DE68904317T2

DE68904317T2 - Einrichtung zur behandlung von gasen.

Info

Publication number: DE68904317T2
Application number: DE8989301342T
Authority: DE
Inventors: Robert W Duyckinck; Giambattista Giusti
Original assignee: Hosokawa Micron International Inc
Current assignee: Menardi Mikropul Uc Charlotte Nc Us
Priority date: 1988-02-12
Filing date: 1989-02-13
Publication date: 1993-08-05
Anticipated expiration: 2009-02-14
Also published as: EP0328419B1; AU2979589A; DK64889D0; JPH062207B2; ES2037410T3; EP0328419A1; JPH01315303A; DE68904317D1; US4883510A; AU612233B2; ATE84434T1; NO890573D0; CA1327944C; NO890573L; DK64889A

Description

Die Erfindung betrittt eine Gasbehandlungseinrichtung und insbesondere Gaseinlaßsystemausbildungen dafür. Die Erfindung ist von besonderer, aber nicht ausschließlicher, Relevanz bei industriellen Faserfilterstaubsammeleinrichtungen, die partikelbeladene Gasströme filtern.
Es ist seit langem bekannt, daß eine kontrollierte Form einer gleichmäßigen Verteilung und eine Steuerung der Geschwindigkeit eines Gasstroms am Ort dessen Eintritts in die Gasbehandlungseinrichtung wesentlich zu einem erhöhten Betiebswirkungsgrad und einer verlängerten Lebensdauer deren Gasbehandlungskomponenten beitragen kann. Ein Gebiet bevorzugten Interesses war im Bereich der industriellen Gasfilterung und insbesondere in dem des Faserfilterstaubkollektors. Ein Typ eines solchen Faserfilterstaubkollektors, ein sog. "baghouse", verwendet typischerweise eine große Anzahl von, von einer Rohrwand abgehängten und in der Bahn des partikelbeladenen Gasstroms zwischengeordneter rohrförmiger Faserfilter, um die Trennung des Partikelmaterials vom gasförmigen Träger zu bewirken, wenn letzterer die Faserfiltermittel auf seinem Weg vom Schmutzluftraum zum Reinluftraumabschnitt des Filtergehäuses durchquert. Ein anderer Typ eines Faserfilterstaubkollektors verwendet bevorzugter Filtermittel in der Form flacher Platten als rohrförmiger Filterbeutel. Bei beiden derartigen Staubkollektortypen tritt im allgemeinen ein partikelbeladener Gasstrom in das Gehäuse entweder durch einen Spalt in einem Abschnitt der einen Staubsammeltrichter begrenzenden unteren Gehäusewand ein und wechselt im allgemeinen die Richtung und strömt nach oben gerichtet zu den Filtermitteln oder er tritt durch eine Öffnung in dem wenigstens einen Abschnitt der Außenbegrenzung des Schmutzluftraums begrenzenden oberen Seitenwandabschnitt in das Gehäuse ein. Das vom eintretenden Gasstrom getragene Partikelmaterial häuft sich normalerweise an der stromaufwärts angeordneten Filtermitteloberfläche an und resultiert in einer progressiven Zunahme des Druckabfalls über dem Filtermaterial zusammen mit einer Verringerung des Gasdurchflußgrads durch die Filtermittel, wenn es nicht durch Lösen entfernt wird. Um eine übermäßige Partikelanhäufung an der stromaufwärts gelegenen Oberfläche des Filtermittels zu vermeiden, wird das Filtermittel durch Anwendung verschiedener bekannter Verfahren periodisch gereinigt, wie beispielsweise dem Strahlimpuls- und Stromumkehrreinigen sowie dem Beutelschütteln. Das Ergebnis eines derartigen Reinigungsvorgangs ist, daß bei einem großen Teil der angehäuften Partikel ein Abfallen von der Filtermitteloberfläche und ein unter dem Einfluß der Schwerkraft und im allgemeinen gegen den normalen Gasstrom zum und in den Sammeltrichter nach unten gerichtetes Fallen hervorgerufen wird.
Bei den meisten industriellen Faserfiltereinrichtungen der vorbeschriebenen Art nähert sich der partikeltragende Gasstrom dem Filter durch eine Speisung oder einem Beförderungskanal mit einer zur Bewirkung einer Gasstrombeförderung bei ausreichend hohen Geschwindigkeiten, gewöhnlich in der Größe von 3500 bis 4000 Fuß/ min (18 bis 20 m/s) ausgebildeten Querschnittsfläche, um eine Aufrechterhaltung des Partikelstroms darin in einem schwebenden mitgerissenen Zustand sicherzustellen. Im Gegensatz hierzu ist es bekannt, daß ein hoher Wirkungsgrad - niedrige Filterverlustleistung und eine erhöhte Betriebslebensdauer der Filterkomponenten, abhängig ist, wenigstens zu einem wesentlichen Teil, von einer ausgewogenen Verteilung der abgelagerten Partikel auf allen verfügbaren