-
Mehrzyklonentstauber Die Erfindung bezieht sich auf einen Mehrzyklonentstauber
und insbesondere auf einen Mehrzyklonentstauber mit einer Vielzahl von Zykloneinheiten,
die äe einen Abgaszylinder mit unterschiedlicher Länge aufweisen.
-
Es sind bereits Mehrzyklonentstauber mit einer Vielzahl von Zykloneinheiten
bekannt, die je einen Abgas- oder inneren Zylinder aufweisen. Jeder der inneren
Zylinder ist mit seinem Auslassende an die Reingasleitung gekoppelt, so dass das
in dem Zylinder befindliche Reingas durch die Leitung ausgestossen wird. Diese Reingasleitung
hat einen Längsschnitt in Form von Stufen und eine Querschnittsfläche, die für jede
Zykloneinheit stromabwärts in Richtung des Gasdurchflusses allmählich anwächst.
Um daher die Abgaszylinder der Zykloneinheiteh mit der Reingasleitung, die einen
solchen stufenweisen Längsschnitt
alffweist, verbinden zu können,
ist jede der Zyktoneinheiten mit einem Abgaszylinder Von unterschiedlicher Lange
auogestattet. Da die Abgaszylinder unterschiedliche Längen aufweisen, hat Jede der
Zykloneinheiten einen unterschiedlichen Durchgangswiderstand. Die Menge des Gases,
die durch jede Zykioneínheit fliesst, ist daher unterschiedlich von derjenigen,
die durch die anderen Zykloneinheiten fliesst. Weiterhin ist der Druck am Staubaustritt
jeder Zykloneinheit unterschiedlich von demjenigen an den anderen Austritten. -Das
hat zur Folge, dass das Gas in umgekehrter Richtung von der Zykloneinheit mit hohem
Druck zu der Zykloneinheit mit niederem Druck strömt, was zu einer Hochringelerscheinung
des eingeschlossenen Staubes führt.
-
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, einen Mehrzyklonentstauber
zu schaffen, welcher die oben erwähnten Nachteile nicht aufweist und in welchem
das Rohgas gleichmässig unter die Zykloneinheiten aufgeteilt Wird.
-
Der erfindungsgemässe Mehrzyklonentstauber weist eine Vielzahl von
Zykloneinheiten auf, innerhalb derer je ein Abgaszylinder angeordnet ist. Im Abgaszylinder
ist eine Drosselstelle vorgesehen, die einen kleineren inneren Durchmesser als der
Zylinder besitzt. Diese Drosselstelle ist vorzugsweise am unteren Ende oder Einlassende
des Abgaszylinders vorgesehen, kann jedoch auch an jeder anderen Stelle im Abgaszylinder
ang«rdnet werden.
-
Die Drosselstelle kann durch Einsehnüren des Endes des Abgaszylinders
zu einem Konus oder durch
Ein schnüren eines mittleren Bereichs
oder eines Bereichs in der Nähe des Endes gebildet werden.
-
In einem Mehrzyklonentstauber, der wie oben erwähnt aufgebaut ist,
ist der Durchgangswiderstand jeder Zykloneinheit im wesentlichen von der Drosselstelle
des Abgaszylinders bestimmt. Wenn daher die Drosselstelle jedes Abgaszylinders gleichmässig
ausgebildet ist, besteht kein wesentlicher Unterschied der Durchgangswiderstände
zwischen all diesen Zykloneinheiten, was zu keiner Umkehrung der Gasströmung von
einer Zykloneinheit zu einer anderen Zykloneinheit führt.
-
Die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung werden nun in Zusammenhang
mit den beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen: Figur 1 ein schematisches
Schnittbild einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Mehrzyklonentstaubers;
Figur 2 eine schematische, vergrösserte Teilschnittansicht eines Teils einer Zykloneinheit
des Entstaubers nach Figur 1 und Figuren 3 und 4 die schematischen, vergrösserten
Teilschnittansichten eines Bereichs, ähnlich dem nach Figur 2, von anderen Ausführungsformen
des erfindungsgemässen Mehrzyklonentstaubers.
-
Bezugnehmend auf Figur 1, die eine schematische Schnittansicht der
gesamten Konstruktion eines erfindungsgemässen Nehrzyklonentstaubers wiedergibt,
weist der Mehrzyklonentstauber eine Vielzahl von Zykloneinheiten auf, mit je einem
äusseren Zyklonzylinder 1, die in einem
Gehäuse 2 untergebracht
sind. Der äussere Zylinder 1 jeder Zykloneinheit ist mit seinem oberen Ende an der
Decke 3 des Gehäuses 2 befestigt und ragt von da nach unten. Der äussere Zylinder
1 hat weiterhin einen Staubaustritt 5, der an seinem unteren Ende vorgesehen ist,
der durch Einschnüren des unteren Endes in Konusform gebildet sein kann. Eine Primärkammer
4' ist oberhalb der Decke 3 des Gehäuses 2 gebildet und weist einen Eintritt 4 auf,
wie in den Zeichnungen gezeigt ist. Der äussere Zylinder 1 jeder Zykloneinheit hat
ein oberes offenes Ende, das mit Führungsschaufeln 6 versehen ist. Das staubbeladene
Gas wird durch den Einlass 4 und die Primärkammer 4' zu den Schaufeln 6 geführt
und anschliessend von den Schaufeln zu einem wendelförmig abwärts gerichteten Strom
durch den äusseren Zylinder 1 geleitet. Eine Reingasleitung 8 ist in dem oberen
Teil des Gehäuses oberhalb der Primärkammer 4' gebildet und weist einen Reingasauslass
7 an seinem oberen Ende auf. Wie aus Figur 1 ersichtlich ist, ist die Leitung 8
so ausgebildet, dass ihr Längsschnitt die Form von Stufen aufweist, so dass die
Schnittfläche der Leitung für jede Zykloneinheit in Richtung des Stromes zunimmt.
Jede der Zykloneinheiten hat einen Abgaszylinder 9, um das im Inneren des äusseren
Zylinders 1, in der Nähe der Längsachse sich sammelnde Reingas zur Reingasleitung
8 zu fördern.
-
Erfindungsgemäss ist jeder der Abgaszylinder 9 mit einer Drosselstelle
ausgestattet. In der Ausführungsform nach Figur 1 besteht die Drosselstelle aus
einem Bereich 10 mit einem kleinen, inneren Durchmesser, der am unteren Ende des
Abgaszylinders 9 vorgesehen ist.
-
Des Gehäuse 2 hat einen konischen Staubbunker 11, der an.;e;iren unteren
Ende vorgesehen ist. Der konische Staubbililirer 11 ist an seinem unteren Ende mit
einem Rotary-Hahn 12 ausgestattet.
-
Bei dieser Anordnung wird das staubbeladene Rohgas durch den Einlass
4 und die Primärkammer 4' zu den Schaufeln 6 jeder Zykloneinheit geführt. Anschliessend
wird das staubbeladene Gas von den Schaufeln 6 in eine wendelförmig abwärts gerichtete
Strömung umgleitet und in den äusseren Zylinder 1 eingeführt. Wie bekannt ist, wird
der in dem Gas enthaltene Staub durch die wirkung der Zentrifugalkraft des wendelförmigen
Stromes ausgeschieden, während das staubbeladene Gas als abwärts gerichtete wendelförmige
Strömung in den äusseren Zylinder 1 eingeführt wird und es fällt entlang der inneren
Oberfläche des äusseren Zylinders 1 durch den Staubaustritt 5 in den Staubbunker
11. Das von dem Staub befreite Gas sammelt sich in der Nähe der Mitte des äusseren
Zylinders und wird durch die Abgaszylinder 9, die Reingasleitung 8 und den Reingasauslass
7 abgezogen.
-
Da jeder der Abgaszylinder 9 mit einer Drosselstelle, wie z.B. einem
Bereich mit kleinem inneren Durchmesser 10, ausgestattet ist, ist der Durchgangswiderstand
jeder der Zykloneinheiten im wesentlichen von der Drosselstelle beeinflusst. enn
daher der Durchmesser und die Lange jeder der Bereiche 10 mit kleinem inneren Durchmesser
so ausgewählt sind, dass sie im wesentlichen gleich sind, wird dadurch kein Unterschied
in den Durchgangswiderstanden der Zykloneinheiten bestehen, obwohl die Logen der
Abgaszylinder unterschiedlieh sind. Im Ergebnis wird die Verteilung der Gasströmung
im wesentlichen gleichförmig über alle Zykloneinheiten und der Druck an
jedem
der Staubaustritte 5 wird im wesentlichen gleich.
-
liachfolgend wird die Grössenbeziehung zwischen der Drosselstelle
und dem Abgaszylinder, bezugnehmend auf Figur 2 im Detail beschrieben.
-
In Figur 2 ist die Drosselstelle eines Abgaszylinders einer Zykloneinheit
gezeigt. Um den Winddruck in allen Abgaszylindern so gleich als möglich zu machen,
muss der inddruckverlust in der Drosselstelle, z.B. in dem Bereich mit kleinem inneren
Durchmesser des Abgaszylinders über den Druckverlust in anderen Bereichen dominieren,
z.B. in dem Bereich mit grossem inneren Durchmesser des Abgaszylinders, relativ
zum gesamten Druckverlust in jedem der Zykloneinheiten. Aus diesem Grunde ist es
wünschenswert, das Verhältnis von Länge zu Durchmesser des Bereichs 10 mit kleinem
inneren Durch messer grösser zu machen. Wenn jedoch die Länge h des Bereichs 10
mit kleinem Durchmesser grösser wird, steigt auch der Druckverlust in dem Bereich
mit kleinem inneren Durchmesser und somit derjenige der Zykloneinheit. In einem
wirtschaftlich einsetzbaren ehrzklonentstauber sollte daher die Länge h des Bereichs
10 mit kleinem inneren Durchmesser auf 4 mal die Länge dessen inneren Durchmessers
d beschränkt werden. Wenn die Länge h unterhalb von 4d liegt, dominiert der Druckverlust
p in dem Bereich 10 mit kleinem inneren Durchmesser ausreichend über den Druckverlust
der gesamten Zykloneinheit.
