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Verfahrenstechnik 3/2015

Verfahrenstechnik 3/2015

Gib Gummi Pneumatische

Gib Gummi Pneumatische Förderung von bruchempfindlichen Schüttgütern in der Reifenproduktion Guido Winkhardt Kurze Förderwege und wenige Rohrbögen verringern die Schüttgutbelastung. Dabei gibt es nicht die eine ideale Förderanlage – die Auswahl der Komponenten und Baugruppen hängt stark von der Aufgabenstellung ab. Die 3-D-Anlagenplanung ermöglicht durch das virtuelle Modellieren eine sichere und passgenaue Aufstellung der Gesamtanlage beim Kunden. Autor: Dipl.-Ing. Guido Winkhardt, Leiter Technologie, Zeppelin Systems GmbH, Friedrichshafen Bruchempfindliche Schüttgüter kommen in fast allen Industriebereichen vor. Zum Beispiel bei der pneumatischen Förderung von Zucker, bei der Abfüllung von Waschmittelperlen oder bei der Lagerung von Tierfutterpellets. Am Beispiel der mechanischen Belastung von Schüttgütern kann eine unerwünschte Veränderung der Korngröße oder Korngrößenverteilung zu einem veränderten Schüttgutverhalten führen. Plötzlich kommt es zu Anbackungen an Oberflächen, das Auslaufverhalten aus Behältern und Silos verändert sich drastisch, die Produktabscheidung verursacht Probleme in Filtern oder die geforderten Einmischzeiten in andere feste bzw. flüssige Produkte werden nicht mehr eingehalten. Diese unerwünschten Schüttgutveränderungen müssen auch bei der pneumatischen Förderung vermieden werden. Die pneumatische Förderung von Perlruß (N-Typen) hat sich bei der schonenden und zuverlässigen Rohstoffversorgung in Reifenfabriken oder Anlagen für die technische Gummi-Industrie nahezu durchgesetzt. Schonende Rußförderung Ein moderner Gummireifen besteht aus mehreren Komponenten mit eigenen Gummimischungen. Dabei werden unterschiedliche Rußtypen in einem Reifen als Füllstoffe verwendet. Wurde der Ruß früher noch hauptsächlich mechanisch mit Schnecken, Bändern oder Becherwerken über kürzere und mittlere Entfernungen gefördert, so ist heute die pneumatische Förderung über mittlere bis längere Förderwege das etablierte Förderverfahren. Die Vorteile sind überzeugend: n staubfreie Förderung in geschlossenen Rohrleitungen n wenige mechanisch bewegte Maschinenteile n Reinigung der Förderleitung nach Rußtypenwechsel durch einfaches Leerblasen ohne Leitungsöffnung n platzsparende Installationsmöglichkeiten auch beim Umbau von einer mechanischen auf eine pneumatische Förderanlage n eine seit über 40 Jahren erprobte Fördertechnik für den schonenden Schüttguttransport von Perlruß Bei der schonenden pneumatischen Langsamförderung (auch Pfropfenförderung oder Dichtstromförderung genannt) werden niedrige Schüttgut-Pfropfengeschwindigkeiten von 1–4 m/s erreicht. Dadurch wird die Zunahme des Feinanteils (Definition ISO/ASTM: Teilchengröße < 125 µm) 38 VERFAHRENSTECHNIK 3/2015

