CH270244A - Verfahren und Vorrichtung zur Abscheidung fester Partikel aus einem gasförmigen Medium. - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Abscheidung fester Partikel aus einem gasförmigen Medium.

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CH270244A
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Description


  
 



  Verfahren und Vorrichtung zur Abscheidung fester Partikel aus einem gasförmigen Medium.



   Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Abscheidung fester Partikel aus einem gasförmigen Medium, bei welchem Verfahren das Medium unten   einem    Winkel von 3 bis 15  gegen eine mit Durchflussöffnungen versehene Filterfläche geleitet wird, so dass die einzelnen Stromschichten der Filterfläche entlang wellenförmige Bewegungen ausführen.

   die um so ausgeprägter sind, je näher der Filterfläche sich dei Stromschichten befinden, wobei der   grössere    Teil des Mediums   mit    einenl   vermin-    derten Gehalt an festen   I > artikeln      durch    die Öffnungen der Filterfläche hindurchströmt, während der restliche, kleinere, mit festen Partikeln angereicherte Teil des Mediums durch einen unmittelbar an das hintere Ende der Filterfläche anschliessenden Auslass abge  führt    wird.



   I)as   Verfahren      nach    der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das gasförmige Medium derart gegen eine Filterfläche, bei welcher der Abstand zwischen zwei Durchlassöff  zungen      in    der Strömungsrichtung höchstens 16 mm und minderstens 2 mm beträgt, geleitet wird, dass die Strömungsgeschwindigkeit des Mediums längs der Filterfläche höchstens 30 m/sek und mindestens 16 m/sek beträgt, so dass also das Medium bei seiner Strömung längs    < 1er      Filterfläche      Sehrvillgullgell   mit einer Frequenz von höchstens 15000 sek und mindestens 1000 pro sek erhält, das Ganze   zum      Zwecke, nehen der Filterfläche von dieser    fort gerichtete,

   auf die festen Partikel wir- kende Kräfte solcher Stärke hervorzurufen,   dass    Partikel mit einem spezifischen   Gewicht    von   1      g/ein:.    bis herab zu 10   u    Durchmesser daran verhindert   werden    durch die Filter öffnungen hindurch mitgerissen zu werden.



   Die erfindungsgemässe Vorrichtung   zur      Ausführung    des Verfahrens nach der Erfindung ist gekennzeichnet durch ein Filter, das mindestens einen Teil der Wandung eines in Strömungsrichtung im   Querschnitt    abnehmenden Kanals bildet, wobei die Filterfläche sieh bis zu   defli      engsten,

      unmittelbar an einen Staubauslass angeschlossenen Ende des ge  nannten    Kanals erstreckt und die Summe der   Quersehnftte    der Durchlassöffnungen der Fil  terfläche    hinter - in Strömungsrichtung gerechnet - jedem beliebigen Querschnitt des Kanals grösser ist als der   genannte    Querschnitt vermindert   um    den Querschnitt des an    das hintere Ende des Kanals angeschlossenen    Staubauslasses, wobei ferner die Wände der Filterdurchlssöffnungen einen   Winkel    zwischen 30 und 90  mit der Filterfläche bilden und der Tangens des Winkels, den die Filter  fläche    mit der Kanal achse bildet, kleiner als 1 :

   5 ist und wobei schliesslich die Teilung der Filterdurchlassöffnungen in Strömungsrichtung längs der Filterfläche höchstens 16 mm und mindestens 2 mm beträgt.  



   Das   Verfahren    nach vorliegender Erfin  dung    soll an   Hand    der Zeichnung beispielsweise näher erläutert werden; in derselben ist schematisch ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens veranschaulicht.

   Es   zeigen:   
Fig. 1 einen Teil der   Filterfläche    eines Filters im Grundriss,
Fig.   2    einen Schnitt nach der   Linie 2-2    der Fig. 1,
Fig. 2a ein   Diagrallml    der   (Tesehwindig-    keitskomponenten des die   auszuseheidenden    festen Partikel enthaltenden Gasstromes,
Fig. 3 eine   sehematisehe      Darstellung    der Wellenbewegung des Gasstromes,
Fig. 4   und    5 eine schematische Darstellung der Verzögerung und Beschleunigung eines festen Partikels, das der Wellenbewe  gung    nach Fig. 1 des Gasstromes genau folgt,
Fig. 6 ein Diagramm der Kräfte, die auf ein sich gemäss Fig. 4 und 5 bewegendes Partikel wirken,
Fig.

