Effiziente Einschleusung von Sekundärbrennstoffen

Sekundärbrennstoffe werden immer häufiger in der Zementindustrie eingesetzt. Oftmals wird allerdings vernachlässigt, dass sie signifikant andere physikalische Eigenschaften als ­andere Schüttgüter haben. Deshalb sind Anlagenbetreiber vielfach noch auf der Suche nach einem leistungsfähigen und ­zuverlässigen Einschleussystem. Zur Einschleusung von ­Sekundärbrennstoffen in pneumatische Förderanlagen werden oft ­Injektor­förderer, Blasschuhe bzw. Durchblasschleusen aller Art verwendet. Die Praxis zeigt, dass diese Systeme einzeln allerdings nur bedingt für Sekundärbrennstoffe geeignet sind.

Es lag deshalb auf der Hand an eine Weiterentwicklung zu ­denken. Die Di Matteo Förderanlagen GmbH & Co. KG ­hatte sich deshalb zum Ziel gesetzt, eine neue ­Einschleuslösung zu entwickeln. Die technische Lösung des Problems wurde auf
der Grundlage der, in der Praxis gesam­melten Erfahrun­gen, ­ständig weiterentwickelt, so dass man jetzt schon von einer 3.   Generation der Schleusen sprechen kann. Die ODM-Injektor­zellenradschleuse IZS^® (Bild 1) verbindet die bei DI MATTEO ausgereifte Technologie im Bereich der Zellenradschleusen mit der bei vielen Anwendungen auftretenden Erforder­nis problematische Schüttgüter, wie z.  B. Sekundärbrennstoffe, Klärschlämme, Bypaßstäube oder Kalk­hydrate, ­zuverlässig in pneumatische Fördersysteme aufzugeben. Sie kombiniert eine modifizierte Zellenradschleuse und einen Injektor um eine effiziente Einschleusung von Sekundärbrennstoffen und auch anderen Schüttgütern zu gewährleisten. Dabei ist der Injektor integraler Bestandteil der Zellenradschleuse. Für die ODM-Injektorzellenradschleuse wurde ein Schutzrecht erteilt [1].

Durch die gezielte Eindüsung der Förderluft mit hoher Geschwindigkeit durch den Injektor, parallel zur Achse des Zellenrades, können die Leckluft minimiert und die Förderluft praktisch vollständig für die pneumatische Förderung genutzt werden. In Laborversuchen war das Verhalten einer solchen Kombination im  Vorfeld an Modellen und den industriellen  Injektorzellenradschleusen IZS^® untersucht worden.  Die  Versuchsergebnisse sind in Bild 2 exemplarisch dargestellt. Auf dieser Darstellung ist der statische Druck P_static  in Abhängigkeit von der Entfernung x vom Eintritt der Förderluft in eine Kammer der Zellenradschleuse dargestellt.  Aus dieser Darstellung ist ersichtlich, dass bei der „traditionellen“ Durchblaszellenradschleuse, d.  h. einer Schleuse ohne Düse, stets ein statischer Überdruck herrscht, der die Größe „Leckluftrate“ der Zellenradschleuse bestimmt. Durch die Optimierung der Lufteintrittsdüse konnte über die gesamte Länge der Zelle an der Wandung ein statischer Unterdruck eingestellt werden, der praktisch die „Leckluftrate“ fast vollständig unterdrückt. So können Probleme mit der Einschleusung leichter Sekundärbrennstoffe verhindert werden.

Diese werden nämlich oft beim Eintritt in das Zellenrad durch die Leckluft wieder in Richtung Aufgabeschacht gedrückt. Stopfer und eine Klassierung des Materials können die Folge sein. Je nach Fördermenge und Förderlänge variiert der Innendruck des Systems gegenüber dem Materialeintritt in die Schleuse. Nicht so beim neuen Prinzip. Durch den statischen Unterdruck ist ein Rückblasen des Fördermaterials ausgeschlossen. Dieses ­Konzept hat sich in der industriellen Praxis bewährt. So kann beispiels­weise, abhängig vom Gesamtanlagenkonzept, auf Grund des Unterdruckes, der Materialeintrittsschacht der neuartigen Injektor-Zellenradschleuse während des Betriebes geöffnet werden, ohne dass Fördergut austritt.

Die Entwickler von Di Matteo haben für die Neuentwicklung einige Anpassungen an dem Zellenrad vorgenommen. Die Kombination von einer harten Abdichtung, wie sie auch bei einer Messerschleuse bevorzugt wird, und einer weichen Abdichtung gegenüber dem Gehäuse verbessert signifikant die Abdichtung des Zellenrades gegenüber dem Gehäuse, bei gleichzeitig hoher Verschleißresistenz. Die harte Abdichtung, kann exakt justiert und auf ein bestimmtes Spaltmaß zwischen Messerplatte und Gehäuse eingestellt werden. In der Literatur [2] wird beispielweise ein minimaler Spalt von
0,4 mm empfohlen. Die daraus resultierende  geringere Dichtheit wird durch eine nachgelagerte weiche Dichtung kompensiert. Durch die neuartige Dichtungskonstruktion ist es auch möglich, je nach Erfordernis oder Kundenwunsch entweder nur eine weiche Dichtung oder nur eine harte Dichtung, in diesem Falle würde die Schleuse als Messer-Zellenradschleuse fungieren, einzubauen. Für die neuentwickelte Radialdichtung wurde ein Schutzrecht beantragt.

Bei dem Standardeinsatz für Sekundärbrennstoffe können mit der neuen Abdichtung Standzeiten von bis zu einem Jahr erzielt werden. Zusätzlich können das innere Gehäuse und die seitlichen Abdeckungen bei Bedarf verschleißfest ausgeführt werden. Neueste Entwicklung ist eine im Betrieb einstellbare Injektordüse. Durch die Verstellbarkeit kann das Aggregat auf die Fahrweise der Anlage eingestellt werden. Höhere Aufgabemengen können so leicht kompensiert werden.

Mit Förderleistungen von 20 t/h und mehr, je nach Material und Randbedingungen, ist die Neuentwicklung für alle Bereiche, in denen Sekundärbrennstoffe (Fluff, Tiermehl u.  a.) aber auch konventionelle Schüttgüter in pneumatische Förderleitungen eingebracht werden müssen, geeignet.

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