Entstaubungsanlage. Die Erfindung bezieht sich auf eine An lage zum Entstauben von staubhaltiger Luft, Rauchgasen usw. mittels einer Anzahl paral lel geschalteter Zyklonen, @d. h. Zyklonen, die gleichzeitig mit Teilgasströmen beschickt werden.
Es ist bekannt, dass der Entstaubungs- grad von Zyklonen jeder Gattung unter sonst gleichen Verhältnissen grösser ist, je nachdem der Zyklon kleinere Abmessungen hat. Dar aus geht hervor, dass die Nutzwirkung einer eine grössere Anzahl parallel geschalteter Ly-, klonen enthaltenden Anlage grösser ist als diejenige einer Anlage, welche bei gleicher Leistung aus nur einem einzigen Zyklon be steht. Für die Aufstellung einer grösseren Anzahl kleiner Zyklonen benötigt man aber viel Raum, so dass die Möglichkeit der Ver wendung einer Anlage mit vielen parallel geschalteten kleinen Zyklonen von dem zur Verfügung stehenden Raum abhängig ist.
Mithin handelt es sich um die Aufgabe, wie man die Zyklonen aufzustellen hat, damit sie möglichst wenig Raum beanspruchen und dennoch günstig wirken.
Man hat schon mehrere Vorschläge ge macht, mit einer grossen Anzahl parallel ge schalteter kleiner Zyklonen eine günstig wir kende Anlage verhältnismässig kleinen Um fanges zu erzielen. Dazu hat man die Zy klonen in, auf- oder nebeneinander hinter einer Kammer aufgestellt, die sowohl der Verteilung des ,staubhaltigen Gases, wie der Abscheidung des groben Staubes dient. Eine derartige Kammer verringert aber die kine tische Energie des Rohgases und beeinflusst dadurch die Nutzwirkung der Zyklonen im ungünstigen Sinne.
Bei einer andern bekannten Anlage sind mehrere Zyklonen nebeneinander und ist die gemeinschaftliche Gaszuführungskammer oberhalb derselben angeordnet. Dieser Ein richtung haftet aber der Übelstand an, dass, die Einlasskanäle,der Zyklonen nicht tangen- tial gerichtet sind, so dass beschaufelte Hilfs kanäle benutzt werden müssen,
in denen ein erheblicher Teil der für die Zyklonwirkung benötigten kinetischen Energie des strömen den Rohgases vernichtet wird und die 75y- klonen keinen sehr günstigen Entstaubungs- grad aufweisen. Zwecks Erzielung einer hohen Nutzwirkung ist es aber durchaus wesentlich, dass die Einlasskanäle tangential gerichtet sind und dass die kinetische Ener gie des Rohgases vollständig in den Zyklonen selbst ausgenutzt wird.
Weiter hat man schon vorgeschlagen, eine Anzahl kleiner Zyklonen mit tangential ge richteten Einlasskanälen im Kreise aufzustel len. Bei Verwendung einer grossen Anzahl Zyklonen wird dabei der Durchmesser des kleinstmöglichen Kreises noch verhältnie- mä.ssig gross und hat man ausserdem mit dem Umstand zu rechnen, dass der von den im Kreise angeordneten Zyklonen umschlossene Raum als Nutzraum verloren ist.
Diesen Nachteil könnte man dadurch beheben, dass man die Zyklonen in einigen konzentrischen Reihen anordnet, in welchem Falle man aber von der Verwendung von Zyklonen mit tan- gential gerichteten Einlasskanälen Abstand nehmen müsste.
Die Erfindung bezweckt, die obengenann- ten Unannehmlichkeiten zu vermeiden und eine Entstaubungsanlage verhältnismässig kleiner Abmessungen mit einer grossen An zahl parallel geschalteter kleiner, selbständi ger Zyklonen zu erzielen, die je einen tan- gential gerichteten Einlasskanal haben, pro Zeiteinheit eine ihrer Leistung entsprechende Gasmenge verarbeiten können und die kine tische Energie des Rohgasstromes vollstän dig ausnutzen.
