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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einbringen von Abfallstoffen und/oder alternativen Brennstoffen in eine Klinkerherstellungsanlage, die Vorrichtung umfassend ein rohrförmiges Gehäuse mit einem zur Rohrachse im wesentlichen konzentrisch rotierbar gelagerten und zur Rotation antreibbaren Rotor mit einer Mehrzahl von auf dem Umfang des Rotors angeordneten Schlagelementen, wobei an das Gehäuse wenigstens eine Leitung für die Zufuhr der Abfallstoffe und/oder alternativen Brennstoffe und eine Austragsöffnung quer zur Rotationsachse des Rotors anschließt.
Abfallstoffe und alternative Brennstoffe fallen üblicherweise in unterschiedlichen Aggregatszuständen und unterschiedlichen Zusammensetzungen an. Beispielsweise ist es bekannt, Altreifen durch entsprechende Fördereinrichtungen an eine entsprechende Aufgabestelle an einem Drehrohrofen einer Klinkerherstellungsanlage zu fördern, wobei die entsprechenden Anlagenteile den Dimensionen von Altreifen sowie den jeweils sinnvoller Weise zuzuführenden Massen derartiger Altstoffe angepasst sein müssen. Unterschiedliche Feststoffe, welche zumeist in unterschiedlichen Formgebungen vorliegen, erfordern entweder eine speziell an die Formgebung angepasste Förder- und Zufuhreinrichtung oder aber eine entsprechende zerkleinerung des Materials, um dieses als Schüttgut an eine entsprechende Aufgabestelle zu verbringen. Im Fall von mechanisch zerkleinerten Feststoffen schwankt allerdings die chemische Zusammensetzung des zerkleinerten Rohmaterials relativ stark in Abhängigkeit von unterschiedlichen Abfallstoffen bzw. unterschiedlichen alternativen Brennstoffmaterialien.
Eine Vereinheitlichung der entsprechenden Förder- und Zuführeinrichtungen lässt sich prinzipiell dadurch erzielen, dass die Ausgangsmaterialien in eine einheitliche Form bzw. einen einheitlichen Aggregatszustand gebracht werden. Prinzipiell können beispielsweise alternative Brennstoffe in gesonderten Reaktoren verbrannt oder vergast werden, sodass in der Folge die gewünschte Energie in Form von gasförmigen Stoffen zur Verfügung steht, welche an geeigneter Stelle in das Klinkerherstellungsverfahren eingebracht werden können. Flüssig anfallende Abfallstoffe können in geeigneter Weise über Düsen eingedüst werden. Der überwiegend größere Teil von Abfallstoffen ist aber in aller Regel nicht unmittelbar in der Klinkerherstellung einsetzbar, wenn nicht zuvor aufwändige Vorbehandlungen vorgenommen werden.
Im Stand der Technik sind Verfahren und Vorrichtungen zur Zerkleinerung und Homogenisierung von derartigen Abfallstoffen bekannt geworden, wobei die Zerkleinerung und Homogenisierung der Abfallstoffe dazu führt, dass die Abfallstoffe feinteilig in Hochtemperaturprozesse eingebracht und dort thermisch verwertet werden können. Aus der
Obwohl mit dem Verfahren und der Vorrichtung gemäß der
Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Vorrichtung der eingangs genannten Art umfassend ein rohrförmiges Gehäuse mit einem zur Rohrachse im wesentlichen konzentrisch rotierbar gelagerten und zur Rotation antreibbaren Rotor mit einer Mehrzahl von auf dem Umfang des Rotors angeordneten Schlagelementen, wobei an das Gehäuse wenigstens eine Leitung für die Zufuhr der Abfallstoffe und/oder alternativen Brennstoffe und eine Austragsöffnung quer zur Rotationsachse des Rotors anschließt, erfindungsgemäß dahingehend weitergebildet, dass die Schlagelemente als Reihen von Drähten ausgebildet sind. Dadurch, dass die Schlagelemente als Reihen von Drähten ausgebildet sind, wird zusätzlich zu dem schlagenden Effekt, der mit den Schlagleisten, wie sie aus