DE661744C

DE661744C - Fliehkraftstaubabscheider unter Benutzung der Doppelwirbel

Info

Publication number: DE661744C
Application number: DET41226D
Authority: DE
Original assignee: HERMANUS VAN TONGEREN DIPL ING
Current assignee: HERMANUS VAN TONGEREN DIPL ING
Priority date: 1931-08-17
Filing date: 1932-08-17
Publication date: 1938-07-02
Also published as: GB390053A; FR742219A; BE390421A; NL35606C; US2039692A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Fliehkraftstaubabscheider mit tangentialem Rohgaseintritt in der Zone der Mittelebene der im Betrieb auftretenden Sekundärströmungen (Doppelwirbel) mit axialem, zentralem Reingasaustritt in derselben Zone und mit einer oder mehreren mit einer Nachabscheidestelle in Verbindung stehenden Abschälöffnungen.
Erfindungsgemäß sind die Abschälöffiiungen ausschließlich in dem oder den äußeren winkeligen Ringräumen des Abscheiderumfanges angeordnet oder bei Ausbildung als sich über einen größeren Teil der Abscheiderhöhe erstreckende Schlitze in den äußeren winkeligen Ringräumen erweitert. Durch eine solche Lage der Abschälöffnungen soll berücksichtigt werden, daß gerade an diesen Stellen der nach außen geschleuderte Staub sich unter dem Einfluß des Doppelwirbels ansammelt.

Unter der Angabe in der Zone Mittelebene wird verstanden, daß sowohl Eintritt wie Austritt sich vorzugsweise nicht weiter von der Mittelebene entfernen sollen als die Zonen, in denen die Geschwindigkeit noch eine nach außen gerichtete Komponente aufweist.

Fig. ι ist die Darstellung eines Teiles eines

senkrechten Reingasabführungsschachtes 8 eines Fliehkraftstaubabscheiders, der mit einem Staubabscheidekanal 9 versehen ist. Es ist üblich, für die Abschälung des Staubes an der Außenwand einen senkrechten Schlitz von gleichbleibender Breite zu benutzen. Dagegen zeigt Fig. ι einen U-förmigen Schlitz 10 und io', der mehr Staub abschält, weil er in den Ecken, wo viel Staub durch den Doppelwirbel zusammengelegt ist, eine größere Breite hat. Eine praktische Anwendung dieser Abschälung ist auch aus den Fig. 16 und 17 ersifhtlich.

40 Der beschaufelte Reingasaustritt

Der hauptsächlich für Erstabscheider in Frage kommende beschaufelte Austritt der gereinigten Gase nach dem Kamin S befindet sich an der inneren Seite durch die Öffnung 11. Wegen der Doppelwirbelströmungen ist die Öffnung nicht über die ganze Höhe des Kanals 9 fortgesetzt. Der mitgeführte Staub prallt nun gegen die Wände 12 und 13 an und hat Gelegenheit, mit Hilfe der Fliehkraft nach außen zu wandern, bevor die Gase durch die Öffnung 11 entweichen. Die Öffnung 11 ist mit Schaufeln 14 versehen, die entgegengesetzt zur Gasströmung gerichtet sind.

In der linken Hälfte der Fig. 1 ist die mit dem Reingas austretende Staubmenge graphisch mengenmäßig wiedergegeben durch die _# Linie A-B-C-D. Man sieht daraus, daß der Unterschied in der Staubmenge vom Doppelwirbel herrührt, der in der Mitte die anpral- !enden Staubteilchen am schnellsten abführt, in den Ecken aber wieder zum zweiten oder dritten Male zum Anprall bringt. Durch die Anbringung der Wände 12 und 13 werden die

Flächen A-B, G-H und C-D, E-F des Staubaustrittdiagramms ausgeglichen, d'. h. daß der Staubgehalt der Abgase niedrig bleibt, daß der Entstaubungsgrad also hoch ist.

S taub rinn en

Es gibt Fälle, bei denen man die Eigenschaft des Doppelwirbels, den Staub in den Ecken zusammenzufegen, vorteilhaft verwenden kann.

In dem Kanal 9 nach Fig. 1 könnte man die gestrichelt angegebenen Staubrinnen 15 in den Ecken anbringen. Der Staub wird sich darin ansammeln und kann in großer Konzentration fortgeleitet werden. Das Mitreißen des Staubes durch die Strömung 7 wird dadurch eingeschränkt.

