regulation device 50 controls/regulates the speed of a ventilation device 36 designed as a fan.
  • the control/regulation device 50 is preferably connected to the material inlet 18 of the cyclone separator 10 in such a way that it controls/regulates the quantity of material entering the cyclone separator 10, in particular a gas-solids mixture.
  • the material inlet includes a control element, an inlet valve, via which the amount of material entering the cyclone separator 10 can be adjusted.
  • the controller 50 is preferably connected to the regulator for controlling the amount of material entering the cyclone separator 10 .
  • control/regulating device 50 is designed in such a way that it compares the filling level determined in the container 24 with a predetermined target value or a target range and, if the filling level determined deviates from the target value or the target range, the quantity of liquid in the cyclone separator 10 entering material and/or the flow rate of the air flow generated by the ventilation device 36 increases or decreases.
  • the flow rate of the air flow generated by the ventilation device 36 is increased when the fill level exceeds the setpoint.
  • the flow rate is reduced in particular when the fill level falls below the setpoint or the setpoint range.
  • the amount of material entering the cyclone separator 10 is preferably increased when the level is below the set point or range and decreased when the level is above the set point.
  • the target value of the fill level within the container 24 is preferably determined as a function of the pressure difference between the container 24 and the conveying device 34 .
  • the control/regulation device 50 is preferably connected to the conveyor device 34 in such a way that it controls/regulates the conveying speed of the conveyor unit.
  • the control/regulating device 50 is designed in such a way that it compares the filling level determined in the container 24 with a predetermined target value or a target range and, if the filling level determined deviates from the target value or the target range, increases or decreases the conveying speed. For example, the conveying speed is increased when the filling level exceeds the setpoint or the setpoint range. The conveying speed is reduced in particular when the fill level falls below the target value or the target range.
  • the control/regulating device 50 is preferably connected to the solids discharge valve 32 in such a way that it controls/regulates the valve position of the solids discharge valve 32 .
  • the control/regulating device 50 is designed in such a way that it compares the fill level determined in the container 24 with a predetermined target value or a target range and, if the fill level determined deviates from the target value or the target range, changes the valve position, in particular the opening width of the Valve opening increased or decreased. For example, the opening width is increased when the level exceeds the setpoint. The opening width is reduced in particular when the fill level falls below the target value or the target range.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Austragseinrichtung (16) zum Austragen von Feststoffen, insbesondere Pulver/ Rohmehlpulver, aus einem Prozessraum aufweisend einen Behälter (24) zur Aufnahme der Feststoffe, eine sich an den Behälter (24) anschließende Feststoffkammer (28), ein sich an die Feststoffkammer (28) anschließendes Feststoffabzugsventil (32), optional eine sich an das Feststoffabzugsventil (32) anschließende Fördereinrichtung (34) zum Fördern der Feststoffe und ein in dem Behälter angebrachter Füllstandsmesser (48) zur Ermittlung des Feststofffüllstands innerhalb des Behälters (24), wobei die Austragseinrichtung (16) eine Steuerungs-/ Regelungseinrichtung (50) aufweist, die mit dem Füllstandsmesser (48) zur Übermittlung des ermittelten Feststofffüllstands verbunden ist und derart ausgebildet ist, dass sie die Öffnungsweite des Feststoffabzugsventils (32) in Abhängigkeit des Feststofffüllstandes steuert/ regelt, wobei die Austragseinrichtung (16) eine Belüftungseinrichtung (36) zum Erzeugen einer Luftströmung aufweist, die zur Zufuhr der Luftströmung mit dem Behälter (24), der Feststoffkammer (28), dem Feststoffabzugsventil (32) und/ oder einer sich an das Feststoffventil (32) anschließende Fördereinrichtung (34) verbunden und derart ausgebildet ist, dass die erzeugte Luftströmung das Feststoff-Gasgemisch zumindest teilweise fluidisiert, und wobei die Steuerungs-/ Regelungseinrichtung (50) derart ausgebildet ist, dass sie die Strömungsrate des mittels der Belüftungseinrichtung (36) erzeugten Luftstroms, und/ oder die Fördergeschwindigkeit der Fördereinrichtung (34) in Abhängigkeit des Feststofffüllstandes steuert/ regelt.

Description

Austragseinrichtung und Verfahren zum Austragen von Material aus einem Prozessraum
Die Erfindung betrifft eine Austragseinrichtung zum Austragen von Material, insbesondere pulverförmiges Zementrohmehl, aus einem Prozessraum. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Austragen von Material aus einem Prozessraum.
Zum Austragen von insbesondere pulverförmigem Material aus einem Prozessraum, wie beispielsweise ein Sichter oder ein Filter, werden üblicherweise mechanische Dosiereinrichtungen, wie beispielsweise Zellradschleusen verwendet. Ein Sichter mit einer sich an diesen anschließenden Zellradschleuse ist beispielsweise aus der DE 10 2014 015 549 A1 bekannt. Prozessräume, wie beispielsweise Sichter oder Zyklonabscheider einer Zementherstellungsanlage weisen üblicherweise einen Unterdrück auf, wobei die Fördereinrichtungen zur Förderung der abgeschiedenen Feststoffe bei Umgebungsdruck betrieben werden.