-
Um daher den Druckverlust L p in dem Bereich 10 mit kleinem inneren
Durchmesser noch dominierender zu machen, ist es wünschenswert, den Druckverlust
in dem Bereich
mit grossem inneren Durchmesser des Abgaszylinders
9 zu verkleinern. Die Beziehung zwischem dem Druckverlist 4 p und dem inneren Durchmesser
D in einem Rohr kann ungefähr wie folgt ausgedrückt werden: p ,~ 1 rn.
-
Wenn daher der innere Durchmesser d' des Bereichs mit grossem Durchmesser
des Abgaszylinders 9 auf 1,2 d vergrössert wird, liegt der Druckverlust di p in
dem Bereich mit grossem inneren Durchmesser bei 1/2,5, d.h.
-
unterhalb der Hälfte des Druckverlustes eines Bereichs mit grossem
Durchmesser, der den gleichen inneren Durchmesser, wie der Bereich mit kleinem inneren
Durchmesser hat (d = d). Daraus ergibt sich, dass je grösser der innere Durchmesser
des Bereichs mit grossem Durchmesser verglichen mit dem Durchmesser des Bereichs
mit kleinem Durchmesser ist, je kleiner ist der Einfluss des Druckverlusts in dem
Bereich mit grossem Durchmesser gegen den Druckverlust insgesamt. Im Ergebnis tsird
daher der Druckverlust in dem Bereich mit kleinem inneren Durchmesser stärker vorherrschend.
-
Der innere Durchmesser d' des Bereichs mit grossem Durchmesser kann
jedoch nicht grenzenlos vergrössert werden, wegen des Grössenverhältnisses des äusseren
Zylinders 1 und der Führungsschaufeln 6. Um die horizontale Schnittfläche des erfindungsgemässen
Entstaubers im wesentlichen derjenigen eines bekannten Mehrzyklons mit der gleichen
Behandlungskapazität gleichzuhalten
und zur gleichen Zeit eine ausreichende
Durchströmung des staubbeladenen Gas durch die Primärkammer 4' sicherzustellen,
kann der Durchmesser d' des Bereichs mit grossem Durchmesser nicht grosser als 2,5
d gemacht werden.
-
Wenn daher die Grösse des Bereichs 10 mit kleinem Durchmesser und
der Durchmesser des Bereichs mit grossem Durchmesser den Bedingungen h C 4d bzw.
1,2 d 4 d' < 2,5 d, folgen, arbeitet der erfindungsgemässe Mehrzyklonentstauber
am wirkungsvollsten und wirtschaftlichsten.
-
Um weiterhin die Wirksamkeit der Entstaubung noch zu verbessern, ist
es wünschenswert, die Strömung des staubbeladenen Gases in dem äusseren Zylinder
1 so abzulenken, dass sie möglichst nahe der inneren Oberfläche des äusseren Zylinders
verläuft. Zu diesem Zweck wird der Bereich mit grossem Durchmesser des Abgaszylinders
9 über die Führungsschaufelu 6 hinauserstreckt, wodurch das staubbeladene Gas gezwungen
wird, in unmittelbarer Nahe der inneren Oberfläche des äusseren Zylinders wendelförmig
entlangzustromen. Diese Massnahme ist weiterhin wünschenswert vom Gesichtspunkt
einer Ninimisierung des Druckverlustes im Ganzen bei gleichzeitiger Ausgleichung
der Druckverluste jeder der Zykloneinheiten.
-
Die Drosselstelle des Abgaszylinders 9 ist bezuglich ihrer Form nicht
auf diejenige beschränkt, die durch das Bezugszeichen 10 in Figur 1 dargestellt
ist, sondern kann von jeder beliebigen Form sein, mit welcher ein ähnlicher Effekt
erzielbar ist. Beispielsweise kann die Drosselstelle ein Rohrteil 10a mit kleinem
Durchmesser
sein, wie in Figur 3 gezeigt ist, oderein eingeschnürter
konischer Teil 10b, wie in Figur 4. Auch die Stellung der Drosselstelle ist nicht
auf die Anordnung in Figur 2 beschränkt, z.B. das untere Ende des Abgaszylinders
9, sondern kann an jeder Stelle entlang des Abgaszylinders angebracht werden.