DE1153599B - Zyklonartiger Fliehkraftabscheider mit schneckenfoermigem Abscheidekanal - Google Patents

Description

Zum Abtrennen dispergierter Feststoffteilchen aus strömenden Gasen oder Dämpfen benutzt man vielfach Fliehkraftabscheider einer Bauart, die unter der Bezeichnung »Zyklonabscheider« allgemein bekannt ist. In einer gebräuchlichen Ausführungsform bestehen diese Abscheider aus einem trichterförmigen Behälter mit tangentialem, unmittelbar unter der höchsten Stelle der schraubenflächenförmigen Behälterdecke angeordnetem Einlaß für die verunreinigten Gase, einer zentralen Staubaustragöffnung am unteren Ende des konischen Behälters und einem axialen Reingasauslaßrohr, das von oben mehr oder weniger tief in den Behälter hineinragt. Dabei können bekanntlich in dem Behälter entweder Leitflächen oder auch Leitböden vorgesehen sein, die wendelförmig um das Innenrohr herum nach unten verlaufen. Wenn sich die Leitböden von der Behälterwand nach innen bis an das Reingasauslaßrohr erstrecken, bilden sie einen schneckengangförmigen Abscheidekanal, der in den unteren Teil des Zyklontrichters mündet.

Die Erfindung betrifft eine besondere Ausgestaltung eines Fliehkraftabscheiders der genannten Art und besteht darin, daß sich das in den Behälter ragende Ende des Reingasauslaßrohres auf seine ganze Länge unter einem spitzeren Winkel als der Behältertrichter konisch nach unten verjüngt und im Bereich des schneckenförmigen Abscheidekanals, beginnend mindestens ein Viertel des Umfangs in der Strömungsrichtung hinter dem Gaseinlaß, gleichmäßig über seine Mantelfläche verteilte Abströmlöcher aufweist, wobei der sich bis zur Mündung dieses Rohres erstreckende gewendelte Leitboden, wie bekannt, beidseitig an den Wandungen des Behälters, und des Reingasauslaßrohres dicht anliegt.

Es ist zwar bei Fliehkraftabscheidern ähnlicher Art nicht neu, das in den Behälter ragende Ende des Gasauslaßrohres zu lochen oder auch mit einem Siebkonus zu versehen. Jedoch fehlt hierbei ein abwärts gewendelter Leitboden zur Bildung eines nach unten immer enger werdenden Abscheidekanals; und bei der Ausführungsform mit Siebkonus ist dieser außerdem so hoch angesetzt, daß das einströmende Staubgasgemisch teilweise bereits auf die Siebfläche trifft, bevor eine nennenswerte Absonderung des Staubes unter dem Einfluß der Fliehkraft im schneckenförmigen Teil des Abscheidekanals erfolgt sein kann. Erst durch die Verbindung der oben angegebenen Merkmale, nämlich der konischen Gestaltung des Reingasauslaßrohres unter einem spitzeren Winkel als der Behältertrichter, der Lochung des Auslaßrohres von einem hinreichend weit von der Staubgas-Eintrittsstelle entfernten Umfangsbereich an und des dichten treten.

Zyklonartiger Fliehkraftabscheider
mit schneckenförmigem Abscheidekanal

Anmelder:

Esso Research and Engineering Company,
Elizabeth, N. J. (V. St. A.)

Vertreter: Dr. W. Beil, Rechtsanwalt,
Frankfurt/M.-Höchst, Antoniterstr. 36

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 15. Oktober 1952 (Nr. 314 909)

Anliegens des Leitbodens an der Außenwand und an dem Reingasauslaßrohr erreicht man die durch die Erfindung angestrebte besonders schnelle und sichere Trennung der Feststoffteilchen vom Gas. Bei dem hier vorgesehenen Verhältnis der Konizität des Reingasauslaßrohres gegenüber der Behälteraußenwand und der Anordnung des Leitbodens verengt sich der schneckenförmige Abscheidekanal nach unten hin stetig. Infolgedessen wird — da ja der Kanal zugleich über seine ganze Länge an der perforierten Mantelfläche des Reingasauslaßrohres entlangführt — das genügend entstaubte Gas rascher zum Auslaß gedrängt als bei einem Wendel- oder Schneckenkanal mit gleichbleibendem Durchströmquerschnitt und auch bei Zyklonen, deren Auslaßrohr nicht perforiert ist oder die überhaupt keinen Schneckenkanal aufweisen.

Besonders vorteilhaft ist diese Wirkung des erfindungsgemäß ausgebildeten Fliehkraftabscheiders dann, wenn erhitzte Gase in der bekannten Weise mittels einer Sprühvorrichtung rasch abgeschreckt werden sollen, zuvor aber ausreichend entstaubt sein müssen. Das ist z. B. der Fall bei Gasströmen, die — aus einer heißen Reaktionszone kommend—noch Katalysatorstaub oder andere Reaktionsstoffe mit sich führen und nach dem Verlassen dieser Zone einer möglichst schnellen Abkühlung bedürfen, damit keine unerwünschten Neben- oder Nachreaktionen auf-

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Der Reinheitsgrad der durch das axiale Auslaßrohr abströmenden Gase kann noch dadurch verbessert werden, daß auf der Innenfläche dieses Rohres am rückseitigen Rand jedes Abströmloches, wie an sich bekannt ist, entgegen dem Umlaufsinn der Hauptströmung einwärts gerichtete Umlenkbleche angeordnet sind.