Bei der Übergabe von pulverförmigem Material aus dem Prozessraum in die Fördereinrichtung kommt es daher häufig zu einem Falschlufteintrag in den Prozessraum. Des Weiteren weisen bekannte Übergabestellen, wie beispielsweise eine Zellradschleuse, häufig eine geringe Betriebssicherheit auf.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Austragseinrichtung bereitzustellen, die eine hohe Betriebssicherheit aufweist und das Eindringen von Umgebungsluft in den Prozessraum verhindert, aus dem das Material ausgetragen wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Austragseinrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs 1 und durch ein Verfahren zum Austragen von Material mit den Merkmalen des unabhängigen Verfahrensanspruchs 11 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Eine Austragseinrichtung zum Austragen von Feststoffen, insbesondere Pulver, vorzugsweise Rohmehlpulver, aus einem Prozessraum umfasst nach einem ersten Aspekt einen Behälter zur Aufnahme der Feststoffe, eine sich an den Behälter anschließende Feststoffkammer, ein sich an die Feststoffkammer anschließendes Feststoffabzugsventil und optional eine sich an das Feststoffabzugsventil anschließende Fördereinrichtung zum Fördern der Feststoffe. Die Austragseinrichtung weist des Weiteren einen in dem Behälter angebrachten Füllstandsmesser zur Ermittlung des Feststofffüllstands innerhalb des Behälters auf. Außerdem umfasst die Austragseinrichtung eine Steuerungs-/ Regelungseinrichtung, die mit dem Füllstandsmesser zur Übermittlung des ermittelten Feststofffüllstands verbunden ist und derart ausgebildet ist, dass sie die Öffnungsweite des Feststoffabzugsventils in Abhängigkeit des Feststofffüllstandes steuert/ regelt.
Eine Austragseinrichtung dient vorzugsweise dem Austragen von Feststoffen aus einem Prozessraum in eine Fördereinrichtung. Bei dem Prozessraum handelt es sich vorzugsweise um einen Prozessraum einer Zementherstellungsanlage, in welchen ein Gas-Feststoffgemisch eingeführt und innerhalb des Prozessraums die Feststoffe aus dem Gas-Feststoffgemisch abgeschieden werden. Beispielsweise weist ein Abscheidezyklon, ein Sichter oder ein Filter einen solchen Prozessraum auf. Innerhalb des Prozessraums ist vorzugsweise ein Unterdrück, wobei die Fördereinrichtung vorzugsweise bei Umgebungsdruck betrieben wird.
Der Behälter ist vorzugsweise konisch nach unten zulaufend, insbesondere trichterförmig ausgebildet. An dem unteren Ende weist der Behälter beispielsweise einen im Wesentlichen horizontalen Behälterboden auf. Der Behälter ist vorzugsweise derart angeordnet, dass die abgeschiedenen Feststoffe in den Behälter fallen und darin aufgenommen werden. Die Feststoffkammer schließt sich vorzugsweise in Strömungsrichtung der Feststoffe an den Behälter an und ist insbesondere vollständig mit Feststoffen gefüllt. Die Feststoffkammer dient beispielsweise als Puffer zwischen dem Behälter und der Fördereinrichtung. Insbesondere ist die Feststoffkammer unterhalb des Füllstandshöhenniveaus der Feststoffe innerhalb des Behälters angeordnet, sodass die Feststoffe zumindest teilweise schwerkraftbedingt von dem Behälter in die Feststoffkammer strömen.
Bei dem Feststoffabzugsventil handelt es sich beispielsweise um einen Drehschieber, der über eine Antriebseinrichtung bewegt wird, sodass die Öffnungsweite des Feststoffabzugsventils stufenlos einstellbar ist. Die Öffnungsweite ist der Durchmesser, insbesondere der freie Querschnitt des Ventils, durch welchen die Feststoffe strömbar sind. Dieser ist über den Ventilschieber einstellbar.
Das Feststoffabzugsventil ist vorzugsweise in Strömungsrichtung des abzuziehenden Feststoffs hinter dem Behälter und der Feststoffkammer und vor der Fördereinrichtung angeordnet.
Bei der Fördereinrichtung handelt es sich beispielsweise um eine mechanische Fördereinrichtung wie eine Förderschnecke, ein Förderband oder ein Förderboden (walking floor). Es ist ebenfalls denkbar, dass die Fördereinrichtung eine pneumatische Fördereinrichtung ist. Bei der Fördereinrichtung kann es sich auch lediglich um ein zumindest teilweise vertikal angeordnetes Rohr handeln, sodass das Material schwerkraftbedingt gefördert wird.
Eine Steuerung/ Regelung der Öffnungsweite des Feststoffabzugsventils in Abhängigkeit des Feststofffüllstandes in dem Behälter bietet den Vorteil, dass der Feststofffüllstand in dem Behälter für eine Begrenzung des durch den Feststoff in den Behälter strömenden Luftstroms sorgt. Die über die Druckdifferenz zwischen dem Behälter und der Umgebung in diesen eintretende Luft wird von den Feststoffen zumindest teilweise oder vollständig aufgenommen, sodass ein Falschlufteintrag in den Behälter, insbesondere in den Prozessraum, minimiert oder vollständig verhindert wird.
