Pneumatische Förderung

Zentrales Thema eines In-House-Seminars bei Coperion Waeschle Ende letzten Jahres waren pneumatische Förderverfahren für unterschiedlichste Schüttgüter. Bei Distanzen bis ca. 1000 m sind je nach den Eigenschaften des Schüttguts die verschiedenen Varianten der Flugförderung, der Strähnenförderung oder der Langsamförderung dominierend, für größere Entfernungen – bis etwa 5000 m – hat sich bei Granulaten die hydraulische Förderung Conticon bewährt.

Als neue Säule des Unternehmens stellte sich Coperion Trading vor. Durch die Kooperation mit Trading-Partnern kann Coperion Förder- und Compoundiersysteme als Komplettanlagen aus einer Hand liefern.

Im Schüttguttechnikum von Coperion Waeschle lässt sich das Förderverhalten von Schüttgütern aller Art unter praxisgerechten Bedingungen und in großtechnischem Maßstab untersuchen. Gleichzeitig gewährt es einen Überblick über die Bandbreite der verfügbaren Verfahren. Mit einer umfangreichen messtechnischen Ausstattung lassen sich Förderleistung und -verhalten einer Anlage, die Fördereigenschaften von Schüttgütern sowie alle für die Anlagenauslegung relevanten Daten, z. B. Stoßkräfte und Abrieb, erfassen und dokumentieren. Die zahlreichen im Technikum verfügbaren Komponenten (Mischer, Schleusen und Weichen, Sichter) sowie die installierten Förderleitungen mit Durchmessern von DN 50 bis DN 200 und einer Gesamtlänge von über 2000 m ermöglichen es, alle Förderverfahren zu untersuchen – von der Flugförderung mit hoher Fördergeschwindigkeit bei geringer Beladung bis zur Langsamförderung bei hoher Beladung. Dabei sind Förderleistungen bis ca. 230 t/h bei Terephthalsäure (PTA) und bis ca. 110 t/h bei Polyolefinen, Leitungslängen bis 800 m und Systemdrücke bis 3,5 bar für pulvrige Schüttgüter bzw. bis 6 bar bei granulierten Produkten möglich. Den Versuchen im Schüttguttechnikum vorgelagert sind meist Untersuchungen im Schüttgutlabor. Dort lassen sich an Produktmengen von wenigen Kilogramm mit vergleichsweise geringem Aufwand die schüttgutmechanischen Eigenschaften von Schüttgütern aller Art bestimmen. Zu den mit standardisierten Verfahren gemessenen Basisdaten (z. B. Schüttgut- und Partikeldichte, Korngrößen und ihrer Verteilung, Feuchtegehalt) treten nach Bedarf Untersuchungen des Fließverhaltens, der Einflüsse von Temperatur, Feuchtigkeit und Lagerdauer sowie mikroskopische Analysen von Partikelform und -struktur. Auskunft über das Fließverhalten gibt ein Fluidisierungstest zur Bestimmung der Lockerungsgeschwindigkeit sowie der Ausdehnungs- und Entlüftungscharakteristik von Schüttgütern.

Für die Auslegung einer Förderanlage werden die im Schüttgutlabor ermittelten Kenndaten und bei Bedarf die Ergebnisse von Untersuchungen im Technikum mit den in einer Datenbank archivierten Eigenschaften von über 10 000 Schüttgütern und praktischen Erfahrungen aus anderen Anlagen verknüpft. Auf dieser Basis lassen sich in enger Zusammenarbeit mit dem Anlagenbetreiber funktionssichere und wirtschaftliche Anlage konzipieren und bauen.

Die automatische Luftmengenregelung Intacon für pneumatische Förderanlagen mit Langsamförderung erlaubt es, die Förderleistung automatisch zu optimieren und gleichzeitig den Druckluftbedarf und damit die Betriebskosten zu minimieren. Möglich ist dies, weil Intacon mit einer selbstadaptierenden Steuerung ausgestattet ist, die den Anlagenbediener erheblich entlastet. Das bei der Dichtstromförderung erforderliche aufwändige Einstellen des günstigsten Regelzustands durch Versuch und Irrtum läuft automatisch ab – selbst bei Fördergütern mit noch unbekannten Fördereigenschaften.

Nach dem Anfahren hält Intacon durch kontinuierliche Überwachung die Förderanlage stets im stabilen Bereich. Dies ergibt einen besonders wirtschaftlichen Förderbetrieb mit reduzierten Betriebs- und Wartungskosten. Ferner treten bei dem mit Intacon eingehaltenen Förderzustand die geringsten Stoßkräfte auf. Dadurch verbessert sich wegen des weiter verminderten Abriebs die Produktqualität; zugleich sinkt die Beanspruchung der Förderleitung und der sie tragenden Stahlkonstruktion.

