DE10054418B4

DE10054418B4 - Verfahren und Vorrichtung zur Entfernung von staubförmigen und faserigen Beimengungen aus Schüttgut

Info

Publication number: DE10054418B4
Application number: DE2000154418
Authority: DE
Inventors: Joachim Otterbach
Original assignee: ISS ENGINEERING
Current assignee: ISS ENGINEERING
Priority date: 2000-11-03
Filing date: 2000-11-03
Publication date: 2006-05-18
Anticipated expiration: 2020-11-04
Also published as: DE10054418A1

Abstract

Verfahren zur Entfernung von staubförmigen und faserigen Beimengungen aus Schüttgut, welches aus Partikel, insbesondere Granulat, besteht, mit folgenden Schritten:
das Schüttgut wird in einen geschlossenen Raum auf wenigstens eine flächige Fluidisierungseinrichtung geleitet;
das fluidisierte Schüttgut wird scharfen Luftstrahlen unterworfen, um zu einer Trennung zwischen staubförmigen und faserigen Beimengungen einerseits und gereinigtem Schüttgut andererseits zu gelangen;
das gereinigte Schüttgut wird getrennt von den staubförmigen und faserigen Beimengungen aus dem geschlossenen Raum ausgetragen und die Beimengungen werden von einer Absaugeinrichtung abgesaugt; gekennzeichnet durch folgende Maßnahmen:
die Fluidisierung des Schüttgutes erfolgt auf einer Fluidisierungseinrichtung (4, 5), die mit Poren versehene Schrägflächen aufweist, um einen gleichmäßigen fluidisierten Schüttgutstrom zu bilden, wobei der Fluidisierungseinrichtung (4, 5) jeweils eine Absaugeinrichtung (6, 7) zugeordnet ist;
der fluidisierte Schüttgutstrom wird durch Luftvorhänge (23) aus den scharfen Luftstrahlen unterbrochen, welche sich quer zur Strömungsrichtung des Gutes erstrecken, ohne die Poren der Schrägflächen zu beaufschlagen,...

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Entfernung von staubförmigen und faserigen Beimengungen aus Schüttgut, welches aus Partikel, insbesondere Granulat, besteht, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 1 sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach dem Oberbegriff des Anspruches 7.

Ein Verfahren und eine Vorrichtung der oberbegrifflichen Art ist aus der FR 2 258 904 A bekannt. Es wird eine ebene poröse Fluidisierungsfläche mit Tuch oder Maschendraht gebildet, über der sich eine fluidisierte Schicht der Schüttgutpartikel einstellt. In oder unterhalb dieser fluidisierten Schicht sind Luftstrahldüsen angeordnet, deren Luftstrahlen das Schüttgut gegen ein horizontales Gitter treiben, wobei Staubpartikel mit dem Luftstrom durch das Gitter hindurchgelangen und seitlich abgesaugt werden. Bei der Anordnung der Luftdüsen innerhalb der fluidisierten Schicht kann sich eine Strömung unterhalb der Düsen ausbilden, so dass nicht alle Partikel des Schüttgutstromes von den scharfen Luftstrahlen erfasst werden. Wenn die Düsen unterhalb der porösen Fluidisierungsfläche angeordnet werden, müssen die scharfen Luftstrahlen durch die Poren der Fluidisierungsfläche hindurchgelangen, wodurch sie gebremst werden.

Wenn die scharfen Luftstrahlen die Schüttgutpartikel gegen ein Gitter schleudern, können solche Partikel durch die Gitterlücken vom Luftstrom mitgerissen werden, was die Trennung zwischen den schwereren Partikeln und Staub beeinträchtigt. Im Falle von faserigen Beimengungen besteht die Gefahr, dass diese in dem Gitter hängenbleiben.