Gemäß einer ersten Ausführungsform weist die Austragseinrichtung eine Belüftungseinrichtung zum Erzeugen einer Luftströmung auf, die zur Zufuhr der Luftströmung mit dem Behälter, der Feststoffkammer, dem Feststoffabzugsventil und/ oder der Fördereinrichtung verbunden und derart ausgebildet ist, dass die erzeugte Luftströmung das Feststoff/Gasgemisch zumindest teilweise fluidisiert. Dadurch wird die Fließfähigkeit der Feststoffe erhöht, sodass ein Materialaustrag in Richtung der Fördereinrichtung durch das Feststoffabzugsventil vereinfacht wird. Des Weiteren ermöglicht die Belüftung eine geringere Bauhöhe, da ein Matenalabzug auf dem Höhenniveau des Behälters möglich ist. Bei der Belüftungseinrichtung handelt es sich beispielsweise um einen Ventilator. Vorzugsweise ist die Belüftungseinrichtung unterhalb des Behälters, der Feststoffkammer, dem Feststoffabzugsventil und/ oder der Fördereinrichtung angeordnet.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Steuerungs-Z Regelungseinrichtung derart ausgebildet, dass sie die Strömungsrate des mittels der Belüftungseinrichtung erzeugten Luftstroms, insbesondere des Feststoff-ZGasgemisches, und/ oder die Fördergeschwindigkeit der Fördereinrichtung in Abhängigkeit des Feststofffüllstandes steuert/ regelt. Insbesondere ist die Belüftungseinrichtung über jeweils eine Leitung mit dem Behälter, der Feststoffkammer, dem Feststoffabzugsventil und der Fördereinrichtung verbunden, wobei in jeder Leitung jeweils ein Ventil zur Einstellung der Luftzufuhr angeordnet ist. Vorzugsweise ist die Steuerungs-Z Regelungseinrichtung mit zumindest einem oder jedem Ventil verbunden und derart ausgebildet, dass sie die Öffnungsweite der Ventile in Abhängigkeit des Feststofffüllstandes steuert/ regelt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Steuerungs-Z Regelungseinrichtung derart ausgebildet, dass sie den ermittelten Füllstand in dem Behälter mit einem vorabbestimmten Sollwert oder Sollbereich vergleicht und bei einer Abweichung des ermittelten Füllstandes von dem Sollwert oder dem Sollbereich die Strömungsrate des mittels der Belüftungseinrichtung erzeugten Luftstroms, die Öffnungsweite des Feststoffventils und/ oder die Fördergeschwindigkeit der Fördereinrichtung erhöht oder verringert.
Bei dem Sollwertbereich handelt es sich vorzugsweise um einen Bereich zwischen einer maximalen und einer minimalen Füllstandshöhe.
Vorzugsweise ist die Steuerungs-Z Regelungseinrichtung derart ausgebildet, dass sie die Strömungsrate des mittels der Belüftungseinrichtung erzeugten Luftstroms, insbesondere des Feststoff-ZGasgemisches, die Öffnungsweite des Feststoffventils und/ oder die Fördergeschwindigkeit der Fördereinrichtung erhöht, wenn der ermittelten Füllstandes den Sollwert oder dem Sollbereich überschreitet. Vorzugsweise ist die Steuerungs-/ Regelungseinrichtung derart ausgebildet, dass sie die Strömungsrate des mittels der Belüftungseinrichtung erzeugten Luftstroms, die Öffnungsweite des Feststoffventils und/ oder die Fördergeschwindigkeit der Fördereinrichtung verringert, wenn der ermittelten Füllstandes den Sollwert oder dem Sollbereich unterschreitet.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Steuerungs-/ Regelungseinrichtung derart ausgebildet, dass sie den Sollwert oder den Sollbereich in Abhängigkeit der Druckdifferenz zwischen dem Behälter und der Fördereinrichtung ermittelt. Vorzugsweise ist innerhalb des Behälters eine Druckmesseinrichtung angeordnet, die zur Übermittlung des in dem Behälter ausgebildeten Drucks mit der Steuerungs- /Regelungseinrichtung verbunden ist. Die Fördereinrichtung weist beispielsweise eine weitere Druckmesseinrichtung auf, die zur Übermittlung des in der Fördereinrichtung ausgebildeten Drucks mit der Steuerungs-ZRegelungseinrichtung verbunden ist. Die Steuerungs-ZRegelungseinrichtung ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie den Differenzdruck zwischen dem Behälter und der Fördereinrichtung ermittelt und daraus den Sollwert oder den Sollwertbereich des Füllstandes ermittelt. Dadurch wird sichergestellt, dass der Füllstand eine Höhe aufweist, die ein Eindringen von Umgebungsluft aus der Fördereinrichtung in den Behälter verhindert.
Der Behälter weist gemäß einer weiteren Ausführungsform einen Behälterboden zur Aufnahme der Feststoffe auf, wobei die Feststoffkammer und/ oder das Feststoffventil auf dem gleichen Höhenniveau oder oberhalb des Behälterbodens angebracht ist/sind. Dadurch wird eine erheblich geringere Bauhöhe der Austragseinrichtung erreicht.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Behälter einen Behälterboden zur Aufnahme der Feststoffe auf, wobei der Behälterboden mit der Belüftungseinrichtung zur Belüftung der Feststoffe verbunden ist. Insbesondere weist der Behälterboden eine Mehrzahl von Belüftungsöffnungen auf, die insbesondere gleichmäßig zueinander beabstandet sind, sodass der auf dem Behälterboden liegende Feststoff im Wesentlichen gleichmäßig von Luft durchströmbar ist. Der Behälterboden ist vorzugsweise über eine Leitung mit der Belüftungseinrichtung verbunden, wobei die Leitung in den Behälterboden mündet und vorzugsweise ein Ventil zur Einstellung der Strömungsrate der mittels der Belüftungseinrichtung erzeugten Luftströmung aufweist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Feststoffkammer einen Kammerboden auf, der mit der Belüftungseinrichtung zur Belüftung der Feststoffe innerhalb der Feststoffkammer verbunden ist. Der Kammerboden ist vorzugsweise über eine Leitung mit der Belüftungseinrichtung verbunden, wobei die Leitung in den Kammerboden mündet und vorzugsweise ein Ventil zur Einstellung der Strömungsrate der mittels der Belüftungseinrichtung erzeugten Luftströmung aufweist. Vorzugsweise weist der Kammerboden eine Mehrzahl von Belüftungsöffnungen auf, die insbesondere gleichmäßig zueinander beabstandet sind, sodass die auf dem Kammerboden liegenden Feststoffe im Wesentlichen gleichmäßig von Luft durchströmbar sind.
