DE4230863C2 - Eintragsvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Eintragsvorrichtung zum Einbringen eines Mediums durch eine Öffnung in einer Wand eines von Wänden begrenzten Raumes mit einem rohrartigen Eintragskörper und einem den Eintragskörper aufnehmenden Lager, wobei das Austrittsende des Eintragskörpers ausgehend vom Lager frei durch die Wand geführt ist.

Derartige Eintragsvorrichtungen werden beispielsweise in Verbrennungsanlagen zur Entschwefelung und Entstickung von Rauchgasen eingesetzt, wobei körnige und gasförmige Additive wie Kalk und Ammoniak in einen von Rauchgasen durchströmten Kessel oder Rauchgaskanal eingedüst werden. Des weiteren ergeben sich Einsatzmöglichkeiten beim Eintrag von Klärschlamm in Müllverbrennungsanlagen, beim Eintrag von Inertmaterial in Wirbelschichtfeuerungen und beim Eintrag von Luft, Additiven und Wasser in Anlagen zur Wasseraufbereitung.

Aus der DE 37 02 561 C2 ist eine Eintragsvorrichtung in Form einer Rohrdüse zum Einbringen eines Reaktionsmittels in ein heißes Gas bekannt, das durch einen von Wänden begrenzten Reaktionsraum strömt. Die Rohrdüse ist frei durch die aus Flossenrohren und Mauerwerk aufgebaute Wand geführt und an ihrem Einlaßende in eine mit der Wand starr verbundenen Flanschverbindung eingeklemmt.

Beim Betrieb dieser Düse erweist es sich als nachteilig, daß nur ein einziger in Ausströmrichtung der mit der Wand starr verbundenen Düse gelegener und damit festgelegter Bereich innerhalb des Raumes beaufschlagt werden kann. Verlagern sich die für die Reaktion günstigen Bedingungen in einen anderen Bereich des Raumes, beispielsweise das für die Reaktion eines einzudüsenden Additives mit einem heißen Rauchgas günstige Temperaturfenster innerhalb des Kessels durch Änderung der Kessellast, ist eine optimale Reaktionsausbeute nicht mehr möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Eintragsvorrichtung derart weiterzuentwickeln, daß das einzutragende Medium unterschiedlichen Bereichen innerhalb des Raumes zuführbar ist.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Eintragskörper schwenkbar gelagert ist. Durch diese konstruktive Lösung ist es möglich, den Eintragskörper auch dann auf die hinsichtlich der dort herrschenden Bedingungen als günstig zu erachtenden Zone innerhalb des Raumes zu richten, wenn deren Lage innerhalb des Raumes gegenüber vorheriger Festlegung abweicht oder sich aufgrund unterschiedlicher Betriebsbedingungen verlagert, wobei das einzutragende Medium dorthin nachgeführt werden kann.

Beim Einblasen eines Additives in einen Kessel einer Feuerungsanlage kann mit der erfindungsgemäßen Eintragsvorrichtung das für die Reaktion des Additives mit den Schadstoffen der durch den Kessel strömenden Rauchgase günstige Temperaturfenster gefunden werden, womit durch bestmögliche Einbindung des Additives eine Verbesserung der Mengenbilanz und damit ein wirtschaftlicheres Verfahren erreicht wird.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung wird dadurch erreicht, daß der Eintragskörper mittels einer Kugel gelagert ist, wobei die Oberfläche des Eintragskörpers über eine Teillänge als Kugel ausgebildet ist und die Kugel zwischen zwei parallel und fluchtend zueinander ausgerichteten kreisringförmigen Scheiben geklemmt ist, deren Innendurchmesser kleiner als der Durchmesser der Kugel sind, wobei eine Scheibe fest positioniert und die andere Scheibe bewegbar ist.