   7 eine   schematiselle    Darstellung der Bewegungsbahn eines festen Partikels, das so gross ist, dass es sieh unabhängig von den Wellenbewegungen des Gasstromes bewegt,
Fig. 8 ein Diagramm der   Kräfte,    die auf ein sieh gemäss   Fig. 7    bewegendes Partikel wirken,
Fig. 9 eine schematische Darstellung der Bewegung gewisser Partikel längs der Filterfläche und
Fig. 10 schematisch die ganze Vorrichtung im Schnitt.



   Wie aus Fig. 1 hervorgeht, besteht das Filter aus einem aufgesehlitzten Blech 1, in dem die Bleehlappen 2 zwischen den Öffnungen einen Winkel von mindestens 300 und höchstens 900 mit der Filterfläche bilden; nach Fig. 2 beträgt   dieser    Winkel a   450    Die Filterfläche wird in der Richtung   c    (Fig. 2 und 2a) angeblasen. Bezeichnet w sowohl die Geschwindigkeit wie die Richtung des Gasstromes, so bezeichnet w1 die   Geschwindig-      keitskomponente    parallel zur Filterfläche und w2 die Geschwindigkeitskomponente senkrecht zu dieser. Das Verhältnis   ic2/w1    ist in Fig. 2a 1:8. Ein besonders zweckmässiger Wert liegt zwischen 1 : 7 und 1 : 20. Grösser als 0,2681    =    15  Ausströmwinkel darf das Verhältnis nicht sein.



   Die erstrebte Schwingungszahl des Gases längs der Filterfläche wird erhalten, wenn der   Quotient    zwischen   dem    Gesehwindigkeitswert in der Richtung w1 und der Grösse der Teilung   a    zwischen den Durchströmöffnungen mindestens 1000 ist.



   Um zu veranschaulichen, wie der erstrebte Effekt entsteht, soll die Wellenbewegung des   Gasstromes    an Rand der Fig. 2 näher erläutert werden.



     Aus    den Stromlinien dieser   Figur - ebene    Potentialströmung   vorausgesetzt - kann    man nicht nur Richtungsänderungen, sondern auch   Geschwindigkeitsänderungenherauslesen.    Auseinanderlaufende Stromlinien sind gleichbedeutend mit verminderter Geschwindigkeit  (Verzögerung), während zusammenlaufende Stromlinien auf erhöhte Geschwindigkeit (Beschleunigung) schliessen lassen. Ein näheres   Studium    des Stromlinienbildes zeigt, dass die Geschwindigkeitsänderungen mit den Riehtungsänderungen in bestimmter Weise synchronisiert sind.



   Fig. 3 zeigt, auf welchem Teil der wellenförmigen Bahn der Gasstrom - es handelt sich im vorliegenden Fall um einen Luftstrom - verzögert (V) und auf welchem er beschleunigt (B) ist.



   Fig. 4 und 5 zeigen die Richtung der Reibungskraft, die auf ein Partikel wirkt, das so klein ist, dass es der Bahn des Luftstromes nach Fig. 3 annähernd folgt. Für jede Filter öffnung, in deren Nähe dieses Partikel vorbeigeht, wird es einmal verzögert und einmal   beschleunigt.    In Fig. 4 und 5 sind c und d, die dabei auf das Partikel wirkenden Reibungskräfte, dargestellt, und zwar stellen c und d nicht die Kräfte in dem Augenblick dar, in dem sie am grössten sind, sondern es sind die Mittelwerte der Kräfte. Da die Schwingungszahl des Luftstromes sehr gross ist, kann die Resultierende r gebildet werden   (Fig.    6), welche von der Filterfläche weg gerichtet ist.

   Die Kraftrichtungen, die in Fig. 4  und 5 beispielsweise veranschaulicht sind, setzen, wie oben schon gesagt, voraus, dass   dic      Balls    des Partikels   inil    der des Gasstro- mes (Luftstromes) zusammenfällt. In Wirkliehkeit   weicht    die Bahn des Partikels   jedoch    mehr oder weniger von der Bahn des Gasstromes ab.



   In   Fig.    T ist gezeigt, welche   Reibllllgx-    kräfte auf ein Partikel wirken würden, wenn es so schwer wäre, dass es in dem pulsierenden Luftstrom annähernd geradlinig vorwärtsginge,   ohne    dabei seine   Geschwindigkeit    zu iindern. Zwei Lagen 1   und    9 des   Partikels    gegenüber der wellenförmigen Bahn des Luftstromes sollen betrachtet werden. nämlich in der Mitte des abwärtsgerichteten (verzögerten) bzw. aufwärtsgerichteten (beschleunigten) Teils einer Welle des Luftstromes, dessen   lnittlerc      Bahn    mit der Bahn des Partikels   zu-    sammenfällt und dessen mittlere Geschwindigkeit   ebenso      gross    ist wie die des Partikels.