Die Erfindung umfasst des Weiteren ein Aggregat einer Zementherstellungsanlage mit einem Prozessraum. Bei dem Aggregat kann es sich beispielsweise um einen Zyklonabscheider, einen Sichter oder einen Filter zum Abscheiden von Feststoffen aus einem Gas- Feststoffgemisch handeln. Das Aggregat umfasst einen Materialeinlass zum Einlassen eines Gas-Feststoffgemischs, einen Gasauslass zum Auslassen einer Gasströmung aus dem Prozessraum, eine sich an den Prozessraum anschließende Austragseinrichtung wie vorangehend beschrieben. Die Steuerungs-/ Regelungseinrichtung ist derart ausgebildet, dass sie die Strömungsrate des Gas- Feststoffgemisches, das durch den Materialeinlass in den Prozessraum strömt, in Abhängigkeit des Feststofffüllstandes in dem Behälter steuert/ regelt. Dies ermöglicht eine Einstellung des Feststofffüllstandes über den Materialeinlass.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerungs-/ Regelungseinrichtung derart ausgebildet, dass sie den ermittelten Füllstand in dem Behälter mit einem vorabbestimmten Sollwert oder Sollbereich vergleicht und bei einer Abweichung des ermittelten Füllstandes von dem Sollwert oder dem Sollbereich die Strömungsrate des Gas-Feststoffgemisches, das durch den Materialeinlass in den Prozessraum strömt, erhöht oder verringert. Beispielsweise wird die die Strömungsrate des Gas- Feststoffgemisches, das durch den Materialeinlass in den Prozessraum strömt, verringert, wenn der Füllstand den Sollwert oder den Sollbereich überschreitet und erhöht, wenn der Füllstand den Sollwert oder den Sollbereich unterschreitet.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Austragen von Feststoffen aus einem Prozessraum, insbesondere einem Zyklonabscheider oder einem Filter, zum Abscheiden von Feststoffen aus einem Gas- Feststoffgemisch aufweisend die Schritte:
Aufnehmen der Feststoffe in einem Behälter und einer sich an den Behälter anschließende Feststoffkammer,
Ermitteln des Füllstands an Feststoffen innerhalb des Behälters,
Abziehen der Feststoffe aus dem Behälter und der Feststoffkammer mittels eines Feststoffabzugsventils zu einer Fördereinrichtung. Die Öffnungsweite des Feststoffabzugsventils wird in Abhängigkeit des ermittelten Füllstandes gesteuert/ geregelt. Die mit Bezugs auf die Austragseinrichtung beschriebenen Ausführungen und Vorteile treffen in verfahrensgemäßer Entsprechung ebenfalls auf das Verfahren zum Austragen von Feststoffen aus einem Prozessraum zu.
Gemäß einer Ausführungsform werden der Behälter, die Feststoffkammer, das Feststoffabzugsventil und/ oder die Fördereinrichtung mittels einer Luftströmung belüftet, sodass die Feststoffe innerhalb des Behälters, der Feststoffkammer, des Feststoffabzugsventils und/ oder der Fördereinrichtung zumindest teilweise fluidisiert werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird der ermittelte Füllstand mit einem Sollwert oder einem Sollwertbereich verglichen und die Öffnungsweite des Feststoffabzugsventils, die Fördergeschwindigkeit der und/ oder die Strömungsrate der Luftströmung bei einer Abweichung des Füllstands von dem Sollwert oder dem Sollwertbereich erhöht oder verringert wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird ein Gas-Feststoffgemisch in den Prozessraum eingeleitet und die Feststoffe aus dem Gas-Feststoffgemisch innerhalb des Prozessraumes abgeschieden und in dem Behälter aufgenommen, wobei die Menge an in den Prozessraum eingeleitetes Gas-Feststoffgemisch in Abhängigkeit des ermittelten Füllstands gesteuert/ geregelt wird. Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird der ermittelte Füllstand mit einem Sollwert oder einem Sollwertbereich verglichen und die Menge an in den Prozessraum eingeleitetes Gas-Feststoffgemisch bei einer Abweichung des Füllstands von dem Sollwert oder dem Sollwertbereich erhöht oder verringert.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Prozessraum einen Unterdrück und die Fördereinrichtung Umgebungsdruck auf.
Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung ist nachfolgend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele mit Bezug auf die beiliegenden Figuren näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Zykonabscheiders mit einer Austragseinrichtung in einer Seitenansicht gemäß einem Ausführungsbeispiel.
Fig. 2 zeigt eine schematische Detaildarstellung einer Austragseinrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1.
Fig. 1 zeigt einen Zyklonabscheider 10 zum Abscheiden eines Feststoffes aus einer Gasphase. Der Zyklonabscheider 10 weist einen oberen, zylindrischen Bereich 12 auf, an welchen sich am unteren Ende ein konischer Bereich 14 anschließt. Der zylindrische Bereich 12 und der konische Bereich 14 bilden den Prozessraum aus, indem die Abscheidung von Feststoffen aus einem Gas-Feststoffgemisch erfolgt. Dem konischen Bereich 14 schließt sich unten eine Austragseinrichtung 16 zum Austragen von Schüttgut, wie Rohmehlpulver, aus dem Zyklonabscheider 10 an.
Der Zyklonabscheider 10 weist einen Materialeinlass 18 zum Einlassen von einem Gas- Feststoffgemisch in den Zyklonabscheider auf. Der Materialeinlass 18 umfasst vorzugsweise eine Leitung mit einem runden oder eckigen Querschnitt, wobei sich die Leitung radial, insbesondere tangential zu dem oberen, zylindrischen Bereich 12 erstreckt. Der Materialeinlass 18 mündet in den oberen zylindrischen Bereich 12 des Zyklonabscheiders 12, derart, dass das Material, insbesondere das Gas- Feststoffgemisch, tangential zu dem zylindrischen Bereich 12 in den Zyklonabscheider 10 eingeleitet wird.
