WO2010142358A1

WO2010142358A1 - Vorrichtung zum befeuchten eines schüttguts

Info

Publication number: WO2010142358A1
Application number: PCT/EP2010/000281
Authority: WO
Inventors: Mario Dikty; Dominik Deimel; Carsten Greiser
Original assignee: Claudius Peters Technologies Gmbh
Priority date: 2009-06-08
Filing date: 2010-01-19
Publication date: 2010-12-16
Also published as: EA020899B1; EA201171313A1; DE202009007971U1; US20120080543A1; ZA201200113B; EP2440827A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Befeuchten eines Schüttguts (11), insbesondere zum Befeuchten von Kraftwerksfilteraschen. Die Vorrichtung umfasst ein Fallrohr (14), an dessen oberem Ende ein Einlass (13) ausgebildet ist, durch den das Schüttgut (11) in das Fallrohr (14) eintritt, und an dessen unterem Ende ein Auslass (16) gebildet ist, durch den das Schüttgut (11) in befeuchtetem Zustand austritt. Erfindungs gemäß ist auf einer ersten Ebene (17) in dem Fallrohr (14) eine Mehrzahl von Wasserdüsen (20, 31) angeordnet und ist auf einer zweiten Ebene (18) in dem Fallrohr (14) eine Mehrzahl von Wasserdüsen (20, 31) angeordnet ist. Die Wasserdüsen (20, 31) der ersten Ebene (17) sind winkelversetzt zu den Wasserdüsen (20, 31) der zweiten Ebene (18) angeordnet. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann das Schüttgut wirksam befeuchtet werden und es können Ablagerungen des Schüttguts aus dem Fallrohr entfernt werden. Die Erfindung betrifft außerdem ein entsprechendes Verfahren.

Description

Vorrichtung zum Befeuchten eines Schüttguts

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Befeuchten ei- nes Schüttguts, insbesondere zum Befeuchten von Kraftwerksfilteraschen. Die Vorrichtung umfasst ein Fallrohr mit einem Einlass am oberen Ende, durch den das Schüttgut in das Fallrohr eintritt, und einem Auslass am unteren Ende, durch den das befeuchtete Schüttgut austritt.

Es gibt Schüttgüter, die in trockenem Zustand zu Staubbildung neigen. Dazu gehört beispielsweise Asche, wie sie beim Betrieb eines Kraftwerks entsteht. Soll das Schüttgut aus dem Kraftwerk entsorgt werden, so kann die Umgebung durch den entstehenden Staub erheblich beeinträchtigt werden. Es ist bekannt, dass die Staubbildung bei diesen Schüttgütern durch Befeuchtung vermindert werden kann, siehe beispielsweise DE 41 27 447 und DE 197 42 334. Es zeigt sich allerdings, dass ein gleichmäßiges Befeuchten des Schüttguts nicht ganz einfach ist. Zudem neigt das befeuchtete Schüttgut dazu, sich an der Wand des Mischers abzulagern. Im Stand der Technik sind aufwändige Maßnahmen vorgesehen, um ein gleichmäßiges Befeuchten des Schüttguts zu gewährleisten und das Fallrohr frei von Ablagerungen des Schüttguts zu halten. So wird beispielsweise in DE 41 27 447 das

Schüttgut in Drehbewegung versetzt, bevor es mit einem Wasserschleier in Kontakt kommt, und es ist ein Rotorelement vorgesehen, um das Schüttgut von den Wänden des Fallrohrs abzustreifen. In DE 197 42 334 ist ein das Fallrohr umgebendes Teil relativ zu dem Fallrohr verschieblich, so dass die Größe eines Ringspalts verändert werden kann. Beides ist anfällig für Fehler und erfordert regelmäßige Wartung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Befeuchten von Schüttgütern vorzustellen, die bei einfachem Aufbau das Schüttgut zuverlässig befeuchten und bei denen das Fallrohr frei von Ablagerungen des Schüttguts gehalten wird. Ausgehend vom eingangs genannten Stand der Technik wird die Aufgabe gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Erfindungsgemäß um- fasst die Vorrichtung eine Mehrzahl von Wasserdüsen, die auf einer ersten Ebene angeordnet sind, sowie eine Mehrzahl von Wasserdüsen, die auf einer zweiten Ebene angeordnet sind. Die Wasserdüsen der ersten Ebene sind winkelversetzt zu den Wasserdüsen der zweiten Ebene angeordnet. Eine Was- serdüse auf einer ersten Ebene ist dann winkelversetzt zu einer Wasserdüse auf einer zweiten Ebene, wenn die von den

Wasserdüsen auf die Achse des Fallrohrs gezogenen Radien nicht parallel zueinander sind. Vorteilhafte Ausführungsformen finden sich in den Unteransprüchen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist für unterschiedliche Arten von Schüttgütern geeignet. Es gibt Schüttgüter, bei denen es schwierig ist, eine vollständige und gleichmäßige Befeuchtung zu erreichen. Bei solchen Schüttgütern bietet es sich an, die Wasserdüsen beider Ebenen für die Befeuch- tung des Schüttguts zu nutzen. Betrachtet man zunächst die

Düsen einer Ebene, so dringt das aus den Wasserdüsen austretende Wasser in das Schüttgut ein und bewirkt zugleich, dass das Schüttgut quer zu seiner Bewegungsrichtung durch- mischt wird. Die Durchmischung ist deswegen besonders wirksam, weil das Wasser nicht gleichverteilt über den Umfang des Fallrohrs, sondern nur aus Richtung der Wasserdüsen auf das Schüttgut auftrifft. Auf diese Weise wird auch Schütt- gut im Zentrum des Schüttgutstroms zuverlässig befeuchtet. Allerdings wird durch die auf dieser Ebene angeordneten Wasserdüsen noch keine vollständige Befeuchtung des Schüttgutstroms erreicht, weil zwischen zwei benachbarten Wasserdüsen jeweils eine Lücke ist, in der kein Wasser auf den Schüttgutstrom auftrifft. Diese Lücken werden abgedeckt durch die winkelversetzt angeordneten Wasserdüsen der zweiten Ebene, so dass die Wasserdüsen der beiden Ebenen in Summe dazu führen, dass der Schüttgutstrom vollständig befeuchtet wird.

