DE3626983C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genann­ ten Art. Der in einem Trägerfluid, beispielsweise Luft, geförderte Feststoff, beispielsweise Kohlenstaub oder ein Pulver, liegt oftmals aufgrund langer Leitungen und Krümmer nicht gleichmäßig über den Strömungsquerschnitt verteilt vor, sondern in Form von Strähnen, die örtlich und zeitlich schwanken können. Nachgeschaltete Vorrichtungen, wie z. B. Brenner für Kohlenstaub, verlangen jedoch oft eine gleichmäßige Verteilung des Feststoffes über den Strömungsquerschnitt, um vorteilhaft wirken zu können.

Problemstellungen dieser Art treten beispielsweise bei mit Kohlenstaub gefeuer­ ten Dampferzeugungsanlagen auf. Hier muß oftmals der aus der Kohlemühle austretende und mit Kohlenstaub beladene Luftstrom gleichmäßig auf mehrere Brenner aufgeteilt werden. Dabei ist es wichtig, daß jeder Brenner gleichermaßen mit Trägerluft und Kohlenstaub versorgt wird, da sich sonst unvorteilhafte Verbrennungszustände in den Flammen einstellen können.

Vorteilhaft für die gleichmäßige Verbrennung ist auch das Vorhandensein gleicher Kornspektren in den einzelnen Brennerleitungen, so daß nicht ein Brenner hauptsächlich grobe und ein anderer Brenner hauptsächlich feine Körner enthält.

Ein Verfahren der genannten Art ist aus der DE-AS 10 94 397 bekannt. Der Kohlenstaub wird mittels eines Zyklonabscheiders von der Trägerluft getrennt, der Staub in einem Abscheidebehälter zwischengebunkert und anschließend wieder den Brennerleitungen, den Betriebserfordernissen des Dampferzeugers entsprechend, zugegeben und mit der Trägerluft vermischt. Hierbei wird, der Ausbildung eines Zyklonabscheiders gemäß, der Kohlenstaub am unteren Ende des trichterförmigen Gehäuses gesammelt und nach unten ausgeschleust, während die Luft zentral zum Gehäuse nach oben, also in entgegengesetzter Richtung zum Staub strömend, den Zyklonabscheider durch ein Tauchrohr verläßt. Der abgeschiedene Staub wird mittels einer Zuteilvorrichtung, die von einem gemein­ sam auch den Rohkohlezuteiler antreibenden Motor angetrieben wird, den Erfordernissen des Dampferzeugers angepaßt, wieder dem Förderluftstrom zugegeben.

Diese Vorrichtung hat den Nachteil, daß der zudosierte Staub nach der Zugabe zur Förderluft zwar zeitlich gleichmäßig, jedoch nicht gleichmäßig über den Strömungsquerschnitt verteilt vorliegt. Weiterhin ist bei dieser Vorrichtung der hohe apparative Aufwand von Nachteil.

Eine Vorrichtung zum gleichmäßigen Verteilen eines mit Feststoffen beladenen Luft- oder Gasstromes, die in einen Strömungskanal eingesetzt wird, ist mit der DE-OS 31 20 036 bekanntgeworden. Hierin wird eine über den Strömungsquer­ schnitt gleichmäßige Verteilung der ungleichmäßig in einem Trägerstrom verteilten Feststoffe dadurch erreicht, daß der Strömungskanal mittels Einbauten in mehrere Teilkanäle unterteilt wird und die sich dadurch ausbildenden Teilströme wieder zusammengeführt werden. Die Einbauten bestehen hier aus im Abstand zueinander angeordneten gleichschenkligen Dreiecksflächen, die in Strömungsrich­ tung spitzwinklig sind, und an deren Schenkel wechselweise nach der einen und der anderen Richtung stumpfwinklige Dreiecksflächen angebracht sind. In der Praxis bestehen diese Einbauten üblicherweise aus dünnen Metalltrennblechen, um den Strömungskanal nicht mehr als notwendig zu versperren.

Weiterhin ist bekannt, daß diese Vorrichtung zum Vergleichmäßigen auch dazu verwendet werden kann, die Teilströme wechselweise in eine rechte und linke Rohrleitung münden zu lassen, wodurch eine Unterteilung des Gas-Feststoff- Gemisches auf zwei Ausgänge erreicht wird. Eine solche schichtweise Teilstrom­ verzweigung ist in dem Aufsatz "Progbleme der Staub- und Luftverteilung in Kohlenstaubbrennern" in Mitteilungen der VGB, Heft 62, Oktober 1959, beschrie­ ben worden. Bei Hintereinanderschaltung mehrerer dieser Vorrichtungen ist eine weitere Unterteilung in jeweils zwei Teilströme je Vorrichtung möglich.

