[0001] Die nachfolgende Erfindung bezieht sich auf eine Dosieranlage und eine Dichtstromförderanlage zur stetigen, kontinuierlichen, dosierten Zufuhr ei- nes staubförmigen Schüttguts aus leichten, polydispersen Teilchen zu einem stromabwärts angeordneten Verbraucher. Femer betrifft die Erfindung ein Verfahren zum kontinuierlichen, dosierten Zuführen des staubförmigen Schüttguts unter Verwendung der Dichtstromförderanlage, die die erfindungsgemäße Do- sieranlage umfasst. [0002] Für die Zuführung von Brennstaub in Flugstrom-Vergasungsreaktoren oder andere Verbraucher- bzw. Reaktorsystemen wie Hochöfen, Kupolöfen etc. werden pneumatische Dünn- und Dichtstromförderungssysteme angewendet. Dabei hat sich eine Anlagenkonfiguration aus Bunkern, Schleusen, Dosierbehältern und meist mehreren parallelen Förderrohren, die aus dem Do- sierbehälter zu mehreren Staubbrennern führen, durchgesetzt. Die Massen- stromregelung erfolgt dabei mittels des Differenzdrucks zwischen dem Dosierbehälter und dem Verbraucher. Der Gesamtmassenstrom wird mittels eines Wiegesystems am Dosierbehälter ermittelt, die Massenströme in den einzelnen Förderrohren werden aus Einzelmessungen der Fließdichte und der Strö- mungsgeschwindigkeit bestimmt. Abweichungen einzelner Förderrohre vom anteiligen Gesamtmassenstrom werden durch Hilfsgaszugabe in das Förderrohr korrigiert. Solche Brennstaubzuführsysteme, die für Schüttgüter mit Schüttdichten über 450 kg/m ³ geeignet sind, sind beispielsweise in der DE 28 31 208, DE 32 11 045, DD 268 835, DE 10 2005 047 583, DD 139 271 und von K. Scheidig o. A. in„Neue Hütte" Leipzig, Dezember 1983, S. 441-442 beschrieben.

[0003] Mit den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren ist allerdings die kontinuierliche Zuführung von Stäuben mit Schüttdichten unter 450 kg/m ³ nicht oder nur eingeschränkt möglich. Solche leichten und bezüglich der Teilchenform polydispersen Stäube entstehen bei der thermischen Vorbehand-

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BESTÄTIGUNGSKOPIE lung von nachwachsenden, an sich schon leichten Brennstoffen. Die nachwachsenden Brennstoffe, wie beispielsweise Holz, Stroh und andere Biomassen zerfallen bei der thermischen Vorbehandlung (spontane Trocknung, Entgasung, Spaltung) oder bei der hydrothermalen Karbonisierung von Biomassen in vielfältige Formen, und erlangen eine poröse Struktur. Beide Effekte führen dazu, dass die Stäube dieser Brennstoffe Schüttdichte-Werte von 150 bis 400 (450) kg/m ³ und Lückenvolumina bis 94 % des Schüttvolumens aufweisen. Die Rohdichte sinkt gegenüber der Reindichte ab (Rohdichte von 200 bis 800 kg/m ³ , Reindichte von 800 bis 2.500 kg/ m ³ ). Diese leichten Stäube folgen beim Ausfluss aus Behältern wie einem Bunker oder Dosierbehältern nicht mehr dem Schwerkraftfluss, sie verkeilen sich und besitzen nur eine sehr geringe Fließfähigkeit. Eine Fluidisierung führt zum starken Verwirbeln und zum Wegblasen dieses Staubes vor den Auslassöffnungen sowie zu starken Verdünnungseffekten, im Endeffekt damit sogar zu reinen Gasdurchbrüchen. [0004] Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Dosieranlage zu schaffen, mit der eine kontinuierliche, dosierte Zufuhr eines solches staubförmigen Schüttguts aus leichten, polydispersen Teilchen möglich ist, unabhängig davon, welcher Reaktionsdruck in einem stromabwärts angeordneten Verbraucher herrscht. [0005] Eine solche Dosieranlage ist mit den Merkmalen des Anspruchs 1 offenbart.

[0006] Eine Dichtstromförderanlage, die die Aufgabe der stetigen kontinuierlichen dosierten Zufuhr des leichten Staubs aus einer Versorgungseinrichtung, aus der das Schüttgut stammt, zu dem Verbraucher löst, ist durch die Dicht- Stromförderanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 9 bereitgestellt.

[0007] Weiterbildungen der jeweiligen Vorrichtungen sind in den Unteransprüchen offenbart.

[0008] Die Aufgabe der Schaffung eines entsprechenden Verfahrens zur stetigen, kontinuierlichen, dosierten Zufuhr eines staubförmigen Schüttguts aus leichten, polydispersen Teilchen wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst.

