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Fliehkraftstaubabscheider Die Erfindung bezieht sich auf Fliehkraftstaubabscheiderg
und zwar handelt es sich um eine Fortentwicklung einer'bekannten Ausführungsformp
deren zylindrische Schleuderkammer einen tangentialen Rohgaseinlaß sowie einen axialen
Reingasauslap aufweist und nach unten in einen angesetzten Staubauslaßtrichter mündet.
Es ist bekannt, daß solche Staubabscheider, die wegen ihrer guten Abscheide-und
Durchsatzleistung weitgehende Verbreitung gefunden habeng einem außerordentlich
starken Verschleiß unterliegen. Diese Tatsache tritt besonders stark dann in Erscheinungg
wenn es sich um die Ausscheidung von mechanisch aggressiven Staubteilchen handelt.
Dieser Fall liegt beispielsweise bei der Abscheidung von Staub aus den Verbrennungsgasen
solcher Feuerungsanlagen vorg in denen stark asche- und sandhaltige Kohle verfeuert
wird. Gerade hier aber ist eine möglichst weitgehende Reinigung der'Gase erforderliche
beispielsweise zum Scnutze der Gebläse in den Schleusluftleitungen der Regenerativ-Luftvorwärmer.
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u'an trägt dieser stark angreifenden #7irkung des Staubes an sich
durch Auskleidung der Innenmandun2,en des Ausscheiders mit Keramik Rechnung. Bei
besonders stark angr(:"ifenden Staubbeimengungen Lenäpt aber auch eine solche Schutzauskleidutig
nicht, sondern man ist gezwungeng Schmelzbasalt zu verwendeng was erhebliche Kosten
verursacht, ohne zu einer befriedigenden Lebensdauer zu führen.
Die
Erfindung beruht aui der Erkenntnis der in einem solchen Ausscheider vorliegenden
Verhältnisse und auftretenden Beanspruchungen, die besonders stark im Trichter
- dort wiederum in erster Linie in seinem unteren Drittel - in die
Erscheinung treten. Die Ursache hierfür liegt daring daß ein Staubteilchen durch
die Zentrifugalkraft eine Kraftkomponente nach oben erh#:,1t, da die ZentrifugalkrEft
ja nicht rechtwinklig gegen den Trichtermantel gerichtet ist.
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Diese nach oben gerichtete Kraftkomponente kann ebenso groß
werden wie die auf das Staubteilchen wirkende Schwerkraft, so daß das Teilchen nicht
abgezogen werden kann sondern längere Zeit rotierend schwebt und dadurch den Trichter
angreift. Diese Auftriebskomponente ist umso größer, je kleiner der Halbmesser der
Kreisbahn ist, auf der das Teilchen umläuft, nimmt also in Richtung nach unten zur
Trichterspitze zu. Hierin liegt die Ursacheg warum gerade die Trichterspitze einem
besonders starken Verschleiß unterworfen istg wobei außer der genannten Ursache
auch noch aie Tatsache mitspricht9 daß eine bestimmte Staubmenge beim Weiterwandern
zur Trichterspitze dort über eine wesentlich kleinere Fläche gleitet als zuvor im
oberen Teil des Trichters oder gar in der zylindrischen Schleuderkammer.
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An sich wäre es leicht möglich, diesen Erscheinungen dadurch entgegenzuwirken"
daß der Trichter sehr schlank ausgeführt wird. Dieses bedeutet aber eine Verteuerung
und ist oft schon allein aus Platzmangel nicht möglich.
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Demgegenüber zeigt die Erfindung einen anderen Wegg und zwar ist der
Fliehkraftabscheider gem# de-,r- Erfindung im Unterschied zu den eingangs beschriebenen
geibräuchlictien Abscheidern dadurch gekennzeichnet, dap der zylindrische Raum der
Schleuderkainmer von dem kegelstumpfförniigen Raum des Staubauslaßtrichters durch
eine
etwa in Höhe der Uebergangszone angeordnete, querliegende Platte
getrennt ist, deren Durchmesser kleiner ist als der Innendurchmeeser der Schleuderkammer
an dieser Stelle, und daß Schikaneeinbauten vorgesehen sindy die die Umlaufbewegung
des in den kegelstumpfförmigen Raum übertretenden, mit Staub beladenen Gases weitgehend
unterdrücken.
