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WO2025099107A1 - Sample collector for an oxyfuel process - Google Patents

Sample collector for an oxyfuel process Download PDF

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Publication number
WO2025099107A1
WO2025099107A1 PCT/EP2024/081408 EP2024081408W WO2025099107A1 WO 2025099107 A1 WO2025099107 A1 WO 2025099107A1 EP 2024081408 W EP2024081408 W EP 2024081408W WO 2025099107 A1 WO2025099107 A1 WO 2025099107A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
sample container
tube
nozzle
sampler
sample
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
PCT/EP2024/081408
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Constantin KIMMIG
René SATTLER
Peter RICKERT
Michael Drepper
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ThyssenKrupp AG
Thyssenkrupp Polysius GmbH
Original Assignee
ThyssenKrupp AG
Thyssenkrupp Polysius GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE102023131284.7A external-priority patent/DE102023131284A1/en
Priority claimed from LU103213A external-priority patent/LU103213B1/en
Application filed by ThyssenKrupp AG, Thyssenkrupp Polysius GmbH filed Critical ThyssenKrupp AG
Publication of WO2025099107A1 publication Critical patent/WO2025099107A1/en
Pending legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • G01N2001/2057Sample chamber in a valve/piston

Definitions

  • the invention relates to a sampler for taking a powdered sample from an oxyfuel process.
  • the oxyfuel process is particularly suitable for avoiding carbon dioxide emissions in the thermal treatment of mineral materials and especially in the production of clinker from limestone.
  • Clinker production in particular releases very large quantities of carbon dioxide, not only from the combustion of the fuel, but also from the limestone itself. Carbon dioxide separation is therefore particularly important in this process.
  • the oxyfuel process is increasingly being used. Ideally, pure oxygen is used as the combustion gas, so that in the end, practically only carbon dioxide (and water) remains in the gas phase. This eliminates the need for complex separation of carbon dioxide from the exhaust stream, as is the case with amine scrubbing, for example.
  • US 4 024 765 A discloses an automatic volumetric sampler for granular or powdery samples.
  • a device for taking samples is known from DE 10 2016 204 163 A1.
  • DE 10 2010 010 789 A1 discloses a sampler and a method for taking powder or granulate samples from a conveyor line.
  • a sampler for solids from a pressure reactor is known from US 4 630 479 A. This makes it necessary to prevent the ingress of external air, and especially nitrogen, into the system, which requires the sealing of all potential openings to the outside of the system.
  • DE 10 2022 209 740 discloses a furnace seal for sealing the rotary kiln, particularly against the ingress of external gases.
  • the object of the invention is to provide a sampler protected against the ingress of secondary air.
  • the sampler according to the invention is used for taking samples during the thermal treatment of mineral material, for example and in particular in the cement industry.
  • samples of the thermally treated mineral material must be taken during operation from the hot area, for example, at 800 to 1200 °C.
  • the sampler is therefore used to take a sample from the material flow within the thermal treatment device, for example, between the calciner and the rotary kiln.
  • the sampler has a cylindrical tube.
  • the tube is designed to pass through the wall of a thermal treatment device. This means that a sample can be taken from the interior and brought outside through the tube. The tube thus serves to pass through the casing of the thermal treatment device.
  • a sample container that can be moved in the longitudinal direction of the tube is arranged in the cylindrical tube.
  • the sample container can, for example, be scoop-shaped.
  • the sample container is preferably adapted to the shape of the cylindrical tube so that it can be moved snugly.
  • the sample container has a circular cross-section perpendicular to the axis of the tube, at least on the side facing the outside. The sample container thus closes the tube on the side facing the outside.
  • the sample container is connected to a rod element arranged in the longitudinal direction of the tube; the rod element is designed to move the sample container. With the help of the rod element, the sample container and thus a sample can be removed from the interior of the thermal treatment device, or the empty sample container can be reinserted.
  • the tube in the outer region i.e. outside the thermal treatment device, has a nozzle arranged on the underside.
  • the nozzle is used for removing the sample.
  • the nozzle can accommodate a laboratory sample container or can be connected to it.
  • the laboratory sample container can be placed in a gas-tight nozzle, or the laboratory sample container can be connected to the nozzle, for example, via a screw thread, so that in this case the laboratory sample container closes off the nozzle at the bottom.
  • the sample container is designed to close the nozzle in a first rotational position when arranged above the nozzle. This is preferably the removal rotational position of the sample container; thus, the underside of the sample container, which preferably conforms to the tube in terms of shape, preferably closes the nozzle.
  • the sample container also has a second rotational position.
  • the second rotational position which is rotated by at least 90°, preferably by 180°, about the longitudinal axis of the tube relative to the first rotational position, is designed to empty into the nozzle when arranged above the nozzle.
  • the sample falls from the sample container into the nozzle in the second rotation position (or better, already when turning into the second rotation position) and thus ultimately into the laboratory sample container.
  • the tube with the nozzle and attached or inserted The laboratory sample container forms a closed space, which at no time creates a direct connection between the interior of the thermal treatment device and the ambient air, so that no gas can escape from the interior and no ambient air can enter.
  • a minimal exchange for example, by changing the laboratory sample container within the sampler and thus indirectly between the ambient air and the interior of the thermal treatment device, is small enough to be negligible.
  • the sampler according to the invention which can itself form a gas-tight space, can reliably prevent direct contact between the gas space inside the thermal treatment device and the ambient air and at the same time enables efficient sampling.
  • the nozzle has a closure device.
  • the closure device can be used to close the nozzle, allowing the laboratory sample container to be changed without opening the sampler to the ambient air.
  • the closure device can be designed, for example, in the form of a retractable plate.
  • the sampler comprises a sample container securing device.
  • the sample container securing device serves to lock or release the laboratory sample container.
  • the sample container securing device has a locked state in which the laboratory sample container cannot be removed.
  • the sample container securing device has an unlocked state in which the laboratory sample container can be removed.
  • the closure device is coupled to the sample container securing device in such a way that the sample container securing device can only be transferred to the unlocked state when the closure device is closed, and that the closure device can only be opened when the sample container securing device is in the locked state. This ensures that the closure device is never open and the laboratory sample container removed, thus preventing ambient air from entering the sampler.
  • a sealing element is arranged on the rod element, closing the tube.
  • the sealing element can be made of a flexible material, such as a heat-resistant plastic, thus providing a better seal.
  • the distance from the sample container creates a separation from the very hot interior of the thermal treatment device, which expands the range of materials that can be used to manufacture the sealing element.
  • the nozzle has a closure device for closing the nozzle. This allows the gas space inside the sampler to be separated in order to remove or replace the laboratory sample container. This can reduce the penetration of ambient air into the interior of the sampler when changing the laboratory sample container and thus ultimately into the interior of the thermal treatment device.
  • the tube has a protective gas supply.
  • a protective gas for example an exhaust gas from the thermal treatment device or another, preferably carbon dioxide-rich gas, can be supplied via the protective gas supply, particularly when the sample container is moved, especially when the sample container is moved into the interior of the thermal treatment device.
  • the volume of the gas space inside the sampler increases, particularly when the sample container is moved into the interior of the thermal treatment device.
  • gas can also be supplied via the protective gas supply, particularly when changing the laboratory sample container, in order to to generate a continuous gas flow to the outside in order to avoid the ingress of nitrogen from outside when changing the laboratory sample container.
  • the sample container has a scoop shape.
  • the sample container is guided into the product stream with the opening facing upwards, collects the sample, is then retracted over the nozzle and inverted there, so that the sample falls through the nozzle into the laboratory sample container.
  • the rod element is connected to an adjustment drive or is designed to be telescopic.
  • the adjustment drive is preferably arranged outside the internal gas chamber of the sampler, meaning the rod element must have a wall duct, a telescopic rod element can be arranged inside the gas chamber. Since hot gases are used, it may be advantageous for the telescopic rod element to be pneumatically operated.
  • the sampler comprises a
  • Control system for automated sample taking
  • the sampler comprises a
  • a pressure relief valve is used.
  • the gas space is reduced, compressing the gas volume inside the sampler, causing the pressure to rise. Therefore, a pressure relief valve is useful. Although this releases the carbon dioxide-rich gas into the environment, the amounts released are comparatively small compared to the overall process.
  • the tube of the sampler is inclined such that the end of the tube located inside the thermal treatment device is positioned lower than the end of the tube located outside the thermal treatment device.
  • the nozzle which is preferably arranged perpendicularly or at least ⁇ 10° to the vertical, is arranged at an angle to the tube.
  • the tube preferably has an angle of at least 30°, more preferably at least 40°, relative to the horizontal. Due to this inclination, particles remaining in the tube are conveyed by gravity from the interior of the tube back into the material flow of the thermal treatment device, thus preventing the sample container from jamming.
  • the invention relates to a thermal treatment device with a sampler according to the invention.
  • the thermal treatment device comprises a calciner and a furnace, and the sampler is arranged in the material flow between the calciner and the furnace.
  • the invention relates to a method for taking a sample from a thermal treatment device.
  • the method comprises the following steps: a) placing a sample container into a material stream in a thermal treatment device and thereby receiving a sample into the sample container, b) moving the sample container through a pipe via a nozzle using a rod element, c) rotating the sample container to empty the sample into the nozzle and through the nozzle into a laboratory sample container arranged below or in the nozzle, d) rotating the sample container back, e) moving the sample container through the pipe into the material stream using a rod element.
  • the laboratory sample container is secured with a sample container securing device.
  • a locking device for the nozzle and the The sample container securing devices are coupled together in such a way that the sample container securing device can only be unlocked when the locking device is closed, and the locking device can only be opened when the sample container securing device is locked. This locking device thus ensures that the laboratory sample container can only be removed if it is certain that there is no open connection to the interior, thus preventing direct and uncontrolled penetration of nitrogen.
  • Step e) transitions into step a) so that samples can be easily taken, for example, at specified time intervals.
  • the advantage of sampling is that the process allows the atmosphere inside the thermal treatment device to be separated from the environment, thus preventing the penetration of nitrogen in particular.
  • step b) occurs in an ascending direction, i.e., against gravity. This has the advantage that particle buildup is less likely and jamming of the sample container can be avoided, as particles are transported from the tube back into the material flow by gravity.
  • protective gas is supplied via a protective gas supply while the sample container is moved in the tube.
  • the protective gas can preferably be the exhaust gas from the thermal treatment plant itself or a similar carbon dioxide-rich gas. The purpose is to prevent the penetration of nitrogen, in particular from the ambient air.
  • the nozzle is closed by a closure device when changing the laboratory sample container. This minimizes the ingress of ambient air when changing the laboratory sample container.
  • protective gas is supplied via the protective gas supply when changing the laboratory sample container. The continuous gas flow ensures that no (or as little as possible) nitrogen from the environment can enter the interior of the sample container and thus ultimately enter the interior of the thermal treatment device, even when the sample container is opened.
  • waiting periods are inserted during step e) to adjust the time between sampling, in particular to adjust the transition from step e) to step a).
  • the sample container is moved within the pipe at shorter intervals. This frequent movement avoids long downtimes, which in turn minimizes the risk of the sample container jamming in the dusty and very hot environment.
  • the laboratory sample container is then transported by pneumatic tube for analysis.
  • Figs. 1 to 3 show a first embodiment
  • Figs. 4 to 6 show a second embodiment.
  • the sampler 10 passes through a wall of a thermal treatment device 20, which, since it is not part of the sampler 10, is shown here in dashed lines.
  • the left-hand side is the interior, where the material is thermally treated and where, in the oxyfuel process, a nitrogen-poor to nitrogen-free atmosphere prevails at 800 to 1200 °C.
  • the right-hand side is the environment in which the sample is taken and used for further analysis.
  • a sample container 40 is arranged within the tube 30 and can be displaced in the longitudinal direction of the tube 30 using a rod element 50.
  • the sampler 10 has an adjustment drive 52.
  • a nozzle 60 is arranged below the tube 30, to which, in the example shown, a laboratory sample container 70 is arranged.
  • the sampler 10 has a protective gas supply 81 and a pressure relief valve 82. The tightness in the tube 30 is achieved, on the one hand, via the circular cross-section 42 of the sample container 40 and a sealing element 44 slightly spaced therefrom.
  • the method can be illustrated using the positions shown in Fig. 1 to Fig. 3.
  • the sample container 40 is located inside and can thus receive a sample from the material flow.
  • the sample container 40 is retracted by means of the adjustment drive 52 and the rod element 50 until the sample container 40 has reached the second position above the nozzle. Since the volume within the sampler 10 is reduced in this process, gas escapes via the pressure relief valve 82.
  • the sample container 40 is rotated into the third position, as shown in Fig. 3. The sample falls from the sample container 40 through the nozzle 60 into the laboratory sample container.
  • the process is then reversed, and the sample container 40 is first rotated back into the second position, as shown in Fig. 2.
  • the sample container 40 is then moved back inside by the adjustment drive 52 and the rod element 50. Since the volume within the sampler 10 increases during this process, cold exhaust gas from the gas treatment device, for example, is supplied via the protective gas supply 81.
  • the second embodiment shown in Fig. 4 to Fig. 6 differs from the first embodiment shown in Fig. 1 to Fig. 3 by an inclined position of the tube 30. Furthermore, the first embodiment and the second embodiment are the same, so that the statements regarding the first embodiment apply analogously to the second embodiment.