Die erwähnte Vorrichtung hat den Nachteil, daß der Strömungsquerschnitt wegen der Versperrung nicht beliebig fein mit Trennblechen unterteilt werden kann. Die benötigten dünnen Trennbleche unterliegen zudem starkem Erosionsver­ schleiß, weshalb oft ein austauschbares Cassetten-System für die Einbauten verwendet wird. Ungünstig gelagerte Eingangssträhnen wirken sich darüber hinaus negativ auf das Verteilergebnis aus, denn eine sich in der Nähe eines Teilkanals befindliche Strähne wird zum überwiegenden Teil in diesen Teilkanal und damit in einen einzigen Ausgang gelangen, während andere Teilkanäle und damit der zweite Ausgang zu wenig Staub erhalten. Weiterhin ist bei dieser Vorrichtung von Nachteil, daß sie nur eine Teilung in zwei Teilströme vornimmt. Für weitere Unterteilungen müssen mehrere Vorrichtungen hintereinander angeordnet werden.

Weiterhin sind Vorrichtungen bekannt, die durch den Einbau von Tubulenzerzeu­ gern oder Prallscheiben in den Strömungskanal eine Vergleichmäßigung der Staubbeladung über den Strömungsquerschnitt erreichen. Solche Einbauten haben den Nachteil hohen Druckverlustes, der durch höhere Gebläseleistung ausgeglichen werden muß. Bei der Verwendung dünnwandiger Einbauten unterlie­ gen diese starkem Erosionsverschleiß durch den Feststoff.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der genannten Art anzugeben, das den Feststoff und das Fluid gleichmäßig auf den Austrittsquerschnitt einer nach diesem Verfahren wirkenden Vorrichtung verteilt, und das geringen Druckverlust geringen Erosionsverschleiß und einen geringen apparativen Aufwand hat.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß während des gesamten Prozesses der Fliehkraftabscheidung der Feststoff und das Fluid im wesent­ lichen die gleiche axiale Strömungsrichtung aufweisen und daß die kontinuierliche Zugabe des Feststoffes in das strömende Fluid durch Überlaufen des über einen Umfang verteilt angeordneten Pufferspeichers erfolgt, wobei der Feststoff über dem Umfang gleichmäßig verteilt zugegeben wird. Dabei strömt das Fluid konzentrisch zum und innerhalb des rotierenden Feststoffes. Das aus Feststoff und Fluid bestehende strömende Gemisch kann dem Fliehkraftabscheider tangen­ tial oder axial zuströmen.

Ein solches Verfahren läßt sich auch vorteilhaft dazu verwenden, um den vergleichmäßigten Gemischstrom im weiteren Verlauf in Gemisch-Teilströme zu unterteilen. Hierzu ist das Feststoff-Fluid-Gemisch derart in Teilströme zu verteilen, daß jeder Teilstrom die gleiche Menge an Feststoff und Fluid aufweist. Dabei sollte eine möglichst hohe Gleichheit der Kornspektren in den einzelnen Teilströ­ men erreicht werden und eine Aufteilung auf eine beliebige Anzahl von Teilströmen möglich sein.

Man erreicht dies dadurch, daß eine über einen Umfang gleichmäßige Verteilung des Feststoffes im Fluid erzeugt wird, so daß dieser Umfang in eine beliebige Anzahl von Teilbögen geometrisch unterteilt werden kann, wobei Teilquerschnitte entstehen, durch die Gemisch-Teilströme fließen, deren jeweilige Mengenströme im Verhältnis zur Länge der Teilbögen steht.

Weiterhin kann das oben beschriebene Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, in dem nacheinander die Verfahrensschritte "Trennen von Feststoff und Fluid." "Beruhigen und Sammeln des Feststoffs". "Mischen von Feststoff und Fluid" und anschließendem "Teilen des vergleichmäßigten Gemisches" durchlaufen werden, insofern abgeändert werden, als die Verfahrensschritte "Mischen" und "Teilen" vertauscht werden können, d. h. daß der Feststoff und das Fluid nach der Trennung (B) und während oder nach der Beruhigung und Sammlung des Feststoffes (H) jeweils in Teilströme geteilt (K; J) und die Teilströme wieder paarweise unter Ausbildung von Gemisch-Teilströmen gemischt werden (L).

Die Vergleichmäßigung wird dadurch erreicht, daß der Feststoff in einer zu einer Baueinheit zusammengefaßten Vorrichtung von dem Fluid getrennt, der in Form örtlich und zeitlich wechselnder Strähnen in die Vorrichtung eintretende Feststoff beruhigt und gesammelt und anschließend dem Fluid wieder über den Austrittquerschnitt gleichmäßig verteilt zugemischt wird.

Die Erfindung richtet sich auch auf eine Vorrichtung gemäß Oberbegriff des Anspruches 6 zum Vergleichmäßigen eines strömenden Gemisches bestehend aus einem dispersen Feststoff und einem Fluid gemäß einem Verfahren nach Anspruch 1 mit einer Förderleitung, in welcher der Feststoff und das Fluid strömen, mit einem sich an die Förderleitung anschließenden Fliehkraftabscheider zum Trennen des Feststoffes von dem Fluid, mit einem Pufferspeicher zum Beruhigen und Sammeln des aus dem Fliehkraftabscheider austretenden Feststof­ fes und mit einer Zugabevorrichtung zum Dosieren des aus dem Pufferspeicher austretenden Feststoffes in das strömende Fluid.

Erfindungsgemäß ist bei dieser Vorrichtung vorgesehen, daß an dem Ausgang des Fliehkraftabscheiders sowohl das Fluid als auch der Feststoff austreten, daß sich koaxial an den Fliehkraftabscheider unmittelbar ein Gehäuse anschließt, daß koaxial in dem Fliehkraftabscheider und in dem Gehäuse ein nichtdurchströmtes Kernrohr angeordnet ist, wobei in dem Raum zwischen dem Kernrohr und dem Außenrohr des Fliehkraftabscheiders bzw. der Wand des Gehäuses der Feststoff vom Fluid getrennt wird, daß der Pufferspeicher im Raum zwischen dem Kernrohr und der Wand des Gehäuses über den Umfang gleichmäßig verteilt angeordnet ist oder sich an das Gehäuse über den Umfang verteilt anschließt, so daß der Feststoff aus dem Pufferspeicher über den Umfang gleichmäßig verteilt dem Fluid zuströmt.

Das Kernrohr dient dazu, eine Rückströmung des innen im Fliehkraftabscheider und dem Gehäuse schraubenförmig aufwärts strömenden Fluids zu verhindern und das Fluid zu führen. Eine solche Rückströmung kann ohne die Verwendung eines Kernrohres aufgrund des bei Wirbelströmungen auftretenden zentralen Niederdruckgebietes auftreten.

Die Zuführung kann in den Fliehkraftabscheider tangential oder axial einmünden, wobei der Fliehkraftabscheider bei tangentialer Zuführung schraubenförmig ausgeführt ist. Die schraubenförmige Strömungsführung verhindert bei vertikaler Anordnung und aufwärts gerichteter Strömung Feststoffablagerungen im Abschei­ der. Bei axialer Zuführung werden Drallschaufeln verwendet, die dem Feststoff den zum Ausschleudern notwendigen Drall verleihen. An den Fliehkraftabscheider schließt sich ein Gehäuse an, das als sich in Strömungsrichtung erweiternder Kegelstumpf, als sich in Strömungsrichtung erweiternder Pyramidenstumpf oder als Prisma ausgebildet sein kann. Hier hinein strömt der in Strähnen an das Außenrohr des Fliehkraftabscheiders ausgeschleuderte Feststoff.

In den Freiraum zwischen Gehäuse und Kernrohr kann ein Trennkörper für die Trennung von Feststoff- und Fluidströmung, vorzugsweise ein konusförmiger Ringkörper, angebracht werden, der ein Wiederaufwirbeln des bereits abgeschie­ denen Feststoffes durch das Fluid verhindert.

