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Prallflächen-Abscheider zum Entstauben von Gasen, insbesondere von heissen Gasen
Die Erfindung betrifft einen PrallflächeAbscheider zum Entstauben von Gasen, insbesondere von heissen Gasen, dessen Prallkörper Drähte oder Stäbe sind, die mit Einrichtungen, z. B. Abstreifern, zum Ablösen von anhaftendem Staub versehen sind.
Prallflächen-Abscheider, d. h. Entstaubungseinrichtungen, welche von der Erscheinung Gebrauch machen, dass sich Staubteile auf der Oberfläche eines Körpers abscheiden, der von einem staubhaltigen Gas beaufschlagt wird, sind in mehrfachen Ausführungsformen bekannt. Unter anderem sind auch Prallflächen-Abscheider bekanntgeworden, bei denen Drähte oder Stäbe als Prallkörper verwendet werden.
Diese bekannten Prallflächen-Abscheider-Bau- arten offenbaren im wesentlichen nur die Verwendung eigenartig gestalteter Prallkörper, die vielleicht in Sonderfällen brauchbare Ergebnisse erbracht haben mögen. Sie lassen die für die Gestaltung eines für industrielle Zwecke brauchbaren Abscheidens unerlässlichen Zusammenhänge zwischen Bauaufwand, Herstellungskosten, strömungstechnischen Gesichtspunkten, Abscheidungsgrad, Energieaufwand und jeweiligem Verwendungszweck nicht erkennen.
Demgegenüber vermittelt die Erfindung eine Lehre, unter Berücksichtigung der vorgenannten Zusammenhänge mit einfachsten Mitteln, den verschiedensten Betriebsbedingungen angepasste bzw. anzupassende Abscheider mit bester Entstaubungsleistung bauen zu können, die insbesondere für die Entstaubung heisser Gase geeignet sind.
Nach der Erfindung werden in mindestens zehn parallel zueinander und etwa senkrecht zur Strömungsrichtung verlaufenden Ebenen über den ganzen Querschnitt der Staubgas-Strömungsführung und parallel zueinander verlaufende draht- oder stabförmige Prallkörper vorgesehen, wobei der Abstand zwischen den Prallkörpern einer Ebene etwa gleich dem einfachen bis dreifachen Durchmesser der Prallkörper ist, und der Abstand zweier Ebenen voneinander ein Vielfaches des Durchmessers der Prallkörper beträgt.
Weitere Merkmale der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele zu entnehmen, u. zw. zeigen Fig. 1 ein erstes Filter, teilweise im Schnitt, Fig. 2 einen Teilschnitt nach der Linie II-II, Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III - III, Fig. 4 eine Vergrösserung des Punktes IV, Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V, Fig. 6
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Das Filter gemäss Fig. 1 besitzt ein Gehäuse 1 von rechteckigem Querschnitt. Es weist unten einen Anschluss 2 für die Zuleitung von heissem, staubhaltigem Gas aus dem Rohr 3 auf. Oben ist das Gehäuse mit einem Anschluss 4 für die Ableitung des entstaubten Gases versehen und hier mit der Saugseite eines Gebläses 5 verbunden, dessen Druckseite über dem Rohr 6 ins Freie mündet.
Durch das Gehäuse sind parallel zu seinen Schmalwänden 8, 9 Drähte 7 von kreisrundem Querschnitt hindurchgeführt. Sie sind mit Abstand voneinander gleichmässig über dem ganzen Querschnitt des Gehäuses verteilt und in verschiedenen Ebenen untergebracht. Die Zeichnung lässt drei Ebenen 10, 11, 12 erkennen, in welchen die Drähte liegen. Im allgemeinen wird man damit jedoch nicht auskommen und fünf bis fünfzig oder noch mehr derartiger Ebenen vorsehen. Der Durchmesser der Drähte liegt in der Spanne zwischen etwa 0, 5-20 mm und wird vorteilhaft umso grösser gewählt, je gröber der auszuscheidende Staub ist. Der Abstand a zwischen je zwei Drähten. wird zweckmässig gleich oder etwas grösser als deren Durchmesser bemessen und der Abstand b zweier Ebenen so, dass er ein Mehrfaches, beispielsweise das Dreifache des Durchmessers beträgt.
Ferner empfiehlt es sich, die Anordnung so zu treffen, dass die Drähte der einen Ebene gegenüber den Drähten der benachbarten Ebenen um den halben Abstand versetzt sind.