  In den beiden Lagen 1 und 2 bezeichnen a bzw. a' die Bewegungsrichtung und Geschwin  digkcit    des Partikels und b bzw. b' die Bewegungsrichtung und Geschwindigkeit der umgehenden Luft (in beiden Fällen relativ zu   einer      horizontalen    Filterfläche). Die Bewegung der Luft gegenüber dem Partikel wird dann durch die Verbindungslinie c   bzw.    c' erhalten. Die   Reibungskratt,    die das Partikel   beeintlusst,    ist   proportional    c bzw. c' und ist also   iiii    Punkt 1 abwärts und im Punkt 2 aufwärts gerichtet. Beide Kräfte sind gleich gross und wirken gleich lange. Eine resultierende Querkraft entsteht in diesem Fall also nicht (siehe Fig. 8).

   Die Verhältnisse bleiben die   gleiehell,      wenn    die Bahn des Partikels längs der ganzen Filterfläche   untersucht    wird.



     Eine    resultierende Kraft auf das Partikel kann nicht nachgewiesen werden.



     Die    Partikel, die für das der vorliegenden Erfindung zugrunde   liegende    Verfahren in-   teressant    sind, sind indessen   von    verhältnis   mässig kleiner Grössenordnung. Bei ii hoeh-    frequenten Richtungs- und Geschwindigkeits änderungen des Luftstromes längs der Filterfläche beschreiben derartige Partikel eine wellenförmige Bahn, die mit der des Luftstromes synchronisiert ist, jedoch mit einer gewissen Phasenverschiebung in der Stromrichtung. Während einer Beschleunigungsperiode erreicht das Partikel seine Höchstgeschwindigkeit etwas später als der Luftstrom und während   einer    Verzögerungsperiode   seine    niedrigste Geschwindigkeit, ebenfalls etwas später als der   Luftstrom.   



   Diese Vorgänge sind in Fig. 9 schematisch   dargestellt.    Die vollausgezogene,   wellenför-      nuge      Kurve    zeigt eine angenommene Bahn eines Staubpartikels in einem Luftstrom, der mit gestrichelten Linien (Stromlinien) angegeben ist. I)ie   mittlere      Bahii    des   Partikel    ist durch eine strichpunktierte Linie ange  deutet.      Die    Strömungsrichtung ist von rechts   iiaeli    links gedacht. Die Wellenbewegung des Luftstromes ist, um den Einfluss der erwähnten Phasenverschiebung gut zu veranschaulichen, so gewählt, als ob das Fallwindgebiet ebenso gross wäre wie das Aufwindgebiet.



   Entscheidend für die Grösse und Richtung der Kraft, die das Partikel beeinflusst, ist die   Relativbewegung    c zwischen der Bewegung a des Partikels und der Bewegung b der umgebenden Luft.   Diese    Bewegungen sind für eine Anzahl Punkte 1 bis 8 längs der Partikelbahn veranschaulicht. Die Grösse der Geschwindigkeiten a des Partikels an jeder Stelle der Bewegungsbahn wurde, rechnerisch   he-    stimmt, unter Annahme einer bestimmten mittleren Geschwindigkeit des Teilchens.

   Der mit gestrichelten Linien angegebene Luftstrom hat seine höchste   Geschwindigkeit    im Scheitel des Wellenberges (siehe die strichpunktierte senkrechte Linie auf der   rechten-    Seite der Fig. 9) und seine niedrigste Geschwindigkeit im Scheitel des Wellentals (siehe die strich punktierte senkrechte Linie in der Mitte der Fig. 9). Infolge der Trägheit des Partikels und der dadurch verurmachten Phasenverschiebung erhält dieses seine   höehste    bzw. niedrigste Geschwindigkeit kurze Zeit später als der Luftstrom. Es sei angenommen, dass die Höchstgeschwindigkeit des Partikels (die natürlieh kleiner ist als die Höchstgeschwindigkeit des Luftstromes im Punkte 2 und seine niedrigste Geschwindigkeit im   Punkte 6 erreicht ist.