[0009] Eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Dosieranlage, die zur stetigen kontinuierlichen, dosierten Zufuhr eines staubförmigen Schütt- guts aus leichten, polydispersen Teilchen aus einer Versorgungseinrichtung in eine Mehrzahl von Förderrohren zu einem stromabwärts angeordneten Verbraucher geeignet ist, bezieht sich darauf, dass diese Dosieranlage zwei oder mehr Dosierbehälter umfasst, die jeweils mit einer Austragseinrichtung ausgestattet sind. Jede der Austragseinrichtungen weist dabei für jedes der Förderroh- re eine diesem zugeordnete Staubflussregelungsvorrichtung auf, so dass jeweils eine Staubflussregelungsvorrichtung jeder Austragseinrichtung in eines der Förderrohre mündet. Eine in jedem Förderrohr angeordnete Massenstrom- Messsonde ist mit jeweils der Staubflussregelungsvorrichtung der Austragseinrichtungen gekoppelt, die in das entsprechende Förderrohr mündet. Die Do- sieranlage ist zudem mit einer Druckregelungseinrichtung ausgestattet, die mit Druckmesseinrichtungen gekoppelt ist, die sich jeweils im Bereich der Austragseinrichtungen der Dosierbehälter befinden. Der Dosierbehälterdruck der jeweiligen Dosierbehälter wird dabei durch die Druckregelungseinrichtung gesteuert, wobei ein erster Steuerungsparameter der jeweilige Dosierbehälterfüll- stand ist. Dazu ist die Druckregelungseinrichtung mit einer entsprechenden Messeinrichtung für den Dosierbehälterfüllstand gekoppelt. Um nun die Dosierbehälter mit dem leichten, polydispersen Schüttgut befüllen zu können, wird eine Zwangsströmung aus der Versorgungseinrichtung zu dem Dosierbehälter erzeugt, indem füllstandsabhängig eine Pumpvorrichtung wie etwa ein Gebläse oder ein Ventilator mit dem zu befüllenden Dosierbehälter verbunden wird und in dem Dosierbehälter einen Druck erzeugt, der niedriger ist als ein Druck in der Versorgungseinrichtung.

[00010] Die Hauptregelgrößen für den Dosierbehälterdruck sind der Gesamtmassenstrom zu dem Verbraucher und der dort herrschende Verbrau- cherdruck. Die Druckdifferenz zwischen dem fördernden Dosierbehälter und dem Verbraucher bestimmt die Höhe des Gesamtmassenstromes durch die Förderrohre. Der daher primär einzuregelnde Dosierbehälterdruck ergibt sich aus der Summe aus dem Verbraucherdruck und dem Differenzdruck, der den Gesamtmassenstrom bestimmt. Daher ist die Druckregelungseinrichtung mit den Massenstrom-Messsonden, einer Messeinrichtung für den Gesamtmas- senstrom, etwa einer Wägung des Dosierbehälters, und einer Druckmesseinrichtung des Verbrauchers gekoppelt, Der Dosierbehälterdruck zur Förderung des Schüttguts in die Förderrohre wird dabei über Zufuhr oder Abfuhr von Gas in den Dosierbehälter durch die Druckregelungseinrichtung gesteuert, indem durch die Druckregelungseinrichtung eine Mehrzahl von Regelungs- und Ab- sperrarmaturen in einer Bespannungsgasleitung, einer Entspannungsgasleitung und einer Wirbelgasleitung gesteuert wird. Druckschwankungen durch den variablen Füllstand des Dosierbehälters werden dadurch eliminiert, dass die Druckmesseinrichtung für den Dosierbehälterdruck unterhalb der Staubschüt- tung in die Austragseinrichtung angeordnet ist. [00011] In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung können jeweils zwei Dosierbehälter der Dosieranlage über eine Druckausgleichsleitung miteinander verbunden sein, die sich durch Schließvorrichtungen öffnen beziehungsweise schließen lässt. Die Schließvorrichtungen können dosierbehälterdruck- und do- sierbehälterfüllstandsgesteuert betätigt werden. [00012] Die Schließvorrichtungen in der Druckausgleichsleitung, die Staub- flussregelungsvorrichtungen mit zugeordneten Verschlussvorrichtung des ersten Dosierbehälters und die Staubflussregelungsvorrichtungen mit zugeordneten Verschlussvorrichtungen des zweiten Dosierbehälters sind dazu operativ über eine Steuerungsvorrichtung miteinander gekoppelt, so dass der Massen- ström in jedem der Förderrohre in Abhängigkeit der Dosierbehälterfüllstände der beiden verbundenen Dosierbehälter konstant gehalten werden kann. Diese Steuerungsvorrichtung kann gleichzeitig die Schließvorrichtungen und die Staubflussregelungsvorrichtungen der zwei verbundenen Dosierbehälter betätigen, wobei nach der dosierbehälterdruck-, respektive dosierbehälterfüll- standsgesteuerte Betätigung der Schließvorrichten die Staubflussregelungsvor- richtungen der zwei gekoppelten Dosierbehälter betätigt werden. Und zwar werden diese Staubflussregelungsvorrichtungen derartig angesteuert, dass die Massenströme in den Förderrohren konstant aufrechterhalten bleiben. Dies geschieht durch eine abgestimmte Betätigung der Staubflussregelungsvor- richtungen des ersten Dosierbehälters mit den Staubflussregelungsvorrichtun- gen des zweiten Dosierbehälters, insbesondere durch die abgestimmte Betätigung jeweils derjenigen Staubflussregelungsvorrichtungen des ersten und zweiten Dosierbehälters, die in die gleiche Förderleitung münden.

[00013] Um nun das Austragen des leichten Staubs aus den Dosierbehältern in die Förderrohre zu unterstützen, umfassen die Austragseinrichtungen jeweils einen Wirbelboden und eine oberhalb des Wirbelbodens angeordnete Rührvorrichtung. Die Wirbelgasleitungen münden jeweils unterhalb des Wirbelbodens in die entsprechende Austragseinrichtung. Die Austragungseinrichtungen umfassen neben den Staubflussregelungsvorrichtungen Verschlussvorrichtungen, die jeweils einer Staubflussregelungsvorrichtung zugeordnet sind. Zudem sind die Staubflussregelungsvorrichtungen mit Messeinrichtungen für die jeweiligen Dosierbehälterfüllstände, mit den jeweiligen Dosierbehälterdruckmesseinrich- tungen sowie mit jeweils einer Messeinrichtung zur Bestimmung des Gesamtmassestroms, beispielsweise einem Wiegesystem, gekoppelt.