Unmittelbarer Bunkerschluß eines Zyklons mittels Staub rinnen

Ein anderer Fall, in dem diese Staubrinnen vorteilhaft Verwendung finden können, ist in den Fig. 2 und 3 wiedergegeben. In der Praxis begegnet man oft dem Fall, daß der Staub eines Zyklons 16 in einem Staubbunker 17 abgeleitet werden soll, daß aber nur eine sehr geringe Höhe zur Verfügung steht. Der Trichter 34 nach Fig. 8 beansprucht eine ziemliche Höhe. Wenn man dabei den Winkel der Spitze zu groß wählt, wird der Entstaubungsgrad sehr schlecht. Man soll die Beschränkung der Masse jedenfalls nicht in der für die Abscheidung so wesentlichen Staubrichterhöhe machen. Die Staubrinne 8 der Fig. 2 bringt hier die Lösung im knappsten Raum und mit höchstem Entstaubungsgrad. An einer oder mehreren Stellen hat diese Staubrinne tangentiale Staubaustrittsstellen

19, wodurch der Staub mit höchstem Druck dem Bunker, der somit einen Nachabscheider bildet, zugeführt wird. Die Entlüftung des Bunkers erfolgt durch die zentrale Öffnung

20. Die untere Hälfte des Doppelwirbels 21 im Zyklon 16 führt den Staub regelmäßig zu der Staubrinne 18. Der Druckunterschied zwischen den Stellen 19 und 20 sorgt dabei für die Staubausfuhr aus der Rinne.

Symmetrischer Abscheider mit Staubrinnen

Der gleiche Gedanke des Staubansammeins in Staubrinnen ist dem Staubabscheider nach den Fig. 4, 5, 6 und 7 zugrunde gelegt. Das Rohgas wird bei 22 zugeführt und das Reingas bei 23 und 24 abgeleitet. Der Doppelwirbel sammelt den Staub in den erweiterten Teilen 25 und 26, wo für jede Rinne eine oder mehrere tangentiale Staubaustrittsstellen 2j am Umfang angebracht sind. Dieser Abscheider mit doppeltem Gasaustritt beansprucht wenig Raum und kann in jeder beliebigen Lage verwendet werden, also auch mit waagerechter Längsachse, ohne daß der Ent*- staubungsgrad darunter leidet. Nur ist es· notwendig, daß bei den Staubaustrittsstellen 27 auch ein sehr kleiner Teilstrom des Gases mit abgeführt wird. Der AAbscheider ist dann dem Abscheidekanal 9 nach Fig. 1 sehr ähnlich geworden. Letzterer eignet sich besonders für lotrechte Aufstellung um einen Kamin herum, wie in den Fig. 16 und 17 angegeben ist, und für die Abschälung eines ziemlich kräftigen Nebenstromes bei 10, während er nach den Fig. 4 bis 7 in waagerechter Lage Verwendung findet unter Abschälung eines geringen Nebenstromes. Der Unterschied ist* aber nicht wesentlich.

Zyklone mit Benutzung des Doppelwirbels -

Daß der Doppelwirbel auch herangezogen werden kann, um den Entstaubungsgrad der üblichen Zyklone zu verbessern, wird durch _;, die Fig. 8 bis 11 gezeigt. Das Rohgas wird durch den Eintrittsstutzen 28 eingeführt und 85" setzt die Gasmasse im Innern des Zyklons in Drehung. Die Drehbewegung verursacht als Nebenerscheinung sofort die Bildung des Doppelwirbels, der in Fig. 9 besonders eingezeichnet ist. Da der Doppel wirbel, wie schon erwähnt wurde, sehr stark ist, werden die ausgeschleuderten Staubteilchen in der Oberhälfte des Zyklons entgegen der Richtung der ^: >. Schwerkraft durch die Strömung 30 nach ■ Fig. 9 nach oben geführt. Bei 29 bilden diese 95" im Kreise bewegten Teilchen einen starken , Staubring unmittelbar unter dem Deckel des Zyklons, wo demzufolge ein großer Verschleiß auftritt. Α·η dieser Stelle ist bei 37 in den Fig. 9 und 11 eine Absehälung für diesen ioo¹ Staubring vorgesehen. Ein außenliegender _:. Kanal 36 führt den abgeschälten Staub nach unten ab und bei 38 (s. Fig. 9 und 10) wieder in den Zyklon ein. Die Anordnung solcher ■.· Kanäle ist an sich neu. Die Schaufeln 38 wir- log ken als Ejektoren, während sich der Schlitz 37 durch den Druck der Geschwindigkeitshöhe immer wieder mit einem staubreichen Gasstrom füllt. So entsteht eine lebhafte Umlaufströmung von 37 über Kanal 36 nach 38. Bei 38 ist die Strömung des Doppelwirbels ' an der Außenseite schon nach unten gerichtet, so daß hier sich kein Staubring mehr bildet, < sondern der Staub regelmäßig nach unten bei :,, 35 abgeführt wird.

Man kann auch zwei oder drei Staubumführungskanäle an einem Zyklon anbrin- , gen, was aber nur wenig Mehrgewinn bringt.

Schließlich kann man auch die außenliegenden Staubumführungskanäle durch einen ta,o Doppelmantel ersetzen, der einen schmalen, .; ringförmigen Raum schafft, in dem der Staub J

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der Wirkung des Doppelwirbels entzogen ist und sich deswegen stetig nach unten bewegen kann.

