DE1206823B - Wirbelabscheider zur magnetischen Abscheidung staubfoermiger Teilchen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

B 03 c

Deutsche Kl.: Ib-I

Nummer: 1206 823

Aktenzeichen: S 90196 VI a/l b

Anmeldetag: 25. März 1964

Auslegetag: 16. Dezember 1965

Die Erfindung bezieht sich auf einen Abscheider zur Trennung, Sichtung und Abscheidung von staubförmigen Teilchen aus Gasen und Flüssigkeiten und hat besondere Bedeutung für magnetische oder magnetisierbare Staubpartikeln. Zur Reinhaltung der Luft spielt die Entstaubung, insbesondere die Abscheidung von Eisenoxydstäubchen in Abgasen, eine zunehmende Rolle. Dabei bereitet es zunehmend Schwierigkeiten, Feinstaubteilchen mit immer kleineren Korngrößen, beispielsweise unter 5 μ, quantitativ abzuscheiden. Dies gilt insbesondere bei den in der Stahlindustrie anfallenden Eisenoxydstaubteilchen.

Gemäß einem früheren Vorschlag wird zur Entschwefelung von Rauchgasen eine Anreicherung von Eisenoxyden oder eisenoxydhaltigen Trägersubstanzen vorgenommen, wobei es darum geht, die staubförmigen Trägersubstanzen, z.B. mit Eisenoxyd beladenes Kieselsäuregel, nach vorheriger Behandlung aus dem Rauchgasstrom abzutrennen. Auch dort wird das Problem mit zunehmender Feinkörnigkeit der Staubteilchen immer schwieriger.

Es sind bereits Wirbelabscheider bekanntgeworden, bei denen das staubhaltige Medium einen rotationssymmetrischen Hohlkörper in axialer Richtung fortschreitend durchsetzt und in Wandnähe eine in Gegenrichtung fortschreitende Drehbewegung ausführt. Während bei einem Zyklon Fliehkräfte zur Anwendung kommen, durch die die spezifisch schwereren Teilchen aus dem leichteren Medium nach außen hinausgeschleudert werden, werden bei einem Drehströmungswirbelabscheider dagegen kombinierte Rotations- und Potentialströmungen erzeugt, wobei der Bereich zwischen diesen beiden Strömungen zur Abscheidung herangezogen wird, wo infolge der dort auftretenden Relativkräfte oder Corioliskräfte eine Anreicherung der staubförmigen Substanzen erfolgt. In Wandnähe, aber in einem gewissen Abstand von der Wandung des rotationssymmetrischen Hohlkörpers, in welchem die Drehströmung angeregt wird, sammeln sich Staubteilchen, ohne die Wandung zu berühren und lassen sich durch Aufspalten der sonst sich als stationär rotierender Staubring ausbildenden Staubansammlung abführen.

Die Erfindung dient der verbesserten Anreicherung und Abführung der abzutrennenden Staubteilchen und hat sowohl für Zyklonabscheider als auch für Wirbelabscheider der letztgenannten Art Bedeutung. Bei Drehströmungs-Wirbelabscheidern können mechanisch rotierende Körper zur Anregung der Strömungen herangezogen werden. Zusätzlich oder für sich allein können auch schrägtangential entgegen der Fortschreitungsrichtung angeordnete zusätzliche Wirbelabscheider zur magnetischen Abscheidung staubförmiger Teilchen

Anmelder:

Siemens-Schuckertwerke Aktiengesellschaft,

Berlin und Erlangen,

Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Als Erfinder benannt:

Dipl.-Chem. Joachim Sieth, Erlangen;

Dipl.-Chem. Dr. Hans-Günter Heitmann,

Erlangen-Buckenhof;

Werner Pöllinger, Erlangen;

Siegfried Brunnacker,

Dipl.-Phys. Eduard Weber, Nürnberg

Einführungen von staubhaltigem oder reinem Medium zur Anregung der Potentialströmung vorgesehen sein.

as Die Erfindung besteht darin, daß bei einem derartigen Wirbelabscheider in an sich bekannter Weise in Wandnähe magnetische Felder solcher Form und Stärke erzeugt werden, daß magnetische oder magnetisierbare Staubteilchen auf vom Hauptströmungsweg abweichende Richtungsbahnen gelenkt werden. Die magnetischen Eigenschaften der Staubteilchen können durch Induktion hervorgerufen werden oder sind in den Substanzen bereits permanent enthalten. Zur Verbesserung des Anreicherns und Abführens der abzutrennenden Teilchen können intermittierende oder sprunghaft bzw. stetig wechselnde oder — wie bereits bei Zyklonen bekannt — wandernde magnetische Felder angewendet werden.

