Vorrichtung zum Aufheizen oder Abkühlen von Schüttgütern, insbesondere Braunkohlevorwärmung

Abstract

 Mit der Vorrichtung mit von einem Heiz- bzw. Kühlfluid beaufschlagten, etagenweise übereinander angeordneten Förderflächen, soll eine Lösung geschaffen werden, mit der aufgrund kompakter Bauweise die benötigte Baugrundfläche bei großem Durchsatzvermögen stark verkleinert und die Abgabe von Emissionen an die Umgebung bzw. an die Fundamente erheblich reduziert wird.
Dies wird dadurch erreicht,

• daß als Förderflächen wenigstens vier massengleiche, wechselweise gegeneinander geneigte Schwingförderrinnen (5) übereinander vorgesehen sind, die einen geschlossenen Förderweg (Pfeile 11) für das Schüttgut bilden,
• daß je zwei übereinanderliegende Förderrinnen (5a,5b) paarweise mit einem gleichsinnigen Schwingantrieb (9) versehen sind,
• daß die gleichsinnig angetriebenen Schwingförderrinnen (5a, 5b) an gegensinnig geneigten, individuell bewegbaren Lenkern (4a,4b) befestigt sind und
• daß der Schwingantrieb des einem Paar von Schwingförderrinnenpaaren (50a,50c) folgenden Schwingförderrinnenpaares (50b,50d) mit einer Phasenverschiebung von 180° erfolgt.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung richtet sich auf eine Vorrichtung zum Aufheizen oder Abkühlen von Schüttgütern der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Gattung, insbesondere auf einen Braunkohlevorwärmer.

[0002] Aus der EP-B-0 268 819 ist eine Konditioniervorrichtung für Schüttgutmaterial bekannt, bei der etagenweise beheizte Tellerscheiben vorgesehen sind. Eine derartige Vorrichtung ist, wie die vorliegende Erfindung, beispielsweise für Schüttgutmaterialien mit einem Gehalt an verdampfbaren Bestandteilen geeignet, so beispielsweise für die Vorwärmung von Braunkohle, Steinkohle, Torf, Holzabfällen, Klärschlamm, Abfallschlamm, verseuchtem Erdreich, Katalysatoren, Zealithen oder Filterkuchen. Das Material wird mittels Schwingförderer in eine Fließbewegung versetzt und beaufschlagt nacheinander die entsprechenden Förderflächen und wird mittels indirekten Wärmetausches vorgewärmt, getrocknet oder, je nach Einsatzgebiet, auch gekühlt.

[0003] Eine Trocknungs- und Kühlvorrichtung mit einer in Segmenten eingeteilten Vibrationsrinne zeigt die EP-B-0 030 947 oder die DE-C-21 53 453.

[0004] Tellerheizer oder Tellerkühler weisen gewisse Beschränkungen in der Baugröße und damit im Durchsatz auf. Bei Schwingförderrinnen besteht ein wesentliches Problem im großen Platzbedarf und insbesondere in der beschränkten Wärmeübertragungsleitung, die durch Hintereinanderschalten mehrerer entsprechender Förderer kompensiert werden muß. Ein weiteres Problem besteht darin, daß bei mehreren unabhängigen Schwingförderern enorme dynamische Kräfte in die Umgebung eingeleitet werden, was zur Überdimensionierung von Fundamenten führt und zur Imitierung von Luftschwingungen in die Umgebung.

[0005] Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Lösung, mit der aufgrund kompakter Bauweise die benötigte Baugrundfläche bei großem Durchsatzvermögen stark verkleinert und die Abgabe von Emissionen an die Umgebung bzw. an die Fundamente erheblich reduziert wird.

