Geschlossene Kreislauf-Förderung von Schüttgütern
Förderung von Feststoffen in einem geschlossenen Kreislauf
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| Zusammenfassung des Abschnitts |
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| 1. Definition von geschlossenen Kreislauf-Fördersystemen für Schüttgüter |
| 2. Konstruktion eines geschlossenen Kreislauf-Fördersystems für Schüttgüter |
Die geschlossene Kreislauf-Förderung von Schüttgütern ist eine spezielle Anwendung der pneumatischen Förderung, bei der das Fördergas im Kreislauf geführt wird. Sie wird in speziellen Anwendungen eingesetzt, bei denen es von Interesse ist, das Fördergas innerhalb des Systems zu halten und dessen Verlust zu minimieren.
1. Definition des geschlossenen Kreislaufs pneumatischer Fördersysteme für Schüttgüter
Die überwiegende Mehrheit der pneumatischen Fördersysteme sind offen, was bedeutet, dass das Gas nach der Förderung und Trennung vom Fördergut in die Umgebung abgegeben wird. Dies wird typischerweise mit Luft als Fördermedium angewendet, die ein kostenloses Fördermedium darstellt.
Einige Anwendungen erlauben jedoch keinen solchen Betrieb, insbesondere wenn das Fördergas nicht Luft ist, z. B. Stickstoff, aus sehr spezifischen prozesstechnischen Gründen wie dem Schutz vor Staubexplosionen oder der Vermeidung von Oxidation des geförderten Feststoffs. Der Feststoff kann auch radioaktiv oder toxisch sein, sodass die Luft kontaminiert wäre und eingeschlossen bleiben muss.
Für solche spezifischen Anwendungen wäre das Entweichen des Gases in die Umgebung nach der Förderung unwirtschaftlich, da große Gasmengen – und damit hohe Kosten – erforderlich wären, um die Förderleitung mit Stickstoff zu versorgen. Es wird dann entscheidend, das Gas nach der Feststoff-Gas-Trennung wiederzuverwenden, um Materialien durch Rückführung an den Anfang der Leitung erneut zu fördern. Das Gas zirkuliert somit ständig im Fördersystem, das aus der Perspektive des Gases ein geschlossener Kreislauf ist.
Das Feststoffbeladungsverhältnis ist definiert als das Verhältnis der Masse der transportierten Feststoffe zur Masse der Luft – oder eines anderen Gases –, die die Feststoffe transportiert. Zusammen mit der Fördergasgeschwindigkeitist das Feststoffbeladungsverhältnis ein sehr wichtiger Parameter, um den Feststoffstrom in der Förderleitung zu charakterisieren und ihn als verdünnte Phase, dichte Phase oder Übergangsphase zu klassifizieren.
2. Konstruktion eines geschlossenen Kreislauf-Fördersystems für Schüttgüter
Abbildung 1: Typische Konstruktion eines geschlossenen Kreislauf-Fördersystems für Schüttgüter
Ein geschlossenes Kreislauf-Fördersystem für Schüttgüter weist einige Gemeinsamkeiten mit einem herkömmlichen System auf. Es gibt immer:
- Ein Gasgebläse / Verdichter
- Eine Förderleitung
- Ein Feststoff-Einspeisesystem
- Ein Gas-Feststoff-Trennsystem am Ende des Fördersystems
Die Rückführung des Gases bringt jedoch eine Reihe von Herausforderungen mit sich, die berücksichtigt werden müssen:
- Durch die Rückführung und Kompression im Gebläse steigt die Temperatur des Gases im Kreislauf deutlich an.
- Es gibt immer Gasverluste im System; wenn diese nicht ausgeglichen werden, kann es zu einem Unterdruck im System kommen, insbesondere am Saugstutzen des Gebläses.
- Das Gas kann mit Feinstaub beladen sein, was zu Schäden am Gebläse führen kann.
Um diese Punkte zu adressieren, muss die Konstruktion folgende Merkmale aufweisen:
- Ein Wärmetauscher sollte im geschlossenen pneumatischen Förderkreislauf installiert werden, entweder vor oder nach dem Gebläse, um die Temperatur über die Zeit konstant zu halten.
- Es sollte einen Punkt vor oder nach dem Gebläse bei atmosphärischem Druck geben, der als Referenz für die Zufuhr oder Abführung von Gas dient. Das System wird je nach Position des Referenzpunkts (vor oder nach dem Gebläse) im Überdruck- oder Unterdruckbetrieb arbeiten. Das Gas und die Spülung können beim Anfahren verwendet werden, um die Leitung mit dem Fördergas zu füllen. Die Verwendung eines Online-Analysegeräts (z. B. zur Messung des Sauerstoffgehalts) kann ebenfalls erforderlich sein.
- Effiziente Filter müssen am Gas-Feststoff-Trennbehälter installiert werden, und ein Sicherheitsfilter sollte nachgeschaltet werden, um Staub im Falle eines Ausfalls des Hauptfilters aufzufangen und zu verhindern, dass der Staub das Gebläse erreicht. Eine Möglichkeit zur Erkennung eines Lecks im Hauptfilter, z. B. durch Messung der Druckdifferenz am Sicherheitsfilter, sollte implementiert werden.
- Geeignete Instrumentierung (Drucksensoren, Temperatursensoren, Differenzdrucksensoren an Filtern)
Die oben genannten Punkte sind nur die wichtigsten Merkmale eines geschlossenen Kreislauf-Fördersystems und nicht erschöpfend oder ausreichend, um ein solches System zu konstruieren und zu bauen. Für ein konkretes Projekt sollte man sich an renommierte Unternehmen wenden, die Erfahrung mit solchen Konstruktionen haben.
Quelle
Bulk Solids Handling, Equipment Selection and Operation, Don McGlinchey et al, Blackwell Publishing, 2008