DE1291608B - Fliehkraftstaubabscheider der Multizyklonbauweise mit zylindrischen Wirblerrohren - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen Fliehkraft- Die Erfindung wird im folgenden an Hand sche-

staubabscheider der Multizyklonbauweise mit zylin- matischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsdrischen Wirblerrohren, deren Einströmöffnungen beispielen näher erläutert.

mit einer gemeinsamen Gaseintrittskammer und F i g. 1 zeigt einen vertikalen Schnitt durch einen

deren koaxiale Ausströmrohre mit einer gemeinsamen 5 Fliehkraftstaubabscheider gemäß einem Ausführungs-Austrittskammer für das gereinigte Gas in Verbin- beispiel der Erfindung;

dung stehen und deren in die Sammelkammer für F i g. 2 ist ein Querschnitt längs der Linie 2-2 in

abgeschiedene Teilchen ragende, mit einer Boden- Fig. 1;

platte versehene Enden einen engen Austragringspalt Fi g. 3 zeigt in größerem Maßstab einen vertikalen

aufweisen. ίο Schnitt durch einen der rohrförmigen Trennzyklone;

Es ist bereits ein Fliehkraftstaubabscheider dieser F i g. 4 ist ein in größerem Maßstab gezeichneter

Art bekannt, bei dem eine scheibenförmige verstell- vertikaler Schnitt durch eine abgeänderte Ausfühbare Bodenplatte vorgesehen ist, so daß zwischen rungsform eines rohrförmigen Trennzyklons; dieser flachen Scheibe und dem Rand des Wirbel- F i g. 5 ist ein Querschnitt längs der Linie V-V in

rohres ein verstellbarer Ringspalt gebildet wird. Bei 15 Fig. 4.

dieser bekannten Anordnung besteht die Gefahr, daß Der Multizyklon nach F i g. 1 hat ein zylindrisches

bei der Inbetriebsetzung kondensierende Fremdstoffe Gehäuse 5 mit einem kegelstumpfförmigen unteren durch den Ringspalt in die Sammelkammer gelangen. Ansatz 6, an den ein Sammeltrichter 7 angeflanscht In zahlreichen Anwendungsfällen befindet sich näm- ist. Das Gehäuse enthält obere und untere querlielich das zu reinigende Gas auf einer erhöhten Tem- ao gende Trennwände 8 und 9, die das Gehäuse in eine peratur, und es enthält kondensationsfähige Stoffe, obere Austrittskammer 10 für das gereinigte Gas, beispielsweise Dampf, die zwar während des norma- eine mittlere Eintrittskammer 11 für das Staubgas len Betriebes im gasförmigen Zustand verbleiben, bei und eine untere Sammelkammer 12 unterteilen. Ein der Inbetriebsetzung jedoch an den kalten Teilen des zentral angeordneter vertikaler Einlaßkanal 13 erAbscheiders kondensieren und zusammen mit den 25 streckt sich durch die Decke des Gehäuses 5 sowie suspendierten Teilchen eine Aufschwemmung bilden. durch die Kammertrennwände 8 und 9 nach unten Eine solche Aufschwemmung kann eine Verstopfung bis in die Sammelkammer 12; er ist an seinem unte-

verursachen, so daß die Gasverteilung auf die einzel- ren Ende mit einem konvex gewölbten, als Sumpf nen Abscheider ungleichmäßig wird. dienenden Boden 14 abgeschlossen. In Höhe der

Um diese Nachteile der bekannten Fliehkraftstaub- 30 Eintrittskammer 11 zwischen den Trennwänden 8

abscheider dieser Art zu vermeiden, ist erfindungs- und 9 hat der Einlaßkanal 13 seitliche, vorzugsweise

gemäß vorgesehen, daß die Bodenplatte der Wirbler- mit Sieben ausgerüstete Öffnungen 15, durch die das

rohre, wie bei einem zylindrischen Hydrozyklon an Staubgas aus dem Kanal 13 in die Eintrittskammer

sich bekannt ist, einen den Austragringspalt bilden- 11 einströmt. Die Siebe in den Öffnungen 15 verhinden Ringkragen aufweist und daß sie mit einer sich 35 dem, daß sehr grobe Teilchen in die Eintrittskammer

durch die Gehäusewand des Abscheiders nach außen gelangen, und bewirken, daß solche Teilchen in den

erstreckenden Entnahmeleitung versehen ist. Vor- Sumpf 14 fallen.