Es gibt andere Schüttgüter, die sich leichter befeuchten lassen und bei denen es für eine vollständige Befeuchtung ausreicht, wenn das Wasser nur aus den Wasserdüsen einer Ebene (Befeuchtungsebene) auf den Schüttgutstrom trifft. Diese Schüttgüter haben andererseits häufig eine starke Tendenz, sich an den Wänden des Fallrohrs festzusetzen, beispielsweise im Bereich der Befeuchtungsebene. Lässt man nun nach einer Unterbrechung des Schüttgutstroms Wasser aus den Wasserdüsen der anderen Ebene, die nachfolgend als Rei- nigungsebene bezeichnet wird, austreten, so kann dieses die Ablagerungen wieder lösen. Versuche haben gezeigt, dass die Reinigung besonders wirksam ist, wenn das Wasser unter einem spitzen Winkel auf die Ablagerungen trifft. Die Wasserdüsen der Reinigungsebene sind vorzugsweise so gestaltet, dass das Wasser unter einem entsprechenden Winkel austritt. Indem die Wasserdüsen der Reinigungsebene winkelversetzt zu den Wasserdüsen der Befeuchtungsebene angeordnet sind, werden insbesondere Ablagerungen, die sich zwischen den Was- serdüsen der Befeuchtungsebene abgesetzt haben, wirksam entfernt .

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann also bei unterschied- liehen Arten von Schüttgütern mit Vorteil eingesetzt werden. Bei Schüttgütern, die sich nur schwierig befeuchten lassen, wird eine wirksame Befeuchtung durch Wasser aus den Wasserdüsen mehrerer Ebenen erreicht. Bei Schüttgütern, die sich leicht befeuchten lassen, die aber zu Ablagerungen neigen, reichen die Wasserdüsen einer Ebene zum Befeuchten aus. Mit den Wasserdüsen der anderen Ebene werden die Ablagerungen entfernt. Um die Wasserdüsen der Befeuchtungsebene und der Reinigungsebene auf diese Weise separat nutzen zu können, ist es vorzugsweise möglich, den verschiedenen Ebe- nen unabhängig voneinander Wasser zuzuführen.

Der Begriff Wasser im Zusammenhang mit der Befeuchtung des Schüttguts steht stellvertretend für alle Flüssigkeiten, die die Staubentwicklung vermindern, wenn sie dem Schüttgut zugeführt werden. Umfasst sind Frischwasser, Abwasser und verunreinigtes Wasser. Umfasst sind auch Flüssigkeiten, in denen der Hauptbestandteil ein anderer ist als Wasser. In dem Wasser können Feststoffe, beispielsweise Schwebstoffe enthalten sein.

Es zeigt sich, dass sich das Schüttgut insbesondere in den Bereichen des Fallrohrs ablagert, in denen die Wand des Fallrohrs Vorsprünge hat und in denen Elemente in das Innere des Fallrohrs hineinragen. Um dem Schüttgut wenig An- satzpunkte zu liefern, ist die Innenwand des Fallrohrs vorzugsweise glatt. Die Wasserdüsen mit ihren Befestigungsmitteln können so gestaltet sein, dass sie nicht gegenüber der Wand vorspringen, also nicht in das Fallrohr hineinragen. Wenn das Fallrohr aus mehreren Teilen zusammengesetzt ist, können die Teile an den Stoßfugen bündig miteinander abschließen. Außerdem kann die Innenwand des Fallrohrs mit einer haftungshindernden Beschichtung ausgerüstet sein, die einem Anhaften des Schüttguts entgegen wirkt. Beispielsweise kann die Innenwand des Fallrohrs emailliert sein. Es kann ausreichen, wenn die haftungshindernde Beschichtung in dem Bereich aufgebracht ist, in dem mit Ablagerungen des Schüttguts zu rechnen ist. Dies ist der Bereich unterhalb und leicht oberhalb der Wasserdüsen, aus denen das Schüttgut befeuchtet wird.

Die Gefahr von Ablagerungen besteht auch unterhalb des Bereichs, in dem die Befeuchtung stattfindet. Vorzugsweise ist die unterste Ebene von Wasserdüsen nahe dem unteren Ende des Fallrohrs angeordnet, so dass das Schüttgut keine Möglichkeit mehr hat, sich an der Wand des Fallrohrs abzulagern. Der Abstand zwischen der untersten Ebene von Wasserdüsen und dem unteren Ende des Fallrohrs ist vorzugswei- se kleiner als 50 cm, weiter vorzugsweise kleiner als 20 cm, weiter vorzugsweise kleiner als 10 cm. Da der Schüttgutstrom so kurz nach der untersten Ebene von Wasserdüsen noch nicht hinreichend mit dem Wasser durchmischt ist, schließt sich an das untere Ende des Fallrohrs vorzugsweise ein Schlauch mit einer flexiblen Wand an. Der Schlauch hat vorzugsweise im Wesentlichen den gleichem Durchmesser und die gleiche Ausrichtung wie das Fallrohr, so dass der Schüttgutstrom seinen Weg ungehindert fortsetzen kann. Die flexible Wand des Schlauchs bewegt sich unter dem Einfluss des Schüttgutstroms. Dadurch wird die Durchmischung des