Möglichkeiten zum Feststoffberuhigen und -sammeln sind zum Beispiel durch Aufstauen an einem Wehr oder durch Speichern und Entspeichern eines Puffers gegeben. Das Gehäuse ist daher an seinem Austrittsquerschnitt beispielsweise durch eine Stauplatte abgedeckt, die als ringförmiger Deckel mit einer zentralen Öffnung und daran befindlicher Abströmkante ausgebildet ist. Die an der Wand des Gehäuses schraubenförmig aufwärts strömenden Feststoffsträhnen werden an der Stauplatte in eine Kreisbahn abgelenkt, verteilen sich dabei gleichmäßig auf den Umfang dieser Kreisbahn und bilden somit einen rotierenden Feststoff­ ring. Dieser Feststoffring hat im wesentlichen eine Torusform und stellt einen Kurzzeitspeicher (Pufferspeicher) dar, der durch die Gehäusewand und die Stau­ platte begrenzt wird. Er wird durch die eintretenden Strähnen kontinuierlich gefüllt und durch rotierendes und radial nach innen gerichtetes Abströmen des Feststoffes entlang der Stauplatte wieder kontinuierlich entleert. Hierdurch wird der Feststoff beruhigt, gesammelt und wieder dem Fluid zugemischt.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Stauplatte durch einen ringfömrigen Deckel mit torusförmigem Hohlraum ersetzt, der einen etwa halbkreisförmigen Querschnitt aufweist. Dadurch wird ein Pufferspeicher gebildet, der sich absatzfrei dem Kegelstumpfgehäuse anschließt, so daß die Feststoffsträh­ nen hier ebenfalls in eine Kreisbahn innerhalb des Hohlraumes abgelenkt werden und der Feststoff gleichmäßig auf den Umfang der Kreisbahn verteilt wird. Durch die Wahl des Torusquerschnittes kann die Speicherkapazität des Pufferspei­ chers beeinflußt werden. Der Feststoff verläßt den Pufferspeicher durch Überlau­ fen über eine kreisförmige Abströmkante in Richtung der zentralen Öffnung des Deckels.

Der bezüglich des Umfanges der Abströmkante des Deckels oder der Stauplatte vergleichmäßigte Feststoff vermischt sich nach dem Überströmen der Abström­ kante wieder gleichmäßig mit dem Fluid.

Der innere Durchmesser der ringförmigen Stauplatte oder des Deckels ist so groß gewählt, daß in Verbindung mit dem Kernrohr ein Ringkanal für das vergleichmäßigte Feststoff-Fluid-Gemisch gebildet wird.

Dem Ringkanal kann eine Teileinrichtung nachgeschaltet werden, die das vergleich­ mäßigte Gemisch in Gemisch-Teilströme unterteilt. Sie kann aus einer der Anzahl der Gemisch-Teilströme entsprechenden Anzahl von Trennwänden beste­ hen, die radial und vorzugsweise in Strömungsrichtung geneigt in den Ringkanal eingesetzt sind.

Eine nach dem vertauschten Verfahrensablauf nach Anspruch 5 wirkenden Vorrich­ tung, bei der der Feststoff gleichzeitig beruhigt, gesammelt und geteilt wird, kann beispielsweise derart aufgebaut sein, daß der aus dem tangential oder axial eingeströmten Fliehkraftabscheider austretende Feststoff in ein sich in Strömungsrichtung erweiterndes pyramidenstumpfförmiges Gehäuse schrauben­ förmig rotierend eintritt und sich an den Innenkanten des Pyramidenstumpfes unter Bildung von Zwickeln ansammelt und damit Feststoff-Teilströme bildet. Die Anzahl der Kanten des Pyramidenstumpfes entspricht der Anzahl der Fest­ stoff-Teilströme und der Gemisch-Teilströme. Die Innenkanten des Pyramiden­ stumpfes stellen für den Feststoff einen Kurzzeitspeicher dar, in dem der rotierende Feststoff durch Richtungsumkehr beruhigt, gleichzeitig gesammelt und geteilt wird. Das Entspeichern des Speichers erfolgt durch Abrutschen auf den aufgrund der Form des Pyramidenstumpf-Gehäuses schräg angeordneten Innenflächen und/oder durch Mitschleppen durch das Fluid. Die Vorgänge des Speicherns und Entspeicherns laufen kontinuierlich ab.

Das innerhalb des Feststoffes strömende Fluid wird mittels eines Führungsrohres vom Feststoff getrennt geführt, welches in dem Raum zwischen dem Kernrohr und der Wand des Gehäuses angeordnet ist, so daß ein Ringraum (32) für das Fluid und ein äußerer Raum für den Feststoff gebildet werden.

Das Fluid kann im Bereich des Austrittsquerschnittes des Ringraumes mit Hilfe von radialen Trennwänden, die in Strömungsrichtung geneigt angeordnet sind, in Fluid-Teilströme geteilt werden, die vorzugsweise in gleicher Anzahl wie die der Gehäusekanten vorhanden sind. Die Trennwände sind so angeordnet, daß die entstehenden Teilquerschnitte den feststofführenden Zwickeln an den Kanten des Gehäuses jeweils zugeordnet sind, so daß nach der Vereinigung der jeweiligen Teilströme mehrere Gemisch-Teilströme vorliegen. Diese bilden sich beim Ein­ strömen in die Abströmleitungen, welche sich dem Gehäuse anschließen, aus.

Wie schon obenerwähnt, sind der Fliehkraftabscheider, das Gehäuse, die Einrich­ tungen zum Beruhigen und Sammeln und die Einrichtung zum Teilen erfindungs­ gemäß zu einer Baueinheit zusammengefaßt.

In der Beschreibung der Vorrichtung wird eine vertikale Ausrichtung der Längs­ achse angenommen, es sind jedoch auch andere Lagen möglich.

Die nach dem erfindunsgemäßen Verfahren wirkende und oben beschriebene Vorrichtung hat gegenüber der bekannten Vorrichtung DE-OS 31 20 036 den Vorteil, daß die Vergleichmäßigung des Feststoff-Fluid-Gemisches nahezu unabhängig von Eintrittsschwankungen und Strähnen des Feststoffes ist. Da das angegebene Ausführungsbeispiel, von dem nicht zwingend notwendigen Trennkörper abgesehen, keine weiteren Einbauten aufweist, ist der Druckverlust gegenüber der bekannten Vorrichtung und gegenüber Vorrichtungen mit Turbulenz­ erzeugern gering. Das Fehlen von Einbauten wirkt sich ebenfalls günstig auf den Verschleiß aus, da alle Bauteile dickwandig ausgeführt werden können.

Weiterhin ist als vorteilhaft zu nennen, daß der Austrittsquerschnitt des Gehäuses zur Ausbildung der Gemisch-Teilströme in eine beliebige Anzahl von Teilquer­ schnitten unterteilt werden kann, und damit ein stufenweises Zweiteilen und Hintereinanderschalten mehrerer Vorrichtungen entfällt.

Aufgrund der rotationssymmetrischen Bauweise liegt ein weiterer Vorteil darin, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung druck- und explosionsfest hergestellt werden kann, was besonders bei brennbaren oder explosiven Feststoffen von Nutzen sein kann.

Da der Feststoff dem Fluid rotierend wieder zugemischt wird, ist eine annähernd gleiche Kornverteilung in den einzelnen Gemisch-Teilströmen gewährleistet. Der nicht ausgeschleuderte Feinstaub wird gemeinsam mit dem Fluid geteilt.

Das erfindungsgemäße Verfahren und bevorzugte Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens werden folgend anhand der Figuren näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 die Reihenfolge der Verfahrensschritte Trennen des Feststoffes vom Fluid, Beruhigen und Sammeln des Feststoffes, Mischen von Fluid und Feststoff sowie Teilen des vergleichmäßigten Gemisches;

Fig. 2 die Reihenfolge der Verfahrensschritte Trennen des Feststoffes vom Fluid, Beruhigen, Sammeln und Teilen des Feststoffes. Teilen des Fluids und jeweils paarweises Mischen von Feststoff- und Fluid-Teil­ strömen;

Fig. 3 eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Fig. 1 mit einem tangential ein-und schraubenförmig durchströmten Fliehkraftab­ scheider als Trenneinrichtung und einem Deckel mit torusförmigem Hohlraum im Halbschnitt;

Fig. 3a einen Teilschnitt vergleichbar Fig. 3, in dem der Deckel durch eine Stauplatte ersetzt ist;

Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV der Fig. 3 mit Blick auf den tangentialen Strömungseinlauf der Vorrichtung;

Fig. 5 eine Ausführungsform der Vorrichtung mit axial eingeströmtem Fliehkraftabscheider ohne den konusförmigen Trennkörper;

Fig. 6 eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Fig. 2 mit einem tangential ein- und schraubenförmig durchströmten Fliehkraftab­ scheider, einem pyramidenstumpfförmigen Gehäuse und zwei beispiel­ haft dargestellten Abströmleitungen;

Fig. 7 einen Schnitt entlang der Linie V-V der Fig. 6 mit Blick auf die Ausströmquerschnitte der Feststoff- und Fluid-Teilströme.

In Fig. 1 ist die Reihenfolge der Verfahrensschritte nach den Ansprüchen 1 und 4 dargestellt, indem innerhalb der Apparategrenze (A) zuerst der Feststoff vom Fluid getrennt (B), der Feststoff (F) beruhigt und gesammelt wird (C) und das Fluid (G) und der Festsoff wieder gemischt werden (D). Nach der Mischung wird das Gemisch in Gemisch-Teilströme geteilt (E).

In Fig. 2 sind die Verfahrensschritte "Mischen" (D) und "Teilen" (E) der Fig. 1 gegeneinander vertauscht. Innerhalb der Apparategrenze (A) wird das Feststoff- Fluid-Gemisch in einen Fluidstrom (G) und einen Feststoffstrom (F) getrennt (B), der Feststoffstrom beruhigt und gesammelt (H), die Feststoff- und Fluid­ ströme jeweils in Fluid-Teilströme (K) und in Festtoff-Teilströme (J) geteilt und die Feststoff- und Fluid-Teilströme paarweise wieder gemischt (L).