Der Zyklonabscheider 10 weist des Weiteren einen Gasauslass 20 auf, der beispielsweise eine Leitung, insbesondere ein Tauchrohr 22 aufweist, das koaxial zu dem zylindrischen Bereich 12 angeordnet ist. Das Tauchrohr 22 erstreckt sich vorzugsweise von innerhalb des zylindrischen Bereichs 12 in axialer Richtung nach außen, sodass es beispielhaft an dem oberen Ende des zylindrischen Bereichs 12 aus diesem hervorsteht. Der Feststoffauslass zum Auslassen von Feststoffen aus dem Zyklonabscheider 10 wird vorzugsweise durch die Austragseinrichtung 16 gebildet und mit Bezug auf Fig. 2 detaillierter beschrieben. Die Austragseinrichtung 16 ist vorzugsweise konisch ausgebildet und weist beispielhaft einen Konuswinkel auf, der sich von dem Konuswinkel des darüber angeordneten konischen Bereichs 14 unterscheidet. Insbesondere ist der Konuswinkel der Austragseinrichtung 16 geringer als der Konuswinkel des oberhalb der Austragseinrichtung 16 angeordneten konischen Bereichs 14 des Zyklonabscheiders 10. Es ist ebenfalls denkbar, dass der konische Bereich 14 und die Austragseinrichtung 16 den gleichen Konuswinkel aufweisen.
Im Betrieb des Zyklonabscheiders 10 wird ein Gemisch aus Gas und Feststoff durch den Materialeinlass 18 in den zylindrischen Bereich 12 des Zyklonabscheiders 10 tangential eingeleitet, sodass das Gas-Feststoffgemisch auf einer kreisförmigen Flugbahn innerhalb des zylindrischen Bereichs strömt. Durch die konische Verjüngung des anschließenden konischen Bereichs 14 nimmt die Geschwindigkeit des Gas- Feststoffgemischs zu, sodass die Feststoffpartikel durch die Fliehkraft an die Innenwand des konischen Bereichs 14 geschleudert und abgebremst werden, sodass sie sich aus der Strömung lösen und schwerkraftbedingt nach unten in die Austragseinrichtung 16 fallen. Die Gasphase des Gas-Feststoffgemisches strömt durch das Tauchrohr 22 aus dem Zyklonabscheider 10 heraus.
Fig. 2 zeigt eine Austragseinrichtung 16 gemäß Fig. 1 in einer Detaildarstellung. Die Austragseinrichtung 16 umfasst einen konischen, insbesondere trichterförmigen, Behälter 24 zur Aufnahme eines Feststoffs. Bei dem Feststoff handelt es sich beispielweise um mittels eines Abscheidezyklons 10 abgeschiedenen Feststoff oder um einen mittels eines Filters ausgefilterten Feststoff. Bei dem Feststoff handelt es sich beispielsweise um pulverförmiges Zementrohmehl mit einer Korngröße von 0 bis 0,2mm.
Der Behälter 24 weist beispielhaft einen Behälterboden 26 auf, auf dem der Feststoff zumindest teilweise aufliegt. Seitlich an dem Behälter 24 ist eine Feststoffkammer 28 derart angebracht, dass der Feststoff aus dem Behälter 24 in die Feststoffkammer 28 strömt. Die Feststoffkammer 28 ist beispielhaft auf dem gleichen Höhenniveau wie der Behälterboden 26 angeordnet. Es ist ebenfalls denkbar, dass die Feststoffkammer 28 oberhalb oder unterhalb des Behälterbodens 26 angeordnet ist. Die Feststoffkammer 28 weist einen Kammerboden 30 zur Aufnahme des Feststoffs auf. Der Kammerboden 30 ist vorzugsweise geneigt angeordnet, sodass der Feststoff beispielsweise schwerkraftbedingt auf dem Kammerboden 30 in Förderrichtung F strömt. Der Kammerboden 30 weist beispielsweise einen Neigungswinkel von 0° bis 15° auf.
An die Feststoffkammer 28 schließt sich ein Feststoffabzugsventil 32, wie beispielsweise ein Drehschieber, an. In Förderrichtung F schließt sich an das Ventil 32 eine Fördereinrichtung 34 an. Das Feststoffabzugsventil 32 ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass es in einem zumindest teilweise oder vollständig geöffneten Zustand einen Feststoffstrom von der Feststoffkammer 28 zu der Fördereinrichtung 34 erlaubt und in einem geschlossenen Zustand verhindert. Bei der Fördereinrichtung 34 handelt es sich beispielsweise um eine Bandförderanlage, eine Förderschnecke, eine Materialrutsche oder ähnliche Fördereinrichtungen.
Im Betrieb der Austragseinrichtung 16, insbesondere des Zyklonabscheiders 10, weist der Prozessraum und der Behälter 24 der Austragseinrichtung 16 einen geringeren Druck als den Umgebungsdruck auf, wobei die Fördereinrichtung 34 vorzugsweise Umgebungsdruck aufweist.