zugsweise ist dabei der Austragringspalt in bekannter Weiterhin ist das Gehäuse an seinem Oberteil mit Weise von einem in einem geringen radialen Abstand einem Einstiegloch 16 versehen, das mittels einer vom Wirblerrohr angeordneten, einen Ringraum bil- 40 Abdeckplatte 17 verschlossen ist. Außerdem sind ein denden ringförmigen Mantel umgeben. Der Ring- oder mehrere Austrittsstutzen 18 vorgesehen, durch raumauslaß zur Sammelkammer kann hierbei durch die das gereinigte Gas aus der Kammer 10 abgeführt mehrere am Boden des Ringraumes und über dessen wird. In kurzem Abstand unterhalb der Austritts-Umfang verteilt angeordnete enge Fallrohre gebildet stutzen 18 ist eine sich über einen Winkel von 180° sein. Schließlich hat es sich noch als vorteilhaft er- 45 erstreckende sektorförmige Umlenkplatte 19 angewiesen, wenn die Entnahmeleitung, die zum Abfüh- ordnet, um die Ausbildung einer gleichmäßigen ren eventuell anfallender Kondensate oder Auf- Druckverteilung über der Trennwand 8 zu unterstütschwemmungen dient, außerhalb des Abscheiderge- zen und gleiche Drücke an den Austrittsstutzen 18 häuses mit einem Absperrventil versehen ist. zu gewährleisten. Der Sammeltrichter 7, hat einen Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der 50 Auslaßstutzen 20, der es ermöglicht, die abgeschie-Bodenplatte zu einer Auffangwanne für das abzufüh- denen Teilchen und einen mit abgeblasenen Gasanteil rende Kondensat wird vermieden, daß bei der Inbe- aus der Sammelkammer 12 abzuziehen, triebsetzung des Abscheiders das Kondensat zusam- Um den Einlaßkanal 13 herum sind mehrere, z. B. men mit darin suspendierten festen Stoffen durch den 42, rohrförmige Trennzyklone 21 vertikal und mit oberhalb des Bodens angeordneten Austragringspalt 55 nur kleinen Abständen voneinander angeordnet. Wie in die Sammelkammer gelangt. Diese vorteilhafte insbesondere aus Fig. 3 und 4 ersichtlich ist, hat Wirkung wird auch noch durch die Anordnung des jeder Trennzyklon ein zylindrisches äußeres Wirblerden Austragringspalt außen umfassenden Ringraumes rohr 22, das in eine Öffnung in der Trennwand 9 infolge des dadurch erzeugten Strömungswiderstan- fest eingebaut ist und dessen unteres Ende in die des verbessert. Die erfindungsgemäße Kombination 60 Sammelkammer 12 mündet. Die Verbindungsstelle ermöglicht ferner einen sehr gedrängten Aufbau der zwischen dem betreffenden Wirblerrohr 22 und der einzelnen Abscheider und einen engeren Zusammen- Trennwand 9 ist durch eine Schweißnaht hermetisch bau der einzelnen Abscheider in dem Gehäuse, als abgedichtet. Der Trennzyklon 21 umfaßt weiterhin dies mit den bekannten Anordnungen bisher möglich ein axiales Ausströmrohr 23, das konzentrisch innerwar. Außerdem wird eine gleichmäßigere Gasstrom- 65 halb des äußeren Wirbelrohrs 22 angeordnet ist und verteilung auf die einzelnen Wirblerrohre erreicht sich durch eine Öffnung in der Trennwände nach und eine gegenseitige Beeinflussung der Trennzyklone oben erstreckt. An jedes der Rohre 23 ist eine ringvermieden, förmige Tragplatte 26 angeschweißt, die sich auf der

Trennwand 8 abstützt. Zum Erzeugen des Strömungswirbels in den Zyklonen sind in dem Einströmringraum 25 zwischen dem inneren und dem äußeren Rohr Leitschaufeln 24 angeordnet, die mit dem Ausströmrohr 23 verschweißt und innerhalb des äußeren Wirblerrohrs 22 gleitend bewegbar sind.