dem genannten Stand der Technik bekannt sind, erreicht wird, eine spanende bzw. sägende Wirkung der in gewissen Grenzen flexiblen Drähte auf die eingebrachten Abfallstoffe bzw. alternativen Brennstoffe ausgeübt, sodass neben der Zerteilung grober Stücke in den Abfallstoffen die Bildung einer Art Sägemehl der festen Fraktion unterstützt wird, woraus eine besonders feinteilige und homogene und somit besonders gleichmäßig abbrennende feste Fraktion in das Klinkerherstellungsverfahren bzw. in die Klinkerherstellungsanlaqe eingestoßen werden kann. Es kommen dabei nur einfach bauende und nur gering wartungsanfällige Einrichtungen zum Einsatz, sodass die Vorrichtung einfach und kostengünstig hergestellt werden kann und sich durch eine lange und wartungsarme Betriebsdauer auszeichnet. Zusätzlich bilden die Reihen von Drähten auf dem Umfang des Rotors eine Art Bürste, wobei die radiale Erstreckung der Drähte im Wesentlichen bis an den Innenumfang bzw. die Innenwand des Gehäuses reicht, sodass die Förderung von festen und flüssigen Fraktionen der Abfallstoffe bzw. alternativen Brennstoffe über den Innenumfang des Gehäuses effektiv erfolgt, und es zu keiner nennenswerten Bildung von Anbackungen im Gehäuse kommt.
Prinzipiell können die Reihen von Drähten in jeder nur erdenklichen Form am Umfang des Rotors angeordnet sein, wobei in diesem Zusammenhang helikale oder pfeilförmige Geometrien der Reihen von Drähten denkbar sind. Bevorzugt ist die erfindungsgemäße Vorrichtung jedoch dahingehend weitergebildet, dass die Schlagelemente als sich parallel zur Rotationsachse des Rotors erstreckende Reihen von Drähten ausgebildet sind, was zum einen eine effektive Zerkleinerung und Homogenisierung der eingebrachten Abfallstoffe bzw. alternativen Brennstoffe gewährleistet und andererseits eine besonders einfache Form der Festlegung der Drähte in Reihen auf dem Umfang des Rotors gestattet.
Mit Vorteil ist die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung dahingehend weitergebildet, dass die Drähte einer Reihe direkt aneinander angrenzend angeordnet sind, sodass die Drähte einer Reihe einander berühren und dadurch gegenseitig stützen, sodass eine ausreichende Stabilität der Reihe, die neben dem sägenden Effekt ja auch eine schlagende Wirkung haben soll, resultiert.
Um einen möglichst vehementen Krafteintrag bzw. eine besonders starke Beschleunigung der Feststoffkomponenten der eingesetzten Abfallstoffe bzw. alternativen Brennstoffe beim Aufprall auf die Drähte zu gewährleisten, ist die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung bevorzugt dahingehend weitergebildet, dass die Drähte eine identische radiale Erstreckung vom Umfang des Rotors aufweisen, sodass die Spitzen der einzelnen Drähte eine mehr oder weniger geradlinige Oberfläche ausbilden, sodass die aufgrund der Rotation des Rotors auftreffenden Feststoffteile nicht bereits durch einzelne vorstehende Drähte beschleunigt werden, wodurch die Heftigkeit des Aufpralls und somit die Zerkleinerungswirkung verringert würde.
Wenn, wie dies einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung entspricht, die Drähte in einem von der Richtung des Radius des Rotors abweichenden Winkel am Umfang des Rotors angeordnet sind, so kann auf diese Weise die Vielzahl der Reihen von Drähten, die auf dem Umfang des Rotors angeordnet ist, bei Rotation des Rotors eine Art Säge bilden, wobei der Neigungswinkel der einzelnen Reihen aus der Normalen zur Radiusrichtung den Freiwinkel der gedachten Säge bildet.
Bevorzugt ist die Vorrichtung hierbei dahingehend weitergebildet, dass der Neigungswinkel der Drähte zwischen 5° und 15° in Rotationsrichtung gewählt ist.
