CN1066184C - 带内部加热管的加热室 - Google Patents

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Abstract

一种可绕其纵轴线(10)旋转的垃圾(A)低温炭化室(8)在内腔有许多加热管(12)。这些加热管(12)分别以一端固定在第一端板(28)上，而以另一端固定在第二端板(30)上。按本发明将固定装置设计为使加热管(12)能方便地更换。这一点特别通过套环(34、54)来达到，此套环围绕着加热管(12)从内腔(13)伸出的端部。套环(34、54)最好包括可切割的套筒(36、56)，而插入的新加热管(12)可与其端部焊接起来。

Description

带内部加热管的加热室
本发明涉及一种加热室，尤其涉及一种可绕其纵轴线旋转的垃圾低温炭化室，它有一些装在内腔的加热管，这些加热管的一端固定在第一块端板上，其另一端固定在第二块端板上。本发明还涉及一种更换在这种加热室内的一根加热管的方法。
此加热室用于尤其是按低温炭化燃烧方法进行的垃圾加热处理。
在垃圾处理领域，所谓的低温炭化燃烧法已为公众所知。此方法以及按此方法工作的用于垃圾加热处理的设备，例如在EP-A-0302 310和DE-A-3 830 153中作了介绍。这种按低温炭化燃烧法加热处理垃圾的设备，作为其主要的部件包括一个低温炭化室(热解反应器)和一个高温燃烧室。低温炭化室将通过垃圾输送装置送来的垃圾，转化为低温干馏气和热解残渣。然后，此低温干馏气和热解残渣经适当处理后供给高温燃烧室的燃烧器。在此高温燃烧室中形成熔融状的炉渣，它经出口放出并经冷却后成玻璃状。所形成的烟气经烟气管通往烟囱排出。在此烟气管内主要装有一个作为冷却装置的废热蒸汽发生器、滤尘器和烟气净化器。
通常采用一种旋转的长度较长的低温干馏滚筒作为低温炭化室(热解反应器)，在它的内部有许多平行的加热管，垃圾基本上在气密状态被加热管加热。低温干馏滚筒绕其纵轴线旋转。低温干馏滚筒的纵轴线最好相对于水平线略有倾斜，因此，低温干馏物集结在低温干馏滚筒的出口，并可容易地从那里排出。在旋转时升高到上面去的垃圾将跌落在位于它们下方的加热管上。由于垃圾中可能含存重的成分，例如石块、瓶子、金属件和陶瓷件，所以存在有损坏加热管的危险。除了这种机械负荷之外，加热管内还存在高的热负荷。这种低温炭化室可能有15至30米长，所以意味着投入的资金是相当可观的。
本发明的目的是，将前言中所述类型的加热室设计为，使之具有长的工作寿命，并因而能够低成本地运行。
本发明以下述考虑为基础，即，只要在一定时间后更换掉那些承受负荷特别大的构件，就可以达到上述目的。因此，本发明还有一个目的是，提出一种能方便地更换在这种加热室内的一根加热管的方法。
为此，按本发明为达到上述第一个目的，将加热管可更换式地固定在端板上。
加热管应可方便更换地装在两块端板之间。为了做到这一点，按进一步的改选规定，每根加热管在端部是可拆的，以及，它可以通过制在两块端板的一块上的孔，从内腔取出。
为了降低成本，但也是为了在按例行的处置后能保证迅速地重新投入使用，应保证在更换时无须对第一和/或第二端板进行加工的条件下加热管有可更换性，这种加工例如为焊接。为做到这一点，一项进一步改进规定，加热管的一端从制在第一和/或第二端板上的一个孔伸出，并通过套环与第一或第二端板的外表面连接。该套环在这种情况下起可拆式固定装置的作用。
按另一项设计规定，套环包括一个长度补偿器，尤其是一个波形管补偿器。此长度补偿器可以固定在第一套筒和第二套筒之间，其中，第一套筒的端面与有关的加热管以及第二套筒与第一端板分别连接起来，尤其是焊接。
按照另一种结构，套环有一个管底套筒，它一端与有关的加热管以及另一端与第二端板连接起来，尤其是焊接。
其他有利的设计结构表示在从属权利要求中。
上述有关更换加热管方法的目的按本发明这样来达到，即，切下一部分固定用的套环，使套环的其余部分留在端板上；将加热管经由一个制在两块端板之一上的孔从内腔抽出；装入一根新的加热管；以及，将此新加热管在端面与套环的其余部分焊接起来。
下面借助于4个附图说明本发明的实施例，附图中
图1为带垃圾低温炭化室的低温炭化装置的原理剖示图，它可用于按低温炭化燃烧方法的范畴；
图2为在低温炭化室冷端处的单根管固定装置放大图；
图3为在低温炭化室热端处的单根管固定装置放大图；以及
图4所示为在加热管插入低温炭化室热端时的装配情况。
按图1所示，固体垃圾A经一输入和装料装置2和一由一马达6驱动的螺旋运输机4，进入热解反应器或低温炭化室8中。在此实施例中，低温炭化室8是一个可绕其纵轴线10(在后面还要介绍的驱动装置24、26驱动之下)旋转的低温干馏滚筒或热解滚筒，它在300至600℃下基本上隔氧地工作，并且除了挥发性的低温干馏气S外还生成基本上固态的热解残渣f。在这里所涉及的是一种带有内管的低温干馏滚筒8，在内腔13装有许多互相平行并排齐的加热管12，图中只表示了其中的两根。设在“热”端的加热气体h的进口用数字14表示，设在“冷”端的加热气体h的出口用数字16表示。低温炭化室8的纵轴线10最好相对于水平线是倾斜的，所以，在右边的“热”端低于表示在左边的垃圾A的进口。在热解滚筒8后面的出口或排料端，连接有一个排料设备18，它设有一个放出低温干馏气体S的低温干馏气体排出接管20，和设有一个输出固态的热解残渣f的热解残渣出口22。一根连接在低温干馏气体排出接管20上的低温干馏气导管，可与高温燃烧室的燃烧器相连。低温干馏滚筒8绕纵轴线10的转动通过一驱动装置24来实施，一马达26也属于此驱动装置24。驱动装置24、26例如作用在一个固定于低温于馏滚筒8圆周上的齿圈上。
由图1可以清楚看出，加热管12总是以一端固定在第一端板28上，以另一端固定在第二端板30上。如其他的图2至4所示，固定装置在端板28、30上设计成使加热管12有良好的可更换性。