Die Drähte ragen durch die Löcher 13 in den Längswänden 14 und 15 des Gehäuses hindurch, u. zw. mit so viel Spiel, dass sie leicht in ihrer Längsrichtung verschoben werden können. Die Zeichnung gibt die Drähte in ihrer rechten Endstellung wieder. Wie man sieht, besitzen sie eine solche Länge, dass ihr aussen überstehender Teil c etwas grösser als der Teil d innerhalb des Gehäuses ist. Zweckmässig sind die Drähte an ihren Enden mit den Querriegeln 16, 17 eines Rahmens 35 verbunden, dessen Längsträger 18, 19 verschiebbar
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in den seitlichen Führungen 20, 21 des Gehäuses gehalten sind. Im Innern des Gehäuses sind Zwi- schenwände 22, 23 vorgesehen, welche mit den Längs- und Schmalwänden des Gehäuses Räume 24, 25 umfassen.
Die Zwischenwände sind oben an die Längswände herangeführt und schliessen die beiden Räume hier ab. Unten weisen die Räume
Anschlüsse 26 und 27 für den Austrag von Staub in die Rohre 28, 29 auf, in welchen vorteilhaft je eine im Schliesssinn belastete Pendelklappe 30 bzw. 31 angeordnet ist. Die Zwischenwände sind für den Durchgang der Drähte mit Löchern 32 versehen, die, wie Fig. 5 zeigt, als Langlöcher ausgebildet und so gross bemessen sind, dass sie den Drähten vor allem nach unten hin reichlich
Spiel bieten. An Stelle der Löcher 32 kann man, wie in Fig. 5 strichpunktiert dargestellt, auch längs- laufende Schlitze von entsprechender Breite vor- sehen, durch welche die Drähte je einer Ebene hindurchgehen.
Im Betrieb wird unter der Einwirkung des
Gebläses J heisses, staubhaltiges Gas, beispielsweise
Abgas einer Erhitzungseinrichtung für Zement- rohmehl aus dem Rohr 3 in das Gehäuse 1 ange- saugt. Auf seinem Wege durch das Gehäuse trifft das Gas auf die Drähte und umströmt diese.
Unter der Voraussetzung, dass die Geschwindigkeit des Gases genügend hoch ist, schlägt sich dabei der mitgeführte Staub auf der unteren, d. h. auf der vom Gas beaufschlagten Seite der Drähte nieder. Das so entstaubte Gas tritt anschliessend über die Teile 4, 5 und 6 ins Freie aus. Im Laufe der Zeit lagert sich der Staub, wie in Fig. 5 gezeigt, an den Drähten ab. Wie man sieht, bleiben dabei die Lücken zwischen den einzelnen Drähten völlig offen. Dem Gas stehen also jederzeit die
Lücken uneingeengt für seinen Durchtritt zur
Verfügung. Hiedurch ist der Vorteil gegeben, dass der Widerstand, welcher dem Durchtritt des Gases durch das Gehäuse geboten wird, ständig gleich bleibt und nicht, wie es bei andern
Filtern der Fall ist, durch den ausgeschiedenen
Staub ansteigt.
Die Geschwindigkeit, mit welcher das Gas an die Drähte herangeführt wird, richtet sich nach der Korngrösse des Staubes, u. zw. wird sie umso grösser bemessen, je feiner dieser ist. Besitzt der
Staub beispielsweise eine mittlere Korngrösse von 3 V., so wird eine sehr gute Entstaubung er- zielt, wenn die Geschwindigkeit des Gases 7 m/sec beträgt. Bei Stäuben von der genannten Korn- grösse sind ausserdem Drähte am Platze, die einen
Durchmesser von etwa 3 mm haben.
Fig. 5 zeigt den Zustand, in welchem die Drähte so stark mit Staub besetzt sind, dass bei einem wei- teren Anwachsen der Staubablagerung der Ent- staubungsvorgang verschlechtert würde. Ist der gezeichnete Zustand eingetreten, so wird der
Rahmen 35 mitsamt den Drähten 7 in seine linke
Endstellung geschoben, in welcher der Riegel 17 an der Längswand 15 des Gehäuses anliegt und der Teil c der Drähte sich im Innern des Gehäuses befindet. Für den Entstaubungsvorgang stehen dem Gas also nunmehr wieder von Staub freie
Drähte zur Verfügung. Beim Verschieben des
Rahmens wird gleichzeitig der mit Staub besetzte
Teil d der Drähte gereinigt. Dieser Vorgang ist aus Fig. 4 zu erkennen. Man sieht daraus, dass die Löcher 32 in der Zwischenwand 22 so gross bemessen sind, dass nicht nur die Drähte, sondern auch der daran anhaftende Staub ungehindert durch sie hindurchtreten kann.
