DE19752538C1 - Schlackenbrecher - Google Patents

Schlackenbrecher

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DE19752538C1
DE19752538C1 DE19752538A DE19752538A DE19752538C1 DE 19752538 C1 DE19752538 C1 DE 19752538C1 DE 19752538 A DE19752538 A DE 19752538A DE 19752538 A DE19752538 A DE 19752538A DE 19752538 C1 DE19752538 C1 DE 19752538C1
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Hans-Otto Ramm
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    • B02C18/06—Disintegrating by knives or other cutting or tearing members which chop material into fragments with rotating knives
    • B02C18/14—Disintegrating by knives or other cutting or tearing members which chop material into fragments with rotating knives within horizontal containers
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    • C10J3/52—Ash-removing devices
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Description

Die Erfindung betrifft einen Schlackenbrecher am Auslauf eines Strahlungskühlers oder eines Vergasungsreaktors mit Quenchsektion mit einem unter Wasser stehenden Druckgehäuse, einer durch das Druckgehäuse hindurchgeführten Welle mit rotierenden Schneidmessern, mit trichter­ förmig angeordneten Einlaufleitblechen und feststehenden Schneidmessern.
Schlackenbrecher werden zur Zerkleinerung von grob­ stückigen, mineralischen Schlacken und unverbrannten Reststoffen eingesetzt, wie sie bei Verbrennungs­ prozessen oder bei der Vergasung von Kohle entstehen.
Aus der DE 42 20 265 C1 ist eine Vorrichtung zur Erzeugung von in Feuerungsanlagen nutzbarem Gas bekannt.
Die Vorrichtung umfaßt ein hinsichtlich seiner Wandab­ schnitte wassergekühltes Reaktorgehäuse. Innerhalb des Reaktorgehäuses ist ein das Vergasungsgut tragender gestufter Reaktorboden angeordnet, der in mehrere ortsfeste Abschnitte sowie zwischen diese in einge­ gliederte bewegliche Abschnitte unterteilt ist. Den beweglichen Abschnitten sind Zuführungen für das Vergasungsmittel zugeordnet. In Durchlaufrichtung des Vergasungsguts hinter dem Reaktorboden ist ein Asche­ austrag mit einer Brechelemente aufweisenden Austrags­ schnecke vorgesehen. Oberhalb des unteren Endes des Reaktorbodens ist ein mit Wasser gekühlter rotierender Schlackenbrecher mit umfangseitigen wassergekühlten Brechzähnen vorgesehen. Unterhalb des unteren Endes des Reaktorbodens ist eine Aschesammelkammer mit einer Aus­ tragsschnecke angeordnet, die ebenfalls umfangsseitige Brechelemente besitzt.
Bei einem von der Anmelderin entwickelten Schlacken­ brecher für Öl- bzw. Kohlevergasungsanlagen, die am Auslauf eines Strahlungskühlers bzw. eines Vergasungs­ reaktors mit Abschreck-, Lösch- bzw. Quenchsektion angeordnet sind, verläuft der Brechvorgang unter dem Prozeßdruck in einem Wasserbad. Entsprechend den Prozeßbedingungen ist das Gehäuse des Schlackenbrechers druckfest ausgelegt. Die Durchführung der Antriebswelle der Schneidmesser durch das Druckgehäuse ist mittels druckdichtem Stopfbuchsabdichtsystem mit Sperrwasser ausgeführt.
Der eigentliche Brechvorgang innerhalb des Druckge­ häuses wird von den rotierenden Schneidmessern vor­ genommen. Die feststehenden Schneidmesser dienen als Schulter bzw. Gegenlager beim Brechvorgang der grob­ stückigen Schlackenbrocken durch die auf einer rotierenden Welle angeordneten Messer.
Nachteilig bei diesem Schlackenbrecher ist die zentrische Anordnung der Welle im Druckgehäuse mit den rotierenden Messern zwischen den beidseitigen radialen und axialen Einlaufleitblechen sowie den auf einer Seite der radialen Leitbleche angeordneten, feststehenden Messern.
Die unzerkleinerten und zu großen Schlackenbrocken stauen sich oberhalb der rotierenden Messer und werden durch die zu kleine Öffnung zwischen den beidseitigen Leitblechen immer wieder nach oben gedrückt und den Messern nicht zugeführt. Es kommt zu einem Material­ stau oberhalb der rotierenden Welle, der zu einer Unterbrechung des Materialstromes und Beeinträchtigung einer geregelten Schlackenabfuhr und Schlackenzerklei­ nerung führt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, die Schneidwerkzeuge so anzuordnen, daß sowohl kleine und große Schlackenstücke vollständig erfaßt und eine geregelte Zerkleinerung und Abfuhr der Schlacke aus dem Schlackenbrecher erfolgt.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt entsprechend den kennzeichnenden Merkmalen des Haupt­ anspruchs; die Unteransprüche stellen vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung dar.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung und Ausführung der rotierenden und feststehenden Messer ist eine geregelte Materialzufuhr zu den Brechstellen gewährleistet. Durch die An- und Zuordnung der Schneid- und Festmesser und deren Abstände zueinander wird ein gutes Brechergebnis sowie eine hohe Brechleistung erreicht.
Die feststehenden Schneidmesser weisen einen langen und einen kurzen Schenkel auf. In das feststehende Schneid­ messer ist auf der Seite des langen Schenkels eine in eine Gerade übergehende kreisförmige Ausnehmung und auf der Seite des kurzen Schenkels nur eine kreisförmige Ausnehmung, bezogen auf die vertikale Mittelachse des Druckgefäßes, eingebracht.
Die feststehenden Schneidmesser sind innerhalb des Druckgefäßes auf Konsolen lösbar befestigt; die Dimen­ sionierung des langen und kurzen Schenkels ist von der Lage des Festmessers zur Außenwand des Druckgefäßes abhängig, wobei die Länge eines jeden feststehenden Messers von der Anordnung zur Mittelachse sowie zur Anordnung gegenüber der runden Wand des Druckgefäßes in der Schneidposition innerhalb des Druckgefäßes abhängig ist.
Sowohl die Schneid- als auch die Festmesser sind im Schneidbereich einem großen Verschleiß ausgesetzt.
Aus diesem Grunde werden diese Bereiche mit einem Verschleißschutz versehen. Dieser Verschleißschutz kann durch eine Auftragsschweißung oder durch einen mecha­ nisch aufgebrachten Verschleißschutz erzielt werden. Natürlich können sämtliche Messer auch als komplette Einheit ausgetauscht werden, wenn durch langanhaltenden schleißenden Betrieb ein Verschleiß der Grundkörper der Messer aufgetreten ist.
Die Durchtritte der Antriebswelle durch das Druckgefäß werden durch spezielle Stopfbuchsen mit einem Schmier- bzw. Spülsystem abgedichtet. Die Lagerung und Antrieb der Antriebswelle ist außerhalb des Druckgefäßes angeordnet. Die durch das Druckgehäuse hindurchgeführte Welle ist im Abstand "a" zur vertikalen bzw. zur horizontalen Mittelachse angeordnet.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch einen Schlacken­ brecher in der Schnittebene der Antriebswelle,
Fig. 2 einen Schnitt A-B durch den Schlackenbrecher,
Fig. 3 einen Horizontalschnitt C-D durch den Schlackenbrecher in der Schnittebene der Antriebswelle,
Fig. 4 eine Seitenansicht eines feststehenden Schneidmessers,
Fig. 5 eine Ansicht E eines feststehenden Schneidmessers.
Wie in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellt, besteht der Schlackenbrecher aus dem Druckgehäuse (1) der Antriebs­ welle 2 beidseitigen Stopfbuchsen (Abdichtung 3), den auf der Welle befestigten rotierenden Schneidmessern (4) sowie den feststehenden Schneidmessern (7), die unterhalb/zwischen den Einlaufleitblechen (12, 12a) und dem aus den Leitblechen gebildeten Zulauftrichter angeordnet sind. Das Brechgut wird über die Einlaufleitbleche des Zulauftrichters (12, 15) dem Brechbereich zugeführt.
Entsprechend Fig. 2 ist die Antriebswelle (2) exzen­ trisch bzw. außermittig im Abstand "a" gegenüber der vertikalen Mittelachse (20) des Schlackenbrechers angeordnet, so daß sich der Brechbereich in der Mitte des Schlackenbrechers konzentriert. Hierdurch wird eine gleichmäßige Belastung der Befestigung (5) der rotierenden Messer (4) erzielt sowie eine mittige Brechgutabgabe erreicht.
Auf der Antriebswelle (2), die mittels Ab­ dichtung (3) durch eine Stopfbuchse durch das Druckgehäuse (1) hinduchgeführt ist, befinden sich die rotierenden Schneidmesser (4). Die rotierenden Schneidmesser (4) sind als halbierte Ausführung mittels Befestigungsschrauben (5) und Paß­ feder (6) verdrehfest mit der Antriebswelle (2) verbunden. Die Brechschultern für die rotierenden Schneidmesser (4) bei der Zerkleinerung des Brech­ gutes bilden die durch das Einlaufleitblech (12) ragenden feststehenden Schneidmesser (7), die im Brechbereich mit einer verschleißfesten Auftragsschweißung (11) versehen sind. Sie sind jeweils einzeln an Befesti­ gungskonsolen (8, 10) mit Befestigungsschrauben (9) angebracht.
Die rotierenden Schneidmesser (4) sind in bekannter Weise auf dem Umfang der Welle (2) winkelversetzt angeord­ net, wodurch erreicht wird, daß beim Brechvorgang nur jeweils ein rotierendes Messer (4) und zwei fest­ stehende Messer (7) als Brechschulter bzw. Messerpaare im Eingriff sind und die weiteren Messer (4) erst nachfolgend zum Einsatz kommen. Für die Auslegung des Motors ist somit die Brechkraft von nur einem rotierenden Schneidmesser (4) zu berücksichtigen.
Ein wesentliches Merkmal der erfindungsgemäßen Vorrich­ tung ist dadurch gegeben, daß sämtliche innenliegenden Schneidteile, die dem Verschleiß ausgesetzt sind, im Bedarfsfalle schnell austauschbar sind.
Das zerkleinerte Brechgut wird über den Konus (18) und Austrittsstutzen (19) aus dem Schlackenbrecher ausgeschleust und einer Deponie zugeführt.
Fig. 3 zeigt einen Horizontalschnitt C-D durch den Schlackenbrecher in der Schnittebene der Antriebswelle (2). Die Antriebswelle (2) ist in zwei seitlichen Stutzen (1a) in Rollenlagern (3a) abgestützt und mit Dichtungselementen als Abdichtung (3) gegen austretendes Druckwasser gesichert.
Die Welle (2) mit den rotierenden Schneidmessern (4) ist innerhalb des Druckgehäuses (1) außermittig bzw. exentrisch im Abstand "a" zur horizontalen Mittelachse (21) des Druckgehäuses (1) angeordnet.
Die feststehenden Schneidmesser (7) sind in Schlitzen der Einlaufleitbleche (12) angeordnet, diese sind an Konsolen (8) und (13) befestigt. Im Bereich der Abdichtung (3) sind in Nähe der Gehäusewand (1) um 90° versetzte Einlaufleitbleche (15) angeordnet. Die Ein­ laufleitbleche (12) und (15) bilden den sogenannten Einlauf- oder Materialtrichter für die Schneidmesser (4, 7).
Fig. 4 zeigt eine Seitenansicht eines feststehenden Schneidmessers (7) mit einem langen (7a) und kurzen Schenkel (7b), die auf der erstgenannten Seite eine in eine Gerade übergehende kreisförmige Ausnehmung (7d) und auf der letztgenannten Seite nur eine kreisförmige Ausnehmung (7d), bezogen auf die vertikale Mittelachse (22) der Welle (2), aufweist.
Auf beiden Schenkeln (7a, 7b) sind Führungsleisten (23, 24) angeordnet. Der gerade Teil (7c) des fest­ stehenden Schneidmessers (7) ist umseitig mit einer Auftragsschweißung/abriebfester Auflage (11) versehen.
Fig. 5 zeigt eine Ansicht E des feststehenden Schneid­ messers (7) mit einem langen (7a) und kurzen Schenkel (7b), bezogen auf die horizontale Mittelachse (21) der Welle (2). An beiden Seiten der feststehenden Schneid­ messer (7) sind Führungsleisten (23, 24) angebracht.
Bezugszeichenliste
1
Druckgehäuse
1
aStutzen
2
Welle
3
Abdichtung
3
aRollenlager
4
Rotierendes Schneidmesser
5
Befestigung des rotierenden Schneidmessers
6
Paßfeder
7
Feststehende Schneidmesser
7
aLanger Schenkel
7
bKurzer Schenkel
7
cGerader Teil
7
dKreisförmige Ausnehmung
8
Befestigungskonsole für feststehende Schneidmesser
9
Befestigungsmittel
10
Befestigungskonsole für feststehende Schneidmesser
11
Auftragsschweißung/abriebfeste Auflagen
12
Einlaufleitblech
12
aGeschlitztes Einlaufleitblech
13
Befestigungskonsole Einlaufleitblech
14
Befestigungsschrauben
15
Einlaufleitblech
16
Befestigungskonsole Einlaufleitblech
17
Befestigungsschrauben
18
Konus
19
Schlackenbrecher Austrittsstutzen
20
Vertikale Mittelachse von
1
21
Horizontale Mittelachse von
1
22
Vertikale Mittelachse von
2
23
Führungsleisten
24
Führungsleisten
"a"Abstand zwischen
20
und
22

Claims (5)

1. Schlackenbrecher am Auslauf eines Strahlungskühlers oder eines Vergasungsreaktors mit Quenchsektion mit einem unter Wasser stehenden Druckgehäuse, einer durch das Druckgehäuse hindurchgeführten Welle mit rotierenden Schneidmessern, mit trichterförmig angeordneten Einlaufleitblechen und feststehenden Schneidmessern, dadurch gekennzeichnet,
  • 1. daß die durch das Druckgehäuse (1) hindurchgeführte Welle (2) mit rotierenden Schneidmessern (4) exzentrisch durch das Druckgehäuse (1) geführt ist,
  • 2. daß die feststehenden Schneidmesser (7) einen langen Schenkel (7a) und einen kurzen Schenkel (7b) aufweisen.
2. Schlackenbrecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vertikale Mittelachse (22) der durch das Druckgehäuse (1) hindurchgeführten Welle (2) im Abstand "a" zur vertikalen Mittelachse (20) und zur horizontalen Mittelachse (21) des Druckgehäuses (1) angeordnet ist.
3. Schlackenbrecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die feststehenden Schneidmesser (7) auf der Seite des langen Schenkels (7a) eine in eine Gerade (7c) übergehende kreisförmige Ausnehmung (7d) und auf der Seite des kurzen Schenkels (7b) nur eine kreisförmige Ausnehmung (7d), bezogen auf die vertikale Mittelachse (22), aufweisen.
4. Schlackenbrecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die rotierenden Schneidmesser (4) auf der Welle (2) an Befestigungskonsolen (5) und die feststehenden Schneidmesser (7) an Befestigungskonsolen (8, 10) im Druckgehäuse (1) lösbar befestigt sind.
5. Schlackenbrecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die rotierenden Schneidmesser (4) auf der Welle (2) und die feststehenden Schneidmesser (7) in den Verschleißbereichen abriebfeste Auflagen (11) aufweisen.
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