DE1298397B

DE1298397B - Fliehkraftabscheider in Zyklonbauweise

Info

Publication number: DE1298397B
Application number: DE1961K0045119
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Armin; Englberger; Lohse Roland
Original assignee: Krauss Maffei AG
Current assignee: Mannesmann Demag Krauss Maffei GmbH
Priority date: 1961-11-04
Filing date: 1961-11-04
Publication date: 1969-06-26

Description

Die Erfindung betrifft einen Fliehkraftabscheider in Zyklonbauweise zum Abscheiden dispergierter Feststoffpartikel aus Gasen, bestehend aus zwei mit den weiten offenen Enden aufeinander stehenden, schwach kegelförmigen Behälterteilen, wobei der untere Behälterteil an seinem schmalen Ende eine Ausfallöffnung für die abgeschiedenen Stoffe und der obere Behälterteil ein durch die Behälterdeckel koaxial herausgeführtes Tauchrohr zum Ableiten des Reingases aufweist sowie mit einem nahe der Behälterdecke tangential einmündenden Einlaßstutzen für das Rohgas versehen ist, der sich in einem zum Behälterinneren hin offenen, den oberen Behälterteil spiralförmig umgebenden Strömungskanal mit kegelförmig nach oben verjüngten Mantel fortsetzt, dessen Kanalboden sich unter stetiger Breitenabnahme schraubenlinienförmig nach unten windet.
Der Einlaufspiralkanal derartiger bekannter Fliehkraftabscheider, z. B. nach der britischen Patentschrift 411 122 oder im wesentlichen auch nach der deutschen Patentschrift 750280, erstreckt sich lediglich auf einen Teil des Umfangs des oberen Behälterteils. Sobald die Gasstrrömung in den nach unten sich erweiternden bzw. zylindrischen oberen Behälterteil des Zyklons gelangt, tritt aber eine Verminderung der Strömungsgeschwindigkeit ein, was insbesondere dann, wenn der Spiralkanal nur über einem Sektor des Behälterumfangs vorgesehen ist, nachteilig ist.
Der größte Teil der Gasströmung verbleibt außerdem während des ersten Umlaufs etwa in Höhe des Einlaufkanals, was infolge der unterschiedlichen Geschwindigkeiten beider Strömungen zu einer unerwünschten Wirbelbildung an diesem führt. Auch hierdurch wird die Abscheideleistung des Abscheiders beeinträchtigt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Abscheideleistung des eingangs beschriebenen Abscheiders zu erhöhen, und zwar durch Verbesserung der Strömungseinführung und durch die Vermeidung der erwähnten Wirbelbildung. Es wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, einen derartigen Abscheidezyklon so weiterzubilden, daß die obere Abdeckung des Spiralkanals - wie an sich bekannt - von der Behälterdecke gebildet ist und der Kanalboden sich mindestens einmal um den oberen Behälterteil bis nahe an dessen weites Ende herumwindet, wobei die Steigung einer Windung mindestens der lichten Höhe des Einlaßstutzens entspricht. Durch die britische Patentschrift 196 537 ist zwar bereits ein Abscheider bekanntgeworden, bei dem die Behälterdecke zugleich die obere Abdeckung des Spiralkanals bildet; im übrigen weist aber auch diese bekannte Ausführungsform den oben erwähnten Nachteil der störenden Wirbelbildung auf.
Die erfindungsgemäße Ausbildung des Fliehkraftabscheiders bewirkt eine Umlenkung der eingeleiteten Gasströmung in eine axial gestreckte Wirbelsenkungsströmung, bei der die Windungen der bandartigen, spiralwendelförmigen Umfangs strömung sich dachziegelartig überlappen, und außerdem infolge der besonderen Ausgestaltung des Spiralkanals und der konischen Verjüngung des unteren Behälterteils in Richtung zum unteren Ende des Behälters die Beibehaltung oder sogar eine Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit des Gases. Eine Sekundärwirbelbildung am Einlaufkanal, durch die Rohgas mit Feststoffteilchen zum Tauchrohr abgelenkt würde, wird vermieden, so daß die Abscheidung der groben Feststoffteilchen bereits im oberen Behälterteil erfolgt.
Alle diese Umstände führen zu einer erhöhten Abscheideleistung.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Mantel des Spiralkanals innenseitig im Bereich seines unteren Endes ein an sich bekanntes, zur Behälterachse paralleles Schälblech und - wie ebenfalls bekannt ist - eine in Strömungsrichtung des Rohgases vor dem Schälblech angeordnete Austragöffnung aufweist, an die ein Abführungsrohr für die vom Schälblech aufgefangenen Beimengungen angeschlossen ist. Hierdurch werden die gröberen Feststoffteilchen bereits im oberen Behälterteil abgeleitet.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Zum Abscheiden dispergierter Feststoffpartikel, z. B. Staub, aus einem Gas, beispielsweise Luft, dient der in der Zeichnung dargestellte Fliehkraftabscheider (Zyklon) mit einem kegelförmig zum unteren Ende verjüngten unteren Behälterteil 1, an dessen engem Ende ein Zellenrad 2 zum Abdichten der unteren Ausfallöffnung 8 vorgesehen ist. Auf dem weiten Ende dieses Behälterteils 1 ist ein oberer Behälterteil 3 aufgesetzt, durch dessen Decke 4 ein koaxial angeordnetes Tauchrohr 5 zum Ableiten des von den Beimengungen befreiten Gases (Reingas) nach außen mündet. Das zu reinigende Gas (Rohgas) wird durch einen Einlaßstutzen 6 unmittelbar unterhalb der Decke 4 des oberen Behälterteils 3 diesem tangential zugeleitet. Der Zyklon weist ferner einen Ströxnungskanal 9 auf, der sich an den Einlaßstutzen 6 anschließt und spiralförmig um den oberen Behälterteil 3 bis nahe an dessen weites, unteres Ende herumwindet.
Dieser Spiralkanal 9 ist rinnenförmig gestaltet und somit an seiner dem Tauchrohr 5 zugekehrten Innenseite offen. Der Mantel dieses Kanals ist schlankkegelig zur Decke 4 hin verjüngt ausgebildet. Die obere Abdeckung des Spiralkanals 9 wird von der Behälterdecke 4 gebildet; die Breite des Spiralkanalbodens 10 vermindert sich in Strömungsrichtung des Gases stetig bis auf Null, so daß der Spiralkanal 9 allmählich in den unteren Umfang des oberen Behälterteils 3 ausläuft, dessen Durchmesser dem Durchmesser des weiten Endes des unteren Behälterteils 1 entspricht.
Hierdurch wird erreicht, daß die bandförmig im Spiralkanal 9 verlaufende Gasströmung ohne jede Hemmung und damit wirbelfrei in den unteren Behälterteil 1 übertritt. Dabei wird dem Rohgas bereits im oberen Behälterteil 3 eine Wirbelsenkströmung erteilt, die sich in den unteren Behälterteil 1 fortsetzt und das Abscheiden der Feststoffpartikel durch die erzeugten Zentrifugalkräfte bewirkt. Die ausgeschiedenen Beimengungen rutschen an der Zyklonwand 7 nach unten und werden durch die Ausfallöffnung 8 des unteren Behälterteils 1 mit dem Zellenrad 2 ausgetragen.
Die Wirbelsenkungsströmung führt schon im oberen Behälterteil 3 zur Abscheidung der gröberen Feststoffteilchen, während die kleineren Partikel im unteren Behälterteil 1 aus der Gasströmung ausgeschieden werden. Zur Ableitung der im oberen Behälterteil 3 abgetrennten groben Teilchen ist ein Schälblech 11 mit lotrechter Schälkante 12 am Ende des Spiralkanals 9 vorgesehen, das schräg gegen die Strömung gerichtet ist und das aus der äußeren Strömungsschicht diese Teilchen abfängt. In Strömungsrichtung des Gases unmittelbar vor dem Schälblech ist eine Austragöffnung 13 im Mantel des Spiralkanals 9 vorgesehen, an die ein zum unteren Behälterende führendes Abführungsrohr 14 angeschlossen ist. Dieses Rohr mündet in einen am engen Ende des unteren Behälterteils 1 angeordneten, an seiner Oberseite durch einen Deckring 15 nach außen verschlossenen Trichter 16, an dem das über eine Welle 17 antreibbare Zellenrad 2 angeordnet ist.