Bei einem weiteren Verfahren und einer Vorrichtung zur Entfernung von staubförmigen und faserigen Beimengungen aus Schüttgut ( EP 0 413 503 B1 ) wird das zugeführte Schüttgut einem magnetischen Wechselfluss unterworfen, bevor es in gleichmäßiger Schichtdicke auf eine Schrägfläche aufgegeben wird, in welcher sich Bohrungen und Schlitze befinden. Die Bohrungen erzeugen im wesentlichen vertikale Luftstrahlen, um so die durch das magnetische Wechselfeld gelockerten staubförmigen und faserigen Beimengungen aus dem Schüttgutstrom zu entfernen. Die Schlitze in der Schrägfläche erzeugen eine Luftströmung, welche das zuvor teilweise gereinigte Produkt gegen eine Ablenkplatte beschleunigt, von wo aus das Produkt durch eine Gegenluftströmung in eine Venturio-Zone fällt, um an einer zweiten Schrägfläche in ähnlicher Weise wie bei der ersten Schrägfläche behandelt zu werden. Die Reinigungswirkung beruht nicht unerheblich auf der Wirksamkeit des elektrischen Magnetfeldes. Je nach der materiellen Beschaffenheit des Schüttgutes ist diese Reinigungswirkung durch das Magnetwechselfeld stärker oder schwächer ausgeprägt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Entfernung von staubförmigen und faserigen Beimengungen aus Schüttgut zu schaffen, bei dem eine scharfe Trennung zwischen Schüttgutpartikel und Staub oder Fasern erfolgt.

Die gestellte Aufgabe wird aufgrund der Maßnahmen des Anspruches 1 und der Merkmale des Anspruches 7 gelöst und durch die weiteren Maßnahmen oder Merkmale der abhängigen Ansprüche ausgestaltet und weiterentwickelt.

Bei der Erfindung werden die Schüttgutpartikel, insbesondere Granulat, durch scharfe Luftstrahlen nahezu senkrecht nach oben mitgerissen, wobei sich die staubförmigen und faserigen Beimengungen von den Schüttgutpartikeln lösen. Diese fallen aus dem sich verbreitenden Luftstrahl nach unten, während der Staub und sonstige feine Verunreinigungen in dem Luftstrom gehalten und zur Absaugungsöffnung mitgetragen werden. Durch die nahezu senkrecht gerichteten Luftstrahlen werden die Schüttgutpartikel gewissermaßen in dem Luftstrom gewälzt, wodurch die Einwirkung der Luft auf alle Oberflächenbereiche der Schüttgutpartikel stattfindet und die Einwirkungszeit relativ lang wird.

