DE10143850C2 - Eintragszellenradschleuse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Eintragszellenradschleuse zur dosierten Aufgabe von Schüttgut gegen ein Druckgefälle mit einem in Einbaulage oberen Schüttguteintrag und einem unteren Schüttgutaustrag sowie wenigstens einem dazwischen in einer Rotorkammer angeordneten Rotor mit sich quer zum Schüttgutstrom erstreckender Drehachse, wobei der Rotor mehrere sich über seinen Umfang erstreckende Zellenradkammern aufweist und wenigstens eine mit der Rotorkammer kommunizierende Leckdampfkammer vorgesehen ist, die in Drehrichtung des Rotors dem Schüttguteintrag vorgeschaltet ist.

Eine solche Zellenradschleuse ist beispielsweise aus der DE 41 35 593 A1 bekannt. Um eine problemlose Zuführung von Schüttgut in die Kammern des Zellenrades auch bei aufsteigender Leckluft zu ermöglichen, wird in der DE 41 35 593 A1 vorgeschlagen, oberhalb des Zellenrades einen Freiraum vorzusehen, der den Schüttgutstrom umgibt und dadurch einen vom abwärts gerichteten Schüttgutstrom getrennten Raum bildet, um die aus den aufsteigenden Zellenradkammern und allseitig um das Zellenrad hochströmende Leckluft ungehindert abzuführen. Damit soll verhindert werden, dass bei Aufgabe des Schüttguts, von einem niedrigeren Druckniveau im Bereich des Schüttguteintrags in ein höheres Druckniveau im Bereich des Schüttgutaustrages, der aufsteigende Leckluftstrom den Schüttgutzulauf in die einzelnen Zellenradkammern behindert.

Eine vergleichbar ausgebildete Zellenradschleuse ist bei­ spielsweise auch aus der DE 40 38 236 A1 bekannt.

Bei Zellenradschleusen, die der Förderung und Dosierung feuchter und feinkörniger Materialien dienen, besteht das Problem, dass sich aufgrund von Kondensations- und Adhäsionseffekten Ansätze bilden, welche die Förderwege verengen.

Dieses Problem tritt beispielsweise bei Eintragszellenrad­ schleusen auf, die Wirbelschichttrocknungsanlagen für Roh­ braunkohle vorgeschaltet sind. Wirbelschichttrockner stehen unter leichtem Überdruck und die Atmosphäre besteht weitest­ gehend aus Wasserdampf, so dass der aus dem Wirbelschicht­ trockner aufsteigende Leckdampf kondensiert und unmittelbar die Anbackung von ohnehin schon feuchter Rohbraunkohle in den Zellenradkammern sowie in dem Schüttguteintrag verursacht. IN der Regel führen solche Anbackungen zur Blockade des Kohleeintrags und damit zur Funktionsuntüchtigkeit der Einrichtung.

Um dies zu vermeiden, sind verschiedenste Lösungen vorgeschlagen worden. Beispielsweise wird in der DE 29 03 323 C2 vor­ geschlagen, die beweglichen Förderelemente einer Zellen­ radschleuse mit einer elektrischen Beheizungseinrichtung zu versehen. Eine solche ist verhältnismäßig aufwendig zu re­ alisieren. Hierzu müssen Heizelemente mit Schleifringen auf der Rotorwelle zur Übertragung von elektrischer Energie verbunden sein. Darüber hinaus werden Anbackungen hierdurch nur partiell vermieden. Das Problem des kondensierenden Leckdampfes wird dabei nicht behoben.

