DEVICE FOR THE METERED TRANSPORTATION OF PULVERULENT MATTER

Abstract: 1. A device for the metered transportation of powdered matter, more particularly coal dust, e.g. to furnaces, more particularly for small and minuscule quantities, having a feed opening for the matter to be transported, a diffusion cone (4) sealing the transport device on the outlet side, with at least one outlet opening (30) for the matter to be transported, having injector tubes (32) which penetrate the transport device, are used to supply pressure gas and are arranged so as to face the outlet openings (30), characterized by pressure delivery to the transport device (2) of the matter to be transported, via one or more outlet openings (30) which steadily increase in size in the opposite direction to the direction of travel of the coal dust, and via injector tubes (31) corresponding to the number of outlet openings (30) displaceable relative to the respective outlet openings (30).

Description: Vorrichtung für eine dosierte Förderung von staubförmigen Gütern Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für eine dosierte Förderung von staubförmigen Gütern, insbesondere von Kohlenstaub, z.B. in Öfen, insbesondere für kleine und kleinste Mengen. Ein Anwendungsgebiet für den Einsatz einer vorstehend genannten Einrichtung sind Verbrennungsöfen. In Verbrennunsöfen wie auch in Ofen für die Stahlherstellung, z.B. in Kupolöfen, wird in der Regel Öl oder Koks eingesetzt. Dieser Koksoder Öleinsatz könnte durch Zugabe von Kohlenstaub in be achtlichem Umfange vermindert werden. Dieser Kohlenstaub ist in reichlicher Menge als Abfallprodukt vorhanden und hat auf die Gewichtseinheit bezogen einen höheren Heizwert als Koks, er ist billiger und hat in der Regel einen geringeren Schwefelgehalt als Koks. Bei Zusatz von Kohlenstaub bei der Verbrennung von Koks können verringerte Schmelzzeiten erreicht werden, des weiteren sind die Lagerung und der Transport des Kohlenstaubes unproblematischer als derjenige von Koks. Ersetzt man z.B. die Kokszugabe zu 30 % bei Kupolöfen durch Kohlenstaub, so ist hierdurch eine grosse Kostenersparnis zu erreichen. Das Problem der Kohlenstaubzugabe liegt dabei nicht in der Zugabe grosser Mengen, sondern in der dosierten Zugabe kleiner Mengen, die zudem noch an den momentanen Bedarf anpasar sein müssen, Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art für ein dosiertes Zuführen von Kohlenstaub Sss Öfen vorzuschlagen, mit der dem Ofen auch kleinste Mengen dosiert zugeführt werden können. Eine erfindungsgeässe Vorrichtung ist gekennzeichnet durch eine rohrfbrmlSe Fördereinrichtung mit einer Zufuhröffnung für den Kohleflstaub, mit einem die Fördereinrichtung an der Ausgangsseite verschliessenden Diffusionskonus mit einer oder mehreren Austrittsöffnungen für den Kohlenstaub, die sich in Richtung auf die Aufgabeseite des Kohlenstaubes hin stetig vergrössern und durch der Anzahl der Austritts öffnungen entsprechenden, die Fördereinrichtung durchsetzenden 1n3ektionsrohren, die der Druckgaszufuhr dienen und den Austrittsöffnungen gegenüberliegend angeordnet und relativ zu diesen verstellbar sind. Der Kohlenstaub wird der Fördereinrichtung kontinuierlich zugeführt, wobei die Zufuhröffnungen vorteilhaft mit einem Vorratsbehälter verbunden sind, der unter Druck steht, so dass die kontinuierliche Zuführung gewährleistet ist. Vor teilhaft hat 8ich weiterhin herausgestellt, den Kohlenstaub in der Auslauföffnung des Vorratsbehälters zu fluidisieren, wodurch Stbrungen in der kontinuierlichen Zufuhr des Kohlenstaubes zur Fördereinrichtung vermieden sind. In der FördereinrichtUng wird der Kohlenstaub zur Ausgangsöffnung hin bewegt, djE durch einen Diffusionskonkus verschlossen ist. Dieser Dwffusionskonus weist eine oder mehrere Öffnungen auf, an denen die Förderleitungen angeschlossen sind, die den Kohlenstaub zu dem Ofen führen. Diese Öffnungen sind konisch'entgegen der Förderöffnung erweitert, so dass ein einwandfreies Strömungsverhalten des Kohlenstaubes in der Fördereinrichtung und in die Förderleitungen erhalten wird. Zum Transport des Kohlenstaubes dienen in den Diffusionskonus mündende Injektorrohre, wobei jeder Austrittsöffnung