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    公开号:WO1984004955A1
    申请号:PCT/DE1984/000127
    申请日:1984-06-06
    公开日:1984-12-20
    发明作者:Johannes Lambertz；Hermann Beissel
    申请人:Rheinische Braunkohlenw Ag；
    IPC主号:F28F5-00
    专利说明:
    [0001] Austragsschneckenförderer^für feste Rückstände bei hoher Temperatur und Überdruck
    [0002] Die Erfindung betrifft einen mit drehbar gelagerter Schnecke und diese umgebenden Gehäuse versehenen Schnecken¬ förderer zum Austragen von festen Rückständen aus unter hoher Temperatur und Überdruck betriebenen Einrichtungen zum Umsetzen von festem, kohlenstoffhaltigem Material, wobei der Einlauf des Schneckenförderers der Austragsöff- nung der Einrichtung nachgeordnet und der Schneckenförderer Teil des Drucksystems der Einrichtung ist. Bei einer solchen Einrichtung kann es sich beispielsweise um einen Reaktor zum Vergasen von festen, kohlenstoffhaltigen Substanzen oder um eine Wirbelbettfeuerung handeln, die üblicherweise auch unter Überdruck betrieben werden.
    [0003] Bei den festen Rückständen wird es sich üblicherweise um Asche handeln, die noch einen mehr oder weniger großen Anteil an nicht umgesetzten Kohlenstoff enthalten kann. Die festen Rückstände sind überwiegend feinkörnig, etwa entsprechend der Korngöße der kohlenstoffhaltigen Mate¬ rialien, normalerweise vorgebrocher oder gemahlener Kohle,
    [0004] OMPI _ die in der Einrichtung umgesetzt worden sind. Es ist aber unvermeidbar, daß Teile der Rückstände unter Bildung von größeren Agglomeraten mit Abmessungen bis zu 40 cm zusam¬ menbacken. Diese Agglomerate können beim Austragen der festen Rückstände zu erheblichen Betriebsstörungen führen, wenn keine besonderen Vorkehrungen getroffen werden. Hierbei ist zu berücksichtigen, daß der Schneckenförderer mit dem Reaktor oder dem Feuerungsraum ein einheitliches Drucksystem bildet, so daß es während des Betriebes der Gesamtanlage normalerweise nicht möglich ist, von außen in das Innere des Drucksystems und damit auch das Innere des Schneckenförderers mit irgendwelchen Zerkleinerungswerk— zeugen oder dgl. einzugreifen. Weiterhin muß der Tatsache Rechnung getragen werden, daß die festen Rückstände im unteren Teil des Reaktors oder dgl. und im Einlaufbereich des Schneckenförderers eine Feststoffsäule bilden, die ein absatzweises Vorbehandeln der festen Rückstände, beispiels¬ weise unter Verwendung eines zwischengeschalteten Brechers, aussschließen oder doch zumindest außerordentlich erschwe¬ ren. Schließlich ist noch zu berücksichtigen, da die Betriebstemperatuaren in der Austragsöffnung der Einrich¬ tung verhältnismäßig hoch sind.
    [0005] Die Erfindung geht aus von einem Schneckenförderer der einleitend beschriebenen Art, wie er beispielsweise im Zusammenhang mit einem Hochtemparatur-Winkler-Vergasungs- reaktor in Chem.-Ing.-Tech. , 48. Jahrg. 1976, Seite 1188, offenbart ist. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schneckenförderer derart auszugestalten, daß die vorerwähn¬ ten Nachteile vermieden werden. Insbesondere soll es auch bei unter hohen Temperaturen und unter Überdruck arbeiten¬ den Anlagen möglich sein, trotz der vorerwähnten Agglome- ratbildung die festen Rückstände störungsfrei auszutragen. Die in Betracht kommenden Temperaturen können in der Größenordnung von 1000° C und die Drücke im Bereich von 10 bis 50 und mehr bar liegen. Gleichzeitig sollen die festen Rückstände beim Durchgang durch den Schneckenförderer soweit gekühlt werden, daß sie nicht mehr mit dem Luftsau¬ erstoff reagieren. Letzteres könnte zu unkontrollierten Bränden führen. Die vorstehend genannten Ziele sollen erreicht werden, ohne daß dazu die Anlage insgesamt wesentlich komplizierende oder verteuernde Maßnahmen notwendig wären.
