DD287767A5 - Drehrohr - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Drehrohr, welches am Auszenumfang angetrieben ist und mittels an den beiden Drehrohrenden an deren Auszenumfang axialsymmetrisch angeordneten Laufringen auf Rollen laeuft, mit im Bereich der an die Drehrohrenden anschlieszenden Drehrohrkoepfe vorgesehenen Leitungen beziehungsweise Stutzen fuer Produkteintritt, Produktgasabzug und Feststoffaustritt zur thermischen Behandlung, Schwelung oder Pyrolyse fluessiger oder fester Stoffe oder Mischphasen mittels indirekter Beheizung. Das Drehrohr weist eine verbesserte Dichtfunktion und eine wesentlich erhoehte Standzeit der Dichtungselemente zwischen den bewegten und den stehenden Teilen des Drehrohres sowie damit verbunden eine verbesserte thermische Isolierung auf. Die erfindungsgemaesze Loesung besteht darin, dasz eintritts- und austrittsseitig je ein schwimmendes Gleitringdichtungssystem mit je einer kraftschluessigen Rahmenkonstruktion zur Ermoeglichung einer Drehverbindung zwischen dem Drehrohr und den beiden mit den Leitungen beziehungsweise Stutzen verbundenen stationaeren Drehrohrkoepfen angeordnet ist. Fig. 1{Drehrohr; Dichtfunktion; Dichtungselement; thermische Isolierung; schwimmendes Gleitringdichtungssystem; kraftschluessige Rahmenkonstruktion; stationaerer Drehrohrkopf; Drehverbindung; Stutzen; Leitung}

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Drehrohr, welches am Außenumfang angetrieben ist und mittels an den beiden Drehrohrenden an deren Außenumfang axialsymmetrisch angeordneten Laufringen auf Rollen läuft, mit im Bereich der an die Drehrohrenden anschließenden Drehrohrköpfe vorgesehenen Leitungen beziehungsweise Stutzen für Produkteintritt, Produktgasabzug und Feststoffaustritt zur thermischen Behandlung, Schwelung oder Pyrolyse flüssiger oder fester Stoffe oder Mischphasen mittels indirekter Beheizung.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Eino technische Ausführung einer Schwelung kohlenwasserstoffhaltiger Rückstände ist beschrieben in .Die katalytische Druckhydrierung von Kohlen, Teeren und Mineralölen", Springer-Verlag, Berlin/Göttingen/Heidelberg, 1950. Hiernach wird der auf etwa 400 bis 450⁰C erhitzte kohlenwasserstoffhaltige flüssige Rückstand in den Schwelraum eingespritzt, der durch Gasheizung von außen auf etwa 550 bis 600⁰C erhitzt wird. Es findet eine Destillation auf Koks statt, wobei das Abtreiben des gewinnbaren Kohlenwasserstoffölanteils durch Gegenstromzugabe von ca. 10% überhitztem Wasserdampf gefördert werden kann. Der Schwelrückstand wird an dem dem Eingang gegenüberliegenden Ende des Ofens durch eine Wassertauchung ausgetragen (vergleiche Seite 45). Dabei ist es bekannt, derartige Vorrichtungen, die austragsseitig schwach gegen die Horizontale nach unten geneigt angeordnet sind, häufig als sogenannte Kugtlöfen mit einer Beschickung aus Stahlkugeln vorzusehen, um mittels in Längsrichtung als Mitnehmer aufgeschweißter flacher Rippen zu bewirken, daß die Kugeln im sich drehenden Ofen möglichst hoch mitgenommen werden, um dann im Herabfallen die sich bildenden Krusten loszuschlagen (vgl. Seite 254, a.a.O.).

Neben der Aufarbeitung von kohle- oder mineralölstämmigen kohlenwasserstoffhaltigen Rückständen können durch Schwelung durch Abfallstoffe wie Kunststoffabfälle, kohlenwasserstoffbelastete Rückstände, kontaminierte Böden, Biomassen, Abschlämme und dergleichen auf flüssige Produkte und Schwelteer neben Schwelgas und Schwelkoks aufgearbeitet werden. So Ist es bekannt, Hausmüll, Industrie· und Gewerbemüil sowie Sonderabfallstoffe in einem geeigneten Reaktor, beispielsweise einem Drehrohrofen, einer Niedertemperatur-Pyrolyse zu unterziehen (vergleiche DE-P 2947293, EP-O 111081 Al). Vergleichsweise wenige Veröffentlichungen befassen sich mit der apparativen Seite derartiger Verfahren, insbesondere der Zurverfügungstellung verbesserter Drehrohrkonstruktionen. Eine zufriedenstellende Abdichtung der drehenden Teile eines Drehrohrs von den die Produktzuführungs- bzw. Produktaustrittsleitungen aufnehmenden feststehenden Teilen ist immer noch ain technisches Problem, dessen Lösung wegen der herrschenden mechanischen und thermischen Belastungen betrachtliche Schwierigkeiten macht.