Die Form des Staub rich te rs

In Fig. 9 ist noch eine andere Folge des Doppelwirbels schematisch angegeben. Im Inneren des Zyklontrichters 34 bildet sich eine Art Windhose 39, die ihre Spitzen beim

ίο Staubaustritt 35 und ihr verbreitertes Oberende am Zyklonaustritt 40 besitzt. Sie hat die Eigenschaft, den Staub in sich, d. h. in dem schlauchförmigen Wirbeltrichter festzuhalten, also genau die umgekehrte der künstlichen Zyklone, die ihren Staub nach außen schleudern. Dadurch wird der Entstaubungsgrad jedes Zyklons erheblich heruntergesetzt. Diese Erscheinung ist aber nur dadurch auszugleichen, daß man den ausgeschleuderten Staub sich tangential aus dem Zyklon entfernen läßt, bevor er den Fuß der Windhose bei 35 erreicht hat. Das würde bedeuten, daß die Stelle 35 nicht mehr für die Staubabfuhr Verwendung finden darf, und führt auf die Abscheiderbauarten nach Fig. 2 bis 7 mit ein- oder zweiseitigem Gasaustritt, aber ohne Staubrichter 34.

Wünscht man den Staubrichter beizubehalten, dann kann man nicht verhüten, daß die Windhose 39 einen Teil des ausgeschleuderten Staubes bei 35 wieder aufsaugt und nach oben führt. Man kann aber die Windhose an ihrem Fuße in bekannter Weise durch Verlängerung des Trichters 34 abschwächen. Fig.

12 bis 15 zeigen eine solche Anordnung. Der Staubumführungskanal ist in diesem Falle in den zylindrischen Teil 43 des Trichters geleitet.

Eine zweite Abschälungsstelle 44 ist bei dem Übergang zwischen zylindrischem und kegelförmigem Teil angeordnet. Diese zweite Abschälungsstelle ist nur notwendig, wenn sich hier ein Staubring bilden könnte. Das ist hier möglich, weil die Mittelebene zwisehen den Doppelwirbelhälften sich bei diesen schlanken Zyklonen dieser Übergangsstelle nähert, so daß hier noch keine kräftige Strömung 49 nach unten vorhanden ist. Der Staub hat immer Neigung, sich in dieser Mittelebene einigermaßen anzuhäufen, weil die Schwerkraft nur eine geringe Bedeutung hat gegenüber den Strömungen 30 und 49. Da Stauballhäufungen (drehende Staubringe) immer vermieden werden sollen, muß man eine Abschälung nach 44 der Fig. 13 und 15 vorsehen an jeder Stelle, an der man das Auftreten solcher Staubringe erwarten darf.

Doppelabscheider

Ein Doppelabscheider, der eine Ausführung nach der Erfindung verkörpert, ist in den Fig. 16 und 17 abgebildet. Die Gase treten bei 47 in den um den Schornstein 8 gekrümmten Abscheidekanal 9 ein. Der Austritt der Reingase in den Kamin ist nach Fig. 1 ausgebildet mit verstellbaren, entgegengesetzt der Strömung gerichteten Schaufeln, die entsprechend der jeweiligen Belastung eingestellt werden. Die Abschälung 10 nach dem Nebenstromzyklon 48 ist U-förmig. Der Neben-Stromzyklon hat einen schlanken Staubtrichter 43, 41, einen Staubumführungskanal 36 und einen in der Mittelebene mündenden Ein- und Austritt.

Claims

Patentansprüche:

1. Fliehkraftstaubabscheider mit tangentialem Rohgaseintritt in der Zone der Mittelebene der im Betrieb auftretenden Sekundärströmungen (Doppelwirbel), axialem, zentralem Reingasaustritt in derselben Zone und mit einer oder mehreren mit einer Nachabscheidestelle in Verbindung stehenden Abschälöffnungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschälöffnungen ausschließlich in dem oder den äußeren winkeligen Ringräumen des Abscheiderumfanges liegen oder bei Ausbildung als sich über einen größeren Teil der Ab- go scheiderhöhe erstreckende Schlitze in den äußeren winkeligen Ringräumen erweitert sind.

2. Abscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an einer oder beiden Seiten der Mittelebene in einer senkrecht zur Umdrehungsachse liegenden Ebene Staubrinnen (15, 18, 25, 26) mit Staubabführstellen (19, 27) angebracht sind. ioo

3. Zyklonartiger Abscheider nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß sich an die Abschälöffnungen Staubabführungskanäle (36) anschließen, die den Staub in den unteren, einen Nachabscheider bildenden Teil des Zyklons führen.

4. Zyklonartiger Abscheider nach den Ansprüchen 1 und 3 mit einem in mittle-

. rer Höhe des Staubtrichters liegenden zylindrischen Wandungsteil, dadurch ge- n₀ kennzeichnet, daß die Staubabführungskanäle (36) mit tangential gerichteten Mündungen (42) in den zylindrischen Teil (43) eintreten.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen