DE69507109T2

DE69507109T2 - Träger für keramische monolithische Blöcke

Info

Publication number: DE69507109T2
Application number: DE1995607109
Authority: DE
Inventors: Oerjan Goetmalm
Original assignee: ABB Flaekt AB; Flaekt AB
Current assignee: ABB Technology FLB AB
Priority date: 1994-10-24
Filing date: 1995-10-16
Publication date: 1999-09-09
Anticipated expiration: 2015-10-17
Also published as: SE9403638L; NO305155B1; NO954237L; EP0709556A1; DE69507109D1; EP0709556B1; SE502474C2; DK0709556T3; SE9403638D0; NO954237D0

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Träger für keramische monolithische Blöcke im Innern einer katalytischen Reaktorkammer zur Abgasreinigung, wobei sich die Blöcke auf mindestens einem, im wesentlichen waagerechten Rost zwischen einem Einlaß in die Reaktorkammer und einem Auslaß aus der Kammer befinden.

AUSGANGSSITUATION DER ERFINDUNG

Katalytische Reaktorkammern mit keramischen monolithischen Blöcken werden zum Beispiel innerhalb von großen Verbrennungsanlagen verwendet, um die Konzentration ungesunder und die Umwelt verschmutzender Inhaltsstoffe der Abgase katalytisch zu reduzieren. Die monolithischen Blöcke haben eine Vielzahl von engen Kanälen, die sich durch die jeweiligen Blöcke erstrecken und in denen die Abgase auf ihrem Weg vom Einlaß zum Auslaß des Reaktors strömen.
Bei senkrecht montierten katalytischen Abgasreaktoren für große Dieselmotoren muß verhindert werden, daß das brüchige keramische katalytische Material (oft katalytische Blöcke von 150 · 150 mm im Querschnitt und 200-300 mm in der Höhe mit Schutzeinfassungen aus Glasfasergewebe) frei vibriert, seine Auflagefläche abnutzt oder daß Lücken zwischen den Blöcken und der Reaktorwand oder zwischen den Blöcken entstehen, damit das Gas nicht an den Blöcken vorbei entweichen und sich somit seiner Reinigung entziehen kann. Das wird durch ein System aus Federn und Dichtungen erreicht, die gegen die Seiten der katalytischen Blöcke an zwei aneinandergrenzenden Seiten bei jeder Auflagefläche drücken und diese somit in eine stabile Lage ohne Lücken bringen. Aus einer Reihe von Gründen sind diese Systeme kompliziert, weil sie dicht sein müssen und gleichzeitig hohen thermischen Beanspruchungen ausgesetzt sind. Sie drücken auch sehr fest gegen die Seite der Blöcke, die sich am nächsten an der Federvorrichtung befinden, während die Blöcke, die sich am weitesten von der Federvorrichtung weg befinden, nur einem geringen Druck ausgesetzt sind. Es kann auch sehr schwierig sein, diese Vorrichtungen von außen zu erreichen, da die Reaktoren oft nahe an zwei oder drei Wänden montiert sind.
Das bedeutet, daß die keramischen Blöcke, die sich am nächsten an den Seitenflächen, die Auflageflächen für die Blöcke bilden, befinden, einem wesentlich höheren Verschleiß als die Blöcke, die sich neben der Federvorrichtung befinden, ausgesetzt sind.
Bisher ist es erforderlich gewesen, die katalytische Reaktorkammer mit hohem Kostenaufwand gegen das Vibrieren des Rahmens, das normalerweise bei großen Dieselmotoren auf Schiffen auftritt, zu isolieren.
GB-A-1 094 256 beschreibt einen Träger für keramische monolithische Blöcke im Innern einer katalytischen Reaktorkammer zur Abgasreinigung, wobei sich die Blöcke auf einem im wesentlichen waagerechten Rost zwischen einem Einlaß in die Reaktorkammer und einem Auslaß aus der Kammer befinden.

DAS TECHNISCHE PROBLEM

Aufgabe dieser Erfindung ist die Schaffung eines verbesserten Trägers für monolithische Blöcke im Innern einer katalytischen Reaktorkammer, so daß die mechanische Abnutzung der monolithischen Blöcke reduziert wird, ohne daß komplizierte vibrationsdämpfende Vorrichtungen an der Reaktorkammer vorhanden sein müssen.

DIE LÖSUNG

Zu diesem Zweck ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß der Rost senkrecht zwischen den Wänden der Kammer verschiebbar ist und die Verschiebbarkeit durch elastische Mittel einschränkt ist, daß eine Gruppe monolithischer Blöcke durch einen Metalltragrahmen als formbeständige Blockeinheit mit genau bezeichneter äußerer Gestalt zusammengehalten ist, und daß der Tragrahmen elastisch abgedichtet durch dünne Dichtungen aus sich unter Wärmeeinfluß ausdehnendem Material teilweise zwischen dem Tragrahmen und der Reaktorwand und teilweise zwischen dem Tragrahmen und den monolithischen Blöcken befestigt ist.

BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf Ausführungsformen beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen gezeigt werden, in denen
Fig. 1 ein schematischer senkrechter Schnitt durch eine Reaktorkammer mit einem Träger gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist,
Fig. 2 ein entsprechender Schnitt durch einen Träger gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ist, und
Fig. 3 entsprechend Fig. 1 und Fig. 2 eine dritte Ausführungsform der Erfindung zeigt.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN

Normalerweise hat eine Reaktorkammer eine längliche Form mit einem rechteckigen Querschnitt und ist zum Beispiel in einem Behälter zur Reinigung von Abgasen aus einem oder mehreren Dieselmotoren senkrecht installiert.
Das Innere der Kammer ist durch Seitenwände 10 gegen die Umgebung abgeschirmt. Im Innern hat die Kammer Roste 11 in mehreren Stufen. Die Roste bilden Träger für monolithische keramische Verbundkörper 12, die zum Beispiel zur Reduzierung des Stickoxidgehalts der Abgase beitragen. Jeder monolithische Verbundkörper hat eine Einfassung 13, die sich entlang der senkrechten Seiten erstreckt und eine Dichtung gegen die benachbarten Blöcke und die Seitenwände 10 bildet.
Jeder Rost 11 ist so angebracht, daß er senkrecht zwischen den Kammerwänden 10 verschiebbar ist, und die Verschiebbarkeit ist durch elastische Mittel 14 einschränkt. Das wird durch ein Trägerkissen 14 aus elastischem Material erreicht, das es den Rosten ermöglicht, sich mit den monolithischen Blöcken 12 in Bezug auf die Reaktorwände etwas in senkrechter Richtung zu bewegen.
Durch diese vertikale Flexibilität kann die Reaktorkammer in der senkrechten Ebene vibrieren bzw. schwingen, ohne daß diese Bewegungen direkt auf die monolithischen Blöcke übertragen werden, die im Prinzip mittels der Trägerkissen 14 der Roste "schwebend" getragen werden.
In der Ausführungsform gemäß Fig. 1 ist der Träger 14 in einem vertieften Teil 15 der Kammerwand 10 befestigt und ragt mit seinen Auflageflächen für den Rost 11 etwas in die Kammer hinein. Auch wird der Rost durch das elastische Trägerkissen 14 seitlich gestützt.
Fig. 2 zeigt eine alternative Ausführungsform, in der der Rost 11 nicht nur einfach durch das Trägerkissen 14 gestützt wird, wie das in der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform der Fall ist, sondern durch einen Streifen 16 zwischen zwei Kissen 14, dis Bewegungen in der waagerechten und senkrechten Ebene absorbieren, festgeklemmt ist.
Fig. 3 zeigt eine weitere alternative Ausführungsform, in der die monolithischen Blöcke 12 in einer oder mehreren Gruppen, zum Beispiel vier und vier, befestigt und durch einen formbeständigen Tragrahmen 17 abgedichtet sind, der wiederum durch den Rost 11 getragen wird. Der Tragrahmen 17 ist ein Kasten aus dünnem rostfreien Stahlblech mit vier Seiten, die nach oben und unten offen sind. Eine schmale Umrandung 18 ist zur Unterseite der Blöcke hin um 90º eingebogen und stellt die einzige Berührungsfläche mit dem Rost dar. Der Tragrahmen 17 ist elastisch abgedichtet durch dünne Dichtungen 19 aus sich unter Wärmeeinfluß ausdehnendem Material teilweise zwischen dem Tragrahmen und der Reaktorwand 10 und teilweise zwischen dem Tragrahmen und den monolithischen Blöcken befestigt.
Der Rost hat eine entlang der Außenkante verlaufende Umrandung 20, die im Querschnitt nach außen hin in Form eines Kegelstumpfs konvergiert, der in einen nach außen hin V- förmigen Teil 21 der Reaktorwand 10 eingreift. In einem Raum zwischen der Umrandung 20 und dem Wandteil 21 befindet sich das elastische Stützkissen 14.
Das Stützkissen 14 wird vorzugsweise aus rostfreien Stahlfäden hergestellt, aus denen durch "Filzen" und Pressen ein elastisches Kissen 14 mit progressiver Federkonstante geformt worden ist. Das Kissen bildet einen Isolator, der sehr hohe Temperaturen absorbieren kann und alterungsbeständig ist.
Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt, sondern es sind mehr Varianten innerhalb des Schutzbereichs der folgenden Ansprüche denkbar. Zum Beispiel gibt es viele unterschiedliche Möglichkeiten der Befestigung der Roste 11 durch Träger in Bezug auf die Kammerwände.