    [0006] Zur Lösung der Aufgabe schlägt die Erfindung vor, daß die Schnecke wenigstens zwei in Förderrichtung hintereinander angeordnete, lösbar und drehfest miteinander verbundene Abschnitte aufweist, von denen der der Austragsöffnung benachbarte Abschnitt auch der Zerkleinerung von grobkörni¬ gen Bestandteilen der Rückstände und der bzw. daran anschließende( n) Abschnitt(e) überwiegend der Kühlung der Rückstände dienen, unddas Gehäuse wenigstens auf Teilen
    [0007] OMPI Wr WEPO seiner Längserstreckung von einem Kühlmittel durchströmt und/oder umströmt wird. Die Unterteilung der Schnecke in wenigstens zwei Abschnitte erleichtert einmal die Anpassung der einzelnen Abschnitte an die ihnen überwiegend zugeord¬ nete Funktion. So kann jener Abschnitt der Schnecke, der mit den aus der Einrichtung kommenden festen Rückständen zuerst in Berührung kommt, an die Funktion des Zerkleinerns von Agglomeraten angepaßt sein, wobei natürlich auch die Funktion des Transportierens erfüllt sein muß. Der daran anschließende Abschnitt der Schnecke kann so ausgebildet werden, daß insbesondere den Kühl- und Transportfunktionen Rechnung getragen wird. Da der Zerkleinerungsfunktionen erfüllende Abschnitt der Schnecke in erheblich stärkerer Weise beansprucht wird und damit einem entsprechend größeren Verschleiß unterliegt, trägt die Unterteilung auch wirtschaftlichen Belangen Rechnung, da bei Verschleiß des der Zerkleinerung dienenden Abschnittes nicht die gesamte Schnecke ausgetauscht zu werden braucht.
    [0008] Entsprechendes gilt auch für eine Ausgestaltung, bei welcher gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung das Schneckengehäuse ebenfalls entsprechend der Unterteilung der Schneckenabschnitte unterteilt ist, die druckdicht,jedoch lösbar miteinander verbunden sind. Das
    [0009] OMPI Gehäuse wird in dem Bereich, in welchem die Zerkleinerung gröberer Bestandteile überwiegend stattfindet, ebenfalls einem stärkeren Verschleiß unterliegen.
    [0010] Der überwiegend die Zerkleinerungsarbeit leistende Ab¬ schnitt der Schnecke ist wesentlich massiver ausgebildet wobei die Schneckenstege in diesem Abschnitt im Schnecken¬ grund abgerundet sein können.
    [0011] Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung kann die Steigung der Schnecke in Förderrichtung im Anschluß an den Einlaufteil kontinuierlich zunehmen, und zwar vorzugsweise derart, daß die Steigung am Austragsende des Schneckenför¬ derers etwa das 1,5- bis 2-fache der Steigung im Bereich des Einlaufteils beträgt. Die Zunahme der Steigung hat zur Folge, daß die Fördergeschwindigkeit der durch die Schnecke zu transportierenden festen Rückstände bei konstanter Schneckendrehzahl in Förderrichtung stetig zunimmt, so daß der Füllungsgrad des Schneckenförderers in Förderrichtung im umgekehrten Verhältnis abnimmt. Damit wird der Gefahr begegnet, daß sich größere Rückstandsteile, die nach der Zerkleinerung im ersten Abschnitt immer noch eine Größe aufweisen, die etwa dem Querschnitt des Schneckenganges entspricht, sich im Zuge des Transportes im Schneckenför¬ derer festsetzen können. Diese Gefahr bestünde insbeson¬ dere dann, wenn mehrere derartige größere Teile im Schnek- kenfÖrderer zusammentreffen. Ferner hat es sich als zweckmäßig herausgestellt, die den äußeren Umfang der Schneckenstege bildende Fläche wenigstens auf Teilen der Längserstreckung der Schnecke derart abzuschrägen, daß sie im Längsschnitt mit der Horizontalen einen spitzen Winkel begrenzt, dessen Scheitelpunkt dem Austragsende des Schneckenförderers zugekehrt ist, d.h., daß diese Umfangs- fläche der Schneckengänge in Förderrichtung einen zuneh¬ menden Durchmesser aufweist. Diese Abschrägung begünstigt die Zerkleinerung gröberer Bestandteile der Rückstände, zumal die Zerkleinerungsarbeit praktisch ausschließlich durch das Drehmoment der Schnecke aufgebracht werden muß. Die abgeschrägte äußere ümfangsflache der Schneckenstege bildet einen "endlosen" sich drehenden Keil, der zur Zerkleinerung gröberer .Bestandteile beiträgt und gleich¬ zeitig verhindert, daß sich kleinrere Teilchen der äußerst schmirgelf higen Rückstände zwischen den Schneckensteg und die Gehäusewand zwängen und deren Verschleißt begünstigen. Die Abschrägung des äußeren Umfanges der Schneckengänge kann über die gesamte Länge der Schnecke vorgesehen sein. Es ist aber in Abhängigkeit von den jeweiligen Gegeben¬ heiten, auch möglich, beispielsweise nur den ersten, im wesentlichen der Zerkleinerung dienenden Abschnitts der Schnecke so auszubilden.
