Feuchtigkeit draußen halten

Der Autor: Stefan Kalt Global Business Development Manager Plastic Compounding & Extrusion, K-Tron

Die häufigsten Probleme bei der Handhabung und Lagerung von Harnstoff stehen im Zusammenhang mit Feuchtigkeitsaufnahme, Verbacken, Staubbildung und Teilchentrennung. Die Feuchtigkeitsaufnahme von Harnstoff wird hauptsächlich durch chemische Zusammensetzung, Teilchenporosität, Teilchenoberfläche und den Grad der Kristallinität beeinflusst. Der Großteil der festen Harnstoffprodukte wird als Massengut in Lastwagen, geschlossenen Waggons oder Binnenschiffen transportiert. Das Flussdiagramm zeigt den Transport beim Entladen von Waggons und innerhalb einer Fabrik für die Herstellung von Melamin und Harnstoffharz.

Der Harnstoff wird in Waggons geliefert und in einen von zwei Lagertanks umgeladen. Je nach Bedarf wird das Material durch Druckförderung zum Tank gefördert, der sechs Reaktoren mit Harnstoff versorgt. Das System besteht aus zwei Gebläsen zum Entladen von Waggons und einer Filterabscheidergruppe, die über 9000 kg/h fördern kann.

Der Vakuumteil des Systems saugt das Material aus dem Eisenbahnwaggon in einen Filterabscheider, der das Material von der Transportluft trennt. Unter dem Abscheider ist eine Premier-Aerolock-Zellenradschleuse von K-Tron angebracht, die das Material in den Druckteil des Systems dosiert. Von dort wird es zu den Lagerbehältern transportiert. Die Aerolock ist aus Edelstahl hergestellt und hat angeschrägte Stege, um das Verschmieren des Materials zu verringern.

Auf dem Tank sind automatische Entlüftungsfilter angebracht, damit beim Füllen der Behälter die Transportluft entweichen kann. Schwebende Partikel werden im Filter zurückgehalten. Die zurückgehaltenen Partikel werden durch regelmäßige Druckluftstöße aus den Filtern entfernt. Normalerweise werden am Auslass des Druckgebläses Nachkühler installiert, um die Temperatur der Transportluft im gewünschten Bereich zu halten und so unerwünschte Änderungen der Materialeigenschaften zu verhindern.

Wegen der hygroskopischen Eigenschaften von Harnstoff ist die Transportleitung vom Waggon zum Filterabscheider isoliert. Dadurch wird Kondensation vermieden, die bei Änderung der Umgebungstemperatur auftreten könnte. Lufttrockner erzeugen während der Lagerung eine Schicht aus trockener Luft über dem Material, um die Aufnahme von Feuchtigkeit zu verhindern. Die Verwendung von Umlenkventilen ermöglicht es, den Transport des Materials und die Aufrechterhaltung der Trockenluftschicht mit einer einzigen Leitung zu erreichen. Wenn ein Waggon entladen wird, lenkt das Umlenkventil den Materialstrom durch die Leitung. Nach dem Entladen schaltet es automatisch zurück zu Versorgung mit trockener Luft. Trockenlufttrockner trocknen den gelagerten Harnstoff schnell und wirksam.

Die zweite Stufe des Systems ist ein Drucktransportsystem, mit dem der Kunde den Harnstoff aus einem der beiden Lagerbehälter zu einem von zwei Messbehältern fördern kann. Die Wiegebehälter sind über den Reaktoren angebracht. Mit diesem System lässt sich auch Harnstoff aus dem ersten Lagerbehälter in den zweiten Lagerbehälter fördern. Am Auslass eines jeden Lagerbehälters sind Austragevorrichtungen installiert. Dadurch wird ein gleichmäßiger Fluss zur Aerolock-Zellenradschleuse erreicht, die das Drucksystem versorgt. Durch Aeropass-Ventile auf den Wiegebehältern können beide Wiegebehälter mit einer gemeinsamen Zuleitung versorgt werden. Wenn eine Einheit Material aufruft, schaltet das entsprechende Aeropass-Ventil in die 90°-Stellung um. Material und Luft werden in den Wiegebehälter gelenkt und dort getrennt. Das Material bleibt im Wiegebehälter und die Luft wird zurück in den Versorgungsbehälter geleitet. Wenn der Wiegebehälter das vorgegebene Gewicht erreicht hat, schaltet das Ventil zur Durchlassstellung und die versorgende Aerolock stoppt. Das verbleibende Material fließt zum Versorgungsbehälter zurück, bis die Leitung frei ist. Dieses geschlossene System benötigt weniger Platz über den Behältern. Es ist auch nicht mehr nötig, jeden der Wiegebehälter mit einem eigenen Filter auszustatten und die Installation ist daher einfacher und kostengünstiger. Wenn ein Reaktor Material anfordert, öffnet sich der Flachschieber am Messbehälter. Mehrere Rohrweichen unter dem Flachschieber lenken die Charge zum Reaktor, der das Material anfordert. Weitere Flachschieber sind direkt über den Reaktoren angebracht, damit Dämpfe und Feuchtigkeit aus den Reaktoren den Wiegebehälter nicht erreichen und das Material nicht verunreinigen.

K-Tron bietet eine SPS, mit der die Systeme für die Waggonentladung und die Versorgung der Fabrik automatisch gesteuert werden können. Der Bediener kann beide Systeme am zentralen Touchscreen bedienen, z. B. Starten, Stoppen, Quellen und Zielorte auswählen und Sollwerte für die Waagen eingeben. Die dynamische Anzeige stellt den Zustand eines jeden Systems mittels detaillierten Systemflussbildern dar. Der Bediener kann durch die verschiedenen Bedienungsfenster blättern und Alarmbedingungen überwachen, nachschauen, welche Motoren ein- oder ausgeschaltet sind, und die Positionen aller Umlenkventile und Flachschieber prüfen. Um die Materialverwaltung der Firma zu optimieren, ist die SPS-Konsole auch mit allen Waagen verbunden, um die entsprechenden, kumulierten Mengen am Bildschirm anzuzeigen. Die SPS kann auch erweitert werden, um den künftigen Systemanforderungen des Kunden gerecht zu werden.

Freigelände 1, A27

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