Je nach Festigkeit der festen Fraktion der eingesetzten Abfallstoffe bzw. alternativen Brennstoffe, nach dem Material, aus dem die Drähte der einzelnen Reihen gebildet sind und nach der Größe der Vorrichtung müssen die Drähte einen gewissen Durchmesser aufweisen, um eine entsprechende Steifigkeit gegenüber den eingebrachten Stoffen aufzuweisen. Bevorzugt ist die Vorrichtung daher dahingehend weitergebildet, dass der Durchmesser der Drähte zwischen 1 mm und 10 mm gewählt ist.
In bevorzugter Weise ist die erfindungsgemäße Vorrichtung dahingehend weitergebildet, dass die Drähte an ihren freien Enden geschärft ausgebildet sind, wenn das zu zerkleinernde Material dies erfordert. Mit dieser Maßnahme wird der sägende Effekt verstärkt.
An sich ist es bei der Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen, die Abfallstoffe, die in pumpfähiger aufgeschlämmter Form vorliegen, ohne die Vermischung mit anderen Medien direkt dem Rotor und damit den Schlagelementen zuzuführen. Unter Umständen kann es jedoch sinnvoll sein, die aufgeschlämmten Abfallstoffe bzw. alternativen Brennstoffe mit gasförmigen Medien zu versetzen, um eine leichtere Konsistenz der Abfallstoffe zu erreichen. Darüber hinaus kann es nach längerer Betriebszeit sinnvoll sein, den Rotor und das Gehäuse des Rotors beispielsweise mit Wasser zu spülen, um über die zeit angelagerte Verunreinigungen zu beseitigen. Mit Vorteil ist die erfindungsgemäße Vorrichtung daher dahingehend weitergebildet, dass an das Gehäuse zusätzliche Öffnungen für den Eintrag von Reinigungsflüssigkeiten oder gasförmigen Medien anschließen.
Um die Betriebssicherheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung jederzeit sicherzustellen, und die Sicherheit auch bei möglicherweise auftretenden Stromausfällen garantieren zu können, ist die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform dahingehend weitergebildet, dass die an das Gehäuse anschließenden Leitungen mittels pneumatischer Ventile verschließbar sind.
Im Betrieb einer Klinkerherstellungsanlage bzw. eines Klinkerherstellungsverfahrens kann es wünschenswert sein, alternative Brennstoffe intermittierend oder je nach ihrer Verfügbarkeit zuzuführen. Bei Stillstand der erfindungsgemäßen Vorrichtung erfolgt klarerweise keine Kühlung durch die zugeführten Abfallstoffe bzw. alternativen Brennstoffe. Daher ist es gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgesehen, dass die Austragsöffnung mittels eines verschiebbaren Verschlussglieds verschließbar ist. Wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung außer Betrieb genommen wird, wird das Verschlussglied in die Verschlussposition gefahren, sodass die Austragsöffnung und damit jene Öffnung, die mit dem heißen Innenraum der Klinkerherstellungsanlage in Verbindung steht, verschlossen ist, sodass die Vorrichtung vor der Hitze im Inneren der Klinkerherstellungsanlage geschützt ist.
Um eine ausreichend gründliche Desagglomerierung und Homogenisierung der mitunter äußerst festen und zähen Abfallstoffe, unter denen sich beispielsweise auch Autoreifen befinden können, zu erreichen, ist eine nicht unerhebliche kinetische Energie notwendig, die auf die Abfallstoffe übertragen werden muss. Die Vorrichtung ist daher mit Vorteil dahingehend weitergebildet, dass der Rotor zu Drehzahlen von 300-1500 Umin-1, bevorzugt 500-1000 Umin-1 und insbesondere bevorzugt 700 Umin-1 antreibbar ist.
Grundsätzlich ist es beim Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen, dass eine kleine Menge Luft durch eine Öffnung in die Vorrichtung gelangen kann, um durch Mischen mit den desagglomerierten und homogenisierten Abfallstoffen und/oder alternativen Brennstoffen die Verbrennung derselben zu verbessern. Zu diesem Zweck ist die erfindungsgemäße Vorrichtung bevorzugt dahingehend weitergebildet, dass der Rotor (4) innen oder seitlich angeordnete Flügel zum Ansaugen von Luft durch zumindest eine im Gehäuse angeordnete Öffnung aufweist.
Die Erfindung ist hierbei dahingehend weitergebildet, dass die Menge der angesaugten Luft mit einem Einlassregler einstellbar ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In dieser zeigen
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