Schließlich sind mechanische Räumeinrichtungen für die Kammern der Zellenräder bekannt, die allerdings auch verhältnismäßig aufwendig sind. Anbackungen im Eintragsbereich für das Schüttgut werden hiermit nicht vermieden. Insoweit wird das Problem auch nur teilweise behoben. Es ist schließlich auch zu bedenken, dass die Räumeinrichtung insbesondere bei aschereicher Kohle an der Innenwandung der Rotorkammer zu erhöhtem Verschleiß der Einrichtung führt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Ein­ tragszellenradschleuse sowie ein Verfahren zum Betrieb einer solchen zu schaffen, mit der unter weitestgehender Vermeidung von Betriebsstörungen durch Anbackungen und Kondensation von Leckdampf ein Eintrag von beispielsweise Rohbraunkohle in eine Wasserdampfatmosphäre unter Überdruck möglich ist.

Die Aufgabe wird zunächst dadurch gelöst, dass bei einer Eintragszellenradschleuse der eingangs genannten Art Mittel zur Einspülung konditionierter Fremdluft in die Leckdampfkammer vorgesehen sind.

Auf diese Art und Weise wird ein Eindringen von wasserdampfgesättigter Atmosphäre in den Bereich des Schüttguteintrags weitgehend vermieden. Darüber hinaus ist gewährleistet, dass der Leckdampf nicht in der Leckdampfkammer oder einem sich daran unmittelbar anschließenden Absaugstutzen kondensiert, was ebenfalls zur Folge hätte, dass dort Anbackungen aufgrund von Kondensationen aufträten, die zum Verstopfen der Absaugung führen, was nachfolgend größere Dampfleckagen im Eintragsbereich verursachen würden, die ein Verengen des Kohleeintragsbereiches beschleunigten. Die Ein­ spülung konditionierter, vorzugsweise bis auf mindestens 60°C erwärmter Luft in den Leckdampfsammler verhindert dort zuverlässig Kondensatbildung.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn an die Leckdampfkammer eine Leckdampfabsaugung angeschlossen ist.

Zusätzlich können die Wandungen der Leckdampfkammer und/oder ein sich an dieser anschließender Leckdampfabsaugstutzen beheizt sein.

Zweckmäßigerweise ist ein Leckdampfabsauggebläse vorgesehen.

Als ergänzende Maßnahme können weiterhin Mittel zur Einspülung konditionierter Fremdluft in den Schüttguteintrag vorzugsweise unmittelbar oberhalb des Rotors vorgesehen sein. Etwa noch in den Schüttgutstrom eintretender Leckdampf würde sich mit beheizter Fremdluft vermischen, so dass auch dort eine Kondensatbildung und nachfolgende Anbackungen unterbunden werden.

Bei einer besonders bevorzugten Ausbildungsform der Ein­ tragszellenradschleuse nach der Erfindung ist vorgesehen, dass der Rotor und/oder die Wandungen der Zellenradkammer beheizt sind. Auch kann eine beheizte Einlaufschurre vorgesehen sein.

Eine besonders kostengünstige und einfache Lösung sieht vor, dass die Wandungen der Leckdampfkammer und/oder des Leckdampfabsaugstutzens und/oder der Einlaufschurre als dampf­ durchströmte Doppelwände ausgeführt sind.

Als Heizdampf eignet sich in besonderem Maße hinter einer Turbinenstufe abgezweigter Niederdruckdampf.

Die Eintragszellenradschleuse gemäß der Erfindung verzichtet auf eine sonst übliche Räumeinrichtung für die Zellenradkammern, was die Konstruktion dieser vereinfacht.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betrieb einer Eintragszellenradschleuse mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1, welche sich dadurch auszeichnen, dass eine Leckdampfabsaugung erfolgt, wobei der Leckdampf mit konditionierter Fremdluft gemischt wird. Vorzugsweise wird die Fremdluft auf wenigstens 60°C vorgeheizt. Alternativ oder kumulativ kann vorgesehen sein, dass die Fremdluft vorgetrocknet wird. Vorgeheizte und/oder vorgetrocknete Fremdluft kann auch im Bereich der Einlaufschurre des Eintragszellenrades eingespült werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert.