Jedes Wirblerrohr 22 ist an seinem unteren Ende mit einer Bodenplatte 27 mit Ringkragen 32 bzw. 46 und einem sich in der Umfangsrichtung erstreckenden Ringspalt 28 als Auslaß für die festen Teilchen und den mit abgeblasenen Gasanteil versehen. Der Austragringspalt 28 liegt unmittelbar über dem Ringkragen 32 bzw. 46, dessen Höhe bis zu einem Rohrdurchmesser betragen kann. Das untere Ende des Ausströmrohrs 23 befindet sich oberhalb des Austragringspaltes 28.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 ist der Austragringspalt 28 in einem geringen radialen Abstand von dem Wirblerrohr 22 von einem Mantel 29 umgeben, der durch eine ringförmige Deckplatte 31 oberhalb des Austragringspaltes mit dem Wirblerrohr 22 verbunden ist und einen nach unten offenen Ringraum 30 bildet. Die Bodenplatte 27 des Wirblerrohrs 22 ist an dem Mantel 29 mittels radialer Stege 33 abgestützt. Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 4 und 5 ist der Austragringspalt 28 von einem Mantel 42 umgeben, der einen Ringraum 43 begrenzt, welcher unten durch einen Boden 44 und oben durch eine ringförmige Deckplatte 45 verschlossen ist. Der Ringraumboden 44 trägt den unterhalb des Austragringspaltes 28 liegenden Ringkragen 46 mit der Bodenplatte 27 des Wirblerrohrs 22. In diesem Ringraumboden 44 sind mehrere kurze, einen kleinen Durchmesser aufweisende Fallrohre 47 eingesetzt, die eine unmittelbare und von Hindernissen freie Verbindung zu der Sammelkammer 12 herstellen. Der Durchmesser dieser Fallrohre 47 beträgt vorzugsweise ein Fünfundzwanzigstel bis ein Fünftel des Durchmessers des äußeren Wirblerrohrs 22, und ihre Länge ist gleich dem Ein- bis Zwanzigfachen ihres Durchmessers. Um eine genügende Drosselwirkung zu gewährleisten, entspricht die Länge der Fallrohre 47 zweckmäßigerweise mindestens ihrem Durchmesser.

Der Sumpfboden 14 des Einlaßkanals 13 (F i g. 1) hat eine zentrale Öffnung, in die eine zweckmäßigerweise biegsame Entnahmeleitung 34 eingebaut ist, an deren unteres Ende sich ein starres Verlängerungsrohr 35 anschließt, das durch die Wand des Abscheidergehäuses hindurch nach außen ragt und mit einem Absperrventil 36 versehen ist. Entsprechend weist die Bodenplatte 27 jedes Wirblerrohrs 22 eine zentrale Öffnung 37 auf, an die eine biegsame Entnahmeleitung bzw. ein Schlauch 38 angeschlossen ist, der sich nach unten zu einem starren Verlängerungsrohr 39 (Fig. 1) erstreckt, das ebenfalls aus dem Abscheidergehäuse herausgeführt und mit einem Absperrventil 40 versehen ist.

Während des Betriebs wird das die dispergierten Teilchen mitführende Gas durch den Einlaßkanal 13 in den Abscheider eingeleitet und strömt durch die Öffnungen 15 hindurch radial nach außen in die Eintrittskammer 11. Von hier gelangt das Staubgas in die einzelnen Trennzyklone 21, wo ihm beim Passieren der Leitschaufeln 24 eine Wirbelbewegung erteilt wird, so daß die mitgeführten Teilchen durch die Fliehkräfte gegen die Innenwand des äußeren Wirblerrohres 22 geschleudert werden, und zwar sowohl innerhalb des Einströmringraumes 25 als auch unterhalb des unteren Endes des inneren Ausströmrohrs 23. Das gereinigte Gas wird aus dem zentralen Wirblerkern der Zyklonströmung durch das Ausströmrohr 23 in die Austrittskammer 10 geleitet, aus der es über die Austrittsstutzen 18 abströmt. Die abgeschiedenen Teilchen wandern längs der Innenwand der Wirblerrohre 22 nach unten und werden zusammen mit dem abgeblasenen Gasanteil durch die Austragspalte 28 und die Ringräume 30 (F i g. 3) bzw. 43 und die Fallrohre 47 (F i g. 4 und 5) in die Sammelkammer 12 und aus dieser über den Auslaßstutzen 20 abgeführt. Die ringförmigen Mäntel 29 bzw. 42 und die Fallrohre 47 verhindern, daß das aus einem Trennzyklon ausgetragene Material in die Ringspalte benachbarter Wirblerrohre hineingeblasen und deren Arbeiten gestört wird. Ferner setzen die Ringräume 30 oder 43 und die Fallrohre 47 der Austragströmung einen Widerstand entgegen und tragen hierdurch

ao weiter zum »Entkoppeln« benachbarter Zyklone und zur Vergleichmäßigung der aus den einzelnen Wirblerrohren abgeblasenen Gasteilmengen bei. Die Fallrohre 47 bieten gegenüber engen Schlitzen oder ähnlichen Drosselöffnungen, die so bemessen sind, daß sie den gleichen Druckabfall hervorrufen, den Vorteil, daß sie weniger zum Verstopfen neigen.