[0006] Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs bezeichneten Art dadurch gelöst,

• daß als Förderflächen wenigstens vier massengleiche, wechselweise gegeneinander geneigte Schwingförderrinnen übereinander vorgesehen sind, die einen geschlossenen Förderweg für das Schüttgut bilden,
• daß je zwei übereinanderliegende Förderrinnen paarweise mit einem gleichsinnigen Schwingantrieb versehen sind,
• daß die gleichsinnig angetriebenen Schwingförderrinnen an gegensinnig geneigten, individuell bewegbaren Lenkern befestigt sind und
• daß der Schwingantrieb des einem Paar von Schwingförderrinnenpaaren folgenden Schwingförderrinnenpaar mit einer Phasenverschiebung von 180° erfolgt.

[0007] Mit der Erfindung werden eine Reihe von Vorteilen ermöglicht. So können mehrere Schwingförderrinnen auf dem Grundflächenbedarf einer Förderrinne positioniert werden mit konstruktiv einfachen Mitteln, wie den paarweise gleichen Schwingantrieben, bei aber entgegengesetzt geneigten individuellen Lenkern wird eine wechselseitige Auf- und Abgabe des Fördergutes erreicht und gleichzeitig die vollständige Kompensation der auftretenden Massenkräfte bewirkt. Dabei werden durch die zwei übereinanderliegenden, gemeinsam angetriebenen Rinnen, die horizontal parallel in gleicher Weise schwingen, die Horizontalanteile der Massenkräfte addiert, während durch die gewählte Lenkeranordnung die Vertikalanteile der Massenkräfte sich gegenseitig kompensieren.

[0008] Durch die Phasenverschiebung von 180° je Schwingförderrinnenpaar wird erreicht, daß sich auch die Horizontalanteile der Massenkräfte der beiden parallelen Schwingförderrinnen gegeneinander aufheben, so daß insgesamt eine vollständige Kompensation der Massenkräfte erfolgt.

[0009] Eine konstruktiv einfache Gestaltung besteht nach der Erfindung in Ausgestaltung darin, daß die Schwingförderrinnen im wesentlichen rechteckig ausgebildet sind mit außenrandseitigen Antrieben in den Randbereichen der Schmalseiten, wobei in weiterer Ausgestaltung vorgesehen sein kann, daß alle übereinanderliegenden Schwingantriebe jeweils an einer gemeinsamen Welle mit Antriebsmotor vorgesehen sind, wobei ggf. erfindungsgemäß zwei außenrandseitige Antriebswellen gegeneinander synchronisiert sind.

[0010] Ein besonderes Problem kann in der Beaufschlagung der Förderrinnen mit Wärmebehandlungsfluid liegen, und zwar durch dessen zusätzliche Strömung und dessen zusätzliche, die Schwingförderrinnen beaufschlagende Masse. Um auch hier eine Kompensation zu ermöglichen, sieht die Erfindung vor, daß das Wärmebehandlungsfluid nach Beaufschlagung einer Förderrinne der übernächsten Förderrinne und nach deren Beaufschlagung der wiederum übernächsten Förderrinne zugeführt wird.

[0011] Damit ist es möglich, das Wärmebehandlungsfluid in zwei Teilströmen der Vorrichtung zuzuführen, und zwar, wie dies die Erfindung auch vorsieht, von unten nach oben gleichzeitig über zwei Einlässe der letzten und der vorletzten Förderrinne, wobei das Wärmebehandlungsfluid dann am oberen Ende der zweiten bzw. der ersten Förderrinne entnommen wird.

[0012] Durch diese Beaufschlagung ergibt sich, daß ein gleichsinnig angetriebenes Paar von Förderrinnen jeweils bezogen auf die Förderrichtung des Schüttgutes einmal im Gegenstrom und einmal im Gleichstrom vom Fluid beaufschlagt ist. Innerhalb eines Paares von Förderrinnen ergibt sich damit, von der Strömungsrichtung gesehen, ein entsprechender Strömungsausgleich.

[0013] Die Erfindung sieht auch vor, daß das Heiz- bzw. Kühlfluid als Flüssigkeit Strömungskanäle an den Schwingförderrinnen durchströmt. Dabei kann in besonderer Ausgestaltung vorgesehen sein, daß die Seitenwände der Schwingförderrinnen mit Strömungskanälen ausgerüstet sind, um auch hier eine Heizung bzw. Kühlung vorzusehen.