Durch diese Ausführung ist die Eintragsvorrichtung sphärisch ausrichtbar und kann stufenlos auf die entsprechende Zone des Raumes ausgerichtet werden. Nach dem Ausrichten des Eintragskörpers wird dieser durch Verspannen des als Kugel ausgebildeten Teils des Eintragskörpers arretiert.

Des weiteren ist es von Vorteil, daß das Lager in die Öffnung eingelassen ist, wobei die Scheiben von sich zur Außenseite der Wand aufweitenden Trichtern gehalten sind.

Dadurch ist eine genaue Positionierung des Eintragskörpers bei gleichmäßiger Verspannung sichergestellt.

Von Vorteil ist es auch, daß der die fest positionierte Scheibe haltende Trichter in der Wand verankert ist. Durch die Verankerung des Trichters in der Wand ist die für die Aufnahme der Kugel als Festlager wirkende Scheibe stabil innerhalb der Wandöffnung angebracht.

Ferner ist es zweckmäßig, daß die Trichter an ihren aufgeweiteten Enden mittels einer Flanschverbindung miteinander verbunden sind und zwischen den Flanschringen ein verformbares, vorzugsweise elastisches Dichtelement angebracht ist. Durch die Verflanschung ist es möglich, den Eintragskörper in der gewählten Position von außerhalb der Wand auf einfache Weise und mit hoher Spannkraft zu verklemmen bzw. auf einfache Weise den Eintragskörper zu lösen, um ihn in eine andere Position zu schwenken. Während des Verschwenkens des Eintragskörpers dichtet das Dichtelement den Raum gegenüber der Umgebung ab.

Es ist ebenfalls von Vorteil, daß die Innenflächen der Scheiben entsprechend der Kugeloberfläche konkav ausgebildet sind. Die Innenflächen der Scheiben sind so konkav ausgebildet, daß sie genau jeweils einen Sektor der Oberfläche der Kugel abdecken. Beim Verspannen der Kugel verteilt sich der Druck auf die gesammte Innenfläche, wodurch es auch nach mehrmaligem Verspannen nicht zur Beschädigung der Kugeloberfläche durch Preßmarken kommt. Zudem wird durch den konkav ausgebildeten Kugelsitz die Abdichtung des Raumes zur Umgebung verbessert.

Die Erfindung soll nun anhand der beigefügten Figur, die die Eintragsvorrichtung im Längsschnitt zeigt, näher erläutert werden.

In einem von einem heißen Rauchgas R durchströmten Raum 1, beispielsweise einem Feuerraum oder einem Rauchgaskanal einer Feuerungsanlage, ist in einer Öffnung 2 einer aus Flossenrohren 3 und die Flossenrohre 3 einseitig beschichtenden feuerfesten Stampfmasse 4 aufgebauten Wand 5 eine Eintragsvorrichtung 6 gelagert.

Es ist auch in einem hier nicht dargestellten Ausführungsbeispiel vorgesehen, eine Wand mit mehreren Öffnungen zu versehen, in denen jeweils eine Eintragsvorrichtung gelagert ist oder auch in einer sich lang erstreckenden Öffnung mehrere Eintragsvorrichtungen zu lagern.

Die Eintragsvorrichtung 6 besteht aus einem die Öffnung 2 durchsetzenden und in den Raum 1 mündenden Eintragskörper 7, durch den ein Medium M, beispielsweise Ammoniak zur Entstickung oder Kalkmehl zur Entschwefelung der Rauchgase R, in den Raum 1 eingedüst wird.

Der Eintragskörper 7 ist aus einem rohrfömigen Eintrittsende 7a, einer an das Eintrittsende 7a anschließenden und einen durchstömbaren Durchlaß aufweisenden Kugel 7b und einem mit dem Eintrittsende 7a und dem Durchlaß fluchtenden, an die Kugel 7b angeschlossenen rohrförmigen Austrittsende 7c aufgebaut. Der durchströmbare Querschnitt des Eintragskörpers 7 verjüngt sich in Durchströmrichtung über eine Teillänge des Eintragskörpers 7.