[00014] Eine bevorzugte Staubflussregelungsvorrichtung kann einen glatten und verschleißfesten Strömungskanal mit einer verstellbaren Klappe aufweisen, die sich durch einen Feinstellantrieb betätigen lässt, so dass sich der Strömungskanalquerschnitt stromabwärts in Richtung der Förderrohre stetig verringert.

[00015] Eine Einmündung der Bespannungsgasleitung und unter Umständen auch die einer Kompensationsgasleitung in den Dosierbehälter zu dessen

Druckregulierung kann waagerecht oberhalb des Wirbelbodens so angeordnet sein, dass eine Einleitung des Bespannungsgases respektive des Kompensationsgases diffus verteilt stattfinden kann.

[00016] Stäube, die mit der erfindungsgemäßen Dosieranlage dosiert zuge- führt werden können, sind dabei leichte, polydisperse Teilchen mit einem Lü- ckenvolumen in einem Bereich bis zu 94 %, die eine Rohdichte von 200 bis 800 kg/m ³ aufweisen (was einer Schüttdichte von 150 bis 200/450 kg/ m ³ entspricht).

[00017] Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Dichtstromförderan- läge, die neben der erfindungsgemäßen Dosieranlage eine Versorgungseinrichtung, sowie die Förderrohre zu dem stromabwärts angeordneten Verbraucher umfasst. Erfindungsgemäß besteht die umfasste Dosieranlage aus zumindest zwei gekoppelten Dosierbehältern; je nach geforderter Dosierleistung können aber auch mehr als zwei Dosierbehälter angeordnet und miteinander entsprechend gekoppelt werden. Die von einer Dichtstromförderanlage umfasste Versorgungseinrichtung kann in einer Ausführungsform ein Bunker sein, in einer weiteren Ausführungsform kann die Versorgungseinrichtung ein zentrales Versorgungssystem sein, bei dem die Befüllung der Dosierbehälter direkt aus einer zentralen Lagerstätte, wie einem Trockner, Schweler oder Entgaser pneumatisch oder mechanisch erfolgt. Auch aus einem Bunker kann die Zufuhr pneumatisch oder mechanisch erfolgen.

[00018] Ein Bunker gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst ein Belüftungselement, zur Belüftung der Bunkerschüttung, und mehrere Bunker- austragselemente, die der Anzahl der stromabwärts angeordneten Dosierbe- hälter entsprechen. Die Bunkeraustragselemente sind über eine Absperrarmatur und eine Befüllungsleitung mit jeweils einem Dosierbehälter verbunden. Jeder Dosierbehälter ist zudem durch eine Verschlussvorrichtung gegenüber der Versorgungseinrichtung verschließbar. Eine geeignete Absperrarmatur, die auch in den Befüllungsleitungen des zentralen Versorgungssystems angeord- net sein kann, kann eine Zellradschleuse, eine Schrägsitzarmatur oder bevorzugt eine Drehklappe sein.

[00019] Die Dichtstromförderanlage weist eine Ventilationsvorrichtung auf, die mit den Dosierbehältern verbunden und die dosierbehälterfüllstandsge- steuert betätigt werden kann. Die Ventilationsvorrichtung ist derart ausgelegt, dass sie in dem jeweiligen Dosierbehälter einen Unterdruck gegenüber dem Druck in der Versorgungseinrichtung bereitstellen kann.

[00020] Ein erfindungsgemäßes Verfahren bezieht sich auf das stetige, kontinuierliche, dosierte Zuführen des staubförmigen Schüttguts aus leichten, polydispersen Teilchen durch die erfindungsgemäße Dichtstromförderanlage, die eine Versorgungseinrichtung, eine erfindungsgemäße Dosieranlage und mehrere Förderrohre umfasst, die zu einem stromabwärts angeordneten Verbraucher führen. Das stetige, kontinuierliche, dosierte Zuführen wird dabei durch ein gekoppeltes, abgestimmtes Betreiben der zwei oder mehr Dosierbehälter der Dosieranlage bereitgestellt, indem die einzelnen Dosierbehälter füllstandsge- steuert, wenn sie leer sind, mit einem Unterdruck gegenüber der Versorgungseinrichtung zur Befüllung mit Schüttgut aus der Versorgungseinrichtung beaufschlagt werden und bei einem Füllstandsmaximum mit Bespannungsgas auf einen Betriebsdruck beaufschlagt werden. Erreicht nun ein dosierender Dosierbehälter, aus dem der Staub in die Förderrohre zugeführt wird, ein Füllstands- minimum, d.h. kurz bevor er leer läuft, so bewirkt das gekoppelte, füllstandsgesteuerte, abgestimmte Betreiben der Dosieranlage das gleitende Anbinden eines zweiten Dosierbehälters, der auf ein Füllstandsmaximum mit Schüttgut befüllt auf Betriebsdruck bespannt ist, indem der sich leerende erste Dosierbehälter über die Druckausgleichsleitung mit dem zweiten vollen Dosierbehälter ver- bunden wird, während die Staubflussregelungsvorrichtungen des ersten Dosierbehälters das Fördern in die Förderrohre beenden, und gleichzeitig ein Öffnen der Staubflussregelungsvorrichtungen des zweiten Dosierbehälters durch die Steuerungsvorrichtung abgestimmt stattfindet. So wird bei Signalisierung des Füllstandsminimums des dosierenden Behälters durch die Steuerungsvor- richtung die Druckausgleichsleitung zu einem vollen, auf Betriebsdruck bespannten Dosierbehälter geöffnet, und bei herrschendem Druckausgleich beider Dosierbehälter die jeweiligen Staubflussregelungsvorrichtungen geschlossen beziehungsweise geöffnet, so dass der Massenstrom in den jeweiligen Förderrohren konstant bleibt. Dieser gleitende Wechsel der Dosierbehälter ver- läuft vorteilhaft automatisch füllstands-, druck- und massenstromgesteuert, ohne dass die Staubzufuhr unterbrochen wird oder unregelmäßig erfolgt. [00021] Die erfindungsgemäße Dichtstromförderanlage mit der Dosieranlage bietet damit vorteilhaft den Entfall von Schleusen und damit einer wesentlichen Quelle von Unstetigkeiten sowie möglicher Störungen. Zudem wird der stetige Staubfluss vom Bunker zum Dosierbehälter und an den Austragseinrichtungen zu den Förderrohren durch Zwangsströmungskräfte herbeigeführt, da der