Filtermitteloberflächen; durch Minimierung, wenn nicht Vermeidung von Tubulenz im Gasstrom innerhalb des Schmutzluftraums; durch Minimierung des Partikelwiedereintrags während oder nach der Filtermittelreinigung und durch Minimierung örtlicher Abnutzung und Abriebs der Filterkomponenten Da, wie ersichtlich, die von Hochgeschwindigkeit begleiteten Betriebsparameter des kanalumschlossenen, sich nähernden partikeltragenden Gasstroms grundsätzlich gegensätzlich sind zu den gewünschen optimalen Parametern der Gaststrombeförderung innerhalb des Filtergehäuses und dessen versuchter Umwandlung, normalerweise innerhalb örtlicher Größenbeschränkungen, verwendet man bekannterweise ein Übergangsführen und ein Dazwischenanordnen von Drehblättern, Stauscheiben und zugeordneter Gasstromrichtungs- und - Geschwindigkeitsmodifizierungsmittel, mit dem Ziel hoffentlich eine ausgewogenere Verteilung des zuströmenden patikeltragenden Gasstroms relativ zur verfügbaren Filtermitteloberfläche und eine deutliche Verringerung dessen Strömgeschwindigkeit in einer kurzen Wegstrecke der Gasstrombahn zu bewirken.
Der Übergang der Form und der Geschwindigkeit des zuströmenden partikeltragenden Gasstroms zu den gewünschten Strömungsbedingungen innerhalb des Faserfiltermittelgehäuses ist ein seit langem bekanntes Problem. Es wurden viele Hilfsmittel, wie beispielsweise die Aufweitung der Kanalabmessung und der Gebrauch von Stauscheiben, Drehblättern, Strömungsteilern, gelochter Plattendiffusoren, Gitterwerken, Gittern, unterschiedliche Arten von Deflektor- oder Verteilerplatten und deren selektive Anordnung in der Bahn des zuströmenden Gasstroms und ähnliches vorgeschlagen, um die Faserfilterleistung beim Trennen und Sammeln industrieller Stäube zu erhöhen. Beispeilhaft für einige derartiger verschiedener Hilfsmittel sind zu nennen US-PS 4,227,903; 4,544,383; 4,655,804; 4,213,766; 3,926,595; 3,831,354; 3,831,350; 3,739< 557; 3,425,189 und 3,155,474. Während die meisten der derartigen Hilfsmittel in einem gewissen Grad an verbesserter Leistung resultierten, blieben die Endergebnisse weit von einem Optimum entfernt und das Problem, einen hohen Wirkungsgrad und eine wirtschaftliche Betriebsweise der industriellen Faserfilterstaubkollektoren zu erhalten, bleibt nach wie vor bestehen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Gasstromeinlaßausbildung für eine Gasbehandlungseinrichtung, wie beispielsweise Staubkollektoren des industriellen Faserfiltertyps zu schaffen.
Aus GB-A-922730 ist bekannt eine Einrichtung zur Behandlung von in einem zuströmenden Hochgeschwindigkeitsgasstrom von erster vorbestimmter Querschnittsfläche befördertem Gas mit einer, eine Gasbehandlungszone von vorbestimmter Höhe, Breite und Tiefe umfangsseitig begrenzenden Gasbehandlungseinrichtung, einem die Gasbehandlungszone umgebenden gasundurchlässigen Gehäuse, einer Gaseinlaßeinrichtung zum gleichmäßigen Verteilen und Einführen des zuströmenden Hochgeschwindikeitgasstrom in die Gasbehandlungszone mit verringerter Geschwindigkeit, wobei die Gaseinlaßeinrichtung aufweist einen geschwindigkeitsverringernden Übergangsabschnitt mit einer Eintrittsöffnung von der ersten vorbestimmten Querschnittsfläche zur Aufnahme des zuströmenden Gasstroms und einer Austrittsöffnung von zweiter und größerer vorbestimmter Querschnittsfläche, die getrennt durch eine komplementär profilierte Öffnung in dem gasundurchlässigen Gehäuse mit der Gashandlungszone in einem Fluidverbindungsverhältnis angeordnet ist, um den Gasstrom daraus mit verringerter Geschwindigkeit abzugeben und mit einer Gittereinrichtung in der und durch die Austrittsöffnung hindurchlaufend, um den Gasstrom durch einen Wechsel der Richtung zur Gasbehandlungszone hin gleichmäßig zu verteilen und abzulenken.
Die vorliegende Erfindung schafft eine derartige Einrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Gittereinrichtung eine gestreckte Metallgittereinrichtung aufweist. Die gestreckte Metallgittereinrichtung kann von allgemeiner ebener Ausbildung sein und eine Vielzahl von polygonalen Öffnungen darin aufweisen, die von einer dreidimensionalen Grenze aus winkelig gegeneinander versetzter Stränge begrenzt sind, wobei wenigstens einer davon von doppelter Breite dem sich nähernden Gasstrom zugerichtet angeordnet ist.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird nachfolgend beispielshaft eine bevorzugte Ausführungsform anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in