Die Löcher 13 in der Längswand 14 sind dagegen nur so gross, dass sie zwar die Drähte, nicht aber den Staub durchlassen. An den Durchtrittsstellen der Drähte durch die Wand 22 wird also der Staub von ihnen abgeschabt. Er fällt durch den Raum 24 hindurch und sammelt sich auf der Klappe 30. Ihr Schliess- moment ist so eingestellt, dass sich ständig ein
Teil des Staubes in dem Rohre 28 anstaut. Hie- durch ist ein guter Materialabschluss gegen den
Durchtritt von Gas durch das Rohr 28 gegeben.
Sind nach einer bestimmten Zeit die Drähte innerhalb des Gehäuses wiederum so stark mit
Staub besetzt, dass eine wirksame Entstaubung in Frage gestellt ist, so wird der Rahmen wieder in die rechte Endstellung gebracht, wobei sich sinngemäss die gleichen Vorgänge wie oben be- schrieben abspielen. Das Filter weist somit auch den Vorteil auf, dass der Entstaubungsvorgang kontinuierlich, d. h. ohne Unterbrechung durch die periodisch erforderliche Reinigung der Drähte vonstatten geht.
Fig. 6 zeigt ein Filter, das insbesondere für die Entstaubung von Gas am Platze ist, das sehr feine Stäube mit sich führt und demgemäss mit einer sehr hohen Geschwindigkeit an die Drähte herangebracht werden muss. Wie man sieht, sind hier die Drähte 40 im engsten Querschnitt eines düsenförmig gestalteten Gehäuses 41 angeordnet. Durch diese Formgebung des Gehäuses ist es möglich, in sehr wirtschaftlicher Weise sehr hohe Gasgeschwindigkeiten zu erzielen.
Ferner sind, wie Fig. 7 zeigt, die Drähte 40 im Querschnitt stromlinienförmig ausgebildet. Derartige Drähte bieten dem Gas einen wesentlich geringeren Widerstand als solche von beispielsweise kreisrundem Querschnitt. Weiterhin zeigt Fig. 6, dass die Drähte jeder Ebene in einem besonderen Rahmen 42 gehalten sind. Jeder Rahmen kann also leicht von Hand für sich verschoben werden. Man kann aber auch, wie es bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1-5 der Fall ist, sämtliche Drähte in einem gemeinsamen Rahmen vorsehen. Das Verschieben des Rahmens wird dann zweckmässig mittels eines Motors bewerkstelligt, der beispielsweise über ein Ritzel an einer Zahnstange des Rahmens angreift.
Schliesslich sind bei dem Filter nach Fig. 6 an den Durchtrittsstellen der Drähte aus dem Gehäuse noch Dichtungen 43, z. B. aus Asbest, vorhanden.
Hiedurch ist dafür gesorgt, dass an diesen Stellen keine Luft von aussen her in das Gehäuse angesaugt wird. Natürlich ist es auch möglich, derartige Dichtungen bei dem Filter nach dem ersten Ausführungsbeispiel anzuordnen.
Es ist nicht unbedingt erforderlich, dass die Drähte verschiebbar angeordnet sind. Der Er-
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findungsgedanke kann vielmehr auch mit Drähten verwirklicht werden, die fest in einem Gehäuse sitzen. In diesem Fall ist für die Reinigung der Drähte z. B. ein Schaber denkbar, der im Innern des Gehäuses untergebracht ist und von aussen her hin und her bewegt werden kann. Ein solcher Schaber kann in einfacher Weise aus einer Platte mit Löchern bestehen, durch welche die Drähte hindurchgeführt sind. Für eine kontinuierliche Entstaubung sind dann zwei derartige Filter erforderlich. Sie werden einerseits an ein gemeinsames Zuleitungsrohr für das staubhaltige Gas und anderseits an ein gemeinsames Ableitungsrohr für das gereinigte Gas angeschlossen.