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Abstract

The present invention relates to a sample collector 10 for heat treatment of mineral material, wherein the sample collector 10 has a cylindrical tube 30, wherein the tube 30 is designed to pass through a wall of a heat treatment device, wherein a sample container 40 is arranged in the cylindrical tube 30 and is movable in the longitudinal direction of the tube 30, wherein the sample container 40 has, at least on the side facing the outside, a circular cross section 42 perpendicular to the axis of the tube 30 and closes the tube 30, wherein the sample container 40 is connected to a rod element 50 arranged in the longitudinal direction of the tube 30, wherein the rod element 50 is designed to move the sample container 40, wherein the tube 30 has, in the outer region, a connector piece 60 arranged on the underside, wherein the connector piece 60 can receive a laboratory sample container 70 or can be connected thereto, wherein the sample container 40, in a first rotation position and arranged above the connector piece 60, is designed to close the connector piece 60, and wherein the sample container 40, in a second rotation position, which is rotated 180° about the longitudinal axis of the tube 30 with respect to the first rotation position, and arranged above the connector piece 60, is designed to empty into the connector piece 60.

Description

Probennehmer für einen Oxyfuel-Prozess Sampler for an oxyfuel process

Die Erfindung betrifft einen Probennehmer zur Entnahme einer pulverförmigen Probe aus einem Oxyfuel-Prozess. The invention relates to a sampler for taking a powdered sample from an oxyfuel process.