Die Vorrichtung in Fig. 3 dient der Durchführung des Verfahrens nach Fig. 1 und weist einen Fliehkraftabscheider (1) mit einem tangential angeordneten Rechteckkanal (6) und einem Einströmquerschnitt (6 a) zur Einströmung des ungleich mit Feststoff beladenen Trägerfluids auf. Ein zylindrisches Außenrohr (2) des Fliehkraftabscheiders (1) bildet mit einem durch die gesamte Vorrichtung reichenden nicht durchströmten Kernrohr (3) einen Ringraum (4). Dieser Ringraum ist nach unten mit einer schraubenförmig steigenden ringförmigen Grundplatte (5) abgeschlossen. Der Rechteckkanal (6) mündet tangential an das Kernrohr (3) und weist die gleiche Steigung wie die Grundplatte (5) und die gleiche Breite (7) (Fig. 4) wie der Ringraum (4) auf. Anschlußseitig trägt der Rechteckkanal (6) einen Flansch (8). Der ausgeschleuderte Feststoff verläßt den Fliehkraftab­ scheider (1) über den Feststoffausgang (4 a) des Außenrohres (2), während das Fluid den Fliehkraftabscheider über den Fluidausgang (4 b) verläßt.

An das Außenrohr (2) schließt sich ein sich in Strömungsrichtung erweiterndes, kegelstumpfförmiges Gehäuse (9) an, das koaxial zum Fliehkraftabscheider (1) angeordnet ist und in Verbindundg mit dem Kernrohr (3) einen sich in Strömungs­ richtung erweiternden Ringraum (10) bildet. In den Ringraum kann ein Trennkörper (11) mit beispielsweise konusförmiger Kontur eingebaut werden, der den an der Innenwand des Gehäuses (9) und im äußeren Ringraum (10 b) schraubenförmig aufwärts strömenden Feststoff vor dem im inneren Ringraum (10 a) aufwärts strömenden turbulenten Fluid vor Wiederaufwirbelung schützt.

Oberhalb des Gehäuses (9) schließt sich ein in den Deckel (13) eingearbeiteter torusförmiger Hohlraum (12) mit etwa halbkreisförmigem Querschnitt so an, daß der Feststoff tangential in den Hohlraum einströmen kann. Der Deckel besitzt innen eine umlaufende Abströmkante (15), über die der Feststoff wieder rotierend und radial nach innen ausströmt, sich nach Passieren des Ringspaltes (14) im Ringkanal (18) wieder mit dem Fluid aus dem inneren Ringraum (10 a) mischt und die Vorrichtung über den Ausströmquerschnitt (18 a) verläßt.

Der beschriebenen Vorrichtung kann eine Teileinrichtung (16) koaxial nachgeschal­ tet werden, die aus dem verlängerten Ringkanal (18) und radial und vorzugsweise in Strömungsrichtung geneigten Trennwänden (19) besteht, wobei der verlängerte Ringkanal (18) aus dem zylindrischen Außenrohr (17) und dem Kernrohr (3) gebildet wird. Die Anzahl der Trennwände (19) entspricht der Anzahl der zu erzeugenden Gemisch-Teilströme. An die freien Strömungsquerschnitte zwischen den Trennwänden (19) können die nicht gezeichneten Abströmleitungen angeschlos­ sen werden.

Fig. 3a zeigt einen Teilschnitt vergleichbar Fig. 3, bei dem der Deckel (13) aus Fig. 3 durch eine ringförmige Stauplatte (25) ersetzt ist, die das Gehäuse (9) abschließt und innen eine umlaufende Abströmkante (15 a) für den Feststoff aufweist. Die Teileinrichtung (16) schließt sich ähnlich Fig. 3 der Stauplatte (25) derart an, daß das Außenrohr (17) bündig mit der Abströmkante (15 a) ist.

Fig. 4 zeigt einen Schnitt entlang der Linie IV-IV der Fig. 3 mit Blick auf den tangentialen Einlauf des Fliehkraftabscheiders, bestehend aus dem Rechteckkanal (6) mit dem Flansch (8) und dem Ringraum (4), der aus dem Kernrohr (3) und dem Außenrohr (2) gebildet wird. Die Breite (7) des Ringraumes (4) entspricht der inneren Breite des Rechteckkanals (6).