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Konstruktiv läßt sich dieser Grundgedanke der Erfindung, durch Schikaneeinbauten
die Umlaufbewegung des mit Staub beladenen Gases innernalb des Trichters ganz oder
wenigstens weitgehend zu beenden, auf verschiedenen Wegen verwirklichen. So kann
man in den Schlitz, der zwischen der Randkante der Trennplatte und der Innenwand
des Aoscheiders offen bleibt, Leitbleche einsetzen, die in Strömungsrichtung etwas
ansteigen, so daß der zunächst nach unten strebende Strom des in der ',liandzone
umlaufenden, mit Staub beladenen Gases gegen die ansteigenden rückwärtiGen Flächen
dieser Leitbleche aufläuft und nach oben abgelenkt wirdp während das-durchtretende
Gas infolge dieser Schaufelneigung einer entgegen der Rotationsrichtung gerichteten
Umlaufstendenz unterworfen wirdp so daß man äurch geeignete Bemessung dieser Leitschaufeln
und ihrer Abstände voneinander sowie auch itirer i#,eigung gegenüber der Waagerechten
die Rotationsbewegung praktisch zum Stillstand 'bringen kann. Allerdings wird durch
diese Anordnung die Abscheideleistung etwas herabgesetzt.
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Eine wesentlich bessere Lösung besteht darin, die Leitbleche in dem
Umfangsschlitz gegen die Waagerechte so zu neigen, daß ihre oberen Ranäkan',en dem
in der Schleuderkammer umlaufenden Gas entgegengerichtet sind, so dap diese Leitbleche
als Schälbleche wirken. Hierdurch wird die Umlaufbewegung noch nicht sonderlich
beeinträchtigtt wenngleich dem umlaufenden Gasstrom durch diese Schaufeln
eine
zusätzliche Bewegungsliomponente in Richtung nach unten erteilt,'wird. Dieses wirkt
sich durchaus schon in gewissem Maße vortei,#haft ausq da die Drallkomponente entsprechend
dem Anstellwinkel der Platte verkleinert wird. In Verbindung hiermit aber wird eine
weitere Maßnahme getroffeng und zwar wird der Innenraum des'ötaubauslaßtrichters
in der Weise unterteilt, daß eine Umlaufbewegung im Triohter überhaupt unterbunden
wird. Dieses 6eschieht am einfachsten durch eine senkrechte Wandp die durch die
Kegelstumpfachse des Trichters verläuft und somit diesen kegelatumpfförmigen Hohlraum
des Staubauslaßtrichters halbiert. Selbstverständlich kann auch eine weitergehende
Unterteilung vorgenommen werden# beispielsweise durch mehrere solche Durchmesserwände..
Eine wesentliche Verbesserung gegenüber den bekannten Ausführungsformen wird aber
auch schon dann erzieltg wenn die Wände nicht vollständig hindurchlaufen sondern
sich von der Trichterwandung nur um einen gewissen Betrag zur Mitte hin, d.h. in
Richtung zur Trichterachseg erstrecken, in der Mitte des Triedern also einen axialen
Raum frei lassen. In der Hauptsache kommt es jedenfalls darauf an, die Umlaufbewegung
im Bereich des Trichtermantels abzuschwächen oder vollständig zu unterbinden.
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Zur Veranschaulichung des Erfindunosgedankens ist in der Zeichnung
ein Ausführungebeispiel dargestellty anhand dessen auch einige weitere konstruktive
Einzelheiten von praktischer Bedeutung erläutert seien.
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Fig. 1 zeigt den Fliehkraftstaubabscheider In einem senkrechten,
durch die Achse geführten Schnitt.
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Pig. 2 stellt einen waagerechten Schnitt gemäß Ebene II-II in Pig.
1 dar.
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Fig. 3 schließlich zeigt eine Ansicht der waagerechten Trennplatte
in Richtung von der Randkante herg unter Fortlassung also des Abscheidergehäusee.
Die
wesentlichen Elemente des dargestellten Ausführungsbeispiels bestehent in Uebereinstimmung
mit dem Stand der Technik,.in einer zylindrischen Schleuderkammer lp einem unten
an diese angesetzten Staubauslaßtrichter 29 einem tangentialen RohgaseinlaP
3
und einem axialen Reingasauslaß 4.
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Zusätzlich ist gemäß der Erfindung die erwähnte querliegende Platte
5 vorgesE::hen, die also die Schleuderkammer 1 von dem Staubauslaßtrichter
2 trennt. Diese Platte 5 braucht natürlich nicht genau in der Trennzone angeordnet
zu werden, d.h. in drjenigen Ebene# in der der zylindrische Teil 1 in den
kegelförmi,-en kantel 2 Ubergeht, sondern kann auch etwas darüber ouer darunter
liegen. So ist auch in dem dargestellten Fall die Trennplatte 5 etwas nach
oben - aus dem Bereich der verbindenden Plansche heraus - versetzt.
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Wie schon dargelegt, ist es wesentlichp daß der Durchmesser dieser
Trennplatte 5 kleiner ist als derjenige des Abscheider-Innenmantels an der
Anbringungsstelle, in diesem Falle also kleiner als der Innendurchmesser des Zylinders
1, no daß zwischen der Randkante der Trennplatte 5 und dem Zylindermantel
1 ein rundherum verlaufender Spalt 6 frei bleibt. In diesen Spalt
sind die schon erwähnten Leitbleche 7 eingesetztp und zwar gegenüber der
Waagerechten geneigt. Die Breite dieser Leitbleche ist weitgehend durch die Breite
des Schlitzes 6 bestimmt. Die Länge, gemessen in Umfangerichtungg ist So
ge-C> wählty dao in der Projektiong wie sie in Fig. 2 dargestellt ist, die Abstände
zwischen den benachbarten Blechen etwa ebenso groß sind oder etwas kleiner als die
Länge der Bleche.
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Die Umlaufrichtung des mit Staub beladenen Gases ist in Fig. 2 durch
einen Pfeil bezeichnet. Da Fig. 3 eine Ansicht dieses Einsatzes in Richtung
auf die in Fig. 2 unten liegende Randkante darstelltt
läßt Fig.
3 erkenneng daß be.i diesem Ausführungsbeispiel die . oberen Randkanten
der Leitbleche 7 dem umlaufenden Gas entgegengerichtet sind. Die Leitbleche
7 wirken somit als Sch#JIblechep zwischen denen die aus der Randzone abgeschälten
Teilströme des mit Staub stark angereicherten Gases nach unten hindurchtreten, wie
es in Fig. 3
durch die beiden Pfeile angedeutet ist. Es ist ersickLich, daß
diese Leitblechet deren Neigung in der Größenordnung von etwa 20 0
liegen
möge, dem nach unten hindurchtretenden Gas eine Bewegungskomponente nach unten erteilen,
die also der aufwärts gerichteten Komponente der Zentrifugalkraft entgegenwirkt.
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Entscheidend ist in Verbindung hiermit d#-,nn die in Fig.
1 erkennbare Trennwand 8y die den kegelstumpfförmigen Raum des Trichters
halbiert und jede Umlaufbewegung verhindert. In bekannter Weise wird der
Staub du'reh die untere Trichteröffnung abgeführt.
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Um dem durch den Umfangsschlitz 6 zusammen mit dem Staub nach
unten hindurchgeträtenen Gas die Rückkehr in die Schleuderkammer 1
und von
dort den Austritt durch den Reingasauslaß 4 zu ermöglichen, ist die Trennplatte
5 in ihrer Mitte mit einer runden Oeffnung 9 versehen, die nach oben
durch eine in Abstand angeordnete Brallplatte 10 abgedeckt ist. Der Durchmesser
dieser Prallplatte 10 ist etwas größer als derjenige der Oeffnung
99 so daß die Prallplatte 10 mit ihrem Rand über die Trennplatte
5 hinüberragt. In diesem kreisringförmigen Zwischenraum zwischen den beiden
einander überlappenden Randkanten sind leitschaufeln 11 angeordnet. Diese
gehe n vom Rand der Mittelöffnung 9 etwa tangential aust wie es Fig. 2 erkennen
läßt, und zwar weisen-.sie in die Umlauferichtung des Gases. Diese Leitschaufeln
9 ergeben also keine Schälwirkungp sondern durch diese Anordnung erleichtern
sie sogar den Rücktritt des in den Trichter 2 zunächst übergeführten Ganes nach
oben.
Zur Veranschaulichung der etwa in Frage kommenden Größenverhältnisse
sei auf eine praktisch erprobte Ausführung Bezug genommen. Bei dieser beträgt der
Durchmesser der zylindrischen Schleuderkammer 1 etwa 1.300 mm, während
der Durchmesser der Trennscheibe 5 zu 1.150 mm gewählt ist, so daß
der Randschlitz 6 eine Breite von 75 mm aufweist.
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Es hat sich jedenfalls ergebeng daß durch das erfindungBgemäße
"Abbremsen" des rotierenden Gas-Staub-Gemisches innerhalb des Staubauslaßtrichterag
der uei den bisherigen Ausführungsformen in ganz besonders starkem Maße den Angriffen
des Staubes ausgesetzt ist, der Verschleiß ganz erheblich herabgesetzt werden kann.
Infolgedessen kann man darauf verzichteng für den Trichter die teure Schmelzbasalt-Auskleidung
zu verwenden# so daß diese nur noch für die Schleuderkammer 1 genommen zu
werden braucht.