DE3300859C2

DE3300859C2 - Vorrichtung zur Umlenkung und Verteilung eines Gasstromes

Info

Publication number: DE3300859C2
Application number: DE3300859A
Authority: DE
Inventors: Karl Ing.(grad.) 6457 Maintal Haselmayer
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1983-01-13
Filing date: 1983-01-13
Publication date: 1985-08-22
Also published as: US4544383A; CA1200209A; JPH0428426B2; JPS59136147A; DE3300859A1

Abstract

Zur Umlenkung und gleichmäßigen Verteilung eines senkrecht von oben ankommenden Gasstromes auf den Eintrittsquerschnitt eines horizontal durchströmten elektrostatischen Staubabscheiders unter gleichzeitiger Vorabscheidung von Staub wird vorgeschlagen, den von oben nach unten keilförmig verjüngten Eintrittskanal durch eine Zwischenwand derartig zu unterteilen, daß ein Teil des Gasstromes zwangsläufig dem oberen Teil des Eintrittsquerschnitts zugeführt wird. Auf diese Weise wird erreicht, daß der Gasstrom im Elektrofilter im unteren Bereich nicht eine wesentlich höhere Staubbeladung aufweist, so daß die Staubabscheideflächen besser und gleichmäßiger ausgenutzt werden können.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Umlenkung und gleichmäßigen Verteilung eines senkrecht von oben ankommenden Gasstromes auf den Eintrittsquerschnitt eines horizontal durchströmten elektrostatischen Staubabscheiders unter gleichzeitiger Vorabscheidung von Staub, im wesentlichen bestehend aus einem sich konisch erweiternden Eintrittsstutzen, je einer sich über den Eintrittsquerschnitt des Staubabscheiders erstreckenden Einrichtung zur Umlenkung und Verteilung des Gasstromes, einer Gehäusewand, die zwischen sich und der Umlenkeinrichtung einen von oben nach unten keilförmig verjüngten Eintrittskanal umschließt sowie einem unter der Vorrichtung angeordneten Staubsammelbunker.

Derartige Vorrichtungen sind bekam« aus: DE-GM 18 64 332. DE-PS 10 05 044. DE-AS 12 56 201, DE-AS 10 85 854 und AT-PS 2 62 460. Sie werden häufig dann eingesetzt, wenn eine solche Gasstromführung en.weder durch stromauf vor dem Staubabscheider angeordnete andere Aggregate bzw. durch Platzmangel zwingend vorgegeben ist oder aber im Hinblick auf niedrige Anlagekosten und geringen Druckverlust vorteilhaft erscheint Sie dienen dann im allgemeinen gleichzeitig als m& hanische Vorabscheider, insbesondere bei Staubgehalten von über 100 mg/m³, die dann vorkommen, wenn der Staub selbst das Produkt eines Verfahrens ist (z. B. Zementherstellung, Tonerdekalzinierung) und nicht lediglich ein unerwünschter Nebeneffekt in den Abgasen (von z. B. Kraftwerkskesseln und Stahlkonvertern).

Die bekannten Vorrichtungen weisen starre Umienk- und Gasverteilungseinrichtungen auf, die insbesondere bei hohen Staubgehalten noch keine befriedigend gleichmäßige Verteilung des Gasstroms über den nutzbaren Strömungsquerschnitt im Staubabscheider ergeben, obwohl sie sehr flexibel an die verschiedensten Anforderungen angepaßt · «erden können. Bei der Gaszuführung von oben und der Umlenkung des Gasstromes um 90° wirken Zentrifugalkräfte und Erdbeschleunigung gleichgerichtet auf die Staubpartikel im Sinne einer starken Entmischung und Ansammlung des Staubes in dem Teil des Gasstromes, der durch den unteren Bereich des Staubabscheiders strömt Eine stark unsymmetrische Staubverteilung über den Strömungsquerschnitt des Staubabscheiders wirkt sich insbesondere bei hohen Staubgehalten sehr nachteilig auf die Abscheideleistung aus, weil es nicht möglich ist. die Betriebsweise des Staubabscheiders auch nur annähe^rnd zu optimieren. Die wesentlich höhere Staubansamm¹ »ng im unteren Bereich der Niederschlagselektroden bestimmt nicht nur die Frequenz für die Abreinigung durch Klopfschläge, sondern auch die jeweils mögliche Höhe der Betriebsspannung. Der obere Bereich der Niederschlagselektroden wird dagegen mit Staub sehr viel weniger beaufschlagt und erfordert daher eine andere Klopfhäufigkeit und Betriebsspannung. Die insoweit notwendigen Kompromisse sind umso unbefriedigender, je weiter die Staubabscheidung auf den Niederschlagselektroden über deren Höhe differiert.