Insbesondere in Bereich der thermischen Behandlung mineralischer Materialien und ganz besonders im Bereich der Herstellung von Klinker aus Kalkstein ist das Oxyfuel- Verfahren besonders geeignet, um Kohlendioxid-Emissionen zu vermeiden. Gerade bei der Klinkerherstellung werden sehr große Mengen an Kohlendioxid freigesetzt, nicht nur aus der Verbrennung des Brennstoffes, sondern eben gerade auch aus dem Kalkstein selbst. Daher ist gerade hier eine Kohlendioxidabtrennung besonders wichtig. Um die Abtrennung des Kohlendioxids zu vereinfachen, wird zunehmend auf das Oxyfuel- Verfahren gesetzt. Hierbei wird im Idealfall reiner Sauerstoff als Verbrennungsgas eingesetzt, sodass am Ende praktisch nur Kohlendioxid (und Wasser) in der Gasphase vorhanden ist. Dadurch kann eine aufwändige Abscheidung des Kohlendioxids aus dem Abgasstrom wie beispielsweise bei einer Amin-Wäsche entfallen. The oxyfuel process is particularly suitable for avoiding carbon dioxide emissions in the thermal treatment of mineral materials and especially in the production of clinker from limestone. Clinker production in particular releases very large quantities of carbon dioxide, not only from the combustion of the fuel, but also from the limestone itself. Carbon dioxide separation is therefore particularly important in this process. To simplify carbon dioxide separation, the oxyfuel process is increasingly being used. Ideally, pure oxygen is used as the combustion gas, so that in the end, practically only carbon dioxide (and water) remains in the gas phase. This eliminates the need for complex separation of carbon dioxide from the exhaust stream, as is the case with amine scrubbing, for example.

Aus der DE 10 2018 206 673 A1 ist eine Oxyfuel-Klinkerherstellung mit spezieller Sauerstoffzugasung bekannt. From DE 10 2018 206 673 A1, an oxyfuel clinker production with special oxygen gasification is known.

Aus der DE 10 2018 206 674 A1 ist eine Oxyfuel-Klinkerherstellung ohne Rezirkulation der Vorwärmerabgase bekannt. From DE 10 2018 206 674 A1, oxyfuel clinker production without recirculation of the preheater exhaust gases is known.

Aus der US 4 024 765 A ist ein automatischer volumetrischer Probennehmer für granuläre oder pulverförmige Proben bekannt. US 4 024 765 A discloses an automatic volumetric sampler for granular or powdery samples.

Aus der DE 10 2016 204 163 A1 ist eine Vorrichtung zur Entnahme von Proben bekannt. A device for taking samples is known from DE 10 2016 204 163 A1.

Aus der DE 10 2010 010 789 A1 ist ein Probennehmer sowie ein Verfahren zum Entnehmen von Pulver- oder Granulatproben aus einer Förderleitung bekannt. DE 10 2010 010 789 A1 discloses a sampler and a method for taking powder or granulate samples from a conveyor line.

Aus der US 4 630 479 A ist ein Probennehmer für Feststoffe aus einem Druckreaktor bekannt. Somit besteht aber das Erfordernis, den Eintrag von Fremdluft und insbesondere von Stickstoff in das System zu vermeiden, was den Abschluss aller potentiellen Öffnungen des Systems nach außen bedingt. Beispielswiese aus der DE 10 2022 209 740 ist eine Ofendichtung bekannt, um den Drehrohrofen insbesondere gegen das Eindringen von Fremdgasen abzudichten. A sampler for solids from a pressure reactor is known from US 4 630 479 A. This makes it necessary to prevent the ingress of external air, and especially nitrogen, into the system, which requires the sealing of all potential openings to the outside of the system. For example, DE 10 2022 209 740 discloses a furnace seal for sealing the rotary kiln, particularly against the ingress of external gases.

Als weiterer potentieller Punkt des Eindringens von Nebenluft hat sich die Probennahme herausgestellt. Um den Prozess kontrollieren und steuern zu können, werden regelmäßig Proben entnommen und labortechnisch untersucht. Bei der Entnahme der Proben ist das Eindringen von Nebenluft zu vermeiden. Eine der großen Herausforderungen bei der Probennahme ist die Temperatur, bei der die thermische Behandlung von mineralischem Material erfolgt. Proben und Gasumgebung weisen oft eine Temperatur um 1000 °C (± 200 °C) auf. Dieses erschwert die Konstruktion geeigneter Elemente, zumal ein Probennehmer dabei die Innenseite bei hoher Temperatur mit der Außenseite mit Umgebungstemperatur verbindet. Sampling has emerged as another potential source of air ingress. To monitor and control the process, samples are taken regularly and analyzed in the laboratory. The ingress of air must be avoided during sampling. One of the major challenges in sampling is the temperature at which the thermal treatment of mineral material takes place. Samples and the gas environment often have a temperature of around 1000 °C (± 200 °C). This complicates the design of suitable elements, especially since a sampler connects the interior at high temperature with the exterior at ambient temperature.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen gegen das Eindringen von Nebenluft geschützten Probennehmer bereitzustellen. The object of the invention is to provide a sampler protected against the ingress of secondary air.

Gelöst wird diese Aufgabe durch den Probennehmer mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen sowie durch das Verfahren mit den in Anspruch 9 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den Zeichnungen. This object is achieved by the sampler having the features specified in claim 1 and by the method having the features specified in claim 9. Advantageous further developments emerge from the subclaims, the following description and the drawings.

