DD154673A1 - Zyklon zur erhoehung des abscheidegrades - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft Zyklone des Abscheidegrades, insbesondere Zyklone die in einem dem Drehrohrofen vorgeschalteten Waermetauscher zur Waermebehandlung von vorzugsweise Zemerohrmehl angeordnet sind. Ziel und Aufgabe der Erfindung ist es, den Staubaustrag sowie den Druckverlust des Zyklone zu senken, wobei die Trennung des Materials vom Gas weitgehend unbeeinflusst vom Gasstrom erfolgen soll. Erfindungsgemaess wird das dadurch erreicht, dass im Zyklonkonus Materialbuendlungsbereiche in Form von Gutfuehrungsinnen angeordnet sind, deren Zahl 1 bis 4 vorzugsweise 3 ist. Die Breite der Gutfuehrungsinnen betraegt 1/10 bis 1/3, vorzugsweise 1/8 bis 1/3, und ihre Tiefe 1/20 bis 1/6, vorzugsweise 1/8 ugsweise 1/8 bis 1/10 des Durchmessers des Tauchrohres. Die Materialbuendlung erfolgt ebenfalls in den Gutfuehrungswinkeln eines erfindungsgemaess eckig ausgebildeten Zyklons.

Description

22 1593 -ι-

Zyklon zur Erhöhung des Abscheidegrades

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft Zyklone zur Erhöhung des Abscheidegrades, insbesondere Zyklone die in einem dem Drehrohrofen vorgeschalteten Wärmetauscher zur Wärmebehandlung von vorzugsweise Zementrohmehl angeordnet sind·

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist bekannt, das staubförmige Gut eines Gas-Material-Gemisches mittels eines Zyklons abzuscheiden· So wird z· B. in einem aus mehreren übereinander angeordneten Zyklonen bestehenden Vorwärmer das Abgas eines Drehrohrofens zur Vorwärmung und teilweisen Kalzination des Zementrohmehls genutzt· In so einer Zyklonstufe, die in der Regel mit feuerfestem Material ausgemauert ist, wird das im Rauchgas dispergierte und damit erwärmte Rohmehl vom Gasstrom im wesentlichen getrennt· Die mit dem Rauchgas dennoch ausgetragenen Restanteile bewirken wärmetechnische Mehraufwendungen durch wärmeverschleppende Kreisläufe bzw· führen am Vorwärmerabschluß zu einem erhöhten Staubaustrag· Damit verbunden ist ein Verhältnis von aufgewendetem Rohmehl zu produziertem Zementklinker, das verbesserungswürdig ist·

Prinzipiell ist bekannt, den Staubaustrag aus einem Zyklon durch entsprechende Wahl der geometrischen Kontur, insbe-

22 15 93

sondere des Verhältnisses vom Tauchrohrradius zum Radius des zylindrischen Zyklonteils sowie des Querschnittsflächenverhältnisses von Gasein- und -austritt und der Schlankheit des Zyklon, zu minimieren«

Verbunden mit den Maßnahmen zur Staubaustragsminimierung ist allerdings eine Zunahme des Druckverlustes und damit der aufzuwendenden Elektroenergie für Transport des Rauchgases durch den Zyklon© Um den Druckverlust über einen Zyklon gering zu haltens wird bekannterweise der Zyklon rund ausgebildet und häufig mit einer Einlaufspirale versehen« Weiterhin wird durch angestrebte glatte Wandkonturen des Zyklon gleichfalls der Druckverlust reduziert« Bekannt ist weiterhin, am Zyklonmateria laustrag Staubsammelbehälter zu installieren, die bei Einsparung von Bauhöhe eine Wiederaufwirbelung von Staub im Zyklonkonus verhindern·

Alle bekannten Maßnahmen zur Verbesserung der Abscheidung in Zyklonen haben als Nachteile höhere bautechnische Aufwendungen bzw» Druckverlusterhöhungeng woraus ein höherer Elektroenergie aufwand resultiert»

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, den Staubaustrag sowie den Druckverlust des Zyklons bei gleichzeitiger Reduzierung des bisher üblichen Bau- und Elektroenergieaufwandes zu vermindern sowie die thermische Effektivität des Zyklons beim Einsatz als Wärmetauscherstufe zu verbessern* .