Schwerkraftfluss wegen der geringen Schütt-/Rohdichtewerte der leichten Teilchen nicht ausreicht. Weiterhin entfallen wegen der Nutzung der Strömungskräfte große Ein- bzw. Austrittsquerschnitte am Bunker sowie an den Dosierbehältern und dadurch große und teure Hochdruck-Verschlussvorrichtungen. Der Zeitbedarf für die Arbeitsschritte der Dosieranlage verringert sich durch den Wegfall der Schleusenspiele, während gleichzeitig vorteilhaft die Dosierbehälterförderung nicht durch das Nachfüllen der Schleusen gestört wird. Stattdessen bietet der Wechsel der fördernden Dosierbehälter, die mit einer erhöhten Anzahl an Staubflussregelungsvorrichtungen ausgestattet sind, die vorteilhaft stetige, kontinuierliche, dosierte Zufuhr des leichten Schüttgutstaubes.

[00022] Diese und weitere Vorteile werden durch die nachfolgende Beschreibung unter Bezug auf die begleitenden Figuren dargelegt.

[00023] Der Bezug auf die Figuren in der Beschreibung dient der Unterstüt- zung der Beschreibung. Gegenstände oder Teile von Gegenständen, die im Wesentlichen gleich oder ähnlich sind, können mit denselben Bezugszeichen versehen sein. Die Figuren sind lediglich schematische Darstellungen von Ausführungsbeispielen der Erfindung. Es zeigt:

[00024] Fig. 1 ein Verfahrensfließbild einer Ausführungsform der erfindungs- gemäßen Dichtstromförderanlage mit einem Bunker als Versorgungseinrichtung,

[00025] Fig. 2 ein Verfahrensfließbild einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dichtstromförderanlage mit einem zentralen Schüttgut- Versorgungssystem, [00026] Fig. 3 eine schematische Detaildarstellung des Bunkers aus Fig. 1 ,

[00027] Fig. 4 eine schematische Detaildarstellung einer Austragseinrichtung eines Dosierbehälters der erfindungsgemäßen Dosier- bzw. Dichtstromförderanlage. [00028] Grundsätzlich bezieht sich die erfindungsgemäße Vorrichtung auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kontinuierlichen, dosierten Zuführung von Stäuben leichter, polydisperser Teilchen in Reaktoren und Schachtöfen mit einem beliebigen Betriebsdruck, insbesondere in Flugstromreaktoren der Druckvergasung. [00029] Die leichten und polydispersen Stäube weisen vielfältige Formen und eine poröse Struktur auf. Beide Effekte führen dazu, dass die Schüttdichte Werte von 150 - 400 (450) kg/m ³ und Lückenvolumina bis 94% des Schüttvolumens erreichen. Diese leichten Stäube folgen beim Ausfluss aus Behältern nicht mehr dem Schwerkraftfluss, sondern verkeilen und besitzen nur eine sehr geringe Fließfähigkeit.

[00030] Mit der erfindungsgemäßen Dichtstromförderungs- bzw. Dosieranlage ist die kontinuierliche, dosierte Zuführung der leichten, polydispersen Stäube zu Verbrauchersystemen beliebigen Druckes möglich. Der leichte Staub tritt in den Bunker und in die Dosierbehälter stetig ein, kann auf die Förderrohre gleichverteilt dosiert werden, wobei die Fließdichte der Staubförderströme zumindest am Anfang der Förderrohre nahezu bei Werten der Schüttdichte liegt.

[00031] Der Staub wird direkt aus einer zentralen Lagerstätte (Trockner, Schweler/Entgaser) oder zuerst einem Bunker und dann nacheinander mehreren Dosierbehältern mittels pneumatischer oder mechanischer Förderer zuge- führt. Bei der Zuführung in den Bunker und bei der direkten Zuführung in die Dosierbehälter werden die Dosierbehälter mittels eines Ventilators/Saugfilters auf einen Unterdruck gegenüber dem Bunker bzw. der zentralen Lagerstätte gebracht, um das eingetragene Trägergas des Staubstromes abzuführen und den Staub absetzen (verdichten) zu lassen. [00032] Der Staub des Bunkers wird entsprechend dem Bedarf nacheinander in die Dosierbehälter gefördert, wobei die Förderung durch den Unterdruck im jeweiligen Dosierbehälter gegenüber dem Bunker und durch Belüftung des Staubes im Bunker mit gewölbeförmig ausgebildeten Belüftungselementen bei- spielsweise mit porösen Sintermetallrohren erzwungen wird. Die Austragsele- mente am Bunker verursachen einen Drosseleffekt; solche Bunkeraustrags- elemente können beispielsweise eine Schrägsitzarmatur, eine Drehklappe oder eine Zellenradschleuse sein. Ohne die Drosselung am Austrag würde sich das Belüftungs-/Austragegas nicht mit dem Staub vermischen und unbeladen als reiner, kaum beladener Gasstrahl in den Dosierbehälter durchbrechen.