Schüttgutstroms mit dem Wasser verbessert und es wird verhindert, dass das Schüttgut sich an der Wand des Schlauchs ablagern kann. Der Schlauch kann beispielsweise aus Gummi bestehen. Um dem Schlauch eine ausreichende Stabilität zu verleihen, können Drahteinsätze vorgesehen sein, die sich beispielsweise spiralförmig durch das Gummimaterial erstrecken können.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung sind die Wasserdüsen einer oder mehrerer Ebenen in der Wand des Schlauchs angeordnet. Der Schlauch bildet dann einen Teil des Fallrohrs, in dem die Wand nicht starr, sondern flexibel ist. Durch die Bewegung in der Wand des Schlauchs werden Ablagerungen dann auch im Bereich der Wasserdüsen verhindert.

Die Vorrichtung kann so eingerichtet sein, dass die Wasserdüsen einer Reinigungsebene von vornherein nicht dazu be- stimmt sind, das Schüttgut zu befeuchten, sondern speziell zum Reinigen der Innenwand des Fallrohrs ausgelegt sind. Eine solche Reinigungsebene kann oberhalb oder unterhalb einer Befeuchtungsebene angeordnet sein. Vorzugsweise ist die Reinigungsebene dort angeordnet, wo nicht mit Ablage- rungen des Schüttguts zu rechnen ist. Es ist dann unschädlich, wenn die Wasserdüsen der Reinigungsebene in den Innenraum des Fallrohrs hineinragen, und es ist leichter, die Wasserdüsen so zu gestalten, dass das Wasser unter einem günstigen Winkel auf die Ablagerungen trifft.

Es können auf der Reinigungsebene Wasserdüsen verwendet werden, bei denen der Wasserstrahl durch eine in den Innenraum des Fallrohrs hineinragende Ablenkfläche umgelenkt wird. Vorzugsweise wird das Wasser so umgelenkt, dass es unter einem spitzen Winkel auf die Wand des Fallrohrs trifft. Um die Ablagerungen flächig abtragen zu können, hat der Wasserstrahl vorzugsweise die Form eines Flachstrahls. Der spitze Winkel ist vorzugsweise kleiner als 45°, weiter vorzugsweise kleiner als 30°.

Auch für die Wasserdüsen der Reinigungsebene ist es vor- teilhaft, wenn diese zu den Düsen der Befeuchtungsebene winkelversetzt sind. Es ist nämlich insbesondere der Bereich zwischen den Düsen der Befeuchtungsebene, der einer Reinigung bedarf. Zwingend erforderlich ist der Winkelversatz jedoch nicht. In einer eigenständig erfinderischen Ausführungsform ist eine Ebene als Befeuchtungsebene und eine Ebene als Reinigungsebene ausgebildet, ohne dass die Wasserdüsen der Ebenen relativ zueinander winkelversetzt sind. Die Wasserdüsen der Reinigungsebene ragen in das Fallrohr hinein, die Wasserdüsen der Befeuchtungsebene ra- gen nicht in das Fallrohr hinein. Diese Ausführungsform kann mit den übrigen Merkmalen der Erfindung kombiniert werden .

Eine wirksame Befeuchtung des Schüttgutstroms setzt voraus, dass das Wassers in den Schüttgutstrom eindringt. Dies wird gefördert, wenn die Wasserdüsen sich in einer Ebene paarweise gegenüber liegen. Dieses Merkmal gilt vorzugsweise für alle Wasserdüsen einer Ebene, weiter vorzugsweise für alle Wasserdüsen der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Durch das aus zwei entgegengesetzten Richtungen einwirkende Wasser wird sichergestellt, dass das Wasser in den Schüttgutstrom eindringt, anstatt ihn an die gegenüberliegende Wand zu drücken. Eine ähnliche Wirkung kann erzielt werden, wenn die Wasserdüsen einer Ebene über den Umfang des Fallrohrs gleichverteilt sind. Bei einer geraden Anzahl von Wasserdüsen führt dies automatisch dazu, dass sich auch jeweils zwei Wasserdüsen gegenüberliegen. Sind aber beispielsweise drei Wasserdüsen auf einer Ebene vorgesehen, so sind diese um 120° zueinander versetzt. Von der Erfindung umfasst sind auch Ausführungsformen, bei denen die Wasserdüsen einer E- bene weder gleichverteilt sind noch sich gegenüber liegen.

Die zum Befeuchten verwendeten Wasserdüsen sind vorzugsweise Flachstrahl-Düsen. Unter einem Flachstrahl wird ein Strahl verstanden, der quer zur Bewegungsrichtung in einer Dimension ausgedehnt ist. Ein Flachstrahl dringt einerseits gut in den Schüttgutstrom ein, ist andererseits aber so ausgedehnt, dass der gesamte Schüttgutstrom befeuchtet wird. Die Flachstrahl-Düsen können unterschiedlich ausgerichtet sein. Der Flachstrahl kann sich parallel zum Schüttgutstrom, quer zum Schüttgutstrom oder schräg zum Schüttgutstrom erstrecken. Die Flachstrahl-Düsen einer Ebe- ne können alle die gleiche Ausrichtung haben. Möglich ist es auch, dass die Flachstrahl-Düsen einer Ebene sich in ihrer Ausrichtung unterscheiden. Beispielsweise können die Flachstrahl-Düsen einer Ebene abwechselnd parallel und quer zum Schüttgutstrom ausgerichtet sein.

