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Dokumentenidentifikation DE10120229B4 03.05.2007
Titel Mischkopf mit Mischzone zum Anfeuchten von frei fließenden Schüttgütern, insbesondere von Kraftwerksfilterasche
Anmelder Vattenfall Europe Generation AG & Co. KG, 10115 Berlin, DE;
M. Seiffert GmbH, 40472 Düsseldorf, DE
Erfinder Hauser, Michael, Dipl.-Ing., 03172 Guben, DE;
Rückert, Rainer, Dipl.-Ing., 13053 Berlin, DE;
Stetter, Andreas, Dipl.-Ing., 12051 Berlin, DE;
Knabe, Hermann, Dipl.-Ing., 13088 Berlin, DE
DE-Anmeldedatum 19.04.2001
DE-Aktenzeichen 10120229
Offenlegungstag 24.10.2002
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 03.05.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 03.05.2007
IPC-Hauptklasse B01J 19/26(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
IPC-Nebenklasse B01F 5/02(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen Mischkopf mit Mischzone zum Anfeuchten von frei fließenden Schüttgütern, insbesondere von Kraftwerksfilterasche.

Ein Einsatz von Mischköpfen zum Anfeuchten von frei fließenden Schüttgütern, insbesondere von Kraftwerksfilterasche ist bereits bekannt.

So ist in der DE 197 42 334 A1 eine „Vorrichtung zum Anfeuchten von frei fließenden Schüttgütern, insbesondere von Kraftwerksfilterasche" bekannt. Dabei wird mit einem Schüttgutfallrohr, mit einer darin aus einem Ringspaltoberteil und einem Ringspaltunterteil gebildeten Ringdüse für Anmischwasser, einer das Schüttgutfallrohr umgebenden und eine Zuleitung aufweisende Wasserkammer und mit einer sich anschließenden elastischen Mischstrecke, welche auf eine Übergabestelle geführt ist, Kraftwerksfilterasche mit Wasser gemischt. Die vom Anmischwasser mitgeführten festen Inhaltsstoffe werden durch die Elastizität der Mischstrecke abgeführt. Außerdem sind die durch die Ringdüse gebildeten beiden Ringspaltteile getrennt voneinander ausgebildet und in ihrem Abstand zueinander veränderlich, so dass der Bereich des Ringspaltes in seiner Größe reguliert und eingestellt wird.

Weiterhin ist in DE 197 42 333 C1 eine „Vorrichtung zum Anfeuchten von Kraftwerksfilteraschen mit einem Schüttgutfallrohr" bekannt. Dabei wird die Außenwand der Wasserkammer in zwei Teile geteilt, die durch einen flexiblen Kompensator miteinander verbunden sind. Die Wasserkammer weist eine Verstelleinrichtung für die Verschiebung der beiden Teile der Wasserkammer gegeneinander in Richtung der Längsachse des Schüttgutfallrohres auf. Dabei sind das Oberteil und das Unterteil getrennt voneinander ausgeführt und das Oberteil über das Schüttgutfallrohr mit dem oberen Teil der Wasserkammer und das Unterteil mit dem unteren Teil der Wasserkammer fest verbunden. Nachteilig dabei ist, dass während des Prozesses des Mischens von Anmischwasser mit Kraftwerksfilterasche bzw. mit einem frei fließenden Schüttgut sich innerhalb der Vorrichtung bzw. des Mischkopfes sehr viele feste Bestandteile anlagern. Diese müssen in einer zusätzlichen manuellen Reinigung, für die die Anlage außer Betrieb genommen werden muss, beseitigt werden.

Die Entgegenhaltung DD 216 390 A1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Granulat. Daraus entnimmt der Fachmann, dass in Höhe des Spaltes einer Ringdüse ein Abstreichmesser angeordnet ist, das mit einem Getriebemotor verbunden ist. Das Abstreichmesser ist zum Sauberhalten des Schlitzes der Ringdüse vorgesehen. In Verbindung mit der 1 ist erkennbar, dass mit dieser Anordnung des Abstreichmessers nur ein Sauberhalten des Spaltes der Ringdüse möglich ist, da es nur diesen Bereich überstreicht. Querschnittsverengungen, welche durch Anbackungen an anderer Stelle des Schüttgutfallrohres auftreten, können nicht beseitigt werden. Dies betrifft insbesondere den Bereich unterhalb des Spaltes der Ringdüse.