[00033] Es fördert immer nur einer der Dosierbehälter zu dem Verbraucher. Aus jedem Dosierbehälter erstrecken sich dazu wenigstens ein, meist aber doch mehrere, beliebig viele Förderrohre zu dem Verbraucher. Bei Erreichen des Füllstandminimums des ersten Dosierbehälters steht immer ein nächster befüllter, auf Betriebsdruck bespannter Dosierbehälter zur gleitenden Ankopp- lung an den noch fördernden Dosierbehälter bereit. Das gleitende Ankoppeln erfolgt durch Öffnung der Verschlussvorrichtungen, die Kugelhähne sein können, in der Druckausgleichsleitung der beiden Dosierbehälter und durch das langsame Öffnen der Staubflussregelungseinheiten, für die beispielsweise eine FLUSOMET ^® -Regeleinheit verwendet werden kann, am Austritt des ankoppelnden Dosierbehälters und im geschwindigkeitsgleichen Schließen der Staubflussregelungseinheiten am Austritt des abkoppelnden Dosierbehälters. Danach wird der abkoppelnde Dosierbehälter entspannt, neu befüllt und wieder auf Betriebsdruck bespannt. Für die kontinuierliche Zuführung werden zumin- dest zwei Dosierbehälter benötigt, bei steigenden Dosierleistungen können a- ber auch mehr als zwei nacheinander angekoppelt werden.

[00034] Die Förderung des leichten Staubes vom Dosierbehälter zum

Verbraucher wird von einer Austragseinrichtung am Dosierbehälter unterstützt, die folgende Komponenten umfasst: einen Wirbelboden zur Fluidisierung, ei- nen Rührer zur Schüttguthomogenisierung und Gaseinmischung, mehrere Staubflussregelungseinheiten zur Massenstromregelung im Einzelförderrohr sowie zum Abgleich der Staubströme der Förderrohre zueinander, ein Regelventil für die Wirbelgas-Mengenzugabe am Wirbelboden und eine Druckmessstelle für die Regelung der Dosierbehälterdrücke beim Bespannen, dosierten Fördern und Entspannen. [00035] Mit den Massenstrom-Messsonden in den Förderrohren werden die Öffnungsgrade der Staubflussregelungseinheit beim gleitenden An-/Abkoppeln der Dosierbehälter überwacht. Die Staubflussregelungseinheiten und die Massenstrom-Messsonden bilden zusammen Regelstrecken. Über den Staubflussregelungseinheiten bildet sich in Abhängigkeit vom Öffnungsgrad und vom Druck zwischen Dosierbehälter und Verbraucher eine treibende Druckdifferenz als Antrieb des Staubstromes aus.

[00036] Die Wirbelgeschwindigkeit am Wirbelboden wird von 10 bis 00 % der Gasgeschwindigkeit am Lockerungspunkt der hier behandelten Stäube eingestellt. Diese geringe Geschwindigkeit sollte nicht überschritten werden, um keine zu starke Verwirbelung der leichten, kleinen Teilchen zu verursachen. Die Gasgeschwindigkeit am Lockerungspunkt der hier behandelten Stäube liegt bei bis zu 0,01 m/s.

[00037] Bislang sind Stäuben aus leichten, polydispersen Teilchen zur kontinuierlichen, dosierten Zuführung in Reaktoren beliebigen Betriebsdruckes un- geeignet, da sie wegen ihres großen Lückenvolumens leicht durchströmbar sind und ihre Teilchen wegen ihrer geringen Rohdichte eine starke Neigung zum Schweben besitzen. Ferner ist wegen des geringen Schweredruckes sowie wegen der Teilchenverkeilbarkeit kaum ein bzw. kein Schüttgutfluss aus Austragsöffnungen zu erzielen. [00038] Dies wird durch das erfindungsgemäße Verfahren unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Anlage, von der eine Ausführungsform in Fig. 1 dargestellt ist, erreicht. Die Anlage umfasst einen Bunker B mit den Bunkeraus- tragselementen AE1/1 bis AE1/3 und eine Dosieranlage mit den Dosierbehältern DB1.DB2, DB3, wobei oberhalb der Austragselemente AE1/1 bis AE1/3 eine Belüftung der Bunkerschüttung mittels der Belüftungselemente BE1/1 bis BE 1/3 durchgeführt wird und im zu befüllenden Dosierbehälter beispielsweise der Dosierbehälter DB/1 bei geöffneten Armaturen AA3/1 , KH4/1 , KH8/1 , AA11 ein Vakuum mit dem als Pumpvorrichtung dienenden Ventilator V zwecks Erzeugung einer Schüttgutströmung zum Dosierbehälter DB/1 hin angelegt wird. Der dabei mit dem Abgas aus dem Dosierbehälter DB/1 ausgegetragene Feststoff wird im Filter F1 zurückgehalten und in den Bunker B rückgeführt. Erreicht der Dosierbehälter DB/1 den Maximumfüllstand LIS+1 werden die Armaturen zum Bunker B und zum Filter F1 hin geschlossen, woraufhin der Dosierbehälter DB/1 Betriebsdruck PIS2/1 bespannt wird, indem die Absperrarmatur AA15/1 und das Regelventil RV16/1 in der Bespannungsgasleitung geöffnet werden und so der Dosierbehälter DB/1 auf den gleichen Druck wie der im Förderzustand befindliche Dosierbehälter DB/2 gebracht wird. Durch das Öffnen der Kugelhähne KH14/1 und KH14/2 der Druckausgleichsleitung zwischen den Dosierbehältern DB/1 und DB/2 kann den Dosierbehälter DB/1 mit ausgegliche- nem Druck arbeiten, bis der Dosierbehälter DB/2 leer wird und der Dosierbehälter DB/1 dann die dosierende Zuführung zum Reaktor übernimmt.