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Abscheidegrad des Zyklons zu verbessern, wobei die Trennung des Materials vom Gas weitestgehend unbeeinflußt vom Gasstrom erfolgen soll und bei Verwendung des Zyklons bzw» bei der Anordnung von mehreren Zyklonen als Wärmetauscher die wärmeabwertenden Materia !kreisläufe vermindert werden·

- 3 - 22 1 5.9 3 ·

Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß unterhalb der Gaseintrittsöffnung an der Innenkontur des Zyklons Gutführungsrinnen angeordnet sind, die das unmittelbar an der Zyklonwandung geführte Material aufnehmen und es über den Zyklonkonus zum Zyklonaustrag leiten· In überraschender Weise hat sich dabei gezeigt, daß die mit der Anordnung von Gutführungsrinnen prinzipiell erwartete Zunahme des Reibungsbeiwertes der Zykloninnenkontur den Abscheidegrad nicht nachteilig beeinflußt·

Bei den bei Zyklon-Wärmetauscher-Stufen üblichen Beladungen von größer 0,5 wird am Zykloneintritt mehr als 80 %iaea mit dem Gas eintretenden Gutes strähnenartig zur Zyklonwandung geschleudert und im Zyklonkonus abwärts geführt. Vom spiralförmig abwärts gleitenden Material werden normalerweise im Bereich der Schnittlinien zwischen dem Tauchrohrumfang und der Zyklonkonuswand Gutanteile aufgewirbelt und im drallartig zum !Tauchrohr führenden Gasstrom mittransportiert· Durch in die Zyklonwandung erfindungsgemäß zurückspringenden Führungsrinnen wird das Gut vor einem Aufwirbeln geschützt und ungestört dem Zyklonaustrag zugeleitet· Die Gutführungsrinnen, von denen 1 bis $, vorzugsweise aber 3, in der Wandung unterhalb der Gaseintrittsöffnung angeordnet sind, sind ¹/6 bis ¹/20 des Tauchrohrradius tief und ¹/3 bis V1O desselben breit· Sie führen senkrecht bzw· nahezu senkrecht zum Zyklonaustrag· Zur Abscheidegraderhöhung sind aber auch spiralförmig geführte Abstromrinnen geeignet, deren-Windungszahl bis zum Austrag hin aber - 4 ist· Zu einem ähnlichen Effekt der Gutbündlung und damit der Reduzierung einer Gutaufwirbelung im Zyklonkonus kommt man erfindungsgemäß auch dadurch, daß der Zyklonkonus eckig ausgebildet wird· Die entstehenden Winkel übernehmen in diesem Fall die Punktion der Gutführungsrinnen· Weiterhin ist es erfindungsgemäß bei Verbesserung des Abscheideeffektes auch möglich, den ursprünglich zylindrischen Zyklonteil eckig auszubilden und den Gaszuführungskanal derart zu gestalten, daß er, außerhalb des oberen Zyklonteils liegend, parallel zur senkrechten Zyklonwan-

221593

dung anschließt* Dadurch wird insbesondere bei tauchrohr- losen Zyklonen die drallartige Bewegung der Eintrittsströmung im oberen Zyklonteil verstärkt und die Abscheidung verbessert· Der Zyklonoberteil und der Zyklonkonus sind dabei 3 bis 8eckig, vorzugsweise 4 bis 6eckig ausgebildet In Ausgestaltung der erfinderischen Lösung ist es auch möglich, das Zyklonoberteil zylindrisch und den Zyklonkonus eckig auszubilden. Die erfindungsgemäß gestalteten Zyklone, die in ansich bekannter Weise miteinander verschaltet werden* eignen sich besonders als Wärmetauscherstufen zur Vorwärmung und Kalzination von vorzugsweise Zementrohmehl, wobei der aus den erfindungsgemäß gestalteten Zyklonen gebildete Vorwärmer auch mit ansich bekannten Ausrüstungen der Kalziniertechnik versehen ist,.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert werden_β In den dazugehörigen Zeichnungen zeigen

Pig β 1 die Ansicht einer erfindungsgemäß gestalteten runden Zyklonstufe

Pig· 2 die Ansicht einer erfindungsgemäß gestalteten eckigen Zyklonstufe

Entsprechend Pigur 1 gelant die Gut tragende Gasströmung tangential über den Gaseintrittskanal 1 in. das zylindrische Oberteil 2 des Zyklons, wobei ein wesentlicher Teil des Gutes unmittelbar hinter der Eintrittsöffnung 3 als Strähne an die Wand geschleudert wird· Die Umfangsgeschwindigkeit des Gases nimmt im Abscheideraum von außen nach innen zu und erreicht das Maximum auf der Zylinderfläche mit dem Durchmesser des Tauchrohres 4· Auf Grund der hohen Zentrifugalbeschleunigung werden weitere Materialpartikel gegen die Zyklonwandung gedrückt* Sie folgen einer Sekundärströmung, die sich längs der konischen Wand im konischen Unterteil· 5 des Zyklons aufbaut, zum Zyklonaustrag 6· Das im Zyklonkonus abgeschiedene und einer Drallbewegung unterworfene Gut

