WO2007128813A1 - Method and device for guaranteeing the free flow and cooling of free flowing materials containing ammonium nitrate - Google Patents
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- WO2007128813A1 WO2007128813A1 PCT/EP2007/054427 EP2007054427W WO2007128813A1 WO 2007128813 A1 WO2007128813 A1 WO 2007128813A1 EP 2007054427 W EP2007054427 W EP 2007054427W WO 2007128813 A1 WO2007128813 A1 WO 2007128813A1
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- C06—EXPLOSIVES; MATCHES
- C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
- C06B21/00—Apparatus or methods for working-up explosives, e.g. forming, cutting, drying
Definitions
- the invention relates to a method and a device for securing the free flowability and cooling of flowable, ammonium nitrate-containing materials during transport, during storage and in the promotion of materials through tubular and / or tubular conduits in and out of containers.
- ammonium nitrate in pure form represents a largely safe to handle property
- Verunreini ⁇ tions and local strong temperature increases by friction in mechanical delivery methods can lead to dangerous situations.
- the patent DE 69108181 a coating of ammonium nitrate particles with talc or clay or orga ⁇ African "crystal habit modifiers" such as alkyl naphthalenesulfonate called.
- the patent DE 10332729 describes the addition of anti-caking agents such as silica or certain metal hydroxides or hydroxy salts.
- the disadvantage here is that each additive and the explosive properties ⁇ change of ammonium nitrate.
- ammonium nitrate prills are adversely affected not only by mechanical stress and moisture, but also by changes in crystal structure coupled with a change in specific volume.
- a disturbing transformation point of allotropic modifications in this respect is already at 32 ° C.
- the described disadvantages also relate to the storage and delivery of a so-called flowable ammonium nitrate-containing matrix, which is used for the production of emulsion explosives.
- the invention has for its object to reliably prevent a change in the original nature of the particles during transporting, storage and conveying by a recording of moisture from the surrounding ⁇ effectively prevented the air and thus a change in the free flow, bridging the Storage and unloading of transport or storage containers and a change in the morphological properties of the particles is excluded, and to achieve a cooling of the filling.
- the method for ensuring the free flowability and cooling of granular, ammonium nitrate-containing materials during transport, storage and in the promotion of materials through tubular conduits in and out of containers characterized in that the flowable, ammonium nitrate-containing materials in a dry and cold Inert gas phase transported in a closed system, stored and promoted and / or cooled.
- Filling, transport, storage or cooling are carried out by flowing the flowable material with the dry and cold inert gas, which is obtained from liquefied inert gas.
- These gases are absolutely dry and cool due to the enthalpy of vaporization. They are therefore also able to cool the flowable material and a to absorb any residual moisture quickly. There is no change in the surface structure, which could cause increased abrasion and thus an increase in the fine grain content during filling and transport.
- the device for securing the free flowability and cooling of flowable ammonium nitrate-containing materials comprises a Inertgasbevorrungungsaku containing an inert gas and an evaporator, and gas lines, starting from the evaporator with the silo and a silo vehicle can be connected.
- the inert gas is obtained from liquefied inert gas by relaxation and introduced into the closed system containing the flowable, ammonium nitrate-containing materials.
- the flowable for example, granular ammonium nitrate- containing material with the inert gas, for example, with dry nitrogen
- a further embodiment provides that in the CLOSED ⁇ Senen system, the inert gas atmosphere is maintained mbar under a positive pressure level between 30 and 450 so that no air can penetrate and moisture from the surrounding atmosphere.
- a further embodiment provides that the gas obtained from the ver ⁇ liquid inert gas by relaxation is used to lower the temperature to below 32 0 C in the closed system.
- this is possible at any time if, due to the external temperature temperature conditions indicates heating of the silos or containers.
- an effective cooling can be achieved according to the invention by introducing, for example, nitrogen or carbon dioxide, which originates from the evaporation of the liquefied gases. A structural change by passing through the transition point or by the influence of moisture is thus prevented, and there is no quality Minde ⁇ a tion.
- a development of the invention provides that the gas obtained from the liquefied inert gas by expansion can also be used as a delivery medium of the flowable, ammonium nitrate-containing material.
- liquid ⁇ gas storage unit As can be readily from the liquid ⁇ gas storage unit is a gas gain at a pressure that is sufficient for the promotion of the granular material. At the same time, the temperature of the granular material can be kept below 32 0 C.
- a further embodiment provides that incorporated as the liquid inert gas is nitrogen, carbon dioxide and / or noble gases ⁇ be set, wherein, in particular, nitrogen has been found to be very advantageous.
- ammonium nitrate prills are kept in an anhydrous inert gas atmosphere during transport, transport and storage, which is produced by evaporation of liquid nitrogen directly at the place of use.
- carbon dioxide or argon can be used alone or in mixtures with one another or with nitrogen.
- the gas obtained by vaporizing the liquefied inert gas is free of moisture and has its own gas pressure without mecha ⁇ African aids such as pumps or compressors.
- the gases are also able to cool the ammonium nitrate-containing materials such as prills.
- ammonium nitrate prills that have a far ⁇ consistently homogeneous particle size, in the storage silo through pipes not done as an air / solid dispersion in a so-called air support but due to the uniform shape and maintaining the smooth surface as a sealant promotion , In addition to gentle transport, this also means a considerable saving in gas as a transport medium.
- Maintaining the surface morphology and fine structure of the prills is friendly not only for this material ⁇ delivery method important, but also for the explosive properties of resulting safety explosives.
- the achieved low bulk density of the prills is considered as a measure of the quality prill.
- a change in this bulk density through the formation of fine dust during transhipment, transport and storage means a significant loss of quality.
- the inventive method of using inert liquefied gases, primarily nitrogen, the exclusion of moisture and atmospheric oxygen, the elimination of residual moisture, maintaining a temperature below the transformation point at 32 0 C and a gentle promotion without mechanical aids for ammonium nitrate prills and Emulsion explosives allows.