Die in der Figur dargestellte Eintragszellenradschleuse 1 umfasst eine als oberer Schüttguteintrag ausgebildete Ein­ laufschurre 2, einen trichterförmigen Schüttgutaustrag 3, eine dazwischen angeordnete Rotorkammer 4 sowie einen in der Rotorkammer 4 angeordneten, auf der dem Betrachter in der Figur zugewandten Seite gegen den Uhrzeigersinn drehbaren und angetriebenen Rotor 5. Der Rotor 5 bildet das Zellenrad mit auf seinem Umfang verteilt angeordneten Zellenradkammern 6 aus. Eine mit 7 bezeichnete Rotorwelle bildet gleichzeitig die Drehachse des Rotors 5.

Die Zellenradkammern sind als im Querschnitt etwa U-förmig geformte, sich in die Zeichnungsebene hinein erstreckende Rinnen ausgebildet, deren Kammerwände 8 sich radial erstrecken und voneinander divergieren. Die jeweils von der Welle 7 abliegenden Stirnseiten der Kammerwände 8 schließen dichtend an die Innenwandung 9 der Rotorkammer 4 an, d. h. zwischen diesen und der Innenwandung 9 der Rotorkammer 4 ist ein eng tolerierter Spalt vorgesehen.

In Drehrichtung des Rotors 5 bzw. des Zellenrades ist der Einlaufschurre 2 vorgelagert eine Leckdampfkammer 10 vorgesehen, die in einen Leckdampfabsaugstutzen 11 mündet. Mit 12 und 13 sind jeweils Warmluftzuführungen bezeichnet, wobei die Warmluftzuführung 12 in die Leckdampfkammer 10 mündet und die Warmluftzuführung 13 in die Einlaufschurre 2 mündet.

Die mit 14 bezeichnete Wandung der Einlaufschurre 2 ist als Doppelwandung ausgeführt, die über die Dampfzufuhr 15 mit ND- Dampf beaufschlagbar ist.

Die Wandung 14 der Einlaufschurre 2 bildet zudem eine Innenwand der Leckdampfkammer 10, so dass eine Heißdampfbeaufschlagung der Wandung 14 gleichzeitig eine Beheizung der Leckdampfkammer 10 bewirkt.

Der in der Wandung 14 der Einlaufschurre 2 abgekühlte Dampf und das hierbei entstehende Kondensat werden über den Kon­ densatauslauf 16 ausgetragen.

Wie eingangs bereits ausgeführt wurde, kann beispielsweise auch der Leckdampfabsaugstutzen 11 als Doppelrohr ausgebildet sein, dessen Mantel ebenfalls dampfdurchströmt bzw. dampfbeheizt sein kann.

Der Rotor 5 und somit auch die Kammerwände 8 der Zellen­ radkammern 6 sind ebenfalls dampfbeheizt. Die Dampfzuführungen und -abführungen sind der Einfachheit halber in der Zeichnung nicht dargestellt.

Im Betrieb ist die Eintragszellenradschleuse 1 gemäß der Er­ findung unmittelbar einem Wirbelschichttrockner vorgeschaltet. Durch die obere Einlaufschurre 2 in die Eintragszellen­ radschleuse 1 gelangende Rohbraunkohle fällt in die Zellen­ radkammern 6, wird mit der Drehung des Rotors 5 gegen den Uhrzeigersinn (bezogen auf die in der Figur dargestellte An­ sicht) zum Schüttgutaustrag transportiert. Im Bereich der Einlaufschurre 2 herrscht Atmosphärendruck bei etwa Umge­ bungstemperatur oder durch die Dampfbeheizung leicht erhöhter Temperatur. Im Bereich des Schüttgutaustrags herrscht Wasserdampfatmosphäre mit leichtem Überdruck vor. Der Was­ serdampf ist schwach überhitzt (z. B. etwa 105 bis 113°C). Mit dem sich drehenden Rotor dringt naturgemäß Wasserdampfatmosphäre - vorstehend als Leckdampf bezeichnet - in die sich entleerenden Zellenradkammern 6 ein. Dieser Leckdampf wird mitgefördert. In Drehrichtung des Rotors 5 ist die Leckdampfkammer 10 dem Schüttguteintrag so vorgeschaltet, dass der Leckdampf in die Leckdampfkammer 10 eintreten kann. Wie vorstehend bereits be­ schrieben, ist die Leckdampfkammer 10 dampfbeheizt, wie auch die Einlaufschurre 2. Zusätzlich wird auf mindestens 60°C vorge­ wärmte und/oder vorgetrocknete Fremdluft durch die Warmluft­ zuführung 12 in die Leckdampfkammer 10 eingespült. Dort vermischt sie sich mit dem Leckdampf und wird über den Leckdampfabsaugstutzen 11, der an ein nicht dargestelltes Leckdampfgebläse angeschlossen ist, abgefördert.