Es kann ausreichen, wenn die Wasserdüsen auf zwei Ebenen angeordnet sind. Eine bessere Wirksamkeit wird in vielen Fällen erreicht, wenn die Wasserdüsen auf mehr als zwei E- benen angeordnet sind. Es können alle Ebenen zum Befeuchten verwendet werden. Möglich ist es auch, dass die Wasserdüsen einer oder mehrerer Ebenen nur zum Reinigen und nicht zum Befeuchten ausgelegt sind. Die Wasserdüsen können so angeordnet sein, dass jede Wasserdüse winkelversetzt zu allen anderen Wasserdüsen ist. Möglich ist es auch, dass die Was- serdüsen einer Ebene nur winkelversetzt sind zu den Wasserdüsen einer benachbarten Ebene, während sich in weiter entfernten Ebenen wieder Wasserdüsen in der gleichen Winkelposition finden. In einer bevorzugten Ausführungsform haben die in Bewegungsrichtung des Schüttguts gesehen ersten beiden Ebenen eine identische Anzahl von Wasserdüsen, während eine nachfolgende Ebene eine höhere Anzahl von Wasserdüsen aufweist. Betrachtet man die Wasserdüsen aller Ebenen in Summe, so ist der größte Winkelabstand zweier benachbarter Wasserdüsen vorzugsweise nicht größer als 30°, weiter vorzugsweise nicht größer als 20°, weiter vorzugsweise nicht größer als 10° .

Es zeigt sich, dass es einer wirksamen Befeuchtung förderlich sein kann, wenn das Wasser aus den Wasserdüsen nicht in Radialrichtung, sondern unter einem Winkel von weniger als 90° auf den Schüttgutstrom auftrifft. Vorzugsweise ist die Achse der Wasserdüse dazu nach unten, also in Bewe- gungsrichtung des Schüttgutstroms geneigt. Die Bewegungsrichtung des Wassers hat dann eine zu dem Schüttgutstrom parallele Komponente. Der Neigungswinkel gegenüber der Radialrichtung kann beispielsweise zwischen 5° und 30°, vorzugsweise zwischen 10° und 20° liegen. Von der Erfindung umfasst sind auch Ausführungsformen, bei denen die Achsen der Wasserdüsen senkrecht zur Achse des Fallrohrs ausgerichtet sind oder entgegen der Bewegungsrichtung des Schüttgutstroms geneigt sind. Vorzugsweise haben alle Wasserdüsen einer Ebene den gleichen Neigungswinkel .

Alternativ oder zusätzlich können die Achsen der Wasserdüsen auch gegenüber der Radialrichtung zur Seite geneigt sein. Die Bewegungsrichtung des Wassers hat dann bezogen auf den Schüttgutstrom eine tangentiale Komponente. Eine besonders gute Durchmischung und Befeuchtung des Schüttguts kann erreicht werden, wenn die Wasserdüsen auf einer ersten Ebene in der eigenen Richtung gegenüber der Radialrichtung geneigt sind und wenn die Wasserdüsen auf einer zweiten E- bene in der anderen Richtung gegenüber der Radialrichtung geneigt sind. Eine Vorrichtung mit so angeordneten Wasserdüsen ist gegebenenfalls eine eigenständige Erfindung, auch ohne dass die Wasserdüsen der Ebenen winkelversetzt zuein- ander sind.

Das Wasser soll in Form möglichst gleichmäßiger Wasserstrahle aus den einzelnen Wasserdüsen einer Ebene austreten. Die Wasserdüsen haben deswegen vorzugsweise eine gleichartige Geometrie. Außerdem sollte an den Wasserdüsen der gleiche Wasserdruck anliegen, was beispielsweise dadurch erreicht werden kann, dass die Wasserdüsen aus einem gemeinsamen Wasseranschluss versorgt werden. In einer vorteilhaften Ausführungsform ist ein das Fallrohr umschlie- ßendes Ringrohr vorgesehen, über das die Wasserdüsen mit Wasser versorgt werden. Es kann ein Ringrohr für die Versorgung der Wasserdüsen mehrerer Ebenen vorgesehen sein. Ebenfalls möglich ist es, dass ein Ringrohr die Wasserdüsen nur einer Ebene versorgt, wobei für jede Ebene ein Ringrohr vorgesehen sein kann. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Wasserdüsen einer Ebene nur zum Reinigen und nicht zum Befeuchten verwendet werden sollen und den Ebenen deswegen unabhängig voneinander Wasser zugeführt werden soll.

Der aus den Wasserdüsen austretende Wasserstrahl soll so bemessen sein, dass er bis in das Zentrum des Schüttgutstroms vordringt und zugleich eine gute Durchmischung des Schüttgutstroms bewirkt. Das genaue Aussehen des Wasser- Strahls hängt von den Eigenschaften des Schüttguts ab. Für ein locker zusammengesetztes Schüttguts geringer Dichte kann ein Wasserstrahl geringerer Härte ausreichen, der zudem aufgefächert sein kann, um eine größere Fläche abzude- cken. Für einen Schüttgut höherer Dichte kann ein konzentrierter Wasserstrahl größerer Härte erforderlich sein. Um die Eigenschaften des Wasserstrahls entsprechend anpassen zu können, kann vorgesehen sein, dass die Wasserdüsen rela- tiv zu einer Austrittsöffnung, durch die das Wasser auf den Schüttgutstrom geleitet wird, verschieblich sind. Wenn die Wasserdüse weiter von der Austrittsöffnung zurückgezogen wird, entsteht ein konzentrierter Wasserstrahl. Wird die Wasserdüse näher an die Austrittsöffnung angeschoben, fä- chert sich der Wasserstrahl weiter auf. Die Austrittsöffnung ist vorzugsweise in der Wand des Fallrohrs angeordnet. Die Austrittsöffnung und die Wasserdüse sollten nicht in das Fallrohr hineinragen, um den Schüttgutstrom nicht zu behindern.