Fig.1 schematisch und perspektivisch Komponenten des bekannten Faserfiltertyps eines Staubkollektors mit langgestreckten rohrförmigen Filterbeuteln zusammen mit einer Explosionsdarstellung einer Gasstromeinlaßeinrichtung gemäß der Erfindung;
Fig.2 eine zweite schematische Schrägansicht der Zusammenstellung nach Fig. 1 aus einer anderen Betrachtungsrichtung;
Fig.3 in vergrößerter Seitenansicht und teilweise geschnitten eine bevorzugte Ausbildung des in der Zusammenstellung gemäß Fig. 1 und 2 gezeigten ersten geschwindigkeitsverringernden Übergangsabschnitts;
Fig.4 eine vergrößerte Draufsicht eines in der Einlaßeinrichtung vorgesehenen gestreckten Metallgittermaterials;
Fig.5 einen Schnitt entlang Linie 5 - 5 nach Fig. 4;
Fig.6 in Seitenansicht und teilweise geschnitten eine bevorzugte Ausbildung des in der Zusammenstellung gemäß Fig.1 und 2 vorgesehenen zweiten geschwindigkeitsverringernden Übergangsabschnitts;
Fig.7 eine schematische Darstellung eines gesteuerten Gasstromanflugs auf ein selektiv angeordnetes gestrecktes Metallgitter und dessen wirksame Ablenkung;
Fig.8 eine Graphik beobachteter Daten mit dem Abfall der Gasgeschwindigkeit und der Turbulenverringerung an der stromabwärts gerichteten Seite des gestreckten Metallgitters;
Fig.9A und 9B teilweise geschnitten im Aufriß und in Seitenansicht einen Staubkollektor mit einer Trichtereintrittsgaseinlaßausbildung;und
Fig.9c schematisch, teilweise geschnitten und im Aufriß einen Kollektor gemäß Fig. 9A, ohne Einlaßübergangsabschnitt.
In der Zeichnung, und zunächst in Fig. 1 und 2 sind schematisch und als Beispiel dargestellt bestimmte Komponenten eines bekannten industriellen Faserfilterstaubkollektors, wie beispeilsweise ein MikroPulsaire Kollektor, wie er von der MikroPul Cooperation, Summit, New Jersey hergestellt wird. Wie leicht ersichtlich, weist eine derartige Vorrichtung gewöhnlich ein rechtwinkliges gasundurchläßiges Gehäuse, allgemein mit 8 bezeichnet auf, das aus Seitenwänden 10, 12, 14 und 16 besteht, die abhängend in einem pyramidenförmigen Staubsammeltrichter 18 enden. Innerhalb des Gehäuses 8 sind ein Vielzahl langestreckter senkrecht angeordneter Faserfilterbeutel 20 in bekannter Weise von einem Rohrboden 22 abgehängt in gleichförmigen Abstand zueinander angeordnet. Im allgemeinen wird das unterhalb des Rohrbodens 22 und außerhalb der Filterröhren 20 befindliche Volumen als Schmutzgasraum ("dirty gas plenum") dargestellt. In ähnlicher Weise wird das oberhalb des Rohrbodens 22 befindliche Volumen als "gefilterter", oder "Reingasraum" ("clean gas Plenum) dargestellt und normalerweise durch einen Reingasabzugskanal 24 entgast.
Beim normalen Filterbetrieb wird ein partikelbeladener Gasstrom im allgemeinen durch einen in der Wand des Staubsammeltrichters 18 vorgesehenen Spalt in den Schmutzgasraum eingeführt. Das derartige Gas wird zum nach oben Strömen in Richtung und durch die Filtermittel 20 hindurch und in den Reingasraum veranlaßt, wobei dies gewöhnlich unter der Wirkung eines Lüfters oder einer anderen stromabwärts des Abzugskanals 24 angeordneten Antriebsmaschine bewirkt wird. Wie schon vorstehend erwähnt und in den oben angeführten Patenten dargestellt, sind oftmals Drehblätter, Stauscheiben und andere den Gasstrom modifizierende Einrichtungen im Weg des zuströmenden Gasstroms im Trichter 18 angeordnet um die Strömungsrichtung nach oben gerichtet auf die Filtermittel abzulenken und um das Gas gleichmäßig über die verfügbare Faserfiltermitteloberfläche zu verteilen. Wenn das Gas die Filtermittel 20 durchtritt, werden die darin mitgerissenen Partikel getrennt und häufen sich an den stromaufwärts gerichteten (hier den äußeren) Flächen derartiger Mittel an. Wie ebenfalls schon vorstehend herausgestellt werden die derart angehäuften Partikel durch einen Reinigunsvorgang, wie beispielsweise dem Impulsstrahlreinigen, dem Stromumkehrreinigen oder durch Schütteln entfernt. Die von dem Reinigungsvorgang entfernten Partikel fallen unter dem Einfluß der Schwerkraft und im Gegenstrom in Richtung des Gasstroms ab und, mit normalerweise unerwünschten Mengen deren Wiederbeladung, in den Staubsammeltrichter 18.
Um eine deutlich verbesserte gleichmäßige Verteilung, einen nicht turbulenten und geschwindigkeitsverringerten Gasstrom zur Gesamtheit der verfügbaren Filtermitteloberfläche zu erreichen, ist gemäß der Erfindung eine verbesserte Gaseinlaßeinrichtung vorgesehen. Die derartige Gaseinlaßeinrichtung weist einen geschwindigkeitsverringernden Einleitungsübergangsabschnitt 30 auf, mit einer der Größe und Form nach zur Aufnahme eines partikelbeladenen Hochgeschwindigkeitsgasstroms von erster vorbestimmter Querschnittsfläche, wie er von den Abmessungen und der Form einer Zufuhrleitung 34 bestimmt ist, ausgebildeten Eintrittsöffnung 32. Im allgemeinen wird ein derartiger "schmutziger" Gasstrom mit Geschwindigkeiten von etwa 3 500 bis 4 000 Fuß/min (18 - 20 m/s) befördert um eine Aufrechterhaltung der Partikelbeladung sicherzustellen und dadurch wirksam eine Partikeltrennung im Zufuhrsystem auszuschließen. In rechten Winkeln zur Eintrittsöffnung 32 ist eine Austrittsöffnung 36 von zweiter und beträchtlich größerer Querschnittsfläche vorgesehen. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Breite der Eintrittsöffnung 32 und der Austrittsöffnung 36 gleich und die Zunahme der Austrittsöffnungsfläche wird durch ein deutliches Zunehmen deren Länge erreicht. Ein gleichmäßiger Gasstrom von der Eintrittsöffnung 32 zur vollen Größe der Austrittsöffnung 36 wird von einem sich verjüngenden Leitungsabschnitt 38 gelenkt, und, wenn es zu einer verbesserten gleichmäßigen sich der Austrittsöffnung 36 nähernden Strömungsverteilung notwendig ist, durch eine oder mehrere die Strömung trennende und kanalisierende Trennungen 40. Innerhalb der und die volle Größe der Austrittsöffnung 36 durchsetzend, ist eine selektiv angeordnete Gittereinrichtung mit einem gestreckten Metallgitter 42 vorgesehen, dessen gewinkelte Stränge als eine Reihe vielfacher Drehblätter wirken, um die Abschnitte des zuströmenden Gasstroms nach oben gerichtet durch die Austrittsöffnung 36 zu drehen oder abzulenken und gleichmäßig zu verteilen.
Wie aus Fig. 4 und 5 ersichtlich, ist das gestreckte Metallgitter ein marktgängig verfügbares gefertigtes Produkt das sich aus einer selektiven Umformung ergibt, die durch entweder Stanzen oder Längsschneiden und Ziehen eines flachen Metallblechs bewirkt ist, um eine Reihe von langgestreckten aber regelmäßiger Rhomben, oder bevorzugt hexagonaler geförmter Öffnungen 50 darin auszubilden. Das durch den Verformungsvorgang entfernte Metall bildet eine jede Öffnung 50 umgebende dreidimensionale Grenze, wobei das begrenzende Metall einen Abschnitt in der Form winkeliger doppeltbreiter Stränge 52 aufweist, die in einem Winkel zu den ursprünglich planar gebildeten Grundblechen stehen und die effektive gesamte Dicke des umgeformten Produkts bestimmen und nahe bei winkelig abgeschrägten einfach breiten Strängen 54 vorgesehen sind.
Wie oben erwähnt, ist das gestreckte Metallgitter ein marktgängig verfügbares gefertigtes Produkt, das gewöhnlich als Fußboden für Ablaufbahnen, Laufstege, Plattformen, Treppentritte und ähnliche Zwecke benutzt wird. Ein geeignetes gestrecktes Metallgittermaterial kann als RYEX Expanded Metall Grating von der Ryerson Division der Inlandsteel Corporation und von McNichols Co., Tampa, Florida bezogen werden. Wie in der Literatur der oben angegebenen Hersteller angegeben ist, wird die Art des benutzbaren gestreckten Metallgitters als "standard" Version des gestreckten Metallgittermaterials bezeichnet, wobei die Stränge winkelig gegeneinander versetzt sind. Während die derartige "standard" Version des gestreckten Metallgittermaterials entweder mit rhombenförmigen oder hexagonalförmigen Öffnungen 50 erhältlich ist, hat sich das Material mit hexagonal geformten Öffnungen als wirksamer beim Ablenken des Gasstroms herausgestellt und wird bevorzugt. Ein bis derzeit verfügbarer Nachweis zeigt an, daß die Rhombenform nur etwa 70 % der Wirksamkeit der Hexagonalform zum Ablenken des Gasstroms aufweist.
Kohlenstoffstahlklassen von inländisch verfügbarem Metallgittermaterial werden ersichtlich als 1.2, 2.5, 3.0, 3.14, 4.0, 4.25, 5, 6.25 und 7 Pfund pro Quadratfuß (5.8, 12.2, 14.7, 15.4, 19.6, 20.8, 24.5, 30.6, und 34.2 kg/m²) Klassen gefertigt. Davon ist ein Werkstoff mit hexagonalen Öffnungen der 3.0, 4.0, 5.0, 6.25 und 7.0 Pfund pro Qudratfuß (14.7, 19.6, 24.5, 30.6, und 34.2 kg/m²) Klassen am brauchbarsten. Wie leicht ersichtlich, ist es die geometrische Ausbildung des gestreckten Metallgittermaterials, die der steuernde Betriebsparameter ist und so kann auch anderes in einer ähnlichen Anordnung ausgebildetes Material metallischen oder nicht metallischen Charakters verwendet werden.
Anstrengungen bisher haben gezeigt, daß der bloße Gebrauch gestreckten Metalls für sich genommen oder aus sich heraus nicht für eine verbesserte Filterleistung sorgen kann. Andere zu untersuchende Faktoren beinhalten das ausgewählte Anordnen des Metallgittermaterials, die Kontrolle des Anflugwinkels des Gasstroms zum gestreckten Metallgitter, die gleichmäßige Verteilung des zuströmenden Gasstroms über die gesamte Fläche des ausgewählt positionierten Metallgitters und das Verringern der Gasstromgeschwindigkeit auf einen erwünschten Grad, um Turbulenz zu verringern oder zu minimieren. Versuche haben aufgezeigt daß, je die, die hexagonalen Öffnungen in dem gestreckten Metallgitter bildenden begrenzenden Stränge 52 und 54 breiter und dicker werden, in Übereinstimmung mit den Gewicht des Produkts in Pfund pro Quadratfuß, und die Öffnungen 50 kleiner werden sowie die gesamte freie Fläche derartiger Öffnungen abnimmt, desto größer die Größe der Ablenkung des Gasstroms ist. Es erscheint daher, daß bei einem gegebenen Gasstromanflugwinkel, die schwereren Klassen gestreckten Metalls den Gasstrom mehr ablenken als die leichteren Klassen. Fig. 7 zeigt die gewünschte Orientierung des gestreckten Metallgittermaterials relativ zum sich nähernden Gasstrom. Es wurde festgestellt, daß sich der Winkel der Gasstromablenkung nicht nur bei den unterschiedlichen Klassen gestreckten Metalls ändert sondern auch mit jeder Klasse, wenn der Anflugwinkel geändert wird. Im allgemeinen wird ein Anflugwinkel α von etwa 5 bis 30 bevorzugt. Anders ausgedrückt, ist eine korrekte Ausrichtung des gestreckten Metallgitters dann gegeben, wenn der Anflugwinkel β des zuströmenden Gasstroms wenigstens rechtwinkling zu den oder einen stumpfen Winkel mit den doppelt breiten Strangflächen 52 bildet.
Unter Rückbezug auf Fig. 1 und 2 ist es nun ersichtlich, daß die konvergierende Ausbildung der Einlaßübergangsabschnittsbodenwand 44 relativ zum Gitter 42 und die sich ergebende progressiv abnehmende Querschnittsfläche des Abschnitts in Richtung des Gasstroms, zusammen mit den Blättern 40, zur Bildung einer gleichmäßigen Verteilung des Gasstroms vorgesehen sind, wenn sich dieser dem in der Austrittsöffnung 36 angeordneten gestreckten Metallgitter 42 nähert. Im Zusammenhang damit dient die deutlich vergrößerte Fläche der Austrittsöffnung 36 im Vergleich zur Querschnittsfläche der Eintrittsöffnung 32 dazu, für eine deutliche Verringerung der Gasgeschwindigkeit zu sorgen, wenn es abgelenkt ist und nach oben gerichtet die Austrittsöffnung 36 durchtritt.
Der Durchgang des Gasstroms durch und die Ablenkung durch das gestreckte Metallgitter 42 wird von Natur aus einen gewissen Grad örtlicher Turbulenz in der Form von Strömungen und Wirbeln erzeugen. Um diese örtlichen Turbulenzen zu dissipieren und wirksam zu beiseitigen, ist unmittelbar stromabwärts des Gitters 42 eine Turbulenz- Strömungs-Verringerungszone 60 angeordnet, gebildet von der stromaufwärts gelegenen Fläche des Gitters 42 und den gasundurchläßigen Seitenwänden 62 und Endwänden 64. Die derartige Zone 60 ist von der allgemeinen Natur eines geschlossenen von Wänden umgebenen Kanals begrenzter Länge und querschnittlicher Ausdehnung gleich der der Austrittsöffnung 36. Die derartige Zone 60 dient der Dissipation örtlicher durch den Durchgang des Gasstroms durch die erste gestreckte Metallgittereinrichtung 42 hervorgerufener Turbulenz und weiterhin der Verringerung dessen Geschwindigkeit.
