EP1036140B1 - Schlackenbrecher - Google Patents

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EP1036140B1
EP1036140B1 EP98964443A EP98964443A EP1036140B1 EP 1036140 B1 EP1036140 B1 EP 1036140B1 EP 98964443 A EP98964443 A EP 98964443A EP 98964443 A EP98964443 A EP 98964443A EP 1036140 B1 EP1036140 B1 EP 1036140B1
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EP
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shaft
rotating
pressure housing
slag crusher
fixed cutting
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EP98964443A
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Wolfram Gruhlke
Hans-Otto Ramm
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MG Technologies AG
Original Assignee
MG Technologies AG
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C18/00—Disintegrating by knives or other cutting or tearing members which chop material into fragments
    • 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/46—Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
    • C10J3/48—Apparatus; Plants
    • C10J3/52—Ash-removing devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J1/00—Removing ash, clinker, or slag from combustion chambers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J1/00—Removing ash, clinker, or slag from combustion chambers
    • F23J1/06—Mechanically-operated devices, e.g. clinker pushers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/16—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
    • C10J2300/1625—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with solids treatment
    • C10J2300/1628—Ash post-treatment
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J2900/00—Special arrangements for conducting or purifying combustion fumes; Treatment of fumes or ashes
    • F23J2900/01003—Ash crushing means associated with ash removal means

Definitions

  • the invention relates to a slag crusher with a pressure housing, one by the Rotatable shaft passed through the pressure housing with several, spaced thereon attached, rotating cutting blades that are angularly offset on the shaft are arranged, and with several, arranged side by side under the shaft fixed cutting knives, each rotating cutting knife in Crusher area between two adjacent fixed cutting knives is passed through.
  • the slag crusher can be at the outlet of a radiation cooler or gasification reactor with a quench section with an underwater Pressure housing may be arranged.
  • Such a slag crusher is known from WO-A-86/05198.
  • the rotating shaft is here on the vertical center line of the pressure housing, i.e. centrally arranged.
  • a slag crusher developed by the applicant was dammed up uncrushed and too large chunks of slag above the rotating knives and were always due to the too small opening between the baffles on both sides pushed up again and not fed to the knives.
  • the object of the invention is therefore to arrange the cutting tools in such a way that both small and large pieces of slag are completely covered and one controlled crushing and removal of the slag from the slag crusher.
  • the fixed cutting knives have a long and a short leg.
  • the fixed cutting knife on the side of the long leg is one in one Straight merging circular arc and on the side of the short Leg only an arcuate recess, based on the vertical Center axis of the pressure vessel introduced.
  • the fixed cutting knives are releasably attached to consoles within the pressure vessel; the dimensioning of the long and short leg is from the position of the fixed knife to the outer wall of the Pressure vessel dependent, the length of each fixed knife of the Arrangement to the central axis and to the arrangement opposite the round wall of the Pressure vessel is dependent in the cutting position within the pressure vessel.
  • Both the cutting and the fixed knives are large in the cutting area Exposed to wear.
  • the drive shaft passes through the pressure vessel are replaced by special glands with a lubricating or flushing system sealed.
  • the storage and drive the drive shaft is outside the pressure vessel arranged.
  • the led through the pressure housing Wave is at a distance "a" to the vertical and to the horizontal central axis.
  • the invention is based on an embodiment explained in more detail.
  • the Slag crusher from the pressure vessel (1) of the drive shaft (2), stuffing boxes on both sides (3), on the Shaft-mounted rotating knives (4) and the fixed knives (7) below and between the Inlet guide plates (12, 12a) and the guide plates of the Inlet funnels (12, 15) are arranged.
  • the crushed material is fed over the guide plates of the feed funnel (12, 15) fed to the crushing area.
  • the drive shaft (2) is eccentric or off-center at a distance "a" from the vertical central axis (20) of the slag crusher arranged so that the crushing area is in the middle of the slag crusher concentrated. This will create a uniform loading of the attachment (5) rotating knife (4) and a central one Discharge of crushed material reached
  • the rotating cutting knives (4) are halved Execution by means of fastening screws (5) and feather key (6) non-rotatable with the drive shaft (2) connected.
  • the crushing shoulders for the rotating ones Cutting knife (4) for crushing the material to be crushed form the protruding through the inlet plate (12) fixed cutting knife (7) in the crushing area with a wear-resistant build-up weld (11) are provided. They are each individually on mounting brackets (8, 10) with fastening screws (9) appropriate.
  • the rotating cutting knives (4) are known Arranged angularly offset on the shaft circumference (2), whereby it is achieved that only during the breaking process one rotating knife (4) and two fixed knives Knives (7) as a crushing shoulder or pairs of knives (7) are engaged and the other knives (4) only subsequently used.
  • the Motors is the refractive power of just one rotating cutting knife (4).
  • An essential feature of the device according to the invention is given by the fact that all internal Cutting parts (4, 7) exposed to wear are quickly interchangeable if necessary.
  • the crushed material is crushed over the cone (18) and Outlet connection (19) from the slag crusher removed and sent to a landfill.
  • Fig. 3 shows a horizontal section C - D through the Slag crusher in the cutting plane of the drive shaft (2).
  • the drive shaft (2) is in two lateral Supported (1a) in roller bearings (3a) and with Sealing elements (3) against escaping pressurized water secured.
  • the shaft (2) with the rotating cutting blades (4) is eccentric within the pressure housing (1) or eccentric at distance "a" to the horizontal central axis (21) of the pressure vessel (1) arranged.
  • the fixed cutting blades (7) are in slots the inlet guide plates (12) are arranged, these are on Brackets (8) and (13) attached. In the field of Seals (3) are close to the housing wall (1) by 90 ° offset inlet guide plates (15) arranged.
  • the inlet guide plates (12) and (15) form the so-called Inlet or material hopper for the cutting knife (4, 7).
  • Fig. 4 shows a side view E of a fixed Cutting knife (7) with a long (7a) and short Leg (7b) on the first-mentioned side (7a) an arc-shaped transition into a straight line (7c) Recess (7d) and on the latter side (7b) only an arcuate recess (7d), based on the vertical central axis (22) of the shaft (2).
  • Fig. 5 shows a view E of the fixed cutting knife (7) with a long (7a) and short leg (7b), based on the horizontal central axis (21) of the Shaft (2). On both sides of the fixed cutting knife (7) guide strips (23, 24) are attached.