[00039] Die Massenstromregelung wird über den variierbaren Differenzdruck PDC zwischen dem Dosierbehälterdruck PI1 des ersten Dosierbehälters DB/1 und dem Reaktordruck PIR vorgenommen, wobei zur Massenstromerhöhung die Zufuhr an Kompensationsgas BG und zur Massenstromabsenkung die Abfuhr an Entspannungsgas EG aus dem Dosierbehälter DB über das Druckfilter F2 erhöht wird.

[00040] Die Sicherung des kontinuierlichen, dosierten Zuführens des Staubes zum Reaktor wird durch Verwendung der erfindungsgemäßen Dosieranlage mit mindestens zwei Dosierbehälter DB bereitgestellt, es kann aber auch eine größere Anzahl in Abhängigkeit von der Reaktorleistung vorgesehen sein.

[00041] Der leichte Staub wird dabei erfindungsgemäß in den Austragsele- menten AE2/1-3 der Dosierbehälter DB/1-3 vor Eintritt in die Förderrohre FR/1- 3 belüftet, homogenisiert und dosiert. [00042] Die mindestens zwei Dosierbehälter DB/1 , DB/2 schalten entspre- chend dem Verfahren wechselseitig abhängig vom Erreichen eines Maximum-, Minimum- oder Leerfüllstands LISI , LIS2 nacheinander auf die Betriebsarten um. Während Dosierbehälter DB/1 dosiert fördert, wird der leergelaufene Dosierbehälter DB/2 entspannt und auf Unterdruck gebracht, mit Schüttgut befüllt und wieder auf Betriebsdruck bespannt.

[00043] Bei Erreichen des Füllstandsminimums im Dosierbehälter DB/1 erfolgt das gleitende Ankoppeln des Dosierbehälters DB/2 an den Dosierbehälter DB/1 durch Öffnen der Kugelhähne KH14/1 , KH14/2 sowie der gekoppelten Staubflussregelungsvorrichtungen FI2/2 bis FI3/2 der gemeinsamen Förderroh- re FR1 , FR2, FR3. Danach erfolgt das gleitende Abkoppeln des Dosierbehälters DB/1 von dem Dosierbehälter DB/2 durch Schließen der Kugelhähne KH14/1 ,KH14/2 und der Staubflussregelungsvorrichtungen FI2/2 bis FI3/2 der gemeinsamen Förderrohre FR1 , FR2, FR3, woraufhin der Dosierbehälters DB/2 das dosierte Fördern übernimmt. [00044] In dem nun leeren Dosierbehälter DB/1 erfolgen nun die Schritte des Entspannens, des Unterdruckerzeugens, des Befüllens und wieder Bespannens, der danach dann wieder auf Abruf betriebsbereit ist.

[00045] Alternativ zur Versorgung der Dosierbehälter DB/1-3 aus einem Bunker können die Dosierbehälter DB/1-3 auch direkt, wie in Fig. 2 dargestellt, oh- ne Bunker von einem zentralen Versorgungssystem aus nacheinander pneumatisch oder mechanisch befüllt werden. Auch hier wird das Trägergas der Befüllströme vom Ventilatorfilter F1 aus den Dosierbehältern DB/1-3 abgesaugt. Ansonsten entspricht die Anlage in Fig. 2 der mit dem Bunker ausgestatteten in Fig.1. [00046] So wird auch hier die Kontinuität der Staubströme zum Reaktor durch die gleitende An- und Abkopplung der Dosierbehälter DB/1-3 gewährleistet, indem zwischen den beiden zu koppelnden Dosierbehältern DB/1 , DB/2 ein Ausgleich des Betriebsdruckes durch Öffnen der Druckausgleichsleitung herbeigeführt wird und eine Schließgeschwindigkeit und ein Schließausmaß der Staubflussregelungseinrichtungen FI1/1-3/1 des abkoppelnden Dosierbehälters DB/1 immer gleich einer Öffnungsgeschwindigkeit und eines Öffnungsausmaßes der Staubflussregelungseinrichtungen FI1/2-3/2 des ankoppelnden Dosierbehälters DB/2 und dadurch der Staubstrom in jedem Förderrohr konstant bleibt, was durch das Massenstrom-Messsystem FIC1-3, die zusätzlich den Öffnungsgrad der Staubflussregelungseinrichtungen FI1/1-3/2 beeinflussen, überwacht und gesteuert wird.