ein Injektorrohr zugeordnet ist. Der Abstand des vorderen Endes des Injektorrohres relativ zur Austrittsöffnung ist einstellbar, wobei sämtliche Injektorrohre zu den Austrittsöffnungen den gleichen Abstand haben sollten, damit die Fördermenge in den Förderleitungen stets die gleiche ist. Was die Fördermenge betrifft, so ist diese zum einen abhängig von dem lichten Durchmesser der 'Förderleitungen sowie dem Durchmesser und dem Druck des Fördergases in den Injektorleitungen. Die Wahl dieser Parameter bestimmt die maximale Fördermenge je Austrittsöffnung, d.h. je Förderleitung. Die Einstellung der jeweils geförderten Menge Kohlenstaub in einer erfindungsgemässen Fördereinrichtung erfolgt in zweierlei Weise. Zum einen kann die Menge durch die Grösse des Druckes in den Injektorrohren reguliert werden, wobei die Förderung desto kleiner wird je grösser der Injektorrohrdruck gewählt wird. Eine weitere Möglichkeit der Verstellung der Fördermenge besteht darin, dass der Abstand der Enden der Injektorrohre von den-Austrittsöffnungen verändert wird. Wird der Abstand vergröBert, so wird mehr Kohlenstaub gefördert. Bei einer entsprechenden Verkleinerung wird die Menge reduziert. Mit dieser mechanischen Feineinstellung lässt sich die geförderte Kohlenstaubmenge sehr genau einregulieren. Die geförderte Menge ist weiterhin davon abhängig, wie der Aufgabedruck des Kohlenstaubes in die Fördereinrichtung gewählt wird Für eine konstante Steuerung sollte dieser Aufgabedruck einer gleichmässig beibehalten werden. Dies wird gemäss der Erfindung z.B. dadurch erreicht, dass die Aufgabe des Kohlenstaubes über einen Druckbehälter erfolgt, wobei in diesem Behälter ein vorbestimmter Druck ständig aufrechterhalten wird. Gemäss einem weiteren Vorschlag der Erfindung sind die Förderleitungen titer eine Bypass-Leitung an eine Druckluftleitung angeschlossen. Diese Bypass-Leitungen dienen dazu, die Förderleitungen dann freizublasen, falls es infolge der Konsistenz des Kohlenstaubes eventuell zu Verstopfungen in der Förderleitung kommen sollte. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen'der Erfindung gehen aus den Ansprüchen in Verbindung mit Zeichnung und Beschreibung hervor. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnung naher beschrieben, in dieser zeigen: Fig. 1 eine erfindungsgemässe Vorrichtung für eine dosierte Förderung von Koblenstaub im Einsatz bei einem Kupolofen, Fig. 2 einen Schnitt nach Linie A-B in Fig.l, Fig. 3 einen LEngsschnitt durch eine Fördereinrich tung gemäss der Erfindung und Fig. 4 eine Draufsicht auf die Fördereinrichtung gemäss Fig.3, teilweise im Schnitt. In Fig. 1 ist die Vorrichtung zur Förderung von Kohlenstaub mit 1 bezeichnet. Diese Vorrichtung besteht aus einem Förderrohr 2, das mit einer seitlich liegenden Einfüllöffnung 3 versehen ist und an seiner Auslaufseite mit einem Diffusionskonus 4 verschlossen ist. Uber eine Versorgungsleitung 5 wird der Vorrichtung 1 Druckluft für den Transport des Kohlenstaubes zugeführt. Vom Diffusionskonus 4 gehen im Ausführungsbeispiel vier Förderleitungen 6 ab, die hier z.B. zu einem Kupolofen 7 führen und diesen mit dem Kohlenstaub versorgen. An der Einfüliöffnung 3 der Vorrichtung 1 ist ein Ventil 8 angeflanscht,auf dessen anderer Seite ein Vorratsbehälter 9 befestigt ist. Dieser Vorratsbehälter 9 nimmt den Kohlenstaub auf, der über eine Einfüllöffnung 10 beschickt wird, die gleichfalls über ein Ventil 11 verschliessbar ist. Der Vorratsbehälter 9 ist des weiteren mit einem Entlüftungsventil 12 sowie mit zwei Messsonden 13 und 14 versehen, über die der Füllstand des Vorratsbehälters 9 mit Kohlenstaub feststellbar ist. Der Vorratsbehälter 9 weist des weiteren einen Anschluss 15 für eine Druckluftleitung 16 auf, in die ein Regelventil 17 zur Steuerung des Druckes eingeschaltet ist. Des weiteren ist in die Druckluftleitung 16 ein Rückschlagventil 18 eingebaut. Uber die Druckluftleitung 16 wird der Vorr-atsbehälter 9 mit Druckluft beaufschlagt, so dass der Kohlenstaub nicht nur aufgrund seines Eigengewichtes, sondern zusätzlich durch den herrschenden Luftdruck nach unten aus dem Behälter 9 herausgedrückt wird. In'die Ausflussöffnung 19 des Vorratsbehälters 