Mit Vorteil kann ein Magnetsystem mit mehreren wechselweise, gegebenenfalls unter Umpolung, ein- und ausschaltbarer elektrischer Erregung vorgesehen sein. Bei eingeschalteter elektrischer Erregung lassen sich die Teilchen aus dem Medium herausziehen und haften am Elektromagnet oder an einem vor diesem befindlichen Körper. Beim Abschalten des Stromes bricht das Magnetfeld zusammen, wodurch die Teilchen abfallen und durch ihre eigene Schwerkraft in einen Bunker gleiten oder frei fallen bzw. durch zusätzliche Kräfte abgeführt werden. Zur Abführung werden bekanntlich ebenfalls magnetische Kräfte herangezogen, beispielsweise durch Bildung wandernder Magnetfelder.

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Claims (1)

1. 3 4

   Die Erfindung kann in einer einfachen Form Potentialströmung mit einer Rotationsströmung zur dadurch verwirklicht werden, daß Elektromagnet- Anwendung kommt und die dabei entstehenden kombinationen vorgesehen sind und beim Abschalten Relativkräfte ausgenutzt werden. Um die Anregung eines Elektromagnetsystems gleichzeitig ein anderes dieser Strömungsart zu erleichtern, können dabei in Magnetsystem eingeschaltet wird, so daß während des 5 der Zeichnung nicht näher dargestellte, zusätzliche Staubabführungsvorganges am ersten, jetzt nicht mehr Gäseinführungen an der äußeren Wandung 9 vorerregten System eine Anreicherung der Substanzen gesehen sein, beispielsweise in Gestalt schräg tangenam zweiten, nunmehr eingeschalteten System statt- tial der Fortschreitungsrichtung entgegengerichtete findet. So kann wechselseitig eine Anreicherung und Einführungen.

   Abführung der Staubteilchen ohne Unterbrechung *o Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel dienen des Strömungsflusses vorgenommen werden. Man zur magnetischen Abscheidung Elektromagnetkann dabei auch durch eine Mehrzahl, insbesondere systeme, von denen vier übereinanderliegende Vielzahl von Magnetsystemen eine Überlappung vor- Elektromagnetringe 10,11,12 und 13 veranschaulicht nehmen und — ähnlich wie durch Wander- oder sind. Diese hintereinandergeschaltete Magnetkombi-Drehfelder bei Mehrphasenströmen — ein Wandern »5 nation bildet einen Multi-Magnetentstauber, bei dem der abgeschiedenen Staubteilchen von einem Magnet- die Magnetringe wechselweise ein- und ausgeschaltet system zum nächstfolgenden bewerkstelligen. werden. So ist beispielsweise in einem bestimmten

   Zusätzlich zu einer derartigen elektrischen Steue- Zeitpunkt eine Erregung der Magnetsysteme 10 und

   rung oder für sich allein kann auch eine mechanische 12 vorhanden, während die Magnetsysteme 11 und 13

   Abführung vorgenommen werden, wobei im einfach- «o gerade entregt sind. Die Staubteilchen wandern also

   sten Fall ein Abklopfen der angereicherten Staub- in Richtung der Pfeile 14 und 15 zu den eingeschalte-

   massen, ähnlich wie dies bei Elektrofiltern angewen- ten Magnetringen. Unterhalb der Magnetringe be-

   det werden kann, stattfindet. Mechanisch bewegliche finden sich geeignete Abführbleche 16,17,18,19, so

   Anordnungen können aber auch dazu herangezogen daß die von den Magneten abfallenden Staubmengen

   werden, die Magnetsysteme selbst zu bewegen. So ist 25 durch den Staubschacht 5 nach unten hin abgeleitet

   bei Magnetabscheidern bereits vorgeschlagen worden, werden.

   nach Art von Förderbändern Elektromagnete oder Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungs-Dauermagnete in endloser Kette mit geeigneter Vor- beispiel ist eine magnetische Abscheidung in Verschubgeschwindigkeit von der Anreicherungszone bindung mit einem Zyklon herkömmlicher Bauart gezum Bunker laufen zu lassen, wo dann durch Ent- 3° zeigt. Der Rohgasemtritt ist ebenfalls mit 1 bezeichmagnetisierungseinrichtungen oder mechanische Ab- net, wobei sich im Inneren 20 des rotationssymmestreifer der angereicherte und abtransportierte Staub trisch ausgebildeten Zyklongehäuses 21 eine Roentfernt wird. tationsbewegung der staubbeladenen Gasmenge voll-

   An Hand der Zeichnung soll die Erfindung näher zieht. Das Reingas verläßt dann über das Austrittserläutert werden. Die Figuren zeigen zwei Aus- 35 rohr 22 in Richtung des Pfeiles 23 die Apparatur, führungsbeispiele in ihren für die Erfindung wesent- während der abgeschiedene Staub an den Trichterlichen Teilen in stark vereinfachter schematischer wandungen 24 entlang nach unten abrutscht und in Darstellung. Gleiche oder einander entsprechende Richtung des Pfeiles S die Apparatur verläßt.
   Teile sind in beiden Figuren mit gleichen Bezugs- Hier sind zwei Elektromagnetkombinationen 25 zeichen versehen. 4° und 26 vorgesehen, die ringförmig um den zylindri-

   BeiderinFig. 1 dargestellten Anordnung handelt sehen Teil 21 des Zyklonentstaubers herumgelegt

   es sich um einen Wirbelabscheider, bei dem ein staub- sind. Die im Zyklon herrschenden Zentrifugalkräfte

   beladener Gasstrom in Richtung des Pfeiles 1 in werden durch die gleichzeitig erzeugten Magnetfelder

   einen gekrümmten Einlauf 2 eintritt und von dort verstärkt. Durch pulsierenden Aufbau und Abbau der

   axial die Abscheidekammer 3 von im wesentlichen 45 Magnetfelder, gegebenenfalls unter Umpolung der-

   Totationssymmetrischer Form durchsetzt, um dann in selben in den Magnetringen 25 und 26, wird eine

   Richtung des Pfeiles 4 aus der Apparatur auszutreten. kontinuierliche Entstaubung ermöglicht. Durch Ver-

   Die abzuscheidenden Staubteilchen sollen durch den bindung des Zyklons mit dem Magneteisenkern läßt

   ringförmigen Staubschacht 5 nach unten fallen und sich auch eine Magnetisierung des gesamten Zyklons

   einen oberhalb des Trichters 6 befindlichen Bunker 7 50 erreichen. Dadurch wird erreicht, daß auch außerhalb

   erreichen oder in Richtung des Pfeiles 8 zu einer nicht der Spulenanordnungen der Magnetringe 25 und 26

   näher dargestellten Ablagerungsstelle geführt werden. noch eine magnetische Abscheidung der Feststoffe

   Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel kann im erreicht wird. Die Staubteilchen fallen auf Grund der oberen Bereich des gekrümmten Einlaufes 2 eine Ein- Schwerkraft und durch die innerhalb des Zyklons richtung vorgesehen werden, um der Strömung einen 55 abwärts gerichteten Wirbelströmungen der Gase nach gewissen Drall zu erteilen. Bei ausreichender Strö- unten und gelangen so zum Staubaustrag. Zur Ermungsgeschwindigkeit sind hierzu Prallbleche geeig- leichterung der Abfuhr ist bereits vorgeschlagen wornet, die durch schräges Anordnen im Strömungsweg den, längs der gesamten Transportstrecke, also auch die Drehbewegung hervorrufen. Es ist aber auch über den trichterförmigen Teil 29 hinweg, Magnetmöglich, hier eine rotierende Einrichtung vorzusehen, 60 ringe anzubringen und wandernde magnetische Felder die gegebenenfalls gleichzeitig das eintretende staub- in dem Sinne zu erzeugen, daß mit der Wanderungsbeladene Gas fördert und in eine Rotationsbewegung geschwindigkeit des Feldes die abgeschiedenen Staubversetzt. In jedem Fall schreitet die Strömung in teilchen nach unten hin bewegt werden.
   Achsrichtung nach oben hin fort, wobei durch Rand- _p .. ,
   Wirbel in Wandungsnähe Gegenströmungen entstehen. 65 ratentansprucne:
   Mit besonderem Vorteil wird aber oberhalb der 1. Wirbelabscheider zur magnetischen Abschei-Kammer 3 eine Drehströmung der eingangs beschrie- dung von staubförmigen Teilchen aus Gasen oder benen Art erzeugt, bei der eine Überlagerung einer Flüssigkeiten, dadurch gekennzeichnet,

   daß unter an sich bekannter Verwendung von Magnetsystemen zur Erzeugung von Abscheidewirkungen der Wirbelabscheider mit zum Abscheidevorgang beitragenden Magnetsystemen versehen ist, die als in Wandnähe angebrachte Elektromagnetringe (10, 11, 12, 13) ausgebildet und konzentrisch zur Wirbelabscheiderachse im Innern des Wirbelabscheiders mit gegenseitigen Abständen übereinander angeordnet sind.

   2. Wirbelabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unter den Magnetringen (10, 11,12,13) vorzugsweise konisch verlaufende Abführbleche (16,17, 18,19) angeordnet sind, die einen Austragsschlitz für die abzuscheidenden Teilchen in einem ringförmigen Schacht (5) bilden.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 243 232,281681; UdSSR.-Patentschriften Nr. 138 544,148 762.

   In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 1166714.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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