Das Schüttgut tritt vorzugsweise in fluidisierter Form in das Fallrohr ein. Ein Schüttgut kann fluidisiert werden, indem von unten ein Gas in das Schüttgut eingeleitet wird, so dass das Schüttgut sich in seinen Eigenschaften an eine Flüssigkeit annähert. An den Einlass des Fallrohrs kann sich eine Zuleitung anschließen, in der das Schüttgut in einen fluidisierten Zustand gebracht wird oder im fluidi- sierten Zustand gehalten wird. In einer vorteilhaften Ausführungsform ist oberhalb des Fallrohrs ein Vorratsbehälter für das Schüttgut angeordnet, in dem das Schüttgut in flui- disiertem Zustand enthalten ist. Das fluidisierte Schüttgut kann unter dem Einfluss der Schwerkraft aus dem Vorratsbehälter in das Fallrohr eintreten. Umfasst sind auch Ausführungsformen, bei denen das Schüttgut in nicht-fluidisiertem Zustand in das Fallrohr eintritt.

Das Fallrohr kann aus mehreren Modulen zusammengesetzt sein, wobei vorzugsweise für jede Ebene von Wasserdüsen ein Modul vorgesehen ist. Die Module mit den Wasserdüsen können identisch aufgebaut sein und insbesondere eine identische Anordnung der Wasserdüsen aufweisen. Durch Verdrehen der Module relativ zueinander kann erreicht werden, dass die Wasserdüsen zueinander winkelversetzt sind.

Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Befeuchten eines Schüttguts. Ablagerungen, die sich beim Befeuchten eines Schüttguts in einem Fallrohr bilden, werden bis- lang mit mechanischen Mitteln entfernt. Dazu kann beispielsweise wie in DE 41 27 447 ein Abstreifer in dem Fallrohr vorgesehen sein oder das Fallrohr muss sogar geöffnet werden, damit die Ablagerungen von Hand entfernt werden können .

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Schüttgut zu einem Fallrohr zugeführt. Durch eine Mehrzahl von Wasserdüsen wird der Schüttgutstrom in dem Fallrohr befeuchtet. Zum Reinigen des Fallrohrs wird der Schüttgutstrom unterbro- chen. Mit Wasser, das dem Fallrohr durch Wasserdüsen zugeführt wird, wird das Fallrohr von Ablagerungen des Schüttguts befreit. In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden zum Entfernen der Ablagerungen dieselben Wasserdüsen verwendet wie zum Befeuchten des Schütt- gutstroms. Versuche haben gezeigt, dass auf diese Weise eine gute Reinigungswirkung erzielt werden kann, wenn die Ablagerungen nicht zu fest sitzen. Dies war nicht zu erwarten, weil der Wasserstrahl dann aus derselben Richtung auf die Ablagerungen auftrifft, in der die Ablagerungen sich aufgebaut haben.

Bei einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens tritt das Wasser zum Entfernen der Ablagerungen aus anderen Wasserdüsen aus als das Wasser, mit dem der Schüttgutstrom befeuchtet wird. Das Wasser trifft dann unter einem anderen Winkel, insbesondere unter einem spitzen Winkel, auf die Ablagerungen auf und kann die Ablagerungen dadurch mit einer größeren Wirksamkeit von der Wand des Fallrohrs abheben. Die betreffenden Wasserdüsen können o- berhalb oder unterhalb der Düsen angeordnet sein, durch die das Schüttgut befeuchtet wird.

Das Verfahren kann mit Frischwasser durchgeführt werden.

Möglich ist auch die Verwendung unterschiedlicher Arten von Abwässern. Das verwendete Wasser kann einen Anteil von bis zu 30% an Feststoffen enthalten. Es kann zum Befeuchten des Schüttguts verunreinigtes Wasser verwendet werden, während zum Reinigen Frischwasser verwendet wird. Der Druck, mit dem das Wasser den Wasserdüsen zugeführt wird, sollte mindestens 0,5 bar betragen. Vorzugsweise liegt der Wasserdruck zwischen 3 bar und 6 bar. Das Verfahren kann mit kaltem oder warmen Wasser durchgeführt werden. Ist das Schütt- gut Flugasche, so können bis zu 400 t/h behandelt werden, wobei dem Schüttgut 30% Wasser zugeführt werden können. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dazu ausgelegt, das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen anhand einer vorteilhaften Ausführungsform beispielhaft beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1: eine schematische Darstellung einer erfindungsge- mäßen Vorrichtung;

Fig. 2: eine schematische Darstellung der Anordnung der Wasserdüsen aus Fig. 1 auf drei verschiedenen E- benen; Figuren 3 und 4: die Ansicht aus Fig. 2 bei anderen Ausführungsformen der Erfindung;

Fig. 5: eine schematische Darstellung einer alternativen

Form eines erfindungsgemäßen Fallrohrs; Fig. 6: eine vergrößerte Darstellung einer Wasserdüse;

Fig. 7: die Ansicht aus Fig. 6 mit einer anderen Stellung der Wasserdüse;

Fig. 8: eine schematische Darstellung der Anordnung der

Wasserdüsen bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung; und

Fig. 9: eine alternative Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Eine in Fig. 1 gezeigte erfindungsgemäße Vorrichtung um- fasst einen Vorratsbehälter 10, der mit einem Schüttgut 11 gefüllt ist. Das Schüttgut ist Asche, die beim Betrieb eines Kraftwerks entsteht. Am unteren Ende des Vorratsbehälters 10 sind Fluidisierelemente 12 angeordnet. Durch die Fluidisierelemente 12 kann Luft in das Schüttgut 11 gelei- tet werden, so dass das Schüttgut 11 in einen fluidisierten Zustand versetzt wird.