- the process can also be applied to the promotion of the matrix of emulsion explosive mixtures and / or ammonium nitrate prills soaked in fuel oil, the so-called ANFO explosives (Ammonium Nitrate Fuel OiI), into high silos or other storage containers without mechanical pumps by means of the gas pressure of the inert gas , After completion of the filling process no material remains in the delivery line, which solidify and could lead to dangerously high pressures during the next filling process.
- ANFO explosives Ammonium Nitrate Fuel OiI
- the ammonium nitrate prills are loaded at the manufacturer directly into silo vehicles / silo containers, which are designed as pressure vessels.
- silo vehicles / silo containers which are designed as pressure vessels.
- the pressure vessel is charged after loading with approximately 450 mbar of nitrogen.
- the liquefied nitrogen gas is cool and absolutely dry.
- the solids properties of the prills are preserved on the transport route, thus enabling so-called dense phase conveying.
- a Dünnstrom for example, a flight promotion with a gas velocity of 20 to 40 m / s
- the conveying speed is lowered so far that the ammonium nitrate prills completely precipitate from the conveying gas and thus a high degree of filling of the line is achieved.
- the gas velocity is reduced to 3 to 10 m / s. This low speed leads to a protection of the prills, avoiding the formation of fine grain and tube wear.
- the specific amount of conveying gas is reduced.
- the silo is subjected to a slight overpressure of the nitrogen to prevent the ingress of atmospheric moisture and to maintain the quality of the prills during storage.
- a preventive temperature of 32 0 C is also the silo container thermally insulated and provided with a reflecting the heat radiation to a high gloss polished stainless steel outer skin.
- Fig. 1 is a flow diagram of the device according to the invention.
- the flow scheme of the device according to Inventive ⁇ shown in Fig. 1 shows a placed on a steel frame 4 Silo 1.
- a Silokopf 2 has inputs and outputs for a Entstaubungs für 5 and a feed pipe 8 and a gas outlet 3.
- About the Entustaubungs für 5 and a filter 6 is a disposal possibly occurring during filling or filling dusts.
- a connection is made via a line part 7.1 of the gas line 7 and hereby establishes a connection with the dedusting line 5 ago.
- Line part 7.3 of the gas line 7 which opens into a cold gas inlet 14.
- the cold gas inlet 14 is arranged in the region of an emptying 15 below a filling cone 16 of the silo 1.
- Another line part 7.3 of the gas line 7 is connected to a gas hose 17 with a silo vehicle 13 to be emptied.
- the silo vehicle 13 is interconnected via a delivery hose 9 with the delivery line 8.
- the liquefied gas in this case liquid nitrogen, passes into the gas phase.
- Pressure regulator is used to set the required pressure.
- a combination of different valves ensures that there is a gas pressure at the various delivery points on the line parts 7.1, 7.2 and 7.3, which is required for the respective intended use.
- the pressure building up in the line part 7.2 of the gas line 7 is so high that pressure is exerted on the silane content of the silo vehicle 13 via the gas hose 17 and the ammonium nitrate-containing material is conveyed into the conveying line 8 and then into the silo 1 via the conveying hose 9.
- the pressure regulated in the line section 7.3 of the gas line 7 allows to carry out a cooling of the contents of the silo 1 during storage, in which cold gas is passed through the filling cone 16 into the filling.
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- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
Abstract
Description
Verfahren und Vorrichtung zur Sicherung der freien Fließfähigkeit und Kühlung von fließfähigen, ammoniumnitrathaltigen MaterialienMethod and device for ensuring the free flowability and cooling of flowable, ammonium nitrate-containing materials
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Sicherung der freien Fließfähigkeit und Kühlung von fließfähigen, ammoniumnitrathaltigen Materialien beim Transport, bei der Lagerung und bei der Förderung der Materialien durch röhr- und/oder schlauchförmige Leitungen in und aus Behältern.The invention relates to a method and a device for securing the free flowability and cooling of flowable, ammonium nitrate-containing materials during transport, during storage and in the promotion of materials through tubular and / or tubular conduits in and out of containers.
Es ist bekannt, dass Schüttgüter in Form von Pulvern oder Granulaten beim Lagern ihre freie Fließfähigkeit verlieren können. Dieser Vorgang führt zu unliebsamen Betriebsstörungen, z.B. durch eine so genannte Brückenbildung im Silo. Die Beseitigung solcher Störungen ist kostenintensiv und bei Gefahrgütern problematisch.It is known that bulk materials in the form of powders or granules can lose their free flowability during storage. This process leads to unpleasant malfunctions, e.g. by a so-called bridge formation in the silo. The elimination of such disorders is costly and problematic for dangerous goods.
Verursacht wird der Verlust der Fließfähigkeit hauptsäch¬ lich durch die Einwirkung von Feuchtigkeit. Es spielt dabei keine Rolle, ob das Lagergut hygroskopisch ist oder nicht. Durch Temperaturwechselzyklen und Luftdruckschwankungen kommt es zu einem so genannten "Atmen" von Behältern. Dadurch erfolgt ein Austausch mit der Außenluft.The loss of the flowability caused CARDINAL ¬ Lich by the action of moisture. It does not matter if the stored material is hygroscopic or not. Due to temperature cycling and air pressure fluctuations, there is a so-called "breathing" of containers. This causes an exchange with the outside air.