   Die Punkte 1, 2 und 3 und die Punltce 7, 6 und 5 folgen sieh in glei  chen    Abständen auf je einer Seite der horizontalen, strichpunktierten Mittellinie. Im Punkt 4 und 8 schneidet die Partikelbahn diese Mittellinie, und zwar im Punkt 4 mit dem abwärtsgerichteten und im   Punkt    8 mit dem aufwärtsgerichteten Bewegungsast. Der Punkt la entspricht dem Punkt 1. Zwischen diesen beiden Punkten ist der Abstand gleich einer Wellenlänge. Die   Phasenversehieblmg      zwisehen    der Wellenbewegung des Partikels und der des Luftstromes entspricht in dem gewählten Ausführungsbeispiel   1/@ Wellen-    länge.



   Diese Phasenverschiebung stört die Symmetrie des Verlaufes. In den Punkten 1 und 3 hat die Luft gegenüber dem Partikel eine solche   Bewegungsrichtung,    dass das Partikel in horizontaler Richtung beschleunigt bzw. verzögert wird. Zwischen den Punkten 1 und 3 ist die   RelativbewegTmg. c    der Luft gegen über dem Partikel abwärts gerichtet. Man kann also deutlich zwischen zwei verschiedenen Fallwindgebieten unterscheiden: dem  absoluten Fallwindgebiet  (AF), das die Windrichtung gegenüber der Filterfläche betrifft, und dem  relativen   Falhvindgebiet     (RF), das die   Windriehtung    gegenüber dem Partikel betrifft.

   Unter  relativem Fallwindgebiet  versteht man somit das Gebiet der Partikelbahn, in dem die Relativbewegung c der Luft gegenüber dem Partikel abwärts (gegen die Filterfläche) gerichtet ist.



   Auf der Betrachtung der Fig. 9 ergibt sieh, dass das  relative Fallwindgebiet , dank der Phasenverschiebung auf einen Teil der halben Wellenlänge der Partikelbahn zusammenschrumpft, während gleichzeitig das  relative   Aufwindgebiet       (rot)    entsprechend vergrö ssert wird (absolutes Aufwindgebiet  = AU).



   Da gemäss Fig. 9 der Punkt 2 (in welchem die Geschwindigkeit a am grössten ist) sieh im abwärtsgerichteten Luftstrom befindet und der Punkt 6   (in    welchem die Geschwindigkeit a am kleinsten ist) im aufwärtsgeriehteten, ist die mittlere Geschwindigkeit des Partikels im abwärtsgerichteten Luftstrom grösser als der Mittelwert der Partikelgeschwindigkeit im aufwärtsgerichteten Aus diesem Grunde befindet sieh das Partikel längere Zeit in dem von der Filterfläche fort gerichteten (auf  wärtsgeriehteten)    als in   dem    auf die Filterfläche zu gerichteten (abwärtsgeriehteten) Luftstrom. Dies geht aus Fig. 9 hervor, aus der sich auch ergibt, dass das Fallwindgebiet den Teil der Partikelbahn umfasst, in dem die Partikelgeschwindigkeit am grössten ist.



   Nun erhält man, wie schon an Hand der Fig. 4 bis 8 erläutert wurde, die resultierende, auf das Partikel wirkende   Reibungskraft,    indem man die an den verschiedenen Punkten der Partikelbahn wirkende Reibungskraft über eine ganze Schwingungsperiode (eine Wellenlänge) vektoriell addiert.



   Betrachtet man in dieser Weise das relative   Aufwindgebiet    für sich und vergleicht man es mit dem relativen Fallwindgebiet, so sieht man ohne weiteres, dass die aufwärtsgerichteten Kräfte die   abwärtsgerichteten    überwiegen. Dies bedeutet, dass die Mittelrichtung des Partikels nicht mit der Mittelrichtung des Luftstromes   zusammenfallen      kann    wie der Einfachheit halber in Fig. 9   angenom-    men wurde. Auch wenn man annimmt, dass das Partikel mit dieser Richtung in den pulsierenden Luftstrom hineinkommt, wird die   Äfittelbahn    des Partikels unter der Einwirkung der soeben nachgewiesenen, nach oben gerichteten resultierenden Querkraft nach oben abgelenkt.

   Allmählieh kommt das Partikel in eine Lage, in der die auf das Partikel wirkenden abwärts- und   aufwärtsgerieh-    teten Kräfte gleich gross sind und einander aufheben. Das Partikel hat dann seine grösste Steiggeschwindigkeit   les    max.   gegenüber    der Luft in dem pulsierenden Luftstrom erreicht.