Gemäss der Erfindung sind die Zyklonen in einer einzigen Reihe oder in mehreren parallelen Reihen nebeneinander angeordnet und sind die Zyklonen der genannten bezw. jeder Reihe, oder je zweier einander benach barter Reihen mit ihren tangential gerichte ten Einlasskanälen in direkter Verbindung mit einem gemeinschaftlichen, dieser Reihe bezw. diesen Reihen entlanglaufenden Kanal, der eine zur Hauptsache konstante Breite, dagegen eine Höhe hat, die in der Richtung des Rsshgaastromes in jedem Punkte der Ge samtleistung der vor diesem Punkte befind lichen und durch diesen Kanal beschickten Zyklonen proportional ist.
Die beschriebeneEntstaubungsanlage lässt sich vorteilhaft mit einem Vorabscheider aus führen, der zum Abscheiden des groben Staubes dient und eine keilförmige Kammer enthält, in welcher .der grobe Staub in einem verhältnismässig schwachen Gasstrom kon zentriert wird, der einem oder mehreren be sonderen Zyklonen zugeführt wird, wobei die letztgenannten Zyklonen vorzugsweise grii- ssere Abmessungen haben als diejenigen der Hauptanlage.
Die keilförmige Kammer grenzt dabei zweckmässig mit einer beschau felten Wand an die Hauptanlage, und zwar sind die Schaufeln dieser Wand derart ge richtet und angeordnet, dass der grössere Teil des vom groben Staub befreiten Rohgases in einer derjenigen .des Gasstromes in der keil förmigen Kammer ungefähr entgegengesetz ten Richtung zwischen den Schaufeln hin durch in die Hauptanlage gelangt, in der auch der feinere Staub abgesondert wird.
Es ist besonders zweckmässig, dass man die Zuführungskanäle ,der Zyklonenreihen je den für sich absperren kann, ,so dass bei nie drigen Belastungen der Anlage eine oder mehrere Zyklonenreihen ausser Betrieb ge setzt und die übrigen dann vollbelastet in Betrieb bleiben können. Dazu kann man im Eingang jedes Zuführungskanals eine dreh bare Klappe vorsehen.
Sollten nun sämtliche Zyklonen in einen gemeinschaftlichen Staubbehälter münden, so würden auch nach Abschluss der Zufüh- rung,skanäle einiger Zyklonreihen die ent sprechenden Zyklonen durch ihre Staubab- führungskanäle mit den übrigen noch im Be triebe befindlichen Zyklonen in offener Ver bindung stehen und könnte Staub aus dem Staubbehälter in die ausser Betrieb gesetzten Zyklonen hineingeblasen werden, um von dort aus die Gasauslasskanäle zu erreichen.
Um das zu verhindern kann man jeder Zy- klonenreihe oder jeder Zyklonengruppe (be stehend aus zwei parallelen Reihen mit einem dazwischen vorgesehenen, gemeinschaftlichen Zuführungskanal) einen besonderen .Staub behälter zuordnen.
Die Zeichnung veranschaulicht Beispiele des Gegenstandes der Erfindung.
Fig. 1 und 2 stellen schematisch die Draufsicht bezw. die Vorderansicht einer be kannten Entstaubungsanlage dar, welche einen übermässig grossen Raum beansprucht; Fig. 3 und 4 zeigen die Draufsicht bezw. Vorderansicht einer Entstaubungsanlage ge mäss der Erfindung; Fig. 5 ist ein Längsschnitt der Anlage nach Fig. 3; Fig. 6 ist .die schematisch dargestellte Draufsicht einer zweiten Anlage nach der Erfindung;
Fig. 7 ist die Vorderansicht der Anlage nach Fig. 6; Fig. 8 und 9 veranschaulichen den waag rechten bezw. den senkrechten .Schnitt eines Teils der Anlage nach Fig. 6; Fig. 10 und 11 zeigen Einzelheiten der Zyklonen; Fig. 12 und 13 lassen eine zweite Aus führungsform eines Teils der Anlage nach Fig. 8 und 9 erkennen.