Die Austragseinrichtung 16 weist des Weiteren eine Belüftungseinrichtung 36, wie beispielsweise einen Ventilator auf. Die Belüftungseinrichtung 36 ist beispielhaft über Leitungen 38 mit dem Behälter 24, insbesondere dem Behälterboden 26 verbunden, sodass Luft durch den Behälterboden 26 in den Behälter 24 strömt. Der Behälterboden 26 weist vorzugsweise eine Mehrzahl von Belüftungsöffnungen auf, die insbesondere gleichmäßig zueinander beabstandet sind, sodass der auf dem Behälterboden 26 liegende Feststoff im Wesentlichen gleichmäßig von Luft durchströmbar ist. In der Leitung 38 zum Leiten der Luft von der Belüftungseinrichtung 36 zu dem Behälter 24 ist ein Ventil 40 angeordnet, über welches die Strömungsrate an Luft zu dem Behälter 24 einstellbar ist. Die Belüftungseinrichtung 36 ist optional über Leitungen 38 mit der Feststoffkammer 28 und/ oder dem Feststoffabzugsventil 32 verbunden, sodass Luft von der Belüftungseinrichtung 36 zu der Feststoffkammer 28 und/ oder dem Feststoffabzugsventil 32 strömt. Vorzugsweise ist die Belüftungseinrichtung 36 über die Leitung 38 mit dem Kammerboden 30 der Feststoffkammer 28 verbunden, sodass Luft durch den Kammerboden 30 in die Feststoffkammer 28 strömbar ist. Der Kammerboden 30 weist vorzugsweise eine Mehrzahl von Belüftungsöffnungen auf, die insbesondere gleichmäßig zueinander beabstandet sind, sodass der auf dem Kammerboden 30 liegende Feststoff im Wesentlichen gleichmäßig von Luft durchströmbar ist. In der Leitung 38 zum Leiten der Luft von der Belüftungseinrichtung 36 zu der Feststoffkammer 28 ist ein Ventil 42 angeordnet, über welches die Strömungsrate an Luft zu dem Behälter 24 einstellbar ist. Ein weiteres Ventil 44 ist vorzugsweise in der Leitung 38 zwischen der Belüftungseinrichtung 36 und dem Feststoffabzugsventil 32 angeordnet, sodass die Strömungsrate von der Belüftungseinrichtung 36 zu dem Feststoffabzugsventil 32 einstellbar ist. Die Belüftungseinrichtung 36 ist vorzugsweise mit der Fördereinrichtung 34, insbesondere mit dem Bereich der Fördereinrichtung 34, der sich direkt an das Feststoffabzugsventil 32 anschließt, verbunden, sodass Luft von der Belüftungseinrichtung 36 über die Leitung 38 in die Fördereinrichtung 34 strömbar ist. Zwischen der Fördereinrichtung 34 und der Belüftungseinrichtung 36 ist ein Ventil 46 angeordnet, sodass die Strömungsrate von der Belüftungseinrichtung 36 zu dem Fördereinrichtung 34 einstellbar ist.
Eine Belüftung des Feststoffs innerhalb des Behälters 24, der Feststoffkammer 28, des Feststoffabzugsventils 32 und/ oder der Fördereinrichtung 34 bewirkt eine Fluidisierung der Feststoffpartikel, sodass die Fließfähigkeit des Feststoffs verbessert wird. Die Austragseinrichtung 16 weist des Weiteren einen Füllstandsmesser 48 zur Ermittlung des Feststofffüllstands innerhalb des Behälters 24 auf. Der Füllstandsmesser 48 ist vorzugsweise innerhalb des Behälters 24, insbesondere an der Behälterinnenwand, angebracht und umfasst beispielsweise eine optische Messeinrichtung mittels eines Lasers, Radar, Mikrowellen oder Ultraschall. Außerdem weist die Austragseinrichtung 16 eine Steuerungs-/ Regelungseinrichtung 50 auf, die mit dem Füllstandsmesser 48 zur Übermittlung des ermittelten Füllstandes verbunden ist. Des Weiteren ist die Steuerungs-/ Regelungseinrichtung 50 mit der Belüftungseinrichtung 36 derart verbunden, dass sie die Strömungsrate der mittels der Belüftungseinrichtung erzeugten Luftströmung steuert/ regelt. Insbesondere ist die Steuerungs-/ Regelungseinrichtung 50 derart ausgebildet, dass sie die Strömungsrate der mittels der Belüftungseinrichtung 36 erzeugten Luftströmung in Abhängigkeit des ermittelten Füllstands steuert/ regelt. Insbesondere steuert/ regelt die Steuerungs-/ Regelungseinrichtung 50 die Drehzahl einer als Ventilator ausgebildeten Belüftungseinrichtung 36.
Die Steuerungs-/ Regelungseinrichtung 50 ist vorzugsweise mit dem Materialeinlass 18 des Zyklonabscheiders 10 derart verbunden, dass sie die Menge an in den Zyklonabscheider 10 eintretendes Material, insbesondere Gas-Feststoffgemisch steuert/ regelt. Beispielsweise umfasst der Materialeinlass ein Regelorgan, ein Einlassventil, über welches die Menge an in den Zyklonabscheider 10 eintretendes Material einstellbar ist. Die Steuerungs-/ Regelungseinrichtung 50 ist vorzugsweise mit dem Regelorgan zur Steuerung/ Regelung der Menge an in den Zyklonabscheider 10 eintretendes Material verbunden.
Beispielsweise ist die Steuerungs-/ Regelungseinrichtung 50 derart ausgebildet, dass sie den ermittelten Füllstand in den Behälter 24 mit einem vorabbestimmten Sollwert oder einem Sollbereich, vergleicht und bei einer Abweichung des ermittelten Füllstandes von dem Sollwert oder dem Sollbereich, die Menge an in den Zyklonabscheider 10 eintretendes Material und/ oder die Strömungsrate der mittels der Belüftungseinrichtung 36 erzeugten Luftströmung erhöht oder verringert. Beispielsweise wird die Strömungsrate der mittels der Belüftungseinrichtung 36 erzeugten Luftströmung erhöht, wenn der Füllstand den Sollwert überschreitet. Die Strömungsrate wird insbesondere verringert, wenn der Füllstand den Sollwert oder den Sollbereich unterschreitet. Die Menge an in den Zyklonabscheider 10 eintretendes Material wird vorzugsweise erhöht, wenn der Füllstand den Sollwert oder den Sollbereich unterschreitet und verringert, wenn der Füllstand den Sollwert überschreitet.