In der Figur ist der Eintragskörper 7 einteilig ausgeführt. Es ist aber auch in einer nicht dargestellten Ausführungsform vorgesehen, den Eintragskörper 7 mehrteilig entsprechend der zuvor bezeichneten Einzelheiten auszuführen, die beispielsweise durch Schweißen oder Löten zusammengefügt werden. Unterliegt das Austrittsende 7c einer hohen Verschleißwirkung, ist es von Vorteil, dieses durch eine lösbare Verbindung, beispielsweise einer Schraubverbindung, austauschbar anzufügen. Aus fertigungstechnischen Gründen kann es auch von Vorteil sein, die Kugel 7b mit an ihr angeformten rohrförmigen Zapfen aus einem Werkstück zu fertigen, wobei ein Zapfen das Austrittsende 7c bildet und der andere Zapfen mit dem Eintrittsende 7a verbunden ist.

Die Kugel 7b ist auch Bestandteil eines die Eintragsvorrichtung 7 sphärisch schwenkbar lagernden Kugellagers 8 und wird zwischen zwei kreisringförmigen Scheiben 9, 10 gehalten, wobei die dem Raum 1 näher liegende Scheibe 9 parallel zur Wand 5 ausgerichtet und fest in der Wand positioniert ist und die andere Scheibe 10 parallel und fluchtend zu der fest positionierten Scheibe 9 ausgerichtet bewegbar angeordnet ist. Zur Arretierung des Eintragskörpers 7 unter einem vorgegebenen Schwenkwinkel α wird die bewegbare Scheibe 10 gegen die Kugel 7b und damit gegen die fest positionierte Scheibe 9 gepreßt. Der Kugelsitz an den Scheiben 9, 10 ist entsprechend der Oberfläche der Kugel 7b konkav eingeformt.

Um den Eintragskörper 7 über einen größtmöglichen Schwenkwinkel α schwenken zu können, sind die Innendurchmesser DS der Scheiben 9, 10 gegenüber dem Außendurchmesser DE des Eintrittsendes 7a bzw. der Außendurchmesser DA des Austrittsendes 7c groß zu wählen, wobei zur Gewährleistung der Arretierung des Eintragskörpers 7 die Innendurchmesser DS der Scheiben 9, 10 kleiner sein müssen als der Durchmesser DK der Kugel 7b.

Der Schwenkwinkel α des Eintragskörpers 7 wird durch die Größen des Durchmessers DK der Kugel 7b, dem Durchmesser DE des Eintrittsendes 7a bzw. dem Durchmesser DA des Austrittsendes 7c des Eintragskörpers 7, dem Innendurchmesser DS der Scheiben 9, 10 und der Dicke S der Scheiben 9, 10 bestimmt. Beispielsweise läßt sich der Eintragskörper 7 bei DK = 100, DE = 48, DS = 40 und S = 12 und α ca. 25° aus der Längsachse A der Eintragsvorrichtung 6 verschwenken.