Ausserdem werden Klappen angeordnet, so dass das Gas wahlweise entweder durch das eine oder andere Filter hindurchgeführt werden kann. Sind die Drähte des Filters, durch welches das Gas zunächst hindurchgeführt wird, so stark mit Staub besetzt, dass sie gereinigt werden müssen, so wird dieses Filter durch Umlegen der Klappen von der Zu- und Ableitung des Gases abgesperrt und dafür das andere Filter in Betrieb genommen.
Nunmehr werden die Drähte des ersten Filters durch Verschieben der Platte gereinigt. Dabei fällt der abgelöste Staub durch das Gehäuse hindurch. Er wird in einer Tasche aufgefangen, die am unteren Ende des Filters angeordnet ist, und anschliessend ausgetragen. Danach ist das erste Filter wieder betriebsfähig. Müssen nach einer bestimmten Zeit die Drähte des zweiten Filters gereinigt werden, so wird es seinerseits von der Zu- und Ableitung des Gases abgetrennt und das erste Filter wieder in Betrieb genommen. Die Reinigung des zweiten Filters erfolgt dann sinngemäss wie oben beschrieben.
Bei dem erfindungsgemässen Filter besetzen sich die Drähte derjenigen Ebenen, die zuerst von dem Gas beaufschlagt werden, am stärksten mit Staub.
Die Drähte der rückwärtigen Ebenen können also noch Staub aufnehmen, wenn die Drähte der vorderen bereits gereinigt werden müssen. Es empfiehlt sich deshalb, in den vorderen Ebenen Drähte vorzusehen, welche einen grösseren, z. B. doppelten Durchmesser besitzen wie die in Abhängigkeit von der Korngrösse des auszuscheidenden Staubes gewählten Drähte der rückwärtigen Ebenen. Da nämlich dicke Drähte, wie ohne weiteres einleuchtet, mehr Staub aufnehmen können als dünne, ist auf diese Weise dafür gesorgt, dass sämtliche Drähte etwa gleichmässig ausgenutzt werden, d. h. etwa die gleiche Zeit benötigen, um sich so stark mit Staub zu beladen, dass sie gereinigt werden müssen.
Ausserdem bieten dicke Drähte, die im Abstand ihres Durchmessers verlegt sind, dem Durchtritt von Gas einen geringeren Widerstand als dünne Drähte, die ebenfalls einen Abstand entsprechend ihrem Durchmesser voneinander haben. Gegenüber einem Filter, dessen Drähte sämtlich nach der Korngrösse des abgeschiedenen Staubes bemessen sind, bietet also ein solches, das in den vorderen Ebenen dickere Drähte als erforderlich aufweist, den Vorteil geringerer Druckverluste. Weiterhin schlagen sich auf den Drähten der vorderen Ebenen vor allem die gröberen Staubteile nieder, während sich die feineren mehr auf den Drähten der rückwärtigen Ebenen festsetzen.
Die Anordnung von dickeren Drähten in den vorderen als in den rückwärtigen Ebenen ist daher auch vor allem dort angezeigt, wo man es mit einem Gas zu tun hat, welches Staubteile von sehr unterschiedlicher Korngrösse mit sich führt.
Da sich, wie gesagt, die gröberen Staubteile mehr auf den Drähten der vorderen und die feineren mehr auf den Drähten der hinteren Ebenen festsetzen und ausserdem für die Abscheidung der gröberen Teile eine niedrigere Gasgeschwindigkeit als für die Abscheidung der feineren erforderlich ist, empfiehlt es sich schliesslich noch, das Gas mit wachsender Geschwindigkeit durch das Filter hindurchzuführen. Dies kann z. B. bei dem Filter gemäss den Fig. 1-5 leicht dadurch erreicht werden, dass man den Querschnitt des Gehäuses 1 von der unteren nach der oberen Ebene hin ständig verringert.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Prallflächen-Abscheider zum Entstauben von Gasen, insbesondere von heissen Gasen, dessen Prallkörper Drähte oder Stäbe sind, die mit Einrichtungen, z. B. Abstreifern zum Ablösen von anhaftendem Staub versehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass in mindestens zehn parallel zueinander und etwa senkrecht zur Strömungsrichtung verlaufenden Ebenen über den ganzen Querschnitt der Strömungsführung und parallel zueinander verlaufende Prallkörper vorgesehen sind, dass der Abstand zwischen den Prallkörpern einer Ebene etwa gleich dem einfachen bis dreifachen Durchmesser der Prallkörper ist und dass der Abstand zweier Ebenen voneinander ein Vielfaches des Durchmessers der Prallkörper beträgt.