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Vorrichtung zum Schleudern und Trennen von rohem, Feststoffe enthaltendem
Teer, insbesondere Braunkohlenteer Zum Trennen von rohem Teer, insbesondere Braunkohlenteer,
der durch Feststoffe, in der Hauptsache Staub- und Aschebestandteile, verunreinigt
ist, benutzt man Schleudervorrichtungen, in denen sich das flüssige Rohgut unter
der Wirkung der Schleuderkraft in reinen flüssigen Teer und in weitere, die Feststoffe
enthaltende Anteile schichtet. Es sind Schleudervorrichtungen dieser Art bekannt,
wobei eine für Flüssigkeit undurchlässige Schleudertrommel vorgesehen und in derselben
ein sogenanntes Schälrohr zum Abnehmen und Fortführen von geschleudertem, flüssigem
Gut so verschiebbar angeordnet ist, daß es eine ungefähr radial zur Trommel gerichtete
Bewegbarkeit besitzt. Das der Trommel zugewendete offene Ende des Schälrohrs taucht
in die rotierende Oberflächenschicht des geschleuderten Teers ein und fängt dadurch
stetig eine Teilmenge der Flüssigkeit ab, um sie über weitere Beförderungswege fortzuführen.
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Die Erfindung betrifft Verbesserungen an einer derartigen bekannten
Vorrichtung und hat die Aufgabe, die mit dem Fortführen der abgenommenen geschleuderten
Flüssigkeit verbundenen Unzuträglichkeiten und Schwierigkeiten zu beheben. Da die
Umfangsgeschwindigkeit der Schleudertrommel und damit der in ihr geschleuderten
Flüssigkeit sehr hoch ist (es kommen praktisch hierfür Geschwindigkeiten bis zu
8o m/sec und mehr in Betracht), so schießt die durch das Schälrohr abgenommene Flüssigkeit
mit sehr großer Strömungsgeschwindigkeit durch dieses
Rolir"hindurch,
reißt dadurch -auch in -der Schleuder-' trommel befindliche Luft und Dämpfe mit
an und bildet mit diesen und mit eigenen Dämpfen und Gasen, die durch die meist-erhöhte-Temperatur
und das Wirbeln der Flüssigkeit entwickelt werden, Emulsionen, welche sich beim
Übertreten des Emulsionsgemisches in andere freie Räume, insbesondereauch in die
Außenluft, teilweise trennen und zu Belästigungen durch frei werdende Dämpfe und
Gase führen; zudem bedingt die sehr schnell strömende Flüssigkeit bei jedem Aufprall
und jeder Richtungsänderung starke Stoßwirkungen mit Verschleuderung von Flüssigkeitsmassen
und weiterer Entbindung von Dämpfen und Gasen, solange als sich der Strom nicht
im ganzen beruhigt hat.
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Gemäß der Erfindung wird bei einer Vorrichtung der vorgeschilderten
Gattung zum Schleudern und-Trennen von rohem, Feststoffe enthaltendem Teer, insbesondere
Braunkohlenteer, die Anordnung getroffen, daß das Austrittsende des verschiebbaren
Schälrohrs eine seine Bewegbarkeit nicht hindernde gasdichte, auch die Flüssigkeit
gegen die Außenluft absperrende Verbindung mit einer feststehenden Rohrleitung hat,
die in einen geschlossenen Sammel-und Scheidebehälter für Flüssigkeiten und Dämpfe
bzw. Gase -einmündet. Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform zur Schaffung
dieser Verbindung besteht darin, daß das Austrittsende des Schälrohrs parallel der
Verschiebungsrichtung desselben angeordnet und gegen das feststehende, gleichgerichtete
Ableitungsrohr durch eine Stopfbüchse abgedichtet ist. Es sind noch andere geeignete
Ausführungsformen zur Lösung dieser Aufgabe denkbar. Man kann z. B. das verschiebbare
und das feststehende Rohr untereinander durch zwischengefügte gelenkige Rohrverbindungsstücke,
deren Gelenke in dem erklärten Sinne gas- und flüssigkeitsdicht sind, so zusammenschließen,
daß bei Schaffung eines durchlaufenden Rohrstranges die erforderliche Bewegbarken
des verschiebbaren gegenüber dem feststehenden Rohr ermöglicht bleibt.
