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Verfahren und Vorrichtung zum Reinigen von staubhaltigen Gasen oder
Dämpfen mittels Zentrifugalkraft.
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Bei den bekannten Staubschleudern mit umlaufenden Trommeln soll aus
den Schlitzen am Trommel umfange nur der abgeschleuderte Staub aus der Trommel entweichen,
während das Gas ohne Verluste die Trommel durchströmen und als Reingas gewonnen
werden soll. Zu diesem Zweck ist der Staubsainmelraum um die Trommel ringsum dicht
geschlossen, damit nur der Staub hineingelangen, aber kein Gas daraus entweichen
kann.
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Demgegenüber bedeutete es eine Verbeserungs. als man dazu überging,
» die mit den abgeschiedenen festen und flüssigen Teilen in den Absetzeraum etwa
übergerissene Gase «, wie es in tler österreichischen Patentschrift 48991 heiß,
sei es ins Freie oder in den Rohgasraum zurückzuführen; vgl. dazu die britische
Patentschrift 17993 vom Jahre I900 und die amerikanischen Patentschriften 911802
und 950607.
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Jedoch konnten alle bisher vorgeschlagenen Konstruktionen eine zuverlässige
und vollstiindige Reinigung der Gase nicht erreichen und sind deshalb im gewerblichen
Betriebe nicht eingeführt, da in der Schleudertrommel die leichtesten Staubteile
nicht restlos ausgeschieden wurden.
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Die vorliegende Erfindung trägt einem bisher bei der Konstruktion
von Staubschleudern nicht berücksichtigten Umstande Rechnung.
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Die in einer Flüssigkeit oder einem Gase schwebenden Sinkstoffe setzen
sich um so schneller ab, je weniger die untersten Schichten mit diesen Stoffen angereichert
sind. Dies gilt für alle Flüssigkeiten und Gase sowohl im Zustande der Ruhe oder
im Zustande der relativen Ruhe z. B. in einer geschlossenen Schleudertrommel als
auch im Zustande der Bewegung in Strömungen, sei es in horizontaler oder vertikaler
Richtung. Da nun bei den bisherigen Staubschleudern am Umfang der Schleudertrommel
im Staubsammelraum besonders mit Staub angereicherte Schichten entstehen, muß notwendigerweise
die Absetzgeschwindigkeit der Sinkstoffe bis hinauf in die obersten Schichten innerhalb
der Trommel ungünstig beeinflußt werden, so daß die günstige Wirkung der Zentrifugalkraft
der Schleuder zum Teil wieder aufgehoben wird und während der für die Reinigung
des Gases zur Verfügung stehenden Zeit ein genügend schnelles Ausfällen auch der
leichtesten Staubteilchen nicht stattfinden kann. Daran ändert der Umstand nicht
viel, daß bei den zuletzt bekannt gewordenen Konstruktionen der Staubsammelraum
zur Verhütung des Überdruckes eine Öffnung erhält, wodurch zwar ein gewisser Abfluß
der staubhaltigen Gase entsteht, aber immer noch ein Ring dichtester Staubgase die
Austrittsöffnungen am Trommelunifange umhüllt.
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Die vorliegende Erfindung besteht daher zunächst darin, daß bei dem
Verfahren zum Reinigen von staubhaltigen Gasen mittels Zentrifugalkraft der vom
staubfreien Gase getrennte staubhaltige Gasstrom unmittelbar in einen Raum von geringstem
Staubgehalt übergeführt wird. Die günstigste Wirkung einer Staubschleuder zur Ausführung
dieses Verfahrens wird ferner erzielt durch eine Staul)-schleuder, von deren Trommelumfang
der austretende staubhaltige Gasstrom sofort entfernt wird, indem jede die Staubentfernung
und Staubverdünnung verhindernde Ummantelunggänzlich vermieden und die Trommel etwa
im Freien oder in einem NVindkanal aufgestellt wird.
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Des weiteren wird die Trommel nicht mehr im Freien aufgestellt, sondern
unmittelber in den Rohgastaum oder einen Drehofen eiligehaut, der die vorstehend
gekennnzeichnete Eigenschaft besitzt, ein Raum von geringst möglichem Staubgehalt
zu sein. Es befindet sich jetzt den Austrittsöffnungen der Schlendertrommel ein
Raum mit dem Staubgehalt ds eingeführten Rohgases gegenüber. Unter der besonderen
Bedingung, daß die mitaustretenden Gase nicht verlorengehen dürfen und deshalb wieder
zum Rohgasraum zurückgeleitet werden müssen, ist der Rohgasraum der Rauiii von niedrigstem
Staubgehalt, da die im Sammelraum bisheriger Konstruktionen zusammengeballten Staubmassen
sich atif dem Rückwege wieder ausbreiten und schließlich im Rohgasraume verteilen.
Wenn der bisherige Samnoelraum auch einen Teil des Staubes zuriickbehält und so
der Rohgasraum nicht die gleiche Menge Staub zurückerhält wie bei der vorliegenden
Erfindung, so tritt dennoch eine teilweise Selbstreinigung des Gases infolge der
Zusammenballung von Staubteilchen cin, die infolge ihrer größeren Schwere von selbst
im Rohgasraum zu Boden sinken. Infolge der verhältnismäßigen Größe des Rohgasraumes
gegenüber den bisherigen Samuielräumen wird aber die Steigerung der Staub dichte
im Rohgasraum nur verhältnismäßig langsam vor sich gehen und daher in der Schleudertrommel
die Ausfällgeschwindigkeit nur sehr wenig verzögert gegenüber allen bisher vorhandenen
Ausführungen mit Staubsammelräumen am Schleuderumfange, in denen nach wenigen Umdrehungen
der Schleuder bereits eine vielfache Staubdichte eintritt.