  (Es wird dabei von dem Partikelgewieht abgesehen, das im Verhältnis zu den Reibungskräften des Luftstromes und den Trägheitskräften des Partikels unbedeutend ist.)
Indessen sind, wie aus Fig. 2 hervorgeht, die   Pulsationen    des Luftstromes in der Nähe der Filterfläehe am grössten, während sie nach aufwärts, das heisst mit zunehmendem Ab  stand von der Filterfläche, ahnehmen. Die Steiggeschwindigkeit ist daher unmittelbar neben der Filterfläche   am    grössten und nimmt mit dem Abstand von dieser ab. Wäre die Mittelrichtung des Luftstromes mit der Fil  terfläche    parallel, so würden die Partikel mit abnehmender Steiggeschwindigkeit den Stromlinien zustreben, die den grössten Abstand von der Filterfläche halben.



   Nun verläuft indessen die Luftströmung als Ganzes nicht parallel zur Filterfläche.



     Ausserdem    hat ein Partikel nur am Einlassende der Filterfläche die Ausgangslage in dem pulsierenden Luftstrom, die in Fig.   9    angenommen wurde. Die meisten Partikel nähern sieb   mit      dem      Luftstrom    der   Filter    fläche in der Richtung   ?/'      (Fig.    2a) und gelangen   daliei    sukzessiv in eine immer stärkere Wellenbewegung. Schwerere Partikel werden von dieser Wellenbewegung   nicht    nennenswert beeinflusst (siehe Fig. 7),   sondern    setzen ihre Bewegung annähernd geradlinig fort, bis sie mit der   Filterfläche    kollidieren und dabei in an sich   bekannter    Weise zurückgeworfen werden.

   Die   feinen,    in   der    Luft schwebenden Partikel werden dagegen aus der Richtung   je    abgelenkt, so   dass    sie schliesslich der Filterfläche entlang schweben, und zwar in einem   Abstand    von ihr, in   dem    die   Steiggeschwin--    digkeit ws ebenso gross ist wie die gegen die Filterfläche gerichtete Geschwindigkeitskomponente   ie    des Luftstromes. Die Voraussetzung für eine derartige Bewegung der Partikel längs der Filterfläche ist somit, dass die Geschwindigkeitskomponente w2 (Fig. 2a) das maximale Steigvermögen (ws max,) der Partikel in unmittelbarer Nähe der Filterfläche nicht übersteigt.

   Sollte   ic,,    also ws max. der Partikel übersteigen, so werden die Partikel in Berührung mit der Filterfläche gebracht.



  Dabei dringen zuerst die feinsten durch die Filteröffnungen hindurch, während die gröberen von dem einen Blechlappen 2 (siehe Fig. 2) zu dem nächsten in an sich bekannter Weise   gesehleudert    werden. Steigt   ic    gegen über   lo,    max.   Iängs    der Filterfläche an, so dringt mehr und mehr der feinere Staub durch die Filteröffnungen hindurch, so dass schliesslich nur gröbere Partikel in an sieh bekannter Weise dadurch abgeschieden werden, dass sie jeweils nach dem Stosse gegen einen Blechlappen von der Filterfläche zurückgeworfen werden.



   Infolgedessen ist es zur Erzielung der gewünschten Abscheidewirkung nicht nur notwendig, die beschriebene   Schwingungsbewe-    gung längs der   Filterfläche    zu erzeugen, vielmehr   muss    auch das Verhältnis zwischen den Geschwindigkeitskomponenten w2 und w4 längs der ganzen Filterfläche   aufreehterhalten    werden.



   Besonders empfindlich für einen zu hohen Wert w2/w1 ist der Teil der Filterfläche, der in der Nähe des   Stauhauslasses    liegt. An die  ser    Stelle ist der   hauptteil    der abgeschiedenen   Staubmenge    in einer Schicht in der Nähe   der    FIlterfläche konzentriert, so dass ein zu hoher Wert w2/w1 mit sich bringen würde, dass der grössere Teil des vorher durch den besehriebenen Effekt zurückgehaltenen Staubes durch die Filterdurchlassöffnungen hindurchdränge.



   Als Beispiel hierfür sei genannt, dass sieh bei Versuchen gezeigt hat, dass, wenn 10% der Durchlassöffnungen der Filterfläche in der Nähe des Staubauslasses verstopft waren, mehr als fünfmal so viel Staub durch die übrigen Filteröffnungen hindurchdrang. Die   Geschwindigkeit      im      Staubauslass    war bei den Versuchen stets die gleiche; infolge der verstopften öffnungen erhielt man jedoch eine Verschiebung des Geschwindigkeitsverhältnisses w2/w1 vor dem nicht verstopften Teil, indem w1 an dieser Stelle kleiner und   je.    grösser wurde.



   In den Filteröffnungen ist die Geschwindigkeit stets höher als die   Gesehwindigkeit      je.2,    die der Zuströmgeschwindigkeit senkrecht zur Filterfläche entspricht (die   Gesamtfläehe    der   Öffnungen    ist nämlich immer geringer als die Filterfläche).



   Auch wenn das Geschwindigkeitsverhältnis w2/w1 richtig gewählt ist, besteht daher die Gefahr, dass Partikel, die in die Nähe einer   öffnung    kommen, durch diese   hindurch    gesaugt werden.  



   Eine Bedingung dafür, dass die von der   Wellenbewegung    erzeugten, von der Filterfläche weg gerichteten, auf die Partikel aus  geübten    Kräfte ein derartiges   Hindureh-    saugen verhindern, ist, dass die weggerich- texten Impulse in ausreichend schneller Folge wiederkehren, so dass das Partikel nicht Zeit findet, zwischen zwei Impulsen durch   ciiic    Öffnung hindurchgesaugt zu werden.



   Die oben genannte, ungünstige Verschicbung des Geschwindigkeitsverhältnisses w2/w1 erhält man auch an der bis zum   Stanbaus-    lass perforierten Filterfläche, wenn die Geschwindigkeit im Staubauslass niedriger als die Geschwindigkeitskomponente w1 ist. Um eine solche Geschwindigkeitsverminderung zu verhindern, wird der Staubauslass zweckmässig an einen Ventilator   angesehlossen,    der eine Drucksenkung im Staubauslass erzeugt, so dass der Druck in diesem geringer ist als hinter der Filterfläche. Weiterhin sollte man die   Möglichkeit    haben, zu kontrollieren, dass eine solche Druckdifferenz wirklich vorhanden ist, z. B. mittels eines Flüssigkeitssäulenmano- meters, das die Druckdifferenz zwischen dem Einlass für das zu reinigende Gas und dem Staubauslass misst.

   Unter keinen   Umständen    darf im Betrieb eine Drucksteigerung im Staubauslass zugelassen werden.



   Aus den obigen Ausführungen ergibt sich deutlich, dass es für den angestrebten Zweck nicht ausreichend ist, die Filterfläche so aus  zubilden,    wie es in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist. Vielmehr muss sie in einer bestimmten Weise zur Gasströmung an geordnet werden. Ohne einen unmittelbar am Ende der Filterfläche angeordneten Staubauslass hätte man z. B. keinen Nutzen davon, die beschriebene   Wellenbewegung    neben der Filterfläche zu erzeugen. Aber sogar mit einem solchen Auslass mit   richtiger    Gasgeschwindigkeit erreicht man nur, dass man einen mit Staub angereicherten Teilstrom durch den Staubauslass erhält.

   Eine endgültige   Abseheidung    der Partikel aus einem angereicherten Teilstrom erfolgt dann   hei    bekannten Vorrichtungen dadurch, dass   man    diesen Teilstrom in einen Sekundärabscheider leitet, in dem die weitere Abscheidung durch die   Schwerkraft    geschieht  (Schwerkraftkammer). Da eine   Schwerkraft-      kammer      eincn    schlechten Abscheidungsgrad hat, ist es üblich, den genannten   Teilstrom    aus   dem    Sekundärabscheider nach dem   (las-    einlass des   Primärabselleiders    zurückzuleiten, so dass der im Sekundärabscheider nicht ausgefällte Staub von neuem im   Priinärabschci-    der abgeschieden wird.



     : man    könnte   glaubell,    dass der   Staub    auf diese Weise gezwungen würde, zwischen dem   Primär    und Sekundärabscheider zu   zirkulie-    ren, bis er schliesslich im Sekundärabscheider abgeschieden ist, und dass der schlechtere Ab- scheidungsgrad des Sekundärabscheiders so  mit    keine so grosse Rolle spielt.



     Eine    nähere Untersuchung zeigt   indessen.    dass der Gesamtabscheidegrad   #1,2    sich aus dem   Abseheidegrad      #1    des Primärabscheiders und dem Abscheidegrad   #3    des Sekundärabscheiders   gen-iäss    der Formel     #1 # #2
1-#1(1-#2)    zusammensetzt.



   Hieraus geht hervor, dass, solange der Un-   terschied    des Abseheidegrades zwischen dem Primär- und dem Sekundärabseheider nicht   zn    gross ist, dieser Unterschied keine grössere Rolle spielt. Bekannte   Primärabseheider    haben derart feinen, in der Luft schwebenden Staub,   der    beim Abscheiderverfahren nach der Erfindung abgesehieden werden soll, nicht in nennenswertem Grade abscheiden können, so dass es ohne Bedeutung war, dass die als   Sekundär-    abscheider benutzte   Schwerkraftkammer    derartigen Staub auch nicht abscheiden konnte.



  Beim Verfahren nach der Erfindung handelt es sieh jedoch darum, Staub abzuscheiden,   der    so fein ist, dass er sieh auch in stillstehender Luft längere Zeit in Schwebe hält. (Partikel von der Grössenordnung   l/loo    mm [= 10   Ml    und mit einem spezifischen Gewicht von 1 g/cm3 haben in der Zimmerluft eine Fallgeschwindigkeit von nur etwa 3 mm/sek.)   Kann    eine als Sekundärabscheider benutzte   Schwerkraftkammer derartigen Staub nicht abscheiden, so ist der Abseheider in seiner Gesamtheit unbrauchbar, auch wenn die beschriebene Zirkulation zwischen dem Primärund dem Sekundärabscheider aufrechterhalten wird.

   Die Zirknlation zwischen den beiden Abseheidern würde dann nämlich nur mit sich bringen, dass die Staubkonzentration an der Filterfläche in solchem Grade stiege, dass ebenso viel Staub durch die Filterfläche hindurchdringen würde, wie primär zugeführt wird.

 

   Infolgedessen ist es bei Anwendung des Verfahrens gemäss der Erfindung von grösster Bedeutung, wie der Sekundärabscheider ausgebildet ist.



   Zweckmässig erfolgt die Sekundärabscheidung in einem Zyklon, der an einen unter ihm angeordneten Staubsammelbehälter angeschlossen ist.



     Würde    der abgeschiedene Staub   in    üblicher Weise im Zyklon selbst zwischen zwei Entleerungen gelagert so würde der feinere Staub   von    der nicht zu   veriiicidcndcn    Tromhe im Zyklon wieder aufgewirbelt werden. Eine derartige Aufwirbelung liesse sich allerdings mit   Iii fe    hesonderer Anordnungen vermeiden;   am    besten ist es   jedoch    die Aufgabe hat, die   Druekdifferenz    zwischen dem Eine und Auslass des Filterkegels zu messen. Diese Differenz soll, wie gesagt, einen positiven Wert haben. Gegebenenfalls kann das Monometer auch die   Druekdiffcrenz    zwischen dem Staubauslass und dem Gehäuse 4   messen,    wie mit gestrichelten Linien in Fig. 10 angegeben ist.

   Hält man den Druck im Staubauslass ebenso hoch wie den Druck in dem Gehäuse 4 oder niedriger als diesen, so ist man sicher, dass die   Gasgesehwindigkeft    im Staubauslass genügend gross ist.



   Der Zyklon 9 ist an seinem untern Teil an einen   Staubsammelbehälter    19 angeschlossen. Das Gas rotiert in diesem Behälter mit geringerer Geschwindigkeit als im Zyklon.



  Gleichzeitig mit der Rotation tritt sowohl im Zyklon wie im Staubsammelbehälter eine Strö  inung    auf, die mit Pfeilen angedeutet ist, das heisst eine   Trombenströmung.    Da der Zyklon selbst nach unten zu offen ist und somit Staub in ihm nicht abgelagert werden kann, ist die Trombe im   Zyldon    nicht in der Lage, abgeschiedenen Staub wieder aufzuwirbeln.

   Die Trombe im Behälter 19 wirkt   dagegen    auf den Staub am Behälterboden; da aber diese Trombe viel schwächer ist als diejenige im Zyklon, wird die Wiederaufwirbelung bedeutend geringer, als wenn der Staub im   Zyklon    selbst gelagert wäre.   Hierzu    kommt, dass ein grosser Teil des   aufgesaugten    Staubes wieder auszentrifugiert wird, bevor er den Auslass am obern Teil des Zyklons   erreieht    hat. Die Staubsammelkammer wirkt somit auch als Zyklon, wenn in ihr auch die   Staubabschei-    dung letzten Endes durch Schwerkraft erfolgt.

   Der Filterkegel 3 ist derart perforiert, dass die Summe der Querschnitte der Durch-   lassöffnungen    hinter   (in    der   Strömungsrich-      tung    gerechnet) jedem beliebigen Querschnitt des   Filterkegels    grösser ist als der genannte Querschnitt vermindert um den Querschnitt des Staubauslasses 8.