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Bei dem vorbeschriebenen - Erfindungsgegenstand werden zunächst, weil
zwischen dem Abnahmeende des Schälrohrs und dem Sammel- und Scheidebehälter eine
durchlaufende geschlossene, überall gegen die Außenluft abgesperrte Rohrverbindung
besteht, alle Unzuträglichkeiten zufolge von Emulsionsbildungen, Flüssigkeitsstößen,
stoßartigen Gasdrucksteigerungen, Entbindungen von Dämpfen und Gasen und Übertritten
von Flüssigkeitsmassen oder Dämpfen und Gasen in die Außenluft beseitigt. Außerdem
wird in dem geschlossenen Sammel- und Scheidebehälter für Flüssigkeit und Dämpfe
bzw. Gase infolge des gebotenen großen Fassungsraums eine Beruhigung der eingetretenen
Flüssigkeitsmassen, Dämpfe und Gase . herbeigeführt, die ein leichtes Trennen der
Emulsion in die flüssige und gasdampfförmige Phase zustande bringt. Man erhält daher
eine saubere, von eingeschlossenen Dämpfen und Gasen freie Teerflüssigkeit als Schleudererzeugnis
und ein aus dem Behälter abzuführendes Gas-Dampf-Gemisch, das im wesentlichen ebenfalls
frei von flüssigen. Anteilen ist. Damit nun auch die von diesem abzuführenden Gasdampfstrom
noch mitgerissenen Flüssigkeitsteilchen zurückgehalten werden, kann nach einem weiteren
Erfindungsmerkmal der Sammel- und Scheidebehälter mit einem als Dämpfe- und Gasabzug
dienenden Aufsatz versehen sein, der Vorrichtungen zum Abscheiden von Flüssigkeitströpfchen
enthält, z. B. Prallböden, Stoßelemente, Füllwerkseinbauten geeigneter Art od. dgl.
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Es ist weiter als vorteilhaft gefunden worden, daß der besagte Gasabzug
des Sammel- und Scheidebehälters an einen als Luftkühler und Beruhigungsraum wirkenden
leeren Behälter von großem Rauminhalt und Durchströmungsquerschnitt angeschlossen
wird. Man benutzt hierzu zweckmäßig einen stehenden, turmartigen Behälter, der lediglich
durch die Außenluft gekühlt wird und der im Innern keinerlei Einbauten besitzt.
Der abgezogene Gas- und Dämpfestrom läßt in diesem Behälter infolge seiner durch
den großen Behälterquerschnitt sehr geringen Strömungsgeschwindigkeit die durch
die äußere Abkühlung kondensierten Teertröpfchen niederfallen, so daß sie sich im
Fußteil des Behälters sammeln können. Durch diese Anordnung und Betriebsweise vermeidet
man die Schwierigkeiten, die sich aus der beobachteten klebrigen -und zähen Beschaffenheit
dieser abgeschiedenen Teerteilchen besonders dann ergeben, wenn man z. B. besondere
Kühlelemente als Einbauten verwendet, die sich durch die anhaftenden Flüssigkeitsteile
leicht verstopfen.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden
Beschreibung und der Zeichnung.
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Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist durch
Abb. a mit einer Gesamtansicht, teilweise im senkrechten Schnitt, wiedergegeben,
während Abb. 2 Einzelheiten in einer Seitenansicht, teils im senkrechten Schnitt,
gemäß der Schnittlinie a-b-c der Abb. r zeigt.
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Die Schleudervorrichtung z enthält in einem gegen die Außenluft im
wesentlichen rings abgeschlossenen Gehäuse die Schleudertrommel 2, welche auf der
waagerechten Welle 3 befestigt ist. Der Mantel und die Stirnwände der Schleudertrommel
2 bestehen aus flüssigkeitsundurchlässigem Blech oder Metall. Zur Zufuhr des Rohguts
in die Schleudertrommel dient die Rohrleitung q, welche bei der Anschlußstelle 5
durch die vordere Gehäusestirnwand der Schleuder durchgeführt ist und mit einem
zur Drehachse der Schleudertrommel parallelen Verteilungsrohrstück in den offen
bleibenden Teil der Schleudertrommel, zweckmäßig bis in ihren hinteren Raum hineinragt.