[00047] Vorteilhaft kann auch das Entspannungsgas, das bei zu hohen Betriebsdrücken aus den Dosierbehältern DB abgelassen wird, aufgefangen und nachverdichtet werden, und wieder als Arbeitsgas BG, SpG, BAG1 eingesetzt werden, wenn drei oder mehr Dosierbehälter DB/1 , DB/2, DB/3 installiert sind.

[00048] Zur Überwachung des Füllstandes jedes Dosierbehälters und zur Messung des Gesamtmassenstromes, der die Summe der einzelnen Massenströme in den Förderrohren ausmacht, kann ein Wiegesystem W1-W3 eingesetzt werden. [00049] Zusätzlich kann, falls dies erwünscht oder erforderlich ist, in jedem Förderrohr FR1 , FR2, FR3 mittels der Staubflussregelungseinrichtungen FI1/1- 3/2 zu gleicher Zeit ein unterschiedlicher, aber definierter Massenstrom eingestellt werden, indem der Öffnungsgrad der Staubflussregelungseinrichtungen FI1/1 -3/2 verändert wird, während der Differenzdruck PDC zwischen Dosierbe- hälter DB und Reaktor R stabil und konstant gehalten wird.

[00050] Eine geeignete Staubflussregelungseinrichtung ist beispielsweise FLUSOMET ^® -Regeleinheit und besitzt eine verstellbare Klappe mit Feinstellantrieb, wobei sich der freie Strömungskanal stromabwärts stetig verringert, glatt und verschleißfest ist und dem Feststoffstrom keine Verkeilungs- und Verwirbe- lungsmöglichkeiten bietet.

[00051 ] Die Zuführung von Bespannungs- und Kompensationsgas zum Dosierbehälter DB kann waagerecht, möglichst oberhalb der Schüttung zugeführt werden, so dass sie diffus verteilt erfolgt und dass keine intensivere Verwirbelung als 0,01 m/s und keine Strahlbildung in die Schüttung hinein über 0,5 m/s erzeugt wird. erzeugt wird.

[00052] Die nachfolgende Ausführung der Erfindung anhand eines Beispiels dient dem besseren Verständnis und soll den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung nicht auf das ausgeführte Beispiel beschränken. [00053] Entsprechend Fig. 1 und Fig. 2 kann ein Flugstrom-Vergasungsreaktor R mit einer Brennstaubleistung von etwa 400 MW über drei gleiche Förderrohre FR1 , FR2, FR3 mit insgesamt 50 t/h Biokoks beschickt werden. Bei einer Schüttdichte von 250 kg/m ³ entspricht der Biokoksstrom somit einem Schüttgutvolumenstrom von 200 m ³ /h. Der Betriebsdruck Pl-R im Reaktor be- trägt hier beispielsweise 25 bar und soll immer konstant sein, d. h. Pl-R ist der Bezugsdruck der Anlage.

[00054] Das Bruttovolumen der drei Dosierbehälter DB/1 , DB/2, DB/3 beträgt je 80 m ³ und das Bruttovolumen des in Fig. 1 dargestellten Bunkers B liegt bei 1200 m ³ . Damit ist ein Vorrat für ca. 6 Stunden Betrieb berücksichtigt. In Fig. 2 hingegen erfolgt die Versorgung der Dosierbehälter DB/1 , DB/2, DB/3 ohne Bunker direkt aus dem zentralen Versorgungssystem SG. Die Förderrohre FR1 , FR2, FR3 besitzen eine Nennweite von DN 80 mm. Der Biokoks mit einer Teilchengröße kleiner als 500 pm, überwiegend sogar kleiner als 250 μιτι, wird im Dichtstrom mit Geschwindigkeiten von höchstens 8 m/s gefördert. [00055] Der Biokoks wird aus nachwachsenden Rohstoffen thermischmechanisch hergestellt und in Fig. 1 mittels pneumatischer Förderung zum Bunker B transportiert und quasi gleichmäßig über mehrere Eintragsstellen SG im Bunker B verteilt. Während sich im Bunker B der Staub absetzt, wird das inerte Fördergas vom Ventilator V abgesaugt und im Filter F1 von Staubparti- kein befreit.

[00056] Die drei Dosierbehälter DB/1 , DB/2, DB/3 sind direkt unter dem Bunker aufgestellt und mit fallenden, absperrbaren Befüllleitungen verbunden. Die drei Dosierbehälter DB/1 , DB/2, DB/3 werden nacheinander befüllt. Ein Dosierbehälter, z.B. DB/1 , ist mit dem Reaktor R verbunden und speist den Biokoks über die drei Förderrohre FR1 , FR2, FR3 in den Reaktor R. Der zweite Dosierbehälter, z.B. DB/2, steht befüllt und auf 25 bar bespannt auf Abruf zur An- kopplung an den Reaktor R bereit, wenn in dem Dosierbehälter DB/1 durch die Füllstandsmessung LISI oder die Waage W1 der Minimumfüllstand gemessen und signalisiert wird. Der dritte Dosierbehälter DB/3 ist leer, vom Reaktor R abgekoppelt, entspannt und kann befüllt sowie auf 25 bar bespannt werden.