Insbesondere kann eine Minimierung der durch die Klopfschläge wieder aufgewirbelten Staubmengen nich' erreicht werden, weil hierzu eine optimale Klopffrequenz gehört, die aber nur bei einigermaßen gleichmäßiger Staubabscheidung über die gesamte Fläche der Niederschlagselektroden bestimmt werden kann. Eine auf die gemittelte Staubabscheidung abgestimmte Klopffrequenz ist bei einer über die Höhe der Niederschlagselektroden stark unterschiedlichen Staubabscheidung für den oberen Bereich zu hoch und für den unteren Bereich zu niedrig.

Außerdem treten bei Vorrichtungen der eingangs genannten Art erhebliche Probleme durch unkontrollierte Staubablagerungen auf (vergl. DE-PS 10 05 044), die sich nachteilig auf die Führung des Gasstromes auswirken können und Maßnahmen zur Abfuhr der Staubmengen erfordern. Auch diese Probleme sind verständlicherweise umso größer, je höher der Staubgehaft im Gasstrom ist

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Auch Vorrichtungen mit schwenkbaren Düsenplatten etwa gemäß AT-PS 2 62 460 vermögen hier keine wirksame Abhilfe zu schaffen. Für eine ständige Optimierung veränderlicher Strömungszustände sind bewegliche Teile in staubbeladenen Gasströmen erfahrungsgemäß zu störanfällig, um auf Dauer vorteilhaft zu sein. Für eine einmalige Einstellung der ausgelegten Vorrichtung auf die tatsächlichen Strömungsverhäitnisse während der Inbetriebnahme, scheinen die beweglichen Düsenplatten zu aufwendig, zumal Korrekturen auch später noch erforderlich werden können, wenn die Funktionsfähigkeit der beweglichen Teile infolge von Staubablagerungen nicht mehr gegeben, zumindest aber fraglich ist

Es besteht somit die Aufgabe, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß die zuvor beschriebenen Nachteile nicht auftreten können. Es soll eine einwandfreie, verlustarme Umlenkung dts Gasstromes, eine hinsichtlich Strömungsgeschwindigkeit und Staubgehalt möglichst gleichmäßige Verteilung des Gasstromes über den gesamten Querschnitt des Staubabscheiders und eine einwandfreie Sammlung und Abführung der bei der Vorabscheiuung anfallenden Staubmengen erreicht werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einer gattungsmäßigen Vorrichtung vorgeschlagen, daß der sich keilförmig verjüngende Eintrittskanal durch eine Zwischenwand in voneinander gasdicht abgetrennte Kanäle unterteilt ist und daß ein Teil des Gasstromes zwangsläufig über einen Kanal d&m oberen Teil des Eintrittsquerschnitts des At?schemers zugeführt wird.

Der von der Zwischenwand umschlossene Kanal verjüngt sich zweckrrtaßigerweise von oben nach unter, keilförmig und ist quer zur keilförmigen Verjüngung nach unten zu vorzugsweise konisch verengt. In weiterer Ausbildung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, daß der obere Kanal unten in ein Staubausfallrohr mündet, das sich bis in den Staubsammelbunker erstreckt. Als Umlenkeinrichtung werden vorzugsweise an sich bekannte Klappenbleche oder Jalousiebleche verwendet Zur gleichmäßigen Verteilung des Gasstromes haben sich Lochbleche oder Klappenlochbleche bewährt.