Die WO 199303831 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Anfeuchten von Kraftwerksfilterasche. Hier ist ebenfalls in Höhe der Austrittsöffnung einer Ringdüse ein drehbeweglicher Abstreicher angeordnet. Wie bereits bei der Entgegenhaltung DD 216 390 A1 ist bei der WO 199303831 A1 aus der 1 ersichtlich, dass der Abstreicher im Wesentlichen nur den Bereich der Austrittsöffnung der Ringdüse von Ascheansätzen freihält.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Mischkopf zu entwickeln, in dem während des Prozesses und nach dem Prozess des Anfeuchtens von frei fließenden Schüttgütern, insbesondere von Kraftwerksfilterasche ohne zusätzliche manuelle Eingriffe das Schüttgutfallrohr gereinigt wird und mögliche Querschnittsverengungen mit einhergehender Verschlechterung des Anfeuchtprozesses ausgeschlossen sind.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass an dem Schüttgutfallrohr an einem oberen Abschlussflansch oder einem unteren Abschlussflansch eine Antriebseinheit angeordnet ist und innerhalb des Schüttgutfallrohres parallel zur Wand ein umlaufender Schaber mit der Antriebseinheit in Wirkverbindung steht, wobei der umlaufende Schaber von dem oberen Abschlussflansch und dem unteren Abschlussflansch begrenzt und über den gesamten Bereich des Mischkopfes ausgebildet ist, im Schüttgutfallrohr oberhalb des Ringspaltoberteiles in einem Winkel von 120° über den Umfang versetzt drei Bohrungen vorgesehen sind, an denen jeweils ein bündig mit der inneren Rohrwand des Schüttgutfallrohres abschließendes Mantelrohr mit seiner Achse in einer zur Achse des Schüttgutfallrohres rechtwinklig liegenden Ebene um 30° im Schnittpunkt mit der Mantelfläche des Schüttgutfallrohres gedreht sowie in Richtung des oberen Abschlussflansches in einem Winkel von 15° zur Waagerechten geneigt und fest angeordnet ist, wobei in jedem Mantelrohr eine konische Reinigungsdüse eingebracht ist.

Vorteilhafterweise ist die konische Reinigungsdüse aus verschleißfestem und/oder abriebfestem und/oder korrosionsbeständigen Material ausgeführt. Insbesondere ist das verschleißfeste und/oder abriebfeste und/oder korrosionsbeständige Material der konischen Reinigungsdüse eine Keramik, ein Kunststoff oder ein Sonderstahl.

Weiterhin ist es vorteilhaft, den Schaber als langen schmalen Steg auszubilden, ihn aus abriebfestem und/oder korrosionsbeständigem und/oder biegesteifem Material herzustellen sowie mit einer antihaftenden Beschichtung zu versehen. In Drehrichtung weist der Steg eine schart schneidende Kante auf.

Der erfindungsgemäße Mischkopf wird insbesondere bei der Anfeuchtung von Kraftwerksfilterasche verwendet.

An einem Ausführungsbeispiel soll die Erfindung näher erläutert werden. Die Zeichnungen zeigen dabei in

1 – Mischkopf mit Mischzone im Schnitt mit umlaufendem Schaber

2 – Draufsicht des Mischkopfes ohne Reinigungseinheit

Das Anfeuchten von frei fließenden Schüttgütern, insbesondere von Kraftwerksfilterasche, wird in einem Mischkopf mit Mischzone durchgeführt. Dazu ist im Mischkopf als Mischzone ein Schüttgutfallrohr 1 mit einer Ringdüse ausgebildet. Die Ringdüse ist aus einem in seinem Abstand zueinander veränderlichen Ringspaltoberteil 5 und Ringspaltunterteil 6 ausgebildet.