图2放大表示加热管12在左边的第一或“冷”端板28上的固定装置。加热管12的这一端从内腔13通过孔31伸出。加热管12的轴线定向为垂直于端板28的表面。对于图中所表示的结构应注意到，各根加热管12受到高的热负荷和机械负荷，以及，此也可称为管板或滚筒底板的第一端板28是绕低温干馏滚筒8的纵轴线10旋转的。此外还应注意到，加热管12在内腔13中的间距d应尽可能小，而正是此相同的加热管12固定在第一端板28上时，出自于加工或装配的原因，它们的间距D应尽可能地大。最后还应注意到，低温干馏滚筒8在其使用寿命期间工作时，加热管12应经常更换，而长度补偿器相对而言很少更换，端板28可能从不更换。在更换加热管12以及必要时更换长度补偿器时，应当不需要在第一端板28上进行加工，尤其是不进行焊接加工。这一点同样适用于后面要介绍的在第二端板30上的固定装置。
上述有关于距离d、D的条件这样来满足，即令每根加热管12沿其长度有一个直径减小段32。这一个减径段32设在内腔13中邻近第一端板28的表面前。
每根加热管12可比较容易拆卸地固定在两端。加热管端在第一端板28上的固定是借助于一个套环34进行的，此套环34系由第一套筒36、长度补偿器38和第二套筒40串联组合而成。第一和第二套筒36或40用钢制造，它们也可当作管状焊接件。套环34环绕着加热管12上已减小了直径的插入外腔中的端段。第一套筒36的端面与有关的加热管12通过焊缝42连接。而第二套筒40则通过在内腔13的焊缝44以及必要时还通过在外腔的另一条焊缝46与第一端板28连接。长度补偿器38在这里特别设计为波形管补偿器。它的两端与管状焊接件或套筒36、40的里端，通过图中没有进一步标示的焊缝连接。
重要的是套筒36、40的轴向长度。第一套筒42的轴向长度可例如为了5次更换加热管12来确定，而第二套筒40的轴向长度可例如为了2次更换波形管补偿器38来确定。这一情况用5条垂直线50或2条垂直线52表示在下面那根加热管12上。
在第一次更换加热管12的情况下，将第一套筒36沿第一条线50切下，并将有关的加热管12向右从内腔13抽出。用一根新的加热管12来代替它，在将这根新的加热管12从制在第一端板28的有关孔31插入后(更准确地说是从构件组合40、38、36中插入)，在其端部通过一条新的焊缝42焊接起来。如后面还要说明的那样，在右边的“热”端板30也有相应的处理过程。
若与之相反，也许除了加热管12之外波形管补偿器也要加以更换，则应沿左边的那条线52切下第二套筒40。然后，可将一个带有已连接好的第一套筒36的新的波形管补偿器38在切割面处焊接起来。
图2所表示的结构，保证加热管12和长度补偿器38有简便、快速并因而低成本的可更换性，人们无须在第一端板28上往往难以接近的位置进行焊接。当人们想到一个低温干馏滚筒8有100至200根固定在端板28上的加热管12时，便能认识到这一点在经济上具有突出的重要意义。
图3表示一根加热管12在右边的第二或“热”端板30上的固定，此“热”端板30同样绕其纵轴线10旋转。在这里加热管12也经孔53从内腔13伸出。为了固定采用了套环54。这一套环54由一个简单的金属管段构成，它起管底套筒56的作用。在这里有重要意义的是，管底套筒56的内径略大于加热管12的外径。这一间距用一个中心衬管58来消除，中心衬管58是在装入加热管12后从端面嵌入管底套筒56中的。
中心衬管58内端制有斜面，以便于嵌入或装入。管底套筒56在一端与有关的加热管12通过端面焊缝60和(在装配结束时加上的)装配焊缝焊接起来。而在管底套筒56的另一端借助于在内腔13中的焊缝62与端板30焊接在一起。
在此实施例中需要此中心衬管58，因为有关的加热管12设有金属制的挡瓦64。这一挡瓦64尤其可是一个半壳，它借助于至少一条定位焊缝66(见图4)从外面焊在加热管12上。挡瓦64有厚度b。它在内腔13中防止加热管12受到(在低温炭化室8旋转时先升高然后降落的)固体物直接冲击，如玻璃、铁和陶瓷的物件，并因而防止损坏加热管表面。这种挡护板延长了加热管12的更换周期。对于每一根加热管，该挡护半壳分别针对降落物的降落方向来定位。
在本实施例中管底套筒56的轴向长度也选择为，它足以用于更换5次加热管12。这也是用垂直线68来表示的。
图4表示插入加热管12时的装配情况。现在借助于图3和4详细说明装配过程。
首先将管底套筒56借助于焊缝62固定在第二端板30的孔53中。管底套筒56伸入外腔(加热气体进口14)内。然后将加热管12从右边装入在第二端板30上的孔中。在此加热管12上已经借助于定位焊缝66固定好挡瓦64；同样，在加热管12上也已经通过端面焊缝60焊接了中心衬管58。这一根如此准备好的加热管12从右边嵌入或推入管底套筒56中。这一情况如图4所示。显然，在插入时加热管12的下部外母线贴靠在管底套筒56下部的内母线上。有关的尺寸设计成，应尽量小的管底套筒56的内径，正好略大于加热管12的外径与挡瓦64的厚度b之和。为了更清楚地明了这一点，在装配时加热管12的中心线用H表示，管底套筒56的中心线用R表示。两条中心线H、R之间的距离用m表示。
在几乎完全插入后将加热管12抬高距离m。现在中心线H、R重合。中心衬管58这时适合于嵌入管底套筒56中。最后，在管底套筒56和中心衬管58的端面加上装配焊缝60。
在第一次更换加热管12的情况下，在这里应沿线68中最右边的那条线切下组合部分56、58、12。如已说明的那样，在按图2所示的冷端要进行同样的工作。然后，此加热管12带着在它上面的挡瓦64，可以经孔53(更准确地说是经过管底套筒56)从内腔13抽出，并用一根新的加热管代替。这根新加热管12的装配过程按前面已说明的原理进行。在作另一次或下一次更换的情况下，再次切下组合部分56、58、12，但这时应沿线68中从右边外面看的第二条线。在第三次更换时，切割沿第三条线进行，以此类推。每次在管底套筒上都留下仍足以加工装配焊缝60的材料。