Der erfindungsgemäße Probennehmer dient zur Probennahme bei der thermischen Behandlung von mineralischem Material, also beispielsweise und insbesondere in der Zementindustrie. Um den Prozess über die Produkteigenschaften regeln zu können, müssen im laufenden Betrieb aus dem heißen Bereich, beispielsweise bei 800 bis 1200 °C, Proben des thermisch behandelten mineralischen Materials genommen werden Der Probennehmer dient also dazu, eine Probe aus dem Materialstrom innerhalb der thermischen Behandlungsvorrichtung, beispielsweise zwischen Calcinator und Drehrohrofen, zu entnehmen. Der Probennehmer weist ein zylinderförmiges Rohr auf. Das Rohr ist zur Durchführung durch eine Wandung einer thermischen Behandlungsvorrichtung ausgebildet. Das bedeutet, dass durch das Rohr eine Probe aus dem Inneren entnommen und nach draußen gebracht werden kann. Das Rohr dient somit zur Durchführung durch die Hülle der thermischen Behandlungsvorrichtung. In dem zylinderförmigen Rohr ist ein in Längsrichtung des Rohres bewegbarer Probenbehälter angeordnet. Der Probenbehälter kann dabei beispielsweise schaufelförmig ausgebildet sein. An der Unterseite ist der Probenbehälter bevorzugt an die Form des zylinderförmigen Rohres angepasst, sodass dieser anschmiegend gut bewegbar ist. Der Probenbehälter weist wenigstens an der Außenseite gerichteten Seite einen kreisförmigen Querschnitt senkrecht zur Achse des Rohres auf. Damit verschließt der Probenbehälter das Rohr an der zur Außenseite gerichteten Seite. Der Probenbehälter ist mit einem in Längsrichtung des Rohres angeordnetem Stangenelement verbunden, das Stangenelement ist zur Bewegung des Probenbehälters ausgebildet. Mit Hilfe des Stangenelements kann somit der Probenbehälter und damit eine Probe aus dem Inneren der thermischen Behandlungsvorrichtung entnommen werden, beziehungsweise der leere Probenbehälter wieder eingebracht werden. Das Rohr im Außenbereich, also außerhalb der thermischen Behandlungsvorrichtung, weist einen an der Unterseite angeordneten Stutzen auf. Der Stutzen dient zur Entnahme der Probe. Der Stutzen kann einen Laborprobenbehälter aufnehmen oder kann mit diesem verbunden werden. Beispielsweise kann der Laborprobenbehälter in einen gasdicht verschlossenen Stutzen gestellt werden oder der Laborprobenbehälter kann beispielsweise über ein Schraubgewinde mit dem Stutzen verbunden werden, sodass der Laborprobenbehälter den Stutzen in diesem Fall nach unten abschließt. Der Probenbehälter ist in einer ersten Drehposition bei Anordnung über dem Stutzen zum Verschließen des Stutzens ausgebildet. Dieses ist bevorzugt die Entnahmedrehposition des Probenbehälters, somit verschließt bevorzugt die Unterseite des Probenbehälters, welche sich bevorzugt in der Form dem Rohr anschmiegt, den Stutzen. Weiter weist der Probenbehälter eine zweite Drehposition auf. Die zweite Drehposition, welche gegenüber der ersten Drehposition um wenigstens 90 °, bevorzugt um 180 °, um die Längsachse des Rohres gedreht ist, ist bei Anordnung über dem Stutzen zum Entleeren in den Stutzen ausgebildet. Die Probe fällt also in der zweiten Drehposition (oder besser bereits beim Drehen in die zweite Drehposition) aus dem Probenbehälter in den Stutzen und damit letztendlich in den Laborprobenbehälter. Das Rohr mit Stutzen und angesetztem oder eingesetztem Laborprobenbehälter bildet einen geschlossenen Raum, wodurch zu keinem Zeitpunkt eine direkte Verbindung zwischen dem Inneren der thermischen Behandlungsvorrichtung und der Umgebungsluft hergestellt wird, sodass kein Gas aus dem Inneren hinaus und keine Umgebungsluft hineingelangen kann. Einen minimalen Austausch, beispielswiese durch Wechsel des Laborprobenbehälters innerhalb des Probennehmers und damit indirekt zwischen der Umgebungsluft und dem Inneren der thermischen Behandlungsvorrichtung ist gering genug, um vernachlässigt werden zu können. The sampler according to the invention is used for taking samples during the thermal treatment of mineral material, for example and in particular in the cement industry. In order to be able to control the process via the product properties, samples of the thermally treated mineral material must be taken during operation from the hot area, for example, at 800 to 1200 °C. The sampler is therefore used to take a sample from the material flow within the thermal treatment device, for example, between the calciner and the rotary kiln. The sampler has a cylindrical tube. The tube is designed to pass through the wall of a thermal treatment device. This means that a sample can be taken from the interior and brought outside through the tube. The tube thus serves to pass through the casing of the thermal treatment device. A sample container that can be moved in the longitudinal direction of the tube is arranged in the cylindrical tube. The sample container can, for example, be scoop-shaped. On the underside, the sample container is preferably adapted to the shape of the cylindrical tube so that it can be moved snugly. The sample container has a circular cross-section perpendicular to the axis of the tube, at least on the side facing the outside. The sample container thus closes the tube on the side facing the outside. The sample container is connected to a rod element arranged in the longitudinal direction of the tube; the rod element is designed to move the sample container. With the help of the rod element, the sample container and thus a sample can be removed from the interior of the thermal treatment device, or the empty sample container can be reinserted. The tube in the outer region, i.e. outside the thermal treatment device, has a nozzle arranged on the underside. The nozzle is used for removing the sample. The nozzle can accommodate a laboratory sample container or can be connected to it. For example, the laboratory sample container can be placed in a gas-tight nozzle, or the laboratory sample container can be connected to the nozzle, for example, via a screw thread, so that in this case the laboratory sample container closes off the nozzle at the bottom. The sample container is designed to close the nozzle in a first rotational position when arranged above the nozzle. This is preferably the removal rotational position of the sample container; thus, the underside of the sample container, which preferably conforms to the tube in terms of shape, preferably closes the nozzle. The sample container also has a second rotational position. The second rotational position, which is rotated by at least 90°, preferably by 180°, about the longitudinal axis of the tube relative to the first rotational position, is designed to empty into the nozzle when arranged above the nozzle. The sample falls from the sample container into the nozzle in the second rotation position (or better, already when turning into the second rotation position) and thus ultimately into the laboratory sample container. The tube with the nozzle and attached or inserted The laboratory sample container forms a closed space, which at no time creates a direct connection between the interior of the thermal treatment device and the ambient air, so that no gas can escape from the interior and no ambient air can enter. A minimal exchange, for example, by changing the laboratory sample container within the sampler and thus indirectly between the ambient air and the interior of the thermal treatment device, is small enough to be negligible.

Somit kann durch den erfindungsgemäßen Probennehmer, welcher selber einen gasdichten Raum bilden kann, ein direkter Kontakt zwischen dem Gasraum im Inneren der thermischen Behandlungsvorrichtung und der Umgebungsluft zuverlässig verhindert werden und gleichzeitig wird eine effiziente Probennahme ermöglicht. Thus, the sampler according to the invention, which can itself form a gas-tight space, can reliably prevent direct contact between the gas space inside the thermal treatment device and the ambient air and at the same time enables efficient sampling.

Erfindungsgemäß weist der Stutzen eine Verschlussvorrichtung auf. Mit der Verschlussvorrichtung kann der Stutzen verschlossen werden, sodass ein Wechsel des Laborprobenbehälters erfolgen kann, ohne, dass der Probennehmer gegen die Umgebungsluft geöffnet wird. Die Verschlussvorrichtung kann beispielsweise in Form einer einschiebbaren Platte ausgeführt sein. According to the invention, the nozzle has a closure device. The closure device can be used to close the nozzle, allowing the laboratory sample container to be changed without opening the sampler to the ambient air. The closure device can be designed, for example, in the form of a retractable plate.

Erfindungsgemäß weist der Probennehmer eine Probenbehältersicherungsvorrichtung auf. Die Probenbehältersicherungsvorrichtung dient dazu, den Laborprobenbehälter zu arretieren oder freizugeben. Dazu weist die Probenbehältersicherungsvorrichtung einen verriegelten Zustand auf, in dem der Laborprobenbehälter nicht entnehmbar ist. Weiter weist die Probenbehältersicherungsvorrichtung einen entriegelten Zustand auf, in dem der Laborprobenbehälter entnehmbar ist. Die Verschlussvorrichtung ist mit der Probenbehältersicherungsvorrichtung derart miteinander gekoppelt, dass die Probenbehältersicherungsvorrichtung nur bei geschlossener Verschlussvorrichtung in den entriegelten Zustand überführt werden kann und dass die Verschlussvorrichtung nur zu öffnen ist, wenn die Probenbehältersicherungsvorrichtung im verriegelten Zustand ist. Hierdurch ist sichergestellt, dass niemals die Verschlussvorrichtung offen und der Laborprobenbehälter entfernt ist und somit Umgebungsluft in den Probennehmer eindringen kann. Gleichzeitig wird erreicht, dass sich die Probe bereits innerhalb des Probennehmers in einem Laborprobenbehälter befindet. Dadurch wird die Probe zum einen viel einfacher transportabel. Zum anderen können dadurch Reinigungsaufwände minimiert werden, da die Probe eben direkt in den Laborprobenbehälter gelangt. Damit unterscheidet sich das erfindungsgemäße System von den üblichen Systemen durch eine einfache und kontaminationsarme Handhabung. According to the invention, the sampler comprises a sample container securing device. The sample container securing device serves to lock or release the laboratory sample container. For this purpose, the sample container securing device has a locked state in which the laboratory sample container cannot be removed. Furthermore, the sample container securing device has an unlocked state in which the laboratory sample container can be removed. The closure device is coupled to the sample container securing device in such a way that the sample container securing device can only be transferred to the unlocked state when the closure device is closed, and that the closure device can only be opened when the sample container securing device is in the locked state. This ensures that the closure device is never open and the laboratory sample container removed, thus preventing ambient air from entering the sampler. At the same time, it is ensured that the sample is already located within the sampler in a laboratory sample container. This makes the sample It is much easier to transport. Furthermore, cleaning efforts can be minimized, since the sample is directly transferred into the laboratory sample container. This distinguishes the system according to the invention from conventional systems by its simple and low-contamination handling.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist an dem Stangenelement ein das Rohr verschließendes Dichtungselement angeordnet. Hierdurch kann eine zusätzliche Abdichtung erreicht werden. Außerdem kann das Dichtungselement beispielsweise aus einem flexiblen Material, beispielsweise einem hitzebeständigen Kunststoff, bestehen und so eine bessere Abdichtung bewirken. Durch den Abstand zum Probenbehälter wird eine Trennung zu dem sehr heißen Inneren der thermischen Behandlungsvorrichtung hergestellt, was die verwendbaren Stoffe zur Herstellung des Dichtungselements erweitert. In a further embodiment of the invention, a sealing element is arranged on the rod element, closing the tube. This allows for additional sealing. Furthermore, the sealing element can be made of a flexible material, such as a heat-resistant plastic, thus providing a better seal. The distance from the sample container creates a separation from the very hot interior of the thermal treatment device, which expands the range of materials that can be used to manufacture the sealing element.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der Stutzen eine Verschlussvorrichtung zum Verschließen des Stutzens auf. Dadurch ist eine Abtrennung des Gasraums im Inneren des Probennehmers möglich, um den Laborprobenbehälter entfernen beziehungsweise austauschen zu können. Dadurch kann das Eindringen von Umgebungsluft in das Innere des Probennehmers beim Laborprobenbehälterwechsel und damit letztendlich in das Innere der thermischen Behandlungsvorrichtung verringert werden. In a further embodiment of the invention, the nozzle has a closure device for closing the nozzle. This allows the gas space inside the sampler to be separated in order to remove or replace the laboratory sample container. This can reduce the penetration of ambient air into the interior of the sampler when changing the laboratory sample container and thus ultimately into the interior of the thermal treatment device.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das Rohr eine Schutzgaszuführung auf. Über die Schutzgaszuführung kann insbesondere beim Bewegen des Probenbehälters, besonders beim Bewegen des Probenbehälters in das Innere der thermischen Behandlungsvorrichtung ein Schutzgas, beispielsweise ein Abgas der thermischen Behandlungsvorrichtung, oder ein anderes, bevorzugt Kohlendioxid-reiches Gas, zugeführt werden. Besonders beim Bewegen des Probenbehälters in das Innere der thermischen Behandlungsvorrichtung vergrößert sich das Volumen des Gasraums im Inneren des Probennehmers. Um ein ungewolltes Eindringen von Nebenluft zu vermeiden ist daher die gezielte Zuführung von Sperrgas sinnvoll. Des Weiteren kann insbesondere beim Wechsel des Laborprobenbehälters ebenfalls Gas über die Schutzgaszuführung zugeführt werden, um so einen kontinuierlichen Gasstrom nach außen zu erzeugen, um beim Wechsel des Laborprobenbehälters ein Eindringen von Stickstoff von außen zu vermeiden. In a further embodiment of the invention, the tube has a protective gas supply. A protective gas, for example an exhaust gas from the thermal treatment device or another, preferably carbon dioxide-rich gas, can be supplied via the protective gas supply, particularly when the sample container is moved, especially when the sample container is moved into the interior of the thermal treatment device. The volume of the gas space inside the sampler increases, particularly when the sample container is moved into the interior of the thermal treatment device. In order to prevent unwanted ingress of secondary air, the targeted supply of sealing gas is therefore advisable. Furthermore, gas can also be supplied via the protective gas supply, particularly when changing the laboratory sample container, in order to to generate a continuous gas flow to the outside in order to avoid the ingress of nitrogen from outside when changing the laboratory sample container.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der Probenbehälter eine Schaufelform auf. Der Probenbehälter wird mit der Öffnung nach oben in den Produktstrom geführt, nimmt dort Probe auf, wird dann über den Stutzen zurückgezogen und dort umgedreht, sodass die Probe durch den Stutzen in den Laborprobenbehälter fällt. In a further embodiment of the invention, the sample container has a scoop shape. The sample container is guided into the product stream with the opening facing upwards, collects the sample, is then retracted over the nozzle and inverted there, so that the sample falls through the nozzle into the laboratory sample container.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Stangenelement mit einem Verstellantrieb verbunden oder teleskopierbar ausgebildet. Während der Verstellantrieb bevorzugt außerhalb des inneren Gasraums des Probennehmers angeordnet ist, das Stangenelement also eine Wanddurchführung aufweisen muss, kann ein teleskopierbares Stangenelement innerhalb des Gasraums angeordnet sein. Da mit heißen Gasen gearbeitet wird, kann es vorteilhaft sein, dass das teleskopierbare Stangenelement pneumatisch betrieben wird. In a further embodiment of the invention, the rod element is connected to an adjustment drive or is designed to be telescopic. While the adjustment drive is preferably arranged outside the internal gas chamber of the sampler, meaning the rod element must have a wall duct, a telescopic rod element can be arranged inside the gas chamber. Since hot gases are used, it may be advantageous for the telescopic rod element to be pneumatically operated.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der Probennehmer einIn a further embodiment of the invention, the sampler comprises a

Steuersystem zum automatisierten Entnehmen von Proben auf. Control system for automated sample taking.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der Probennehmer einIn a further embodiment of the invention, the sampler comprises a

Überdruckventil auf. Insbesondere, wenn der Probenbehälter aus dem Inneren der thermischen Behandlungsvorrichtung in Richtung des Stutzens bewegt wird, wird der Gasraum verkleinert und dadurch die Gasmenge im Inneren des Proebennehmers verdichtet, sodass der Druck ansteigen würde. Daher ist hierfür ein Überdruckventil sinnvoll. Es wird zwar dadurch das kohlendioxid-reiche Gas an die Umgebung abgegeben, es handelt sich jedoch um vergleichswiese geringe Mengen, bezogen auf den Gesamtprozess. A pressure relief valve is used. In particular, when the sample container is moved from inside the thermal treatment device toward the nozzle, the gas space is reduced, compressing the gas volume inside the sampler, causing the pressure to rise. Therefore, a pressure relief valve is useful. Although this releases the carbon dioxide-rich gas into the environment, the amounts released are comparatively small compared to the overall process.

In einerweiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Rohr des Probennehmers derart geneigt, dass das im Inneren der thermischen Behandlungsvorrichtung angeordnete Ende des Rohres tiefer angeordnet ist als das außerhalb der thermischen Behandlungsvorrichtung angeordnete Ende des Rohres. Entsprechend ist der Stutzen, welcher bevorzugt senkrecht oder wenigstens ± 10 ° zur Senkrechten angeordnet ist, in einem Winkel zum Rohr angeordnet. Bevorzugt weist das Rohr einen Winkel von wenigstens 30 °, weiter bevorzugt von wenigstens 40 °, gegenüber der Waagerechten auf. Durch diese Schrägung werden in dem Rohr verbleibende Partikel durch die Schwerkraft aus dem Inneren des Rohres zurück in den Materialstrom der thermischen Behandlungsvorrichtung gefördert, sodass ein Verklemmen des Probenbehälters verhindert wird. In a further embodiment of the invention, the tube of the sampler is inclined such that the end of the tube located inside the thermal treatment device is positioned lower than the end of the tube located outside the thermal treatment device. Accordingly, the nozzle, which is preferably arranged perpendicularly or at least ± 10° to the vertical, is arranged at an angle to the tube. The tube preferably has an angle of at least 30°, more preferably at least 40°, relative to the horizontal. Due to this inclination, particles remaining in the tube are conveyed by gravity from the interior of the tube back into the material flow of the thermal treatment device, thus preventing the sample container from jamming.

In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung eine thermische Behandlungsvorrichtung mit einem erfindungsgemäßen Probennehmer. In a further aspect, the invention relates to a thermal treatment device with a sampler according to the invention.

Bevorzugt weist die thermische Behandlungsvorrichtung einen Calcinator und einen Ofen auf und der Probennehmer ist im Materialstrom zwischen dem Calcinator und dem Ofen angeordnet. Preferably, the thermal treatment device comprises a calciner and a furnace, and the sampler is arranged in the material flow between the calciner and the furnace.