So ist gemäß der DE 3346338 Al eine Dichtungsanordnung mit einem Gleitringdichtungssystem und einer an einem rotierenden Teil des Drehrohrs angeordneten Abdichtscheibe sowie dichtend anliegenden Anlaufringen bekannt. Wesentliche Nachteile der herkömmlich gebauten und bekannten Drehrohrkonstruktionen sind die Wärmeverluste im Bereich der direkt am Drehrohr eingebauten Laufringe, die aufgetretenen Probleme bei der Abdichtung zwischen den feststehenden Drehrohr (öpfen und dem Drohrohr und die mit der Wärmedehnung des Drehrohrs verbundenen Probleme.

Die mit den Laufringen und auch dem Antrieb des Drehrohrs, der häufig als Kettentiieb über Zahnräder erfolgt, verbundenen Wärmeverluste führen auch zu einer Verschlechterung der Flüssigproduktausbeute aufgrund vorzeitiger Kondensation mit anschließenden Crack- und Polymerisationsreaktionen. Die bekannten Drehrohrkonstruktionen sind gewöhnlich mit einem welchen, axialen Dehnungskompensatorzum Drehrohrkopf ausgelegt. Die Dichtungsfunktion des beispielsweise mit Druckrolle an den stationären Dichtungsteil angepreßten rotierenden und zwei Dichtungspackungen enthaltenden Dichtungsteils wird erheblich von Drehrohrexzentrizitäten beeinträchtigt.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, ein Drehrohr so auszubilden, daß eine Verbesserung des thermischen und chemischen Wirkungsgrades erreicht wird.

Darlegung des Wesens der Erfindung Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Drehrohr, welches am Außenumfang angetrieben ist und mittels an den beiden Drehrohrenden an deren Außenumfang axi&lsymmetrisch angeordneten Laufringen auf Rollen läuft, mit im Bereich der an die Drehrohrenden anschließenden Drehrohrköpfe vorgesehenen Leitungen beziehungsweise Stutzen für Produkteintritt, Produktgasabzug und Feststoffaustritt zur thermischen Behandlung, Schwelung und Pyrolyse flüssiger oder fester Stoffe oder Mischp'nasen mittels Indirekter Beheizung, zu schaffen, welches eine verbesserte Dichtfunktion bei einer wesentlich erhöhten Standzeit der Dichtungselemente zwischen den bewegten und den stehenden Teilen des Drehrohres sowie eine verbesserte

thermische Isolierung aufweist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß elntritts- und austrittsseitig je ein schwimmendes Gleitringdichtungssystem mit je einer kraftschlüssigen Rahmenkonstruktion eine zur Ermöglichung einer Drehverbindung

zwischen dem Drehrohr und den beiden mit den Leitungen bzw. Stutzen verbundenen stationären Drehrohrköpfen angeordnet

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, daß das Gleitringdichtungssystem einen

elastischen Dichtungsteil mit hydraulisch, pneumatisch oder durch Federkraft nachgeführten Kompensator zum Ausgleich des

Verschleißes der eigentlichen Dichtungselemente aufweist. Die erfindungsgemäße Löst, ng mit beispielsweise einer kugelgelagerten Rahmenkonstruktion und kraftschlüssiger Verbindung

zum Drehrohrkopf erlaubt, daß der Drehrohrkopf alle Bewegungen des Drehrohrs mit Ausnahme der Drehbewegung um die

Drehachse mitmachen kann. Durch diese Maßnahme brauchen nur noch die Produktzuführungs- bzw. -abführungsleitungen kompensiert zu werden,

wohingegen es nicht mehr erforderlich ist, sämtliche Relativbewegungen des Drehrohrkopfes über den gesamten