Es kann sogar in unbefüllten Behältern Kondenswasser auftreten, das durch seine Haftung an der Wandung bei einem Wechsel der atmosphärischen Bedingungen nicht wieder vollkommen verdampft. Bei befüllten Silos oder Transport¬ behältern kommt es zu einer Schmierfilmbildung auf den Behälterinnenflächen. Durch Rekristallisation unter Bildung von Kristallhydraten entsteht eine feste Schicht, die in speziellen Fällen durch Besiedlung mit Mikroorganismen weiter verfestigt wird. Eine ähnliche Flüssigkeitshaut entsteht auch auf der Oberfläche von Partikeln des Schüttgutes. Durch Anlösen und Rekristallisation kommt es dann zum so genannten Backen.It may even occur in unfilled containers condensation, which does not completely evaporate again by its adhesion to the wall in a change of atmospheric conditions. When filled silos or transport ¬ containers it comes to a film formation on the container inner surfaces. By recrystallization to form crystal hydrates, a solid layer is formed, which is further solidified in special cases by colonization with microorganisms. A similar liquid skin is also formed on the surface of particles of the bulk material. By dissolution and recrystallization, it comes to the so-called baking.
Es werden verschiedene Verfahren vorgeschlagen mit denen es möglich sein soll, einem unerwünschten Verlust der freien Fließfähigkeit zu vermeiden. Im Allgemeinen handelt es sich um Zusätze, die die Oberfläche von körnigen Materialien so verändern sollen, dass die Partikel nicht aneinander haften .Various methods are proposed with which it should be possible to avoid an undesirable loss of free flowability. In general, they are additives that are designed to change the surface of granular materials so that the particles do not adhere to each other.
Probleme können insbesondere bei Transport, Lagerung und Förderung von Ammoniumnitrat als Komponente von Sicher¬ heitssprengstoffen entstehen.Problems can standardize explosives especially in transport, storage and production of ammonium nitrate as a component of Safe ¬ arise.
Obgleich Ammoniumnitrat in reiner Form ein weitgehend sicher zu handhabendes Gut darstellt, können Verunreini¬ gungen und örtliche starke Temperaturerhöhungen durch Reibung bei mechanischen Fördermethoden zu gefährlichen Situationen führen.Although ammonium nitrate in pure form represents a largely safe to handle property, Verunreini ¬ tions and local strong temperature increases by friction in mechanical delivery methods can lead to dangerous situations.
Bei mechanischen Förderelementen besteht immer die Gefahr, dass es im Havariefall zu tribochemischen Vorgängen und zu pyrophoren Reaktionen kommen kann.With mechanical conveying elements, there is always the danger that tribochemical processes and pyrophoric reactions may occur in the event of an accident.
Da bei der Herstellung von Ammoniumnitrat-Prills organische Prillhilfsmittel zur Senkung des Schmelzpunktes, der Visko¬ sität und der Oberflächenspannung eingesetzt werden, die sich als grenzflächenaktive Stoffe an der Oberfläche der Prills anreichern, kann bereits im Feinstaub eine detona¬ tionsfähige Konzentration auftreten, wie in der Patentschrift GB 1462491 beschrieben wird. Insbesondere in Abla¬ gerungen und Anbackungen können Mischungsverhältnisse von Ammoniumnitrat und organischen Stoffen mit explosiven Eigenschaften entstehen. Das gilt umso mehr, da in einigen Patentschriften Additive und Konzentrationen von Zusatzstoffen genannt werden, die eine sichere Handhabung fraglich erscheinen lassen.Since organic in the manufacture of ammonium nitrate prills Prill tool for lowering the melting point, the viscous ¬ intensity and the surface tension are used, which accumulate as surface-active substances on the surface of the prills, a detona ¬ tion capable concentration may already occur in the fine dust, such as in the patent GB 1462491 is described. In particular, struggled in Abla ¬ and caking can mix ratios of ammonium nitrate and organic matter produced with explosive properties. This is all the more true because in some patents additives and concentrations of additives are mentioned that make safe handling questionable.
So wird in der Patentschrift DE 69108181 eine Beschichtung der Ammoniumnitrat-Partikel mit Talkum oder Ton bzw. orga¬ nischen "Kristallhabitus-Modifiziermitteln" wie Alkyl- naphthalensulfonat genannt. Die Patentschrift DE 10332729 beschreibt den Zusatz von Antibackmitteln wie Siliziumdioxid oder bestimmte Metallhydroxide bzw. Hydroxysalze .Thus, the patent DE 69108181 a coating of ammonium nitrate particles with talc or clay or orga ¬ African "crystal habit modifiers" such as alkyl naphthalenesulfonate called. The patent DE 10332729 describes the addition of anti-caking agents such as silica or certain metal hydroxides or hydroxy salts.
Nachteilig hierbei ist, dass jeder Zusatz auch die Spreng¬ eigenschaften von Ammoniumnitrat ändert.The disadvantage here is that each additive and the explosive properties ¬ change of ammonium nitrate.
Die Eigenschaften der Ammoniumnitrat-Prills werden aber nicht nur durch mechanische Beanspruchung und Feuchtigkeit nachteilig beeinflusst, sondern auch durch Änderungen der Kristallstruktur, die mit einer Änderung des spezifischen Volumens gekoppelt sind. Ein in dieser Hinsicht störender Umwandlungspunkt allotroper Modifikationen liegt unglücklicherweise bereits bei 320C.However, the properties of the ammonium nitrate prills are adversely affected not only by mechanical stress and moisture, but also by changes in crystal structure coupled with a change in specific volume. Unfortunately, a disturbing transformation point of allotropic modifications in this respect is already at 32 ° C.
