De lediging van silo's kan problematisch verlopen. De uitloop van product hapert en stagneert of de silo maakt een bonkend geluid. Enkele bekende oorzaken zijn brugvorming, productversteviging (consolidatie) en kanaalvorming. Om weer een regelmatige uitstroom te krijgen, kan men gebruik maken van diverse hulpmiddelen. Een daarvan is het luchtkanon.
Afb1. Twee luchtkanonnen met een uitblaas per eenheid
Een luchtkanon wordt geplaatst op de buitenwand van een silo of bunker (afb 1,2) Bij hapering of stagnatie van de uitstroom schiet het kanon een hoeveelheid lucht in het product, waardoor de stroom weer op gang komt. Een luchtkanon bestaat uit een drukvat van 10 to 500 liter en een geintegreerde, snelle afsluiter (afb. 3). 500 liter druklucht op tien bar levert maximaal 5Nm3 lucht voor het opschudden en fluïdiseren van het stortgoed. Meestal is minder nodig. Een veel gebruikt formaat is 50 liter druklucht op zes bar. Bij een schot komt dan 600 normaalliter vrij. Deze hoeveelheid wordt door een kleine compressor in 1 to 2 minuten weer aangevuld.
Afb2. Een luchtkanon met twee uitblazen, wat qua kosten en inbouwmaten voordelen biedt
Snelheid.
Bij een ‘schot’ wordt de opgeslagen druklucht explosief in het product ontladen via een korte pijp waaraan een nozzle is bevestigd. Hoe sneller de ontlading, des te hoger is de druk in het product en des te sterker is het effect van het schot. De ontladingstijd wordt uitgedrukt in milliseconden en is afhankelijk van de afsluiterconstructie van het luchtkanon. Hoe groter de afsluiteropening, hoe beter. Als gevolg van de expansie van de lucht in de lospijp is de druk ter plaatse van het product altijd lager dan de begindruk. Bij een begindruk van zes bar varieert de druk op 1 meter afstand van 3,5 tot 6 bar, afhankelijk van de constructie van het apparaat. Deze variatie kan het verschil uitmaken tussen een succesvolle toepassing of een zinloze investering!
De pneumatische klap plant zich voort van de buitenzijde van het inwendige van de dode zone. De op één punt ingeblazen lucht verdeelt zich overeenkomstig de drukval bij een bepaalde porositeit ongeveer halvebolvormig in het stortgoed en fluïdiseert dat. Het kan echter gebeuren dat de lucht via de ruimten tussen de deeltjes ontwijkt zonder veel effect te sorteren. Dit gebeurt als de onlading niet snel genoeg is of als te weinig lucht expandeert.
Nozzles
De hoeveelheid product die bij een schot wordt gefluïseerd, blijft soms gelokaliseerd in een beperkte ruimte. Bij sommige toepassingen is het aan te bevelen een grotere zone te activeren, die zich bij voorkeur uitstrekt tot het ontladingsgebied. Dit is soms niet mogelijk met nozzles die op één punt ontladen, maar wel met een speciale, langwerpige nozzle. Een voorbeeld hiervan is de isobare zwaardnozzle van VSR Industrietechnik GmbH (afb. 4) die leverbaar is tot een lengte van vijf meter. Deze nozzle leidt de druklucht over een grote lengte zijwaarts in het product. De nozzle is zondanig ontworpen dat de puls over de gehele omtrekt van de nozzle even krachtig is, onafhankelijk van de dichtheid of zelfs de aanwezigheid van het materiaal. Het product wordt hiermee over een groot gebied geactiveerd, waardoor de stroming eerder op gang komt. Naast de zwaardnozzle kan ook de T-nozzle worden ingezet. Een luchtkanon kan dan voldoende zijn om zowel laag- als hooggelegen bruggen en aangroeiing op te lossen.
Afb4. De toepassing van een luhctkanon met zwaardnozzle in een silo
Configuratie
Een stromingsprobleem, bijvoorbeeld bij brugvorming, kan zich voordoen vlak bij de uitstroomopening, maar ook hoger in de silo. Uiteraard kan een probleem het beste worden aangepakt op de plaats waar het ontstaat. Dit betekent dat de lokatie van de luchtkanonnen zorgvuldig moet worden gekozen. Afbeelding 5 toont schematisch de configuratie voor een aantal situaties.
Om obstructies met alle zekerheid op te heffen, kan men gebruik maken van een aantal luchtkanonnen die gelijktijdig of na elkaar in actie komen. In het laatste geval is de volgorde van de schoten belangrijk. Gewoonlijk werkt men van beneden naar boven. Eerst geeft het luchtkanon bij de uitstroomopening een schot, waarna het bovenliggende luchtkanon in actie komt. In sommige situaties wordt de werking van de luchtkanonnen ondersteund met luchtjets in de conus van de silo. In het Nabije Oosten is een silocomplex van 4 x 11.000 ton voor de opslag van kalksteen voorzien van 52 luchtkanonnen. De apparaten zijn stategisch geplaatst op de centrale uitlaattunnel en aan de omtrek van de silo’s (18 meter in diameter). De apparaten voorkomen brugvorming over de uittrekschroef en waarborgen de toestroming van materiaal naar het ontladingsgebied.
Toepassingen
Luchtkanonnen worden niet alleen toegepast op silo’s, maar ook op pijpleidingen. Blokkades in een pijp, bijvoorbeeld als gevolg van het uitzakken van het product tijdens transport, kunnen met een luchtkanon worden opgeheven. Aangroeiingen in een pijp kunnen met passende nozzles worden losgeschoten, zodat het materiaal in de productstroom wordt meegenomen. Dit voorkomt in veel gevallen kostbaar en tijdrovend onderhoud. Ook aangroeiingen in cyclonen kunnen met behulp van luchtkanonnen worden verwijderd. Een aandere toepassing is het schoonhouden van zeven, mengers en wanden met behulp van één of meer kleine luchtkanonnen (Twee tot vijf liter-uitvoeringen). Voorverwarmens en roterende ovens en warmtewisselaars kunnen eveneens worden uitgerust met luchtkanonnen. Voor dit doel is een special nozzlesysteem ontworpen.
Afb5. De configuratie van luchtkanonnen in verschillende situaties
|