Das Schüttgutfallrohr 1 ist von einer Wasserkammer 9 mit einer Verstelleinrichtung umgeben und mit einer anschließenden Mischstrecke, welche auf eine Übergabestelle führt, verbunden. Die Wasserkammer 9 weist eine Verstelleinrichtung für die Verschiebung der beiden Teile der Wasserkammer 9 gegeneinander in Richtung der Längsachse des Schüttgutfallrohres 1 auf. Die Ringdüse ist aus Ringspaltunterteil 6 und aus Ringspaltoberteil 5 aufgebaut. Das Ringspaltoberteil 5 ist über das Schüttgutfallrohr 1 an dem oberen Teil der Wasserkammer 9 und das Ringspaltunterteil 6 an dem unteren Teil der Wasserkammer 9 angeordnet. Das Ringspaltunterteil 6 ist nach unten beweglich. Dadurch ist die Ringdüse in ihrer Ringspaltbreite zwischen dem Ringspaltoberteil 5 und dem Ringspaltunterteil 6 veränderbar. Die in seiner Höhe veränderbare Ringdüse dosiert das Anmischwasser. In dem Schüttgutfallrohr 1 ist an einem oberen Abschlussflansch 7 oder einem unteren Abschlussflansch 8 eine Antriebseinheit 2 angeordnet. An der Antriebseinheit 2 ist ein Zahnrad 11 angeordnet. Die Antriebseinheit 2 ist mit einem umlaufenden Schaber 3 über eine Wirkverbindung verknüpft. Dazu ist an dem umlaufenden Schaber 3 ein Zahnrad 12 angeordnet, wobei als Wirkverbindung das Zahnrad 11 mit dem Zahnrad 12 über eine Zahnkette 13 verbunden sind. Der umlaufende Schaber 3 ist innerhalb des Schüttgutfallrohres 1 und parallel zur Wand des Schüttgutfallrohres 1 angeordnet. Dabei ist der umlaufende Schaber 3 durch den oberen Abschlussflansch 7 und den unteren Abschlussflansch 8 begrenzt und reicht über den gesamten Bereich des Mischkopfes. Erfindungsgemäß ist der umlaufende Schaber 3 als schmaler langer Steg ausgebildet und aus abriebfestem und/oder korrosionsbeständigem Material und/oder aus biegesteifem Material ausgeführt. Der umlaufende Schaber 3 ist zweckmäßig mit einer antihaftenden Beschichtung versehen und in Drehrichtung scharfkantig schneidend ausgeführt. Zusätzlich sind im Schüttgutfallrohr 1 oberhalb des Ringspaltoberteiles 5 drei Bohrungen angeordnet. Die drei Bohrungen sind in einem Winkel von 120° über den Umfang versetzt angeordnet. An den drei Bohrungen ist jeweils ein Mantelrohr 4 mit seiner Achse in einer zur Achse des Schüttgutfallrohres 1 rechtwinklig liegenden Ebene um 30° im Schnittpunkt mit der Mantelfläche des Schüttgutfallrohres 1 gedreht sowie in Richtung des oberen Abschlussflansches 7 in einem Winkel von 15° zur Waagerechten geneigt fest angeordnet. Zusätzlich ist in jedem Mantelrohr 4 eine konische Reinigungsdüse 10 eingebracht. In Weiterbildung der Erfindung ist der Bereich der konischen Reinigungsdüse 10 aus abriebfestem und/oder verschleißfestem und/oder korrosionsbeständigem Material ausgeführt. Dabei kann das abriebfeste und/oder verschleißfeste und/oder korrosionsbeständige Material aus Keramik, aus Kunststoff oder aus Sonderstahl bestehen (1 und 2).