Die Scheiben 9, 10 sind jeweils mit dem eingeengten Ende 11 jeweils eines von ineinander geschobenen Trichtern 12, 13 verschweißt und weiten sich ausgehend von den Scheiben 9, 10 bis zu ihren über die Außenseite 14 der Wand 5 hinausragenden Enden 15, 16 stetig auf, wobei der innere mit der bewegbaren Scheibe 10 verschweißte Trichter 13 mit seinem Ende 16 weiter über die Außenseite 14 hinausragt als der mit der fest positionierten Scheibe 9 verschweißte äußere Trichter 13. Die Trichterwände der einzelnen Trichter 12, 13 verlaufen parallel zueinander. Der äußere Trichter 13 ist über an der Außenseite seiner Trichterwand angebrachte Anker 17 in die Stampfmassenschicht 4 der Wand 5 verankert. Die Trichter 12, 13 sind an ihren aufgeweiteten Enden 15, 16 über eine Flanschverbindung 18, bestehend aus mit den Enden 15, 16 verschweißten Flanschringen 19, 20 und die Flanschringe 19, 20 verbindenden Flanschschrauben 21, so miteinander verbunden, daß beim Anziehen der Flanschschrauben 21 der innere Trichter 13 weiter in den äußeren Trichter 12 bewegt wird, wobei die bewegbare Scheibe 10 über den mit ihr verbundenen inneren Trichter 13 gegen die Kugel 7b gepreßt wird, wodurch es zur Arretierung des Eintragskörpers 7 kommt. Im arretierten Zustand dichtet die Kugel 7b im Kugelsitz der Scheiben 9, 10 den heißes Rauchgas R führenden Raum 1 gegenüber der Umgebung ab. Die Arretierung des Eintragskörpers 7 wird durch Lösen der Flanschschrauben 21 aufgehoben, wonach der Eintragskörper 7 in eine andere Position schwenken kann. In diesem Zustand dichtet eine verformbare, vorzugsweise elastisch verformbare Dichtung 22, die zwischen den Flanschringen 19, 20 der Flanschverbindung 18 vorgesehen ist, den Raum 1 von der Umgebung ab.

Das über das offene Ende 16 des Trichters 13 hinausragende Eintrittsende 7a des Eintragskörper 7 ist über eine Flanschverbindung 23 mit einem Zuführschlauch 24, der dem Verschwenken des Eintragskörpers folgen kann, verbunden. Zum Schutz des Zuführschlauches 24 vor thermischer Beanspruchung seitens der Wandöffnung 2 wird diese im Bereich der die Trichter 9, 10 verbindenden Flanschverbindung 18 durch eine Abdeckung 25, beispielsweise eine Isoliermatte oder ein Dünnblech, gegen Temperaturerhöhung geschützt.

Reicht die Anpressung der bewegbaren Scheibe 13 an die Kugel 7b zur Arretierung des Eintragskörpers 7 nicht aus, um die Einstellung des Eintragskörpers zu halten, ist hilfsweise eine Abhängvorrichtung vorgesehen, wie sie mit dem Pfeil 26 angedeutet ist.

Claims (6)

1. Eintragsvorrichtung zum Einbringen eines Mediums durch eine Öffnung in einer Wand eines von Wänden begrenzten Raumes mit einem rohrartigen Eintragskörper und einem den Eintragskörper aufnehmenden Lager, wobei das Austrittsende des Eintragskörpers ausgehend vom Lager frei durch die Wand geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Eintragskörper (7) schwenkbar gelagert ist.

2. Eintragsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Eintragskörper (7) mittels einer Kugel (7b) gelagert ist, wobei die Oberfläche des Eintragkörpers (7) über eine Teillänge als Kugel (7b) ausgebildet ist und die Kugel (7b) zwischen zwei parallel und fluchtend zueinander ausgerichteten kreisringförmigen Scheiben (9, 10) geklemmt ist, deren Innendurchmesser (DS) kleiner als der Durchmesser (DK) der Kugel (7b) sind, wobei eine Scheibe (9) fest positioniert und die andere Scheibe (10) bewegbar ist.

3. Eintragsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager (7b, 9, 10) in die Öffnung (2) eingelassen ist, wobei die Scheiben (9, 10) von sich zur Außenseite (14) der Wand (5) aufweitenden Trichtern (12, 13) gehalten sind.

4. Eintragsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der die fest positionierte Scheibe (9) haltende Trichter (12) in der Wand (5) verankert ist.

5. Eintragsvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Trichter (12, 13) an ihren aufgeweiteten Enden (15, 16) mittels einer Flanschverbindung (18) miteinander verbunden sind und zwischen den Flanschringen (19, 20) ein verformbares, vorzugsweise elastisches Dichtelement (22) angebracht ist.

6. Eintragsvorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 2-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenflächen der Scheiben (9, 10) konkav ausgebildet sind.