    [0012] O PI Im übrigen kann der Bereich des Extruders, in welchem die Zerkleinerung überwiegend erfolgt, mit einer Panzerung, beispielsweise in Form einer Auftragschweißung, versehen sein, die nach Verschleiß erneuert wird.
    [0013] Zur Erhöhung der Kühlwirkung kann die Schnecke - gegebenen¬ falls in allen Abschnitten - mit inneren Kanälen für den Druchgang eines Kühlmittels versehen sein. Diese Kanäle können auch zur Erzielung eines besonders guten Wärmeüber¬ ganges in den Schneckenstegen vorhanden sein.
    [0014] Die Länge des Schneckenförderers wird im wesentlichen durch die erforderliche Kühlleistung bestimmt da aus den bereits genannten Gründen die Temperatur der festen Rückstände bei Verlassen des Schneckenförderers bzw. der diesem nachgeord- neten Druckschleuse eine bestimmte Temperatur nicht überschreiten soll.
    [0015] Das Gehäuse des Schneckenförderers ist zweckmäßig mit einem mit der Wandungder Austragsöffnung des Reaktionsraumens der Einrichtung verbundenen Einlaufteil versehen, wobei die Schnecke mit dem sie umgebenden Gehäuse 1 unter einem von 180° abweichenden Winkel, vorzugsweise rechtwinklig, zur Längsachse des Einlaufteiles verläuft. Als besonders zweckmäßig hat sich eine Ausführung herausgestellt, bei welcher der Einlaufteil mit wenigstens einer Zuführung für ein gasförmiges Medium versehen ist, welches der Auf¬ lockerung des im Bereichder Austragsöffnung des Reaktions¬ raumes und/oder im Einlaufteil befindlichen auszutragenden Rückstände dient.
    [0016] Da das gasförmige Medium in den Reaktionsraum der Einrich¬ tung gelangt, wird es zweckmäßig so gewählt sein, daß es an den dort stattfindenden Umsetzungen teilnimmt, d.h., daß es sich bei dem gasförmigen Medium im Falle eines Winkler- Reaktors beispielsweise um Kohlendioxid, Luft oder Dampf handeln kann. Da die umzusetzenden kohlenstoffhaltigen Materialien im Reaktionsraum durchweg ein Wirbelbett bilden, kann das gasförmige Medium auch gleichzeitig als Fluidisierungsmittel im Reaktor dienen.
    [0017] In der" Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel ein Längs¬ schnitt durch einen Schneckenförderer schematisch darge¬ stellt.
    [0018] An der Auströgsöffnung einer Einrichtung 1beispielsweise eines Reaktors ist ein erster Gehäuseabschnitt 2 eines Schneckenförderers über eine lösbare Flanschverbindung 3 druckfest angebracht, wobei der erste Gehäuseabschnitt 2 einen Einlaufteil 4 aufweist, welcher in Verlängerung des Austragsöffnung des Reaktors 1 und im wesentlichen koaxial zu dessen Längsachse verläuft. Am ersten Gehäuseabschnitt 2 ist an dessen rechtwinklig zum Einlaufteil 4 verlaufenden Bereich ein zweiter Gehäuseabschnitt 5 druckfest, jedoch lösbar mittels einer Flanschverbindung 6 angebracht. In den beiden Gehäuseabschnitten 2 und 5 ist dazu koaxial und mittig eine Schnecke 8 drehbar angeordnet, die ihrerseits entsprechend der Unterteilung des Gehäuses 2, 5 in zwei Abschnitte 9 und 10 unterteilt ist.
    [0019] Der erste Gehäuseabschnitt 2 umgibt die Einzugs- und Zerkleinerungszone des Schneckenförderers, während der sich daran anschließende Gehäuseabschnitt 5 den Bereich um¬ schließt, der im wesentlichen - neben dem Transport der festen Rückstände - der Kühlung derselben dient. Selbstver¬ ständlich erfolgt auch bereits im ersten Gehäuseabschnitt 2 eine Kühlung, welche von der WAndung des Gehäuseabschnittes ausgeht.
    [0020] Die beiden Schneckenabschnitte 9 und 10 sind im Bereich der Verbindung 6 der beiden Abschnitte des Gehäuses lösbar, jedoch drehfest und biegefest miteinander verbunden.