Der Vorratsbehälter 10 geht mit seinem unteren Ende in ein senkrecht angeordnetes Fallrohr 14 über. Der Auslass des Vorratsbehälters 10 bildet zugleich den Einlass 13 des

Fallrohrs 14. Am Übergang von dem Vorratsbehälter 10 zu dem Fallrohr 14 ist ein Verschluss 15 ausgebildet, der in Fig. 1 in geschlossenem Zustand dargestellt ist. In geschlossenem Zustand verhindert der Verschluss 15, dass Schüttgut 11 aus dem Vorratsbehälter 10 austreten kann, der Verschluss

15 schließt den Vorratsbehälter 10 also nach unten ab. Wird der Verschluss 15 geöffnet, kann das Schüttgut 11 in flui- disiertem Zustand in das Fallrohr 14 eintreten. Vom Bereich des Einlasses 13 fällt das Schüttgut nach unten, bis es durch einen Auslass 16 aus dem Fallrohr 14 austritt.

In der Wand des Fallrohrs 14 sind auf einer ersten Ebene 17, einer zweiten Ebene 18 und einer dritten Ebene 19 Wasserdüsen 20 angeordnet, die in Fig. 1 nur schematisch als Öffnungen in der Wand des Fallrohrs 14 dargestellt sind. Gemäß Fig. 6 erstreckt sich von der Wand des Fallrohrs 14 eine Hülse 27 nach außen, die als Austrittsöffnung 28 in der Wand des Fallrohrs 14 mündet. In der Hülse 27 ist die eigentliche Wasserdüse 20 angeordnet, aus der in Fig. 6 ein Wasserstrahl 29 austritt. Die Wasserdüsen 20 sind in Radialrichtung auf das Zentrum des Fallrohrs 14 ausgerichtet, jedoch gegenüber der Horizontalen leicht nach unten ge- neigt. Wie die Schnittdarstellungen durch die Ebene 17, die Ebene 18 und die Ebene 19 in Fig. 2 zeigen, sind die Wasserdüsen 20 der Ebenen 17, 18, 19 winkelversetzt zueinander, die von den Wasserdüsen 20 auf die Achse des Fallrohrs gebildeten Radien haben also jeweils unterschiedliche Rich- tungen .

Für jede der Ebenen 17, 18, 19 ist ein Ringrohr 21 vorgesehen, das das Fallrohr 14 umgibt. Von den Wasserdüsen 20 erstrecken sich jeweils Verbindungsleitungen 22 zu dem zu- gehörigen Ringrohr 21. Den Ringrohren 21 wird durch eine nicht dargestellte Zuführleitung Wasser zugeführt, das unter Druck steht. Das Wasser gelangt über die Ringrohre 21 und die Verbindungsleitungen 22 zu den Wasserdüsen 20 und tritt von dort in das Fallrohr 14 ein, wo es auf den durch das Fallrohr 15 fallenden Schüttgutstrom trifft. Das Wasser dringt in den Schüttgutstrom ein und vermischt den Schüttgutstrom zugleich. Indem auf den Ebenen 17, 18, 19 das Wasser aus verschiedenen Richtungen auf den Schüttgutstrom auftrifft, ist sichergestellt, dass das Schüttgut vollständig befeuchtet wird, bevor es durch den Auslass 16 des Fallrohrs 14 austritt.

Das Wasser, das den Wasserdüsen 20 zugeführt wird, kann ein Abwasser sein, in einem Kraftwerk beispielsweise das Abwasser einer Rauchgasentschwefelungsanlage. Haben sich beim Befeuchten des Schüttgutstroms Ablagerungen gebildet, wird der Schüttgutstrom unterbrochen, um die Ablagerungen wieder zu entfernen. Zum Reinigen wird den Wasserdüsen 20, also denselben Düsen, mit denen das Schüttgut auch befeuchtet wurde, erneut Wasser zugeführt. Das Wasser tritt aus den Wasserdüsen 20 aus und trifft auf die Ablagerungen. Wenn die Ablagerungen sich noch nicht zu sehr festgesetzt haben, lösen sie sich unter dem Einfluss des Wasserstrahls . Zum Reinigen kann Frischwasser verwendet werden.

Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform sind auf der Ebene 17 vier Wasserdüsen 20 ausgebildet, wobei sich je- weils zwei Wasserdüsen 20 paarweise gegenüber liegen. Die Wasserdüsen 20 sind auf der Ebene 17 nicht gleichverteilt, sondern die Verbindungslinien zwischen zwei sich gegenüberliegenden Wasserdüsen 20 schließen einen Winkel von weniger als 90° zwischen sich ein. Auf der darunter liegenden Ebene 18 sind in vergleichbarer Anordnung ebenfalls vier Wasserdüsen 20 ausgebildet, die winkelversetzt zu den Wasserdüsen 20 der Ebene 17 angeordnet sind. Auf der untersten Ebene 19 finden sich wiederum vier Wasserdüsen 20, die jedoch anders als auf den Ebenen 17, 18 gleichverteilt über den Umfang des Fallrohrs 14 sind. Die Wassefdüsen 20 der Ebene 19 sind winkelversetzt sowohl zu den Wasserdüsen 20 der Ebene 17 als auch zu den Wasserdüsen 20 der Ebene 18. Bei der Ausführungsform der Fig. 3 sind auf den Ebenen 17,

18 jeweils sechs Wasserdüsen 20 ausgebildet, die über den Umfang des Fallrohrs 14 gleichverteilt sind. Auf der Ebene

19 finden sich acht über den Umfang des Fallrohrs 14 gleichverteilte Wasserdüsen 20. Die Wasserdüsen 20 aller Ebenen 17, 18, 19 sind zueinander winkelversetzt.