Bei gewissen Schüttgütern kommt es zu elektrostatischer Aufladung. Indem wenigstens ein Teil der zugeführten Luft ionisiert wird oder die Oberfläche der Schüttgutpartikel der Ionisation unterworfen wird, erlangt man eine gewisse elektrische Leitfähigkeit der Oberflächen der Schüttgutpartikel, wodurch elektrostatische Ladungen abgeführt werden können und der Staub und faserige Beimengungen sich leichter von dem Grundkorn des Schüttgutes lösen.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt:
1 ein Schaltbild der Gesamtanlage,
2 eine Ansicht der Breitseite einer Vorrichtung,
3 eine Ansicht der Schmalseite der Vorrichtung, und
4 eine Ansicht von oben ins Innere der Vorrichtung.
Die hauptsächlichsten Teile der Anlage (1) sind eine Vorrichtung eines Windsichters mit einem kastenförmigen Gehäuse 1, einem Einlauftrichter 2 für das zu reinigende Schüttgut, einem Auslaufstutzen 3 für das gereinigte Produkt, eine erste Fluidisierungseinrichtung 4, eine zweite Fluidisierungseinrichtung 5, eine erste Absaugeinrichtung 6 und eine zweite Absaugeinrichtung 7 sowie ein Gebläse 8 und eine Entstaubungseinrichtung 9.
Das Gehäuse 1 stellt einen schmalen Kasten dar, dessen vordere breite Seite durch eine Tür 10 geöffnet werden kann, um Zugang ins Innere des Gehäuses zu erhalten. Die Tür 10 kann luftdicht verschlossen und mit Schwenkriegel 11 verschlossen werden. Am seitlichen Rand der Oberseite des Gehäuses 1 ist eine Einlauföffnung 12 und in etwa darunter, an der Unterseite des Gehäuses, eine Auslaßöffnung 13 angebracht. In den jeweiligen Schmalseiten des Gehäuses befinden sich Durchführungsöffnungen 14 und 15 sowie eine untere Absaugöffnung 17. Neben der Einlauföffnung 12 ist auf der Oberseite noch eine Absaugöffnung 16 untergebracht.
Die Fluidisierungseinrichtungen 4 und 5 enthalten jeweils eine Reinigungsplatte mit einem schmalen schlitzförmigen Hohlraum 20 und drei Reihen von Sinterplatten 21, die mit Poren zum Luftdurchtritt versehen sind. Die Sinterplatten 21 sind wie Treppenstufen angeordnet, wobei an den drei Stufenkanten Strahldüsen 22 sitzen, die je drei Druckluftvorhänge 23 quer zur Neigung der Fluidisierungseinrichtung erzeugen. Die Strahldüsen 22 können als Schlitzdüsen ausgebildet sein, um eine scharfe keilförmige Luftströmung 23 nach oben abzugeben, die sich über die gesamte Tiefe des Gehäuseinneren erstreckt. Die hohlen Fluidisierungseinrichtungen 4 und 5 reichen mit ihren freien Enden, die als Fallkanten ausgebildet sind, bis nahe an ihre benachbarte Schmalseite des Gehäuses heran. Das gegenüberliegende Luftzuführungsende 24 jeder Fluidisierungseinrichtung ist jeweils durch ihre zugehörige Durchführungsöffnung 14 bzw. 15 nach außen geführt, wobei diese außen liegenden Teile 24 abgedichtet ausgebildet sind, d.h. keine Poren aufweisen.
Der Spalt zwischen dem äußeren Teil 24 und dem Rand der Öffnung 14 bzw. 15 wird durch eine bewegliche Abdichtung abgedichtet, die balgähnlich ausgebildet sein kann.
An den jeweiligen Seitenwangen dieser außen liegenden Teile 24 sind Hebel 25 angebracht, deren oberes Ende mittels jeweils einem Schwenklager 26 an dem Gehäuse 1 schwenkbar gelagert ist. Das untere Ende des jeweiligen Hebels 25 weist eine Klemmschraube 27 auf, deren Schaft durch einen Schlitz 28 in einer Halteplatte 29 hindurchreicht, um die Fluidisierungseinrichtung in einstellbarer Winkellage festzuklemmen. Die Fluidisierungseinrichtungen 4 oder 5 können deshalb in einem Winkelbereich zwischen 20 und 35° schräg gestellt werden, um die Fließfähigkeit unterschiedlicher Schüttgüter zu berücksichtigen.
Die Luftzufuhr zu den hohlen Fluidisierungseinreichtungen 4, 5 ist aus 1 ersichtlich. Von dem Gebläse 8 bzw. der Entstaubungseinrichtung 9 führen Rohrleitungen 30, 31, 32 zu den jeweiligen Luftzuführungsenden 24 der Fluidisierungseinrichtungen.
Die Teilluftströme des Gebläses B können jeweilig eingestellt werden, was beispielsweise über Drosselklappen 33 erfolgt. Die weitere Aufteilung des Teilluftstromes auf die Sintermetallplatten 21 und auf die Düsen 22 kann ebenfalls durch Klappen erfolgen.
Die erste Absaugeinrichtung 6 nimmt den Luftstrom der ersten Fluidisierungseinrichtung 4 auf und weist einen dachartigen Trichter 36 auf, der mit einem seitlichen Absaugstutzen 38 versehen ist. An diesem ist die Entstaubungseinrichtung 9 über eine Rohrleitung 41 angeschlossen.