Drehrohrdurchmesser zu kompensieren. Durch die Baueinheit einer Kugeldrehverbindung, wie sie als Ausführungsbeispiel nachfolgend näher erläutert wird, mit dem

elastischen Teil der Gleitringdichtung in einer Rahmenkonstruktion, liegt eine exakte Führung der Dichtung vor, und es ist eineinfacher Dehnungsausgleich zum Ausgleich des Verschleißes der Dichtungselemente wie Packungen, Metallringe oderdergleichen möglich. Auf diese Weise macht sowohl der Drehrohrkopf auf der Eintritts- als auch auf der Austrittsseite .freischwimmend" alle Bewegungen, und insbesondere auch die den Verschleiß der Dichtungselemente um ein Mehrfachesübertreffende Wärmeausdehnung dos Drehrohrs mit.

Es ist möglich, zur indirekten Beheizunrj um den Mantel des Drehrohres eine Muffel stationär anzuordnon. Zur besseren

thermischen Isolierung kann dabei beitragen, wenn die auf Rollen laufenden Laufringe durch eine Isolierung von dem Mantel des

Drehrohres thermisch Isoliert sind. Vorteilhafterweise sind weiterhin an dem Drehrohr innenliegende, an der drehenden Wandung abrollende Wälzkörper

vorgesehen. ^

Ausführungsbelsplst Die Erfindung soll rachstehend an Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen

Fig. 1: die Vorderansicht eines Drehrohres mit Gleitringdichtungssystem im Schnitt; Fig. 2: die Vorderansicht eines Drehrohres mit thermischer Isolierung im Schnitt.

Mit dem Außenmantel eines Drehrohres 2 ist an dessen Enden ein Flansch 1 über den gesamten Umfang verschweißt, wobei der Flansch 1 gleichzeitig mit dem drehenden Teil des Gleitringdlchtungssystems verschraubt ist.

Im drehenden Teil der Dichtung sind Dichtungselemente 3; 4; 5, beispielsweise Packungen, Metallringe oder dergleichen, aus geeigneten Materialien mechanisch exakt geführt, wodurch im Zusammenwirken mit einem stehenden Dichtungsflansch 6 eine zuverlässige Abdichtung bewirkt wird. Zwischen den aus den Dichtungselementen 3; 4; 5, dem drehenden Flansch 1 sowie dem stehenden Dichtungsflansch 6 gebildeten ringförmigen Sperräumen kann mittels nicht dargestellten Durchgangsventilen oder dergleichen ein Sperrgas oder eine Sperrflüssigkeit zugeführt werden, um gegenüber dem abzudichtenden Raum für einen zur Erzeugung einer Strömung in Richtung des Innenraumes des Drehrohres 2 ausreichenden geringen Überdruck zu sorgen. In einem Abstand zu dem mit den Dichtungselementen 3; 4; 5 in Berührung stehenden Dichtungsflansch 6 ist ein weiterer Flansch 7 als Teil einer Rahmenkonstruktion 8, die beispielsweise als Schweißkonstruktion ausgeführt sein kann, derart angeordnet, daß zwischen diese beiden Flansche ein Kompensator 9 eingeschweißt ist. Der Kompensator 9 bildet den elastischen Teil der Dichtung und dient insbesondere zum Ausgleich des Verschleißes der Dichtungselemente 3; 4; 5. Er ist als

Metallkompensator, beispielsweise als Faltenbalg, ausgebildet. Durch eine Feder 10, Hydraulik oder Pneumatik kann die Anpreßkraft des Dichtungsflansches 6 an die Dichtungselemente 3; 4; 5 konstant gehalten werden und der Verschleiß der Dichtungselemente 3; 4; S dadurch in gewissen Grenzen ausgeglichen werden. Durch ein Dichtungselement 11 zwischen dem Flansch 7 und einem Drehrohrkopf 12 wird ein weiterer Sperraum gebildet, der die Bauteile des Gleitringdichtungssystems vor den teilweise chemisch aggressiven Pyrolysegasen, Koksablagerungen und dergleichen schützt.