In Fig. 5 ist eine Ausführung vergleichbar Fig. 3, jedoch mit axialem Fliehkraftab­ scheider (24) beispielhaft dargestellt. Das ungleichmäßig mit Feststoff beladene Fluid strömt durch den Querschnitt (20) in die Vorrichtung ein. Der Fliehkraftab­ scheider wird hier aus dem sich erweiternden Außenrohr (21), dem Verdrängungs­ körper (22) und den Drallschaufeln (23) gebildet, die in dem aus dem Kernrohr (3 a) und dem Außenrohr (21) gebildeten Ringraum (4) gleichmäßig verteilt angeord­ net sind. Der Feststoffausgang (4 a) und der Fluidausgang (4 b) des Fliehkraftab­ scheiders entsprechen denen der Fig. 3. In Abänderung der Fig. 3 ist der Trenn­ körper (11) in Fig. 5 weggelassen.

In Fig. 6 ist eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Fig. 2 perspektivisch im Teilschnitt dargestellt. Sie besteht aus einem schraubenförmi­ gen, tangential eingeströmten Fliehkraftabscheider (1) ähnlich Fig. 3, der ein unteres Kernrohr (31) und ein Außenrohr (2) aufweist, die zusammen einen Ringraum (4) mit einem Feststoffausgang (4 a) und einem Fluidausgang (4 b) bilden. Nach unten ist der Fliehkraftabscheider mit einer schraubenförmig steigenden ringförmigen Grundplatte (5) abgeschlossen.

Dem Außenrohr (2) schließt sich ein in Strömungsrichtung erweiterndes pyrami­ denstumpfförmiges Gehäuse (28) mit beispielsweise vier Kanten (27) an. Die Anzahl der Kanten entspricht der Anzahl der zu erzeugenden Gemisch-Teilströme. An den Kanten (27) sammelt sich der Feststoff unter Beruhigung an, wobei er gleichzeitig durch vier geteilt wird und aufgrund der schrägen Flächen des Pyramidenstumpfgehäuses unter Ausbildung von Zwickeln (26) nach oben rutscht.

Zentral im Gehäuse (28) ist ein konisches Kernrohr (33) angebracht, das mit einem ebenfalls konischen Führungsrohr (34) einen Ringraum (32) bildet, der dem Fluidausgang (4 b) des Fliehkraftabscheiders nachgeschaltet ist.

Austrittsseitig ist der Querschnitt des Ringraumes (32) mittels radialer und vorzugsweise in Strömungsrichtung geneigter Trennwände (29) in hier beispielhaft gezeichnete vier Teilquerschnitte (35) unterteilt, so daß die Teilquerschnitte den feststofführenden Zwickeln (26) zugeordnet sind. Die aus den Teilquerschnitten (35) austretenden Fluid-Teilströme mischen sich jeweils mit den aus den zugehö­ rigen Zwickeln (26) austretenden Feststoff-Teilströmen in den sich anschließen­ den jeweils gemeinsamen Abströmleitungen (30) für die Gemisch-Teilströme (gestrichelt dargestellt).

Fig. 7 verdeutlicht mit einem Schnitt entlang der Linie V-V der Fig. 6 mit Blickrichtung auf das Gehäuse (28) noch einmal die Fluid- und Feststoffauftei­ lung, wobei ein Fluid-Teilstrom im Teilquerschnitt (35) schraffiert und ein Feststoff-Teilstrom im Zwickel (26) punktiert dargestellt sind.

Claims (18)

1. Verfahren zum Vergleichmäßigen eines strömenden Gemisches bestehend aus einem dispersen Feststoff und einem Fluid, bei dem der Feststoff von dem Fluid durch Fliehkraft getrennt wird und anschließend der Feststoff in einem Pufferspeicher beruhigt und gesammelt wird und bei dem dann der Feststoff dem strömenden Fluid kontinuierlich zugegeben und mit diesem vermischt wird, dadurch gekennzeichnet, daß während des gesamten Prozesses der Fliehkraftabscheidung der Fest­ stoff und das Fluid im wesentlichen die gleiche axiale Strömungsrichtung aufweisen und daß die kontinuierliche Zugabe des Feststoffes in das strömende Fluid durch Überlaufen des über einen Umfang verteilt angeord­ neten Pufferspeichers erfolgt, wobei der Feststoff über dem Umfang gleichmäßig verteilt zugegeben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluid konzentrisch zum und innerhalb des rotierenden Feststoffes strömt und der Feststoff wieder rotierend und radial nach innen strömend dem Fluid zugegeben wird.

3. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das aus Feststoff und Fluid bestehende strömende Gemisch dem Fliehkraftabscheider tangential oder axial zuströmt.