Zum kontinuierlichen Einspeisen von Schüttgütern in pneumatische Förderanlagen sind Zellenradschleusen erforderlich. Sie übergeben das Fördergut in die unter Druck stehende Förderleitung. Für Pulver sind Durchblas-Zellenradschleusen gebräuchlich, bei denen die Förderluft für den Produkttransport parallel zur Achse des rotierenden Zellenrads unmittelbar durch die unteren Kammern strömt. Dadurch entsteht ein Zwangsaustrag, der selbst bei anhaftenden Pulvern eine vollständige Kammerentleerung sicherstellt. Die für diese Anwendung entwickelten Durchblasschleusen der ZX-Baureihe erreichen Durchsätze, die um 40 % und mehr über den Werten für bisherige Pulverschleusen gleicher Größe liegen. Als Ergebnis von umfangreichen Untersuchungen im Technikum konnte die Schleusengeometrie optimiert werden, insbesondere das Verhältnis von Zulaufquerschnitt zu Zellenradvolumen. Der groß bemessene Einlauf nimmt alle Arten von Pulvern gut auf, und der Durchblasquerschnitt ist auf den großen Einlauf abgestimmt. Wegen der erheblichen Leistungssteigerung kann bei vorgegebenem Durchsatz die ZX-Schleuse meist eine Baugröße kleiner als bisher sein. Dadurch sinken die Investitions- und Betriebskosten.

Als Ergänzung zu der seit über einem Jahr bewährten Standardausführung ZXD für Differenzdrücke bis 1,5 bar hat Coperion Waeschle vor wenigen Monaten die Hochdruck-Durchblasschleuse ZXQ für Differenzdrücke bis 3,5 bar vorgestellt. Ein zukunftsweisendes Einsatzgebiet der ZXQ-Schleusen sind Förderanlagen, deren Leistung durch Druckerhöhung gesteigert werden soll. Wichtig für solche Nachrüstungen ist die geringe Bauhöhe, weil bauartbedingt der Fördereinlauf unter der Schleuse entfällt und der Leckgassammler mit einem außerhalb des Produkteintritts liegenden Ringspalt niedrig baut.

Eine Steigerung der Förderentfernung auf mehrere Kilometer ist bei rohrgebundenen Anlagen mit der hydraulischen Förderung Conticon möglich. Die Arbeitsweise dieser Verfahrenstechnik hat Coperion Waeschle mit einem Glasmodell in seinem Technikum demonstriert. Bei großen Förderentfernungen sind die Investitions- und Betriebskosten bei einer hydraulischen Förderung niedriger als bei einer pneumatischen. Gründe dafür sind der wesentlich geringere Durchmesser der Förderleitung und der um rund 40 % geringere Energiebedarf.

Conticon lässt sich bei Polyolefinen besonders sinnvoll einsetzen, weil die Förderanlage das Wasser-Granulat-Gemisch direkt an der Unterwassergranulierung übernimmt. Erst am Ende der Förderleitung folgen die Entwässerungseinheit und ein üblicher Zentrifugaltrockner. Die Restwärme im Granulat sorgt für die Trocknung auf eine unter der Spezifikationsgrenze liegende Restfeuchte. Ein zweites Einsatzgebiet ergibt sich daraus, dass die hydraulische Förderung praktisch abriebfrei arbeitet und Feinanteile im Förderwasser bleiben. Derartige Granulate mit einem Staubgehalt unter 50 ppm sind beispielsweise zum Herstellen von optischen und medizintechnischen Bauteilen erforderlich.

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Mit dem Geschäftsbereich Trading erweitert die Coperion-Gruppe ihr Dienstleistungs- und Serviceangebot. Gleichzeitig bietet sie ihren Tradingpartnern die Möglichkeit, von der weltweiten Präsenz der Coperion-Gruppe zu profitieren. Das im Bereich Trading zusammengefasste Portfolio umfasst alle für den Betrieb von Förder- und Compoundiersystemen notwendigen oder nützlichen Einrichtungen und Peripheriegeräte, die Coperion nicht selbst herstellt. Bei der pneumatischen Förderung sind dies z. B. Kompressoren und Pumpen, Luftkühler, Dosierungen und Füllstandsanzeiger, Gebläse und Trockner, Staubabscheider und Filter. Anwender haben damit die Möglichkeit, die benötigte Förderanlage mit diesen freigegebenen und geprüften Peripherieeinrichtungen auszustatten und sich die Komplettanlage unter der Gesamtverantwortung von Coperion liefern zu lassen.