   Der Anströmwinkel (Winkel zwischen Achse des Filterkegels 3 und Mantellinien des Kegels) und die Neigung der Wände der   Filterdurehlassöffnungen    bei der Vorrichtung nach   Fig. 10    entsprechen denjenigen in den Fig. 2 und 2a.



   Der Abstand zwischen zwei Durchlassöffnungen des Filters beträgt zwischen 2 und 16 mm und die Gasgeschwindigkeit längs der Filterfläche (w1 in Fig. 2a) zwischen 16 und 30 m/sek.   

Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCHE: I. Verfahren zur Abseheidung fester Partikel aus einem gasförmigen Medium, wobei dieses Medium unter einem Winkel von 3 bis 150 gegen eine mit Durchlassöffnungen versehene Filterfläche geleitet wird, so dass die einzelnen Stromschichten der Filterfläche entlang wellenförmige Bewegungen ausführen, die um so ausgeprägter sind, je näher der Filterfläche sich die Stromsehiehten befinden, wobei der grössere Teil des Mediums mit einem verminderten Gehalt an festen Partikeln durch die Filteröffnungen hindurchströmt, während der restliche, kleinere, mit festen Partikeln angereicherte Teil des Medilmls durch einen unmittelbar an das hintere Ende der Filterfläche anschliessenden Auslass abgeführt wird, durch gekennzeichnet,
    dass das gasförmige Medium derart gegen eine Filterfläche1 bei der der Abstand zwischen zwei Durehl assöff- nungen in der Strömlmgsrichtung höchstens 16 mm und mindestens 2 mm beträgt, geleitet wird, dass die Strömun-gsgeschwindig- keit des Mediums längs der Filterfläche höchstens 30m/sek und mindestens 16m/sek beträgt, so dass also das Medium bei seiner Strömung längs der Filterfläche Schwingun- gen mit einer Frequenz von höchstens 15000 sek und mindestens 1000 pro sek erhält.
    das Ganze zum Zwecke, neben der Filterfläche von dieser fort gerichtete, auf die festen Partikel wirkende Kräfte solcher Stärke hervorzurufen, dass Partikel mit einem spe zifischen Gewicht von 1 g/cm3 bis herab zu 10, Durchmesser daran verhindert werden, durch die Filteröffnungen hindurch mitgerissen zu werden.
    II. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, gekennzeichnet durch ein Filter, das mindestens einen Teil der Wandung eines in Strömungsrichtung im Querschnitt abnehmenden Kanals bildet, wobei die Filterfläche sich zu dem engsten, unmittelbar an einen Staubauslass angeschlossenen Ende des genannten Kanals erstreckt und die Summe der Querschnitte der Durchlassöffnungen der Filterfläche hinter in Strömungsrichtuiig gerechnet - jedem beliebigen Querschnitt des Kanals grösser ist als der genannte Querschnitt vermindert um den Querschnitt des an das hintere Ende des Kanals angesehlossenen Staubauslasses, wobei ferner die Wände der Filterdurchlassöffn-un- gen einen Winkel zwischen 30 und 90 mit der Filterfläche bilden und der Tangens des Winkels,
    den die Filterfläche mit der Kanalachse bildet, kleiner ist als 1 : 5, und wobei schliesslich die Teilung der Filterdurchlassöffnungen in Strömungsrichtung längs der Filterfläche höchstens 16 mm und mindestens 2 nim be trägt.
    UNTERANSPRÜCHE: 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasgeschwin-- digkeit im Staubauslass mindestens so hoch gehalten wird wie die längs der Filterfläche gerichtete Gesehwindigkeitskomponente.
    2. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Staubauslasses höchsten 8 /o und mindestens 2% des Einlassquersehnittes des Filterkanals beträgt.
    3. Vorrichtung nach Patentansprueh II, dadurch gekennzeichnet, dass der Staubauslass mit einem Zyklon in Verbindung steht, dessen Abscheidekammer unten durch eine Öffnung mit einem Staubsammelbehälter verbunden ist.
CH270244D 1946-02-22 1947-02-10 Verfahren und Vorrichtung zur Abscheidung fester Partikel aus einem gasförmigen Medium. CH270244A (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2342230A1 (fr) * 1976-02-27 1977-09-23 Rieter Ag Maschf Procede et dispositif pour la separation de l'air d'une conduite transporteuse pneumatique

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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