Für eine nachträgliche Änderung der Aufteilung des Gasstromes ist es ferner vorteilhaft, wenn die Eintrittskante der Zwischenwand quer zur Gasströmungsrichtung zumindest über eine Teillängc schwenkbar ausgebildet ist oder an der feststehenden Eintrittskante dei Zwischenwand eine quer zur Gasströmungsrichtur.g schwenkbare Klappe angeordnet ist.

Durch die Aufteilung, des Gasstromes im Eintrittskanal und die zwangsweise Zuführung des einen Teilgasstromes in den oberen Teil des Eintnttsquerschnitts, werden die eingangs geschilderten Probleme weitgehend vermieden. Infolge der horizontalen Unterteilung bilden sich im Staubabscheider zwei Teilgasströme aus. die hinsichtlich Strömungsgeschwindigkeit und Staabbeladung das gleiche Profil aufweisen, wenn die Zwischenwand im Eintrittskanal richtig angeordnet ist. So kann beispielsweise eine Aufteilung des ankommenden Gasstromes in zwei gleichgroße Teile vorgenommen werden. Die Zwischenwand kann aber aueh derartig angeordnet werden, daß die Teilströme unterschiedlich groß sind. Ferner ist es im Rahmen des Erfindungsgedankens möglich, mehr als eine Zwischenwand vorzusehen und demnach eine Mehrfachunterteilung des Gasstromes zu bewirken. Eine weitere Variationsmöglichkeit besteht darin, daP die den einzelnen Gasströmen zugeordneten Anteile des Eintrittsquerschnitts abweichend von der Größe der Teilgasströme festgelegt weiden, so daß die Teilgasströme beim Eintritt in den Staubabscheider mehr oder weniger stark abweichende Geschwindigkeiten aufweisen, was für eine optimale Betriebsweise im Hinblick auf eine gleichmäßige Staubbelastung der Niederschlagselektrodenflächen über die gesamte Höhe vorteilhaft sein kann.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert

F i g. 1 zeigt eine vereinfachte perspektivische Ansicht der Eintrittsseite eines Staubabscheiders.

Fig.2 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung in zwei zueinander senkrechten Schnitten.

In Fig. 1 ist mit 11 das Gehäuse eines horizontal durchströmten Staubabscheiders bezeichnet, an das sich unten ein Staubsammelbunker 12 anschließt. In Strömungsrichtung vor dem Staubabscheider ist eine Vorrichtung zur Umlenkung und gleichmäßigen Verteilung des ankommenden Gasstromes vorgesehen. Dieser kommt über den Kanal 9 und dei. Jiffusor 10 an und wird in den sich nach unten keilförmij verjüngenden Eintrittskanal 1 geleitet Die stromabwärts liegende Begrenzung des Eintrittskanals 1 bildet eine Umlenkvorrichtung 7, die als Klappenblech ausgebildet sein kann. Im At-tand zur Umlenkeinrichtung 7 ist eine Einrichtung zur gleichmäßigen Verteilung des Gasstromes vorgesehen, die als Lochblech 8 ausgebildet ist. Das Klappenblech 7 bzw. das Lochblech 8, erstrecken sich über den gesamten Eintrittsquerschnitt 3 aes Staubabscheiders. Unter dem Eintrittskanal 1 ist ein weiterer Staubsammelbunker 6 vorgesehen. Durch eine Zwischenwand 2 ist der Eintrittskanal 1 derartig unterteilt, daß ein oberer Kanal 4 gebildet wird, der sich von oben nach unten ebenfalls keilförmig verjüngt und außerdem quer dazu konisch verengt ist. Der obere Kanal 4 mündet unten in ein Staubausfaiirohr 5. das sich bis in den Staubsammelbunker 6 hinein erstreckt.