[0014] Wird, wie hier beschrieben, der Wärmeaustausch mittels einer Flüssigkeit in den Strömungskanälen vorgenommen, so ergibt sich ein zusätzliches Problem, das darin besteht, daß eine schwingende Flüssigkeitsmenge in den Strömungskanälen einen den statischen Druck überlagernden dynamischen Druck erzeugt, wodurch unter bestimmten Umständen Kavitation auftreten kann, so daß es je nach Struktur der Strömungskanäle und der eingesetzten Materialien schnell zu Ermüdungen und zu Zerstörungen kommen kann.

[0015] Durch die erfindungsgemäße Verschaltung der Strömungskanäle auf jeweils die übernächste Schwingförderrinne ergibt sich, daß die paarweise gleich schwingenden Förderrinnen, wie oben schon erwähnt, im Gegenstrom beaufschlagt werden. Zusätzlich ergibt sich aber auch, daß die benachbarten, gegeneinander schwingenden Förderrinnen wiederum so durchströmt werden, daß die dynamischen Druckschwankungen in der Flüssigkeit so weit reduziert werden, daß eine Bemessung der Heizplatten und des Mantels nur nach dem statischen Druck möglich gemacht wird. Für die Größe der dynamischen Druckschwankungen ist dabei nur die Länge der Förderrinnen und der Horizontalanteile der Beschleunigung dieser Rinnen bestimmend. Durch die Beaufschlagung jeweils der übernächsten Schwingförderrinnen ergibt sich, daß immer Böden mit entgegengesetzten Momentenandruck miteinander strömungsmäßig verbunden sind.

[0016] Wird die erfindungsgemäße Vorrichtung in Braunkohlekraftwerken eingesetzt, ist erfindungsgemäß vorgesehen, die Strömungskanäle mit Prozeßkondensat zu beaufschlagen.

[0017] Die Erfindung sieht auch vor, daß die Strömungskanäle mit Spülanschlüssen zum Entfernen von Ablagerungen od. dgl. mittels einer Spülflüssigkeit versehen sind. Gerade bei verunreinigtem Wasser, z.B. aus Brühenkondensat von Braunkohle als Wärmeübertragungsfluid, besteht die Gefahr von Ablagerungen der Verunreinigungen in den Heiz- bzw. Strömungskanälen. Zum Entfernen derartiger Ablagerungen sind Spülanschlüsse vorgesehen.

[0018] Die Erfindung sieht auch vor, in den Strömungskanälen wenigstens am Zu- bzw. Ablauf Verteilereinrichtungen, wie eingeformte Blenden, zum zwangsweisen Verteilen der Flüssigkeit vorzusehen. Durch diese Maßnahme ist eine Mindestströmungsgeschwindigkeit zur Vermeidung von Ablagerungen gewährleistet.

[0019] Schließlich kann in weiterer Ausgestaltung noch vorgesehen sein, daß insbesondere zur Verhinderung des Anbackens von klebrigem Schüttgut an den Schwingförderrinnen die Förderflächen aus einem nicht rostenden Stahl mit geringer Rauhtiefe gefertigt sind.

[0020] Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aufgrund der nachfolgenden Beschreibung sowie anhand der Zeichnung. Diese zeigt in

Fig. 1

eine vereinfachte Seitenaufsicht auf einen Teil einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 2

eine Teilaufsicht auf die erfindungsgemäße Vorrichtung sowie in

Fig. 3

eine Teilaufsicht gemäß Pfeil III in Fig. 1.

[0021] Die allgemein mit 1 bezeichnete Vorrichtung soll hier als Braunkohlevorwärmer beschrieben werden:
Die Vorrichtung 1 weist einen nur andeutungsweise wiedergegebenen Tragrahmen 2 auf mit Rahmenelementen 3, an denen über Lenker 4 Schwingförderrinnen 5 befestigt sind.

