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Staubabscheider für heiße Gase und Dämpfe mit einer im Gehäuse horizontal
gelagerten Doppelmanteltrommel mit feinkörniger Schüttgutfüllung als Filterschicht
Die Erfindung bezieht sich auf einen Staubabscheider für heiße Gase und Dämpfe mit
einer in einem Gehäuse horizontal gelagerten drehbaren Filtertrommel aus zwei konzentrisch
angeordneten perforierten Zylindermänteln und zwei Stirnwänden, wobei der Innenraum
der Trommel durch eine zentrale Offnung in der einen Stirnwand mit der Reingas-Absaugleitung
in Verbindung steht, der Ringraum zwischen den beiden Trommelmänteln mit einem als
Filtermasse dienenden feinkörnigen Schüttgut zum Teil, vorzugsweise etwa zur Hälfte,
gefüllt ist und ein Abdeckschirm das Einströmen von Staubgas im oberen, ungefüllten
Trommelsektor sperrt.
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Bei bekannten Staubabscheidern dieser Art ist der ungefüllte Teil
des Ringraumes durch einen feststehenden, über dem entsprechenden Sektor des äußeren
Trommelmantels angeordneten Schirm abgedeckt, dessen Längsränder die beiden oberen
Grenzen der Schüttgutfüllung überlappen. Da sich die Trommel dreht, während der
Abdeckschirm feststeht, muß zwischen beiden ein Spalt vorhanden sein.
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Durch diesen Spalt können ständig Staubgase in den nicht mit Schüttgutmasse
gefüllten Teil des Ringraumes einströmen und somit ungereinigt durch den Innenraum
der Trommel in die Reingas-Absaugleitung gelangen. Ein weiterer Nachteil des bekannten
Abscheiders besteht darin, daß die Reinigung der Schüttgutmasse während des Filtervorganges
erfolgt.
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Dabei löst sich der Staub aus der Schüttgutmasse und fällt in das
Innere des inneren Mantels herab. Von hier soll er von dem gereinigten Gasstrom
mitgenommen und in der anschließenden Reingas-Absaugleitung abgelagert werden. Da
sich aber hierbei das eben gereinigte Gas wieder mit Staub beläd^. wird die Filterwirkung
der Trommel zumindest zum Teil wiederautgehoben. Eine einwandfreie Gasreinigung
ist also mit dieser Vorrichtung nicht mög ! ich.
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Der Erfindung liegt die aufgabe zugrunde, einen Staubabscheider dieser
Guttung so auszubilden, daß die geschilderten Mängel behoben sind und bei einer
einfachem konstruktive@ Gestaltung ein besserer Abscheidegrad erzielt wird als bei
der bekannten Vorrichtung. Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß zum Abschirmen
des ungefü@ten Trommelsek@@@@ ein Zylinderflächensegmen des Innere@ Trommelmantels
vollwandig au@gebildet und die Trommel während des Filterbetriebes in eine S@@@ung
gedreht ist. bei der das vollwandige Segment oben liegt und bcidseitig auf einer
mindestens dem radialen Abstand der beiden konzentrischen Trommeimante) entsprechenden
Höhe von der Schüttgutmasse überdeckt
ist. Hierdurch ist eine sichere Abdichtung
des nicht mit Schüttgut angefüllten oberen Teiles des Ringraumes gewährleistet.
Ferner wird dadurch. daß die Trommel während des Filtervorganges stillsteht, erreicht,
daß sich der aufgefangene Staub nicht aus der Filtermasse lösen und von dem Gas
mitgerissen werden kann. Vor dem Reinigen der Schüttgut-Filtermasse wird der Staubabscheider
gemäß der Erfindung von der Gaszuleitung abgeschaltet, so d ; ìß eine erneute Verunreinigung
von Rein-ases durch ausgeschiedenen Staub nicht eintreten kann.