Der Sollwert des Füllstands innerhalb des Behälters 24 wird vorzugsweise in Abhängigkeit der Druckdifferenz zwischen dem Behälter 24 und der Fördereinrichtung 34 ermittelt.
Die Steuerungs-/ Regelungseinrichtung 50 ist vorzugsweise mit der Fördereinrichtung 34 derart verbunden, dass sie die Fördergeschwindigkeit der Fördereinheit steuert/ regelt. Beispielsweise ist die Steuerungs-/ Regelungseinrichtung 50 derart ausgebildet, dass sie den ermittelten Füllstand in dem Behälter 24 mit einem vorabbestimmten Sollwert oder einem Sollbereich vergleicht und bei einer Abweichung des ermittelten Füllstandes von dem Sollwert oder dem Sollbereich, die Fördergeschwindigkeit erhöht oder verringert. Beispielsweise wird die Fördergeschwindigkeit erhöht, wenn der Füllstand den Sollwert oder den Sollbereich überschreitet. Die Fördergeschwindigkeit wird insbesondere verringert, wenn der Füllstand den Sollwert oder den Sollbereich unterschreitet.
Die Steuerungs-/ Regelungseinrichtung 50 ist vorzugsweise mit dem Feststoffabzugsventil 32 derart verbunden, dass sie die Ventilstellung des Feststoffabzugsventils 32 steuert/ regelt. Beispielsweise ist die Steuerungs-/ Regelungseinrichtung 50 derart ausgebildet, dass sie den ermittelten Füllstand in dem Behälter 24 mit einem vorabbestimmten Sollwert oder einem Sollbereich vergleicht und bei einer Abweichung des ermittelten Füllstandes von dem Sollwert oder dem Sollbereich, die Ventilstellung ändert, insbesondere die Öffnungsweite der Ventilöffnung erhöht oder verringert. Beispielsweise wird die Öffnungsweite erhöht, wenn der Füllstand den Sollwert überschreitet. Die Öffnungsweite wird insbesondere verringert, wenn der Füllstand den Sollwert oder den Sollbereich unterschreitet. Bezugszeichenliste
10 Zyklonabscheider
12 zylindrischer Bereich
14 konischer Bereich
16 Austragseinrichtung
18 Materialeinlass
20 Gasauslass
22 Tauchrohr
24 Behälter
26 Behälterboden
28 Feststoffkammer
30 Kammerboden
32 Feststoffabzugsventil
34 Fördereinrichtung
36 Belüftungseinrichtung
38 Leitung
40 Ventil
42 Ventil
44 Ventil
46 Ventil
48 Füllstandsmesser
50 Steuerungs-/ Regelungseinrichtung
F Förderrichtung

Claims

Patentansprüche
1. Austragseinrichtung (16) zum Austragen von Feststoffen, insbesondere Pulver/ Rohmehlpulver, aus einem Prozessraum aufweisend einen Behälter (24) zur Aufnahme der Feststoffe, eine sich an den Behälter (24) anschließende Feststoffkammer (28), ein sich an die Feststoffkammer (28) anschließendes Feststoffabzugsventil (32), und ein in dem Behälter angebrachter Füllstandsmesser (48) zur Ermittlung des Feststofffüllstands innerhalb des Behälters (24), dadurch gekennzeichnet, dass die Austragseinrichtung (16) eine Steuerungs-Z Regelungseinrichtung (50) aufweist, die mit dem Füllstandsmesser (48) zur Übermittlung des ermittelten Feststofffüllstands verbunden ist und derart ausgebildet ist, dass sie die Öffnungsweite des Feststoffabzugsventils (32) in Abhängigkeit des Feststofffüllstandes steuert/ regelt, wobei die Austragseinrichtung (16) eine Belüftungseinrichtung (36) zum Erzeugen einer Luftströmung aufweist, die zur Zufuhr der Luftströmung mit dem Behälter (24), der Feststoffkammer (28), dem Feststoffabzugsventil (32) und/ oder einer sich an das Feststoffventil (32) anschließende Fördereinrichtung (34) verbunden und derart ausgebildet ist, dass die erzeugte Luftströmung das Feststoff-Gasgemisch zumindest teilweise fluidisiert, und wobei die Steuerungs-Z Regelungseinrichtung (50) derart ausgebildet ist, dass sie die Strömungsrate des mittels der Belüftungseinrichtung (36) erzeugten Luftstroms, und/ oder die Fördergeschwindigkeit der Fördereinrichtung (34) in Abhängigkeit des Feststofffüllstandes steuert/ regelt.
2. Austragseinrichtung (16) nach Anspruch 1 , wobei die Steuerungs-Z Regelungseinrichtung (50) derart ausgebildet, dass sie den ermittelten Füllstand in dem Behälter (24) mit einem vorabbestimmten Sollwert oder Sollbereich vergleicht und bei einer Abweichung des ermittelten Füllstandes von dem Sollwert oder dem Sollbereich die Strömungsrate des mittels der Belüftungseinrichtung (36) erzeugten Luftstroms, die Öffnungsweite des Feststoffventils (32) und/ oder die Fördergeschwindigkeit der Fördereinrichtung (34) erhöht oder verringert.
3. Austragseinrichtung (16) nach Anspruch 2, wobei die Steuerungs-Z Regelungseinrichtung (50) derart ausgebildet, dass sie den Sollwert oder den Sollbereich in Abhängigkeit der Druckdifferenz zwischen dem Behälter (24) und der Fördereinrichtung (34) ermittelt.