Wenn der Abscheider noch kalt ist und das zugeführte Gas kondensierbare Stoffe enthält, öffnet man die Ventile 36 und 40 während der Inbetriebsetzung, so daß die kondensierte Flüssigkeit zusammen mit den in ihr suspendierten festen Stoffen, die die Vorrichtung anderenfalls verstopfen könnten, abgezogen wird. Nachdem die Vorrichtung ihre Betriebstemperatur erreicht hat, schließt man die genannten Ventile. Feste Teilchen, die zu groß sind, um die Siebe in den Öffnungen 15 des Einlaßkanals passieren zu können, werden ebenfalls von Zeit zu Zeit über die Leitung 34, 35 entnommen. Entsprechend haben sich die Entnahmeleitungen 38, 39 der einzelnen Wirblerrohre als zweckmäßig erwiesen.

Die Umlenkplatte 19 in der Austrittskammer 10 trägt zur gleichmäßigen Verteilung des Gasstroms auf die einzelnen Zyklone sowie auf die verschiedenen Austrittstutzen 18 bei, obwohl letztere sämtlich auf einer Seite des Abscheidergehäuses angeordnet sind. Diese Anordnung erweist sich als besonders vorteilhaft, wenn das gereinigte Gas einer Reihe von Aggregaten, z. B. Verbrennungsturbinen, zugeführt wird, die auf ein und derselben Seite des Staubabscheiders angeordnet sind. Beim Fehlen einer solchen Umlenkplatte würde es notwendig sein, die Austrittsstutzen 18 in gleichmäßigen Winkelabständen, z. B. von je 120°, über den Umfang des Gehäuses zu verteilen, um gleiche Austrittsströmungen zu gewährleisten; hierbei würde man jedoch zusätzliche Rohrleitungen benötigen.

Ein gleichmäßiger Betrieb der Trennzyklone 21 sowie eine gleichmäßige Verteilung des Gases auf die Austrittsstutzen 18 wird weiter dadurch unterstützt, daß man die zur Wirbelerzeugung dienenden Schaufeln 24 einander benachbarter Abscheider in entgegengesetzten Richtungen neigt, so daß die Gaswirbelströme entgegengesetzte Drehrichtungen erhalten, wie in F i g. 2 durch Pfeile angedeutet ist. Durch diese bekannte Maßnahme wird gewährleistet, daß in dem an die Austrittskammer 10 abgegebenen gereinigten Gas kein resultierender Drehimpuls vorhanden ist; hierdurch wird die Neigung des Gases, mit

einer Drehbewegung über die Umlenkplatte 19 hinwegzustreichen, auf ein Mindestmaß herabgesetzt. Entsprechend wird auch bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 verhindert, daß in den in die Sammelkammer 12 abgeblasenen Gas unerwünschte Drehströmungen auftreten.

Es sei bemerkt, daß die äußeren Wirblerrohre 22 und die inneren Ausströmrohre 23 der Zyklone relativ zueinander in der axialen Richtung bewegbar sind, da sie je für sich von der unteren Trennwand 9 bzw. der oberen Trennwand 8 getragen werden. Durch diese Konstruktion wird nicht nur das Installieren erleichtert, sondern es können auch keine auf ungleichmäßige thermische Ausdehnung und Zusammenziehung zurückzuführenden Spannungen auftreten. Mit anderen Worten, wenn sich der Abstand zwischen den Trennwänden 8 und 9 infolge Erwärmung oder Abkühlung der betreffenden Teile ändert, können sich die Rohre 22 und 23 gegeneinander axial verschieben.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Fliehkraftstaubabscheider der Multizyklonbauweise mit zylindrischen Wirblerrohren, deren Einströmöffnungen mit einer gemeinsamen Gaseintrittskammer und deren koaxiale Ausströmrohre mit einer gemeinsamen Austrittskammer für das gereinigte Gas in Verbindung stehen und deren in die Sammelkammer für abgeschiedene Teilchen ragende, mit einer Bodenplatte versehene Enden einen engen Austragringspalt aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenplatte (27), wie an sich bekannt, einen den Austragringspalt (28) bildenden Ringkragen (32, 46) aufweist und daß sie mit einer sich durch die Gehäusewand (5) des Abscheiders nach außen erstreckenden Entnahmeleitung (38, 39) versehen ist.

2. Fliehkraftstaubabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Austragringspalt (28) in bekannter Weise von einem in einem geringen radialen Abstand vom Wirblerrohr (22) angeordneten, einen Ringraum (30, 43) bildenden ringförmigen Mantel (29, 42) umgeben ist.

3. Fliehkraftstaubabscheider nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringraumauslaß zur Sammelkammer (12) durch mehrere am Boden (44) des Ringraumes (43) über dessen Umfang verteilt angeordnete enge Fallrohre (47) gebildet ist.

4. Fliehkraftstaubabscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Entnahmeleitung (38, 39) außerhalb des Abscheidergehäuses mit einem Absperrventil (40) versehen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen