DD147933A1

DD147933A1 - Verfahren und vorrichtung zur steuerung bei der feststoff-stroemungsfoerderung

Info

Publication number: DD147933A1
Application number: DD21875780A
Authority: DD
Inventors: Guenter Tietze; Horst Kretschmer; Hans Viehweg; Lutz Barchmann; Eberhard Clausnitzer; Juergen Schwabe; Peter Goehler
Original assignee: Guenter Tietze; Horst Kretschmer; Hans Viehweg; Lutz Barchmann; Eberhard Clausnitzer; Juergen Schwabe; Peter Goehler
Priority date: 1980-01-31
Filing date: 1980-01-31
Publication date: 1981-04-29
Also published as: DD147933B1

Abstract

Anwendungsgebiet ist die Stroemungsfoerderung von Schuettgut, insbesondere fuer die Zuteilung staubfoermiger Brennstoffe zu Druckvergasungsreaktoren und -brennkammern. Ziel ist eine stetige Foerderung und Dosierung hoher Zuverlaessigkeit bei minimalem Traegergasbedarf. Dazu ist ein durch Traegergas fluidisierter Feststoff aus einem Behaelter ueber einen mit axial verstellbaren Schliesskoerper versehen Einlaufrichter und eine Foerderleitung einer Verbrauchsstelle so zuzuleiten, dass stoerungsfreier, stetiger, traegheitsarm regelbarer Feststoffmassenstrom hoher Feststoffkonzentration und rasche In- und Ausserbetriebnahme gewaehrleistet sind. Stromaufwaerts der Dichtlinie zwischen Schliesskoerper und Innenwand des Einlauftrichters wird ein ueber dessen Umfang verteilter, spitzwinklig zur Innenwand ausgerichteter Steuergasstrom eingeblasen. Der Feststoffstrom wird durch Verstellen des Schliesskoerpers und/oder des Steuergasstromes geregelt. Ein weiterer Steuergasstrom stromabwaerts der Dichtlinie dient als Starthilfe. Die Oeffnung zum Einblasen der Steuergasstroeme werden bevorzugt als umlaufende Ringspalte ausgefuehrt. Eine weitere Ausfuehrungsform ist durch Verwendung ventilartiger Absperrelemente gekennzeichnet, die nur bei Anlagen eines Steuergasdruckes einen Ringspalt freigeben. -Fig. 1-

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung bei der Peststoff -Strömungsförderung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung sur Steuerung und Regelung des Feststoff-Massenstromes bei der Strömungsförderung von Schüttgut, das in einem Trägergas suspendiert ist, insbesondere zur Gewährleistung und Beherrschung von PeststofΓ-Trägergas-Strömen mit sehr großer Peststoff-Konzentration und sehr hoher Konstanz sowie bei der Strömungsförderung in Systemen unter hohem Druck. Bin bevorzugtes Anwendungsgebiet der Erfindung ist die Zuteilung staubförmiger Brennstoffe für Vergasungsreaktoren und Feuerungen unter hohem Druck, beispielsweise unter einem Druck zwischen 1 und 5 MPa,

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Eine bekannte Ausführungsform für die Strömungsförderung körniger oder staubförmiger Peststoffe ist dadurch charakterisiert, daß der Peststoff in einem Behälter eingebracht wird, durch Einführung eines gasförmigen Mediums (Tragergas) in diesem Behälter fluidisiert wird und unter der Wirkung eines im Behälter herrschenden Überdruckes über eine Förderleitung als Suspension in einem Trägergas der Verbraucherstolle zufließt. Vielfach ist der in der fluidisierten Feststoff-Schüttung befindliche Einlauf in die Förderleitung als ein sich in

Forderrichtung konisch verjüngender Einlauftrichter ausgebildet« Es ist bekannt, den Einlauftrichter durch einen axial verstellbaren konvexen Schließkörper, z„B. durch einen Dorn_? verschließbar zu gestalten«, Bs ist weiter bekannt, zur Verbesserung der Stabilität der Förderung durch eine zentrale Düse einen "Treibgasstrahl" in Richtung der Peststoff-Förderung- in den Ein« lauf der Förderleitung einzublasen_? was allerdings die Verwendung des axial verstellbaren, konvexen Sehließkörpers hindert. Es ist schließlich eine Anordnung bekannt, bei der das Treibgas durch eine ringförmige Düse achsparallel entlang der Innenwand der Förderleitung eingeblasen wird, allerdings in Strömungsrichtung gesehen.hinter dem Einlauftrichter_β Bei dieser Anordnung ist der Durchmesser der Förderleitung größer als der kleinste Durchmesser des Einlauftrichters, doch ist das .Verschließen des Einlauftrichters mit einem axial verstellbaren Schließkörper möglich (DD-IfP B 65G/76 94o)

Eine Regelung des Feststoff-Massenstromes ist bei diesen bekannten Verfahren und Einrichtungen in gewissem Umfang durch Verändern des Behälterdruckes bzw. der Druckdifferenz zwischen- Behälter und Verbraucherstelle, durch Verändern der Treibgasmenge oder durch Veränderung der zur Fluidisierung in den Behälter eingeblasenen Gasmenge möglich.

Die bekannten Ausführungsformen der Strömungsförderung dienen fast ausschließlich der überführung von Schüttgut über Entfernungen bis zu einigen hundert Metern in einem drucklosen Auffangbehälter. Abhängig vom Strömungswiderstand der Feststoff-Gas-Suspension in der Förderleitung und des geodätischen Höhenunterschiedes herrschen dabei am. Beginn der Förderleitung , Drücke bis zu maximal ο,4 MPa. Das Beladungsverhältnis, das

Verhältnis von Feststoffrnasse zu Volumen des Trägergases j liegt am Beginn der .Förderleitung in einer Größenordnung bis 5o kg/m, so daß sich der Terminus Dünnstrom-Förderung eingebürgert hat» Die Anforderungen an die Gleichmäßigkeit des Förderstromes sind verhältnismäßig gering. Beispielsweise aus den Patentschriften DB-AP 127 9o4, DT-OS 25 54 565 und DD-WP 2o1 o64 ist bekannt, das Prinzip der Strömungsförderung von staubförmigen Peststoffen, suspendiert in einem Trägergas, für die Zuteilung und Dosierung staubförmiger Brennstoffe bei der Kohlenstaubvergasung unter hohem Druck zu nutzen. Mit Rücksicht auf Zuverlässigkeit. und.Wirtschaftlichkeit der Vergasung sind dabei folgende !Forderungen an das Zuteilsystem zu stellen:

- hohe Gleichmäßigkeit des Peststoffstromes; «· gute Regelbarkeit des Peststoff stromes; ~ Beherrschung von Gegendrücken zwischen 1 und 5 MPa und mehr am Ende der Förderleitung bei Eintritt in

den Vergasungsreaktor; ·* minimaler Zeitbedarf für das Erreichen stabiler und konstanter Mengenströme beim Start des Prozesses,

Insbesondere bei hohen Gegendrücken sind zur Minimierung des Trägergasbedarfes sehr hohe Beladungsverhältnisse, beispielsweise zwischen 2oo und 6oo kg Kohlenstaub je in Trägergas erwünscht, wobei sich bei solchen Werten die Peststoffkonzentration der Suspension den Werten einer losen, ruhenden Sehüttung nähert»

Es ist bekannt, den Vorrat an staubförmigem Brennstoff in einem Druckbehälter in eine Wirbelschicht zu überfüh« ren, also zu fluidisieren, über eine Förderleitung wird aus dieser Wirbelschicht ein Staub-Trägergasstrom dem Vergasungsreaktor zugeleitet, wobei der Staubfluß eine Funktion der Dichte der Wirbelschicht und des Differenz« druckes zwischen Behälter und Reaktor ist» Ein Kachteil

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ist die Notwendigkeitj das zur Aufwirbelung erforderliehe Trägergas nach Austritt aus dem Druckbehälter zu entstauben und zu rekomprimieren_β

Es sind zusätzlich spezielle Anordnungen für den Einlauf in die Förderleitung sowie der Einsatz einer Treibgasdüse vor dem Einlauf der Förderleitung und achsgleich dazu bekannt, DD-AP 127 9o4, ohne daß damit der oben genannte Kachteil behoben ist.

In der Offenlegungsschrift DT-OS 2 554 565 ist eine Zuteileinrichtung für Kohlenstaubvergasimgsanlagen beschrieben, bei der ein Teil des Trägergases als Treibgasstrahl vor der Einlauföffnung einer Förderleitung zugeführt wird, ein v/eiterer Teil zur Auflockerung der Feststoff-Schüttung am Boden des Druckbehälters eingeblasen wird, ohne daß der gesamte Fest-stoffinhalt des Behälters aufgewirbelt wird und eine Kreis3.aufführung von Trägergas zur Aufwirbelung erforderlich ist. Eine ausreichend stabile Zuführung von Kohlenstaub zum Vergasungsreaktor mit genügender Gleichmäßigkeit und rn.it Feststoffkonzentrationen, wie oben gefordert, also im Dichtstrom, wird mit dieser Anordnung nicht erreicht. Es wird vielmehr eine weitere Trägergasmenge, die Hau pt menge, kurz hinter dem Einlauf zusätzlich in die Förderleitung eingeblasen und auf Dünnstr.omf örderung mit hohem Bedarf an Trägergas übergegangen» Es ist schließlich mit DD-WP 2o1 o64 ein Verfahren zur Staubeinspeisung in Kohlenstaub-Vergasungsanlagen unter Druck bekannt, das durch folgende Merkmale charakterisiert ists

Im Unterteil eines Dosierbehälters wird durch Einblasen von Trägergas eine örtlich begrenzte Wirbelschicht erzeugt. Das zur Aufwirbelung dienende Trägergas fließt zusammen mit dem. staubförmigen Brennstoff im dichten Strom über eine Förderleitung, deren Einlauf in die örtlich begrenzte Wirbelschicht eintaucht, dem Vergasungs-

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reaktor zu. Die Dosierung des Staubes erfolgt durch Verändern der Trägergasmenge, Mit diesem Verfahren wird ein konstanter, in verhältnismäßig weitem Umfang regelbarer Brennstoffstrom hoher Feststoffkonzentration (beispielsweise 4oo kg/m Trägergas) erreicht. Nachteilig ist jedoch eine verhältnismäßig große Regelträgheit, da jede Veränderung des Brennstoffstromes zum'Reaktor durch Verstellen der eingeblasenen Trägergasmenge mit einer Veränderung des Gasdruckes im Dosierbehälter verbunden ist, die lange Totzeiten verursacht«, nachteilig ist weiter, daß beim Start der Brennstoffzuführung zum Reaktor vor allem bei förderschwierigen Brennstoffen (z.B. Braunkohlenstaub mit fasrigen, stengligen Xylitteilchen) leicht Unstetigkeiten im Förderstrom auftreten, die durch Einblasen einer zusätzlichen Menge an Trägergas in die Förderleitung behoben v/erden müssen, bis eine volle Stabilität der Forderung erreicht ist. Schließlich ist die Gefahr einer Verstopfung des Förderrohres in der Nähe des Einlaufes bei Stillständen nicht auszuschließen, weil der Einlauf bei Stillstand nicht unmittelbar verschließbar ist. Es ist deshalb vor dem Start vielfach ein Freispülen der Förderleitung in umgekehrter Richtung erforderlich, was mit zusätzlichem Aufwand verbunden ist«.

Ziel der Erfindung

Die Erfindung hat zum Ziel, eine stabile, stetige, gut regelbare Förderung von Feststoffen, die in einem Trägergas suspendiert sind, zu erreichen, bei der ein minimaler Trägergasbedarf gewährleistet ist und die geeignet ist, kontinuierliche, auch unter hohem Druck ablaufende Prozesse, wie beispielsweise die Vergasung oder Verbrennung von Kohlenstaub unter Druck, regelbar mit Feststoff zu versorgen, sie sicher zu beherrschen und mit geringster Verzögerung su beeinflussen.

Ziel der Erfindung ist weiter, ein rasches und störungsfreies An- und Abstellen der Förderung zu gewährleisten.

Darlegung.des Wesens der Erfindung Die technische Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, die es gestatten, einen durch Einblasen eines Trägergases fließfähig gemachten !Feststoff aus einem Behälter über eine Förderleitung mit verschließbarem Einlauf einer Verbraucherstelle so zuzuleiten, daß ein stabiler-, störungsfreier und stetiger Feststoffmassenstrom mit sehr hoher Feststoffkonzentration (Dichtstromförderung), eine gute Regelbarkeit des Feststoffmassenstromes mit geringer Regelträgheit und eine rasche und störungsfreie Inbetriebnahme und Außerbetriebnahme gewährleistet sind und auch höhere Gegendrücke an der Verbraucherstelle, beispielsweise Drücke zwischen 1 und 5 MPa, beherrscht werden.

Die erfindungsgemäße lösung dieser Aufgabe ist durch folgende Merkmale gekennzeichnet;

In an sich bekannter Weise ist der Einlauf der Förderleitung als ein sich in Förderrichtung verjüngender Einlauftrichter gestaltet, in dem ein axial verstellbarer konvexer Schließkörper angeordnet ist, der in seiner Endstellung die Innenwand des Einlauftrichters entlang einer Dichtlinie berührt und diesen verschließt. Erfindungsgemäß ist vor dem Start der Förderung der Einlauftrichter durch den konvexen Schließkörper verschlossen und es wird ein über dem Umfang des Einlauf» trichters verteilter, bezogen auf die Dichtlinie strom- _t abwärts mündender Steuergasstrom in den Einlauftrichter eingeblasen.

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Zur Einleitung der Förderung wird erfindungsgemäß der konvexe Schließkörper durch axiale Verstellung soweit von seiner Endstellung entfernt, daß ein ringförmiger Zwischenraum zwischen der Innenwand des Einlauftriehters und dem Schließkörper entsteht und ein über den Umfang des Einlauftrichters verteilter, bezogen auf die genannte Dichtlinie stromaufwärts mündender Steuergasstrom in den genannten ringförmigen Zwischenraum eingeblasen, wobei erfindungsgemäß mindestens dieser stromaufwärts mündende Steuergasstrom, vorzugsweise aber beide Steuergasströme parallel bis spitzwinklig zur Innenwand des Einlauftrichters in Richtung der Feststoff-Förderung geführt werden„ Erfindungsgemäß wird schließlich -nach Erreichen einer stabilen Förderung der genannte stromabwärts mündende Steuergasstrom unterbrochen und der Feststoffstrom durch Mengenveränderung des stromaufwärts mündenden Steuergasstromes und durch axiale Verstellung des Schließkörpers geregelt.

Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß mindestens der stromaufwärts mündende Steuergasstrora als flacher j sich über eine Umfangslinie der Innenwand des Einlauftrichters erstreckender Schleier parallel bis spitzwinklig zur Innenwand des Einlauftrichters in Richtung der Feststoff-Förderung eingeblasen wird. Offenbar bildet dieser Schleier eine Art Gleitschicht, die sich vorteilhaft auf die Stabilität der Forderung auswirkt und.die es gestattet, mit einem Minimum an Steuergas auszukommen.

Da die Steuergasströme, wie oben beschrieben, nicht permanent eingeblasen werden, hat es sich erfindungsgemäß als vorteilhaft erwiesen, die Einblasung der Steuergasströme derart vorzunehmen_? daß bei Freigabe des stromabwärts mündenden und/oder des stromaufwärts mündenden Steuergasstromes durch den Überdruck des Steuergases jeweils ein korrespondierender, im Ruhezustand ventilartig

geschlossener, sich über eine Umfangslinie der Innenwand des Einlauftrichters erstreckender Ringspalt geöffnet wird, durch den der betreffende Steuergas strom als ringförmiger5 flacher Schleier in den Einlauftrichter eingeblasen wird, und der sich nach Absperren des betreffenden Steuergasstromes selbsttätig schließt. Auf diese Weise wird die Gefahr des Eindringens von !Feststoff partikeln in das Zuführungssystem für das Steuergas beseitigt.

Pur die Regelung und Dosierung von Stoffströmen ist es zweckmäßig, die Zahl der Stellgrößen möglichst gering zu halten. Erfindungsgemäß kann nach Erreichen einer stabilen Förderung der stromaufwärts mündende Steuergasstrom konstant gehalten und der Peststoffstrom durch axiale Verstellung des konvexen Schließkörpers geregelt werden, ohne daß die PÖrderstabilität durch die Bewegung des Schließkörpers beeinträchtigt wird» Erfindungsgemäß ist es jedoch auch möglich, daß nach Erreichen einer stabilen !Förderung die Stellung des konvexen Schließkörpers konstant gehalten und der Peststoffstrom durch Mengenveränderung des stromaufwärts mündenden Steuergasstromes geregelt wird. Pur die Wahl'zwischen diesen beiden Regelmöglichkeiten sowie einer erfindungsgemäß ebenfalls möglichen Regelung durch gleichzeitiges Verstellen von konvexen Schließkörpern und stromaufwärts mündenden Steuergasstrom ist letzten Endes die Konzeption des BMSR-* Systems für die Gesamtanlage bestimmend, in der die Strömungsförderung bzw. Zuteilung von Peststoffen integriert ist» ^c

Die erfiiidungsgemäße Verfahrensweise gestattet es, den Staubstrom bis zu geringsten Pördergeschwindigkeiteri (<£ 1 m/s) und höchsten Peststoffkonzentrationen (nahe der Schüttdichte einer ruhenden Schüttung des Peststoffs) zu fördern und zu regeln. In allen Bereichen stabile Be-

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triebsverhältnisse können dabei schon erreicht werden, wenn der stromaufwärts mündende Steuergasstrom nur einen Bruchteil, nämlich 5 bis 25 $ der gesamten, im Peststoff -Trägergas-Strom enthaltenden Trägergasmenge (gemessen in der Förderleitung) ausmacht, die Beladung des Förderstromes also nur geringfügig vermindert wird»

Eine Vorrichtung zur Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens besteht aus einem Behälter mit bekannten Einrichtungen zur Fluidisierung von Peststoffen, einem im feststofferfüllten Raum des Behälters angeordneten Einlauftrichter, einer Förderleitung, die sich an den Einlauftrichter anschließt und zu einer Verbraucherstelle führt, und einem axial verstellbaren, konvexen Schließkörper, der in seiner Endstellung die Innenwand des Einlauftrichters entlang einer Dichtlinie berührt und diesen verschließt. Erfindungsgemäß weist eine Ausführungsform dieser Vorrichtung folgende Merkmale auf:

Die Innenwand des Einlauftrichters ist stromaufwärts und stromabwärts der Dichtlinie von öffnungen durchbrochen, wobei die stromaufwärts der Dichtlinie mündenden öffnungen mit mindestens einer stromaufwärtigen Ringkammer und die stromabwärts mündenden Öffnungen mit mindestens einer stromabwärtigen Ringkammer verbunden sind, die jeweils mit einem Anschluß für Steuergas versehen sind, und wobei mindestens die stromaufwärts der Dichtlinie mündenden Öffnungen, in der Regel aber auch die stromabwärts der Dichtlinie mündenden Öffnungen parallel bis spitzwinklig zur Innenwand des Einlauftrichters in Richtung äur Förderleitung hin ausgerichtet sind. Als besonders vorteilhafte Lösung wurde gefunden, die stromaufwärts mündenden und die stromabwärts mündenden Öffnungen in der Innenwand des Einlauftrichters in Porm umlaufender Ringspalte auszubilden, die wie oben beschrieben, parallel bis spitzwinklig aur Innenwand des Ein-

lauftriehters in Richtung zur Förderleitung hin ausgerichtet sind. Eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung nach dieser Erfindung weist in der Vorzugs weise mehrteilig gestalteten Wand des Einlauftrichters mindestens zwei Ringkammern auf, die mit Je einem Anschluß für die Zuführung von Steuergas versehen sind und durch je eine umlaufende ringförmige Öffnung mit dem Einlauftrichter verbunden sind. Die genannten ringförmigen Öffnungen sind mit je einem Absperrelement derart versehen, daß eine Dichtfläche des Absperrelementes gegen eine Sitzfläche der zugehörigen ringförmigen Öffnung gepreßt wird und diese verschließt, solange der Druck des Steuergases in der zugehörigen Ringkanuner den Druck im Einlauftrichter nicht überschreitet, und daß das Absperrelement einen vergleichsweise schmalen Ringspalt freigibt, der die zugehörige Ringkammer mit dem Einlauftrichter verbindet, wercn. und solange der Druck des Steuergases in der zugehörigen Ringkammer den Druck im Einlauftrichter übersteigt, wobei die Konturen der Dichtfläche des Absperrelementes und der korrespondierenden Sitzfläche der zugehörigen ringförmigen Öffnung so gestaltet sind, daß der sich zwischen ihnen bildende Ringspalt parallel bis spitzwinklig zur Innenwand des Einlauftrichters in Richtung zur Förderleitung hin ausgerichtet ist und wobei sich mindestens je ein Ringspalt stromaufwärts und stromabwärts der Dichtlinie befinden.