Wie aus Fig. 1, 2, 3 und 6 ersichtlich, dient das Austrittsende der Turbulenz-Strömungs-Verringerungszone 60 als Eintrittsöffnung 70 eines ersten geschwindigkeitsverringernden Übergangsabschnitts, allgemein mit dem Bezugszeichen 72 versehen. Die Eintrittsöffnung 70 weist eine Querschnittsfläche auf, die im allgemeinen gleich der der Austrittsöffnung 36 des Einlaßübergangsabschnitts 30 ist. Eine Austrittsöffnung 74 von deutlich größer Querschnittsfläche ist an der derartigen Eintrittsöffnung 70 in rechten Winkeln angeordnet. Die Austrittsöffnung 74 dieses ersten Übergangsabschnitts 72 ist bevorzugt von einer Außenbegrenzungsprofilierung, hier rechtwinklig- der Größe nach zum weitgehenden Entsprechen der Höhe und Breite der Partikeltrenneinrichtung, wobei letztere von der Gesamthöhe und Breite der Anordnung der Filterbeutel 20 innerhalb des Schmutzgasraums bestimmt ist. Wie dies beim Einlaßübergangsabschnitt 30 der Fall war, ist die Austrittsöffnung 74 von einem ähnlichen gestreckten Metallgitter 76 durchsetzt.
Um eine gleichmäßige Verteilung des Partikelgasstroms über die verfügbare Fläche der Austrittsöffnung 74 und unter einem geeigneten Anflugwinkel zum gestreckten Metallgitter 76 zu bewirken, wie oben beschrieben, ist auch der erste Übergangsabschnitt 72 von sich verjüngender Ausbildung und progressiv abnehmender Querschnittsfläche in Richtung des Gasstroms. Wenn erwünscht, können strömungsteilende Kanalglieder oder Blätter der in Verbindung mit dem Einlaßübergangsabschnitt 30 gezeigten und beschriebenen Art auch im ersten Übergangsabschnitt 72 angeordnet sein. Der geschwindigkeitsverringerte aus der Einlaß-Turbulenz- Strömung-Verringerungszone 60 aus tretende Gasstrom wird weiterhin deutlich an Geschwindigkeit verringert und in rechten Winkeln abgelenkt, wenn er die gestreckte Metallgittereinrichtung 76 in einer Richtung effektiv rechtwinklig zur Oberfläche der Filterbeutel 20 durchsetzt und gleichmäßig verteilt über eine Fläche die weitgehend sowohl in der Form und der Abmessung derjenigen der Partikeltrennzone entspricht. Es ist dem Fachmann deutlich, daß örtliche geometrische Bedingungen und das Vorhandensein von Hindernissen, Laufstegen und ähnlichem als Begrenzung der Fläche der Austrittsöffnung 74 dienen können. Bevorzugt jedoch sollte eine derartige Austrittsöffnung unter Berücksichtigung der Höhe und Breite der Partikeltrennzone so groß wie möglich sein.
Da der Durchgang des Gasstroms, wenn auch bei verringerter Geschwindigkeit, durch das gestreckte Metallgitter 76 von örtlicher Turbulenz nahe dessen stromabwärts gelegenen Oberfläche begleitet sein wird, ist eine Turbulenz-Verringerungszone 80, wieder in der Form eines geschlossenen Kanals kurzer Länge eines Querschnitts, der im allgemeinen der Größe und Form der Austrittsöffnung entspricht und von Wänden 82, 84, 86 und 88 gebildet ist, unmittelbar stromabwärts des Gitters 76 und zwischen dem Gitter und der Partikeltrennzone innerhalb des Filtergehäuses angeordnet. Das stromabwärts gelegene Ende der zweiten Turbulenz- Verringerungszone 80 steht in Fluidverbindung mit einer in der Wand des Außenbegrenzungsgehäuses 8 angeordneten Öffnung 90, wieder mit einer Größe um weitgehend sowohl in der Form und in der Abmessung der Partikeltrennzone zu entsprechen.
Fig. 8 zeigt den deutlichen Abfall örtlicher Gasströmungsgeschwindigkeit innerhalb der Turbulenz- Verringerungszonen und unmittelbar stromabwärts der gestreckten Metallgitter.
Da der Druchgang der Partikel durch die gestreckten Metallgitter, wenigstens bei einigen Partikelarten, in einer Trennung und dem Anhäufen von Partikelmaterial auf den Oberflächen der Gitter resultieren wird, wird es unter solchen Umständen erwünscht sein eine Einrichtung zum Entfernen derart angehäufter Partikel vorzusehen. Hierzu kann eine Losklopfeinrichtung beispielsweise in Form eines magnetisch betriebenen Hammerglieds 100 an den Turbulenz-Verringerungszonen angeordnet sein, um auf die Gitter zu schlagen und diese zu Rütteln.