    [0021] Die Schnecke 8 ist in der Nähe des Einlaufteils 4 in einem Lager 11 und am Auslaufende in einem Lager 12 gelagert.
    [0022] Der Antrieb der Schnecke 8 erfolgt über ein Zahnradvorge¬ lege 14. Der Abschnitt 10 der Schnecke 8 ist mit Kanälen 15 und 16 für den Durchgang eines Kühlmittels versehen. Die Kanäle 15 befinden sich im Kern des Abschnittes 10, wohingegen die Kanäle 16 innerhalb der Stege 17 verlaufen. Die Kühlmittel¬ zufuhr für die Schnecke 8 ist bei 18 angedeutet. Die Ableitung des Kühlmittels nach Passieren des Schneckenab¬ schnittes 8 und gegebenenfalls der Stege 17 ist mit 19 bezeichnet.
    [0023] Der Gehäuseabschnitt 5 ist ebenfalls mit Kanälen 20 für den Durchgang eines Kühlmittels versehen, das bei 21 in das Gehäuse 5 eintritt und dieses bei 22 verläßt.
    [0024] Der Gehäuseabschnitt 2 weist Kanäle 24 für den Durchgang eines Kühlmittels auf, welches bei 25 zugeführt wird und bei 26 den Gehäuseabschnitt 2 wieder verläßt.
    [0025] Die am stärksten beanspruchten Innenflächen des Gehäuseab¬ schnittes 2 sind mit einer Auflage 27 versehen, die die eigentliche Gehäusewandung vor Verschleiß schützen soll.
    [0026] Der Einlaufteil 4 ist kurz oberhalb der Schnecke 8 bzw. deren Abschnitt 9 mit über seinen Umfang verteilten Zuleitungen 28 für ein gasförmiges Medium versehen. Nahe dem dem Einlaufteil 4 abgekehrten Ende des Gehäuseabschnit¬ tes 5 ist dieser mit einer Austragsöffnung 29 versehen, an
    [0027] OMΠ^ die sich eine Druckschleuse 30 anschließt, durch die der ausreichend abgekühlte feste Rückstand aus dem unter Überdruck stehenden System ausgetragen wird.
    [0028] Im Bereichder Austragsöffnung des Reaktors 1und im Einlaufstutzen 4 bildet sich eine Feststoffsäule aus von den Umsetzungsrückständen, die durch das durch die Zuleitungen 28 zugeführte gasförmige Medium etwas aufge¬ lockert wird. Damit soll unter Umständen vermieden werden, daß sich Brücken aus den Rückständen bilden, oder daß sich die Rückstände innerhalb der Austragsöffnung des Reaktors 1 und/oder des Einlaufteiles 4 festsetzen. Außerdem bewirkt die Auflockerung eine gewisse Entmischung dahingehend, daß feineres Korn sofort nach unten in den Bereich der Schnecke 8 hindurchfällt.
    [0029] Die gröberen Bestandteile der Rückstände werden im Bereich des ersten Gehäuseabschnittes 2 durch den Schneckenab¬ schnitt 9 soweit zerkleinert, daß sie den Schneckenförderer passieren können. Die dazu notwendige Zerkleinerungsarbeit wird über das Drehmoment der Schnecke 8 aufgebracht. Die Zeichnung läßt erkennen, daß der im Gehäuseabschnitt 2 befindliche Schneckenabschnitt 9 wesentlich massiver ausgebildet ist als der daran anschließende Schneckenab¬ schnitt 10, der im wesentlichen nur der Kühlung und dem Transport der Rückstände dient.Zur Durchführung der Zeklerinerung sind die Umfangsflachen 32 der Schnecken¬ stege 31 abgeschrägt.
    [0030] Während der Verweilzeit im Schneckenförderer wird der mit einer Temperatur von z.B. 1000° C aus dem Reaktor 1 kommende Rückstand auf eine Temperatur von beispielsweise 500° C heruntergekühlt, mit der der Rückstand den Schnek- kenförderer bzw. die Schleuse 30 verläßt.
    [0031] Der Schneckenförderer kann eine Länge von beispielsweise 3 - 6 m und einen Innendurchmesser von beispielsweise 200 m aufweisen.
    [0032] Die Flanschverbindungen 3 und 6 ermöglichen ein schnelles Entfernen des ersten Gehäuseabschnittes 2 und anschließend auch des ersten Abschnittes 9 der Schnecke 8. Diese beiden Teile unterliegen dem größten Verschleiß, da in ihrem Bereich die Zerkleinerung gröberer Bestandteile erfolgt. Zudem haben hier die Rückstände auch noch die höchste Temperatur," welche Tatsache ebenfalls zur Beanspruchung des Werkstoffs von Gehäuse und Schnecke beiträgt.