Die Fig. 1 und 2 dienen nur dazu, die Bedeutung der Erfindung besser hervortreten zu lassen. Dieselben zeigen eine Anzahl Zy klonen 1, die je mit einer tangential gerichte ten Einlassöffnung 2 versehen sind, welche mit einem derart ausgebildeten, gemein schaftlichen Zuführungskanal .3 so in Ver bindung steht, dass jeder Zyklon pro Zeitein heit mit der gleichen Rohgasmenge beschickt wird.
Mit Rücksicht darauf hat der gemein schaftliche Zuführungskanal 3 eine über seine ganze Länge gleichbleibende Höhe, da gegen eine Breite, die, wie aus Fig. 1 zu er sehen ist, in der Richtung des Rohgas.stromes allmählich abnimmt.
Gemäss der Erfindung aber (siehe Fig. 3 und 4) sind die Zyklonen mit geringen Zwi schenräumen nebeneinander in Gruppen auf gestellt, .die je aus zwei parallelen Zyklonen reihen bestehen. Jeder Zyklon 1 einer Gruppe ist durch eine tangential gerichtete Einlass- öffnung 2 mit einem gemeinschaftlichen Zu führungskanal 3 verbunden, der sich zwi schenden beiden Zyklonenreihen hindurch er streckt.
Die Breite des Zuführungskanals 3 ist über die ganze Länge etwa konstant, die Höhe aber nimmt in der Strömungsrichtung allmählich ab (Fig. 3 und 5). An der Ober- und an der Unterseite wird der Kanal 3 durch schräg nach unten bezw. schräg nach oben gerichtete Bleche 4 und 5 begrenzt. Ein Zuführungskanal dieser Form ermöglicht es, die kinetische Energie des Rohgases voll und ganz auszunutzen, und zwar so, dass die,Strö- mungsgeschwindigkeit im Zuführungskanal überall den gleichen Wert hat.
Ausserdem sind bei einer Anlage nach Fig. 3 und fol genden die Staubbehälter einfach gestaltet und eng nebeneinander angeordnet.
Die dreissig Zyklonen umfassende An lage nach Fig. 1 beansprucht etwa zweimal soviel Raum wie die Anlage nach Fig. 3, die ebenso wie die Anlage nach Fig. 1 zehn Zy klonen pro Reihe enthält.
Der Unterschied im Platzbedarf vergrössert sich noch, wenn die Zahl der Zyklonen in jeder Reihe zu nimmt. Diese durch Anwendung der Erfin dung ohne Änderung der Bauart der Zyklo nen. erzielbare Raumersparnis, ist von we sentlicher Bedeutung, besonders wenn es dar auf ankommt, in einem bestehenden, kleinen Raum eine Staubanlage bestimmter Leistung unterzubringen.
Die Möglichkeit der Ver wendung einer Entstaubungsanlage mit einer grossen Anzahl kleiner Zyklonen hoher Nutz wirkung ist daher davon abhängig, wie man die Zyklonen in bezug aufeinander anordnet.
Am Eintrittsende jedes Zuführungskanals 3 ist eine drehbare Klappe 6 vorgesehen, mit der man entsprechend der Belastung der gan zen Anlage die betreffende Gruppe ausschal ten kann, worauf die übrigen Gruppen unter Vollast und folglich mit :sehr hoher Nutz wirkung arbeiten können.
Jeder Zyklon hat einen Gasauslasskanal 7, der in einen gemeinschaftlichen Kanal 8 (Fig. 5) mündet, dessen Höhe in der Strö mungsrichtung des entstaubten Gases. der in den Kanal 8 hineinströmenden Gasmenge proportional zunimmt. Der in den Zyklonen abgesonderte Staub fällt nach unten in Staubbehälter 9. Gebogene oder schräge Bleche 10 (Fig. 4 und 5) bilden Rippen längs der Oberkante und der Unterkante der Einlasskanäle der Zyklonen und verhindern dort das Auftreten von Wirbeln.