Claims

Patentansprüche: 1. Fliehkraftabscheider in Zyklonbauweise zum Abscheiden dispergierter Feststoffpartikel aus Gasen, bestehend aus zwei mit den weiten offenen Enden aufeinander stehenden, schwach kegelförmigen Behälterteilen, wobei der untere Behälterteil an seinem schmalen Ende eine Ausfallöffnung für die abgeschiedenen Stoffe und der obere Behälterteil ein durch die Behälterdeckel koaxial herausgeführtes Tauchrohr zum Ableiten des Reingases aufweist sowie mit einem nahe der Behälterdecke tangential einmündenden Einlaßstutzen für das Rohgas versehen ist, der sich in einem zum Be- hälterinneren hin offenen, den oberen Behälterteil spiralig umgebenden Strömungskanal mit kegelförmig nach oben verjüngtem Mantel fortsetzt, dessen Kanalboden sich unter stetiger Breitenabnahme schraubenlinienförmig nach unten windet, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Abdeckung des Spiralkanals (9) - wie an sich bekannt - von der Behälterdecke (4) gebildet ist und der Spiralkanalboden (10) sich mindestens einmal um den oberen Behälterteil (3) bis nahe an dessen weites Ende herumwindet, wobei die Steigung einer Windung mindestens der lichten Höhe des Einlaßstutzens (6) entspricht.
2. Fliehkraftabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel des Spiralkanals (9) innenseitig im Bereich seines unteren Endes ein an sich bekanntes, zur Behälterachse paralleles Schälblech (11) und - wie ebenfalls bekannt - eine in Strömungsrichtung des Rohgases vor dem Schälblech angeordneten Austragöffnung (13) aufweist, an die ein Abführungsrohr (14) für die vom Schälblech aufgefangenen Beimengungen angeschlossen ist.