- .5 - 2215 93

gelangt in die Gutführungsrinnen 7 innerhalb der Zyklonausmauerung und wird dadurch einer teilweisen Gutaufwirbelung im Austragsbereich entzogen· Die Gutführungsrinnen 7 beginnen unterhalb der Zyklonöffnung 3 und führen geradlinig bzw. nahezu geradlinig zum Zyklonaustrag 6. Die Breite der Gutführungsrinnen 7 beträgt ¹/10 bis ¹/3, vorzugsweise ¹/8 bis ¹/6, des Durchmessers des Tauchrohres 4-, wobei ihre Tiefe ¹/20 bis ¹/6, vorzugsweise ¹/8 bis ¹/10, des Durchmessers des Tauchrohres 4 beträgt_o

Figur 2 zeigt einen erfindungsgemäß eckig gestalteten Zyklon· In den durch die ebenen Begrenzungsflächen entstehenden Winkeln 8 erfolgt eine Materialbündlung des abwärts geführten Gutstroraes, analog wie in dem runden Zyklon mit den Gutführungsrinnen 7· Der Gaseintrittskanal 1, des eckig gestalteten Zyklons, ist im Einmündungsbereich des Zyklonoberteils 2 durch ein Zyklonwandungsteilstück 9 vom Abscheideraum getrennt ·

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Zyklongöstaltung bestehen im Vergleich zur herkömmlichen Zyklongestaltung in Vorwärmern darin, daß ohne nachteilige energieaufwendige Druckverlusterhöhung der Abscheidegrad in Zyklon-Wärmetauscher- λ Stufen erhöht!und wärmeabwertende zwischenstufige Kreisläufe vermindert werden· Dadurch verbessert sich die thermische Wirksamkeit des Wärmetauschers· Weiterhin wird durch einen verbesserten Abscheidegrad erreicht, daß der Staubauswurf aus dem Vorwärmer reduziert wird· Das Verhältnis vom in den Vorwärmer eingetragenen Zementrohmehl zum produzierten Zementklinker wird damit günstiger, und die betriebstechnischen Aufwendungen für den Transport der in der elektrischen Gasreinigungsanlage anfallenden Staubmenge nehmen ab· Überdies vermindert sich gegenüber herkömmlichen Zyklonstufen das Bauvolumen, wenn auf der Basis konstanter Abscheidegrade verglichen wird· In bekannter Weise lassen, sich die erfindungsgemäß gestalteten Zyklone auch mit Ausrüstungen der Kalziniertechnik ausstatten bzw· kombinieren·

Claims (1)

1. 22 15 93-'-

   Erfindungsanspruch

   1· Zyklon zur Erhöhung des'Abscheidegrades, insbesondere von Zyklon© die in einem dem Drehrohrofen vorgeschalteten Yfärmetauscher zur Wärmebehandlung von vorzugsv/eise Zementrohmehl angeordnet sind, gekennzeichnet dadurch, daß im Zyklonkonus (5) Materialbündlungsbereiche in Form von Gutführungsrinnen (7) angeordnet sind, deren Zahl 1 bis 4, vorzugsweise aber 3₉ ist, die unterhalb der Zykloneintritt soff nung (3) beginnen und geradlinig bzw© nahezu geradlinig zum Zyklonaustrag (6) führen, wobei die Gutführungsrinnen (7) eine Breite von Y10 bis V3_f vorzugsweise VQ bis V6, des Durchmessers des Tauchrohres (4) haben und ihre Tiefe ¹/20 bis V6_S vorzugsweise aber ¹/8 bis V1O des Durchmessers des Tauchrohres (4) beträgt«

   2· Zyklon nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Gutführungsrinne (7) spiralförmig zum Zyklonaustrag -(β) geführt wird, wobei die Windungszahl kleiner gleich 4 ist«

   3· Zyklon nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß Gutführungswinkel (8)' im Zyklonkonus (5) durch ebene Flächen gebildet werden*

   4ο Zyklon nach Punkt 1 und 3* d. adurch gekennzeichnet, daß das Zyklonoberteil -(2) und der Zyklonkonus (5)

   21593

   3- "bis 8-eckig, vorzugsweise 4- "bis 6-eckig, ausgebildet ist, wobei der Gaseintrittskanal (1) im Einmündungsbereich. des Zyklonoberteils (2) durch ein Zyklonwandungsteilstück (9) vom Abscheideraum getrennt ist·

   5· Zyklon nach Punkt 1 bis 4» dadurch gekennzeichnet, daß sie in ansich bekannter Weise miteinander verschaltet sind und mit ansich bekannten Ausrüstungen der Kalziniertechnik ausgestattet sind·

   Hierzu „^ Seiten Zeichnungen