Bei der Anlage nach Fig. 6 und 7 wird der grobe Staub aus dem Rohgase in einem Vorabscheider abgesondert, der aus einer heilförmigen Kammer 11 mit einer Einlass- öffnung 12 besteht. Ein verhältnismässig schwacher Gasstrom führt den groben Staub Zyklonen 13 zu, die grösser sind als die Zy klonen 1 der Hauptanlage.
Der schwache mit grobem :Staub beladene Gasstrom tritt tan- gential in die Zyklonen 13 hinein, und zwar durch einen gemeinschaftlichen Zuführungs kanal 14, in welchen die Auslassöffnung 15 der Kammer 11 mündet. Der grössere, mit dem feinen Staub :geschwängerte Teil .des Gases entweicht aber durch eine Schaufel wand 16, deren Schaufeln die Strömungs richtung des Gases nahezu umkehren und das Gas in einen Raum 17 abführen, mit dem die Zuführungskanäle 3 der Hauptanlage in Ver bindung stehen. Zum Regeln des nach den Zyklonen 13 strömenden Teils des Rohgases kann man die Einrichtung so treffen, dass der Inhalt der Kammer 11 mittels einer be weglichen Wand 18 veränderlich ist.
An Stelle der Wand 18 kann aber auch die Schaufelwand 16 selbst bewegbar gemacht werden, wie unten noch näher beschrieben werden soll.
Der Vorteil des Vorabscheiders 11 mit den verhältnismässig grossen Zyklonen 13 ist darin zu erblicken, dass ,darin der grobe Staub ausgeschieden wird, eo dass die Zyklonen .der Hauptanlage geschont werden.
Die sehr gro ssen, in den kleinen; Zyklonen auf die grö beren Staubteilchen wirkenden Schleuder kräfte würden eine :schnelle Abnutzung die ser Zyklonen bedingen. Da weiter die Ab scheidung grober Staubteilchen keine ver feinerte Bauart der dazu dienenden Zyklo nen zur Voraussetzung hat, empfiehlt es sich, für die Reinigung von sowohl sehr feinen wie auch groben Staub enthaltenden Gasen einen Vorabscheider zu verwenden, der im wesentlichen nur den gröberen Staub abson dert, dagegen den grösseren Teil :des Gas stromes mit dem feinen Staub der Haupt anlage zuführt.
Die verhältnismässig grossen Zyklonen 13 zum Ausscheiden des groben Staubes nutzen sich nicht so schnell wie die kleineren Zyklo nen 1 ab, :da die .darin auf die Staubteilchen wirkenden Schleuderkräfte viel kleiner sind als diejenigen in den Zyklonen der Hauptan lage. Ausserdem lassen sich grosse Zyklonen leichter aus schwerem Blech herstellen oder mit einer Verkleidung versehen als kleine. Schliesslich brauchen die grossen Zyklonen 13 in nur verhältnismässig kleiner Anzahl ver wendet zu werden, so dass sie nötigenfalls ohne zuviel Mühe und Kosten ersetzt werden können.
Die Zyklonen 13 haben einen gemein schaftlichen Abführungskanal 19, :der ge gebenenfalls mit dem Gasabführungskanal 8 vereinigt sein kann. Weiter haben sie einen gemeinschaftlichen Staubbehälter 20. Letz terer muss aber getrennt von den Staub behältern 9 der Hauptanlage aufgestellt sein, da der darin herrschende Druck von demjeni gen in den Behältern 9 verschieden sein kann.
Dieser Druckunterschied könnte eine Gasströmung aus den Zyklonen 13 nach den Zyklonen 1 (oder umgekehrt) verursachen, wodurch .Staub aus den Behältern durch die Staubabführungskanäle einer oder mehrerer Zyklonengruppen hindurch in die Gasabfüh- rungskanäle hineingeblasen werden könnte, tso dass das bereits gereinigte Gas wieder ver unreinigt würde.