Als zusätzliche Maßnahme ist vorgesehen, dass Fremdluft, die vorzugsweise ebenfalls auf etwa 60°C beheizt und/oder vor­ getrocknet ist, über die Warmluftzuführung 13 in die Ein­ laufschurre 2 eingespült wird, um dort etwa auftretende Kondensation zu verhindern.

Bezugzeichenliste

1

Eintragszellenradschleuse

2

Einlaufschurre

3

Schüttgutaustrag

4

Rotorkammer

5

Rotor

6

Zellenradkammern

7

Welle

8

Kammerwände

9

Innenwandung der Rotorkammer

10

Leckdampfkammer

11

Leckdampfabsaugstutzen

12

,

13

Warmluftzuführungen

14

Wandung der Einlaufschurre

15

Dampfzufuhr

16

Kondensataustrag

Claims (13)

1. Eintragszellenradschleuse zur dosierten Aufgabe von Schüttgut gegen ein Druckgefälle mit einem in Einbaulage oberen Schüttguteintrag und einem unteren Schüttgutaustrag sowie wenigstens einem dazwischen in einer Rotorkammer angeordneten Rotor mit sich quer zum Schüttgutstrom erstreckender Drehachse, wobei der Rotor mehrere sich über seinen Umfang erstreckende Zellenradkammern aufweist und wobei wenigstens eine mit der Rotorkammer kommunizierende Leckdampfkammer vorgesehen ist, die in Drehrichtung des Rotors dem Schüttguteintrag vorgeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur Einspülung konditionierter Fremdluft in die Leckdampfkammer (10) vorgesehen sind.

2. Eintragszellenrad nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, dass an die Leckdampfkammer eine Leckdampfabsaugung angeschlossen ist.

3. Eintragszellenradschleuse nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, dass die Wandungen der Leckdampfkammer (10) und/oder ein sich an dieser anschließender Leckdampfabsaugstutzen (11) beheizt sind.

4. Eintragszellenradschleuse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Leckdampfabsauggebläse vorgesehen ist.

5. Eintragszellenradschleuse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass weiterhin Mittel zur Einspülung konditionierter Fremdluft in den Schüttguteintrag vorgesehen sind.

6. Eintragszellenradschleuse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (5) und/oder die Wandungen der Zellenradkammern (6) beheizt sind.

7. Eintragszellenradschleuse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine beheizte Einlaufschurre (2) vorgesehen ist.

8. Eintragszellenradschleuse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandungen der Leckdampfkammer (10) und/oder des Leckdampfabsaugstutzens (11) und/oder der Einlaufschurre (2) als dampfdurchströmte Doppelwände ausgebildet sind.

9. Eintragszellenradschleuse nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass keine Räumeinrichtung für die Zellenradkammern (6) vorgesehen ist.

10. Verfahren zum Betrieb einer Eintragszellenradschleuse mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Leckdampfabsaugung erfolgt, wobei der Leckdampf mit konditionierter Fremdluft gemischt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Fremdluft auf wenigstens 60°C vorgeheizt wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Fremdluft vorge­ trocknet wird.

13. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, dass konditionierte Fremdluft in den Schüttguteintrag eingespült wird.