Die Wirkungsweise ist folgende:

Das frei fließende Schüttgut, insbesondere die Kraftwerksfilterasche, gelangt aus einem trichterförmigen Behälter durch das Schüttgutfallrohr 1 in einen aus der Ringdüse, aus dem Ringspaltoberteil 5 und dem Ringspaltunterteil 6 austretenden kegelförmigen Wasserschleier und wird hier gleichmäßig angefeuchtet. Mit Hilfe des nach unten beweglichen Ringspaltunterteiles 6 wird in der durch seine Höhe veränderbaren Ringdüse das Anmischwasser dosiert. Die mit Anmischwasser angefeuchtete Kraftwerksfilterasche wird dabei verwirbelt und teilweise klebrig. Die klebrigen Bestandteile lagern sich im Schüttgutfallrohr 1 oberhalb und unterhalb der Ringdüse innen an der Wand des Schüttgutfallrohres 1 ab. Über eine Wirkverbindung sind eine Antriebseinheit 2 mit einem Zahnrad 11 mit einem umlaufenden Schaber 3 mit einem Zahnrad 12 miteinander verbunden. Dabei läuft über das Zahnrad 11 und das Zahnrad 12 eine Zahnkette 13. Der parallel zur Wand des Schüttgutfallrohres 1 an einem oberen Abschlussflansch 7 oder an einem unteren Abschlussflansch 8 angebrachter Schaber 3 bewegt sich aufgrund dieser Wirkverbindung umlaufend.

Durch diese umlaufende gleichmäßige Bewegung des Schabers, der als schmaler langer Steg an der Innenwand des Schüttgutfallrohres 1 entlang schabt, werden mögliche Anbackungen während des Betriebes im gesamten Bereich des Mischkopfes sofort beseitigt. Dabei reicht der Wirkungsbereich des umlaufenden Schabers 3 im gesamten Schüttgutfallrohr 1 vom oberen Abschlussflansch 7 bis zum unteren Abschlussflansch 8 über den gesamten Bereich des Mischkopfes.

Zusätzlich werden oberhalb des Ringspaltoberteiles 5 die drei Mantelrohre 4 mit den drei konische Reinigungsdüsen 10 mit Anmischwasser beaufschlagt.

In das Schüttgutfallrohr 1 wird Anmischwasser eingedüst. Das Anmischwasser wird über im Schüttgutfallrohr 1 oberhalb des Ringspaltoberteiles 5 in einem Winkel von 120° über den Umfang versetzte drei Bohrungen, in die jeweils ein Mantelrohr 4 mit einer konischen Reinigungsdüse 10 eingesetzt wurde, eingedüst. Dabei fließt das Anmischwasser durch das Mantelrohr 4, welches mit seiner Achse in einer zur Achse des Schüttgutfallrohres 1 rechtwinklig liegenden Ebene um 30° im Schnittpunkt mit der Mantelfläche des Schüttgutfallrohres 1 gedreht wurde und außerdem in Richtung des oberen Abschlussflansches 7 in einem Winkel von 15° zur Waagerechte geneigt wurde. Durch die erfindungsspezifischen winklig zueinander angeordneten drei konischen Reinigungsdüsen 10 entsteht eine besondere Verdrallung des Anmischwassers mit einer zielgerichteten großflächigen Wirkung, wodurch das abgelagerte Schüttgut, welches nicht vom umlaufenden Schaber 3 innen von den Wänden des Schüttgutfallrohres 1 entfernt wurde, gleichmäßig abgespült wird. Damit wird genau der Bereich der Ringspaltdüse, der durch das Ringspaltoberteil 5 und das Ringspaltunterteil 6 gebildet wird, in dem erfahrungsgemäß die meisten Anbackungen abgelagert werden, abgedeckt. Dieser Reinigungsprozess findet nach dem Anmischvorgang statt, wobei der umlaufende Schaber 3 sowohl noch in Betrieb als auch außer Betrieb sein kann. Die auf bisher üblichem Wege angefeuchtete Kraftwerksfilterasche fällt rückstandslos durch das Schüttgutfallrohr 1 in die anschließende Mischstrecke. Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, dass sich während des gesamten Anmischvorganges keinerlei Anbackungen oder Rückstände an der Wand des Schüttgutfallrohres 1 ablagern. Nach dem Anmischprozess von Anmischwasser mit Kraftwerksfilterasche mit anschließendem Verladevorgang ist nachfolgend keine zusätzliche Außerbetriebnahmefür Reinigungsarbeiten erforderlich. Die konische Reinigungsdüse aus verschleißfestem und/oder abriebfestem und/oder korrosionsbeständigen Material wird auch nach dem Anmischvorgang mit Anmischwasser beaufschlagt, so dass ein Abspülen der Wände innen im Schüttgutfallrohr 1 gewährleistet wird. Das durch die drei konischen Reinigungsdüsen 10 eingespritzte Anmischwasser reinigt vorteilhafterweise gleichzeitig den als langen Steg ausgebildeten umlaufenden Schaber 3.

