METZ THOMAS (DE)
RAHM SEBASTIAN (DE)
TIETZE GUENTER (DE)
HANNEMANN FRANK (DE)
METZ THOMAS (DE)
RAHM SEBASTIAN (DE)
TIETZE GUENTER (DE)
| DE10353968A1 | 2005-07-07 | |||
| CH466134A | 1968-11-30 | |||
| DE102008009679A1 | 2009-08-20 |
| Patentansprüche 1. Membranpumpe zur Druckförderung von Stäuben in einer Staubeintragvorrichtung, insbesondere auf Drücke von 0,5 - 0,6 MPa oder 4MPa, bei der — ein Vorratsbunker (14) gegeben ist, der mit Inertgas unter Umgebungsdruck beaufschlagt ist, zur Bevorratung des Staubes , — ein Schleusenbehälter (1) gegeben ist, dessen Volumen durch eine Membran (2) in einen Staubbereich (15) und einen Beaufschlagungsmittelbereich (16) gas- und flüssigkeitsdicht getrennt ist, — der Staubbereich des Schleusenbehälters (1) über einen Zugang im oberen Bereich, eine Absperrarmatur (7) und eine Staubzuführungsleitung (6) mit dem Staubvorrat des Vorratsbunkers sowie über einen Abgang im unteren Bereich und eine Absperrarmatur (9) mit einer Hochdruckeinrichtung (8) verbunden ist, — der Beaufschlagungsmittelbereich mit einer Zu- und Abführungsleitung (4) für ein Beaufschlagungsmittel verbunden ist, — eine Entspannungsleitung (10), deren eines Ende über ein Filterelement (5) mit dem Schleusenbehälter (1) verbun- den ist und in die eine Absperrarmatur (11) eingefügt ist, — eine über ein Filterelement (5) und eine Absperrarmatur (13) mit dem Schleusenbehälter (1) verbundene Bespannungsleitung (12) gegeben ist, — die Absperrarmatur (7) in der Staubzuführungsleitung (6) solange offenbar ist, bis der Staubraum des Schleusenbe¬ hälters (2) mit Staub gefüllt ist, — das hierbei aus diesem Schleusenbehälter (2) verdrängte Inertgas über die Entspannungsleitung (10) und die ge- öffnete Absperrarmatur (11) abführbar ist, — nach Schließen der Absperrarmatur (7) in der Staubzufüh- rungsleitung (6) sowie der Absperrarmatur (11) in der Entspannungsleitung (10) der Staubraum über die Bespan- nungsleitung (12) und die geöffnete Absperrarmatur (13) mit Hochdruckinertgas auf den Druck der Hochdruckein¬ richtung (8) bespannbar ist, — nach dem Erreichen des Betriebsdrucks der Hochdruckein- richtung (8) der unter Druck gesetzte Staub über die geöffnete Absperrarmatur (9) am Eingang der Hochdruckeinrichtung durch Schwerkraftförderung in die Hochdruckeinrichtung (8) gelangt, — nach Überführung des Staubes aus dem Schleusenbehälter (1) in die Hochdruckeinrichtung (8) die Membran (2) in die Lage der maximalen Verdrängung (3) fahrbar ist und danach die Absperrarmatur (9) zur Hochdruckeinrichtung (8) schließbar ist. 2. Membranpumpe nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das andere Ende der Entspannungsleitung (10) an den Vorratsbunker (14) angeschlossen ist. 3. Membranpumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (2) durch eine Topfmembran gegeben ist. 4. Membranpumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (2) durch eine Tellermembran gegeben ist. 5. Membranpumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (2) durch eine Schlauchmembran gegeben ist. 6. Membranpumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (2) durch einen Kolben mit Rollmembran gegeben ist . 7. Membranpumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennz ei chnet , das s die Membran im Wesentlichen Kreisform aufweist. 8. Membranpumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennz ei chnet , das s das Filterelement in seiner Form angepasst ist an das von der Auslenkung der Membran ausgesparte Volumen. 9. Membranpumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennz ei chnet , das s das Filterelement großflächig ausgeführt ist. 10. Membranpumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennz ei chnet , das s das Filterelement im Wesentlichen eine Ringform aufweist. 11. Membranpumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennz ei chnet , das s das Beaufschlagungsmittel durch eine Hydraulikflüssigkeit ge¬ geben ist. 12. Membranpumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 10 dadurch gekennz ei chnet , das s das Beaufschlagungsmittel durch ein Gas gegeben ist. 13. Membranpumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennz ei chnet , das s die Bespannungsleitung (12) mit der Hochdruckinertgasversorgung verbunden ist. 14. Membranpumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 12 dadurch gekennz ei chnet , das s die Bespannungsleitung (12) mit der Hochdruckeinrichtung (8) verbunden ist. 15. Membranpumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Eintragvorrichtungen zur Förderung von Staub in die Hochdruckeinrichtung (8) angeordnet sind. 16. Verfahren zur Druckförderung von Stäuben in einer Staubeintragvorrichtung, insbesondere zur Durchführung in einer Membranpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 15, aufweisend — einen Vorratsbunker (14), der mit Inertgas unter Umgebungsdruck beaufschlagt ist, zur Bevorratung des Stau- bes , — einen Schleusenbehälter (1), der über einen Zugang im oberen Bereich, eine Absperrarmatur (7) und eine Staub- zuführungsleitung (6) mit dem Staubvorrat des Vorrats¬ bunkers sowie über einen Abgang im unteren Bereich und eine Absperrarmatur (9) mit einer Hochdruckeinrichtung (8) verbunden ist, — eine im Schleusenbehälter (1) angebrachte Membran (2), — eine Entspannungsleitung (10), deren eines Ende über ein Filterelement (5) mit dem Schleusenbehälter (1) verbunden ist und in die eine Absperrarmatur (11) eingefügt ist, — eine über ein Filterelement (5) und Absperrarmatur (13) mit dem Schleusenbehälter (1) verbundene Bespannungslei¬ tung ( 12 ) , demzufolge — die Absperrarmatur (7) in der Staubzuführungsleitung (6) solange geöffnet wird, bis der Staubraum des Schleusen¬ behälters (2) mit Staub gefüllt wird, — das hierbei aus diesem Schleusenbehälter (2) zu verdrängende Inertgas über die Entspannungsleitung (10) und die geöffnete Absperrarmatur (11) abgeführt wird, — nach Schließen der Absperrarmatur (7) in der Staubzufüh- rungsleitung (6) sowie der Absperrarmatur (11) in der Entspannungsleitung (10) der Staubraum über die Bespannungsleitung (12) und die geöffnete Absperrarmatur (13) mit Hochdruckinertgas auf den Druck der Hochdruckein¬ richtung (8) bespannt wird, — nach dem Erreichen des Betriebsdrucks der Hochdruckeinrichtung (8) der unter Druck gesetzte Staub über die ge- öffnete Absperrarmatur (9) am Eingang der Hochdruckeinrichtung durch Schwerkraftförderung in die Hochdruckeinrichtung (8) gelangt, — nach Überführung des Staubes aus dem Schleusenbehälter (1) in die Hochdruckeinrichtung (8) die Membran (2) in die Lage der maximalen Verdrängung (3) gefahren wird und danach die Absperrarmatur (9) zur Hochdruckeinrichtung (8) geschlossen wird. 17. Verfahren nach Anspruch 16 dadurch gekennzeichnet, dass der Staub mittels Schwerkraftförderung in die unterhalb des Vorratsbunkers (14) angeordneten Schleusenbehälter (1) gefördert wird. 18. Verfahren zur Durchführung in einer Membranpumpe nach einem der Ansprüche 16 bis 17 dadurch gekennzeichnet, dass die Schwerkraftförderung des Staubes aus dem Vorratsbunker (14) in den unterhalb angeordneten Schleusenbehälter (1) durch eine Öffnungsbewegung der Membran (2) unterstützt wird. 19. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 16 bis 18 dadurch gekennzeichnet, dass der Staub mittels Schwerkraftförderung in die unterhalb des Schleusenbehälters (1) angeordnete Hochdruckeinrichtung (8) gefördert wird. 20. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 16 bis 19 dadurch gekennzeichnet, dass die Schwerkraftförderung des Staubes aus dem Schleusenbehäl¬ ter (1) in die unterhalb angeordnete Hochdruckeinrichtung (8) durch eine Verdrängbewegung der Membran (2) unterstützt wird. 21. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 16 bis 20 dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis zwischen dem Verdrängungsraum der Membran (2) und dem Totraum im Schleusenbehälter so gewählt wird, dass nach der Rückbewegung der Membran (2) die verbleibende Gasmenge bei annäherndem Umgebungsdruck vorliegt. 22. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 16 bis 21 dadurch gekennzeichnet, dass die im Schleusenbehälter verbleibende Gasmenge über die Filterelemente (5) und die geöffnete Absperrarmatur (11) in der Entspannungsleitung (10) auf Umgebungsdruck entspannt wird. 23. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 16 bis 22 dadurch gekennzeichnet, dass der Vorgang zyklisch weitergeführt wird. 24. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 16 bis 23 dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (2) hydraulisch ausgelenkt wird. 25. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 16 bis 24 dadurch gekennzeichnet, dass der unter Druck gesetzte Staub gemeinsam mit dem Bespannungs¬ gas in die Hochdruckeinrichtung (8) gelangt und anschließend einem Staubverbraucher zugeführt wird. 26. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 16 bis 25 dadurch gekennzeichnet, dass der unter Druck gesetzte Staub gemeinsam mit dem Bespannungs¬ gas in die Hochdruckeinrichtung (8), die durch einen Injektor gegeben ist, gelangt und durch Einblasen von Fördergas einem Verbraucher zugeführt wird. 27. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 16 bis 26 dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Eintragsvorrichtungen gegeben sind, die auf eine gemeinsame Hochdruckeinrichtung (8) phasenverschoben arbeiten. 28. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 16 bis 27 dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwei Eintragsvorrichtungen im Tandembetrieb so arbei¬ ten, dass das Bespannen des einen Schleusenbehälters (1) bei einer Eintragsvorrichtung zeitgleich mit der Verdrängungsbewegung der Membran (2) in der anderen Eintragsvorrichtung vorgenommen wird. 29. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 16 bis 28 dadurch gekennzeichnet, dass die Druckdifferenz zwischen dem Vorratsbunker (14) und der Hochdruckeinrichtung (8) durch mehrere untereinander angeordnete Eintragvorrichtungen überwunden wird. |
Membran-Staubpumpen-System Die Erfindung betrifft eine Membranpumpe zur pneumatischen Druckförderung von Stäuben und ein Verfahren zur Druckförderung von Stäuben in einer Staubeintragvorrichtung.
Der Anmeldungsgegenstand bezieht sich auf ein Membran- Staubpumpen-System, das in der Lage ist, Stäube aus einem unter Umgebungsdruck betriebenen Behälter in ein unter erhöhtem Betriebsdruck arbeitendes System einzutragen.