In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Entnahme einer Probe aus einer thermischen Behandlungsvorrichtung. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf: a) Verbringen eines Probenbehälters in einen Materialstrom in einer thermischen Behandlungsvorrichtung und dabei Aufnehmen einer Probe in den Probenbehälter, b) Verbringen des Probenbehälters durch ein Rohr über einen Stutzen mittels eines Stangenelements, c) Drehung des Probenbehälters zur Entleerung der Probe in den Stutzen und durch den Stutzen in ein unter oder in dem Stutzen angeordneten Laborprobenbehälter, d) Zurückdrehen des Probenbehälters, e) Verbringen des Probenbehälters durch das Rohr in dem Materialstrom mittels eines Stangenelements. In a further aspect, the invention relates to a method for taking a sample from a thermal treatment device. The method comprises the following steps: a) placing a sample container into a material stream in a thermal treatment device and thereby receiving a sample into the sample container, b) moving the sample container through a pipe via a nozzle using a rod element, c) rotating the sample container to empty the sample into the nozzle and through the nozzle into a laboratory sample container arranged below or in the nozzle, d) rotating the sample container back, e) moving the sample container through the pipe into the material stream using a rod element.

Der Laborprobenbehälter ist mit einer Probenbehältersicherungsvorrichtung gesichert. Das bedeutet, der Laborprobenbehälter kann nicht einfach entnommen werden, was wiederum das Risiko minimiert, dass durch eine Entnahme eine ungewollte Verbindung zwischen der Außenumgebung und dem Inneren geschaffen werden kann, wodurch beispielsweise ungewollt und unkontrolliert Stickstoff aus der Umgebung ins Innere gelangen kann. Eine Verschlussvorrichtung des Stutzens und der Probenbehältersicherungsvorrichtung sind derart miteinander gekoppelt, dass die Probenbehältersicherungsvorrichtung nur bei geschlossener Verschlussvorrichtung in den entriegelten Zustand überführt werden kann und dass die Verschlussvorrichtung nur zu öffnen ist, wenn die Probenbehältersicherungsvorrichtung im verriegelten Zustand ist. Diese Sicherung stellt somit sicher, dass der Laborprobenbehälter nur entnommen werden kann, wenn sichergestellt ist, dass dadurch keine offene Verbindung zum Inneren besteht und damit eben kein direktes und unkontrolliertes Eindringen von Stickstoff erfolgen kann. The laboratory sample container is secured with a sample container securing device. This means that the laboratory sample container cannot be easily removed, which in turn minimizes the risk that removal could create an unwanted connection between the outside environment and the inside, which could, for example, allow nitrogen from the environment to enter the interior in an unwanted and uncontrolled manner. A locking device for the nozzle and the The sample container securing devices are coupled together in such a way that the sample container securing device can only be unlocked when the locking device is closed, and the locking device can only be opened when the sample container securing device is locked. This locking device thus ensures that the laboratory sample container can only be removed if it is certain that there is no open connection to the interior, thus preventing direct and uncontrolled penetration of nitrogen.

Schritt e) geht hierbei in Schritt a) über, sodass Proben beispielsweise in vorgegebenen Zeitintervallen in einfacher Weise genommen werden können. Step e) transitions into step a) so that samples can be easily taken, for example, at specified time intervals.

Der Vorteil der Probennahme besteht darin, dass durch das Verfahren eine Trennung der Atmosphäre im Inneren der thermischen Behandlungsvorrichtung von der Umgebung möglich ist, also insbesondere das Eindringen von Stickstoff vermieden werden kann. The advantage of sampling is that the process allows the atmosphere inside the thermal treatment device to be separated from the environment, thus preventing the penetration of nitrogen in particular.

Insbesondere erfolgt das Verbringen in Schritt b) aufsteigend, also gegen die Schwerkraft. Das hat den Vorteil, dass ein Festsetzen von Partikeln weniger wahrscheinlich wird und dadurch ein Verklemmen des Probenbehälters vermieden werden kann, da Partikel durch die Schwerkraft aus dem Rohr zurück in den Materialstrom gefördert werden. In particular, the transfer in step b) occurs in an ascending direction, i.e., against gravity. This has the advantage that particle buildup is less likely and jamming of the sample container can be avoided, as particles are transported from the tube back into the material flow by gravity.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird, während der Probenbehälter im Rohr bewegt wird, Schutzgas über eine Schutzgaszuführung zugeführt. Als Schutzgas kann bevorzugt das Abgas der thermischen Behandlungsanlage selbst oder ein ähnliches kohlendioxid-reiches Gas verwendet werden. Zweck ist, das Eindringen insbesondere von Stickstoff aus der Umgebungsluft zu verhindern. In a further embodiment of the invention, protective gas is supplied via a protective gas supply while the sample container is moved in the tube. The protective gas can preferably be the exhaust gas from the thermal treatment plant itself or a similar carbon dioxide-rich gas. The purpose is to prevent the penetration of nitrogen, in particular from the ambient air.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird der Stutzen beim Wechsel des Laborprobenbehälters mittels einer Verschlussvorrichtung verschlossen. Hierdurch kann das Eindringen von Umgebungsluft beim Wechsel des Laborprobenbehälters minimiert werden. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird beim Wechsel des Laborprobenbehälters Schutzgas über die Schutzgaszuführung zugeführt. Durch den kontinuierlichen Gasstrom wird auch beim Öffnen des Probennehmers beim Wechsel des Laborprobenbehälters sichergestellt, dass kein Stickstoff (oder nur möglichst wenig) aus der Umgebung in das Innere des Probennehmers und damit letztendlich in das Innere der thermischen Behandlungsvorrichtung gelangen kann. In a further embodiment of the invention, the nozzle is closed by a closure device when changing the laboratory sample container. This minimizes the ingress of ambient air when changing the laboratory sample container. In a further embodiment of the invention, protective gas is supplied via the protective gas supply when changing the laboratory sample container. The continuous gas flow ensures that no (or as little as possible) nitrogen from the environment can enter the interior of the sample container and thus ultimately enter the interior of the thermal treatment device, even when the sample container is opened.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden während Schritt e) Wartepausen eingelegt, um die Zeit zwischen den Probennahmen einzustellen, also insbesondere um den Übergang von Schritt e) zu Schritt a) einstellen zu können. Zwischen den Wartepausen zwischen zwei Probenahmen wird der Probenbehälter in kürzeren Abständen im Rohr bewegt. Durch dieses häufige Bewegen werden lange Standzeiten vermieden, was wiederum bei der staubigen und sehr heißen Umgebung das Risiko minimiert, dass der Probenbehälter festklemmt. In a further embodiment of the invention, waiting periods are inserted during step e) to adjust the time between sampling, in particular to adjust the transition from step e) to step a). Between the waiting periods between two samplings, the sample container is moved within the pipe at shorter intervals. This frequent movement avoids long downtimes, which in turn minimizes the risk of the sample container jamming in the dusty and very hot environment.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird der Laborprobenbehälter anschließend per Rohrpost zur Analyse transportiert. In a further embodiment of the invention, the laboratory sample container is then transported by pneumatic tube for analysis.

Nachfolgend ist der erfindungsgemäße Probennehmer anhand in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. The sampler according to the invention is explained in more detail below using exemplary embodiments shown in the drawings.

Fig. 1 erste Ausführungsform, erste Position Fig. 1 first embodiment, first position

Fig. 2 erste Ausführungsform, zweite Position Fig. 2 first embodiment, second position

Fig. 3 erste Ausführungsform, dritte Position Fig. 3 first embodiment, third position

Fig. 4 zweite Ausführungsform, erste Position Fig. 4 second embodiment, first position

Fig. 5 zweite Ausführungsform, zweite Position Fig. 5 second embodiment, second position

Fig. 6 zweite Ausführungsform, dritte Position Fig. 6 second embodiment, third position

Die Fig. 1 bis Fig. 3 zeigen eine erste Ausführungsform, die Fig. 4 bis Fig. 6 eine zweite Ausführungsform. Figs. 1 to 3 show a first embodiment, Figs. 4 to 6 show a second embodiment.

Die in Fig. 1 bis Fig. 3 gezeigte erste Ausführungsform soll zunächst gemeinsam erläutert werden und dann im Folgenden nur auf die unterschiedlichen Positionen eingegangen werden. Der Probennehmer 10 führt durch eine Wandung einer thermischen Behandlungsvorrichtung 20, welche, da diese nicht Bestandteil des Probennehmers 10 ist, hier gestrichelt dargestellt ist. Auf der links dargestellten Seite ist die Innenseite, in der das Material thermisch behandelt wird und wo eine im Oxyfuel-Prozess stickstoffarme bis stickstofffreie Atmosphäre bei 800 bis 1200 °C vorherrscht. Auf der rechten Seite ist die Umgebung, in der die Probe entnommen und zur weiteren Analyse verwendet wird. The first embodiment shown in Fig. 1 to Fig. 3 will first be explained together and then only the different positions will be discussed below The sampler 10 passes through a wall of a thermal treatment device 20, which, since it is not part of the sampler 10, is shown here in dashed lines. The left-hand side is the interior, where the material is thermally treated and where, in the oxyfuel process, a nitrogen-poor to nitrogen-free atmosphere prevails at 800 to 1200 °C. The right-hand side is the environment in which the sample is taken and used for further analysis.

Innerhalb des Rohr 30 ist ein Probenbehälter 40 angeordnet, welcher in Längsrichtung des Rohres 30 mit einem Stangenelement 50 verschoben werden kann. Dazu weist der Probennehmer 10 einen Verstellantrieb 52 auf. Unterhalb des Rohres 30 ist ein Stutzen 60 angeordnet an den im gezeigten Beispiel ein Laborprobenbehälter 70 angeordnet ist. Um das Gas im Inneren des Probennehmers 10 regulieren zu können, weist der Probennehmer 10 eine Schutzgaszuführung 81 und ein Überdruckventil 82 auf. Die Dichtigkeit im Rohr 30 wird zum einen über den kreisförmigen Querschnitt 42 des Probenbehälters 40 sowie ein dazu etwas beabstandetes Dichtungselement 44 erzielt. A sample container 40 is arranged within the tube 30 and can be displaced in the longitudinal direction of the tube 30 using a rod element 50. For this purpose, the sampler 10 has an adjustment drive 52. A nozzle 60 is arranged below the tube 30, to which, in the example shown, a laboratory sample container 70 is arranged. In order to be able to regulate the gas inside the sampler 10, the sampler 10 has a protective gas supply 81 and a pressure relief valve 82. The tightness in the tube 30 is achieved, on the one hand, via the circular cross-section 42 of the sample container 40 and a sealing element 44 slightly spaced therefrom.

Das Verfahren kann anhand der in Fig. 1 bis Fig. 3 gezeigten Positionen verdeutlich werden. In Fig. 1 befindet sich der Probenbehälter 40 im Inneren und kann so eine Probe aus dem Materialstrom aufnehmen. Zwischen der ersten Position in Fig. 1 und der zweiten Position in Fig. 2 wird der Probenbehälter 40 mittels dem Verstellantriebs 52 und dem Stangenelement 50 zurückgezogen, bis der Probenbehälter 40 in der zweiten Position über dem Stutzen angekommen ist. Da hierbei das Volumen innerhalb des Probennehmers 10 verkleinert wird, entweicht Gas über das Überdruckventil 82. Aus der zweiten Position wird der Probenbehälter 40 durch Drehung in die dritte Position, wie in Fig. 3 gezeigt, verbracht. Hierbei fällt die Probe aus dem Probenbehälter 40 durch den Stutzen 60 in den Laborprobenbehälter. The method can be illustrated using the positions shown in Fig. 1 to Fig. 3. In Fig. 1, the sample container 40 is located inside and can thus receive a sample from the material flow. Between the first position in Fig. 1 and the second position in Fig. 2, the sample container 40 is retracted by means of the adjustment drive 52 and the rod element 50 until the sample container 40 has reached the second position above the nozzle. Since the volume within the sampler 10 is reduced in this process, gas escapes via the pressure relief valve 82. From the second position, the sample container 40 is rotated into the third position, as shown in Fig. 3. The sample falls from the sample container 40 through the nozzle 60 into the laboratory sample container.

Anschließend wird der Vorgang umgedreht und der Probenbehälter 40 zunächst wieder in die zweite Position gedreht, wie in Fig. 2 gezeigt. Anschließend wird der Probenbehälter 40 durch den Verstellantrieb 52 und das Stangenelement 50 wieder ins Innere verbracht. Da sich hierbei das Volumen innerhalb des Probennehmers 10 vergrößert, wird über die Schutzgaszuführung 81 beispielsweise kaltes Abgas aus der Gasbehandlungsvorrichtung zugeführt. Die in Fig. 4 bis Fig. 6 gezeigte zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der in Fig. 1 bis Fig. 3 gezeigten ersten Ausführungsform durch eine Schrägstellung des Rohrs 30. Des Weiteren sind die erste Ausführungsform und die zweite Ausführungsform gleich, sodass die Ausführungen zur ersten Ausführungsform für die zweite Ausführungsform analog gelten. The process is then reversed, and the sample container 40 is first rotated back into the second position, as shown in Fig. 2. The sample container 40 is then moved back inside by the adjustment drive 52 and the rod element 50. Since the volume within the sampler 10 increases during this process, cold exhaust gas from the gas treatment device, for example, is supplied via the protective gas supply 81. The second embodiment shown in Fig. 4 to Fig. 6 differs from the first embodiment shown in Fig. 1 to Fig. 3 by an inclined position of the tube 30. Furthermore, the first embodiment and the second embodiment are the same, so that the statements regarding the first embodiment apply analogously to the second embodiment.

Bezugszeichen Reference symbol

10 Probennehmer 10 samplers

20 Wandung der thermischen Behandlungsvorrichtung 20 Wall of the thermal treatment device

30 Rohr 30 pipe

40 Probenbehälter 40 sample containers

42 kreisförmiger Querschnitt 42 circular cross-section

44 Dichtungselement 44 Sealing element

50 Stangenelement 50 rod element

52 Verstellantrieb 52 Adjustment drive

60 Stutzen 60 nozzles

70 Laborprobenbehälter 70 laboratory sample containers

81 Schutzgaszuführung 81 Shielding gas supply

82 Überdruckventil 82 Pressure relief valve

Claims

Patentansprüche Patent claims 1. Probennehmer (10) für die thermische Behandlung von mineralischem Material, wobei der Probennehmer (10) ein zylinderförmiges Rohr (30) aufweist, wobei das Rohr (30) zur Durchführung durch einen Wandung einer thermischen Behandlungsvorrichtung ausgebildet ist, wobei in dem zylinderförmigen Rohr (30) ein in Längsrichtung des Rohres (30) bewegbarer Probenbehälter (40) angeordnet ist, wobei der Probenbehälter (40) wenigstens an der zur Außenseite gerichteten Seite einen kreisförmigen Querschnitt (42) senkrecht zur Achse des Rohres (30) aufweist und das Rohr (30) verschließt, wobei der Probenbehälter (40) mit einem in Längsrichtung des Rohres (30) angeordnetem Stangenelement (50) verbunden ist, wobei das Stangenelement (50) zur Bewegung des Probenbehälters (40) ausgebildet ist, wobei das Rohr (30) im Außenbereich einen an der Unterseite angeordneten Stutzen (60) aufweist, wobei der Stutzen (60) einen Laborprobenbehälter (70) aufnehmen oder mit diesem verbunden werden kann, wobei der Probenbehälter (40) in einer ersten Drehposition bei Anordnung über dem Stutzen (60) zum Verschließen des Stutzens (60) ausgebildet ist, wobei der Probenbehälter (40) in einer zweiten Drehposition, welche gegenüber der ersten Drehposition um wenigstens 90 °, bevorzugt um 180 °, um die Längsachse des Rohres (30) gedreht ist, bei Anordnung über dem Stutzen (60) zum Entleeren in den Stutzen (60) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Stutzen (60) eine Verschlussvorrichtung aufweist, wobei der Probennehmer (10) eine Probenbehältersicherungsvorrichtung aufweist, wobei die Probenbehältersicherungsvorrichtung einen verriegelten Zustand aufweist, in dem der Laborprobenbehälter (70) nicht entnehmbar ist, wobei die Probenbehältersicherungsvorrichtung einen entriegelten Zustand aufweist, in dem der Laborprobenbehälter (70) entnehmbar ist, wobei die Verschlussvorrichtung mit der Probenbehältersicherungsvorrichtung derart miteinander gekoppelt ist, dass die Probenbehältersicherungsvorrichtung nur bei geschlossener Verschlussvorrichtung in den entriegelten Zustand überführt werden kann und dass die Verschlussvorrichtung nur zu öffnen ist, wenn die Probenbehältersicherungsvorrichtung im verriegelten Zustand ist. 1. A sampler (10) for the thermal treatment of mineral material, wherein the sampler (10) comprises a cylindrical tube (30), wherein the tube (30) is designed to pass through a wall of a thermal treatment device, wherein a sample container (40) movable in the longitudinal direction of the tube (30) is arranged in the cylindrical tube (30), wherein the sample container (40) has, at least on the side facing the outside, a circular cross-section (42) perpendicular to the axis of the tube (30) and closes the tube (30), wherein the sample container (40) is connected to a rod element (50) arranged in the longitudinal direction of the tube (30), wherein the rod element (50) is designed to move the sample container (40), wherein the tube (30) has, in the outer region, a nozzle (60) arranged on the underside, wherein the nozzle (60) can accommodate a laboratory sample container (70) or be connected to it, wherein the sample container (40) is designed in a first rotational position when arranged above the nozzle (60) to close the nozzle (60), wherein the sample container (40) is designed in a second rotational position, which is rotated by at least 90°, preferably by 180°, about the longitudinal axis of the tube (30) relative to the first rotational position, when arranged above the nozzle (60) to empty into the nozzle (60), characterized in that the nozzle (60) has a closure device, wherein the sampler (10) has a sample container securing device, wherein the sample container securing device has a locked state in which the laboratory sample container (70) cannot be removed, wherein the sample container securing device has an unlocked state in which the laboratory sample container (70) can be removed, wherein the closure device is coupled to the sample container securing device in such a way that the sample container securing device can only be transferred to the unlocked state when the closure device is closed, and that the The locking device can only be opened when the sample container securing device is in the locked state. 2. Probennehmer (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass an dem Stangenelement (50) ein das Rohr (30) verschließendes Dichtungselement (44) angeordnet ist. 2. Sampler (10) according to claim 1, characterized in that a sealing element (44) closing the tube (30) is arranged on the rod element (50). 3. Probennehmer (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stutzen (60) eine Verschlussvorrichtung zum Verschließen des Stutzens (60) aufweist. 3. Sampler (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the nozzle (60) has a closure device for closing the nozzle (60). 4. Probennehmer (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (30) eine Schutzgaszuführung (81 ) aufweist. 4. Sampler (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the tube (30) has a protective gas supply (81). 5. Probennehmer (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Probenbehälter (40) eine Schaufelform aufweist. 5. Sampler (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the sample container (40) has a scoop shape. 6. Probennehmer (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stangenelement (50) mit einem Verstellantrieb (52) verbunden ist oder teleskopierbar ausgebildet ist. 6. Sampler (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the rod element (50) is connected to an adjustment drive (52) or is designed to be telescopic. 7. Probennehmer (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Probennehmer (10) ein Steuersystem zum automatisierten Entnehmen von Proben aufweist. 7. Sampler (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the sampler (10) has a control system for automated sampling. 8. Probennehmer (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Probennehmer (10) ein Überdruckventil (82) aufweist. 8. Sampler (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the sampler (10) has a pressure relief valve (82). 9. Verfahren zur Entnahme einer Probe aus einer thermischen Behandlungsvorrichtung, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: a) Verbringen eines Probenbehälters (40) in einen Materialstrom in einer thermischen Behandlungsvorrichtung und dabei Aufnehmen einer Probe in den Probenbehälter (40), b) Verbringen des Probenbehälters (40) durch ein Rohr (30) über einen Stutzen (60) mittels eines Stangenelements (50), c) Drehung des Probenbehälters (40) zur Entleerung der Probe in den Stutzen (60) und durch den Stutzen (60) in ein unter oder in dem Stutzen (60) angeordneten Laborprobenbehälter (70), d) Zurückdrehen des Probenbehälters (40), e) Verbringen des Probenbehälters (40) durch das Rohr (30) in den Materialstrom mittels eines Stangenelements (50), wobei der Laborprobenbehälter (70) mit einer9. A method for taking a sample from a thermal treatment device, the method comprising the following steps: a) placing a sample container (40) into a material flow in a thermal treatment device and thereby receiving a sample in the sample container (40), b) moving the sample container (40) through a pipe (30) via a nozzle (60) by means of a rod element (50), c) rotating the sample container (40) to empty the sample into the nozzle (60) and through the nozzle (60) into a laboratory sample container (70) arranged below or in the nozzle (60), d) turning back the sample container (40), e) moving the sample container (40) through the tube (30) into the material flow by means of a rod element (50), wherein the laboratory sample container (70) is provided with a Probenbehältersicherungsvorrichtung gesichert ist, wobei eine Verschlussvorrichtung des Stutzens und der Probenbehältersicherungsvorrichtung derart miteinander gekoppelt sind, dass die Probenbehältersicherungsvorrichtung nur bei geschlossener Verschlussvorrichtung in den entriegelten Zustand überführt werden kann und dass die Verschlussvorrichtung nur zu öffnen ist, wenn die Probenbehältersicherungsvorrichtung im verriegelten Zustand ist. Sample container securing device is secured, wherein a closure device of the nozzle and the sample container securing device are coupled to one another in such a way that the sample container securing device can only be transferred to the unlocked state when the closure device is closed and that the closure device can only be opened when the sample container securing device is in the locked state. 10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass während der Probenbehälter (40) im Rohr (30) bewegt wird, Schutzgas über eine Schutzgaszuführung (81 ) zugeführt wird. 10. The method according to claim 9, characterized in that while the sample container (40) is moved in the tube (30), protective gas is supplied via a protective gas supply (81). 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Stutzen (60) beim Wechsel des Laborprobenbehälters (70) mittels einer Verschlussvorrichtung verschlossen wird. 11. Method according to one of claims 9 to 10, characterized in that the nozzle (60) is closed by means of a closure device when the laboratory sample container (70) is changed. 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass während Schritt e) Wartepausen eingelegt werden, um die Zeit zwischen den Probennahmen einzustellen, wobei zwischen den Wartepausen zwischen zwei Probenahmen der Probenbehälter (40) im Rohr (30) bewegt wird. 12. Method according to one of claims 9 to 11, characterized in that during step e) waiting breaks are inserted in order to adjust the time between the samplings, wherein between the waiting breaks between two samplings the sample container (40) is moved in the tube (30). 13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Laborprobenbehälter (70) anschließend per Rohrpost zur Analyse transportiert wird. 13. Method according to one of claims 9 to 12, characterized in that the laboratory sample container (70) is subsequently transported by pneumatic tube for analysis.
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