Der nichtdrehende Teil des Gleitringdichtungssystems wird gegen das von dem drehenden Teil ausgeübte Moment zweckmäßig durch in der Figur nicht gezeigte Drehmomentsicherungen in Form starrer Stangenverbindungen zwischen der Rahmenkonstruktion 8 und dem stehenden Dichtungsflansch 6 gesichert. Der nichtdrehende Dichtungsflansch 6 und der Flansch 7 werden durch die stationäre Rahmenkonstruktion 8 bei allen praktisch vorkommenden Betriebsbedingungen parallel gehalten. An dem drehenden Flansch 1 der Dichtung ist eine Kugeldrehverbindung 13 mit deren innerem Ring verschraubt, der äußere Ring ist mit dem die kraftschlüssige Rahmenverbindung gewährleistende Rahmenkonstruktion 8 fest verbunden, beispielsweise verschraubt. Die Rahmenkonstruktion 8 ist am anderen Ende mit dem stehenden und nichtkompensierten Flansch 7 verschraubt. Dieser Flansch 7 ist, wie bereits vorher angegeben, mit dem anderen stehenden Dichtungsflansch 6, der in Kontakt mit den Dichtungselementen 3; 4; 5 ist, durch den Kompensator 9 zwecks Ausgleichs des Verschleißes überbrückt. Drehrohrkonstruktionen, wenn sie beispielsweise zur Schwelung kohlenwasserstoffhaltiger Rückstände der Destillation schwerer öle oder dergleichen eingesetzt werden, sind als Drehrohr 2 mit Muffelheizung auf Temperaturen von maximal 800 bis zu 1200⁰C ausgelegt. Der Verfahrensdruck liegt in der Regel bei einem nur um wenige Hundert mbar über dem äußeren Luftdruck liegenden Druck.

Die indirekte Beheizung des Drehrohres 2 erfolgt vorteilhaft durch eine stationäre, um das Drehrohr 2 angeordnete, mit Heizgasen beheizte Muffel, wobei durch eine geeignete Abdichtung zwischen dem Drehrohr 2 und der Muffel eine ausreichende Ausnutzung der Heizgase und eine ordnungsgemäße Führung derselben sichergestellt wird.

In Fig. 2 ist in einem weiteren Ausführungsbeispiel eine vorteilhafte Ausgestaltung des Drehrohres 2 der eingangs beschriebenen Art dargestellt, bei dem auf Rollen laufende Laufringe 14 durch einen zwischen Drehrohr 2 und einem Drehrohreinzug 15 angebrachte Isolierung 16 von dem Mantel des Drehrohres 2 thermisch isoliert sind.

Zum Abräumen beziehungsweise Lockern sich beim Betrieb fm Drehrohr 2 etwa bildender Krusten, Koksablagerungen oder dergleichen, können innenliegende, an der drehenden Wandung abrollende schwere längszylindrische Wälzkörper vorgesehen werden. Durch in Längsrichtung an dem Wälzkörper verlaufende Rippen, Nuten oder Hinterschneidungen kann die angestrebte Wirkung je nach den Erfordernissen der durchgesetzten Materialien unterstübt werden.

Claims (5)

1. Drehrohr, welches am Außenumfang angetrieben ist und mittels an den beiden Drehrohrenden an deren Außenumfang axialsymmetrisch angeordneten Laufringen auf Rollen läuft, mit im Bereich der an die Drehrohrenden anschließenden Drehrohrköpfe vorgesehenen Leitungen beziehungsweise Stutzen für Produkteintritt, Produktgasabzug und Feststoffaustritt zur thermischen Behandlung, Schwelung oder Pyrolyse flüssiger oder fester Stoffe oder Mischphasen mittels indirekter Beheizung, dadurch gekennzeichnet, daß eintritts- und austrittsseitig je ein schwimmendes Gleitringdichtungssystem mit je einer kraftschlüssigen Rahmenkonstruktion (8) zur Ermöglichung einer Drehverbindung zwischen dem Drehrohr (2) und den beiden mit den Leitungen beziehungsweise Stutzen verbundenen stationären Drehrohköpfen angeordnet ist.

2. Drehrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitringdichtungssystem einen elastischen Dichtungsteil mit hydraulisch, pneumatisch oder durch Federkraft nachgeführten Kompensator (9) zum Ausgleich des Verschleißes der eigentlichen Dichtungselemente (3; 4; 5) aufweist.

3. Drehrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur indirekten Beheizung um den Mantel des Drehrohres (2) eine Muffe stationär angeordnet ist.

4. Drohrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auf den Rollen laufenden Laufringe durch eine Isolierung von dem Mantel des Drehrohres (2) thermisch isoliert sind.

5. Drehrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß innenliegende, an der drehenden Wandung abrollende Wälzkörper vorgesehen sind.