Claims

1. Träger für keramische monolithische Blöcke (12) im Innern einer katalytischen Reaktorkammer zur Abgasreinigung, wobei sich die Blöcke (12) auf mindestens einem, im wesentlichen waagerechten Rost (11) zwischen einem Einlaß (12) in die Reaktorkammer und einem Auslaß aus der Kammer befinden, dadurch gekennzeichnet, daß der Rost (11) senkrecht zwischen den Wänden (10) der Kammer verschiebbar ist und die Verschiebbarkeit durch elastische Mittel (14) einschränkt ist, daß eine Gruppe monolithischer Blöcke (12) durch einen Metalltragrahmen (17) als formbeständige Blockeinheit mit genau bezeichneter äußerer Gestalt zusammengehalten ist, und daß der Tragrahmen (17) elastisch abgedichtet durch dünne Dichtungen (19) aus sich unter Wärmeeinfluß ausdehnendem Material teilweise zwischen dem Tragrahmen und der Reaktorwand (10) und teilweise zwischen dem Tragrahmen und den monolithischen Blöcken befestigt ist.

2. Träger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rost (11) eine entlang der Außenkante verlaufende Umrandung (20) hat, die im Querschnitt nach außen hin in Form eines Kegelstumpfs divergiert, der in einen nach außen hin V-förmigen Teil (21) der Reaktorwand (10) über ein zwischengelagertes elastisches Stützkissen (14) eingreift.

3. Träger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die elastischen Mittel (14) zwischen dem Rost (11) und waagerecht angeordneten Auflageflächen (15) an den Kammerwänden (10) befinden.

4. Träger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich Kissen (14) zwischen der Unterseite des Rosts (11) und den Auflageflächen (15) der Kammerwände befinden.

5. Träger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich Kissen (14) auch zwischen der Oberseite des Rosts und Auflageflächen (15) an den Kammerwänden befinden.

6. Träger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Mittel filzige Stahlfäden aufweist, die zusammengedrückt worden sind, um ein Kissen (14) zu bilden.