DE1507701A1 - Method for controlling the separation efficiency of a cyclone separator - Google Patents

Method for controlling the separation efficiency of a cyclone separator

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Scharf Dipl-Ing Dietrich
Muschelknautz Dr Dipl-In Edgar
Walaschewski Dr-Chem Engelbert
Wiechers Dipl-Ing Herbert
Fries Dipl-Ing Ludwig
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
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Description

Verfahren zur Steuerung der Abscheideleiatung eines Zyklonabscheiders Die Erfindung bezieht sich auf ein*Verfahren zur Steuerung der Abscheideleiatung eines Zyklonabscheidern. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, aus einem heißen, unter höheren Druck stehenden Trägergas den mitgeführten feinkörnigen Festatoffanteil bis zu einer bestimmten Feinheit, die ohne Störungen des Betriebeablaufe in weiten Grenzdn kontinuierlich variierbar sein soll, abzuscheiden, ohne daß die Trennschärfe beeinträchtigt wird.Method for controlling the separation efficiency of a cyclone separator The invention relates to a method for controlling the separation efficiency a cyclone separator. The invention is based on the object of a hot, Carrier gas under higher pressure removes the entrained fine-grain solid fraction down to a certain degree of detail, which can be extended to a large extent without disrupting the operational processes Grenzdn should be continuously variable, to be deposited without affecting the selectivity is affected.

Wie bekannt ist, läßt sich die Abacheideleistung eines Zyklonabscheiders ohne weitere bauliche Veränderungen beeinflussen, indem man das Tauchrohr, durch das das Reingas den Apparat wieder verläßt, unterschiedlich weit in den AbacheidereInnenraum hineinragen läßt. Bei der vorliegenden Aufgabenstellung ließ sich diese Lösung jedoch wegen schwieriger Abdichtungeverhältnisse nicht verwirklichen.As is known, the efficiency of a cyclone separator can be reduced without affecting further structural changes by putting the immersion tube through that the clean gas leaves the apparatus again, at different distances into the Abacheidere interior can protrude. However, this solution was acceptable for the task at hand cannot be realized due to difficult sealing conditions.

Die Abscheideleistung läßt sich weiterhin durch eine Änderungder Umfangsgeschwindigkeit der %tationnetrömung variieren. Dazu gibt es mehrere Möglichkeiten: Durch.mehr oder weniger weiten Abspreizen von Störklappen an der Abacheider-Innenwand kann die Drallgeschwindigkeit abgebremst werden. Durch die hierdurch verursachte, unkontrollierbare Wirbelbildung in Wandnähe wird jedoch schon abgeachiedenen Produkt wieder aufgewirbelt, und dadurch die Trennschärfe den Zyklonabecheiders wesentlich verschlechtert. Bei Fentetoff-enteilen mit großer Härte verschleißen die Klappen schnell. 219 notwendigen Reparaturen führen zu einen häufigen Stillstand der Anlage. Entsprechenden gilt für abbremsende Fläobenv die mehr oder weniger weit im oberen Teil den Zyklonn in die Rotationentrömung hineinbewegt werden.The separation efficiency can also be varied by changing the circumferential speed of the stationary flow. There are several options: Durch.mehr or less wide abduction of spoilers at the Abach Eider inner wall can be braked the spin rate. Due to the uncontrollable formation of eddies in the vicinity of the wall caused by this, however, the product that has already separated is whirled up again, and the selectivity of the cyclone separator is significantly impaired as a result. With Fentetoff parts with great hardness, the flaps wear out quickly. The necessary repairs lead to frequent system downtimes. The same applies to decelerating areas which are moved more or less far into the rotational flow in the upper part of the cyclone.

Auch verstellbare Leitorgane zur Änderung den Eintrittewinkels der Rohgaaatrömung in den Abacheiderraum sind sehr iferschleißgefährdet. Ihr Betätigungsmechanismus Ist kompliziert und störungsanfällig.Also adjustable guide elements to change the entry angle of the Rohgaaatrömung in the Abacheiderraum are very susceptible to wear. Your operating mechanism Is complicated and prone to failure.