Aus Fig. 7 geht hervor, dass jede Zy klone baruppe der Hauptanlage ihren eigenen Staubbehälter 9 haben kann. Diese Behälter können aber miteinander in Verbindung stehen durch Öffnungen, welche für gewöhn lich durch Drehklappen 9a abgeschlossen sind, wie strichpunktiert angegeben. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel fällt der Staub sämtlicher Behälter 9 der äussern Zy- klonengruppen in den bezw. in die Behälter der mittleren Gruppe, sobald sich auf den Klappen 9a eine genügende Staubmenge an gesammelt hat.
Der Behälter der mittleren Reihe ist mit einer Förderschnecke 9b oder einer ähnlichen Einrichtung zum Austragen des Staubes versehen, so dass nur eine einzige Förderschnecke dem Entleeren sämtlicher Behälter dient.
Wie bereits bemerkt, wird die Be lastung des Vorabscheiders@ entsprechend der Gesamtbelastung mittels der beweg baren Wand 18 geregelt. Obgleich die Wand 18 dazu dient, den Durchlassquerschnitt der Kammer 11 zu ändern, beeinträchtigt sie die Grösse der Einlassöffnung 12 und .diejenige der Auslassöffnung I5 der Kammer 11 nicht. Die Wand 18 ist um eine senkrechte Achse 21 verschwenkbar und hat einen ihr bei 22 angelenkten Teil, der mit seinem freien Ende über die Aussenwand 24 gleiten kann.
Nimmt die zu behandelnde Rohgasmenge ab, so wird die Wand 1,8 nach innen gedrückt und ver kleinert sich -der Inhalt der Kammer 11. Gleichzeitig werden dann eine oder mehrere der Gmzuführungslzanäle 3 durch ihre Klap pen 6 abgesperrt. Infolgedessen bleibt die Geschwindigkeit des Rohgases in der Kam mer 11 und daher auch die durch die Öff nung 15 den Zyklonen 13 zugeführte Roh gasmenge konstant, so dass die Nutzwirkung des Vorabscheiders derjenigen bei mit Voll- last wirkender Gesamtanlage entspricht.
Die Regelung der Belastung des Vor- abscheiders kann mittels einer einfachen mechanischen Einrichtung oder eines Servo motors erfolgen. Zu diesem Zweck kann ein nicht dargestelltes Blech um eine waagrechte Achse schwenkbar in der Einlassöffnung 12 der Kammer 11 aufgehängt sein, und zwar so, dass es senkrecht herabhängt, wenn der Anlage kein Rohgas zugeführt wird. Bei Be lastung der Anlage wird das Blech ausschla gen, und zwar wird seine Schräglage der Ge schwindigkeit der zugeführten Rohgasmenge entsprechen.
Da, wie bereits gesagt, der Durchtrittsquerschnitt der Einlassöffnung 12 unveränderlich ist, muss die Geschwindigkeit der Rohgasmenge der pro Zeiteinheit durch die Öffnung 12 strömenden Menge propor tional sein. Folglich ist die Lage des schwenkbaren Bleches von der Belastung der Gesamtanlage abhängig, so dass die Bewe gungen des Bleches zum Steuern des Servo motors benutzt werden können, der die Wand 18 des Vorabscheiders verstellt.
Auch die Klappen der Zuführungskanäle 3 können auf diesq Weise durch das genannte Blech ge steuert werden. Indessen kann man sie auch durch ein Hebelsystem mit der Wand 18 kuppeln.
Aus Fig. 8 und 9 geht hervor, dass der zwischen der schwenkbaren Wand 18 und der Aussenwand 24 vorhandene Raum 25 durch eine .Spalte 26 und einen Staubbehäl- ter 27 mit dem Raum 17 an der andern Seite der Schaufelwand 16 in Verbindung steht, so dass in den Räumen 17 und 2,5 annähernd gleiche Drücke herrschen.
