EP0025451A1

EP0025451A1 - Verfahren zum fördern von feststoffhaltigen flüssigkeiten auferhöhten druck

Info

Publication number: EP0025451A1
Application number: EP19800900596
Authority: EP
Inventors: Helmut WÜRFEL; Rainer Lodes; Wolfgang Kaeppler
Original assignee: Saarbergwerke AG
Current assignee: Saarbergwerke AG
Priority date: 1979-03-17
Filing date: 1980-09-24
Publication date: 1981-03-25
Also published as: WO1980001937A1; DE2910578A1

Description

Verfahren zum Fördern von feststoffhaltigen Flüssigkeiten auf erhöhten Druck

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Fördern von feststoffhaltigen Flüssigkeiten auf erhöhten Druck aus mindestens einem Förderbehälter.

Es ist bekannt, festeto ffhaltige Flüssigkeiten mittels langsam laufender Kolbenpumpen auf hohen Druck zu pumpen. Beispielsweise wird bei der Hydrierung von Kohle die zu hydrierende Kohle mit 01 verrührt und die entstehende Suspension mittels solcher Kolbenpumpen auf den Druck des Hydrierreaktors, der in der Regel zwischen etwa 100 und 500 bar liegt, gefördert.Infolge der abrasiv und aggressiv wirkenden Feststoffteilchen in der zu fördernden Flüssigkeit sind die mit der Flüssigkeit in Berührung kommenden Pumpenteile trotz besonderer Werkstoffauswahl und Hilfsschmierung einem sehr hohen Verschleiß unterworfen. Dies zwingt zu einem häufigen Auswechseln solcher Pumpenteile, was mit unerwünschten Stillstandzeiten und erheblichen Kosten verbunden ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu entwickeln, welches einfach durchführbar ist, verschleißarm arbeitet und längere Betriebszeiten gewährleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kraftübertragung auf die zu fördernde Flüssigkeit mittels einer pumpbaren Hilfsflüssigkeit erfolgt und daß, sobald die Flüssigkeit im Förderbehälter ein vorgegebenes unteres Füllstandsniveau erreicht hat, die Hilfsflüssigkeit abgezogen und dieser erneut bis zu einem vorgegeben Fülls taπdsniveau mit zu fördernder Flüssigkeit gefüllt wird.

Dadurch , daß gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren die Kraftübertragung auf die auf Druck zu fördernde Flüssigkeit nicht direkt mittels bewegter Teile in einer Pumpe, sondern indirekt über eine Hilfsflüssigkeit erfolgt, sind keine förderungsbedingte Verschleißerscheinungen zu verzeichnen. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können somit schwierig. pumpbare feststoffhaltige Flüssigkeiten über lange Förderzeiten auf beliebig .hohe Drücke gefördert werden. Das Pumpen der Hilfsflüssigkeit auf Druck bereitet keine Schwierigkeiten, wenn gut pumpbare feststofffreie Flüssigkeiten verwendet wurden.

Zum Pumpen der Hilfsflüssigkeiten können schnell laufende Kreiselpumpen eingesetzt werden, die billig zu beschaffen sind und die sich seit langem gut bewährt haben. Als Hilfsflüssigkeit eignet sich jede beliebige wenig kompressble Flüssigkeit, die sich mit der zu fördernden feststoffhaltigen Flüssigkeit gar nicht oder nur wenig vermischt. So eignet sich zum Fördern einer Kohlesuspension besonders gut Wasser als Hilfsflüssigkeit. Die Dichte der Hilfsflüssigkeit sollte geringer als die des Fördermediums sein.

Sobald der Förderbehälter bis zu einem vorgegebenen unteren Füllstandsπiveau geleert ist, muß die Hilfsflüssigkeit abgezogen und dieser erneut bis zu einem vorgegebenen oberen Füllstandsniveau mit zu fördernder feststoffhaltiger Flüssigkeit gefüllt werden.

Nach weiteren Merkmalen der Erfindung wird dies zum einen erreicht, in dem die Hilfsflüssigkeit unter Unterdruck abgezogen und dabei die zu fördernde Flüssigkeit aus einem geeigneten Vorτatsbehälter in den Förderbehälter gesaugt wird. Zum anderen ist jedoch a^ich möglich, entweder aufgrund einer ausreichenden statischen Druckdifferenz zwischen Vorrats- und Förderbehälter oder durch einen Druck, der etwas größer ist als der statische Druck der Hilfsflüssigkeit im Förderbehälter in diesen zu fördern und dabei die Hilfsflüssigkeit aus diesem auszuschieben. Eine für solche Zwecke verwendete Pumpe arbeitet immer noch relativ verschleißarm, da die zu bewältigenden Druckdifferenzen nur gering sind. Besonders vorteilhaft erweist es sich, wenn nach einem weiteren Merkmal der Erfindung zwei Förderbehälter zum Einsatz gelangen, wobei während der Entleerungsphase des einen, der andere erneut mit zu fördernder Flüssigkeit gefüllt wird. Diese Weiterbildung der Erfindung ermöglicht einen kontinuierlichen Pumpbetrieb über beliebig lange Laufzeiten. Dabei kann es sich als zweckmäßig erweisen, die beim erneuten Füllen eines Förderbehälters mit feststoffhaltiger Flüssigkeit abzuziehende Hilfsflüssigkeit auf Druck zu pumpen und unmittelbar dem anderen zu dessen Entleerung zuzuführen.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich durch einen hohen Wirkungsgrad aus.

Darüberhinaus kann es zum Fördern sowohl kalter als auch heißer feststoffhaltigen Flüssigkeiten auf hohen Druck verwendet werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in der Figur schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels weiter erläutert.

In der Figur ist ein Vorratsbehälter 1 für eine auf hohen Druck zu fördernde feststoffhaltige Flüssigkeit bezeichnet, der über eine Förderpumpe 2 und über Ventile 3,4 mit den unteren Teilen von zwei Förderbehältern 5,6 verbunden ist. Ebenfalls mit den Förderbehältern 5 , 6 verbunden sind zwei Ventile 7,8, die zu einem Rohrausgang 9 führen, der z.B. mit einer nicht gezeigten Reaktoranlage eines Kohlehydrierwerkes v erb unden is t . Fern er is t ein H il fs flüssigkeitsbehälter 10 vorgesehen, der über eine Hochdruckpumpe 11 und ein. Durchfluß-Meßgerät 12 sowie über Ventile 13, 14 mit dem oberen Teil der Förderbehälter 5 , 6 verbunden ist. Vom oberen Teil der beiden Speicherbehälter 5,6 führen Ventile 15,16 zu einem Abflußrohr 17, das in den Hilfsflüssigkeitsbehälter 10 mündet. Im oberen und unteren Teil der beiden Speicherbehälter 5,6 sind Meßsonden 19 und 18 vorgesehen, die Meßsignale abgeben, wenn die Trennschicht 20 zwischen Hilfsflüssigkeit 21 und feststoffhaltiger Flüssigkeit 22 mit diesen in Berührung kommt. Alle Ventile 3 , 4, 7 , 8 , 13 , 14 , 15 , 16 , weisen nicht gezeigte Stellorgane auf, die, ebenso wie die Meßsonden 18,19, über gestrichelte eingezeichnete Leitungen mit einem Steuergerät 23 verbunden sind. Das Durchfluß-Meßgerät 12 ist mit einem kombinierten Regler-Stellglied-Gerät 24 verbunden, welches die Pumpleistung der Hochdruckpumpe 11 beeinflußt.