BETRIEBSTECHNIK erheblich reduziert. Zu hohe und wechselnde Feinanteile im Anschluss an die pneumatische Förderung müssen vermieden werden, da sonst die Weiterverarbeitung im Gummimischer erschwert wird (Variation Einmischzeiten, Verluste in die Aspiration). Daneben erhöhen sich auch die Anforderungen an die Filterabscheider (Bunkeraufsatzfilter) und die Aspirationsanlagen. Von entscheidender Bedeutung für eine zuverlässige und schonende Langsamförderung von Ruß ist ein stabiler Betriebspunkt. Das wird erreicht durch einen gleichmäßig geregelten Produktmassenstrom (Ruß), durch eine geregelte Luftmengenversorgung und durch ein zuverlässiges Bypass-Rohrleitungssystem, das den Rußpfropfen im Bedarfsfall an den kritischen Rohrleitungsstellen fluidisiert (rechtzeitige Vermeidung einer Rohrleitungsverstopfung). Im Zustandsdiagramm der pneumatischen Förderung liegen die stabilen Betriebspunkte für die Langsamförderung oder Dichtstromförderung in einem schmalen Bereich rechts neben der Verstopfungsgrenze und links vom instabilen Bereich. Das erklärt die Notwendigkeit einer zuverlässigen Regelung der Luftgeschwindigkeit v [m/s] und des Produktmassenstromes ms [t/h] in einem schmalen Betriebsfenster. n Der gleichmäßige Produkteintrag von Schüttgüter in die Aufgabestelle wird durch leckluftoptimierte Hochdruckzellenradschleusen oder optimal massenstromgeregelte Druckgefäße (auch in Kombination) sichergestellt. n Die geregelte Luftmengenversorgung AQU-R regelt in Abhängigkeit vom Rußtyp, Förderweg und Förderdruck die jeweils optimale Förderluft- und Bypass- Luftmenge. n Ein zuverlässiges Bypass-Rohrleitungssystem für Ruß ist das Overflow-System seit über 20 Jahren. Allgemein betrachtet erfordert die Dichtstromförderung von pulverförmigen Produkten in vielen Fällen die Einspeisung von Sekundärluft (Bypass-Luft). Hierzu sind viele Verfahren und zahlreiche Varianten von unterschiedlichen Firmen entwickelt und vermarktet worden. Fördertechnik im Einsatz Meistens erfolgt die Rohstoffversorgung von Perlruß in einer Reifenfabrik in zwei Schritten: Erstens die Förderung von einer Tankwagenstation oder einer Big-Bag-Aufgabestation in eine Siloanlage (4–6 verschiedene Rußtypen), Produktmassenstrom: 10–25 t/h, Förderlängen: 40–80 m. Zweitens die Förderung von der Siloanlage zu den jeweiligen Tagesbehältergruppen, Produktmassenstrom: 6–12 t/h, Förderlängen: 80–250 m. Oftmals gibt es zusätzlich auch die Möglichkeit der direkten Förderung von einer Big-Bag-Aufgabestation in die Tagesbehälter. Unterhalb der Tagesbehältergruppen werden die Rußtypen verwogen und dem Mischer batchweise zugeführt. Die Mischungen bestehen u. a. aus Polymeren (Natur- und synthetischer Kautschuk), Füllstoffen, Weichmachern, Vernetzungssystemen und Schutz- bzw. Alterungshilfsmitteln. Für den Austrag aus den Tankfahrzeugen bieten sich mehrere Möglichkeiten an. So kann der Ruß gravimetrisch auf ein Förderband entleert werden. Der Ruß wird anschließend in eine pneumatische Förderanlage übergeben. Alternativ ist eine schonende Saug-Druckförderung möglich. Dabei wird der Ruß mit einer langsamen Fördergeschwindigkeit – in Pfropfen – aus dem Tankwagen angesaugt und in einen kleinen Saugbehälter mit darunterliegender Doppelschleusenstation übergeben. Abschließend erfolgt die Druckförderung in das jeweilige Silo. Nicht dargestellt ist die Tankwagenentleerung über nur eine Schleuse oder einem Druckgefäß. Diese Option kann gewählt werden bei Tankfahrzeugen mit nur einem Auslauf (Kipp-Tankfahrzeug). Eine weitere Möglichkeit der Silobefüllung ist die Big-Bag-Entleerung (Ruß & Silika). Die 1–2 m³ großen Big-Bags werden staubfrei über mehreren Big-Bag-Aufgabestationen aufgegeben. Anschließend erfolgt die Produkteinschleusung (Zellenradschleusen oder Druckgefäß) in die eigentliche Förderleitung. Die Tagesbehälter werden immer batchweise mit Rohstoff (Ruß und Silika) versorgt. Unterhalb der Silogruppe wird das Schüttgut zum Beispiel auf Bänder gesammelt und anschließend über zwei zentrale Produktaufgabestationen zu den Tagesbehältergruppen pneumatisch gefördert. Gerade die weiten Förderwege von den Silos zu den Tagesbehältern erfordern mit dem bereits schon einmal in die Silos geförderten Ruß oder Silika eine optimale Einstellung der Förderparameter. Die Einstellparameter werden produktabhängig einem Tagesbehälter und somit einem Produkttyp zugeordnet. www.zeppelin-systems.com 01 Silobefüllung über Tankfahrzeug oder Big-Bag-Aufgabestation 02a Overflow: punktförmige externe Einspeisung zur Pfropfenteilung und -fluidisierung 02b Airfloat: linienförmige externe Einspeisung zur Pfropfenfluidisierung 02c Intraflow: punktförmige interne Verwirbelung zur Aufrechterhaltung der Fluidisierung 03 Hochdruckzellenradschleuse VERFAHRENSTECHNIK 3/2015 39

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