Es kommt bei den Ammoniumnitrat-Prills darauf an, die glatte Oberflächenstruktur zu erhalten. Die Phasenumwandlung bei 320C ist daher unerwünscht. In der EP 786434 wird beschrieben, dass die Umwandlung durch Zugabe von 10 % Kaliumnitrat unterdrückt werden kann. Jedoch ändern sich durch den relativ großen Zusatz die Sprengstoffeigenschaften . So wird beschrieben, dass mit 2 bis 5 Gewichtsprozent Kaliumnitrat plus 0,15 bis 0,5 Ge¬ wichtsprozent einer organischen Arylsulfonatverbindung, vorrangig Fuchsin S oder Naphtholrot S, die Umwandlung bei 320C ohne Nachteil auf die Sprengeigenschaften unterdrückt werden kann. Allerdings kann ein Gehalt an organischen Zusätzen zum Ammoniumnitrat ab 0,2 %, bezogen auf den Kohlenstoff, dazu führen, dass ein solches Ammoniumnitrat als gefährlich angesehen werden muss .It depends on the ammonium nitrate prills to get the smooth surface texture. The phase transformation at 32 0 C is therefore undesirable. EP 786434 describes that the conversion can be suppressed by adding 10% potassium nitrate. However, the explosive properties change due to the relatively large addition. Thus, it is described that 2 to 5 weight percent potassium nitrate plus 0.15 to 0.5 weight percent of an organic Ge ¬ Arylsulfonatverbindung, primarily Fuchsin S or naphthol S, the conversion at 32 0 C without detriment to the disintegration properties can be suppressed. However, a content of organic additives to the ammonium nitrate from 0.2%, based on the carbon, lead to such ammonium nitrate must be considered dangerous.
Die sicherste Methode, eine Änderung der inneren und äuße¬ ren Struktur von Ammoniumnitrat-Prills zu vermeiden, besteht neben dem absoluten Ausschluss von Feuchtigkeit darin, die Temperatur des Siloinhaltes unterhalb von 320C zu halten. Die Silos sind daher gegenüber der Umgebung wärmegedämmt .To avoid the safest method, a change of the inner and äuße ¬ ren structure of ammonium nitrate prills, is in addition to the absolute absence of moisture is to keep the temperature of the Siloinhaltes below 32 0 C. The silos are therefore thermally insulated from the environment.
Die geschilderten Nachteile betreffen auch die Lagerung und Förderung einer sogenannten auch fließfähigen ammonium- nitrathaltigen Matrix, die für die Herstellung von Emulsionssprengstoffen eingesetzt wird.The described disadvantages also relate to the storage and delivery of a so-called flowable ammonium nitrate-containing matrix, which is used for the production of emulsion explosives.
Die Entladung von für den Transport verwendeten Silofahrzeugen an den Empfangsstandorten erfolgte bislang mittels Druckluft unter Einsatz von Kompressoren. Der Einsatz von herkömmlichen Kompressoren hat sich trotz vorgeschaltetem Lufttrockner und Luftkühler nicht bewährt. Dies führte, wenn auch nur kurzfristig, zu der unerwünschten und vorher schon erwähnten Temperaturüberschreitung von 320C. Darüber hinaus konnte der Taupunkt der Luft offenbar nicht in gewünschtem Maße gesenkt werden, jedenfalls kam es immer wieder zu Anbackungen und Verklumpungen des ammoniumnitrathaltigen Materials im Lagersilo .The unloading of used for transport silo vehicles at the receiving locations was previously using compressed air using compressors. The use of conventional compressors has not proven itself despite upstream air dryer and air cooler. This led, even if only temporarily, to the unwanted and previously already mentioned temperature exceeding 32 0 C. In addition, the dew point of the air could not be reduced to the desired extent apparently, at least it kept coming back to caking and clumping of ammonium nitrate-containing material in the storage silo ,
Die Konstruktion der bisher bekannten Siloanlagen erfordert bei der Befüllung eine pneumatische Förderung des ammoniumnitrathaltigen Materials, die sogenannte Flugförderung. Hierbei wird Oberluft von bis zu 2 bar auf den Druckbehälter des Silofahrzeuges gegeben. Über ein zweites Ventil erfolgt die Zugabe der Förderluft direkt in die Befüllleitung des Silos, womit der Feststoff etwa gleichmäßig im Fördergas dispergiert wird. Die Regulierung des Feststoffmassestromes erfolgt über ein Klappenventil am Auslaufkiel des Fahrzeuges. Nachteilig bei diesem auch Dünnstromförderung genannten Verfahren ist die Gasgeschwindigkeit von 20 bis 40 m/s. Bei der Förderung von beispielsweise Ammoniumnitrat-Prills kommt es aufgrund von Turbulenzen im Gasstrom immer wieder zu Wandstößen, die einen Abrieb der Prilloberflache zur Folge haben.The construction of the hitherto known silo systems requires during the filling of a pneumatic conveying the ammonium nitrate-containing material, the so-called flight promotion. In this case, upper air of up to 2 bar is added to the pressure vessel of the silo vehicle. Via a second valve, the conveying air is added directly into the filling line of the silo, whereby the solids are dispersed approximately evenly in the conveying gas. The regulation of the solid mass flow occurs via a flap valve on Outlet keel of the vehicle. A disadvantage of this process also called Dünnstromförderung the gas velocity of 20 to 40 m / s. In the promotion of, for example, ammonium nitrate prills, wall turbulences repeatedly occur due to turbulence in the gas stream, which results in abrasion of the prilling surface.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Veränderung der ursprünglichen Beschaffenheit der Teilchen beim Transportieren, beim Lagern und beim Fördern sicher zu verhindern, indem eine Aufnahme von Feuchtigkeit aus der umgeben¬ den Luft wirksam unterbunden und damit eine Änderung des freien Fließvermögens, eine Brückenbildung beim Lagern und beim Entladen von Transport- oder Lagerbehältern und eine Änderung der morphologischen Eigenschaften der Partikel ausgeschlossen wird, sowie eine Kühlung der Füllung zu erreichen .The invention has for its object to reliably prevent a change in the original nature of the particles during transporting, storage and conveying by a recording of moisture from the surrounding ¬ effectively prevented the air and thus a change in the free flow, bridging the Storage and unloading of transport or storage containers and a change in the morphological properties of the particles is excluded, and to achieve a cooling of the filling.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 12.The object is achieved by the features of claims 1 and 12.