Claims (9)

1、一种加热室，它有一些装在内腔(13)的加热管(12)，这些加热管(12)分别以其一端固定在第一端板(28)上，其另一端固定在第二端板(30)上，其中，加热管(12)分别以一端穿过在第一和/或第二端板(28、30)上的孔(31、53)伸出，并通过套环(34、54)与第一或第二端板(28、30)的外表面连接，其特征在于：每一根加热管(12)包括一个减径段(32)，以及，相邻加热管(12)在第一端板(28)上的间距(D)，大于它们在内腔(13)中的间距。
2、按权利要求1所述的加热室，其特征在于：套环(34、54)包括一个长度补偿器(38)。
3、按权利要求2所述的加热室，其特征在于：长度补偿器(38)固定在第一套筒(36)与第二套筒(40)之间，其中，第一套筒(36)在端面与有关的加热管(12)连接，而第二套筒(40)则与第一端板(28)连接。
4、按权利要求1至3中任一项所述的加热室，其特征在于：套环(54)包括一个管底套筒(56)，它一端与有关的加热管(12)以及另一端与第二端板(30)连接。
5、按权利要求4所述的加热室，其特征在于：一个中心衬管(58)设在管底套筒(56)与有关的加热管(12)之间。
6、按权利要求1所述的加热室，其特征在于：在加热管(12)上设有一个挡瓦(64)。
7、按权利要求6所述的加热室，其特征在于：管底套筒(56)的内径确定为略大于加热管(12)的外径与挡瓦(64)的厚度(b)之和。
8、按权利要求1至3中任一项所述的加热室，其特征在于：套环(34、54)包括一个套筒(40、56)，套筒(40、56)的一端穿过端板(28、30)上的孔(31、53)，以及，套筒(40、56)在内腔(13)中其端面与此端板(28、30)焊接起来。
9、一种更换加热管(12)的方法，此加热管(12)在内腔(13)中以其一端固定在第一端板(28)上，而以其另一端固定在第二端板(30)上，其特征在于：切下一部分固定用的套环(34、54)，使套环的其余部分留在端板(28、30)上；将加热管(12)经由一个制在两块端板(28、30)之一上的孔(53)从内腔(13)抽出，装入一根新的加热管(12)；以及，将此新加热管(12)在端面与套环(34、54)的其余部分焊接起来。
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