Nachstehend ist die Erfindung an Hand der Zeichnung noch näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 die Draufsicht auf einen Zyklonabscheider gemäß der Erfindung,

Fig. 2 die Vorderansicht, gesehen in Richtung der Pfeile 2-2 in Fig. 1, teilweise im Schnitt,

Fig. 3 eine Schrägansicht des konischen Teils des Reingasauslaßrohres, in der die Anordnung der Abströmlöcher dargestellt ist,

Fig. 4 einen waagerechten Querschnitt nach der Linie 4-4 in Fig. 3.

In der Zeichnung ist 10 der tangentiale Einlaß des trichterförmigen Abscheidebehälters 11. Dieser Einlaß ist hier rechteckig ausgebildet, kann aber auch eine andere Querschnittsform haben. Das zentrale Reingasauslaßrohr 12 ragt mit seinem kegelstumpfförmigen Teil 16 von oben durch die Behälterdecke 28 axial in den Behälter hinein und endet unten etwa in gleicher Höhe wie der gewendelte Leitboden 32 des schneckenförmigen Abscheidekanals 30. Der untere Teil 18 des Zyklontrichters 11 ist frei von Einbauten.

Innerhalb des Abscheidekanals 30 weist der kegelstumpfförmige Teil 16 des Reingasauslaßrohres gleichmäßig über seine Mantelfläche verteilte Abströmlöcher 19 auf, außer in dem Bereich, der etwa dem ersten Viertelkreis, des Kanals 30 hinter dem Einlaß 10 entspricht. Hierdurch wird vermieden, daß in dieser ersten Zone Feststoffteilchen auf einen gelochten Flächenteil treffen.

Der konische Teil 16 des Auslaßrohres ist in Fig. 3 für sich dargestellt, um die allgemeine Anordnung der Löcher 19 zu zeigen. Die Löcher können natürlich statt kreisförmig auch rechteckig, schlitzartig oder anders geformt sein, und ihre Zahl ist in Wirklichkeit viel größer, als in Fig. 3 schematisch angedeutet ist.

Wie Fig. 2 zeigt, hat der Behälter 11 eine schraubenflächenförmige Decke 28, die vom oberen Rand des Einlasses 10 aus abwärts geneigt ist und mit dem gewendelten Leitboden 32 im Ringraum zwischen dem konischen Rohrteil 16 und der Behälterwand 33 den schneckenförmigen Kanal 30 bildet. Da der Neigungswinkel der Behälterwand 33 zur Achse des Zyklontrichters 11 größer ist als der des konischen Rohrmantels 16, verengt sich der Querschnitt des Abscheidekanals 30 nach unten hin immer mehr. Dadurch wird über die ganze Länge des Kanals die Strömungsgeschwindigkeit sehr hoch gehalten, obwohl laufend eine zunehmende Gasmenge durch die Abströmlöcher 19 abgezogen wird. Die Behälterdecke trifft nach ungefähr einer Umdrehung auf die untere Bodenfläche des Einlasses 10 und geht dann in den Leitboden 32 über.

Die Querschnittsdarstellung in Fig. 4 zeigt die Stellung der Umlenkbleche 20 hinter den Abströmlöchern in dem konischen Teil 16 des Reingasauslaßrohres, die den durch diese Löcher austretenden Gasteilströmen einen zur Strömungsrichtung im Abscheidekanal 30 entgegengesetzten Umlaufsinn aufzwingen.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Zyklonartiger Fliehkraftabscheider zum Ausscheiden fester oder flüssiger Schwebteilchen aus Gasen oder Dämpfen, bestehend aus einem trichterförmigen Behälter mit tangentialem, unmittelbar unter der höchsten Stelle der schraubenflächenförmigen Behälterdecke angeordnetem Gaseinlaß, zentraler Staubaustragöffnung an der Trichterspitze und gleichachsig von oben bis unter die Einlaßöffnung herabreichendem Reingasauslaßrohr, wobei in dem Ringraum zwischen Behälterwand und Reingasauslaßrohr mittels eines vom unteren Rand des Gaseinlasses parallel zur Behälterdecke abwärts gewendelten Leitbodens ein schneckenförmiger Abscheidekanal gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß sich das in den Behälter ragende Ende (16) des Reingasauslaßrohres (12) auf seine ganze Länge unter einem spitzeren Winkel als der Behältertrichter (11) konisch nach unten verjüngt und im Bereich des schneckenförmigen Abscheidekanals (30), beginnend mindestens ein Viertel des Umfangs in der Strömungsrichtung hinter dem Gaseinlaß (10) gleichmäßig über seine Mantelfläche verteilte Abströmlöcher (19) aufweist, wobei der sich bis zur Mündung des Reingasauslaßrohres erstreckende gewendelte Leitboden (32), wie bekannt, beidseitig an den Wandungen des Behälters und des Reingasauslaßrohres dicht anliegt.

2. Fliehkraftabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Innenfläche des Reingasauslaßrohres am rückseitigen Rand jedes Abströmloches (19) in an sich bekannter Weise entgegen dem Umlaufsinn der Hauptströmung einwärts gerichtete Umlenkbleche (20) angeordnet sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 198 609, 214 982,
072;

österreichische Patentschrift Nr. 84333;

französische Patentschrift Nr. 653 406;

britische Patentschrift Nr. 267 580;

USA.-Patentschriften Nr. 408 987, 601355,
692.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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