9 ist des weiteren eine Druckluftzuleitung 20 eingesetzt, über die Druckluft zur Fluidisierung des Kohlenstaubes eingeführt wird, die das Fllessvermbgen des Kohlenstaubes verbessert. In die Druckluftleitung 20 ist des weiteren ein Rückschlagventil 21 eingebaut. Die Druckluftleitungen 16 und 20 sind über ein Druckregelventil 22 an eine Druckversorgungsleitung 23 angeschlossen. An die gleiche Druckversorgungsleitung 23 ist über ein weiteres Druckregelventil 24 die Versorgungsleitung 5 für die Vorrichtung 1 angeschlossen. Zwischen Druckregelventil 24 und der Vorrichtung 1 ist ein Rückschlagventil 25 eingebaut. Des weiteren ist an die Versorgungsleitung 23 eine weitere Druckluftleitung 26 angeschlossen, die mit einem Absperrventil 27 versehen ist. Die Druakluftleitung 26 verzweigt sich in vier Bypass-Leitungena28, die in den Förderleitungen 6 münden. Die Aufgabe dieser Bypass-Leitungen besteht darin, eventuelle Verstopfungen in den Förderleitungen 6 durch kurzzeitige Aufgabe ein±s ausreichend hohen Druckes zu beseitigen Die erfindungsgemässe Vorrichtung zur Dosierung der Fördermenge für den Kohlenstaub ist in den Fig. 3 und 4 in vergr8bertem Massstab dargestellt. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Fördervorrichtung 1 besteht aus einem Förderrohr 2, das an seiner Hinterseite bis auf eine Bohrung für die Aufnahme der Versorgungsleitung 5 verschlossen ist. Zur drucddichten Abdichtung von Versorgungsleitung 5 und Förderrohr 2 dient eine Stopfbuchse 29. Das Versorgungsrohr 5 ist in dem Förderrohr 2 verschiebbar angeordnet. Das Versorgungsrohr 5 erstreckt sich durch das gesamte Förderrohr 2 bis in den Diffusionskonus 5, der in diesem Beispiel mit vier Austrittsöffnungen30 versehen ist. Diese Austrittsöffnungen erweitern sich zur Aufgabeseites des Kohlenstaubes hin konisch, so dass sich der Querschnitt zu den Austrittsöffnungen 30 hin stetig verkleinert, bis der lichte Querschnitt der Förderleitungen 6 erreicht ist. An die Versorgungsleitung 5 ist im Bereich des Diffusionskonus ein Verteilerrohr 31 angeschlossen, das mit vier Injektorrohren 32 versehen ist, die den Austrittsöffnungen 30 gegenüberliegend münden. Durch Verschiebung des Versorgungsrohres 5 relativ zum Förderrohr 2 wird gleichfalls der Abstand der Injektorrohre 32 von den Eintrittsöffnungen 30 verändert, so dass hierdurch das Fördervolumen fein eingestellt werden kann. Zur Bestimmung des Abstandes der Injektorrohre 32 von den Austrittsöffnungen 30 ist am Förderrohr 5 eine Messeinrichtung 33 angebracht, die in einer Buchse 34 geführt ist, die am Förderrohr 3 befestigt ist. Die Einfüllöffnung 3 ist radial am Förderrohr 2 angeordnet und mit einem Ventil 8 verschlossen, das einen; Flansch 35 für die Befestigung an dem Vorratsbehälter 9 aufweist. Dieses Ventil 8 dient zur Absperrung des Zustroms von Kohlenstaub. Dieses Ventil 8 wird immer dann geschlossen, wenn der Vorratsbehälter 9 neu beschickt wird. In der hierfür kurzen benötigten Zeitspanne wird die Versorgung dadurch aufrecht erhalten, dass der Kohlenstaub aus der Vorrichtung 1 entnommen wird. Die Vorrichtung arbeitet wie folgt. Der Kohlenstaub wird aus einem Bunker in den Vorratsbehälter 9 eingeführt, wobei über das Entlüftunasventil 12 eine Entlüftung des Vorratsbehälters 9 eintritt. Nach dem Füllen des Vorratsbehälters 9 wird das Ventil 11 geschlossen und Druck in den VorratsbehAlter 9 über die Leitung 16 aufgebaut. Anschliessend wird das Ventil 8 geöffnet, so dass der Kohlenstaub aus den Vorratsbehälter 9 über die Einfüllöffnung 3 in das Förderrohr 2 der Vorrichtung 1 eintreten kann. Die geförderte Menge hängt zum einen vom Druck im Vorratsbehälter 9 ab und zum anderen vom Druck in der Versorgungsleitung bzw. in den Injektorrohren 32 ab und des weiteren vom Abstand der Injektorrohre von den Austritts öffnungen 30. Je grösser der Druck in den Injektorrohren gewählt wird, desto kleiner ist die geförderte Menge. Des weiteren wird die geförderte Menge an Kohlenstaub grösser, je grösser der Abstand der Injektorrohre 32 von den Austritts öffnungen 30 ist. Der lnjektordruck wird im übrigen so eingestellt, dass in den Förderleitungen 6 eine sogenannte Flugförderung eintritt, d.h. dass sich