In Fig. 4 umfasst das Fallrohr 14 auf jeder der Ebenen 17, 18, 19 drei Wasserdüsen 20. Die Wasserdüsen 20 sind über den Umfang des Fallrohrs 14 gleichverteilt, aufgrund der ungeraden Anzahl an Wasserdüsen 20 liegen diese sich jedoch nicht paarweise gegenüber. Die Wasserdüsen 20 der Ebene 17 sind winkelversetzt zu den Wasserdüsen 20 der Ebene 18, jedoch nicht winkelversetzt zu den Wasserdüsen 20 der Ebene 19.

Bei der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform ist das Fallrohr 14 aus einer Mehrzahl von Modulen zusammengesetzt. Der Einlass 13 des Fallrohrs wird von einem Modul 23 gebildet, der Auslass 16 von einem Modul 25. Zwischen den Modulen 23 und 25 sind drei Module 24 angeordnet, die jeweils in einer Ebene angeordnete Wasserdüsen 20 umfassen. Die Wasserdüsen 20 stehen senkrecht in der Wand des Fallrohrs 14 und sind radial auf das Zentrum des Fallrohrs 14 ausgerichtet. Die Module 24 sind jeweils baugleich zueinander, die unterschiedliche Winkelposition der Wasserdüsen 20 wird dadurch erreicht, dass die Module 24 an ihren Verbindungsflanschen gegeneinander verdreht werden. An jedem der Module 24 ist eine mit einem Deckel 26 verschlossene Öffnung ausgebildet, die zum Zwecke der Reinigung einen Zugang zum Inneren des Fallrohrs 14 ermöglicht. An den Stoßfugen schließen die Module 23, 24, 25 bündig miteinander ab, so dass die Innenwand des Fallrohrs 14 glatt ist. Die Innenwand des Fall- rohrs 14 ist emailliert. Die Wasserdüsen 20 ragen nicht in das Fallrohr 14 hinein.

Gemäß den Figuren 6 und 7 kann die Wasserdüse 20 in der Hülse 27 verschoben werden. In Fig. 6 ist die Wasserdüse 20 in einer zurückgezogenen Position gezeigt, in der sie einen größeren Abstand von der Austrittsöffnung 28 hat. Die zurückgezogene Position führt zu einem stärker konzentrierten Wasserstrahl 29. Ist die Wasserdüse 20, wie in Fig. 7 ge- zeigt, in einer vorderen Position näher an der Austrittsöffnung 28, so ist der Wasserstrahl 29 weiter aufgefächert. Auch in ihrer vorderen Position ragt die Wasserdüse 20 nicht in den Innenraum des Fallrohrs 14 hinein. Durch geeignete Positionierung der Wasserdüse 20 in der Hülse 27 kann der Wasserstrahl 29 so eingestellt werden, dass der Schüttgutstrom zuverlässig befeuchtet wird.

In Fig. 8 ist eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gezeigt, bei der die Wasserdüsen 20 auf ledig- lieh zwei Ebenen 17, 18 angeordnet sind. Die Wasserdüsen 20 sind gegenüber der Radialrichtung zur Seite geneigt. Die Wasserdüsen 20 auf der oberen Ebene 17 sind gegenüber der Radialrichtung nach links geneigt, die Wasserdüsen 20 auf der unteren Ebene 18 sind gegenüber der Radialrichtung nach rechts geneigt. Auf beiden Ebenen 17, 18 hat das aus den Wasserdüsen 20 austretende Wasser dadurch eine zu dem Schüttgutstrom tangentiale Komponente. Indem die tangentialen Komponenten auf den Ebenen 17, 18 einander entgegengesetzt sind, wird eine wirksame Durchmischung und Befeuch- tung des Schüttgutstroms erreicht.

Eine in Fig. 9 gezeigte alternative Ausführungsform der Erfindung weist ebenfalls zwei Ebenen 17, 18 von Wasserdüsen auf, wobei auf jeder Ebene 17, 18 acht Wasserdüsen vorgesehene sind. Die Wasserdüsen 20 der Ebene 18 (Befeuchtungs- ebene) sind Flachstrahldüsen. Durch die Wasserdüsen 20 wird das Wasser zugeführt, mit dem der Schüttgutstrom in dem Fallrohr 14 befeuchtet wird. Die Wasserdüsen 20 der Befeuchtungsebene reichen aus, um das Schüttgut in dem Fallrohr 14 vollständig zu befeuchten. Einige Zentimeter unterhalb der Wasserdüsen 20 endet das Fallrohr 14. Es schließt sich ein Schlauch 30 mit einer flexiblen Wand nach unten an das Fallrohr 14 an. Durch den Schüttgutstrom wird die flexible Wand des Schlauchs 30 in Bewegung versetzt. Die Bewegung trägt dazu bei, dass sich das Wasser gleichmäßig mit dem Schüttgut vermischt. Außerdem kann sich an der Wand des Schlauchs 20 kein Schüttgut ablagern, solange die Wand in Bewegung ist.