4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das vergleichmäßigte Gemisch anschließend in Gemisch-Teilströme unterteilt wird.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Feststoff und das Fluid nach der Trennung (B) und während oder nach der Beruhigung und Sammlung des Feststoffes (H) jeweils in Teilströ­ me geteilt (K; J) und die Teilströme wieder paarweise unter Ausbildung von Gemisch-Teilströmen gemischt werden (L).

6. Vorrichtung zum Vergleichmäßigen eines strömenden Gemisches bestehend aus einem dispersen Feststoff und einem Fluid gemäß einem Verfahren nach Anspruch 1 mit einer Förderleitung, in welcher der Feststoff und das Fluid strömen, mit einem sich an die Förderleitung anschließenden Flieh­ kraftabscheider zum Trennen des Feststoffes von dem Fluid, mit einem Pufferspeicher zum Beruhigen und Sammeln des aus dem Fliehkraftabschei­ der austretenden Feststoffes und mit einer Zugabevorrichtung zum Dosie­ ren des aus dem Pufferspeicher austretenden Feststoffes in das strömende Fluid, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Ausgang des Fliehkraftabscheiders sowohl das Fluid als auch der Feststoff austreten, daß sich koaxial an den Fliehkraftabscheider unmittelbar ein Gehäuse (9, 28) anschließt, daß koaxial in dem Fliehkraftab­ scheider (1; 24) und in dem Gehäuse ein nichtdurchströmtes Kernrohr (3, 31, 33) angeordnet ist, wobei in dem Rahm zwischen dem Kernrohr und dem Außenrohr (2, 21) des Fliehkraftabscheiders bzw. der Wand des Gehäuses der Feststoff vom Fluid getrennt wird, daß der Pufferspeicher im Raum zwischen dem Kernrohr und der Wand des Gehäuses über den Umfang gleichmäßig verteilt angeordnet ist oder sich an das Gehäuse über den Umfang verteilt anschließt, so daß der Feststoff aus dem Pufferspeicher über den Umfang gleichmäßig verteilt dem Fluid zuströmt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung in den Fliehkraftabscheider tangential oder axial einmün­ det.

8. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Fliehkraftabscheider bei tangentialer Zuführung schraubenförmig ausgeführt ist.

9. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse als sich in Strömungsrichtung erweiternder Kegelstumpf, als sich in Strömungsrichtung erweiternder Pyramidenstumpf oder als Prisma ausgebildet ist.

10. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in dem als Kegelstumpf ausgebildeten Gehäuse zwischen dem Kernrohr und der Wand des Gehäuses ein Trennkörper (11) angeordnet ist, der vorzugsweise eine konische Ringform aufweist.

11. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Pufferspeicher (12) sich an das als Kegelstumpf ausgebildete Gehäuse anschließt und im wesentlichen torusförmig ausgebildet ist.

12. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß am Gehäuseausgang eine Stauplatte (25) oder ein Deckel (13) mit einem konzentrischen torusförmigen Hohlraum angeordnet ist, die eine zentrale Öffnung mit einer Abströmkante (15 a, 15) aufweisen und die zusammen mit der Gehäusewand den Pufferspeicher bilden.

13. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß sich an den fluidseitigen Ausgang des Gehäuses ein Ringkanal (18) anschließt.

14. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß dem Ringkanal eine Einrichtung zum Teilen des Gemisches nachgeschal­ tet ist, so daß mehrere Gemisch-Teilströme vorliegen.

15. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 6 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Teilen aus radial angeordneten und vorzugsweise in Strömungsrichtung geneigten Trennwänden (19) besteht.

16. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 6 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Raum zwischen dem Kernrohr und der Wand des Gehäuses ein Führungsrohr (34) angeordnet ist, so daß ein Ringraum (32) für das Fluid und ein äußerer Raum für den Feststoff gebildet werden.

17. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 6 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Kernrohr (33) und dem Führungsrohr (34) im Bereich des Austrittsquerschnittes des Ringraumes (32) Trennwände (29) radial und in Strömungsrichtung geneigt angeordnet sind, so daß das Fluid in eine Anzahl von Teilströmen unterteilt wird und das die entstehenden Teilquerschnitte (35) den feststofführenden Zwickel (26) an den Kanten (27) des Gehäuses jeweils zugeordnet sind, so daß nach der Vereinigung der jeweiligen Teilströme mehrere Gemisch-Teilströme vorliegen.

18. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 6 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Fliehkraftabscheider, das Gehäuse, die Einrichtungen zum Beruhigen und Sammeln und die Einrichtung zum Teilen als Baueinheit zusammenge­ faßt sind.