Die zweite Absaugeinrichtung 7 nimmt den Luftstrom der zweiten Fluidisierungseinrichtung 5 auf und weist einen kaminhaubenförmigen Absaugtrichter 37 auf, der eine etwas geneigte Ansaugfläche 35 parallel zur Fluidisierungseinrichtung 5 aufweist und zu einem Absaugstutzen 39 hinführt. Dieser ist mit der Entstaubungseinrichtung 9 über eine Rohrleitung 42 verbunden.
Die Rohrleitungen 41, 42 verfügen über Drosselklappen 43, um den jeweiligen Absaugluftstrom einstellen zu können, und sind zu einer Sammelleitung 40 zusammengeführt, die in die Entstaubungseinrichtung 9 einmündet.
Bei den getrennt dargestellten Gebläsen 8 kann es sich um ein einziges Gebläse handeln, das über die Leitung 30 Luft aus der Entstaubungseinrichtung ansaugt und in die Zweigleitungen 31, 32 abgibt.
Der dargestellten Vorrichtung können Mittel zur Ionisierung der Oberfläche des zugeführten Produkts oder der Gebläseluft zugeordnet sein. Diese Einrichtungen können nahe der Einlauföffnung 12 oder im Inneren 20 der Fluidisierungseinrichtungen 4 bzw. 5 angeordnet werden. Solche Ionisierungseinrichtungen sind bekannt und bedürfen keiner weiteren Beschreibung.
Ferner können geerdete Drähte 45 vorgesehen sein, um die elektrostatischen Ladungen abzuführen. Solche geerdeten Drähte können beispielsweise das Innere des kastenförmigen Gehäuses oberhalb der Fluidisierungseinrichtungen 4, 5 überspannen, wie in 4 angedeutet.
Der Betrieb der Vorrichtung geht wie folgt vor sich. Das zu reinigende Produkt wird durch den Einlauftrichter 2 der Oberseite der Fluidisierungseinrichtung 4 im freien Fall zugeführt, die eine Schrägfläche und gleichzeitig ein Belüftungsdeck bildet, auf dem sich ein Fließbett ausbildet. Die Schüttguthöhe auf dem Deck wird durch die Neigung der Fluidisierungseinrichtung 4, die Menge der durch die Poren strömenden Luft sowie durch die Art und Menge des Schüttgutes bestimmt. Durch Veränderung der Neigung und der Zuluft kann demnach die Schüttguthöhe auf einen gewünschten Wert gebracht werden. Das Schüttgut wandert deshalb gleichmäßig entlang der Fluidisierungseinrichtung 4 nach unten und gelangt so in den Einwirkungsbereich der Düsen 22. Der scharfe Luftstrahl 23 dieser Düsen hebt die Produktpartikel an, die in dem Luftstrom tanzen und dabei anhaftenden Staub oder faserige Verunreinigungen verlieren. Der Luftstrahl 23 ist nicht genau senkrecht ausgerichtet, so dass die Produktpartikel die Tendenz haben, an den Strahlrand zu gelangen und dann auf die nächste Stufe der Fluidisierungseinrichtung herabzufallen. Dort werden sie mit dem Fließbett zu der nächsten Düsenreihe oder Schlitzdüse 22 gefördert, wo sich das Spiel wiederholt, bis die randständige Düsenreihe oder Schlitzdüse erreicht wird, wonach die Produktpartikel auf die zweite Fluidisierungseinrichtung 5 fallen. Dort wiederholt sich das Spiel, bis das Produkt in den Auslaß 3 gelangt.
Die Absaugöffnung 16 ist im Vergleich zur Summe der Querschnittsspalte der Düsen 22 der Fluidisierungseinrichtung 4 relativ groß. Dies bedeutet, dass die Düsenluft unter gleichmäßiger Verlangsamung nach oben strömen kann, jedenfalls keine seitliche Strömungskomponente in Richtung der in 2 dargestellten Breitseite des Gehäuses aufweist. Eine solche Umlenkung der Luft erfolgt erst jenseits der Absaugöffnung 16. Die sich verlangsamende Strömung der Luft von den Belüftungsdecks und den Düsen nach oben ermöglicht eine scharfe Trennung zwischen den Produktpartikeln einerseits und dem Staub und sonstigen Anhaftungen andererseits, die wesentlich feiner sind als die Produktpartikel. Die horizontale Anordnung der Absaugöffnung 16 und die nur leicht schräggestellte Anordnung der Absaugfläche 35 ermöglichen, eine relativ hohe Luftgeschwindigkeit in den Düsenstrahlen 23 einzustellen, ohne dass die Gefahr besteht, dass das Produkt durch die Absaugöffnung ausgetragen wird. Wenn das fließfähig gemachte Produkt entlang der durch die Fluidisierungseinrichtung gebildeten Schrägfläche in den Bereich einer Strahldüse 22 gelangt, wird das partikelförmige Produkt mit Luft hoher Geschwindigkeit angestrahlt, wodurch sich der Staub von der Oberfläche der Partikel löst, wie es beabsichtigt ist.