Mit Ablagerungen ist aber im Bereich zwischen den Wasserdüsen 20 und dem unteren Ende des Fallrohrs 14 sowie möglicherweise auch etwas oberhalb der Wasserdüsen 20 zu rech- nen. Die Ebene 17 ist in einigem Abstand oberhalb der Befeuchtungsebene angeordnet, wo es keine Ablagerungen des Schüttguts mehr gibt. Die Wasserdüsen 31 dieser Ebene (Reinigungsebene) dienen nicht dazu, das Schüttgut zu befeuchten, sondern die Ablagerungen zu entfernen, die sich weiter unten gebildet haben. Die Wasserdüsen 31 ragen in das Innere des Fallrohrs 14 hinein. Dies ist unschädlich, weil die Wasserdüsen 31 außerhalb des Bereichs liegen, in dem sich Ablagerungen bilden.

Die Wasserdüsen 31 sind als sogenannte Zungendüsen ausgebildet, das heißt, in der Verlängerung der Düsenachse ist eine Ablenkfläche 32 angeordnet, auf die der Wasserstrahl trifft und in Form eines Flachstrahls nach unten umgelenkt wird. Der Flachstrahl trifft in einem spitzen Winkel auf die Innenwand des Fallrohrs 14 und hebt die Ablagerungen von der Wand ab. Die Wasserdüsen 31 der Reinigungsebene sind nicht in Betrieb, solange der Schüttgutstrom aus den Wasserdüsen 20 der Befeuchtungsebene befeuchtet wird. Die Wasserdüsen 31 der Reinigungsebene werden erst in Betrieb genommen, wenn sich Ablagerungen gebildet haben, und der Schüttgutstrom zum Entfernen der Ablagerungen unterbrochen worden ist.

Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Befeuchten eines Schüttguts (11), insbesondere zum Befeuchten von Kraftwerksfilteraschen, mit einem Fallrohr (14) , an dessen oberem Ende ein

Einlass (13) ausgebildet ist, durch den das Schüttgut (11) in das Fallrohr (14) eintritt, und an dessen unterem Ende ein Auslass (16) gebildet ist, durch den das Schüttgut (11) in befeuchtetem Zustand austritt, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer ersten Ebene

(17) in dem Fallrohr (14) eine Mehrzahl von Wasserdüsen (20, 31) angeordnet ist und dass auf einer zweiten Ebene (18) in dem Fallrohr (14) eine Mehrzahl von Wasserdüsen (20, 31) angeordnet ist, wobei die Wasserdü- sen (20, 31) der ersten Ebene (17) winkelversetzt zu den Wasserdüsen (20, 31) der zweiten Ebene (18) angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für die Wasserdüsen (20) der ersten Ebene (17) und der zweiten Ebene (18) WasserZuführungen vorgesehen sind, wobei die WasserZuführungen voneinander unabhängig sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasserdüsen (20, 31) nicht in das Fallrohr (14) hineinragen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekenn- zeichnet, dass die Wasserdüsen (31) einer ersten Ebene (17) in das Fallrohr (14) hineinragen und dass die Wasserdüsen (20) einer zweiten Ebene (18) nicht in das Fallrohr (14) hineinragen.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich an das untere Ende des Fallrohrs (14) ein Schlauch (30) mit einer flexiblen Wand anschließt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dass der Abstand zwischen dem unteren Ende des Fallrohrs (14) und der untersten Ebene (18) von Wasserdüsen (20) kleiner ist als 50cm, vorzugsweise kleiner ist als 20 cm, weiter vorzugsweise kleiner ist als 10 cm.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass Wasserdüsen (20) vorgesehen sind, die gegenüber der Radialrichtung nach unten geneigt sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass Wasserdüsen (20) vorgesehen sind, die gegenüber ihrer Radialrichtung zur Seite geneigt sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasserdüsen (20) auf der ersten Ebene (17) zur einen Seite geneigt sind und dass die Wasserdüsen (20) auf der zweiten Ebene (18) zur anderen Seite geneigt sind.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein das Fallrohr (14) umschließendes Ringrohr (21) zur Versorgung der Wasserdüsen (20) mit Wasser vorgesehen ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Einlass (13) des Fallrohrs (14) ein Vorratsbehälter (10) für das Schüttgut (11) verbunden ist und dass an dem Vorratsbehälter (10) Mittel (12) zum Fluidisieren des Schüttguts (11) ausgebildet sind.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Fallrohr (14) eine Mehrzahl von Modulen (25) umfasst, in denen Wasserdüsen (20) ausgebildet sind, und dass die Module zueinander baugleich sind.

13. Verfahren zum Befeuchten eines Schüttguts mit folgen- den Schritten: a. Zuführen eines Schüttguts zu einem Fallrohr (14) ; b. Zuführen von Wasser zu einer Mehrzahl von in der Wand des Fallrohrs angeordneten Wasserdüsen (20), so dass das Wasser aus den Wasserdüsen (20) in das Fallrohr (14) eintritt und den Schüttgutstrom befeuchtet; c. Unterbrechen des Schüttgutstroms; und d. Zuführen von Wasser zu einer Mehrzahl von in der Wand des Fallrohrs (14) angeordneten Wasserdüsen (20, 31), so dass das Wasser durch die Wasserdüsen (20, 31) in das Fallrohr (14) eintritt und Ablagerungen des Schüttguts von der Wand des Fallrohrs (14) entfernt.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasser in Schritt d. denselben Wasserdüsen (20) zugeführt wird wie in Schritt b.

15. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasser in Schritt d. anderen Wasserdüsen (31) zugeführt wird als in Schritt b.