So ist das Verfahren zur Sicherung der freien Fließfähigkeit und Kühlung von körnigen, ammoniumnitrathaltigen Materialien beim Transport, bei der Lagerung und bei der Förderung der Materialien durch rohrförmige Leitungen in und aus Behältern, dadurch gekennzeichnet, dass die fließfähigen, ammoniumnitrathaltigen Materialien in einer trockenen und kalten Inertgasphase in einem geschlossenen System transportiert, gelagert und gefördert und/oder gekühlt werden.Thus, the method for ensuring the free flowability and cooling of granular, ammonium nitrate-containing materials during transport, storage and in the promotion of materials through tubular conduits in and out of containers, characterized in that the flowable, ammonium nitrate-containing materials in a dry and cold Inert gas phase transported in a closed system, stored and promoted and / or cooled.
Füllung, Transport, Lagerung oder Kühlung erfolgen unter Durchströmen des fließfähigen Materials mit dem trockenen und kalten Inertgas, das aus verflüssigtem Inertgas gewonnen wird. Diese Gase sind absolut trocken und wegen der Verdampfungsenthalpie kühl. Sie sind daher auch in der Lage, das fließfähige Material zu kühlen und eine eventuelle Restfeuchte schnell aufzunehmen. Es gibt keine Änderung der Oberflächenstruktur, die beim Abfüllen und Transport erhöhten Abrieb und damit einen Anstieg des Feinkornanteiles bewirken könnte.Filling, transport, storage or cooling are carried out by flowing the flowable material with the dry and cold inert gas, which is obtained from liquefied inert gas. These gases are absolutely dry and cool due to the enthalpy of vaporization. They are therefore also able to cool the flowable material and a to absorb any residual moisture quickly. There is no change in the surface structure, which could cause increased abrasion and thus an increase in the fine grain content during filling and transport.
Die Vorrichtung zur Sicherung der freien Fließfähigkeit und Kühlung von fließfähigen ammoniumnitrathaltigen Materialien umfasst erfindungsgemäß eine Inertgasbevorratungseinheit , die einen Inertgastank und einen Verdampfer enthält, sowie Gasleitungen, die vom Verdampfer ausgehend mit dem Silo und einem Silofahrzeug verbindbar sind.The device for securing the free flowability and cooling of flowable ammonium nitrate-containing materials according to the invention comprises a Inertgasbevorrungungseinheit containing an inert gas and an evaporator, and gas lines, starting from the evaporator with the silo and a silo vehicle can be connected.
Vorteilhafte Weiterbildungen werden in den Unteransprüchen angegeben .Advantageous developments are specified in the subclaims.
In einer Ausgestaltung der Erfindung wird das Inertgas aus verflüssigtem Inertgas durch Entspannung gewonnen und in das geschlossene System, das die fließfähigen, ammoniumnitrathaltigen Materialien enthält, eingebracht.In one embodiment of the invention, the inert gas is obtained from liquefied inert gas by relaxation and introduced into the closed system containing the flowable, ammonium nitrate-containing materials.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird eine Spülung des geschlossenen Systems vor dem Einbringen des fließfähigen, beispielsweise körnigen ammoniumnitrat¬ haltigen Materials mit dem Inertgas, z.B. mit trockenem Stickstoff, durchgeführt, so dass Wasserreste entfernt werden und eine Vorkühlung des Systems erfolgt.In a further embodiment of the invention, a flushing of the closed system before introducing the flowable, for example, granular ammonium nitrate- containing material with the inert gas, for example, with dry nitrogen, carried out so that water residues are removed and a pre-cooling of the system takes place.
Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass in dem geschlos¬ senen System die Inertgasatmosphäre unter einem Überdruck zwischen 30 und 450 mbar gehalten wird, damit aus der umgebenden Atmosphäre keine Luft und Feuchtigkeit eindringen kann.A further embodiment provides that in the CLOSED ¬ Senen system, the inert gas atmosphere is maintained mbar under a positive pressure level between 30 and 450 so that no air can penetrate and moisture from the surrounding atmosphere.
Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass das aus dem ver¬ flüssigten Inertgas durch Entspannung gewonnene Gas zur Absenkung der Temperatur auf unter 320C in dem geschlossenen System eingesetzt wird. Vorteilhafterweise ist dies jederzeit möglich, wenn sich aufgrund der äußeren Tempe- raturbedingungen eine Erwärmung der Silos bzw. Behälter andeutet .A further embodiment provides that the gas obtained from the ver ¬ liquid inert gas by relaxation is used to lower the temperature to below 32 0 C in the closed system. Advantageously, this is possible at any time if, due to the external temperature temperature conditions indicates heating of the silos or containers.
Wird bei tagelangen mittleren Temperaturen >32°C im Siloinhalt eine Annäherung an den kritischen Punkt gemessen, so kann erfindungsgemäß eine wirksame Kühlung durch Einleiten von beispielsweise Stickstoff oder Kohlendioxid, das aus der Verdampfung der verflüssigten Gase stammt, erreicht werden. Eine Strukturänderung durch ein Durchlaufen des Umwandlungspunktes oder durch den Einfluss von Feuchtigkeit wird somit verhindert, und es tritt keine Qualitätsminde¬ rung ein.If an approximation to the critical point is measured in the silo content for days at average temperatures> 32 ° C., an effective cooling can be achieved according to the invention by introducing, for example, nitrogen or carbon dioxide, which originates from the evaporation of the liquefied gases. A structural change by passing through the transition point or by the influence of moisture is thus prevented, and there is no quality Minde ¬ a tion.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das aus dem verflüssigten Inertgas durch Entspannung gewonnene Gas auch als Fördermedium des fließfähigen, ammonium- nitrathaltigen Materials eingesetzt werden kann.A development of the invention provides that the gas obtained from the liquefied inert gas by expansion can also be used as a delivery medium of the flowable, ammonium nitrate-containing material.
So lässt sich ohne weiteres aus der Flüssig¬ gasbevorratungseinheit ein Gas mit einem Druck gewinnen, das für die Förderung des körnigen Materials ausreichend ist. Gleichzeitig kann die Temperatur des körnigen Gutes auf unter 320C gehalten werden.As can be readily from the liquid ¬ gas storage unit is a gas gain at a pressure that is sufficient for the promotion of the granular material. At the same time, the temperature of the granular material can be kept below 32 0 C.
Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass als flüssiges Inertgas Stickstoff, Kohlendioxid und/oder Edelgase einge¬ setzt werden, wobei sich insbesondere Stickstoff als sehr vorteilhaft erwiesen hat.A further embodiment provides that incorporated as the liquid inert gas is nitrogen, carbon dioxide and / or noble gases ¬ be set, wherein, in particular, nitrogen has been found to be very advantageous.
Erfindungsgemäß werden beispielsweise Ammoniumnitrat-Prills bei Transport, Förderung und Lagerung in einer wasserfreien Inertgasatmosphäre gehalten, die durch Verdampfen von flüssigem Stickstoff unmittelbar am Einsatzort erzeugt wird. In gleicher Weise können auch Kohlendioxid oder Argon allein oder in Mischungen untereinander oder mit Stickstoff eingesetzt werden.According to the invention, for example, ammonium nitrate prills are kept in an anhydrous inert gas atmosphere during transport, transport and storage, which is produced by evaporation of liquid nitrogen directly at the place of use. In the same way, carbon dioxide or argon can be used alone or in mixtures with one another or with nitrogen.
Das durch Verdampfen des verflüssigten inerten Gases erhaltene Gas ist frei von Feuchtigkeit und besitzt ohne mecha¬ nische Hilfsmittel wie Pumpen oder Verdichter einen eigenständigen Gasdruck. Die Gase sind außerdem in der Lage die ammoniumnitrathaltigen Materialien wie Prills abzukühlen.The gas obtained by vaporizing the liquefied inert gas is free of moisture and has its own gas pressure without mecha ¬ African aids such as pumps or compressors. The gases are also able to cool the ammonium nitrate-containing materials such as prills.
Die Nutzung der genannten Eigenschaften der verflüssigten Gase ermöglicht auch bei langzeitiger Lagerung in Behältern bzw. Silos den Erhalt der Qualität der Ammoniumnitrat- Prills .The use of the mentioned properties of the liquefied gases makes it possible to maintain the quality of the ammonium nitrate prills even when stored for a long time in containers or silos.
Insbesondere durch den vollkommenen Ausschluss von Luft¬ feuchtigkeit bleiben Kristallstruktur und Oberflächenmorphologie der Prills erhalten. Das wiederum ermöglicht die Förderung der Prills zur Befüllung von Lagersilos als Pseudoflüssigkeit mittels des Gasdruckes der verdampfenden verflüssigten Gase.Stay moisture in particular by the complete absence of air ¬ crystal structure and surface morphology get the prills. This in turn allows the promotion of prills for filling storage silos as pseudo-liquid by means of the gas pressure of the evaporating liquefied gases.
Die Förderung der Ammoniumnitrat-Prills, die eine weit¬ gehend homogene Korngröße besitzen, in das Lagersilo durch Rohrleitungen erfolgt dabei nicht als Luft/Feststoff- Dispersion in so genannter Flugförderung, sondern aufgrund der gleichförmigen Gestalt und dem Erhalt der glatten Oberfläche als Dichtstoff-Förderung. Das bedeutet neben schonendem Transport auch eine erhebliche Einsparung an Gas als Transportmedium.The promotion of ammonium nitrate prills that have a far ¬ consistently homogeneous particle size, in the storage silo through pipes not done as an air / solid dispersion in a so-called air support but due to the uniform shape and maintaining the smooth surface as a sealant promotion , In addition to gentle transport, this also means a considerable saving in gas as a transport medium.
Diese besonders schonende Art der Förderung ist bei Ammoniumnitrat-Prills nur möglich, wenn die ursprüngliche glatte Oberfläche mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens gesichert wird. Gleichzeitig ergibt sich eine Einsparung an komprimiertem Gas . In der praktischen Anwendung erhalten Prills die zur Strömung notwendige kinetische Energie durch ein oberhalb der Füllung anliegendes Druckpolster des wasserfreien entspannten Inertgases.This particularly gentle type of promotion is only possible with ammonium nitrate prills if the original smooth surface is secured by means of the method according to the invention. At the same time there is a saving in compressed gas. In practical use, prills receive the kinetic energy necessary for the flow through a pressure pad of the anhydrous expanded inert gas, which is located above the filling.
Die Aufrechterhaltung der Oberflächenmorphologie und Feinstruktur der Prills ist nicht nur für diese material¬ schonende Fördermethode wichtig, sondern ebenso für die Sprengeigenschaften der daraus gewonnen Sicherheitssprengstoffe .Maintaining the surface morphology and fine structure of the prills is friendly not only for this material ¬ delivery method important, but also for the explosive properties of resulting safety explosives.
Sicherheit und abgestimmte Brisanz werden in erheblichem Maße durch die Porosität und Packungsdichte der Prills be- einflusst .Safety and coordinated explosiveness are significantly influenced by the porosity and packing density of the prills.
Das erreichte niedrige Schüttgewicht der Prills wird als Maß für die Prillqualität angesehen. Eine Veränderung dieses Schüttgewichtes durch die Bildung von Feinstaub bei Umschlag, Transport und Lagerung bedeutet einen erheblichen Qualitätsverlust .The achieved low bulk density of the prills is considered as a measure of the quality prill. A change in this bulk density through the formation of fine dust during transhipment, transport and storage means a significant loss of quality.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren des Einsatzes von inerten verflüssigten Gasen, vorrangig Stickstoff, werden der Ausschluss von Feuchtigkeit und Luftsauerstoff, die Beseitigung von Restfeuchte, die Einhaltung einer Temperatur unterhalb des Umwandlungspunktes bei 320C und eine schonende Förderung ohne mechanische Hilfsmittel für Ammoniumnitrat-Prills und Emulsionssprengstoffe ermöglicht.The inventive method of using inert liquefied gases, primarily nitrogen, the exclusion of moisture and atmospheric oxygen, the elimination of residual moisture, maintaining a temperature below the transformation point at 32 0 C and a gentle promotion without mechanical aids for ammonium nitrate prills and Emulsion explosives allows.