Zusammenfassend, und wie nun ersichtlich, wirkt der erste Übergangsabschnitt 72 dazu, den zuströmenden Hochgeschwindigkeitsgasstrom um eine rechtwinklige Drehung umzulenken. Wenn der Gasstrom in das gestreckte Metallgitter eintritt, wirkt das Gitter sowohl zur Ablenkung in weitgehend rechten Winkeln und, zusammen mit der angrenzenden Turbulenz-Verringerungszone, zur Verringerung der Gasstromgeschwindigkeit. Der das gestreckte Metallgitter treffende Gasstrom wird, wenn gleichmäßig verteilt, mit einer darauffolgenden Geschwindigkeitsverringerung und einem Richtungswechsel expandiert. Der aus dem Gitter und der nahegelegenen Turbulenz-Verringerungszone austretende Gasstrom weist eine Außenbegrenzungskontur auf, die sowohl in der Form als auch in der Abmessung der einer Öffnung 90 in dem Umfangsgehäuse entspricht und ist von vorbestimmtem wirksamem Verhältnis bezüglich der darin angeordneten Partikeltrennzone. Mit dem hiermit beschriebenen ersten Übergangsabschnitt und dem in dessen Austrittsöffnung vorgesehenen gestreckten Metallgitter ist die Geschwindigkeit des Gasstroms deutlich reduzierbar und in Form einer deutlich verbesserten gleichmäßigen Verteilung relativ zu den verfügbaren Filtermittelflächen konvertierbar.
Die oben beschriebene Ausführungsform der Einlaßausbildung bewirkt in der gewünschten Weise das Einführen des Schmutzgasstroms in die Partikeltrennzone durch eine Seitenwand des Umfangsgehäuses des Staubkollektors und in einer Richtung in Ausrichtung mit und weitgehend rechtwinklig zur Längsmittelachse der rohrförmigen Faserfiltermittel. Die beschriebene Einlaßausbildung ist auch an einen Schmutzgaseinlaß durch einen unterhalb der Filtermittel angeordneten Sammeltrichter anpaßbar.
Fig. 9A und 9B zeigen schematisch eine Trichtergaseinlaßanordnung Wie leicht ersichtlich, weist der Faserfilterstaubkollektor 100' einen durch eine Rohrwand 104 von einem durch eine Auslaßöffnung 108 entgasten Reingasraum 106 getrennten Schmutzgasraum 102 auf. Der in langestreckter Ausbildung dargestellte Staubsammeltrichter 110 weist an seinem einen Ende eine von einem bezüglich des zuströmenden Gasstroms wie vorbeschrieben angeordneten gestreckten Metallgitter 114 der vorbeschriebenen Art durchsetzte vergrößerte Öffnung 112 auf. Auch hier durchquert das Gitter 114 eine Austrittsöffnung 112 des von einem Förderwandglied 118 begrenzten Übergangsabschnitt 116. Wie am besten aus Fig. 9B ersichtlich, weist der Übergangsabschnitt 116 auch Beförderungstrichterseitenwände 120 und 122 auf.
Obwohl hierin nicht wesentlich, kann die oben beschriebene Einlaßausbildung, wenn dies gewünscht ist, auch einen Einlaßübergangsabschnitt 130 mit einem in dessen Austrittsöffnung vorgesehenen gestreckten Metallgitter 132 aufweisen. Fig. 9C zeigt schematisch den in Fig. 9A und 9B dargestellten Staubkollektor ohne einen Einlaßübergangsabschnitt. Bei dieser Ausführungsform wird der Schmutzgasstrom in einen nahe der Seitenwand des Kollektors angeordneten vergrößerten Kanalabschnitt 140 eingeführt. In wünschenswerter Weise kann der Kanalabschnitt 140 von einer beträchtlich größeren Querschnittsfläche als die der Gasförderleitung sein, damit eine Abnahme der Gasgeschwindigkeit vor dem Zusammentreffen mit dem gestreckten Metallgitter 114 möglich ist.
Im Betrieb funktioniert bei der oben beschriebenen Vorrichtung das gestreckte Anfangsgitter 114 wiederüm zum Ablenken und Zerstreuen des zuströmenden Schmutzgasstroms. Nach dem Durchtreten des Gitters und der unmittelbar stromabwärts davon angeordneten Turbulenz-Verringerungszone wird der Gasstrom bei weiter verringerter Geschwindigkeit in den Trichter 120 in einer Richtung weitgehend rechtwinklig zur Längsmittelachse der Filterbeutel 20, aber unterhalb der Filterbeutel, geleitet. In wünschenswerter Weise wird der derartige Gasstrom durch den Trichter und nach oben gerichtet zur Partikeltrennzone gelenkt strömen, die hier von der Gesamtbreite und Tiefe der Filterbeutelanordnung begrenzt ist und zwar durch das Ansaugen des stromabwärts der Auslaßöffnung 108 angeordneten Lüfters.
Es wird dem Fachmann auch ersichtlich sein, daß der ablenkende Charakter der Übergangsabschnitte durch eine Anordnung derer festen Grundwand parallel zur Richtung des Gasstroms und der Anordnung der gestreckten Metallgitter unter einem Winkel hierzu bewirkt werden kann, der ein anderer als die rechten Winkel zur Ebene der Eintrittsöffnung ist.