Ein im Innern der Trommel angeordnetes Schälmesser 6, welches mit dem Arm 7 um einen
ebenfalls an der Gehäusewand festsitzenden Drehzapfen g durch ein besonderes (nicht
gezeichnetes) Getriebe geschwungen werden kann, dient dazu, die sich unmittelbar
am Trommelmantel festsetzende Schicht von verfestigtem, die Feststoffe enthaltendem
Rückstand abzuschälen. Die damit in Verbindung stehenden Austragvorrichtungen für
dieses abgeschälte Festgut sind in der Zeichnung weggelassen. Zum Abnehmen und Fortführen
der geschleuderten Teerflüssigkeit aus der
Schleudertrommel dient
das Schälrohr g, dessen offenes, im vorderen Trommelraum liegendes Mundstück io
gegen die mit dem Pfeil P bezeichnete Umfangsdrehrichtung der Schleudertrommel 2
abgebogen ist, so daß bei dessen Eintauchen in die oberste Flüssigkeitsschicht diese
Flüssigkeit mit hoher Geschwindigkeit in das Rohr g hineinschießt. Dieses Schälrohr
g sitzt an einem die Gehäusewand umgreifenden Plattenpaar ii fest, das schlittenartig
in entsprechenden Gleitführungen 12 waagerecht und dadurch mit seinem Mundstück
io im wesentlichen radial zur Schleudertrommel verschoben werden kann. Das Fortsetzungsstück
14 des Schälrohrs ragt in den freien Raum außerhalb des Gehäuses heraus und besitzt
ein Austrittsendstück 15, dessen Rohrachse parallel zur Verschiebungsrichtung des
Schälrohrs bzw. der Schlittenführung 11, 12 angeordnet ist. Die Verschiebung selbst
wird durch die Kolbenstange 16 des am Gehäuse der Schleuder fest angebauten hydraulischen
Zylinders 17 bewirkt. Gemäß der Erfindung mündet das Rohrendstück 15 in das am Gehäuse
durch die Konsolen 13 befestigte Endstück 18 des feststehenden Ableitungsrohrs ig
ein, und zwischen beiden ist zur Abdichtung eine Stopfbüchse 2o angeordnet. Das
feststehende Ableitungsrohr ig ist mit dem aus der Zeichnung erkennbaren schräg
abwärts geneigten Teil durch den Rohrstutzen 21 an einen liegenden, geschlossenen
Behälter 22 angeschlossen, der als Sammel- und Scheidebehälter für die eingeleitete
Flüssigkeit, Dämpfe und Gase dient. Dieser Behälter besitzt einen als Dämpfe- und
Gasabzug dienenden Aufsatz 23, der im Innern Prallplatten 24 oder andere geeignete
Vorrichtungen zum Abscheiden von Flüssigkeitströpfchen aus dem durchgeleiteten Gasdampfstrom
besitzt. Am unteren Teil des Ableitungsrohrs ig ist das Probenehmerröhrchen 25 so
angeschlossen, daß sein Abfangende 26 dem unteren Teil der schrägen Innenwand des
Rohrs ig nahe anliegt. Das entgegengesetzte Auslaufende -27 des Probenehmerröhrchens
25 steht frei über einem Auffangtrichter 28, so daß der Flüssigkeitsauslauf frei
von außen beobachtbar ist. Das senkrechte Trichterabfallrohr 29 ragt in eine als
Tauchverschluß dienende Tasse 3o hinein, die am oberen Ende mit einer Anzahl kleiner
Austrittslöcher 31 versehen ist. Der Behälter 22 besitzt an seiner tiefsten Stelle
zwei mit Absperrvorrichtungen 32 und 33 versehene Abgangsrohre 34 und 35. Die aus
dem Aufsatz 23 des Behälters 22 abgehenden Dämpfe und Gase werden durch die Rohrleitung
36 zunächst in das untere Ende 37 einer Gasabgangsrohrleitung 38 eingeführt, welche
an den Kopfstutzen 39 des Gehäuses der Schleuder i angeschlossen ist und
zum Absaugen der in dieser entwickelten Dämpfe und Gase dient. Das Rohrende 37 mündet
in den unteren Teil eines stehenden, turmartigen Behälters 4o ein, dessen Rauminhalt
und waagerechter Durchströmungsquerschnitt groß sind und der sowohl als Luftkühler
wie auch als Beruhigungsraum wirkt. Die in diesem Behälter sich unten ansammelnden
Teerkondensate werden durch den absperrbaren Ablaß 41 entfernt. Um eine Beispielsangabe
über die Größe des Behälters 40 zu machen, sei erwähnt, daß er bei Anwendung einer
Schleudertrommel von etwa 2 m Durchmesser und o,8 m lichter Breite eine Höhe von
etwa 5 m und einen Durchmesser von etwa i m besitzt. An den Kopf des Behälters 40
ist die Abgangsrohrleitung 42 für Gase und Dämpfe angeschlossen, welche mit ihrem
Fortsetzungsstück 43 in den Saugstutzen eines Gasgebläses 4. einmündet. Das Druckrohr
45 dieses Gebläses führt die abgesaugten Dämpfe und Gase ins Freie.
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Der Betrieb der vorbeschriebenen Vorrichtung wird, zum Teil weitgehend
stetig, zum Teil absatzweise, wie folgt geführt: Als Schleuderausgangsgut möge ein
roher, aus der Schwelung von feinkörniger Braunkohle gewonnener Teer angenommen
werden, der ein spezifisches Gewicht von o,9 bis i,o aufweist und einen Wassergehalt
von etwa i bis 3 Gewichtsprozent sowie einen Feststoffgehalt von etwa o,5 Gewichtsprozent
besitzt; diese Feststoffe bestehen aus sehr feinen Kohlenstaub- und Aschebestandteilen
mit spezifischen Gewichten von etwa 1,2 bis 2,5. Wenn die Schleudertrommel
2 zu Beginn des Betriebes leer, d. h. auch von den in einer früheren Betriebsperiode
angesammelten Feststoffen vollständig geräumt ist, so wird zunächst unter ständiger
Drehung der Trommel roher Teer, der praktisch meist eine höhere als die gewöhnliche
Temperatur, z. B. go' C besitzt, durch die Rohrleitung 4 stetig eingefüllt, bis
das Mundstück io des Schälrohrs g, das in der durch Abb. i gezeichneten, vom Trommelmantel
weitest abgerückten Stellung steht, in die rotierende Flüssigkeit einzutauchen beginnt
und geschleuderte Flüssigkeitsteile abnimmt. Es wird nun das Nachfüllen von Rohgut
durch die Rohrleitung 4. und das Abnehmen von geschleudertem Gut durch das Schälrohr
g ständig fortgesetzt. Die fortgeführte Flüssigkeit einschließlich der mitangesaugten
Dämpfe und Gase wird durch die Fortsetzungsrohrstücke 14 und 15 des Schälrohrs in
das Ableitungsrohr 18, ig und in den Sammel- und Scheidebehälter 22 überführt, worin
die geschleuderte Flüssigkeit zunächst, solange sie ihre Beschaffenheit beibehält,
aufgespeichert bleibt. Während dieses Schleuderbetriebes, unter ständigem Nachfüllen
neuen Rohgutes, sammelt sich in der Schleudertrommel 2 unmittelbar am Trommelmantel
eine Feststoffschicht und über derselben eine als Zwischenschicht zu bezeichnende
Flüssigkeitsmasse an, die außer dem Wasser des Teers größere Mengen an Feststoffen
in Schwebe hält und nicht als reines Schleudergut angesprochen werden kann. Schließlich
erreicht diese Zwischenschicht auch das Mundstück io des Schälrohrs g. Dieser Übergang
von vorher reinem Schleudergut auf unreine Teerflüssigkeit läßt sich an dem Auslauf
27 des Probenehmerröhrchens 25 beobachten. Die Auslaufmenge hierselbst und die Auslaufgeschwindigkeit
sind so klein, daß sich Mißstände durch Berührung dieser Flüssigkeit mit der Außenluft
praktisch nicht ausbilden. Andererseits verhindern die feinen Austrittslöcher 31
am Kopf der Tauchtasse 3o durch ihre strömungsdämpfende Wirkung, daß etwa der Flüssigkeitsablauf
durch den Tauchverschluß hindurch unregelmäßig gestaltet oder durch Gasdruckstöße
im Innenraum des Behälters 22 gestört wird. In diesem Schleuderstadium wird das
weitere Nachfüllen von Rohgut durch die Rohrleitung 4 eingestellt und der Behälter
22 z. B. durch die Abgangsrohrleitung
34 entleert, die den Rennteer
in einen Vorratsbehälter überführt. Nachdem somit der Behälter 22 leer gemacht und
die Abgangsleitung 34 durch die Vorrichtung 32 wieder verschlossen worden ist, wird
nun die in der Schleudertrommel angesammelte Zwischenschicht dadurch abgenommen,