    [0033] Der Schneckenförderer gemäß der Erfindung ermöglicht unter Anwendung verhältnismäßig einfacher und raumsparender Mittel eine verhältnismäßig ge inge .Mengepro Zeiteinheit an Rückständen aus einem Verbrennungs- oder Vergasungspro¬ zeß kontinuierlich auszutragen, und zwar unter Anwendung von Durchtrittsquerschnitten im Schneckenförderer, die auf die überdurchschnittliche Korngröße der Rückstände abge¬ stellt sind. Die Rückstandsteile größeren Durchmessers werden soweit zerkleinert, daß sie durch den Schneckenkanal hindurchgefördert werden können, ohne daß es dabei zu Druckverlusten im System kommt.
    权利要求:
    Claims- u -P a t e n t a n s p r ü c h e
    1. Mit drehbar gelagerter Schnecke und diese umgebenden Gehäuse versehener Schneckenförderer zum Austragen von festen Rückständen aus unter hoher Temperatur und Überdruck betriebenen Einrichtungen zum Umsetzen von festem, kohlen¬ stoffhaltigem Material, wobei der Einlauf des Schnecken¬ förderers der Austragsöffnung der Einrichtung nachgeordnet ist und der Schneckenförderer Teil des Drucksystems der Einrichtung ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnecke (8) wenigstens zwei in Fδrderrichtung hintereinander angeordnete, lösbar und drehfest miteinander verbundene Abschnitte (9, 10) aufweist, von denen der der Austrags¬ öffnung der Einrichtung (1) benachbarte Abschnitt (9) auch der Zerkleinerung von grobkörnigen Bestandteilen der Rückstände und der bzw. die daran anschließende(n) Ab¬ schnittee) (10) überwiegend der Kühlung der Rückstände dienen, und das Gehäuse (2, 5) wenigstens auf Teilen seiner Längserstreckung von einem Kühlmittel durchströmt und/oder umströmt wird.
    2. Schneckenförderer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich¬ net, daß auch das Schneckengehäuse (2, 5) entsprechend der Unterteilung der Schnecke (8) in Abschnitte unterteilt ist, die druckdicht, jedoch lösbar miteinander verbunden sind.
    3. Schneckenförderer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich¬ net, daß die Steigung der Schnecke (8) in Förderrichtung im Anschluß an den Einlaufteil (4) kontinuierlich zunimmt.
    4. Schneckenförderer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich¬ net, daß die den äußeren Umfang der Schneckenstege ( T7, 31) bildende Fläche (32) wenigstens auf Teilen der Längser¬ streckung der Schnecke (8) derart abgeschrägt ist, daß sie im Längsschnitt in Förderrichtung einen zunehmenden Durch¬ messer aufweist.
    5. Schneckenförderer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich¬ net, daßwenigstens der Abschnitt (10) innere Kanäle (15) für den Durchgang eines Kühlmittels aufweist.
    6. Schneckenförderer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich¬ net, daß auch die Schneckenstege (17) mit Kanälen (16) für den Durchgang eines Kühlmittels versehen sind.
    7. Schneckenförderer nach einem der vorhergehenden Ansprü¬ che, dadurch gekennzeichnet, daßder Abschnitt (2) des Gehäuses (2, 5) mit einem mit der Austragsöffnung der Einrichtung (1) verbundenen Einlaufteil (4) versehen ist und die Schnecke (8) mit dem sie umgebenden Gehäuse (2, 5) unter einem von 180° abweichenden Winkel, vorzugsweise rechtwink¬ lig zur Längsachse des Einlaufteils (4) verläuft.
    -füll
    OMPI
    S# IPO
    8. Schneckenförderer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich¬ net, daß der Einlauf teil (4) mit wenigstens einer Zuführung (28) für ein gasförmiges Medium versehen ist, welches der Auflockerung der im Bereich der Austrittsöffnung der Einrichtung (1) und im Einlaufteil (4) befindlichen auszutragenden Rückstände dient.
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    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    DE19833320595|DE3320595A1|1983-06-08|1983-06-08|Schneckenfoerderer zum austragen von festen rueckstaenden aus unter hoher temperatur und ueberdruck betriebenen einrichtungen|DE19843470209| DE3470209D1|1983-06-08|1984-06-06|Screw conveyor for discharging solid residues in high temperature and over-pressure conditions|
    FI844898A| FI78546C|1983-06-08|1984-12-12|Skruvtransportoer foer utmatning av fasta rester vid hoeg temperatur och vid oevertryck.|
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