Claims

1. Einrichtung zur Behandlung von in einem zuströmenden Hochgeschwindigkeitsgasstrom von erster vorbestimmter Querschnittsfläche befördertem Gas mit

einer, eine Gasbehandlungszone von vorbestimmter Höhe, Breite und Tiefe umfangsseitig begrenzenden Gasbehandlungseinrichtung,

einem die Gasbehandlungszone umgebenden gasundurchlässigen Gehäuse (8),

einer Gaseinlaßeinrichtung zum gleichmäßigen Verteilen und Einführen des zuströmenden Hochgeschwindigkeitsgasstroms in die Gasbehandlungszone mit verringerter Geschwindigkeit, wobei die Gaseinlaßeinrichtung aufweist

einen geschwindigkeitsverringernden Übergangsabschnitt (72, 116) mit einer Eintrittsöffnung (70) von der ersten vorbestimmten Querschnittsfläche zur Aufnahme des zuströmenden Gasstroms und einer Austrittsöffnung (74, 112) von zweiter und größerer vorbestimmter Querschnittsfläche, die getrennt durch eine komplementär profilierte Öffnung (90, 112) in dem gasundurchlässigen Gehäuse mit der Gasbehandlungszone in einem Fluidverbindungsverhältnis angeordnet ist, um den Gasstrom daraus mit verringerten Geschwindigkeit abzugeben und mit einer Gittereinrichtung (76, 114) in der und durch die Austrittsöffnung (74, 112) hindurchlaufend, um den Gasstrom durch einen Wechsel der Richtung zur Gasbehandlungszone hin gleichmäßig zu verteilen und abzulenken, dadurch gekennzeichnet, daß die Gittereinrichtung eine gestreckte Metallgittereinrichtung (76, 114) aufweist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (82, 84, 86, 88) die eine unmittelbar stromabwärts der Gittereinrichtung (76) und zwischen der Gittereinrichtung und der Gasbehandlungszone angeordnete Turbulenz-Strömungs-Verringerungszone begrenzt zur Dissipation örtlicher durch den Durchgang des Gasstroms durch die Gittereinrichtung hervorgerufener Turbulenz.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Ausrichtung des Gasstroms unter einem Anflugwinkel von etwa 5 bis 30 Grad zur Gesamtebene der Gittereinrichtung (76).

4. Einrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintritts- (70) und Austrittsöffnungen (74, 112) des geschwindigkeitsverringernden Übergangsabschnitts (72, 116) in weitgehend rechten Winkeln zueinander angeordnet sind.

5. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnung (74) in einem Außenbegrenzungsprofil ausgebildet ist, um wenigstens einem Hauptabschnitt der Form, Höhe und Breite der Gasbehandlungszone zu entsprechen und daß die Öffnung in einer Seitenwand des Gehäuses angeordnet ist.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse einen abhängenden Trichter (110) aufweist und daß die Austrittsöffnung (112) des Übergangsabschnitts (116) und die gestreckte Metalleinrichtung (114) den Trichter (110) durchsetzen, um den zuströmenden Gasstrom in den Trichterabschnitt des Gehäuses (8) abzugeben.

7. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche zum Trennen und Sammeln von in dem zuströmenden Hochgeschwindigkeitsgasstrom befördertem mitgerissenen Partikelmaterials, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasbehandlungseinrichtung eine Partikeltrenneinrichtung (20) aufweist.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikeltrenneinrichtung eine Vielzahl von senkrecht ausgerichteten langgestreckter Filterelemente (20) aufweist, die getrennt und parallel zueinander angeordnet sind.

9. Einrichtung nach Anspruch 8 in Abhängigkeit von Anspruch 7 in Abhängigkeit von Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gittereinrichtung (114) den zuströmenden Gasstrom in den Trichter (110) in einer Richtung weitgehend rechtwinklig zur Längsmittellinie der Filterelemente (20) abgibt.

10. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen zwischen dem erstgenannten Übergangsabschnitt (72, 116) und dem zuströmenden Hochgeschwindigkeitsgasstrom angeordneten einleitenden Geschwindigkeitsübergangsabschnitt (30, 130), wobei der einleitende geschwindigkeitsverringernde Übergangsabschnitt eine Eintrittsöffnung (32) von erster vorbestimmter Querschnittsfläche zur Aufnahme des zuströmenden Hochgeschwindigkeitsgasstroms besitzt und eine Austrittsöffnung (36) von zweiter und größerer vorbestimmter Querschnittsfläche, um den zuströmenden Gasstrom daraus in einer ersten verringerten Geschwindigkeit an den erstgenannten Übergangsabschnitt abzugeben und weiterhin eine Gittereinrichtung (42, 132) besitzt, die selektiv in der und die Austrittsöffnung (36) des einleitenden Übergangsabschnitts durchsetzend angeordnet sind, um den Gasstrom durch einen Richtungswechsel abzulenken.

11. Einrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (62, 64) die wenigstens eine unmittelbar stromabwärts der Gittereinrichtung in dem einleitenden Übergangsabschnitt (30) angeordnete Turbulenz-Strömungs- Verringerungszone (60) begrenzt zur Dissipation von örtlicher Turbulenz, hervorgerufen durch den Durchgang des Gasstroms durch die weitere Gittereinrichtung (42).

12. Einrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintritts- (32) und Austritts (36) - Öffnungen im einleitenden geschwindigkeitsverringernden Übergangsabschnitt weitgehend in rechten Winkeln zueinander angeordnet sind.

13. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die oder jede Gittereinrichtung (76, 114, 42) zum gleichmäßigen Verteilen angeordnet sind und zum Ablenken des sich dort nähernden Gasstroms durch eine wenigstens 90 Grad- Richtungsänderung.

14. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Gittereinrichtung (42) eine gestreckte Metallgittereinrichtung (42) aufweist.

15. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die oder jede gestreckte Metallgittereinrichtung (76, 114, 42) von allgemeiner ebener Ausbildung ist und eine Vielzahl von polygonaler Öffnungen (50) darin auf weist, die von einer dreidimensionalen Grenze aus winkelig gegeneinander versetzter Stränge (52, 54) begrenzt sind, wobei wenigstens einer (52) davon von doppelter Breite dem sich nähernden Gasstrom zugerichtet angeordnet ist.

16. Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die polygonalen Öffnungen von rhombischer Ausbildung sind.

17. Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die polygonalen Öffnungen von hexagonaler Ausbildung sind.