daß das Schälrohr g mittels der Schlittenführung 1i, 12 und des hydraulischen Zylinders
16, 17 langsam gegen den Trommelmantel hin verschoben wird. Die Flüssigkeitsmasse
der Zwischenschicht gelangt dadurch ebenfalls in den Behälter 22. An dem Auslauf
27 des Probenehmerröhrchens 25 wird wieder der Zeitpunkt beobachtet, wo die abgenommene
Zwischenschichtsflüssigkeit erschöpft ist. In diesem Stadium wird das Schälrohr
g in seine Ausgangsstellung zurückgeschoben und die im Behälter 22 angesammelte
unreine Teerflüssigkeit durch die andere Abgangsrohrleitung 35 in einen dafür bestimmten
Vorratsbehälter überführt. Diese unreine noch Wasser enthaltende Flüssigkeit gelangt
in den Vorrat des rohen Ausgangsguts zurück und wird demnach in einer späteren Betriebsperiode
auf geschleuderten reinen Teer aufgearbeitet. Die danach in der Trommel 2 verbliebene
Feststoffschicht ist nach Beendigung der beschriebenen ersten Betriebsperiode zunächst
noch so dünn, daß ihr Entfernen nicht praktisch wäre. Man wiederholt daher zweckmäßig
die vorbeschriebene Betriebsweise, unter Umständen mehrmals, so daß sich nach und
nach eine stärkere Feststoffschicht ansammelt. Diese wird dann schließlich einmal
durch das Schälmesser 6 abgenommen, indem dieses an seinem Hebel 7 durch eine besondere
Vorrichtung dem Mantel der Schleudertrommel 2 allmählich mehr und mehr genähert
wird. Das Austragen dieser Masse, die einen halb trockenen verfestigten Zustand
aufweist, braucht hier nicht weiter beschrieben zu werden.
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Während der ganzen Zeit des Einlaufens von geschleuderter Teerflüssigkeit
durch die Abgangsrohrleitung 18, ig in den Behälter 22 hinein werden die ebenfalls
in ihm hineingeratenen Dämpfe und Gase durch das ruhige Stehen des emulgierten Gemischs
von der Flüssigkeit entbunden und durch den Aufsatz 23 über die Abzugsrohrleitung
36 weggeführt. Hierbei werden mitgerissene Flüssigkeitströpfchen durch die Abscheidevorrichtungen
24 zurückgehalten. Die durch das Rohr 36 abgeführten Gas- und Dämpfemengen werden
in dem Rohrleitungsstück 37 mit den aus der Schleuder i abgesaugten Gasen und Dämpfen
vereinigt und die gesamten Gas- und Dämpfemassen durch den Behälter 40 unter der
Saugwirkung des Gasgebläses 44 durchgeleitet - und schließlich durch das Rohr 45
in die Außenluft abgeführt. Da das in die Schleudertrommel eingeführte Rohgut schon
wegen der für den Schleuderbetrieb zu fordernden Dünnflüssigkeit immer eine gewisse
erhöhte Temperatur haben muß, die z. B. bei Braunkohlenteer etwa go° beträgt, so
sind die durch den Behälter 40 geführten Dämpfe und Gase immer warm und erfahren
daher in ihm durch den abkühlenden Einfluß der Außenluft eine Kühlung und dabei
eine Kondensation ihrer Dämpfebestandteile. Das Kondensat sammelt sich im Fußteil
des Behälters 40 und wird durch den Ablaß 41 stetig oder von Zeit zu Zeit absatzweise
abgeführt. Infolge des völligen Leerseins des Behälters 40 treten auch bei klebriger
oder zähflüssiger Natur der Kondensate Ansätze von solcher Art, die zu Umständlichkeiten
oder gar Verstopfungen führen könnten, nicht ein, und sonstige Ansätze können bei
Bedarf durch einfache Reinigungsmaßnahmen leicht beseitigt werden.