Claims

Verfahren zur Entfernung von staubförmigen und faserigen Beimengungen aus Schüttgut, welches aus Partikel, insbesondere Granulat, besteht, mit folgenden Schritten: das Schüttgut wird in einen geschlossenen Raum auf wenigstens eine flächige Fluidisierungseinrichtung geleitet; das fluidisierte Schüttgut wird scharfen Luftstrahlen unterworfen, um zu einer Trennung zwischen staubförmigen und faserigen Beimengungen einerseits und gereinigtem Schüttgut andererseits zu gelangen; das gereinigte Schüttgut wird getrennt von den staubförmigen und faserigen Beimengungen aus dem geschlossenen Raum ausgetragen und die Beimengungen werden von einer Absaugeinrichtung abgesaugt; gekennzeichnet durch folgende Maßnahmen: die Fluidisierung des Schüttgutes erfolgt auf einer Fluidisierungseinrichtung (4, 5), die mit Poren versehene Schrägflächen aufweist, um einen gleichmäßigen fluidisierten Schüttgutstrom zu bilden, wobei der Fluidisierungseinrichtung (4, 5) jeweils eine Absaugeinrichtung (6, 7) zugeordnet ist; der fluidisierte Schüttgutstrom wird durch Luftvorhänge (23) aus den scharfen Luftstrahlen unterbrochen, welche sich quer zur Strömungsrichtung des Gutes erstrecken, ohne die Poren der Schrägflächen zu beaufschlagen, um alle Schüttgutpartikel des Stromes in einen Trennbereich anzuheben, der durch einen freien Raum oberhalb der Schrägflächen und zu den Absaugeinrichtungen (6, 7) für Beimengungen hin gebildet wird; die Luftstrahlen werden gemäß einem sich verlangsamenden, im Trennbereich nahezu senkrechten Luftstrom geführt, dessen Verlangsamung im Trennbereich so eingestellt wird, dass die schwereren Schüttgutpartikel aus dem Luftstrom herausfallen, während die leichteren staubförmigen und faserigen Beimengungen mit dem Luftstrom ausgetragen werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schüttgut nach Verlassen einer ersten schräg angeordneten Fluidisierungseinrichtung (4) auf eine zweite schräg angeordnete Fluidisierungseinrichtung (5) fällt, ohne dabei im Wesentlichen gegen eine Luftströmung zu arbeiten, und dass das Schüttgut auf der zweiten Fluidisierungseinrichtung (5) in ähnlicher Weise wie auf der ersten Fluidisierungseinrichtung (4) behandelt wird, um Schüttgutpartikel von staubförmigen und faserigen Beimengungen zu trennen, wobei der an der zweiten Fluidisierungseinrichtung (5) abgegebene Luftstrom durch eine zweite Absaugöffnung (17) geleitet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die der Reinigung dienende Luft ionisiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das zu reinigende Schüttgut oberflächlich ionisiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das zu reinigende Schüttgut mit einer Erdungsvorrichtung (45) in Berührung gebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Fluidisierungeinrichtung (4, 5) ein getrennt einstellbarer Luftstrom zugeführt wird.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, mit folgenden Merkmalen: ein kastenförmiges Gehäuse mit Einlauföffnung und Auslaßöffnung für das Schüttgut sowie mit wenigstens einer Absaugeinrichtung für staubförmige und faserige Beimengungen; mindestens eine Fluidisierungseinrichtung, die unterhalb der Einlaßöffnung angeordnet ist und porenförmige Luftdurchlaßöffnungen aufweist; mehrere Strahldüsen zur Erzeugung von scharfen Luftstrahlen, um an dem Schüttgut anhaftende Beimengungen zu lösen und zusammen mit dem Schüttgut in einen Trennbereich des Gehäuses anzuheben; dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidisierungseinrichtung (4, 5) mit Poren versehene Schrägflächen enthält, dass jeder Fluidisierungseinrichtung (4, 5) jeweils eine Absaugeinrichtung (6, 7) zugeordnet ist, dass die Strahldüsen (22) jeweils zur Bildung von Luftvorhängen (23) entlang von jeweiligen Rändern der Schrägflächen quer zur Strömungsrichtung des Schüttgutes angeordnet sind, und dass Druckluft-Einstelleinrichtungen (33) für die den Strahlendüsen (22) zugeführte Luft vorgesehen sind, um die Luftgeschwindigkeit im Trennbereich so weit zu erniedrigen, dass die schwereren Schüttgutpartikel aus dem Luftstrom herausfallen, während die leichteren staubförmigen und faserigen Beimengungen mit dem Luftstrom durch die Absaugeinrichtungen (6, 7) abgesaugt werden.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine vorgesehene Fluidisierungseinrichtung (4) als Hohlplatte unter Einbezug von Sinterplatten (21) und mit Luftzufuhrkanälen zu den Strahldüsen (22) und zu den Poren in den zugehörigen Sinterplatten (21) ausgebildet ist, dass das kastenförmige Gehäuse (1) an einer seiner Schmalseiten mit einer Durchführungsöffnung (14) für die Hohlplatte versehen ist, die mit ihrem Luftzuführungsende (24) nach außen ragt und dass das Luftzuführungsende (24) schwenkbar an der benachbarten Schmalseite des Gehäuses (1) angelenkt ist, wobei die Neigung der Hohlplatte verstellbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Fluidisierungseinrichtung (5) als Hohlplatte unter Einbezug von Sinterplatten (21) und unterhalb der ersten Hohlplatte mit einer Neigung entgegengesetzt zur Neigung der ersten Hohlplatte angeordnet ist und dass unterhalb der Fallkante der zweiten Hohlplatte sich die Auslaßöffnung (13) befindet.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Hohlplatte eine getrennte Luftzuführung (31, 32) zugeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das kastenförmige Gehäuse (1) an seiner Oberseite eine schmale Einlauföffnung (12) und eine großflächige Luftabsaugöffnung (16) aufweist, die sich im Wesentlichen horizontal erstreckt, um einen im Wesentlichen vertikalen, mit staubförmigen und gegebenenfalls faserigen Beimengungen beladenen Luftstrom hindurchzulassen.
Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das kastenförmige Gehäuse (1) unterhalb der ersten Hohlplatte eine zweite Absaugeinrichtung (7) aufweist, die einen haubenförmigen Trichter (37) aufweist, dessen Einlaufquerschnitt (35) sich parallel über der zweiten Hohlplatte (5) erstreckt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, gekennzeichnet durch Mittel zur Ionisierung der Luft und/oder der Oberfläche der Schüttgutpartikel.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 13, gekennzeichnet durch Mittel zur Ableitung von statischer Aufladung der Schüttgutpartikel.