In vielen technischen Prozessen ist es erforderlich, Stäube bei erhöhtem Druckniveau pneumatisch zu fördern. Genannt seien beispielsweise die Kohlenstaubvergasung mit pneumatischer Staubzuführung bei Vergasungsdrücken bis 4 MPa (40 bar) und darüber, die pneumatische Brennstaubin ektion in die Windformen von Schachtöfen, wie Hochöfen zur Erzeugung von Roheisen, oder auch die pneumatische Förderung von Stäuben über größere Entfernungen, wobei die Fördergefäße auf den für die Überwindung des Förderleitungsdruckverlustes erforderlichen Be ¬ triebsdruck bespannt werden müssen. Nach dem Stand der Technik benutzt man insbesondere bei der Anwendung höherer Betriebsdrücke, wie sie bei der Kohlenstaubdruckvergasung notwendig sind, ein System von Eintragschleusen, wie es in „NOELL-KONVERS IONSVERFAHREN ZUR
VERWERTUNG UND ENTSORGUNG VON ABFÄLLEN" EF-Verlag für Ener- gie- und Umwelttechnik GmbH, 1996, Seite 34, beschrieben ist. Dabei wird der Brennstaub aus einem unter Umgebungsdruck stehenden Vorratsbunker Eintragschleusen zugeführt, die im An- schluss durch Zuführung eines kondensatfreien Inertgases auf den Betriebsdruck des darunter angeordneten Dosier- oder För- dergefäßes bespannt werden. Bei Staubbedarf im Dosier- oder Fördergefäß wird der nunmehr unter dem erforderlichen Druck befindliche Brennstaub durch Schwerkraftförderung aus den Eintragschleusen in das Dosier- oder Fördergefäß überführt. Im Unterteil des Dosier- oder Fördergefäßes wird durch Zufüh rung eines ebenfalls inerten Fluidisierungsgases eine par ¬ tielle Wirbelschicht erzeugt, in die eine oder mehrere Staub förderleitungen eintauchen. Durch Anlegen einer Druckdifferenz zwischen dem Dosiergefäß und dem Empfänger des Brenn- staubes, z.B. einem Vergasungsreaktor, fließt der Brennstaub diesem als Staub-Gassuspension mit hoher Feststoffbeladung zu. Diese Förder- und Dosiertechnologie ist durch eine Reihe von Nachteilen gekennzeichnet. Das betrifft zunächst den dis kontinuierlichen Betrieb der Eintragschleusen. Die Eintragschleusen werden nach ihrer im drucklosen Zustand erfolgende Befüllung mit Staub durch Zuführung eines Inertgases auf den erforderlichen Betriebsdruck bespannt, unter diesem Druck in das Dosier- oder Fördergefäß entleert und nach ihrer Entspan nung auf Umgebungsdruck erneut mit Staub befüllt. Bei hohen Dosierleistungen sind zur mehr oder weniger kontinuierlichen Versorgung des Dosiergefäßes mit Staub mehrere Eintrag ¬ schleusen erforderlich. Weitere Nachteile sind der hohe Gas ¬ bedarf für die Bespannung der Eintragschleusen sowie der Auf wand für die Reinigung des Entspannungsgases.
In der DE 103 53 968 AI sind bereits eine Fördervorrichtung und ein Förderverfahren für die Förderung mit wenig oder kei ner Fluidisier-Druckluft von Beschichtungspulver vorgeschla ¬ gen worden, bei denen die Druckerhöhung einer unten selbst ansaugenden Pumpe durch hydraulisches Beaufschlagen einer Schlauchmembran bewirkt wird.
Aus der CH 466 134 A sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum pneumatischen Fördern von staubförmigem und körnigem Gut bekannt, bei denen die Druckbeaufschlagung des zu fördernden Gutes in einer Membranpumpe durch Krafteinwirkung auf die Membran erfolgt. In dem Pumpenraum kann eine gasdurchlässige Membran zum Einblasen von Spülgas angeordnet sein. Der Hubraum der Membran ist so ausgestaltet, dass nur minimale Gas ¬ durchtrittspalte vorhanden sind, um den schädlichen Raum nicht zu vergrößern und damit den erreichbaren Druck zu ver- ringern. Dieser Membranpumpe wird gegenüber bekannten Verfahren eine Förderung mit geringeren Gasmengen zugeschrieben.
Der Erfindung liegt das Problem zu Grunde, ein Staubeintrag- system so zu verbessern, dass die Schleusen sowie die aus der Schleusenentspannung resultierenden Probleme entbehrlich sind und der für den Staubeintrag in ein Drucksystem erforderliche Bedarf an Inertgas wesentlich reduziert wird. Das Problem kann wie in DE 10 2008 009 679 AI gelöst werden. Hierbei kommen Kolben als Verdränger zum Einsatz. Dies hat jedoch den Nachteil, dass bei hohen Differenzdrücken und feinem Staub starker Verschleiß am Kolben sowie an der Kolbendichtung zu erwarten ist. Des Weiteren ist durch die Rückbe- Spannung des Rohrleitungsabschnittes aus der mit Staub mit gefüllten Hochdruckeinrichtung ein starker Verschleiß an der Absperrarmatur am Eingang der Hochdruckeinrichtung zu erwarten. Außerdem ist zu vermuten, dass durch eine mögliche schlagartige einseitige Bespannung des Staubraumes eine Kom- paktierung des Staubes zu möglich ist.
Das Problem wird durch eine Membranpumpe nach Anspruch 1 und ein Verfahren zur Druckförderung von Stäuben in einer
Staubeintragvorrichtung Anspruch 16 gelöst.
Die Erfindung bringt eine erhebliche Reduzierung des Bedarfs an Bespannungsgas mit sich.
In weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Membranpumpe ist das andere Ende der Entspannungsleitung (10) an den Vorratsbunker (14) angeschlossen. Diese Maßnahme bringt eine aufwandarme Möglichkeit zur Beaufschlagung des Staubes in dem Vorratsbunker mit inertem Bespannungsgas mit sich. In weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Membranpumpe wird der Staub mittels Schwerkraftförderung in die unterhalb des Vorratsbunkers angeordneten Schleusenbehälter (1) geför- dert. Diese Maßnahme bringt eine aufwandarme Möglichkeit zur Befüllung des Schleusenbehälters (1) mit Staub mit sich.
In weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Membranpumpe ist das Filterelement in seiner Form angepasst an das von der Auslenkung der Membran ausgesparte Volumen. Diese Maßnahme bringt ein verkleinertes Minimalvolumen des Staubbereichs mit sich . In weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Membranpumpe sind die Filterelemente (5) großflächig ausgeführt. Durch das damit einhergehende Einleiten des Bespannungsgases mit nied ¬ riger Strömungsgeschwindigkeit wird vermieden, dass der Staub im Schleusenbehälter (1) kompaktiert wird.
In weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Membranpumpe ist die Bespannungsleitung (12) mit der Hochdruckeinrichtung (8) verbunden. Dadurch wird Gasüberschuss in der Hochdruckeinrichtung (8) vermieden.
In weiterer Ausgestaltung wird die Druckdifferenz zwischen dem Vorratsbunker und der Hochdruckeinrichtung durch mehrere untereinander angeordnete Eintragvorrichtungen überwunden. Diese Maßnahme bringt eine Aufteilung der Druckdifferenz zwi- sehen Vorratsbunker und Hochdruckeinrichtung, eine Erhöhung der überwindbaren Druckdifferenz sowie eine Erhöhung der Drucksicherheit mit sich.
In weiterer Ausgestaltung wird der Staub durch mehrere paral- lel angeordnete Eintragvorrichtungen von dem Vorratsbunker in die Hochdruckeinrichtung gefördert. Durch diese Maßnahme wird eine Erhöhung der Staubförderleistung erreicht.
In weiterer Ausgestaltung arbeiten die EintragsVorrichtungen phasenverschoben. Durch diese Maßnahme wird der Förderprozess vergleichmäßigt . Der diskontinuierliche Schleusenprozess entsprechend dem Stand der Technik wird durch ein nahezu kontinuierlich arbeitendes Staubeintragsystem ersetzt. In weiterer Ausgestaltung arbeiten jeweils zwei Eintragsvorrichtungen im Tandembetrieb so, dass das Bespannen des einen Schleusenbehälters (1) zeitgleich mit der Volumenverdrängung des anderen Schleusenbehälters durch die Membran (2) vorge ¬ nommen wird. Durch diese Maßnahme werden die Auswirkungen auf das Druckregime der Hochdruckeinrichtung reduziert.
Durch die Wahl eines geeigneten Größenverhältnisses zwischen dem Schleusenbehälter (1) und der Hochdruckeinrichtung (8) läuft die Volumenverdrängung im Schleusenbehälter ohne we- sentliche Beeinflussung des Druckregimes der Hochdruckeinrichtung (8) ab.
Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung wird im Folgenden als Ausführungsbeispiel in einem zum Verständnis erforderlichen Umfang anhand von einer Figur näher erläutert. Diese zeigt: Fig.l ein Staubeintragsystem für eine Anlage zur Kohlenstaubförderung in eine Hochdruckeinrichtung
Der in eine unter erhöhtem Betriebsdruck arbeitenden Hochdruckeinrichtung (8) einzutragende Staub befindet sich in ei- nem oberhalb des Staubeintragesystems angeordneten Vorrats ¬ bunker (14) . Durch Schwerkraftförderung wird ein Schleusenbehälter (1) oberhalb der Hochdruckeinrichtung mit Staub gefüllt. Die Förderung des Staubs kann dabei durch das Zurück ¬ fahren der Membran (2), die aus elastischem Material gefer- tigt und / oder flexibel sein kann, unterstützt werden. Das hierbei aus dem Schleusenbehälter zu verdrängende Gas wird über die geöffnete Absperrarmatur (11) in der Entspannungs ¬ leitung (10) abgeführt. Im Anschluss daran schließt die Ab- sperrarmatur (7) in der Kohlenstaubzuführungsleitung und die Absperrarmatur (11) in der Entspannungsleitung. Anschließend wird der Schleusenbehälter (1) durch das Einleiten von
Hochdruckinertgas über das zu öffnende Absperrventil (13) in der Bespannungsleitung auf den benötigten Druck gebracht. Durch das langsame Einleiten des Bespannungsgases über die großflächig ausgeführten Filterelemente (5) wird vermieden, dass der Staub im Schleusenbehälter (1) kompaktiert wird. So ¬ bald der Druck im Schleusenbehälter (1) den Druck der Hoch- druckeinrichtung (8) erreicht, wird die Absperrarmatur (13) in der Bespannungsleitung geschlossen und die Absperrarmatur (9) am Eintritt der Hochdruckeinrichtung geöffnet. Durch Schwerkraftförderung wird der Staub aus dem Schleusenbehälter (1) in die Hochdruckeinrichtung (8) gefördert. Die Förderung kann dabei durch die Verdrängungsbewegung der Membran (2) unterstützt werden. Die Auslenkung der Membran wird über das Einleiten von Hydraulikflüssigkeit über die Hydraulikleitung (4) bewirkt. Die hydraulische Auslenkung der Membran (2) sorgt dafür, dass diese druckentlastet arbeitet. Sobald der Staub vollständig in die Hochdruckeinrichtung (1) entleert ist, wird das Staubraumvolumen des Schleusenbehälters (1) durch die vollständige Auslenkung der Membran (2) minimiert. Durch diese Maßnahme wird das nach der Staubförderung im Schleusenbehälter (1) verbleibende und unter hohem Druck vor- liegende Inertgas stark minimiert, dadurch wird der Hochdru ¬ ckinertgasverbrauch des Staubeintragssystems stark reduziert. Anschließend wird die Absperrarmatur ( 9 ) am Eintritt der Hoch ¬ duckeinrichtung geschlossen. Das in dem Schleusenbehälter verbliebene Inertgas wird nun durch das Öffnen der Absperrarmatur (11) in der Entspannungsleitung zum Vorratsbunker (14) hin entspannt.
Mit Erreichen des Druckausgleichs zwischen Schleusenbehälter (1) und Vorratsbunker (14) ist ein Arbeitszyklus beendet und der folgende Zyklus kann gestartet werden. Zur Erzielung hoher Eintragsleistungen können mehrere Eintragsvorrichtungen parallel zur Versorgung eines Dosier- oder Fördergefäßes betrieben werden. In der Figur 1 sind beispielsweise zwei derartige Eintragsvorrichtungen dargestellt.
Im Unterteil des Dosier- bzw. Fördergefäßes (1) wird durch Zuführung von Wirbelgas nach dem Stand der Technik eine partielle Wirbelschicht erzeugt, aus welcher eine oder mehrere Förderleitungen gespeist werden. Zur Aufrechterhaltung des erforderlichen Differenzdrucks zum jeweiligen Verbraucher bzw. Empfänger des staubförmigen Fördergutes wird dem Dosierbzw. Fördergefäß in bekannter Art und Weise Gas zugeführt oder überschüssiges Gas abgeführt. Die Erfindung wird nachfolgend an zwei Beispielen erläutert. Hierbei wird die Figur 1 zu Grunde gelegt.
Beispiel 1 :
Die Aufgabenstellung soll darin bestehen, einen Hochofen zur Erzeugung von Roheisen über eine Anlage zur Kohlenstaubin ektion mit einer Brennstaubmenge bis zu 8 Mg/h zu versorgen. Hierfür soll ein mit zwei Eintragsvorrichtungen ausgestattetes Dosiergefäß genutzt werden, wie in der Figur 1 darge ¬ stellt. Unter Berücksichtigung einer Schüttdichte von ca. 0,6 Mg/m 3 ergibt sich ein stündlich einzutragendes Schüttungsvo- lumen von etwa 13,5 m 3 . Wird vorausgesetzt, dass jede der beiden Eintragsvorrichtungen je Minute einen Hub ausführt, wird bei einem Durchmesser der Membran (2.1) von 1 m das benötigte Volumen bei einer Hubhöhe (2.2) von 0,28 m erreicht.
Der erforderliche Betriebsdruck des Dosiergefäßes liegt bei diesem Beispiel in der Größenordnung von 0,5 - 0,6 MPa (5-6 bar) . Beispiel 2 :
Dieses Beispiel wird anhand der Figuren 1 erläutert.
Es besteht die Aufgabenstellung, einen Reaktor zur Vergasung von Brennstaub unter einem Betriebsdruck von beispielsweise 4 MPa (40 bar) durch ein pneumatisch arbeitendes Staubeintrag ¬ system mit Vergasungsstaub zu versorgen. Die Reaktorleistung beträgt 500 MW. Die dafür einzutragende Kohlenstaubmenge be ¬ trägt etwa 75 Mg/h. Bei einer Schüttdichte von 0,6 Mg/m 3 ent- spricht das einer Eintragsleistung von 125 m 3 Kohlenstaub- schüttung je Stunde.
Im vorliegenden Beispiel werden jeweils sechs Eintragsvorrichtungen gewählt. Wird vorausgesetzt, dass jede Eintrags- Vorrichtungen je Minute einen Hub ausführt wird bei einem
Durchmesser der Membran (2.1) von 1,5 m das benötigte Volumen bei einer Hubhöhe (2.2) von 0,4 m erreicht.
Unter dem in der Beschreibung verwendeten Begriff Staub ist allgemein Schüttgut zu verstehen, insbesondere Stäube unter ¬ schiedlicher Körnungsverteilung aus anorganischen oder organischen Materialien wie Kohlen unterschiedlichen Inkohlungsgrades, Biomassen oder trockenen Rest- und Abfallstof ¬ fen, aber auch Kalk und Feinsand.
Unter dem in der Beschreibung verwendeten Begriff Inertgas ist ein 02-freies Gas, insbesondere Stickstoff, Kohlendioxid, Erdgas aber auch Synthesegas aus einer nachgeschalteten Vergasungsanlage sowie beliebige Mischungen daraus zu verstehen.
Bezugs zeichenliste
1 Schleusenbehälter, druckfestes Pumpengehäuse
2 Membran
2.1 Durchmesser der Membran
2.2 Hubhöhe der Membran
3 Membranstellung bei maximaler Verdrängung
4 Hydraulik Zu- und Abführungsleitung
5 Filterelement für Be- und Entspannung
6 Staubzuführungsleitung vom Vorratsbunker
7 Absperrarmatur in der Staubzuführungsleitung
8 Hochdruckeinrichtung
9 Absperrarmatur am Eintritt der Hochdruckeinrichtung
10 Entspannungsleitung zum Vorratsbunker
11 Absperrarmatur in der Entspannungsleitung
12 Bespannungsleitung
13 Absperrarmatur in der Bespannungsleitung
14 Vorratsbunker
15 Staubbereich
16 Beaufschlagungsmittelbereich