1
Schüttgutfallrohr
2
Antriebseinheit
3
Schaber
4
Mantelrohr
5
Ringspaltoberteil
6
Ringspaltunterteil
7
Abschlussflansch
8
Abschlussflansch
9
Wasserkammer
10
Reinigungsdüse
11
Zahnrad
12
Zahnrad
13
Zahnkette


Anspruch[de]
Mischkopf mit Mischzone zum Anfeuchten von frei fließenden Schüttgütern bestehend aus einem Schüttgutfallrohr (1) mit einer Ringdüse, die für die Dosierung von Anmischwasser aus einem in ihrem Abstand zueinander veränderlichen Ringspaltunterteil (6) und einem Ringspaltoberteil (5) ausgebildet ist, wobei das Schüttgutfallrohr (1) von einer Wasserkammer (9) mit Verstelleinrichtung umgeben und mit einer anschließenden Mischstrecke versehen ist, die auf eine Übergabestelle geführt ist,

gekennzeichnet dadurch,

dass an dem Schüttgutfallrohr (1) an einem oberen Abschlussflansch (7) oder einem unteren Abschlussflansch (8) eine Antriebseinheit (2) angeordnet ist und innerhalb des Schüttgutfallrohres (1) parallel zur Wand ein umlaufender Schaber (3) mit der Antriebseinheit (2) in Wirkverbindung steht, wobei der umlaufende Schaber (3) von dem oberen Abschlussflansch (7) und dem unteren Abschlussflansch (8) begrenzt und über den gesamten Bereich des Mischkopfes ausgebildet ist, im Schüttgutfallrohr (1) oberhalb des Ringspaltoberteiles (5) in einem Winkel von 120° über den Umfang versetzt drei Bohrungen vorgesehen sind, an denen jeweils ein bündig mit der inneren Rohrwand des Schüttgutfallrohres (1) abschließendes Mantelrohr (4) mit seiner Achse in einer zur Achse des Schüttgutfallrohres (1) rechtwinklig liegenden Ebene um 30° im Schnittpunkt mit der Mantelfläche des Schüttgutfallrohres (1) gedreht sowie in Richtung des oberen Abschlussflansches (7) in einem Winkel von 15° zur Waagerechten geneigt und fest angeordnet ist, wobei in jedem Mantelrohr (4) eine konische Reinigungsdüse (10) eingebracht ist.
Mischkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die konische Reinigungsdüse (10) aus verschleißfestem und/oder abriebfestem und/oder korrosionsbeständigem Material ausgeführt ist. Mischkopf nach Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, dass das verschleißfeste und/oder abriebfeste und/oder korrosionsbeständige Material eine Keramik, ein Kunststoff oder ein Sonderstahl ist. Mischkopf nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass der umlaufende Schaber (3) als schmaler langer Steg ausgebildet ist. Mischkopf nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass der umlaufende Schaber (3) aus abriebfestem und/oder korrosionsbeständigem Material und/oder biegesteifem Material ausgeführt ist. Mischkopf nach Anspruch 1 und 5, gekennzeichnet dadurch, dass der umlaufende Schaber (3) eine antihaftende Beschichtung aufweist und in Drehrichtung scharfkantig schneidend ausgeführt ist. Verwendung der Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche zum Anfeuchten von Kraftwerksfilterasche.






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