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Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Ernndung können in bekannter
Weise wenigstens zwei Trommelfilter parallel an den Staubgaskauel angeschlossen
sein, die mittels einer Schwenkklappe od. dgl. wechselweise abschaltbar sind. Bei
einer solchen Anordnung kann beispielsweise ein zweiter Trommelfilter dann in Betrieb
ge@etz@ werde@, wenn der erste Tremmelfilter gereinigt wird, und umgekehrt wird
der zweite Tremmelfilter gereinig@ wä@@@d der erste wieder @@ die Gaszufuhr angeschlossen
ist.
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Die Zeichnung gibt ein ausführungsbeispiel der E@findung wiedes und
zwar zeigt Fig. 1 eine Entstaubungsanlage mit zwei parallel gesche leten S@ubab@cheidern,
Fig. 2 einen Staubabscheider im Schnitt nach der Linie H-H der Fig. 1 in Betriebsstellung.
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Fig. 3 den Staubabscheider gemäß Fig. 2 während des Abreinigungsvorganges.
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Bei der Entstaubungsanlage nach Fig. 1 sind an einer gemeinsamen
Staubgasleitung 6, beispielsweise dem Abgasrohr einer Erhitzungseinrichtung für
Zementrohmehl, zwei Staubabscheider7 und 8 angeschlossen. Die Staubabscheider haben
je ein geschlossenes Gehäuse 9 mit einem unteren Einlaß 10 für die Zuführung des
staubhaitigen Abgases aus der Leitung 6 und einen seitlichen Auslaß 11 mit einem
Rohr 12 für die Abführung des gereinigten Gases.
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Das Rohr 12 ist mit dem Saugstutzen eines Gebläses 13 verbunden, dessen
Druckseite über die Rohr-@@i 14 ins Freie mündet. In dem Gehäuse ist eine horizontale
Welle 15 drehbar gelagert. Sie ist außerhalb des Gehäuses über einen Kettentrieb
16, 18. 17 mii : e ! nem auf dem Gehäuse angeordneten EIektromcLor ; ? 0 verbunden.
Innerhalb des Gehäuses trägt die Welle die zylindrische Doppelmanteltrommel 9, die
zwischen dem äußeren Trommelmantel 20 und dem inneren Trommelmantel 21 einen Ringraum
22 ausweist. Wie Fig. 2 erkennen läßt, ist der äußere Trommelmantel 20 auf seinem
gesamten Umfang siebartig gelocht und somit gasdurchlässig. Der innere Trommelmantel
21 ist dagegen mir auf etwa einer Hälfte seines Umfangs mit Sieblochung versehen,
während die andere Hälfte als vollwandiges Flächensegment 33 ausgebildet ist. Auf
der Seite, welche dem Gehäuseauslaß abgewandt ist, sind der Ringraum 22 und der
Innenraum 23 der Trommel durch die Stirnwand 24 abgeschlossen, die mittels der Nabe
25 und des Keiles 26 fest mit der Welle 15 verbunden ist. Auf der anderen Seite
sind die beiden Trommelmäntel an einer Ringscheibe 27 befestigt, die lediglich den
Ringraum 22 seitlich abschließt. Auf dieser Seite dienen zur Abstützung der Trommel
auf der Welle vier Speichen 28 zwischen der Ringscheibe und einer ebenfalls auf
der Welle festgekeilten Nabe 29. Durch die Lücken 32 zwischen den Speichen steht
der Innenraum 23 der Trommel mit dem Gehäuseauslaß 11 in offener Verbindung. In
dem Spalt zwischen der Ringscheibe 27 der Trommel und der Gehäusestirnwand 34 ist
ein Labyrinth 35 vorgesehen, wodurch der Gehäuseraum gegen den Auslaß 11 abgedichtet
ist.
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Der Trommelringraum 22 ist teilweise mit einer feinkörnigen Schüttgutmasse
47, beispielsweise Kies, gefüllt. Dabei erstreckt sich die Kiesfüllung so weit in
die obere Hälfte des Ringraumes, daß das vollwändige Flächensegment 33 des inneren
Trommelmantels sowohl rechts wie auch links in Fig. 2 auf eine etwa dem radialen
Abstand a der beiden Trommelmäntel entsprechende Höhe von dem Kies überdeckt ist.