Das Verfahren lässt sich ebenso für die Förderung der Matrix von Emulsionssprengstoffgemischen und/oder mit Brennöl getränkten Ammoniumnitrat-Prills, den sogenannten ANFO-Sprengstoffen (Ammonium Nitrate Fuel OiI) , in Hochsilos oder andere Lagercontainer ohne mechanische Pumpen mit Hilfe des Gasdruckes des inerten Gases anwenden. Nach Beendigung des Füllvorganges verbleibt kein Material in der Förderleitung, das erstarren und beim nächsten Füllvorgang zu gefährlich hohen Drücken führen könnte.The process can also be applied to the promotion of the matrix of emulsion explosive mixtures and / or ammonium nitrate prills soaked in fuel oil, the so-called ANFO explosives (Ammonium Nitrate Fuel OiI), into high silos or other storage containers without mechanical pumps by means of the gas pressure of the inert gas , After completion of the filling process no material remains in the delivery line, which solidify and could lead to dangerously high pressures during the next filling process.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird in dem nachstehenden Beispiel weiter erläutert.The process according to the invention is further explained in the following example.
Beispiel 1:Example 1:
Die Ammoniumnitrat-Prills werden beim Hersteller direkt in Silofahrzeuge/Silocontainer geladen, die als Druckbehälter ausgelegt sind. Um zu vermeiden, dass der Behälter auf dem Transportweg Außenluft und damit Luftfeuchtigkeit über das Sicherheitsventil einzieht, wird der Druckbehälter nach Beladung mit ca. 450 mbar Stickstoff beaufschlagt. Das aus verflüssigtem Stickstoff gewonnene Gas ist kühl und absolut trocken .The ammonium nitrate prills are loaded at the manufacturer directly into silo vehicles / silo containers, which are designed as pressure vessels. In order to prevent the container from drawing in outside air and thus atmospheric moisture via the safety valve during transport, the pressure vessel is charged after loading with approximately 450 mbar of nitrogen. The liquefied nitrogen gas is cool and absolutely dry.
Die Feststoffeigenschaften der Prills werden aufgrund dieser Maßnahmen auf dem Transportweg erhalten und ermöglichen so eine so genannte Dichtstromförderung. Gegenüber einer Dünnstromförderung, beispielsweise einer Flugförderung mit einer Gasgeschwindigkeit von 20 bis 40 m/s wird die Fördergeschwindigkeit soweit abgesenkt, dass die Ammoniumnitrat-Prills vollständig aus dem Fördergas ausfallen und dadurch ein hoher Füllungsgrad der Leitung erreicht wird. Die Gasgeschwindigkeit reduziert sich auf 3 bis 10 m/s. Diese niedrige Geschwindigkeit führt zu einer Schonung der Prills, Vermeidung der Entstehung von Feinkorn und Rohrverschleiß. Gleichzeitig reduziert sich die spezifische Fördergasmenge.Due to these measures, the solids properties of the prills are preserved on the transport route, thus enabling so-called dense phase conveying. Compared to a Dünnstromförderung, for example, a flight promotion with a gas velocity of 20 to 40 m / s, the conveying speed is lowered so far that the ammonium nitrate prills completely precipitate from the conveying gas and thus a high degree of filling of the line is achieved. The gas velocity is reduced to 3 to 10 m / s. This low speed leads to a protection of the prills, avoiding the formation of fine grain and tube wear. At the same time, the specific amount of conveying gas is reduced.
Das Silo wird mit einem leichten Überdruck des Stickstoffs beaufschlagt, um das Eindringen von Luftfeuchtigkeit zu verhindern und die Qualität der Prills während der Lagerung zu erhalten. Um vorbeugend einer Temperaturdurchschreitung von 320C entgegen zu wirken, ist außerdem der Silobehälter wärmegedämmt und mit einer die Wärmestrahlung reflektierenden auf Hochglanz polierten Edelstahl-Außenhaut versehen .The silo is subjected to a slight overpressure of the nitrogen to prevent the ingress of atmospheric moisture and to maintain the quality of the prills during storage. To counteract a preventive temperature of 32 0 C, is also the silo container thermally insulated and provided with a reflecting the heat radiation to a high gloss polished stainless steel outer skin.
Falls bei einer lang anhaltenden mittleren Umgebungstemperatur von >32°C trotzdem die Gefahr besteht, dass der Silo¬ inhalt den Umwandlungspunkt bei 320C durchschreiten könnte, wird mittels Durchströmen des Siloinhaltes mit dem aus dem Verdampfer als kaltes Gas entnommenen Stickstoff eine sofort wirksame Kühlung eingeleitet.If at a long-lasting average ambient temperature of> 32 ° C, there is still the risk that the Silo ¬ content could pass through the transformation point at 32 0 C, by flowing through the Siloinhaltes with the extracted from the evaporator as cold gas nitrogen immediately effective cooling initiated.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird anhand eines Ausführungsbeispieles und einer Zeichnung näher erläutert.The device according to the invention will be explained in more detail with reference to an embodiment and a drawing.
Es zeigtIt shows
Fig. 1 ein Fließschema der erfindungsgemäße Vorrichtung .Fig. 1 is a flow diagram of the device according to the invention.
Das in Fig. 1 dargestellte Fließschema der erfindungs¬ gemäßen Vorrichtung zeigt ein auf einem Stahlbaurahmen 4 platziertes Silo 1. Ein Silokopf 2 weist Eingänge bzw. Ausgänge für eine Entstaubungsleitung 5 und eine Förderleitung 8 sowie ein Gasauslassventil 3 auf. Über die Entstaubungsleitung 5 und einen Filter 6 erfolgt eine Entsorgung eventuell bei der Einfüllung oder beim Abfüllen entstehenden Stäuben. Eine Inertgasbevorratungseinheit 10, die in dieser beispielhaften Ausführung einen Stickstofftank 11 und einen Verdampfer 12 enthält, ist über eine Gasleitung 7 mit dem Silo 1 verbunden. Eine Verbindung erfolgt über ein Leitungsteil 7.1 der Gasleitung 7 und stellt hiermit eine Verbindung mit der Entstaubungsleitung 5 her. Eine weitere Verbindung erfolgt über ein Leitungsteil 7.3 der Gasleitung 7, das in einen Kaltgaseintritt 14 mündet. Der Kaltgaseintritt 14 ist im Bereich einer Entleerung 15 unterhalb eines Abfüllkonus 16 des Silos 1 angeordnet. Ein weiteres Leitungsteil 7.3 der Gasleitung 7 ist mit einem Gasschlauch 17 mit einem zu entleerenden Silofahrzeug 13 verbunden. Das Silofahrzeug 13 ist über einen Förderschlauch 9 mit der Förderleitung 8 zusammengeschaltet. Die Entnahme des verflüssigten Gases aus dem Stickstofftank 11 erfolgt über eine Entnahmeleitung 18, die direkt in den Verdampfer 12 führt. Hier geht das Flüssiggas, in diesem Falle flüssiger Stickstoff, in die Gasphase über. Über Druckregler wird der erforderliche Druck eingestellt. Eine Kombination verschiedener Ventile sorgt dafür, dass an den unterschiedlichen Abnahmestellen an den Leitungsteilen 7.1, 7.2 und 7.3 ein Gasdruck anliegt, der für den jeweiligen Verwendungszweck gefordert wird. Der sich im Leitungsteil 7.2 der Gasleitung 7 aufbauende Druck ist so hoch, dass über den Gasschlauch 17 Druck auf den Siloinhalt des Silofahrzeuges 13 ausgeübt wird und dadurch über den Förderschlauch 9 das ammoniumnitrathaltige Material in die Förderleitung 8 und dann in das Silo 1 gefördert wird. Der im Leitungsteil 7.3 der Gasleitung 7 eingeregelte Druck ermöglicht während der Lagerung eine Kühlung des Inhaltes des Silos 1 vornehmen zu können, in dem kaltes Gas durch den Abfüllkonus 16 in die Füllung geleitet wird. Eine weitere Möglichkeit kühlendes Gas in das Silo einzubringen, erfolgt über das Leitungsteil 7.1 der Gasleitung 7 und über die Entstaubungsleitung 5, so dass insbesondere die sich im oberen Teil des Silos 1 häufig entwickelnden höheren Temperaturen auf diesem Wege unmittelbar abgesenkt werden können. Über das Gasauslassventil 3 am Silokopf 2 erfolgt der geregelte Austritt überschüssiger Gase. Bezugs zeichenlisteThe flow scheme of the device according to Inventive ¬ shown in Fig. 1 shows a placed on a steel frame 4 Silo 1. A Silokopf 2 has inputs and outputs for a Entstaubungsleitung 5 and a feed pipe 8 and a gas outlet 3. About the Entustaubungsleitung 5 and a filter 6 is a disposal possibly occurring during filling or filling dusts. An inert gas storage unit 10, which in this exemplary embodiment contains a nitrogen tank 11 and an evaporator 12, is connected to the silo 1 via a gas line 7. A connection is made via a line part 7.1 of the gas line 7 and hereby establishes a connection with the dedusting line 5 ago. Another connection is via Line part 7.3 of the gas line 7, which opens into a cold gas inlet 14. The cold gas inlet 14 is arranged in the region of an emptying 15 below a filling cone 16 of the silo 1. Another line part 7.3 of the gas line 7 is connected to a gas hose 17 with a silo vehicle 13 to be emptied. The silo vehicle 13 is interconnected via a delivery hose 9 with the delivery line 8. The removal of the liquefied gas from the nitrogen tank 11 via a discharge line 18, which leads directly into the evaporator 12. Here, the liquefied gas, in this case liquid nitrogen, passes into the gas phase. Pressure regulator is used to set the required pressure. A combination of different valves ensures that there is a gas pressure at the various delivery points on the line parts 7.1, 7.2 and 7.3, which is required for the respective intended use. The pressure building up in the line part 7.2 of the gas line 7 is so high that pressure is exerted on the silane content of the silo vehicle 13 via the gas hose 17 and the ammonium nitrate-containing material is conveyed into the conveying line 8 and then into the silo 1 via the conveying hose 9. The pressure regulated in the line section 7.3 of the gas line 7 allows to carry out a cooling of the contents of the silo 1 during storage, in which cold gas is passed through the filling cone 16 into the filling. Another way to introduce cooling gas into the silo, via the line part 7.1 of the gas line 7 and the dedusting line 5, so that in particular in the upper part of the silo 1 frequently developing higher temperatures can be lowered directly in this way. About the gas outlet 3 on the silo head 2, the controlled discharge of excess gases. Reference sign list
1 Silo1 silo
2 Silokopf2 silo head
3 Gasauslassventil3 gas outlet valve
4 Stahlbaurahmen4 steel construction frame
5 Entstaubungsleitung5 dedusting line
6 Filter6 filters
7 Gasleitung7 gas line
7.1 Leitungsteil7.1 line part
7.2 Leitungsteil7.2 line part
7.3 Leitungsteil7.3 line part
8 Förderleitung8 support line
9 Förderschlauch9 delivery hose
10 Inertgasbevorratungseinheit10 inert gas storage unit
11 Stickstofftank11 nitrogen tank
12 Verdampfer12 evaporators
13 Silofahrzeug 13.1 Silofahrzeug13 Silo vehicle 13.1 Silo vehicle
14 Kaltgaseintritt14 cold gas inlet
15 Entleerung15 emptying
16 Abfüllkonus16 filling cone
17 Gasschlauch17 gas hose
18 Entnahmeleitung 18 sampling line
Claims
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