[0022] Die Schwingförderrinnen 5 sind mit einem allgemein mit 6 bezeichneten Schwingantrieb verbunden, wobei in zwei stirnseitigen Randbereichen im Tragrahmen 2 zwei über eine Welle 7 synchronisierte Exzenterwellen 8 gelagert sind mit einer Anzahl von Antriebsexzentern 9, die Schwingstößel 10 beaufschlagen.

[0023] Wie sich insbesondere aus Fig. 1 ergibt, sind jeweils zwei Förderrinnen 5a und 5b zu einem Schwingförderrinnenpaar 50 über einen gemeinsamen Schwingantrieb 9 zusammengefaßt, wobei zur Vereinfachung der Beschreibung die Schwingförderrinnenpaare mit 50a, 50b etc. bezeichnet sind.

[0024] Jedes Schwingförderrinnenpaar 50 weist zwar einen gemeinsamen Schwingantrieb 9 auf, allerdings sind die mit 4a und 4b bezeichneten Lenker entgegengesetzt geneigt und relativ zueinander bewegbar, wobei die Förderrinne 5a entgegengesetzt zur Förderrinne 5b geneigt ist, so daß sich insgesamt eine durch Pfeile 11 angedeutete Schüttgutförderrichtung ergibt. Dabei wird gemäß Pfeil 11a das Schüttgut oben in die Vorrichtung 1 eingetragen und unten gemäß Pfeil 11b ausgetragen.

[0025] Wie sich insbesondere aus Fig. 3 ergibt, ist jede Förderrinne 5 mit Strömungskanälen 12 ausgerüstet, wobei auch die seitlichen Begrenzungswände mit einem Strömungskanal 12a versehen sind.

[0026] Wie sich aus Fig. 1 ergibt, wird im dargestellten Beispiel von unten über zwei Fluideinlässe 13a und 13b Prozeßkondensat als Wärmeträgermedium eingeleitet, und zwar dort in die unteren Schwingförderrinnen 5a und 5b des unteren Schwingförderrinnenpaares 50d, wobei mittels elastischer Schläuche 14a und 14b die Strömungskanäle 12 der einen Schwingförderplatte in die übernächste Schwingförderplatte geleitet werden. Aus dieser Verschaltung ergibt sich, daß zunächst die untere Schwingförderrinne 5b bezogen auf die Förderrichtung des Schüttgutes im Gegenstrom und die benachbarte Schwingförderrinne 5a des Schwingförderrinnenpaares 50d im Gleichstrom durchströmt wird, wobei sich die Strömungsrichtung bezogen auf das Schüttgut im benachbarten Schwingförderrinnenpaar 50c umkehrt. Diese Strömungsrichtungen sind mit kleinen Pfeilen angedeutet. Erkennbar kompensieren sich jeweils paarweise die Strömungsrichtungen und überschlagpaarweise auch die Förderrichtungen des Schüttgutes mittels entgegengesetzter Schwingamplituden der Schwingförderrinnen, so daß sich insgesamt ein Kräfteausgleich ergibt.

[0027] Nicht näher dargestellt ist in den Figuren die Möglichkeit, die Strömungskanäle im Ein- und Auslauf mit Schikanen zur Verhinderung von Anbackungen oder Verunreinigungen zu versehen, die Möglichkeit, die Förderflächen der Rinnen 5 aus einem Material mit geringer Rauhtiefe zu fertigen u. dgl. mehr.

[0028] Natürlich ist das beschriebene Ausführungsbeispiel der Erfindung noch in vielfacher Hinsicht abzuändern, ohne den Grundgedanken zu verlassen. So läßt sich beispielsweise die Vorrichtung auch mit einer Mehrzahl von Schwingförderrinnendoppelpaaren ausstatten, jedes Doppelpaar ist für sich gesehen kräftemäßig ausgeglichen, es können auch bei einem gemeinsamen Fundament ggf. in einem gemeinsamen Rahmen parallel nebeneinanderliegende Vorrichtungen vorgesehen sein, statt des hier gezeigten außenrandseitigen Doppelantriebes mit wenigstens zwei Antriebsmotoren 6a kann auch ein zentraler Antrieb über ein Verteilgetriebe erfolgen u. dgl. mehr.

Ansprüche

1. Vorrichtung zum Aufheizen oder Abkühlen von Schüttgütern, insbesondere Braunkohlevorwärmer, mit von einem Heiz- bzw. Kühlfluid beaufschlagten, etagenweise übereinander angeordneten Förderflächen und mit einer Produktaufgabe am Beginn der Förderflächen und einem Produktabzug am Ende der Förderflächen sowie mit einem Zu- und Ablauf für das die Heizung bzw. Kühlung bewirkende Fluid,
dadurch gekennzeichnet,

- daß als Förderflächen wenigstens vier massengleiche, wechselweise gegeneinander geneigte Schwingförderrinnen (5) übereinander vorgesehen sind, die einen geschlossenen Förderweg (Pfeile 11) für das Schüttgut bilden,

- daß je zwei übereinanderliegende Förderrinnen (5a,5b) paarweise mit einem gleichsinnigen Schwingantrieb (9) versehen sind,

- daß die gleichsinnig angetriebenen Schwingförderrinnen (5a,5b) an gegensinnig geneigten, individuell bewegbaren Lenkern (4a,4b) befestigt sind und

- daß der Schwingantrieb des einem Paar von Schwingförderrinnenpaaren (50a,50c) folgenden Schwingförderrinnenpaares (50b,50d) mit einer Phasenverschiebung von 180° erfolgt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schwingförderrinnen (5) im wesentlichen rechteckig ausgebildet sind mit außenrandseitigen Antrieben (6) in den Randbereichen einer Schmalseite.

3. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß alle übereinanderliegenden Schwingantriebe (9) jeweils an einer gemeinsamen Welle (8) mit Antriebsmotor (6a) vorgesehen sind.

4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei zwei außenrandseitigen Antriebswellen (8) diese gegeneinander synchronisiert sind.

5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch
eine Mehrzahl von Schwingförderrinnen-Doppelpaaren (50a, 50b/50c,50d) in einem gemeinsamen Gerüst (2), wobei benachbarte Doppelpaare von Schwingförderrinnen wiederum mit einer Phasenverschiebung von 180° angetrieben werden.

6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Wärmebehandlungsfluid nach Beaufschlagung einer Förderrinne (5a bzw. 5b) der übernächsten Förderrinne und nach deren Beaufschlagung der wiederum übernächsten Förderrinne zugeführt wird.

7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Wärmebehandlungsfluid von unten nach oben gleichzeitig über zwei Einlässe (13a,13b) der letzten und der vorletzten Förderrinne zugeführt und in am oberen Ende der zweiten bzw. der ersten Förderrinne (5b bzw. 5a) entnommen wird, derart, daß ein gleichsinnig angetriebenes Paar von Förderrinnen (5) jeweils bezogen auf die Förderrichtung des Schüttgutes einmal im Gegenstrom und einmal im Gleichstrom vom Fluid beaufschlagt ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Heiz- bzw. Kühlfluid als Flüssigkeit Strömungskanäle (12) an den Schwingförderrinnen (5) durchströmt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Seitenwände der Schwingförderrinnen (5) mit Strömungskanälen (12a) ausgerüstet sind.

10. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche zum Einsatz in Braunkohlekraftwerken,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Strömungskanäle (12) von Prozeßkondensat beaufschlagt sind.

11. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Strömungskanäle (12) mit Spülanschlüssen zum Entfernen von Ablagerungen od. dgl. mittels einer Spülflüssigkeit versehen sind.

12. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß in den Strömungskanälen (12) wenigstens am Zu- bzw. Ablauf Verteilereinrichtungen, wie eingeformte Blenden, zum zwangsweisen Verteilen der Flüssigkeit vorgesehen sind.

13. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß insbesondere zur Verhinderung des Anbackens von klebrigem Schüttgut an den Schwingförderrinnen (5) die Förderflächen aus einem nicht rostenden Stahl mit geringer Rauhtiefe gefertigt sind.

Zeichnung