[00057] Das Befüllen der leeren Dosierbehälter DB/1 , DB/2, DB/3 läuft automatisch ab, indem der Biokoks oberhalb der Befüllleitungen mittels der Belüftungselemente BE im Bunker B, wie Fig. 3 zeigt, mit Fluidisiergas in den Fließ- zustand gebracht wird, und im zu befüllenden Dosierbehälter ein Unterdruck mit dem Ventilator V erzeugt wird (siehe Fig. 1) und durch Öffnen des Kugelhahnes KH8 und der Armaturen AA 1 , AA3, KH4 der Biokoks in Bewegung versetzt wird. Das vom Ventilator V abgesaugte Gas wird im Filter F1 entstaubt. Während des Befüllvorganges wird die Drosselklappe DK(AE) (siehe Fig. 3) in die Position gebracht, damit die Befüllung des Dosierbehälters ausreichend schnell erfolgt und immer ein Dosierbehälter in Bereitschaft für das Ankoppeln an den Reaktor steht. Die Abkopplung des Dosierbehälters vom Bunker B beginnt bei Signalisierung des Füllstandmaximums LISI oder LIS2 oder LIS3.

[00058] Bei Erreichen des Füllstandsminimums, bzw. kurz vor dem Leerlau- fen des Dosierbehälters DB1 , und bei Meldung des Minimumfüllstands LIS-/1 des in den Reaktor einspeisenden Dosierbehälters DB1 leitet das Wiegesystem W den Druckausgleich zwischen dem leer werdenden Dosierbehälter DB1 und dem gefüllten Dosierbehälter DB2 ein, indem die Kugelhähne KH14/1.2 öffnen. Sofort nach Druckangleichung geht bei dem gefüllten Dosierbehälter DB2 die Austragseinheit AE2/2 (eine entsprechende Austragseinheit AE ist in Fig. 4 detailliert mit Beschleunigungs- und Austragegaszuführung RV, mit dem Wirbelboden WB, dem Rührer RW, den Staubflussregeleinheiten Fl und den Kugelhähnen KH dargestellt; die Zuführungsleitungen für Beschleunigungsund Austragegas BAG2 sind in Fig. 1 und 2 dargestellt) in Betrieb bzw. die Staubflussregeleinheiten FI1/2, FI2/2, FI3/2 und die Kugelhähne KH5/2, KH6/2, KH7/2 öffnen entsprechend. Gleichzeitig mit dem Öffnen der Elemente des ge- füllten Dosierbehälters DB2 schließen die gleichen Elemente des leeren Dosierbehälters DB1 , aber in langsamer Synchronfahrweise.

[00059] Damit der erforderliche Biokoksstrom sicher strömt, werden die Förderströme in den Förderleitungen FR1 , FR2, FR3 mit Massenstrom- Messsonden FIC1 , FIC2 und FIC3 überwacht. Bei Abweichungen von den Sollwerten werden die Förderströme durch automatisches Verstellen des Öffnungsgrades der jeweiligen Staubflussregeleinheiten FI1 , FI2 oder FI3 des entsprechenden dosierenden Dosierbehälters korrigiert. Mit dieser Regelung können bei Erfordernis auch unterschiedliche Förderströme in den drei Förderlei- tungen eingestellt werden. In die drei Förderleitungen speisen aber immer die drei Auslässe jedes in Betrieb befindlichen Dosierbehälters ein.

[00060] Während die Staubflussregeleinheiten Fl für die Einzelrohrregelung zuständig sind, wird der Gesamtförderstrom aus dem Dosierbehälter DB zum Reaktor R mit dem Differenzdruck PDC = PI1 - PIR , der zwischen Dosierbe- hälter und Reaktor herrscht und mit dem Dosierbehälterdruck PI verstellbar bzw. nachführbar ist, geregelt. Muss der Gesamtförderstrom erhöht werden, dann wird PI1 und damit PDC erhöht. Die Druckerhöhung erreicht man, indem mehr Kompensationsgas BG, welches dem Bespannungsgas entspricht, durch weiteres Öffnen des Regelventils RV16 zugeführt wird. Soll der Gesamtförder- ström abgesenkt werden, dann werden PI1 und damit PDC verringert. Die

Druckabsenkung im Dosierbehälter führt man durch die Öffnung des Entspannungsgas-Regelventils RV19 in Verbindung mit dem Öffnen der Armaturenpaare AA 5, AA 7 eines Dosierbehälters durch. Das Entspannungsgas wird zwecks Staubaushaltung über den Druckfilter F2 geleitet. Die gesamte Be- und Entspannung des Dosierbehälters erfolgt mit den gleichen Armaturen und mit den Druckmessgeräten PIS. Der vorliegende Gesamtförderstrom wird mittels zeitlich ausgewerteter Wiegesignale W1 , W2, W3 errechnet. BEZUGSZEICHENLISTE

SG Staub, Schüttgut, Versorgungseinrichtung

B Bunker, Versorgungseinrichtung

DB Dosierbehälter

F Filter

V Ventilator, Gebläse

BE Belüftungselement

AE Austragseinrichtung

AA Absperrarmatur, Schieber

RV Regelarmatur

KH Kugelhahn

RüA Rückschlagarmatur

DM Druckminderer

SV Sicherheitsventil, Überdrucksicherung

Fl Staubflussregelungsvorrichtung,

Messstellen:

L: Füllstand, F: Volumen-/Massenstrom, P: Druck, PD: Differenzdruck, W: Wägung

DK Drehklappe für Gas- und Feststoffstromregelung

PG Pulsgas für Filterabreinigung

EG Entspannungsgas (Druckabsenkung)

BG Bespannungs-/Kompensationsgas

(Druckerhöhung)

SpG Spül- oder Fördergas

BAG Beschleunigungs-/Austragegas

FAG Fluidisier-/Austragegas

FR Staubförderrohr

DK Drehklappe

ZRS Zellenradschleuse

SS-A Schrägsitzarmatur

SiR Sintermetallrohr für Schüttgutbelüftung Wirbelboden

Rührer

Reaktor, Verbraucher