Erfindungsgemäß kann das Absperrelement aus einem in Achsrichtung beweglichen, ringförmigen Ventilteller mit einer Dichtfläche und mindestens einem Rückstellelement bestehen, wobei das Rückstellelement die Dichtfläche des ringförmigen Ventiltellers gegen die Sitzfläche der zugehörigen ringförmigen Öffnung preßt und wobei die nach dem Einlauftrichter gerichtete Innenseite des ringförmigen Ventiltellers einen Teil der Innenwand des Einlauftrichtere bildet*

In bekannter Weise können die Rückst ellel.emente beispielsweise als Schraubenfedern gestaltet sein. Als besonders vorteilhafte Ausführungsform wurde jedoch die.Verwendung von Formstücken aus gummielastischem Material als Hückstellelemente gefunden. Schließlich entspricht es der Erfindung, wenn das Absperrelement ein Lippenring aus gummielastischem Material ist, dessen Dichtfläche an der Sitzfläche der zugehörigen ringförmigen öffnung anliegt und diese verschließt, wenn und solange der Druck des Steuergases in der korrespondierenden Ringkamraer den im Einlauftrichter herrschenden Druck nicht übersteigt. Eine solche Ausführun^sform ist insbesondere bei kleinen Leistungen und entsprechend kleinen Abmessungen von Einlauftrichter und Förderleitung zweckmäßig,

Ausführungsbeispiele

Die Erfindung sei an einigen Ausführungsbeispielen erläutert. Dazu sei-en die Figuren 1 und 2 herangezogen. Es zeigen

Figur 1 die schematische Darstellung von Verfahren und Vorrichtung

Figur 2 einen Schnitt durch den Einlauftrichter mit dem konvexen Schließkörper in verschiedenen Ausführungsformen für die Einblasung des Steuergases,,

Beispiel 1

In einem unter örhöhtem Druck stehenden Behälter 1 wird durch Einblasen eines Trägergases über die Trägergaszuleitung 2 und dem porösen Anströmboden 3 ein staubförmiger Feststoff fluidisiert, Das Gemisch von Feststoff und Trägergas wird über eine Förderleitung 4 einer nicht dargestellten Verbrauchsstelle zugeführt. Über eine ZulaufÖffnung 5 und ein beliebiges, in Fig* 1

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nicht dargestelltes Schleusensystem wird der Abförderung entsprechend frischer staubförmiger Peststoff nachgefüllt, so daß'während des Betriebes ein minimaler Feststoff-Füllstand im Behälter nicht unterschritten wird. Der Einlauf in die Förderleitung 4 ist als sich konisch in Förderrichtung verjüngender Einlauftrichter 6 ausgebildet, der innerhalb des ständig mit Feststoff erfüllten Teils des* Behälters 1 angeordnet ist. Koaxial zum Einlauftrichter 6 ist ©in axial verstellbarer konvexer Schließkörper 7 vorhanden, der in seiner Endstellung die Innenwand 8 des Einlauftrichters entlang einer Dichtlinie 9 berührt und den Einlauftrichter 6 verschließt „ Es ist für den Sinn der Erfindung unerheblich, ob - wie in Fig* 1 dargestellt - die Axialverstellung des konvexen Schließkörpers 7 über eine durch die Behälterwand geführte Schubstange 1o in geeigneter Weise von außen erfolgt oder ob die Betätigung durch beispielsweise eine hydraulische Vorrichtung innerhalb des Behälters 1 erreicht wird. Ebenso wird die Einlaufrichtung in Einlauftrichter 6 und Förderleitung 4 - in Fig. 1 senkrecht nach oben - durch die Erfindung nicht festgelegt.

Die Innenwand 8 des Einlauftrichters 6 wird gem. Fig. 2A von einer bezogen auf die Dichtlinie stromaufwärts mündenden Öffnung 11 und einer stromabwärts mündenden Öffnung 12 durchbrochen. Die Öffnungen haben jeweils die Form eines umlaufenden Ringspaltes und sind spitzwinklig zur Innenwand 8 in Pachtung der Förderung angestellt. Die Öffnungen 11 und 12 sind mit einer stromaufwärtigen Ringkammer 13 bzw. einer stromabwärtigen Ringkamrner 14 verbunden, die mit je einem Anschluß für Steuergas 15 bzw. 16 versehen sind. Die Ringkammern sind in die mehrteilige Wand des Einlauftrichters eingelassen.

Vor dem Start der Staubförderung zur Verbrauehsstelle 'befindet sich der konveze Schließkörper 7 in seiner Endstellung und dichtet den Einlauftrichter 6 ab. Über den Anschluß für Steuergas 16 wird über die Ringkammer 14 und die Öffnung 12 ein bezogen auf die Dichtlinie stromabwärts mündender Steuergasstrom in den Einlauftrichter eingeblasen, der über die Förderleitung 4 der Verbrauehsstelle zufließt. Bei einem Durchmesser der Förderleitung 4 von 4o mm genügt dabei ein Steuergas-Volumenstrom von etwa 5 m /h, gemessen unter den Zustandsbedingungen in der Förderleitung, Gleichzeitig wird in den mit staubförmigem Peststoff gefüllten Behälter 1 über den Anströmboden 3 Trägergas eingeblasen, wobei der Peststoff fluidisiert und der Behälter auf einen Druck gebracht wird, der den Druck der Verbrauchsstelle um einen bestimmten, von Art des Feststoffes, Durchmesser, länge und Höhendifferenz der Förderleitung und Förderleistung abhängigen Betrag übersteigt» Beim Start der Förderung wird der konvexe Schließkörper 7 soweit von seiner Endstellung entfernt, daß sich ein ringförmiger Zwischenraum zwischen Schließkörper und Innenwand 8 des Einlauftrichters bildet, dessen freier Querschnitt etwa dem lichten Querschnitt der Förderleitung entspricht. Gleichzeitig wird über den Anschluß für Steuergas 15, die Ringkammer 13 und die Öffnung 11 ein bezogen auf die Dichtlinie 9 stromaufwärts mündender Steuergasstrom in den Einlauftrichter geblasen. Damit setzt die Förderung einer Peststoff -Trägergas -Suspension zur Verbrauehsstelle ein. Der stromabwärts mündende Steuergasstrom wird nunmehr gedrosselt und nach Erreichen einer stabilen Förderung völlig unterbrochen«

Durch "Verstellen des konvexen Schließkörpers 7 wird der Sollwert der Feststoff-förderung zur Verbrauchsstelle eingeregelt, wobei der stromaufwärts mündende Steuergasstrom konstant gehalten wird. Er wird auf beispielsweise 15 i° der in der Förderleitung 4 fließenden, gesamten Trägergasmenge eingestellt* Ebenfalls konstant gehalten wird der Differenzdruck zwischen Behälter 1 und Verbrauchsstelle, Die Außerbetriebnahme der Förderung geschieht in nachstehender Reihenfolge;

- Zuführung von Steuergas über die stromabwärts mündende Öffnung 11 zum Freispülen der Förderleitung

- Schließen des konvexen Schließkörpers 7«

- Absperren des stromaufwärts mündenden Steuergasstroms,

- Beenden des Freispülens der Förderleitung 4,

Erzielt wird eine gut regelbare stetige Dichtstromförderung mit sehr hoher Feststoffkonzentration, die allerdings von der Art und Beschaffenheit des Feststoffes beeinflußt wird. Es v/erden ohne zusätzliche weitere Trägergaszufuhr in die Förderleitung Förderstrecken von.z_e B. 4o m und entsprechende Höhendifferenzen beherrscht«

IControllversuche, bei denen auf den'stromaufwärts mündenden Steuergasstrom verzichtet wurde, zeigten, daß eine Regelung des Förderstromes mit Hilfe des verstellbaren, konvexen Schließkörpers praktisch nicht möglich ist, daß die Förderung zu häufiger Instabilität neigt und daß eine für alle Einsatzfälle befriedigende Stetigkeit der Förderung allenfalls durch Zu-Speisung vergleichsweise sehr großer, zusätzlicher Trägergasmengen in die Förderleitung erreicht werden kann, so daß die erreichbare Feststoffkonzentration deutlich vermindert ist.

Beispiel 2 .

Unter sonst gleichen Bedingungen wie im ersten Beispiel wird die Stellung des konvexen Schließkörpers 7 und der Differenzdruck zwischen Behälter 1 und der Verbrauchs- stelle konstant gehalten. Die Regelung des Feststoff-Mörder stromes erfolgt durch Veränderung des Durchflusses für den bezogen auf die Dichtlinie 9 stromaufwärts mündenden Steuergasstrom. Die Ergebnisse entsprechen weitgehend den im ersten Ausführungsbeispiel erreichten.

Beispiel 3 ' .

Bei sonst gleicher Anordnung wie im ersten Ausführungsbeispiel ist gemäß der Fig.. 2B in den stromaufwärts und stromabwärts mündenden Öffnungen 11 und 12 je ein Absperrelement angeordnet, daß jeweils aus einem ringförmigen Ventilteller 17 und einem Rückstellelement 18 besteht. Das Rückstellelement preßt im Ruhestand die Dichtfläche 19 des Ventiltellers gegen eine Sitzfläche 2o der zugehörigen ringförmigen Öffnung 11 bzw. 12 und verschließt damit die korrespondierenden Ringkammern 13 und 14 gegen den Einlauftrichter 6. Das Rückstellelement 18 ist in "Pig. 2B symbolisch als Feder dargestellt. Die in diesem Beispiel erläuterte bevorzugte Ausführungsform verwendet tatsächlich aber einen in Achsrichtung federnden Ring aus gummi elastischem Material für diesen Zweck«, Wird eine der Ringkammer 13 oder 14 über den zugehörigen Anschluß 15' bzw. 16 mit Steuergas beaufschlagt, so wirkt der in der betreffenden Ringkammer sich aufbauende Steuergasdruck auf den Ventilteller 17 und das Rückstellelement 18, übersteigt dieser Druck den im Einlauftrichter 6 herrschenden Druck, so öffnet sich infolge Kontraktion des Rückstellelementes 18 ein umlaufender Rings pa}.t zwischen Dichtfläche 19 und Sitzfläche 2o, durch den ein Steuergasstrom in den Einlauftrichter 6 fließt. Dichtfläche 19 und Sitzfläche 2o sind konisch ausgebildet, wobei der Öffnungswinkel, dieses Konus etwas größer bemessen ist als der Öffnungswinkel der Innenwand 8 des

Einlauftrichters. Damit xvird erreicht, daß der sich zwischen Dicht- und Sitzfläche ausbildende Ringspalt spitzwinklig zur Innenwand des Einlauftrichter gerichtet ist und der dort austretende Steuergasstrom sich als ringförmiger Schleier an die Innenwand 8 anlegen kann.

Die nach den Einlauftrichter gerichtete Innenseite 21 des ringförmigen Ventiltellers 17 ist ebenfalls konisch ausgebildet und entspricht in seiner Kontur der Innenwand 8 des Einlauftrichters und bildet somit einen Teil dieser Innenwand.

Die erreichten Ergebnisse entsprechen den oben erläuterten Beispielen, Als zusätzlicher Vorteil ergibt sich, daß das Eindringen von staubförmigem Feststoff in die Ringkammern 13 bzw, 14 ausgeschlossen wird, was die Störhäufigkeit weiter absenkt.

Beispiel 4

Anstelle der im Beispiel 3 verwendeten Kombination von ringförmigem Ventilteller 17 und Rückstellelement 18 wird als A-bsperrelement gem, Pig. 3 ein lippenring 22 aus gummielastischem Material eingesetzt, der in eine Hut 23 auf einer Seite der Ringkammer eingerastet ist. Die Dichtlippe wird im Ruhestand elastisch an eine Sitzfläche 2o der zugehörigen ringförmigen Öffnung gepreßt und. öffnet einen spitzwinklig zur Innenwand 8 ausgerichteten Ringspalt zwischen Sitzfläche 2o und Dichtlippe des Lippenringes 22, wenn der Steuergasdruck in der zugehörigen Ringkammer den Druck, im Einlauftriehter übersteigt.

Beispiel 5

Die Einrichtung nach Beispiel 3 mit einer Förderstrom-Regelung durch Verstellen des konvexen Schließkörpers 8 bei konstantem stromaufwärts mündenden Steuergasstrom wird zur Beschickung einer Druckvergasungsanlage für

Braunkohlenstaub eingesetzt. Es ergeben sich folgende Daten?

Braunkohlenstaub	55o	kg/m³
Schüttdichte	c o,5	mm
Körnung · <	3	MPa
Druck im Vergasungsreaktor	3,4	MPa
Druck im Behälter 1	4o	m
Länge der Förderleitung	4o	mm
Durchmesser der Förderleitung	1o	t/h
Durchsatz	5oo	kg/nr
Staub zu Trägergas (Förderleit.)	2o	wP/h
Trägergasmenge in Förderleitung	66o	m³i.N
(gesamt)	3	m³/h
davon Steuergas	1oo	m³i N

Regelbereich 3o - 12o

Claims

-Ai-

Erfindungsansprüche

1. Verfahren zur Steuerung und Regelung bei der Förderung von Peststoffen, die in einem Trägergas suspendiert sind, vorzugsweise bei der Förderung im Dichtstrom und bei der Förderung in Systemen unter hohem Druck, wobei der durch Einblasen von Trägergas fließfähig gemachte Feststoff aus einem Behälter über einen sich in Förderrichtung verjüngenden Einlauftrichter in eine Förderleitung einfließt und im Einlauftrichter ein axial verstellbarer konvexer Schließkörper angeordnet ist, der in seiner Endstellung die Innenwand des Einlauftrichters entlang einer Dichtlinie berührt und diesen verschließt, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Start der Förderung der Einlauftrichter durch den Schließkörper verschlossen ist und ein über den Umfang des Ein lauf "brichters verteilter, bezogen auf die Dichtlinie stromabwärts mündender Steuergasstrom eingeblasen wird, daß zur Einleitung der Förderung der Schließkörper durch axiale Verstellung soweitvon seiner Endstellung entfernt wird, daß ein ringförmiger Zwischenraum zwischen der Innenwand des Einlauftrichters und dem Schließkörper entsteht und ein über den Umfang des Einlauftrichters verteilter, bezogen auf die Dichtlinie stromaufwärts mündender Steuergasstrom in den genannten ringförmigen Zwischenraum eingeblasen wird, wobei mindestens der stromaufwärts mündende Steuergasstrom vorzugsweise beide genannten Steuergasströme parallel bis spitzwinklig zur Innenwand des Einlauftriehters in Rieh-

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tung der Peststoff-Förderung geführt v/erden, und daß nach Erreichen einer stabilen Förderung der genannte stromabwärts mündende Steuergasstrom unterbrochen und der Feststoffstrom durch Mengenveränderung des stromaufwärts mündenden Steuergasstromes und durch, axiale ' Verstellung des Schließkörpers geregelt wird.

Verfahren nach Pkt. 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens der stromaufwärts mündende Steuergasstrom als flacher, ringförmiger, sich über eine Umfangslinie der Innenwand des Einlauftrichters erstreckender Schleier eingeblasen wird.

Verfahren nach Pkt. 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Freigabe des stromabwärts mündenden und/oder .des stromaufwärts mündenden Steuergasstromes durch den Überdruck des Steuergases jeweils ein korrespondierender, im Ruhezustand ventilartig geschlossener, sich über eine Umfangslinie der Innenwand des Einlauftrichters erstreckender Ringspalt geöffnet wird,' durch den der betreffende Steuergasstrom als ringförmiger Schleier in den Einlauftrichter eingeblasen wird und dor sich nach Absperren des betreffenden Steuergasstromes selbsttätig schließt«

Verfahren nach Pkt„ 1 bis 3_S dadurch gekennzeichnet, daß nach Erreichen einer stabilen Förderung die Stellung des konvexen Schließkörpers konstant gehalten wird und der Feststoffstrom durch Mengenveränderung des stromaufwärts mündenden Steuergasstronies geregelt wird*

Verfahren nach Pkt. 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß nach Erreichen einer stabilen Förderung der stromaufwärts mündende Steuergasstrom konstant gehalten wird und der Feststoffstrom durch axiale Verstellung des konvexen Sehließkörpers geregelt wird_o

Verfahren nach Pkt. 1 bis 5» dadurch·gekennzeichnet, daß der stromaufwärts mündende Steuergasstrom 5 25 io der gesamten Irägergasmenge ausmacht.
7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Pkt« 1, bestehend aus einem Behälter mit Einrichtungen zur Fluidisierung von Peststoffen, einem in feststoff erfüllt en Raum des Behälters angeordneten Einlauftrichter, einer Förderleitung, die sich an den Einlauftrichter anschließt und zu einer Verbrauchs stelle führt, und einem axial zum Einlauftrichter verstellbaren konvexen Schließkörper, der in seiner Endstellung die Innenwand des Einlauftrichters entlang einer Dichtlinie berührt und diesen verschließt, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwand des Einlauftrichters stromaufwärts und stromabwärts der Dichtlinie von Öffnungen durchbrochen ist, wobei die stromaufwärts der Dichtlinie mündenden Öffnungen mit . mindestens einer stromaufwärtigen Hingkammer und die stromabwärts mündenden Öffnungen mit mindestens einer stromabwärtigen Ringkammer verbunden sind, die Ringkammern jeweils mit einem Anschluß für Steuergas versehen sind und mindestens die stromaufwärts der Dichtlinie mündenden Öffnungen parallel bis spitzwinklig zur Innenwand des Einlauftrichters in Richtung zur Förderleitung hin ausgerichtet sind,

8« Vorrichtung nach Pkt. 7, dadurch gekennzeichnet, daß die stromaufwärts mündenden und die stromabwärts mündenden Öffnungen in Form umlaufender Ringspalte ausgebildet sind«,
9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Pkt. 1 . bis 3 j bestehend aus einem Behälter mit Einrichtungen zur Fluidisierung von Feststoffen, einem im feststofferfüllteη Raum des Behälters angeordneten Einlauftrichter, einer Förderleitung, die sich an den Einlauftrichter anschließt und zu einer Verbraucherstelle führt, und einem axial zum Einlauftrichter verstellbaren konvexen Schließkörper, der in seiner Endstellung die Innenwand des Einlauftrichters entlang einer Dichtlinie berührt und diesen verschließt.

dadurch gekennzeichnet, daß in der vorziigsweise mehrteilig gestalteten Wand des Einlauftrichters mindestens zwei Ringkammern vorgesehen sind, die mit je einem Anschluß für die Zuführung von Steuergas versehen sind und durch je eine umlaufende ring-. fb'rmige Öffnung mit dem Einlauftrichter verbunden sind, und daß die ringförmigen Öffnungen mit je einem Absperrelement derart versehen sind, daß eine Dichtfläche des Absperrelementes gegen eine Sitzfläche der zugehörigen ringförmigen Öffnung gepreßt wird und diese verschließt, solange der Druck des Steuergases in der zugehörigen Ringkammer den Druck im Einlauftrichter nicht überschreitet, und daß das Absperrelement einen Ringspalt freigibt, der die zugehörige Ringkammer mit dem Einlauftrichter verbindet, verm und solange der Druck des Steuergases in der zugehörigen Ringkammer den Druck im Einlauftrichter übersteigt, wobei die Konturen der Dichtfläche des Absperrelementes und der korrespondierenden Sitzfläche der zugehörigen ringförmigen Öffnung so gestaltet sind, daß der sich zwischen ihnen bildende Ringspalt parallel bis spitzwinklig zur Innenwand des Einlauftrichters in Richtung der !Feststoff~Pör~ derung ausgerichtet ist und sich mindestens ein Ringspalt stromaufwärts der Dichtlinie und mindestens ein Ringspalt stromabwärts der Dichtlinie befinden,

1o, Vorrichtung nach Pkt. 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrelement aus einem in Achsrichtung beweglichen, ringförmigen Ventilteller mit einer Dichtfläche und mindestens einem Rückstellelement besteht, wobei das Rückstellelement bzw. die Ruckstellelemente so angeordnet sind, daß es die Dichtfläche des ringförmigen Venti-ltellers gegen die Sitzfläche der zugehörigen ringförmigen Öffnung preßt und wobei die nach dem Einlauftrichter gerichtete Innenseite des ringförmigen Ventiltellers einen Teil der Innenwand des Einlauftrichters bildete
11. Vorrichtung nach Pkt. 1o, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückstellelement ein Formstück aus gummielastischem Material ist,

12_e Vorrichtung nach Punkt 9* dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrelement ein Lippenring aus gummielastischem Material ist, dessen Dichtfläche an der Sitzfläche der zugehörigen ringförmigen Öffnung anliegt und diese verschließt, wenn und solange der Druck des Steuergases in der korrespondierenden Ringkammer den im Einlauftrichter herrschenden Druck nicht übersteigt..

Hierzu ^„.Seifen Zeichnungen