Im Betriebe ist der Druck in der Kammer 11 höher als _:der- jenige in den Räumen 17 und 25, so dass die Wand 18 entgegen der Wirkung einer Feder 28 nach aussen gedrückt wird, und zwar so weit, bis der Federdruck dem Druckunter schied zwischen den Kammern 11 und 25 das Gleichgewicht hält.
Verringert sich die pro Zeiteinheit zu geführte Rohgasmenge, so nimmt auch die durch die,Schaufeln der Wand<B>16</B> hindurch tretende Gasmenge ab und sinkt der Druck unterschied zwischen den Räumen 17, 25 und 11. Die Geschwindigkeit des Gases in .der Kammer 11 nimmt daher ebenfalls ab, -so dass der Druck auf die Wand 18 nachlässt und letztere nach innen bewegt wird, bis ein neuer Gleichgewichtszustand eintritt.
Aua obigem erhellt, dass die Breite der Kammer 11 bei einer Belastungszunahme grösser, und bei einer Belastungsabnahme kleiner wird, so dass die Geschwindigkeit des Gasstromes in der Kammer 11 annähernd konstant bleibt.
Die Wand 18 schliesst den Raum 25 nicht vollständig ab, so dass eine kleine Rohgas menge in den Raum 25 hinübertreten 'kann. Diese Gasmenge wird aber durch die -Spalte 26 und den Staubbehälter 27 hindurch nach dem Raume 17 abgesaugt, um von dort aus durch die Kanäle 3 nach den Zyklonen 1 zu strömen. Der Druckunterschied zwischen den Räumen 11 und 25 wird daher immer auf rechterhalten.
Wie bereits gesagt, kann man die Breite der Kammer 11 auch mittels der Schaufel wand 16 selbst, anstatt der Wand 18 verrin gern, siehe Fig. 12 und 13. Dazu ist die Schaufelwand 12 um eine senkrechte Achse 32 schwenkbar angeordnet, und an ihrem freien Ende mit einem Führungs- und Ab dichtungsblech 33 versehen. Ebenso wie die Wand 18, kann die Schaufelwand 16 durch eine Feder 34 in bezug auf die Kammer 11 nach innen gedrückt werden und folglich immer eine Lage einnehmen, welche der @e- schwin.digkeit des Rohgasstromes in der Kammer 11 entspricht. Diese Geschwindig keit wird dadurch annähernd konstant erhal ten.
Sehr .gute Ergebnisse erzielt man bei Ver wendung von Zyklonen .der in der britischen Patentschrift 390053 beschriebenen Bauart. Bei einem derartigen Zyklon ist der tangen- tial gerichtete Einlasskanal an der Stelle vor gesehen, wo die beiden Hälften des Doppel wirbels auseinander gehen, .d. h. an einer Stelle, die verhältnismässig tief unterhalb der obern Wandung des Zyklons liegt. Weiter ist bei diesem bekannten Zyklon ein Kanal zum Abführen des sich unmittelbar unter der obern Wandung ansammelnden Staubes an gebracht.
Dieser Kanal führt nach einer Stelle im Zyklon, wo ein Zweig des Doppel wirbels nach unten gerichtet ist. Fig. 10 der Zeichnung veranschaulicht einen derartigen Zyklon im Achsialschnitt. Der .sich unmittel bar unter der übern Zyklonwandung an sammelnde Staub wird durch eine Öffnung 29 abgeführt und mittels eines aussenliegen den Staubkanals 30 wieder, in den Zyklon eingeführt durch eine Öffnung 31, welche sich an der obengemeinten Stelle befindet.
Da die Rohgaszuführungskanäle- entspre chend Fig. 3 ausgeführt sind, strömt das Rohgas waagrecht und tangential in die Zy- klonen hinein, so dass der Doppelwirbel in keinem der Zyklonen gestört wird.
Fi,g. 11 lässt erkennen, wie der Staub kanal 30 in dem zwischen zwei benachbarten Zyklonen vorhandenen Raum angeordnet ist, und wie die Wände der Zyklonen selbst den genannten Kanal bilden.