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Sehr wichtig ist der Einbau unmittelbar in den Rohgasraum auch wegen
der unbedingt notwendigen Verhütung jeglicher Wärmeschwankung in der Schleudertrommel,
wie sie bei deii bisherigen Konstruktionen durch besoiidere Heizung der Schleudertrommel
untl des Sappmelraumes gleich zuverlässig niemals erzielt werden kann. Bei der übergrolen
Empfindlichkeit insbesondere der Drehofellgase treten bei mehr oder weniger weiter
Fernleitung sowohl für den Betriebsvorgang unerwünschte Kondensationen ein als auch
be sonders durch diese ein schnelles Verschmutzcn und Verkleben der Staubschleuder,
ein Hauptgrund für das Versagen der bisherigen Konstruktionen, dem durch vorliegende
Erfindung abgeholfen ist.
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Die beiliegende Zeichnung stellt als Ausführungsbeispiel
die
Verwendung der Staubschleuder zur Reinigung von Drehofengasen dar. Hierbei ist die
Schleuder in das eine Ende des Drehofens, also unmittelbar in den Rohgasraum eingebaut,
so daß das staubgesättigte Gas aus der Trommel durch die Schlitze in den Rohgasraum
zurücktritt.
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Die Schleuder ist ferner mit einem vorgebauten Sieb versehen, das
zur Abhaltung der gröbsten Staubteile dient.
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In der Zeichnung bedeuten: A das Endstück der Schwelftrommel eines
Drehofens, B die feststehende Kammer, durch welche der entgaste Koks die Schweltrommel
verläßt und aus welcher auch die Schwelgase ahgezogen werden, C die eigentliche
Staubschleuder, D das vorgebaute Grobsieb, E das Abzugsrohr für die Schwelgase.
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Abb. I zeigt den Achsialschnitt durch das Ende des Drehofens mit
eingebauter Staub schleuder.
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Abb. 2 zeigt die Ansicht der Schleuder mit abgenommenem Sieb D und
ohne die vordere Trommelschale li.
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Abb. 3 zeigt den Schnitt I-II-IIf durch die hintere Trommelschale
g mit den Ventilatorflügeln l, der Trennungsscheibe e, dem Spanne ring i und den
vier Schleuderflügeln J1 bis j4.
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In dem an der Außenwand a befestigten Ventilatorgehäuse b ist die
Schleuderwelle c gelagert, die außerhalb der Gaskammer ihren Antrieb durch einen
Riemen erhält. Auf dem in die Gaskammer B hineinragenden Ende der Schleuderwelle
c ist die eigentliche Schleudertrommel d befestigt. Diese besteht aus einer Nahe
mit Trennungsscheibe e, den vier an der Trennungsscheibe befestigten Schleuderflügeln
f1 bis J4, der hinteren Trommelschale g, der vorderen Trommeischale lt und dem mit
vier Schraubenflügeln versehenen Spannring i.
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Letzterer preßt mittels der Spannmutter k die Trommelschale h gegen
den äußeren Rand der Trommelschale g. Zwischen diesen beiden Trommelschalen befinden
sich jedoch geeignete Zwischenlagen, so daß am äußeren Umfange schmale Öffnungen
für das Austreten des staubgesättigten Gases offen bleiben.
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Die Schleuderflügel f1 bisf, dienen gleichzeitig als Speichen für
die Trommeischalen g und lot, und an ihnen sind auch die vier Ventilatorflügei I
befestigt. Die Halter m tragen das vorgebaute Grobsieb D.
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Die Absaugung und Reinigung der Gase geschieht nun auf folgende Weise:
Durch die umlaufenden Ventilatorflügel I wird das im Ventilatorgehäuse b befindliche
Gas durch das Abzugsrohr E hinausgefördert.
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Die hierbei entstehende Saugwirkung pflanzt sich durch die Trommel
fort bis zu dem Sieb D, so daß die in der Drehtrommei A befindlichen staubhaltigen
Gase in die Schleudertrommel C eingesaugt werden. Diese Saugwirkung wird noch erhöht
durch die Schraubenflügel des Spannringes i.
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Die größten Staubteile werden durch das Sieb D zurückgehalten, das
durch die dauernde Erschütterung der Schleuder infolge ihrer verhältnismäßig großen
Umdrehungsgeschwindigkeit ständig gerüttelt wird, so daß es sich nicht verstopfen
kann.
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Die Gase strömen nun in Richtung der eingezeichneten Pfeile durch
die Trommel, wobei durch die Zentrifugalwirkung die äußersten Gasschichten im Trommelinnern
sich mit Staub anreichern und durch die schmale Öffnung zwischen den Trommelschaleng
und h ausblasen, während die staubfreien Gase über die Trennungsscheibe a hinweg
in das Ventilatorgehäuse b und von hier in das Abzugsrohr E gelangen.
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Das zwischen den Trommelschalen austretende staubreiche Gas gelangt
unmittelbar in den Rohgasraum zurück, wo es sich schnell verbreitet und wo die zusammengeballten
schwersten Staubteile zu Boden sinken, so daß die außerhalb der Trommel herrschende
verhältnismäßig geringe Staubdichte die Ausfällgeschwindigkeit der Staubteile in
der Trommel günstig beeinflußt.