Der Kies hat eine Korngröße von durchschnittlich etwa 6 mm. Es kann jedoch auch
feinerer Kies mit einer Korngröße bis herab zu etwa 2 mm oder auch gröberer Kies
von durchschnittlich etwa 10 mm Korngröße verwendet werden. Der radiale Abstand
a zwischen den beiden Trommelmänteln 20 und 21 liegt in den Grenzen zwischen etwa
20 und 200 mm. Er richtet sich nach der Korngröße des Kieses und wird um so größer
bemessen, je gröber dieser ist. Bei der bevorzugten Korngröße von durchschnittlich
etwa 6 mm ist ein Trommelmantelabstand und damit eine Dicke des Kiesbettes 47 von
etwa 60 bis 100 mm zweckmäßig.
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Der Gehäuseboden 39 unterhalb der Trommel 19 ist schräg abwärts geneigt
und führt unmittelbar in
einen ebenfalls schräg geneigten Austragkanal 40, der durch
eine Klappe 41 mittels des Handgriffes 42 von außen her absperrbar ist.
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Wie man aus Fig. 1 sieht, ist an der Abzweigstelle 44 der Anschlüsse
10 für die beiden Staubabscheider 7 und 8 eine Schwenkklappe 45 gelagert, die ebenfalls
von außen her mittels des Handgriffes 46 wahlweise in die ausgezogene oder die strichpunktiert
dargestellte Stellung gebracht werden kann. Dabei legt sie sich mit ihrem unteren
Rand an die linke bzw. rechte Wand der Staubgasleitung 6 an, so daß in der ausgezogenen
Stellung der Klappe der Staubabscheider 8 von der Zuleitung 6 getrennt und der Staubabscheider
7 mit ihr verbunden ist. Umgekehrt ist in der strichpunktierten Stellung der Staubabscheider
7 von der Zuleitung getrennt und der Staubabscheider 8 mit ihr verbunden. Durch
diese bekannte Maßnahme ist es möglich, die beiden Staubabscheider abwechselnd zu
betreiben.
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Beim Betrieb des Staubabscheiders 7, wobei sich also die Schwenkklappe
45 in der ausgezogenen Stellung befindet, ist die Absperrklappe 41 geschlossen und
das Gebläse 13 eingeschaltet, der Motor 30 jedoch stromlos. Vom Gebläse 13 wird
das staubhaltige Gas aus der Leitung 6 durch den Staubabscheider 7 hindurchgesaugt.
Das Gas ist gezwungen, seinen Weg durch das Kiesbett 47 der Filtertrommel 19 zu
nehmen, in dem sich der mitgeführte Staub ablagert. Anschließend tritt das entstaubte
Gas durch den Innenraum 23 der Trommel und weiter durch die Teile 11, 12, 13 und
14 ins Freie aus. Das Gebläse ist so bemessen, daß das staubhaltige Gas mit einer
Geschwindigkeit von etwa 2 bis 3 m/sec der Trommel zuströmt. Bei dieser Geschwindigkeit
schlägt sich der Staub praktisch restlos auf dem Kies nieder. Die Geschwindigkeit
des Gases kann verringert werden, wenn der Kies eine kleinere Körnung als durchschnittlich
6 mm aufweist. Umgekehrt muß man bei einem gröberen Korn eine höhere Gasgeschwindigkeit
wählen. Sie beträgt zweckmäßigerweise 1 bis 2 m/sec, wenn der Kies eine Korngröße
von durchschnittlich etwa 2 mm hat, und 4 bis 5 m/sec bei einer Korngröße von durchschnittlich
etwa 10 mm.
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Je nach dem Staubgehalt des Gases muß der Kies in kürzeren oder längeren
Zeitabständen gereinigt werden. Dabei geht man wie folgt vor : Zunächst wird das
Gebläse 13 des Abscheiders 8 eingeschaltet und die Schwenkklappe 45 in die strichpunktierte
Stellung gebracht. Der Staubabscheider 7 ist dadurch von der Staubgasleitung 6 getrennt,
und das staubhaltige Gas zieht nun durch den Staubabscheider 8, in welchem die Entstaubung
des Gases in der oben beschriebenen Weise fortgesetzt wird. Alsdann wird beim Abscheider
7 das Gebläse 13 stillgelegt und der Motor 30 eingeschaltet, so daß seine Trommel
19, wie in Fig. 3 dargestellt ist, langsam in der Pfeilrichtung umläuft. Vorteilhaft
ist dabei eine Trommeldrehzahl (U/min) von etwa 32-fob,. Hierin bedeutet Dt (in
Metern) den Durchmesser des äußeren Trommelmantels 20. Bei einer solchen Drehzahl
wird der Kies infolge der Haftreibung an den beiden Trommelmänteln 20 und 21 in
der Drehrichtung mitgenommen und auf der aufsteigenden Seite so weit angehoben,
daß er sich, wie Fig. 3 zeigt, oben auf dem Trommelmantel 21 abböscht. Bei der Drehung
der Trommel wird daher ständig Kies von rechts nach links gefördert. Dabei rutschen
die einzelnen Kieskörner
auf dem inneren Trommelmantel ab und fallen
von ihm auf den äußeren Mante ! 20. Durch den starken Aufprall. den sie hierbei
erfahren, wird der größte Teil des anhaftenden Staubes von ihnen getrennt. Der restliche
Staubbelag wird (i dit, Reibbewegung der Kiexkörner aneinander, die diese bei der
erneuten Aufwärtsförderung infolge der Drehung der Trommel ausführen, abgelöst.
Der Staub fällt durch die Löcher des außeren Tropmmelmantels hindurch und sammelt
sich auf dem Gehäuseboden 39. Von hier wird er stindig oder von Zeit zu Zeit durch
Offnen der Klappe 41 abgezogen und durch den Austragkanal 40 abgeführt. Staubteile.
die etwa aus dem oberen Bereich des Ringraumes 22 durch die Löcher des inneren Trommelmantels
hindurchfallen, treten unten wieder durch ihn in das Kiesbett ein. Im weiteren Verlauf
des Reinigungsvorganges werden diese Staubteile ebenfalls in der beschriebenen Weise
aus dem Kiesbett entfernt. Nach einer Zeit von wenigen Minuten ist die Reinigung
der Kiesschicht beendet. Der Motor 30 wird dann bei einer Stellung der Trommel 19,
bei der das vollwandige Flächensegment 33 des inneren Trommelmantels wieder die
Ausgangsstellung nach Fig. 2 einnimmt, stillgelegt. Nach dem Schließen der Absperrklappe
41 ist der Staubabscheider 7 wieder betriebsbereit. Muß nach einer bestimmten Zeit
der Kies des Staubabscheiders 8 gereinigt werden, so wird der Staubabscheider 7
durch Umlegen der Klappe 45 in die ausgezogene Stellung und durch Einschalten seines
Gebläses 13 in Betrieb genommen. Die Reinigung des Staubabscheiders 8 erfolgt dann
sinngemäß wie oben beschrieben.
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Wenn man als Schüttgutfüllung des Staubabscheiders an Stelle des
feinkörnigen Kieses keramische oder metallische Füllkörper verwendet, so ist zu
empfehlen, Körper gleicher Größe und Gestalt, beispielsweise Kugeln, vorzusehen.
Eine solche hinsichtlich Kornform und Korndurchmesser völlig einheitliche Füllschicht
hat den Vorteil, daß der Luftwiderstand
geringer als bei einer Schüttgutfüllung,
die aus einem Gemisch verschieden großer und unterschiedlich geformter Körner, z.
B. Kies, besteht.