der geförderte Kohlenstaub nicht in diesen Leitungen ablagern kann. Aus den Leitungen 6 tritt der Kohlenstaub in Leitungsabschnitte 36 mit einem grösseren Querschnitt ein, die als sogenannte Dekomprimierungseinheiten wirken, so dass die Geschwindigkeit des Kohlenstaubes hierdurch vermindert wird und dieser gleichnäflig in den Kupolofen 7 eingeblasen wird. Um eine gleichmässige Einbringung des Kohlenstaubes in den Kupolofen 7 zu gewährleisten, ist es darüberhinaus erforderlich, dass die Förderleitungen 6 gleichlang ausgebildet sind. Die maximale Durchsatzmenge einer Fördervorrichtung gemäss der Erfindung wird durch den Querschnitt der Förderleitungen, der Austrittsöffnungen sowie dem Druck und dem Durchmesser der Injektorrohre bestimmt. Die Dosierung, d.h. die minimalen Hengenanderungen, hängen zum einen von der Wahl der Querschnitte ab In jedem Fall ist die Mengenänderung grammweise möglich. Die Versuche haben gezeigt, dass im Bereich von 0,1 kg/min bis 20 kg/min eine Mengenände rung im vorgenannten Rahmen zuverlässig gegeben ist. Dieses höchst genau dosierte Einblasen von Kohlenstaub in Öfen gewährleistet eine erhebliche Energieeinsparung, da hier die bisher üblichen Heizmittel wie Gas, öl und Koks in erheblichem Umfange substituiert werden können.

Claims: Ansprüche: 1. Vorrichtung für eine dosierte Förderung von staubförmigen Gütern, insbesondere von Kohlenstaub, z.B. in Ofen, insbesondere für kleine und kleinste Mengen, gekennzeichnet durch eine rohrförmige Fördereinrichtung (2) mit einer Ein füllöffnung {3} für den Kohlenstaub, mit einem die För dereinrichtung (2) an der Ausgangsseite verschliessenden Diffusionskonus (5), mit einer oder mehreren Austrittsöffnungen (30) für den Kohlenstaub, die sich in Richtung auf die Aufgabeseite des Kohlenstaubes hin stetig vergrössern und durch der Anzahl der Austrittsöffnungen (30) entsprechenden, die Fördereinrichtung durchsetzenden Injektorrohren (32), die der Druckgaszufuhr dienen, den Austrittsöffnungen (30) gegenüberliegend angeordnet und relativ zu diesen verstellbar sind. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Injektorrohre (30) anweinem gemeinsamen Verteilerrohr (31) angeschlossen sind, das von einem zentralen, die Fördereinrichtung der Länge nach durchsetzenden Versorgungsrohr (5) gespeist wird. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, dass die Einfüllöffnung (3) für die Kohlenstaubzufuhr radial zum Versorgungsrohr in der Fördereinrichtung (2) erfolgt. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Versorgungsrohr (5) in einer Führung (27) der Fördereinrichtung (2) verschiebbar gehaltert ist. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass an jeder Austrittsöffnung (30) eine Förderleitung (6) anschliessbar ist, die mit steuerbaren Bypass-Leitungen (28) verbunden sind. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderleitungen (6) an Zufuhrleitungen (36) mit grösserem Querschnitt als die Förderleitungen (6) angeschlossen sind. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck in der Versorgungsleitung (5) regelbar ist. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einfüllöffnung (3) für den Kohlenstaub über ein Ventil (8) verschliessbar ist. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Einfüllöffnung (3) mit einem Flansch (35) für den Anschluss eines Vorratsbehälters (9) für den Kohlenstaub versehen ist. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorratsbehälter (9) ein Druckbehälter ist. 11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorratsbehälter mit einer steuerbaren Leitung (16) für die Druckgaszufuhr verbunden ist. 12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass in die Ausflussöffnung (19) des vorratsbehälters (9) eine zweite steuerbare Druckgaszuleitung (20) mündet. 13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter mit einer verschliess- baren Einfüilöffnung (10) versehen ist. 14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass in die Druckgas führenden Leitungen Rückschlagventile (18, 21, 25) eingebaut sind.

Inventors: STEIN, WILFRIED
Applicants: STEIN, WILFRIED
Application year: 1984
Main classification: C21B5
IPC codes: B65G53, C21B5, F23K3