Im Eintrittestutzen angeordnete Vorrichtungen zur Beeinflussung der Größe der Gaaeintrittageschwindigkeit sind bei den angegebenen Betriebebedingungen schwierig abzudichten. Außerdem besteht bei ihnen die Gefahr von erhöhter Erosion (bei einer Vergrößerung der Geschwindigkeit) oder aber von Produktablagerungen in den zuführenden Leitungateilen (bei einer Verringerung der Geschwindigkeit), abgesehen davon, daß eine Vergrößerung . - der Eintrittsgeschwindigkeit eine starke Erhöhung den Druckverluntee zur Folge hat. En-ist ferner bekannt, daß man bei Sichtern die Trenngrenze zwischen Feinanteil und Grobanteil verschieben kann, indem man das Sichtmedium vor der Aufgabe des Sichtguten in einen zur Erzeugung einer Rotationsetrömung tangential und in einen radial in den Sichter strömenden Anteil aufteilt. Das Grenzkorn ist um no feiner, je stärker die Rotationaatrömung im Verhältnis zur Radialströmung ist. Dieses Verfahren ist jedoch ungeeignet, wenn sich, wie im vorliegenden Fall, da@ Produkt im Sichtmedium schon vor dessen Aufteilung befindet, da sich der Grobanteil bei einer zu geringen Strömungegeachwindigkeit eines der beiden Teilströme in.den betreffenden Leitungeteilen absetzt, was unerwünschte chemische Umsetzungen sowohl den Sichtguten als auch des Trägergaeee zur Folge haben kann. Ein Ersatz einen der beiden Teiletröme durch Reingan erfordert sehr große zusätzliche Gaamengen und verursacht starke Schwankungen des gesamten Gaamengenstrome. Es wurde gefunden, daß sich die aufgezählten Nachteile vermeiden laeseng wenn erfindungegemäß die Umfangeageschwindigkeit der Rotationnetrömung im'obeten Teil den Abecheider-Innenraumes durch eine entgegengesetzt gerichtete Ganntrömung abgebremst wird, Erfindungegemäß erzeugt man diese Gasströmung durct tangentialen Einblasen einer geringen Menge eines Reingaaen oder eines an geeigneter Stelle vom Rohgao abgezweigten Teilstromes mit hoher Geschwindigkeit durch eine Anzahl von schwach nach unten und der Rotationsatrömung entgegengerichteter Kanäle, die konzentrisch um das Tauchrohr in der Nähe den Abscheider- » mantele angeordnet eindv wobei der Abstand der Austrittsöffnung der besagten Kanäle von der Oberkante den Rohgaaeintritte 10 bis 50 %, vorzugsweise 20 % der Entfernung zwischen Tauchrohr und Zyklonmantel betragen soll.Devices arranged in the inlet connection to influence the size of the gas inlet speed are difficult to seal under the specified operating conditions. In addition, there is a risk of increased erosion (with an increase in speed) or of product deposits in the supply line parts (with a decrease in speed), apart from the fact that the speed is increased . - the entry speed has a strong increase in the pressure loss result. It is also known that the separating boundary between fine and coarse fraction can be shifted in separators by dividing the sifting medium into a tangential part for generating a rotational flow and a part flowing radially into the sifter before the material to be classified is fed. The boundary grain is no finer, the stronger the rotational flow is in relation to the radial flow. However, this method is unsuitable if, as in the present case, there is product in the medium before it is divided, since the coarse fraction of one of the two partial flows settles in the relevant line parts when the flow rate is too low, which leads to undesirable chemical reactions the visible goods as well as the porter gaeee can result. Replacing one of the two partial streams with pure gas requires very large additional gauge quantities and causes strong fluctuations in the total gauge quantity. It has been found that the disadvantages listed can be avoided if, according to the invention, the circumferential speed of the rotational flow in the upper part of the separator interior is slowed down by an oppositely directed Gann flow point from Rohgao diverted partial flow at high speed through a number of weak downward and the Rotationsatrömung oppositely directed channels concentrically around the dip tube near the Abscheider- "Mantele arranged eindv the spacing of the outlet opening of the said channels from the top of the Rohgaaeintritte 10 should be up to 50 %, preferably 20 % of the distance between the immersion tube and the cyclone jacket.

Eine Beschleunigung der Rotationnetrömung durch eine entaprechende Anordnung zur Erhöhung der Fliehkräfte würdä demgegenüber eine bedeutend größere Zusatzgannenge erfordern.An acceleration of the rotational flow by a corresponding one In contrast, an arrangement to increase the centrifugal forces would be significantly larger Require additional gangway.

Im folgenden sind Ausführungebeiepiele der.Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.The following are examples of embodiments of the invention by reference on the accompanying drawings.

Fig. 1 zeigt den Längsschnitt einen für die Ilbacheidung der kleinsten in Betracht kommenden Grenzkorngrö.ße de* Variationabereiche ausgelegten Zyklonabscheidern, Fig. 2 zeigt den Querschnitt durch den Abscheider in der Höhe A - A. Fig. 1 shows the longitudinal section of a cyclone separator designed for the separation of the smallest possible grain size limit in the range of variation, Fig. 2 shows the cross section through the separator at height A - A.

Fig. 3 z'eigt einen Kanaleineatz. 3 shows a channel entry.

Fig. 4 und 5 veranachaulieben e#n weiteren Ausführungebeiapiel des Erfindungegegenstandee im Längsschnitt und Querschnitt. Das mit Produkt beladene Trägergas gelangt durch den tangenti- alen EintrittsOtutzenl in den oberen Zyklonraum 2. Dabei bildet eich im Inneren des Zyklone eine Rotationnetrömung aue. Durch ,lie ?li-Phkra#.'t werden die Produktteilchen entgelen der Schlepp- lcrzf 11.- des nach. '-Innen zum Tauchrohr 3 etienenden Tragerganen nach außen geschleudert und gleiten längs der Wand den konisehen Unterteils 4 unter der Einwirkung der Schwerkraft, unterstützt durch Wandetrömungen 5 durch die untere Auntritteöffnung 6 in einen Produkt-Sammelbehälter (nicht dargestellt). Die durch die Fliehkraft auageschleuderten Teilchen sind um so feiner, je größer das Verhältnis Umfangegeachwindigkeit der Rotationeströmung zu hadialgeschwindigkeit ist, und umgekehrt um so gröber je stärker die Rotation abgebremat wird. Zu diesem Zweck tritt über eine Verteilerkammer 7 eine Gaamenge mit möglichst hoher Geschwindigkeit durch mehrere konzentrisch um das Tauchrohr 3 angeordnete, der Rotationsetrömung entge- gengerichtete Verbindungskanäle 8 unter einem geringen Winkel gegenüber der Horizontalen schräg nach unten tangential aus. Die Verbindungekanäle 8, zur Erhöhung der Gaageschwindigkeit zweckmäßigerweiee als Dünen ausgebildet, sind so weit außen angeordnet, daß der Drebeinn der im oberen Zyklonraum rotieren- den Wirbelwalze 9 nicht gestört und die Trennschärfe den Zyklone nicht beeinträchtigt wird. Der dafür optimale Abstand von der Wand beträgt rd. 20 P der Entfernung zwischen Tauch- rohr und Außenmantel des Zyklone. Die Verbindungekanäle oder Dünen 8 werden zweckmäßigerweine in auswechselbareng in die Verbindungewand 10 zwischen Verteilerkanal 7 und Zyklon-Innenraum an der unteren Seite ohne Vorsprung eingepaßten Einsätzen 11 angeordnet (Fig. 3). Die Zufuhr des einzublasenden Gaaes kann auch durch eine (vgl. Fig. 4 und 5) in den oberen Toll den Zyklone eingebaute Ringleitung 12 mit mehreren Ausblaedüsen 13 erfolgen, wobei für die Anordnung der Düsen das Entsprechende wie oben ange--geben gilt.4 and 5 illustrate a further embodiment of the subject matter of the invention in longitudinal section and cross-section. The carrier gas loaded with product passes through the tangential alen inlet nozzle in the upper cyclone chamber 2. This forms calibrate a rotating flow inside the cyclone. By , let? li-Phkra #. 't will pay the product particles the drag lcrzf 11.- des after. '- Inside to the immersion tube 3 supporting members thrown outwards and slide along the wall of the conical lower part 4 under the action of gravity, supported by wall currents 5 through the lower exit opening 6 into a product collecting container (not shown). The particles thrown out by centrifugal force are so finer, the greater the circumference-to-speed ratio Rotational flow is to hadial velocity, and vice versa the coarser the more the rotation is stopped. to for this purpose occurs via a distribution chamber 7 a Gaamenge at the highest possible speed through several concentric arranged around the immersion tube 3 , counter to the rotational flow Directional connecting channels 8 at a small angle in relation to the horizontal obliquely downwards tangentially. The connecting channels 8, to increase the speed of the gait expediently designed as dunes, are so far out arranged that the Drebeinn rotate in the upper cyclone room- the vortex roller 9 is not disturbed and the selectivity the Cyclones is not affected. The optimal distance for this from the wall is about 20 P the distance between diving tube and outer shell of the cyclone. The connecting channels or dunes 8 are expediently arranged in interchangeable inserts 11 fitted into the connecting wall 10 between the distribution channel 7 and the cyclone interior on the lower side without a protrusion (FIG. 3). The gas to be blown in can also be supplied through a ring line 12 built into the upper part of the cyclone (cf. FIGS. 4 and 5) with several discharge nozzles 13 , the same applies to the arrangement of the nozzles as stated above.

Durch eine Steigerung den Impulses der Einblanganzenge durch Vergrößerung der Masse oder der Strömungsgeschwindigkeit in den Düsen 8 läßt sich die Umfangegeachwindigkeit der Drallströmung immer stärker abbremsen bis schließlich der Zyklon als reiner Schwerkraftabacheider arbeitet und nur noch die gröbsten Partikel abgeschieden werden.By increasing the momentum of the Einblanganzenge by increasing the mass or the flow speed in the nozzles 8 , the circumferential speed of the swirl flow can be slowed down more and more until finally the cyclone works as a pure gravity trap and only the coarsest particles are separated.

Bei einer Versucheapparatur gelang es, auf diese Weine durch Einblasen von maximal 22 % Zunatzgaa Abscheidegrade zwischen 30 % und 97 % bei Grenzkorngrößen zwischen 10 und 30 / um zu erreichen. Messungen an der Betriebeausführung bestätigen die Versuchaergebnisse.In a test apparatus, it was possible to achieve degrees of separation between 30% and 97% with limit grain sizes between 10 and 30 μm on these wines by blowing in a maximum of 22 % Zunatzgaa. Measurements on the operational design confirm the test results.

Claims (1)

Pat,#;ntansprüche: 1. Verfahren zur Steuerung der Abecheideleistung einen Zyklonabscheiders, dadurch gekennzeichnet" daß die Rotationsströmung des Zyklone durch eine entgegengesetzt gerichtete Gasströmung abgebremst wird. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnetg daß in den oberen Teil des Abscheider-Innenraumen oberhalb den Rohgaseintrittes und ringe um das Tauchrohr. Gaaatrahlen zugeführt werden, die tangential und schräg von oben nach unten der Rotationsströmung des Zyklone entgegengerichtet sind. 3. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, gekentiz"#'.a,c"bnet durch eine im Oberteil den Zyklone oberhalb der Rohgai3-E.,-rtrittaöffn-#.#.-.. konzentrisch zum Tauchrohr angeordnete Vertellungekammer (7, 12) für £'remdgas oder vom RobgaBstrom abgezweigten Gas, die mit einem Gaseinlaß und einem Kranz tangential schräg nach unten und der Strömungerichtung des Rohgases entgegengerichteten Gasauslaßöffnungen versehen ist. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilungskammer als eine separate,den Abscheideraum den Zyklons oben abschließende Kammer (7) ausgebildet ist, die 4 in steht.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenöffnungen (8) düoenförmig ausgebildet sind, 6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekenn- zeichnet, daß die düsenförmigen Bodenöffnungen (8) in auawechBEim baren, in den Kammerboden (10) fluchtend einpaßbaren Ein- sätzen (11) angeordnet sind. 7. Ausführungeform der Vorrichtung nach Anspruch 39 dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilungskammer als eine in Innern den Abscheideraumes angeordnete Ringleitung (12) mit tangen- tialen Düsen (13) ausgebildet ist. 8. Vorrichtung nach den Ansprüchen bin 79 dadurch Sekenn-. zeichnet, daß der.,Abstand zwischen den Dünenöffnungen (89,13) und der Oberkante den Eintrittetutzenn (1) für das Rohgas ca. 10 bi's 50 %. vorzugsweise 20 % der Entfernung zwischen Tauchrohr und Zyklonwand und deX Abstand zwischen Dünenöffnun- gen (8, 13) und Zyklonwand etwa 20 % der Entfernung zwischen Tauchrohr und Zyklonwand beträgt.
Patent claims: 1. A method for controlling the separation capacity of a cyclone separator, characterized in that the rotational flow of the cyclone is slowed down by an oppositely directed gas flow. 2. Method according to claim 1, characterized in that in the upper part of the separator interior Above the raw gas inlet and rings around the immersion tube. Gaaa jets are fed in, which are directed tangentially and obliquely from top to bottom of the rotational flow of the cyclone. 3. Device for carrying out the method according to claims 1 and 2, gekentiz "# '. a, c "bnet by a in the upper part the cyclones above the Rohgai3-e, -. rtrittaöffn -. # # .- .. concentric with the dip tube disposed Vertellungekammer (7, 12) for £ 'remdgas or from RobgaBstrom purge gas, with a gas inlet and a ring is provided tangentially obliquely downward and gas outlet openings facing the direction of flow of the raw gas 4. Device according to claim 3 , characterized in that the distribution chamber as a separate, the separation chamber the Cyclone top chamber (7) is formed, the 4th in stands.
5. Apparatus according to claim 4, characterized in that the bottom openings (8) are dune-shaped, 6. Device according to claims 4 and 5, characterized thereby shows that the nozzle-shaped bottom openings (8) in auawechselBEim in the chamber floor (10) can be fitted in alignment sets (11) are arranged. 7. Embodiment of the device according to claim 39 thereby characterized in that the distribution chamber as one inside ring line (12) arranged in the separating chamber with rod tial nozzles (13) is formed. 8. Device according to claims am 79 thereby secenn-. draws that the., distance between the dune openings (89,13) and the upper edge the inlet nozzle (1) for the raw gas approx. 10 to 50%. preferably 20 % of the distance between Immersion pipe and cyclone wall and deX distance between dune openings gen (8, 13) and cyclone wall about 20 % of the distance between Immersion tube and cyclone wall.
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