Silo-Technologie für Zementterminals Silos für eine sichere Zementversorgung

Der steigende Bedarf an Zement in allen Regionen der Welt führt zu einem intensiven Ausbau von Zementterminals. Die haben die Aufgabe, in ihren Silos eine bestimmte Menge an Zement vorzuhalten und entsprechende Verpackungseinheiten (Sackware oder Schüttgut) zeitnah für den lokalen Markt bereit zu stellen.

Anbieter zum Thema

HECHT Technologie GmbH

Dec Deutschland GmbH

CP Pumpen AG

Claudius Peters Group GmbH

Zementterminals können auf dem Seewege per Schiff sowie per Lkw oder Bahn versorgt werden (Abb. 1). Die Zementförderung kann dabei pneumatisch oder per Band erfolgen. Geeignete und effiziente Entladungs-, Lager- sowie Packkonzepte sollen in diesem Beitrag vorgestellt werden. Am Beispiel eines Terminals in Indonesien, PT Semen Gresik, Werk Banyuwangi, werden die unterschiedlichen Anlagenteile beschrieben und dargestellt.

Beschickung der Terminals

Beim Betrieb von Zementterminals unterscheidet man grundsätzlich zwischen den Terminals, die per See von einem Schiff, und Terminals, die per Lkw und/oder Bahnwaggons mit Zement versorgt werden. Die hierbei erforderlichen Silo-Beschickungssysteme können wie folgt ausgeführt werden:

• pneumatische Transportsysteme: automatische Schiffsentladeanlagen, X-Pumpe, Fluidcon, Hochdruckgefäße, konventionelle pneumatische Rohrleitung, Rinnensysteme

• mechanische Transportsysteme: Gurt- und Bandförderer, Rohrketten- und Schneckensystem, Becherwerke

Lagerung von Zement

Zement kann in Flachlagern oder in Silos gelagert werden. Auf letztere gehen wir näher ein. Je nach Einsatzbedarf (Anzahl unterschiedlicher Materialen, örtliche Vorgaben, Größe des Silos usw.) können unterschiedliche Lagersilosysteme zum Einsatz kommen. Hierbei unterscheidet man die folgenden Silo-Typen: Silo mit

• Entspannungskammer (EC-Silo)

• Inspektionskammer (IC-Silo)

• Multi-Extractionssystem (ME-Silo)

• Converted Cone (CC-Silo)

Lagerung unterschiedlicher Zementqualitäten

Sollen unterschiedliche Materialen gelagert werden, kommen in der Regel Multicell-Silos zum Einsatz. Bei diesen Silos können die verschiedenen Silokonzepte, beispielsweise Inspektionskammer und Entspannungskammer, kombiniert werden. Die Auslegung und die unterschiedlichen Kenndaten der vorgestellten Silotypen zeigt die Abbildung 2.

In vielen Anwendungsfällen wird das Entspannungskammer-Silo eingesetzt. Durch die spezielle Konstruktion konnte einerseits die Bauhöhe des gesamten Silos reduziert, andererseits das verfahrenstechnisch bedeutsame Fließ- und Entleerungsverhalten optimiert werden.

Das EC-Silo besteht aus einem belüfteten Siloboden über dem eine kegelförmige Entspannungskammer angeordnet ist. Zwischen der Siloaußenwand und der Kegelaußenwand sind über den gesamten Umfang Einlauföffnungen angebracht, die das Material zum zentrisch angeordneten Materialauslauf transportieren.

Die Vorteile dieser Konstruktion kann man wie folgt zusammenfassen:

• Minimierung der Bauhöhe des gesamten Silos durch zusätzliche Lagerung von Material im Entspannungskegel und damit eine Kostenreduzierung des gesamten Silokörpers

• Durch großen Öffnungsbereich für den Kammereinlauf kein Verstopfen mehr, sowie ein Restentleerungsgrad von über 99 Prozent

• Minimale Anzahl der Austragssysteme minimiert die Kosten für Dosierwalze, elektrische Überwachung, Inbetriebnahme, Wartung und Instandhaltung

• Stabile Austragsmenge und damit konstante und schwankungsfreie Austragsleistung für den folgenden Prozessschritt

• Entstaubung der Belüftungsluft im Entspannungskegel, dadurch niedrige Luftgeschwindigkeit innerhalb der Dosierwalzen, geringer Verschleiß und Wartung

• Belüftungsdruck in der Entspannungskammer ist kleiner als 0,5 bar: Niedrigdruck-Silosystem

Verpackung und Verladung

Die Hauptaufgabe eines Terminals besteht darin, Zement für den lokalen Markt in den benötigten Verpackungseinheiten zeitnah zur Verfügung zu stellen. Je nach Bedarf können hierfür geeignete Anlagen für die Lose-Verladung sowie Sackverpackungsanlagen mit geeigneten Lkw-Heckbeladern oder Palettieranlagen zum Einsatz kommen. Da der Platzbedarf die Investitionskosten für ein Terminal stark beeinflusst, werden optimierte Layouts für das gesamte Terminal gesucht. Grundsätzlich unterscheidet man zwischen folgenden Typen:

• Terminal A – separates Gebäude für Packerei, Heckbelader und lose Schüttgutverladung unter dem Silo;

• Terminal B – Packerei, lose Schüttgutverladung und Heckbelader unter dem Silo;

• Terminal C – separates Gebäude für Packerei und Heckbelader und/oder Palettiererlose Schüttgutverladung unter dem Silo.

Packprozess-Optimierung

Um den Packprozess so effizient wie möglich zu gestalten und eine hohe Verfügbarkeit der einzelnen Maschinen gewährleisten zu können, wird immer wieder nach Optimierungsmöglichkeiten gesucht. Die Claudius Peters Packmaschinenanlagen entsprechen dem neuestem Stand der Technik und sind mit folgenden Optimierungen ausgestattet:

Aufgrund der besonderen Modul-Bauweise ist bei den Claudius Peters Packanlagen jederzeit der Austausch der Füllmodule ebenso möglich wie ein späterer Einbau von zusätzlichen Modulen für eine Kapazitätserhöhung. Des Weiteren wird die Entstaubungsluft vom Stutzen direkt über Kanäle zum zentralen Entstaubungssystem geführt. Auf diese Weise wird die entstehende Staubmenge nach dem Befüllungsvorgang reduziert und ein nahezu staubfreier, umweltfreundlicher Betrieb ermöglicht (Abb. 3).

Jedes Packerfüllmodul ist mit einer separaten, unabhängigen Wägeelektronik ausgerüstet, die per Datenbus mit dem Claudius Peters Pactron Master verbunden sind. Alle Steuerparameter können von diesem Terminal eingestellt werden. Die Wägeelektronik steuert den Dosierverlauf und optimiert die Einstellparameter bzw. die Abschaltpunkte für jeden Füllprozess der in die folgenden Phasen eingeteilt werden kann (Abb. 4):

• Phase I: Sackerkennung und Nulltarierung

• Phase II: Start der Grobstromdosierung unter kontinuierlicher Überwachung der Füllstrommenge

• Phase III: Feinstromdosierung zum Erhalt der hohen Wiegegenauigkeit (konstanter Massenstrom)

• Phase IV: Kontrollwiegung mit gleichzeitiger Ermittlung der Feinstrom- und Nachlaufmenge. Daraus resultierend die Optimierung der Abschaltpunkte.

• Phase V: Sackaustrag