In F i g. 2 ist rechts eine Ansicht auf die Umii-nkeinrichtung 7 und die Zwischenwand 2 dargestellt, wobei deutlich wird, daß der Eintrittsquerschnitt 3 etwa im Verhältnis 1 :4 unterteilt ist. Aus dem linken Teil der Darstellung ist ersichtlich, wie der Eintrittskanal 1 durch die Zwischenwand 2 unterteilt ist und so einen oberen Kanal 4 bildet. Dabei ist die Zwischenvand 2 im dargestellten Ausführungsbeispiel so angeordnet, daß der ankommende Gasstrom in etwa zwei gleich große Teilströme unterteilt wird. Damit soll nicht gesagt sein, daß die dargestellte Aufteilung des Gasstromes und des Eintrittsquerschnitts zu einer optimalen Abscheideleistung führt. Es soll vielmehr deutlich gemacht werden, daß insoweit eine Variationsmöglichkeit besteht, wobei Hie günstigsten Verhältnisse im Einzelfall durch Berechnun_e"en und/oder Versuche festgelegt werden müssen. Vielfach sind nämlich auch Asymmetrien des ankommenden Gasstromes zu berücksichtigen, die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgeglichen werden können. Im übrigen haben die Ziffern in Fig. 2 die gleiche Bedeutung wie in Fig. '

Für den Fall, daß man die günstigste Aufteilung des Gasstromes nicht berechnen oder nur mit unvertretbar hohem Aufwand durch Versuche ermitteln kann, ist es vorteilhaft, wenn die Eintrittskante 13 der Zwischen· wand 2 quer zur Strömungsrichtung des Gases geschwenkt werden' kann, wie in F i g. 2 durch gestrichelte Linien angedeutet. Alternativ kann an der feststehenden Eintrittskante auch eine schwenkbare Klappe 14 ange-

ordnet werden. Beide Maßnahmen sind auch dann von Vorteil, wenn eine nachträgliche Änderung der Aufteilung des Gasstromes erforderlich werden sollte.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

33 OO 859 Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Umlenkung und gleichmäßigen Verteilung eines senkrecht von oben ankommenden Gasstromes auf den Eintrittsquerschnitt eines horizontal durchströmten elektrostatischen Staubabscheiders unter gleichzeitiger Vorabscheidung von Staub, im wesentlichen bestehend aus einem sich konisch erweiternden Eintrittsstutzen, je einer sich über den Eintrittsquerschnitt des Staubabscheiders erstreckenden Einrichtung zur Umlenkung und Verteilung des Gasstromes, einer Gehäusewand, die zwischen sich und der Umlenkeinrichtung einen von oben nach unten keilförmig verjüngten Eintrittskanal umschließt sowie einem unter der Vorrichtung angeordneten Staubsammelbunker, dadurch gekennzeichnet, daß der sich keilförmig verjüngende Eintrittskanal (1) durch eine Zwischenwand (2) in v&j .einander gasdicht getrennte Kanäle unterteilt ist isnd dsß ein Tel! dss Gasstromes zwangsläufig über einen Kanal (4) dem oberen Teil des Eintrittsquerschnitts (3) des Abscheiders zugeführt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der von der Zwischenwand (2) umschlossene Kanal (4) sich von oben nach unten keilförmig verjüngt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Kanal (4) quer zur keilförmigen Ve -jüngung nach unten zu konisch verengt ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Kanal (4) unten in ein Staubausfallrohr (5) mundet, das sich bis in den S?aubsammelbunker(6) erstreckt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Umlenkeinrichtung (7) Klappenbleche oder Jalousiebleche verwendet werden.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur gleichmäßigen Verteilung des Gasstromes Lochbleche (8) oder Klappenlochbleche verwendet werden.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittskante (13) der Zwischenwand (2) quer zur Gasströmungsrichtung zumindest über eine Teillänge schwenkbar ausgebildet ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6. dadurch gekennzeichnet, daß an der feststehenden Eintrittskante (13) der Zwischenwand (2) eine quer zur Gasströmungsrichtung schwenkbare Klappe (14) angeordnet ist.