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Description

Die Erfindung betrifft einen Schlackenbrecher mit einem Druckgehäuse, einer durch das Druckgehäuse hindurchgeführien drehbaren Welle mit mehreren, darauf im Abstand befestigten, im Betrieb rotierenden Schneidmessern, die auf der Welle winkelversetzt angeordnet sind, und mit mehreren, unter der Welle nebeneinander angeordneten feststehenden Schneidmessern, wobei jedes rotierende Schneidmesser im Brecherbereich zwischen zwei benachbarten feststehenden Schneidmessern hindurchgeführt ist. Der Schlackenbrecher kann am Auslauf eines Strahlungskühlers oder Vergasungsreaktors mit Quenchensektion mit einem unter Wasser stehenden Druckgehäuse angeordnet sein.
Ein solcher Schlackenbrecher ist aus WO-A-86/05198 bekannt. Die rotierende Welle ist hierbei auf der vertikalen Mittellinie des Druckgehäuses, d.h. zentrisch angeordnet. Bei einem von der Anmelderin entwickelten ähnlichen Schlackenbrecher stauten sich die unzerkleinerten und zu großen Schlackenbrocken oberhalb der rotierenden Messer und wurden durch die zu kleine Öffnung zwischen den beidseitigen Leitblechen immer wieder nach oben gedrückt und den Messern nicht zugeführt. Es kam zu einem Materialstau oberhalb der rotierenden Welle, der zu einer Unterbrechung des Materialstromes und zur Beeinträchtigung einer geregelten Schlackenabfuhr und Schlackenzerkleinerung führte.
Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, die Schneidwerkzeuge so anzuordnen, dass sowohl kleine als auch große Schlackenstücke vollständig erfasst werden und eine geregelte Zerkleinerung und Abfuhr der Schlacke aus dem Schlackenbrecher erfolgt.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Patentanspruchs 1, 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 Schneidmesser ist auf der Seite des langen Schenkels eine in eine Gerade übergehende kreisbogenförmige Ausnehmung und auf der Seite des kurzen Schenkels nur eine kreisbogenförmige Ausnehmung, bezogen auf die vertikale Mittelachse des Druckgefäßes, eingebracht. Die feststehenden Schneidmesser sind innerhalb des Druckgefäßes auf Konsolen lösbar befestigt; die Dimensionierung 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 mechanisch 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 und zur horizontalen Mittelachse angeordnet.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1
einen Vertikalschnitt durch einen Schlackenbrecher 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 Druckgefäß (1) der Antriebswelle (2), beidseitigen Stopfbuchsen (3), den auf der Welle befestigten rotierenden Messern (4) sowie den feststehenden Messern (7), die unterhalb und zwischen den Einlaufleitblechen (12, 12a) und den Leitblechen des Zulauftrichter (12, 15) angeordnet sind. Das Brechgut wird über die Leitbleche des Zulauftrichters (12, 15) dem Brechbereich zugeführt.
Entsprechend Fig. 2 ist die Antriebswelle (2) exzentrisch 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 Stopfbuchsabdichtung (3) durch das Druckgefäß (1) hinduchgeführt ist, befinden sich die rotierenden Schneidmesser (4). Die rotierenden Schneidmesser (4) sind als halbierte Ausführung mittels Befestigungsschrauben (5) und Paßfeder (6) verdrehfest mit der Antriebswelle (2) verbunden. Die Brechschultern für die rotierenden Schneidmesser (4) bei der Zerkleinerung des Brechgutes bilden die durch das Einlaufblech (12) ragenden feststehenden Schneidmesser (7), die im Brechbereich mit einer verschleißfesten Auftragsschweißung (11) versehen sind. Sie sind jeweils einzeln an Befestigungskonsolen (8, 10) mit Befestigungsschrauben (9) angebracht.
Die rotierenden Schneidmesser (4) sind in bekannter Weise auf dem Wellenumfang (2) winkelversetzt angeordnet, wodurch erreicht wird, daß beim Brechvorgang nur jeweils ein rotierendes Messer (4) und zwei feststehende Messer (7) als Brechschulter bzw. Messerpaare (7) 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 Vorrichtung ist dadurch gegeben, daß sämtliche innenliegenden Schneidteile (4, 7), 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 (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 Druckgefäßes (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 Einlaufleitbleche (12) und (15) bilden den sogenannten Einlauf- oder Materialtrichter für die Schneidmesser (4, 7).
Fig. 4 zeigt eine Seitenansicht E eines feststehenden Schneidmessers (7) mit einem langen (7a) und kurzen Schenkel (7b), die auf der erstgenannten Seite (7a) eine in eine Gerade (7c) übergehende kreisbogenförmige Ausnehmung (7d) und auf der letztgenannten Seite (7b) nur eine kreisbogenförmige 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 feststehenden Schneidmessers (7) ist umseitig mit einer Auftragsschweißung als abriebfeste Auflage (11) versehen.
Fig. 5 zeigt eine Ansicht E des feststehenden Schneidmessers (7) mit einem langen (7a) und kurzen Schenkel (7b), bezogen auf die horizontale Mittelachse (21) der Welle (2). An beiden Seiten der feststehenden Schneidmesser (7) sind Führungsleisten (23, 24) angebracht.

Claims (3)

  1. Schlackenbrecher mit einem Druckgehäuse, einer durch das Druckgehäuse hindurchgeführten drehbaren Welle mit mehreren, darauf im Abstand befestigten, im Betrieb rotierenden Schneidmessern (4), die auf der Welle winkelversetzt angeordnet sind, mit mehrere, unter der Welle nebeneinander angeordneten feststehenden Schneidmessern (7), wobei jedes rotierende Schneidmesser im Brecherbereich zwischen zwei benachbarten feststehenden Schneidmessern hindurchgeführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Druckgehäuse schräge Einlaufleitbleche (12, 12a, 15) angeordnet sind und einen zum Brecherbereich gerichteten Einlauftrichter bilden, dass die Welle um einen Abstand (a) von der vertikalen Mittellinie (20) des Druckgehäuses entfernt angeordnet ist, dass jedes feststehende Schneidmesser mit einem langen Schenkel (7a) und einem kurzen Schenkel (7b), zwischen denen sich eine kreisbogenförmige Ausnehmung (7d) befindet, ausgebildet ist und dass der lange Schenkel in einem Schlitz eines Einlaufleitbleches angeordnet ist.
  2. Schlackenbrecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die rotierenden und die feststehenden Schneidmesser lösbar befestigt sind.
  3. Schlackenbrecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die rotierenden und die feststehenden Schneidmesser in ihren Verschleißbereichen mit abriebfesten Auflagen versehen sind.
EP98964443A 1997-11-27 1998-11-26 Schlackenbrecher Expired - Lifetime EP1036140B1 (de)

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PCT/EP1998/007619 WO1999028413A1 (de) 1997-11-27 1998-11-26 Schlackenbrecher

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