Die Anordnung arbeitet wie folgt:

Ein Förderbehälter 5 ist vor der Inbetriebnahme mit Hilfsflüssigkeit 21, z.B. Wasser, aus dem Hilfsflüssigkeitsbehälter 10 gefüllt worden. Dann werden am Förderbehälter 5 die Ventile 4 und 15 über das Steuergerät 23 geöffnet und die Förderpumpe 2 eingeschaltet. Diese fördert die feststoffhaltige Flüssigkeit 22, zum Beispiel Kohlebrei, aus dem Vorratsbehälter 1 von unteo in den Förderbehälter 5. Sobald die Flüssigkeit 22 im Förderbehälter 5 die Meßsonde 19 erreicht, erfolgt eine Umschaltung über das Steuergerät 23. in der Weise, daß die Ventile 4 und 15 geschlossen werden und Ventil 3 und 16 geöffaet werden, so daß die Flüssigkeit 22 aus der Förderpumpe 2 in den zweiten Förderbehälter 6 fließt und die Hilfsflüssigkeit 21 verdrängt. Zugleich werden die Ventile 7 und 14 am Fördsrbehälter 5 geöffnet und die Hochdruckpumpe 11 eingeschaltet, welche die Hilfsflüssigkeit 21 unter hohem Druck, beispielsweise 200 bar, von oben in den Förderbehälter 5 fördert und die Flüssigkeit 22 in den Auslaß 9 drückt.

Die geförderte Hilfsflüssigkeit 21 entspricht der Menge der verdrängten Flüssigkeit 22, so daß mit dem Durchfluß-Meßgerät 12 in Verbindung mit dem kombinierten Regler-Stellglied 24 die Förderleistung für die Flüssigkeit 22 eingestellt werden kann.

Sobald die Trennfläche 20 im Förderbehälter 5 die Meßsonde 19 erreicht hat, ist die erste Halbperiαde des Pumpvorgangs abgelaufen und es erfolgt eine erneute Umschaltuπg. Die Ventile 7 und 14, 3 und 16, werden geschlossen und die Ventile 4 und 15 sowie 8 und 13 geöffnet, wobei der Förderbehälter 5 aufs Neue mit Flüssigkeit 22 gefüllt wird und Hilfstflüssigkeit 21 in den Förderbehälter 6 zur Verdrängung der Flüssigkeit 22 durch den Auslaß 9 gelangt.

Sobald der Förderbehälter 5 wieder mit Flüssigkeit gefüllt und der Förderbehältεr 5 mit Hilfsflüssigkeit 22 gefüllt ist, werden die Ventile wieder umgeschaltet und der Fördervorgang in den Auslaß 9 wiederholt sich periodisch durch abwechselndes Füllen und Leeren der beiden Förderbehälter 5,6 mit Flüssigkeit 22 und Hilfsflüssigkeit 21.

Anstelle von Wasser als Hilfsflüssigkeit ist jedes andere geeignete Fluid, wie inertes Gas vorstellbar, das mit einer geeigneten Pumpe abwechselnd in die beiden Förderbehälter 5,6 eingegeben und abgezogen wird.

Claims

Patentansprüche

1.) Verfahren zum Fördern von feststoffhaltigen Flüssigkeiten auf erhöhten Druck aus mindestens einem Förderbehälter, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftübertragung auf die zu fördernde Flüssigkeit mittels einer pumpbaren Hilfsflüssigkeit im Förderbehälter ein vorgegebenes unteres Füllstandsniveau erreicht hat, die Hilfsflüssigkeit abgezogen und dieser erneut bis zu einem vorgegebenen oberen Füllstandsniveau mit zu fördernder Flüssigkeit gefüllt wird.

2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsflüssigkeit aus dem Förderbehälter unter Unterdruck abgezogen und dabei die zu fördernde Flüssigkeit in den Förderbehälter gesaugt wird,

3.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zu fördernde Flüssigkeit unter geringem Überdruck in den Förderbehälter gefördert und dabei die Hilfsflüssigkeit aus diesem ausgeschoben wird.

4.) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß zwei Förderbehälter verwendet werden, wobei während der Entleerungsphase des einen der andere erneut mit zu fördernder Flüssigkeit gefüllt w ir d .

5.) Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beim Füllen eines Förderbehälters mit zu fördernder Flüssigkeit aus diesem abzuziehende Hilfsflüssigkeit auf Druck gebracht und dem zu entleerenden anderen Förderbehälter zugeführt wird.