4. Austragseinrichtung (16) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Behälter (24) einen Behälterboden (26) zur Aufnahme der Feststoffe aufweist und wobei die Feststoffkammer (28) und/ oder das Feststoffventil (32) auf dem gleichen Höhenniveau oder oberhalb des Behälterbodens (26) angebracht ist/sind.
5. Austragseinrichtung (16) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Behälter (24) einen Behälterboden (26) zur Aufnahme der Feststoffe aufweist und wobei der Behälterboden (26) mit der Belüftungseinrichtung (36) zur Belüftung der Feststoffe verbunden ist.
6. Austragseinrichtung (16) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Feststoffkammer (28) einen Kammerboden (30) aufweist, der mit der Belüftungseinrichtung zur Belüftung der Feststoffe innerhalb der Feststoffkammer (28) verbunden ist.
7. Aggregat (10) einer Zementherstellungsanlage mit einem Prozessraum, insbesondere ein Zyklonabscheider oder ein Filter, zum Abscheiden von Feststoffen aus einem Gas- Feststoffgemisch aufweisend einen Materialeinlass (18) zum Einlassen von einem Gas-Feststoffgemisch, einen Gasauslass (20) zum Auslassen einer Gasströmung aus dem Prozessraum, eine sich an den Prozessraum anschließende Austragseinrichtung (16) nach einem der vorangehenden Ansprüche, 17 wobei die Steuerungs-/ Regelungseinrichtung (50) derart ausgebildet ist, dass sie die Strömungsrate des Feststoff-Gasgemisch, das durch den Materialeinlass (18) in den Prozessraum strömt, in Abhängigkeit des Feststofffüllstandes steuert/ regelt. Aggregat (10) nach Anspruch 7, wobei die Steuerungs-/ Regelungseinrichtung (50) derart ausgebildet, dass sie den ermittelten Füllstand in den Behälter (24) mit einem vorabbestimmten Sollwert oder Sollbereich vergleicht und bei einer Abweichung des ermittelten Füllstandes von dem Sollwert oder dem Sollbereich die Strömungsrate des Gas-Feststoffgemisches, das durch den Materialeinlass (18) in den Prozessraum strömt, erhöht oder verringert. Verfahren zum Austragen von Feststoffen aus einem Prozessraum, insbesondere einem Zyklonabscheider oder einem Filter, zum Abscheiden von Feststoffen aus einem Gas- Feststoffgemisch aufweisend die Schritte:
- Aufnehmen der Feststoffe in einem Behälter (24) und einer sich an den Behälter (24) anschließende Feststoffkammer (28),
- Ermitteln des Füllstands an Feststoffen innerhalb des Behälters (24)
- Abziehen der Feststoffe aus dem Behälter (24) und der Feststoffkammer (28) mittels eines Feststoffabzugsventils (32) zu einer Fördereinrichtung (34), dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungsweite des Feststoffabzugsventils (32) in Abhängigkeit des ermittelten Füllstandes gesteuert/ geregelt wird, wobei der Behälter (24), die Feststoffkammer (28), das Feststoffabzugsventil (32) und/ oder die Fördereinrichtung (34) mittels einer Luftströmung belüftet werden, sodass die Feststoffe innerhalb des Behälters, der Feststoffkammer (28), des Feststoffabzugsventils (32) und/ oder der Fördereinrichtung (34) zumindest teilweise fluidisiert werden und wobei die Fördergeschwindigkeit der Fördereinrichtung (34) und/ oder die Strömungsrate der Luftströmung in Abhängigkeit des ermittelten Füllstandes gesteuert/ geregelt wird. 18 Verfahren nach Anspruch 9, wobei der ermittelte Füllstand mit einem Sollwert oder einem Sollwertbereich verglichen wird und die Öffnungsweite des Feststoffabzugsventils (32), die Fördergeschwindigkeit der Fördereinrichtung (34) und/ oder die Strömungsrate der Luftströmung bei einer Abweichung des Füllstands von dem Sollwert oder dem Sollwertbereich erhöht oder verringert wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 oder 10, wobei ein Gas-Feststoffgemisch in den Prozessraum eingeleitet wird und die Feststoffe aus dem Gas- Feststoffgemisch innerhalb des Prozessraumes abgeschieden und in dem Behälter (24) aufgenommen werden und wobei die Menge an in den Prozessraum eingeleitetes Gas-Feststoffgemisch in Abhängigkeit des ermittelten Füllstands gesteuert/ geregelt wird. Verfahren nach Anspruch 11 , wobei der ermittelte Füllstand mit einem Sollwert oder einem Sollwertbereich verglichen wird und die Menge an in den Prozessraum eingeleitetes Gas-Feststoffgemisch bei einer Abweichung des Füllstands von dem Sollwert oder dem Sollwertbereich erhöht oder verringert wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei der Prozessraum einen Unterdrück und die Fördereinrichtung (34) Umgebungsdruck aufweist.
PCT/EP2021/070699 2020-08-07 2021-07-23 Austragseinrichtung und verfahren zum austragen von material aus einem prozessraum WO2022028925A1 (de)

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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE1667392A1 (de) * 1967-09-15 1971-06-09 Basf Ag Vorrichtung zur UEberfuehrung von staubfoermigem Gut in mehrstufigen Wirbelschichtanlagen
DD238334A1 (de) * 1985-06-18 1986-08-20 Rationalisierung D Zementindus Verfahren und vorrichtung zur verschleissminderung an zyklonen
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DE102014015549A1 (de) 2014-10-22 2016-04-28 Thyssenkrupp Ag Mahlanlage zum Zerkleinern von Mahlgut sowie Verfahren zum Zerkleinern von Mahlgut
DE102018105978B3 (de) * 2018-03-15 2019-04-25 Thyssenkrupp Ag Sichter und Verfahren zum Sichten eines Materialstroms sowie eine Mahlanlage

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